JURUSAN FISIKA Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013

Transkripsi

1 Fifi Bailin Lestari Dosen Pembimbing: Dr. M. Zainuri, M. Si JURUSAN FISIKA Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013

2 Potensi Pasir Silika Alam Polianilin (PANi) Pelapis Anti Korosi pada logam SiO2 Komposit PANi/SiO2

3 Menganalisa pengaruh variasi milling time terhadap ukuran partikel pasir silika Sintesis dan karakterisasi komposit PANi/SiO 2 dengan metode polimerisasi insitu Menganalisa pengaruh variasi milling time pasir silika terhadap sifat konduktivitas komposit PANi/SiO 2 Menganalisa pengaruh variasi milling time pasir silika terhadap sifat anti korosi komposit PANi/SiO 2 pada pelat baja.

4 Ukuran serbuk SiO 2 homogen. Kecepatan milling konstan pada variasi milling time. Unsur-unsur pengotor pada serbuk SiO 2 dianggap tidak ada. Analisis dilakukan dengan menggunakan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Floresence (XRF), X-Ray Diffractometer (XRD), Particle Size Analyzer (PSA), Scanning Electron Microscope (SEM), Two Probe dan Potensiostat.

5 Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan komposit isotropik PANi/SiO 2 sebagai material pelapis anti korosi yang diterapkan pada baja dinding kapal.

6 Pasir Kuarsa Pasir kuarsa (silika) adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal SiO 2 dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan. Pantai Bancar merupakan salah satu daerah di Jawa Timur yang memiliki kemurnian silika yang cukup tinggi mencapai 81,7%.

7 Silika Silika (SiO2) banyak terkandung dalam pasir, batuan kuarsa dan kerak bumi. Silika merupakan bahan keramik yang mempunyai ikatan ionik yang sangat kuat dan memiliki titik leleh yang tinggi dibandingkan dengan bahan logam. Silika merupakan material polimorf yang memiliki lebih dari satu struktur kristal, yaitu: quartz,crystobalite, tridymite. Struktur Ikatan SiO2 Tetrahedral

8 Polianiline (PANi) Tingkat Oksidasi PANi

9 Komposit PANi/SiO 2 Biasanya didapatkan melalui polimerisasi secara kimia salah satunya adalah polimerisasi in-situ. Morfologi Komposit PANi/SiO 2 Komposit PANi/SiO 2 menunjukkan kinerja yang efisien dalam meningkatkan perlindungan korosi yang dilapiskan pada plat besi (Hasyim et al, 2011).

10 Mekanisme Korosi pada Baja Strktur Atom Baja Mekanisme Korosi Pada Baja Besi + air + Oksigen karat 4Fe + 6H2O + 3O2 4Fe(OH)3 karat

11 Metode Perlindungan Korosi Perlindungan katodik Menerapkan lapisan cat yang cukup tebal Cat anti korosi yang mengandung pigmen penghambat laju korosi.

12 Bahan: pasir alam silika; HCl 37%; Ammoniumperoxodisulfat (Aps); Anilin; DBSA, dan air destilasi, aquades; plat baja; dan cat baja kapal laut. Peralatan: Gelas ukur, gelas beker, pipet, digital balance, corong buchner, spatula kaca, kertas saring, aluminium foil, magnet permanen, furnace, oven, magnetic stirer, hot plate, ph meter, mixer, dan kompresor. Kemudian dilakukan beberapa pengujian diantaranya, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Floresence (XRF), X-Ray Diffaction (XRD), Particle Size Analyzer (PSA), Scanning Electron Microscopy (SEM), Two Probe, Potensiostat.

13 Diagram Penelitian Ekstraksi Pasir Silika Uji XRF Pasir Silika Cuci dengan aquades Drying 100 o C Penyaringan Penggilingan dengan Ball Mill variasi milling time 2h, 4h, 6h Diagram Alir Ekstraksi Silika Rendam dalam HCl 12 jam Dicuci aquades hingga ph 7 Drying 100 o C Penyaringan Uji XRD Serbuk silika dengan kemurnian 95% Uji SEM

14 Sintesis Komposit PANi/SiO 2 dengan Metode in-situ Amonium Peroxodisulfate + air Anilin + DBSA Ditambah serbuk silika Dilarutkan dalam air dengan stirer magnetic selama 30 menit Diaduk hingga homogen Larutan inisiator Larutan silika+anilin+dbsa Uji XRD, TEM, FTIR, konduktifitas Polimerisasi selama 8 jam Komposit PANi/SiO 2 Didinginkan hingga 0 o Dicuci dengan aseton kemudian dengan air hingga air pencucinya bening kemudian disaring dan dikeringkan Diagram Alir Sintesis Komposit Core-Shell PANi/SiO 2

15 Pembuatan Cat Anti Korosi Diblender sampai homogen PANi/SiO 2 15%wt + cat 85%wt Cat Anti Korosi Ketahanan korosi uji Potensiostat Plat besi disemprot cat anti korosi hingga merata Analisis Korosi Drying dengan T=45 o hingga kering Diagram Alir Pembuatan Cat Anti Korosi

16 . Analisis Hasil Ball Milling Pasir Silika 1. Analisis Ukuran Partikel Pasir Silika Tabel 4.1 Ukuran Partikel Silika Milling Time 2jam 4jam 6 jam Ukuran Partikel (nm) Hasil Milling Pasir Silika dengan variasi Milling Time a) pasir b) 2 jam c) 4 jam d) 6 jam

17 2. Analisis Kandungan Serbuk Pasir Silika Hasil Uji XRF Compuond Conc. Unit Si 94,8% K 0,76 % Ca 0,85 % Ti 0,33 % Cr 0,056 % Mn 0,051 % Fe 1,84 % Ni 0,046 % Cu 0,073 % Zr 1,1 % Ba 0,07 %

18 3. Analisis XRD Serbuk Silika ola XRD Pasir Silika a) Sebelum dan b) Sesudah Direndam HCl Pola XRD Silika sebelum kalsinasi dengan variasi Milling Time a) 2 jam b) 4 jam c) 6jam

19 Hasil Refining menggunakan Rietica Hasil Refining Serbuk Silika Sebelum Kalsinasi Sampel Rp Rwp Rexp GoF Milling Time 2 jam 15,40 22,91 11,21 4,177 Milling Time 4 jam 16,15 23,85 11,27 4,477 Milling Time 6 jam 15,57 22,76 11,28 4,075 Hasil Refining Serbuk Silika Setelah Kalsinasi Sampel Rp Rwp Rexp GoF Milling Time 2 jam 15,10 22,52 11,42 3,870 Milling Time 4 jam 14,91 22,18 11,43 3,764 Milling Time 6 jam 14,18 20,93 11,34 3,407

20 Pola XRD Silika setelah kalsinasi 850 o C dengan variasi Milling Time a) 2 jam b) 4 jam c) 6 jam Ukuran Partikel Silika Setelah Kalsinasi Milling Time 2 jam 4 jam 6 jam Ukuran Partikel (nm)

21 B. Hasil Sintesis Komposit PANi/SiO 2 dengan Metode in-situ 1. Hasil Pola XRD Pola XRD PANi dan Komposit PANi/ SiO 2

22 2. Hasil Pengujian Spektroskopi FTIR Spektra FTIR dari SiO 2 dan komposit PANi/SiO 2

23 Assign-ment C=N strecth of quinod ring (N=Q=N) C=C benzoid ring strecth (N-B-N) C-N strecth of Q- B-Q C-N strecth benzoid ring Out of plane C-H bending Assign-ment In-plane C-H bending Data Spektra FTIR Komposit PANi/SiO 2 Pure PANi (Hasyim, et al) Composites PANi/SiO 2 (Hasyim, et al.) (cm-1) Composites PANi/SiO 2 (experiment) (cm-1) Pure PANi Peak C-H Peaks after Peaks and Bond of SiO 2 composites Hasyim Expr Hasyim Expr

24 3. Analisis Mikrostruktur Komposit PANi/SiO 2 Mikrostuktur a) SiO 2 b) Komposit PANi/SiO 2 (Hasyim, et al) c) Komposit PANi/SiO 2

25 C. Hasil Pengukuran Konduktivitas Listrik Komposit PANi/SiO 2 Kurva Konduktivitas Komposit PANi/SiO 2 Komposit PANi/SiO 2 Konduktivitas Listrik (S/cm) PSC2 0,027 PSC4 0,037 PSC6 0,053 Konduktivitas Listrik Komposit PANi/SiO 2

26 D. Hasil Pengujian Korosi Komposit PANi/SiO 2 Laju Korosi Plat Baja yang Dilapisi dengan Komposit PANi/SiO 2 Komposit PANi/SiO 2 Laju Korosi (mpy) Plat Baja Cat 100% 1,0633 PSC2 0,17512 PSC4 0,14784 PSC6 0,05272

27 Semakin lama milling time hasil proses ball milling pasir silika maka terjadi reduksi ukuran partikel yang semakin besar. Telah berhasil dilakukan sintesis komposit PANi/SiO 2 dengan metode polimerisasi in-situ. Semakin kecil ukuran partikel pasir silikanya, maka sifat konduktivitas listrik komposit PANi/SiO 2 semakin tinggi. Semakin kecil ukuran partikel pasir silikanya, maka sifat ketahanan korosi komposit PANi/SiO 2 semakin tinggi.

28