Ilmu Pengetahuan Teknik Teknik Material dan Bioteknologi
Elektrodeposisi Material Komposit Zn-PP sebagai pelapis Anti Karat
Disusun oleh : Aristo Kevin Ardyaneira Pratama
/ 213021009 / SMA Negeri 3 Semarang
Maulana Imam Septyo Putro
/ 213021022 / SMA Negeri 3 Semarang
2015
i
LOMBA KARYA ILMIAH REMAJA KE-47 TAHUN 2015 JUDUL
: Elektrodeposisi Material Komposit Zn-PP
1. Objek penelitian berupa o
sebagai pelapis Anti Karat BIDANG
: Ilmu Pengetahuan Teknik
KATEGORI
: Teknik Material dan Bioteknologi
NAMA
: Aristo Kevin Ardyaneira Pratama
2. Apa penelitian ini lanjutan dari penelitian
Maulana Imam Septyo Putro SEKOLAH
Lain-lain
sebelumnya o
: SMA Negeri 3 Semarang
Ya, dari tahun 2014
3. Metodologi penelitian
ABSTRAK
yang digunakan
Aristo Kevin Ardyaneira Pratama dan Maulana Imam Septyo Putro, 2015, “Elektrodeposisi Material Komposit Zn-PP sebagai pelapis Anti Karat.” Bidang : Ilmu Pengetahuan Teknik.dan Bioteknologi, Pembimbing : Dr. Toto Sudiro. Kadmium memiliki sifat yang sulit ditandingi oleh logam lainnya, yaitu dapat ditempa, elastis, berlubrisitas tinggi, konduktor, dapat berperan sebagai anoda korban, dan tahan korosi. Akan tetapi, kadmium termasuk logam berat toksik dan karsinogenik. Sehingga penggunaannya dibatasi di negara-negara tertentu. Beberapa penelitian mengangkat persoalan substituen kadmium telah menjadi masalah selama 40 tahun terakhir. Umumnya perpaduan logam Zn, yang juga dapat berperan sebagai anoda korban, dengan logam yang lebih mulia seperti Mn, Ni, Co, Sn menjadi substituen kadmium. Namun penelitian mengenai perpaduan logam dengan material organik seperti plastik tergolong jarang dilakukan. Hal ini dikarenakan material organik tidak dapat terionisasi. Sehingga, perpaduan kedua material tersebut dengan cara elektroplating biasa tidak dapat dilakukan. Padahal, sebagian besar material organik bersifat inert terhadap senyawa polar. Karena itulah dilaksanakan penelitian guna memadukan sifat inert material organik dengan sifat mekanik dan anoda korban Zn. Jenis penelitian ini adalah deskriptif kuantitatif menggunakan metode eksperimen dan studi literatur. Lapisan komposit Zn-PP dideposisikan dengan kombinasi metode EPD-elektroplating. Penelitian ini mempelajari : (1) pengaruh voltase dan konsentrasi partikel PP terhadap massa deposisi dan persentase volume PP terdeposisi dan (2) pengaruh persentase volume PP terdeposisi terhadap laju korosi lapisan komposit. Hasil penelitian ini ialah elektrodeposisi Zn-PP berhasil dilaksanakan pada voltase 12-48 volt dan konsentrasi PP 20 g/L atau 60 g/L. Ditinjau dari massa deposisi, kondisi optimum agar menghasilkan massa deposisi 13,31 mg/cm2 adalah voltase 24 volt dalam larutan berkonsentrasi PP 20 g/L. Namun, karakterisasi penghitungan volume PP terdeposisi dan laju korosi lapisan komposit tidak dapat dilaksanakan karena sejauh ini belum ditemukan kondisi optimum supaya PP terdeposisi secara kuat, merata, dan berporositas rendah. Kata Kunci : Elektrodeposisi, voltase, konsentrasi PP, massa deposisi, laju korosi.
ii
o
Kuantitatif
4. Metode Penelitian -
Studi Laboratorium
-
Studi Literatur
iii
iv
v
vi
KATA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, berkat rahmat dan karuniaNya, karya tulis ilmiah yang berjudul Elektrodeposisi Material Komposit Zn-PP sebagai pelapis Anti Karat dapat disusun dengan baik. Karya tulis ilmiah ini diajukan dalam rangka mengikuti Lomba Karya Ilmiah Remaja (LKIR) ke-47 tahun 2015. Kegiatan ini bertujuan untuk menjaring siswa yang memiliki bakat dan kemampuan di bidang karya ilmiah. Dan pada kesempatan ini, peneliti melaksanakan penelitian mengenai elektrodeposisi material komposit Zn-PP sebagai pelapis penghambat proses korosi. Peneliti mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang terlibat dalam penyusunan karya tulis ilmiah ini. Peneliti berharap agar karya tulis ilmiah ini dapat terlaksana sesuai rencana sehingga dapat bermanfaat bagi segala pihak terutama masyarakat umum. Peneliti menyadari bahwa karya tulis ilmiah ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu peneliti memohon kritik dan saran supaya dapat mengembangkan karya tulis ilmiah ini menjadi lebih baik di kemudian hari.
Semarang, 13 Agustus 2015 Peneliti
vii
DAFTAR ISI JUDUL……………………………………………………………………………………………….…...…i ABSTRAK…………..……………………………………………………………………………….……..ii HALAMAN PENGESAHAN……………………………………………………………………………..iii SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS…………….……………………………………………….....v KATA PENGANTAR………….…………………………………………………………………………vii DAFTAR ISI………….………………………………………………………………………………….viii DAFTAR TABEL DAN GRAFIK………………………………………………………………………....x DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………………………………....xi BAB I
: PENDAHULUAN…………….………………………………………………………....1
1.1. Latar Belakang Masalah……………….…………………………………………………...……….1 1.2. Rumusan Masalah…………………………………………………………………………………...3 1.3. Batasan Masalah………………………………………………………………………………….....3 1.4. Tujuan Penelitian………………………………………………………………………………….…3 1.5. Manfaat Penelitian……………………………………………………………………………….….3 1.6. Hipotesis………………………………………………………………………………………….…..4 BAB II
: KAJIAN PUSTAKA…………………………………………………………………….5
2.1. Elektrodeposisi…………………………………………………………………………………….…5 2.1.1. Elektroplating…………………………………………………………………………………….5 2.1.2. Electrophoretic Deposition (EPD) ……………………………………………………………...6 2.2. Korosi………………………………………………………………………………………………...7 2.2.1. Jenis-Jenis Korosi………………………………………………………………………………...7 2.2.1.1. Korosi Seragam………………………………………………………………………….........7 2.2.1.2. Korosi Galvanis……………………………………………………………………………….7 2.2.2. Metode Penghambatan Korosi pada Logam………………………………….………………...7 2.2.2.1. Pemilihan Material…………………………………………………………………………....7 2.2.2.2. Proteksi Katodik………………………………………………………………………………8 2.2.2.3. Pelapisan (Coatings) ……………………………………………………………………..…..8 2.3. Pelapisan Kadmium………………………………………………………………….……………....9 2.3.1. Karakteristik Lapisan Kadmium………………………………………………………………...9 2.3.2. Toksisitas dan Pelarangan Logam Kadmium………………………………………………….10 2.3.3. Substitusi Logam Kadmium……………………………………………………………………11 2.4. Polipropilena (PP) ………………………………………………………………………………….11 BAB III
: METODE PENELITIAN………………………………………………………………13
3.1. Jenis dan Metode Penelitian……………………………………………………………………….13 3.2. Waktu, Lokasi, dan Kegiatan Penelitian…………………………………………………………...13
viii
3.3. Desain Penelitian……………………………………………………………………………………14 3.4. Skema Proses Elektrodeposisi……………………………………………………………..……….16 3.5. Alat dan Bahan Penelitian…………………………………………………………………….........16 3.6. Metode Karakterisasi Sampel……………………………………………………………………....17 3.6.1. Morfologi Permukaan …………………………………………………………….……………18 3.6.2. Unsur Lapisan Komposit Zn-PP………………………………………………………………..19 3.6.3. Laju Korosi………………………………………………………………………………….......19 BAB IV
: HASIL DAN PEMBAHASAN………………………………………………………...20
4.1. Elektrodeposisi Material Komposit Zn-PP………………………………………………………....20 4.2. Pengaruh Voltase dan Konsentrasi bubuk PP terhadap Massa Deposisi Zn-PP…………………20 4.3. Morfologi Permukaan Lapisan Komposit Zn-PP………………………………………………….22 BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………………………...27
5.1. Kesimpulan…………………………………………………………………………………………27 5.2. Saran………………………………………………………………………………………………..27 UCAPAN TERIMA KASIH……………………………………………………………………………...28 DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………………………………….....29
ix
DAFTAR TABEL DAN GRAFIK Tabel 2.1.
: Indikator Kecocokan Paduan Logam berdasarkan Laju Korosinya …………..…8
Tabel 2.2.
: Laju Korosi Logam Kadmium………………………………………………………10
Tabel 2.3.
: Sifat Fisik, Mekanik, dan Termal Polipropilena……………………………………...12
Tabel 3.1.
: Rancangan Waktu, Lokasi, dan Kegiatan Penelitian. ………………………………13
Tabel 3.2.
: Alat dan Bahan Penelitian……………………………………………………………17
Tabel 4.1.
: Pengaruh Voltase dan Konsentrasi bubuk PP terhadap Massa Deposisi Zn-PP….....20
Grafik 4.1.
: Pengaruh Voltase dan Konsentrasi bubuk PP terhadap Massa Deposisi Zn-PP….....21
x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1.
: Struktur rantai polimer polietilena………………………………………………….......12
Gambar 3.1.
: Rancangan pengolahan spesimen pra-elektrodeposisi hingga pasca-elektrodeposisi...15
Gambar 3.2.
: Ilustrasi proses elektrodeposisi material komposit Zn-PP……………………… …......16
Gambar 4.1.
: Pengamatan makrostruktur lapisan komposit Zn-PP………………………………….22
Gambar 4.2.
: Pengamatan mikrostruktur lapisan komposit Zn-PP………………………………......25
Gambar 4.3.
: Karakterisasi spektroskop XRD………………………………………………………..26
xi
