Perbandingan Stabilitas Lapisan Hidrofobik Pada Substrat Kaca Dengan Metode Sol-Gel Berbasis Water-glass dan Senyawa Alkoksida

dokumen-dokumen yang mirip
SINTESIS SILIKA AEROGEL BERBASIS ABU BAGASSE DENGAN METODE PENGERINGAN PADA TEKANAN AMBIENT MENGGUNAKAN TEKNIK CO-PRECURSOR

Sintesis Silika Gel dari Geothermal Sludge dengan Metode Caustic Digestion

SINTESIS SILIKA AEROGEL BERBASIS WATERGLASS UNTUK PENYIMPAN HIDROGEN ABSTRAK

PENYUSUN : 1. Eka Yuli Astuti ( ) 2. Lia Ariesta Ifron ( ) PEMBIMBING : Prof. Dr. Ir. Heru Setyawan, M.Eng

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

SINTESIS HIBRIDA SILIKA-KARBON DENGAN METODE SOL-GEL UNTUK APLIKASI ADSORBENT

SINTESIS SILIKA AEROGEL BERBASIS WATERGLASS UNTUK PENYIMPAN HIDROGEN

Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Heru Setyawan, M.Eng

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS

SINTESIS LAPISAN TiO 2 MENGGUNAKAN PREKURSOR TiCl 4 UNTUK APLIKASI KACA SELF CLEANING DAN ANTI FOGGING

BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN MANFAAT BAGI MITRA

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

PELAPISAN BAJA DENGAN SILIKA SECARA ELEKTROFORESIS UNTUK MENCEGAH KOROSI

BAB I PENDAHULUAN. Dalam bab ini diuraikan mengenai latar belakang masalah, tujuan dari penelitian dan manfaat yang diharapkan. I.

III.3.2. Pembuatan film hibrida dengan variasi rasio mol C/Si. 26 III.3.3. Pembuatan film hibrida dengan variasi jumlah pelapisan. 26 III.3.4.

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda eksperimen.

BAB I PENDAHULUAN. Dalam bab ini diuraikan mengenai latar belakang masalah, tujuan dari penelitian dan manfaat yang diharapkan.

LOGO MERITIA ARDYATI DANY PRATAMA PUTRA Oleh: Pembimbing: Ir. Minta Yuwana, MS Prof. Dr. Ir. Heru Setyawan, M.

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

SINTESIS SILIKA AEROGEL BERBASIS ABU BAGASSE

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang

Kata kunci: surfaktan HDTMA, zeolit terdealuminasi, adsorpsi fenol

HASIL DAN PEMBAHASAN. didalamnya dilakukan karakterisasi XRD. 20%, 30%, 40%, dan 50%. Kemudian larutan yang dihasilkan diendapkan

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Indonesia

BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret sampai dengan Juni 2012.

3 Metodologi Penelitian

Gambar 6. Kerangka penelitian

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB III. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Riset, Jurusan Pendidikan Kimia,

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan selama tiga bulan, yaitu pada bulan Januari 2012

BAB 3 METODE PENELITIAN. 3.1 Alat Alat Adapun alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah: Alat-alat Gelas.

Lampiran 1. Pohon Industri Turunan Kelapa Sawit

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Untuk mendapatkan jawaban dari permasalahan penelitian ini maka dipilih

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

Elektrodeposisi Lapisan Kromium dicampur TiO 2 untuk Aplikasi Lapisan Self Cleaning

Sintesa dan Karakterisasi Nanokomposit ZnO-Silika sebagai Fotokatalis dengan Metode Sonikasi

Mekanisme Pembentukan Lapisan ZnO

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei sampai Juli 2015 di Laboratorium

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari - Juni 2015 di Balai Besar


BAB III METODOLOGI PENELITIAN

METODE. = hasil pengamatan pada ulangan ke-j dari perlakuan penambahan madu taraf ke-i µ = nilai rataan umum

BAB III METODE PENELITIAN. Pelaksanaan penelitian dimulai sejak Februari sampai dengan Juli 2010.

I. PENDAHULUAN. Alumina banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti digunakan sebagai. bahan refraktori dan bahan dalam bidang otomotif.

BAB III METODE PENELITIAN. Anorganik, Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas

BAB III METODE PENELITIAN. Untuk mengetahui kinerja bentonit alami terhadap kualitas dan kuantitas

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

HASIL DAN PEMBAHASAN. dicatat volume pemakaian larutan baku feroamonium sulfat. Pembuatan reagen dan perhitungan dapat dilihat pada lampiran 17.

BAB III METODE PENELITIAN

DAFTAR ISI. HALAMAN PENGESAHAN... i. LEMBAR PERSEMBAHAN... ii. KATA PENGANTAR... iii. DAFTAR GAMBAR... viii. DAFTAR TABEL... ix. DAFTAR LAMPIRAN...

BAB III METODE PENELITIAN. Berdasarkan kerangka teori yang ada, maka dapat disusun kerangka konsep

SIFAT PERMUKAAN SISTEM KOLOID PANGAN AKTIVITAS PERMUKAAN

3 METODOLOGI PENELITIAN

PASI NA R SI NO L SI IK LI A KA

BAB III METODE PENELITIAN. Jenis penelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimen. Termasuk

III. METODOLOGI PENELITIAN. Metodologi penelitian meliputi aspek- aspek yang berkaitan dengan

BAB I PENDAHULUAN. I.1 Latar Belakang Kebutuhan akan energi semakin berkembang seiring dengan

METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Prosedur Penelitian

BAB 1 PENDAHULUAN Latar belakang

IMMOBILISASI TiO 2 DALAM MATRIKS SiO 2 DENGAN METODE SOL-GEL UNTUK MENDEGRADASI LIMBAH CAIR PEWARNA TEKSTIL SKRIPSI

Bab III Metodologi Penelitian

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Riset, Jurusan Pendidikan Kimia,

BAB IV ANALISA DATA & PEMBAHASAN

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

SINTESIS SILIKA AEROGEL DENGAN BAHAN DASAR ABU BAGASSE

BAB III METODE PENELITIAN. Pada bab ini akan diuraikan mengenai metode penelitian yang telah

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

HASIL DAN PEMBAHASAN. Penelitian Tahap Satu

I. PENDAHULUAN. kimia yang dibantu oleh cahaya dan katalis. Beberapa langkah-langkah fotokatalis

PERCOBAAN IV PEMBUATAN BUFFER Tujuan Menghitung dan pembuat larutan buffer atau dapar untuk aplikasi dalam bidang farmasi.

BAB III. METODE PENELITIAN

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari hingga Mei 2012 di Laboratorium. Fisika Material, Laboratorium Kimia Bio Massa,

PENGARUH NANOPARTIKEL TITANIUM DIOKSIDA PADA RESIN SEBAGAI MATERIAL TRANSPARAN ANTI UV DAN SELF CLEANING MATERIAL SKRIPSI LAILA SARI

I PENDAHULUAN. Cordierite adalah material zat padat dengan formula 2MgO.2Al 2 O 3.5SiO 2 yang

I. PENDAHULUAN. dan banyak digunakan dalam aplikasi elektronik, keramik, adsorben semen,

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Metodologi Penelitian

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Judul B. Tujuan C. Dasar Teori

I. PENDAHULUAN. Al yang terbentuk dari 2 (dua) komponen utama yakni silika ( SiO ) dan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III EKSPERIMEN & KARAKTERISASI

dimana a = bobot sampel awal (g); dan b = bobot abu (g)

BAB III METODE PENELITIAN. selulosa Nata de Cassava terhadap pereaksi asetat anhidrida yaitu 1:4 dan 1:8

BAB III METODE PENELITIAN

LAMPIRAN A PROSEDUR ANALISIS. A.1. Pengujian Daya Serap Air (Water Absorption Index) (Ganjyal et al., 2006; Shimelis el al., 2006)

Lampiran 1. Prosedur Karakterisasi Komposisi Kimia 1. Analisa Kadar Air (SNI ) Kadar Air (%) = A B x 100% C

BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN. Universitas Muhammadiyah Riau dan di Laboratorium Patologi, Entimologi

PENGEMBANGAN METODE SINTESIS UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS ZEOLIT ALAMI DI INDONESIA

Jurnal Inovasi Fisika Indonesia Vol.02 No. 03 Tahun

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN. Pada penelitian ini akan dibahas tentang sintesis katalis Pt/Zr-MMT dan

BAB I PENDAHULUAN. A. Latar Belakang Masalah

BAB III METODE PENELITIAN. Kegiatan penelitian ini dilaksanakan selama 6 bulan, dimulai dari bulan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Hasil preparasi bahan baku larutan MgO, larutan NH 4 H 2 PO 4, dan larutan

Transkripsi:

Perbandingan Stabilitas Lapisan Hidrofobik Pada Substrat Kaca Dengan Metode Sol-Gel Berbasis Water-glass dan Senyawa Alkoksida Laboratorium Elektrokimia dan Korosi Teknik Kimia FTI-ITS 2011 Mahardika Fahrudin Rois (2307 100 091) Zia Ardhi (2307 100 151) Dosen Pembimbing : Ir. Minta Yuwana MS Prof. Dr. Ir. Heru Setyawan, M.Eng

Kaca Jendela Kaca Mobil Alat Makan Properti Kacamata

Latar Belakang Kaca Hidrofilik Hidrofobik Keuntungan Kaca Hidrofobik : 1. Tidak Basah oleh Air 2. Mengurangi gesekan fluidapermukaan 3. Mengurangi overloading fluida di permukaan 4. Mudah dibersihkan

Coating Silika Pada Kaca Sifat Umum Silika : 1. Daya Adhesi Kuat 2. Ketahanan Terhadap Suhu dan Bahan Kimia 3. Properti Penahan yang Baik 4. Hidrofobik Pelapisan (Coating) Silika (SiO 2 ) Kaca

Penelitian Terdahulu Prakash dkk (1995) dan Zhang dkk (2001) Dimungkinkan membuat lapisan tipis (film) hidrofobik dengan teknik dip-coating berbasis TEOS dengan modifying agent TMCS Yoneda dkk (1999) Penggunaan TMOS sebagai media coating pada substrat kaca dengan metode dip-coating meningkatkan daya tahan(durability) kaca Nicolic dkk (1997) Kaca yang dilapisi silika dari TEOS akan memiliki efek self-cleaning dan membuat permukaannya bersifat hidrofobik

Setyawan dkk (2010) Kaca hidrofobik dapat diproduksi dari metode dip-coating pada kaca dengan silika berbasis water-glass (Na 2 SiO 3 ) yang dimodifikasi dengan gugus Alkil berupa TMCS atau HMDS (sudut Kontak dengan Air 142,5 o ) Penelitian Terdahulu

Water-glass : Sodium Silikat : Natrium Silikat (Na 2 SiO 3 ). Berupa larutan kental, transparan, dan larut dalam air. Sumber : http://chemicalland21.com Tinjauan water-glass Mengandung Natrium Oksida (Na 2 O) dan silika (SiO 2 ), atau campuran dari Natrium Silikat berbagai rasio SiO 2 untuk Na 2 O

Tinjauan TEOS Tetraethylorthosilicate atau Si(OC 2 H 5 ) 4 terdiri dari empat Grup etil yang terikat pada ion SiO 4 4- (orthosilicate). TEOS terutama digunakan sebagai prekursor Silikon Dioksida (SiO 2 ) Sumber : http://chemicalland21.com

Komparasi TEOS (Senyawa Alkoksida) Mahal Water-Glass Murah Sulit didapat Mudah didapat Rp. 800.000/250 ml Rp. 4000/L Toxic Indent 2 bulan Ramah Lingkungan Tersedia di pasaran

Diharapkan water-glass dapat menjadi alternatif bahan baku pelapis kaca hidrofobik menggantikan TEOS Perlu adanya uji perbandingan stabilitas lapisan hidrofobik dari kedua bahan baku Tujuan - Manfaat

Skema Penelitian Aquadest Resin Kation KOH Water-Glass Pengenceran Ion Exchange Titrasi Water-glass encer Asam Silicic Sol Silika HCl Aquadest Etanol Ethanol NH 4 OH Hidrolisa Asam Kondensasi Tetraetylortosilicate (TEOS) Larutan Stock Sol Silika Kaca Preparat Dip Coating Methanol Trimethylclorosilane (TMCS) Surface Aging Solvent Exchange* Surface Modification Khusus Water-glass Drying Kaca Hidrofobik Sudut Kontak Air Transparansi

Kaca Hidrofobik Uji Stabilitas Hidrofobik Sudut Kontak Air Transparansi Uji Stabilitas Hidrofobik Uji Asam Uji Thermal Uji Sabun Uji Gores Larutan : HCl 1 N Waktu (t) : 0, 1 jam, 2 jam, 3 jam,4 jam Variabel Variabel Variabel Variabel Suhu (T) : 120 o C,140 o C,160 o C,180 o C, 200 o C Waktu (t) : 0, ½ jam, 1 jam, 2 jam, 3 jam, dan 4 jam Larutan : 5 ml Sabun + 10 ml Air Waktu (t) : 0, 1 jam, 2 jam, 3 jam, Dan 4 jam Pensil H,2H,3H,4H,5H,6H 1 Kali Goresan Sudut Kontak Air Transparansi Skema Penelitian

Uji Stabilitas Hidrofobik Suhu (T) : Uji Thermal Kaca dipanaskan menggunakan oven 120 o C,140 o C,160 o C,180 o C, 200 o C Waktu (t) : 0, ½ jam, 1 jam, 2 jam, 3 jam, dan 4 jam Uji Gores Kaca di goreskan 1x menggunakan variasi pensil (H,2H,3H,4H,5H,6H) Surface Kaca di foto

Uji Stabilitas Hidrofobik Uji Asam Kaca direndam pada HCl 1 N Waktu (t) : 0, 1 jam, 2 jam, 3 jam,4 jam -Kaca dibilas dengan Aquades - Dikeringkan dengan Angin -Uji Hidrofobisitas Ulang Uji Sabun Kaca direndam pada larutan sabun (5 ml Sabun + 10 ml Air) Waktu (t) : 0, 1 jam, 2 jam, 3 jam,4 jam -Kaca dibilas dengan Aquades - Dikeringkan dengan Angin -Uji Hidrofobisitas Ulang

Karakterisasi Produk Uji Hidrofobisitas Pengukuran Sudut Kontak (Meneteskan air pada permukaan kaca yang telah dilapisi) Uji Transparansi Menggunakan Spektrofotometer UV-VIS (Pengukuran ini dilakukan dengan mengukur intensitas cahaya yang melewati sampel. Persen transmittan menunjukkan tingkat transparansi kaca) Uji Kerataan Lapisan Menggunakan USB Microscope M-1 Scalar 200x (Mengambil gambar permukaan kaca yang telah terlapisi dengan perbesaran 200 kali)

Precursor TEOS Tetraethylortosilicate (TEOS) Reaksi yang terjadi terdiri dari 2 jenis : - Reaksi Hidrolisa untuk menghasilkan Si(OH) 4 - Reaksi Kondensasi untuk menghasilkan sol silika

Precursor Water-Glass Water-glass (Na 2 O.x(SiO 2 )) Reaksi yang terjadi terdiri dari 2 jenis : - Reaksi Pertukaran ion menghasilkan Si(OH) 4 - Reaksi Kondensasi untuk menghasilkan sol silika

1. Konsentrasi SiO 2 dalam masing-masing precursor yaitu 1,07 %. Konsentrasi ini dipilih karena dalam pembuatan sol silika yang lebih pekat dari 1,07%, precursor water glass akan berubah fase dari liquid menjadi solid (gel). 2. Aging time dan aging temperature. Dipilih waktu aging yakni 1 jam pada temperature 50 C. 3. Konsentrasi modifying agent. Modifying agent yang digunakan adalah TMCS dengan konsentrasi 10% dalam solvent n-hexane. 4. Lama dan Suhu modifikasi. Dipilih waktu modifikasi kaca adalah 9 jam pada Suhu 50 o C. Penyeragaman Kondisi

170 170 160 160 150 150 Sudut kontak (derajat) 140 130 120 110 Sudut kontak (derajat) 140 130 120 110 120 C 140 C 160 C 180 C 200 C 100 100 90 0 1 2 3 4 90 0 1 2 3 4 Waktu pemanasan (jam) Waktu pemanasan (jam) Kecenderungan penurunan tingkat hidrofobisitas (Water-glass dan TEOS) seiring dengan lama pemanasan dan suhu pemanasannya yang tidak lebih dari 30 derajat. Fenomena ini disebabkan gugus alkil pada suface modifying agent berupa TMCS baru lepas pada kisaran suhu pemanasan 400 C (Seunghun, 2006) Uji Thermal Lapisan Hidrofobik

(120 o C) (140 o C) (200 o C) (160 o C) (180 o C)

160 140 Sudut kontak (derajat) 120 100 80 60 40 TEOS Water-glass 20 0 1 2 3 4 Waktu perendaman (jam) Asam kuat pekat mampu melarutkan silika sebesar 100 150 ppm, maka kebanyakan silika dari TEOS akan larut dan mengakibatkan kaca yang terlapisi silika berbasis TEOS menjadi hidrofil pada jam ke-dua.(ukuran Partikel)

160 140 Sudut kontak (derajat) 120 100 80 60 40 TEOS Water-glass 20 0 1 2 3 4 Waktu perendaman (jam) Sabun merupakan surface active agent atau lebih dikenal dengan surfaktan yang berfungsi untuk menurunkan tegangan permukaan air sehingga sudut kontak tetesan air pada permukaan kaca yang terlapisi silika cenderung turun

Variabel Pensil Jenis Precursor Water glass TEOS Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah H 100 µm 100 µm 2 H 3 H 4 H 5 H Sebelum Penggoresan Setelah Penggoresan 6 H

%T 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Water-glass SiO2 1,07% TEOS SiO2 1,07% Blanko (Tanpa Pelapisan) 0 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Panjang Gelombang (nm) UV Sinar Tampak Near Infra Red % transmitan pada kaca yang terlapisi silika berbasis TEOS cenderung lebih transparan dibandingan dengan kaca berbasis water glass. Ukuran partikel dari silika berbasis water glass yang relative lebih besar sehingga menjadikan kaca yang terlapisi relatif lebih buram

1. Kaca hidrofobik dari precursor water glass secara uji thermal (pemanasan) memiliki tingkat stabilitas yang hampir sama dengan kaca hidrofobik dari precursor TEOS. 2. Kaca hidrofobik dari precursor water glass lebih stabil terhadap kondisi asam bila dibandingkan dengan kaca hidrofobik dari precursor TEOS. 3. Kaca hidrofobik dari precursor TEOS maupun water glass sama-sama mengalami penurunan hidrofobisitas ketika diberi larutan sabun. 4. Lapisan silika berbasis water glass pada kaca bersifat lebih stabil secara mekanik (gores) dibandingkan dengan lapisan silika berbasis TEOS. 5. Kaca yang telapisi water glass memiliki tingkat transparansi lebih rendah bila dibandingkan dengan transparansi kaca yang terlapisi silika berbasis TEOS. Namun perbedaan transparansinya relatif kecil.

Lapisan hidrofobik berbasis water glass pada kaca memiliki tingkat stabilitas yang hampir sama dengan lapisan hidrofobik berbasis TEOS, sehingga water glass dapat dijadikan alternatif precursor lapisan hidrofobik pada kaca untuk menggantikan precursor TEOS.