Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H₂O₂ ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H₂) dan gas oksigen (O₂). Teknologi yang banyak digunakan di dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone.

H₂O₂ tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air. Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun.

Mayoritas pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap produksi hidrogen peroksida, bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan maksud untuk menghambat laju dekomposisinya. Termasuk dekomposisi yang terjadi selama produk hidrogen peroksida dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen, reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air (H₂O) dan panas. Reaksi dekomposisi eksotermis yang terjadi adalah sebagai berikut:

H₂O₂ -> H₂O + 1/2O₂ + 23.45 kcal/mol

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi dekomposisi hidrogen peroksida adalah:

1. Bahan organik tertentu, seperti alkohol dan bensin
2. Katalis, seperti Pd, Fe, Cu, Ni, Cr, Pb, Mn
3. Temperatur, laju reaksi dekomposisi hidrogen peroksida naik sebesar 2.2 x setiap kenaikan 10^oC (dalam range temperatur 20-100^oC)
4. Permukaan container yang tidak rata (active surface)
5. Padatan yang tersuspensi, seperti partikel debu atau pengotor lainnya
6. Makin tinggi pH (makin basa) laju dekomposisi semakin tinggi
7. Radiasi, terutama radiasi dari sinar dengan panjang gelombang yang pendek

Hidrogen peroksida bisa digunakan sebagai zat pengelantang atau bleaching agent pada industri pulp, kertas, dan tekstil. Senyawa ini juga biasa dipakai pada proses pengolahan limbah cair, industri kimia, pembuatan deterjen, makanan dan minuman, medis, serta industri elektronika (pembuatan PCB).

Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Sebagai contoh dalam industri pulp dan kertas, penggunaan hidrogen peroksida biasanya dikombinasikan dengan NaOH atau soda api. Semakin basa, maka laju dekomposisi hidrogen peroksida pun semakin tinggi. Kebutuhan industri akan hidrogen peroksida terus meningkat dari tahun ke tahun. Walaupun saat ini di Indonesia sudah terdapat beberapa pabrik penghasil hidrogen peroksida seperti PT Peroksida Indonesia Pratama, PT Degussa Peroxide Indonesia, dan PT Samator Inti Peroksida, tetapi kebutuhan di dalam negeri masih tetap harus diimpor.

Mengenal Hidrogen Peroksida (H2O2)

Sunday, April 08, 2007

Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H2O2 merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. H2O2 tidak berwarna dan memiliki bau yang khas agak keasaman. H2O2 larut dengan sangat baik dalam air. Dalam kondisi normal hidrogen peroksida sangat stabil, dengan laju dekomposisi yang sangat rendah. Pada saat mengalami dekomposisi hidrogen peroksida terurai menjadi air dan gas oksigen, dengan mengikuti reaksi eksotermis berikut:

H2O2 --> O2 + H2O + kalor (panas)

Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan di dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. Di Indonesia sendiri saat ini terdapat beberapa pabrik penghasil hidrogen peroksida, di antaranya PT Peroksida Indonesia Pratama, PT Degussa Peroxide Indonesia dan PT Samator Inti Peroksida.

Hidrogen peroksida banyak digunakan sebagai zat pengelantang atau bleaching agent, pada industri pulp, kertas dan tekstil. Selain itu, industri-industri lain yang menggunakan hidrogen peroksida di antaranya elektronika (pembuatan PCB), waste water treatment, kimia, medis, deterjen, makanan dan minuman, dan masih banyak lagi.

Salah satu keunggulan hidrogen peroksida dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah lingkungan. Ia tidak meninggalkan residu, hanya air dan oksigen. Kekuatan oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Sebagai contoh dalam industri pulp dan kertas, penggunaan hidrogen peroksida biasanya di kombinasikan dengan NaOH atau soda api. Semakin basa, maka laju dekomposisi hidrogen peroksida pun semakin tinggi.

Kebutuhan industri akan hidrogen peroksida terus meningkat dari tahun ke tahun. Sampai saat ini Indonesia masih melakukan impor untuk menutupi kebutuhan di dalam negeri.

Teknologi bahan

Keramik

Dalam keteknikan , keramik mencangkup berbagai jenis bahan , misalnya gelas (kaca) , bata , batuan , beton , bahan ampelas , enamel porselen , isolator dielektrik , bahan magnetik bukan logam , batu tahan api , dan lain-lainnya , sampai produk lempung seperti yang sudah dikenal oleh orang awam .

Bahan keramik terdiri dari atas fase yang mempunyai karakteristik antara senyawa logam dan bukan logam . Senyawa ini mempunyai ikatan ionik dan juga bisa merupakan ikatan kovalen . Jadi , sifatnya berbeda dengan sifat logam . Biasanya merupakan isolator , tidak dapat diubah bentuknya dan stabil dalam lingkungan kerjanya . Contohnya adalah oksida aluminium (Al₂O₃ ) yaitu senyawa yang terdiri atas elemen aluminium dan oksigen . Senyawa MgO merupakan bahan keramik sederhana dengan perbandingan 1:1 antara logam dan bukan logam . Senyawa ini banyak digunakan sebagai bahan batu tahan api yang tahan pada suhu tinggi (1500-2500)˚C tanpa penguraian atau pencairan . Lempung adalah bahan keramik yang banyak digunakan dan lebih rumit dibandingkan dengan MgO . Yang paling sederhana adalah Al₂Si₂O₅ (OH)₄ struktur kristalnya mempunyai empat satuan yang berbeda , yaitu : gugus Al, Si, O, dan OH .

Bahan keramik mempunyai stabilitas dan titik cair yang tinggi , dibandingkan dengan bahan logam atau organik . Biasanya lebih keras dan tahan terhadap perubahan kimia . Karena tidak memiliki elktron bebas , kebanyakan bahan keramik yang tipis dapat tembus cahaya dan merupakan penyekat panas yang baik dan juga bukan penghantar listrik yang baik .

Isolator pada busi merupakan isolator terbaik yang terbuat dari bahan Al₂O₃ , meskipun demikian isolator ini dapat rusak di bawah pengaruh tagangan tinggi . Biasanya kerusakan merupakan gejala permukaan . Busi tersebut dapat tidak berfungsi oleh karena endapan uap lembab pada permukaan isolator keramik sehingga terjadi hubungan singkat . Oleh karena itu isolator didesain sedemikian rupa sehingga jarak antarpermukaannya besar . Dengan demikian kemungkinan terjadinya hubungan singkat pada permukaan dapat dikurangi . Karena renik dan retak dapat memperbesar kemungkinan terjadinya kegagalan pada permukaan , maka biasanya isolator diberi glasir agar tidak menyerap kelembapan .

Bahan keramik biasanya dibentuk melalui proses pembentukan viskos atau sinter . Pembentukan viskos meliputi pencairan dan pembentukan viskos . proses sinter dimulai dari partikel halus yang kemudian beraglomerisasi menjadi bentuk yang dikehendaki , disusul dengan pembakaran untuk mengikat partikel . Proses lainnya adalah pengikatan secara kimia , misalnya hidrasi semen portland (p.c) .

Pembentukan viskos seperti biasa digunakan dalam pembuatan kaca atau gelas . Pada saat dipanaskan , gelas yang merupakan termoplastik dapat diben tuk , sebelum pembentukan terakhir , oksida komponen harus dicairkan dengan sempurna agar terbentuk komposisi yang homogen dan gas-gas yang terbentuk atau ada dapat dihilangkan . Gelembung gas yang tertinggal dalam gas merupa kan cacat . Langkah akhir dari pembentukan adalah dengan penekanan ( untuk blok kaca bangunan ) atau penarikan ke bawah ( untuk kaca mobil ) , dengan peniupan untuk bola lampu , dan sebagainya .

Proses sinter biasanya dilakukan untuk bahan keramik bukan kaca , terdiri atas partikel halus yang dibakar menjadi produk . Pembentukan lempung halus dilakukan selagi masih basah karena dalam keadaan basah bersifat plastis . Se telah dikeringkan kemudian dibakar sehingga partikel lempung disinter menjadi satu membentuk ikatan yang kuat dan keras . Dapat juga bahan keramik sibentuk secara cetak slip dengan membuat suspense atau slip yang dapat dituangkan ke dalam cetakan yang berpori untuk menguapkan air dan slip yang berdekatan dengan dinding cetakan ,setelah dikeringkan lalu dibakar . Produk keramik teknik biasanya dibentuk dengan cetak tekan , misalnya untuk pembuatan busi dengan cetak tekan yang dibentuk secara isostatik . Cara cetak tekan lebih mengun tungkan karena tekanan yang tinggi dan merata akan menyebabkan bahan lebih kering , sehingga penyusutannya kecil dan mudah dikendalikan . Untuk penyin terannya diperlukan suhu yang tinggi . Bahan keramik yang terpenting adalah porselen dan steatit .

Porselen dibuat dari campuran tanah kaolin , dan vedspat . Bagian-bagian campuran itu digiling basah , lalu siaduk rata . Campuran itu selanjutnya dipres untuk melepaskan air dan udara , kemudian dikeringkan dan digiling lagi . Bubuk campuran itu dibasahi dengan air sehingga terjadi massa yang lembek (plastis) yang dapat diremas . Pengerjaan ini dilakukan berulang-ulang sampai memperoleh bahan yang berwarna putih . Barulah bahan ini siap dibentuk sesuai dengan bentuk barang yang diinginkan dengan menggunakan cetakan . Pekerjaan selanjutnya adalah mengeringkan pada suhu kamar baru dibakar pendahuluan di dalam dapur pada suhu 900˚C . Sampai pengerjaan ini barang-barang itu masih sangat rapuh dan poreus . Selanjutnya pada pengerjaan akhir barang-barang itu diglasir (dicelupkan atau dicat dengan massa porselen) , akhirnya dibakar lagi pada suhu (1400-1500)˚C di dalam dapur .

Sifat-sifat porselen :

1. Daya sekatnya tinggi . 2. Kekuatan mekanis besar , dapat diberi beban berat yang menekan . 3. Tahan terhadap perubahan-perubahan suhu . 4. Porselen yang diglasir tidak menghisap air .

Kekurangannya :

1. Tidak tahan terhadap kekuatan pukulan dan tumbukan .

2. Tidak dapat dibuat dengan ukuran sesuai dengan yang dikehendaki , karena pada waktu pembakaran atau pemanasan mengalami pengecilan atau penyusutan yang besar . Jadi , lubang yang dikehendaki harus dibuat dengan ukuran yang lebih besar .

4. Pada proses pembuatan banyak terjadi kerusakan atau pecah yang tidak dapat digunakan lagi .

Porselen banyak digunakan untuk macam-macam isolator , sekring , dan sebagainya .

Steatit dibuat dari bahan mineral yang berkilat putih , kuning , atau abu-abu yang disebut batu-spek atau batu lemak . Batu ini lunak sekali sehingga dapat digores dangan kuku , dapat dibor , dikikir , ditusuk atau dibubut . Untuk keperluan teknik , batu ini digiling dan dipres sesuai bentuk yang diinginkan dengan tekanan yang tinggi , kemudian dibakar . Pembakaran itu akan menye babkan steatit memperoleh kekuatan mekanis yang besar dan warnanya menjadi lebih muda . Steatit dapat pula diglasir dan mendapatkan hasil yang lebih baik daripada porselen .

Sifat-sifat steatit :

1. Mempunyai daya sekat yang baik sekali

2. Mempunyai kekuatan mekanis yang lebih besar daripada porselen

3. Penyusutan pada saat pembakaran kecil , sehingga mendapatkan barang-barang dengan ukuran yang dikehendaki .

4. Apabila tidak diglasir dapat menghisap air .

Pemakaian steatit adalah untuk keperluan pembuatan bagian dalam dari alat penghubung dan kontak-kontak , isolasi pada alat-alat pemanas , isolasi setrika , solder , dibuat sakelar , dan isolasi pada busi motor bensin . Seringkali steatit disebut juga dengan nama frekuentit atau radiolit .

Jenis keramik yang lain adalah mayolika yaitu dibuat dari tanah liat yang sangat halus yang mengandung besi dan mempunyai Kristal berwarna kuning sampai merah cokelat . Mayolika dapat pula diglasir , dan kebanyakan dibuat untuk ornamen-ornamen (hiasan) alat-alat listrik .

Kaca

Kaca dibuat dari pasir kuarsa dan kapur , dicairkan bersama-sama dengan bahan tambahan lainnya . Dengan demikian kaca merupakan suatu campuran silikat-silikat dengan SiO₂ berlebihan . Kaca adalah zat amorf , yang tidak memiliki titik cair ter tentu , tetapi dapat menjadi lunak dengan perlahan-lahan pada kenaikan suhu . Pada umumnya jenis kaca disebut menurut oksida-oksida yang terdapat dalam kaca itu . Untuk membuat kaca terutama digunakan bahan dasar sebagai berikut

1. SiO₂ diambil dari pasir (untuk kaca biasa pasir tidak perlu murni, sedangkan untuk kaca halus dipakai kuarsa gilingan ).

2. Na₂O diambil dari soda kering (Na₂CO₃)

3. K₂O diambil dari potas atau garam abu (K₂CO₃)

4. CaO diambil dari kapur (CaCO₃)

5. PbO diambil dari oksida timbal (PbO) atau dari meni (Pb₃O₄)

6. Al₂O₃ diambil dari kaolin atau bahan dasar porselen (Al₂O₃, 2SiO₂, 2H₂O)

7. B₂O₂ diambil dari boraks (Na₂B₄O₇. 10H₂O)

Pada saat pencairan , dengan penambahan soda (natrium) akan diperoleh jenis kaca natron . Pemakaian potas akan menghasilkan kaca kali , sedangkan dengan persenyawaan kuarsa dan oksida timbal menghasilkan kaca kristal . Dari percampuran kuarsa , kalium , dan meni timbal akan dihasilkan kaca flint . Untuk membuat kaca berwarna biasanya dicampurkan ke dalamnya persenyawaan logam lain , misalnya kaca susu adalah mengandung persenyawaan aluminium .

Beberapa jenis kaca yang terpenting , sifat-sifat , dan penggunaannya antara lain sebagai berikut .

1. Kaca natron atau kaca jendela biasa : mudah dicairkan , dipakai untuk membuat barang-barang keperluan sehari-hari . Untuk membuat botol yang berwarna hijau tua atau cokelat diberi tambahan senyawaan besi ( di Indonesia, untuk botol-botol bird an botol-botol lainnya yang murah umumnya dibuat dengan jalan mencairkan kembali bermacam-macam pecahan) .

2. Kaca kali atau kaca bohemia : tidak begitu mudah meleleh dibanding dengan kaca netron . Dipakai untuk pembuatan alat-alat laboratorium , lampu-lampu pijar , dan lain-lain .

3. Kaca flint atau kaca Kristal (kaca kali timbal) : tidak begitu keras , agak lunak . Biasanya digunakan untuk pembuatan alat-alat optik .

4. Kaca krona : dibuat dari silikat KNaCa dengan sedikit Al₂O₃ digunakan untuk alat-alat optik .

5. Kaca pyrex : tahan terhadap perubahan suhu , biasanya digunakan untuk alat-alat ukur laboratorium , termometer , dan lain-lain .

6. Kaca Yena : tahan terhadap suhu yang berubah-ubah , digunakan untuk alat-alat laboratorium .

Pembuatan kaca : pencairan dari bermacam-macam bahan dasar itu kebanyakan dilakukan dalam dapur-dapur cawan yang dipanaskan dengan gas . Pada pemanasan sampai 2000˚C massa kaca itu encer sekali dan barulah dapat dikerjakan terus setelah didinginkan sebagian . Bahan dasar yang diperlukan dicampur dalam perban dingan yang sudah ditentukan dan diperhitungkan lebih dahulu , kemudian ditambah dengan bahan penghilang warna , digiling halus lalu dicairkan di dalam bejana (cawan) tahan api , sehingga menjadi suatu adonan yang homogeny , cair , dan encer . Setelah beberapa waktu dan diketahui benar bahwa semua gas yang ada dalam adonan sudah lenyap , maka suhu diturunkan sampai (1200-1400) ˚C sehingga menjadi massa yang kental dan dapat dikerjakan .

Cara mengerjakan kaca dapat dilakukan dengan jalan meniup , menekan , menarik , menggiling (canai) , dan mencetak dalam waktu yang secepat mungkin , karena pada suhu 600˚C adonan itu akan menjadi padat . Pembuatan terpenting adalah ditiup menjadi bola lampu pijar . Untuk membuat pipa kaca , dibuatkan sebuah post (memasukkan sebuah pipa peniup keatas cairan di dalam dapur , dan sambil memutar-mutar membentuk kaca di sebelah bawah) post itu ditiup sampai menjadi sebuah bola dengan dinding tebal , kemudian ditarik sampai membentuk pipa . Apabila post itu ditiup di dalam sebuah cetaka akan diperoleh bentuk sesuai yang diinginkan seperti bentuk modelnya . Untuk membuat lempeng yang datar , post ditiup dulu menjadi sebuah silinder yang besar setelah itu mengembangkannyamenjadi sebuah lempeng di sebuah dapur yang datar , kemudian dipres dengan mesin penekan selanjutnya dicanai pada deretan canai smapai tebal yang dikehendaki . Pengerjaan lainnya adalah diasah , digosok , diesta , dan dibuat kabur . Untuk pembuatan kaca kabur (baur) dilakukan dengan pemancaran pasir halus kemudian diasah dengan zat flourin .

tanda-tanda kaca itu bermutu baik adalah tidak terdapat gelembung udara di dalamnya , berbunyi nyaring , permukaan tebal , rata , dan tidak ada garis-garisnya . Adapun zat pewarna kaca antara lain adalah sebagai berikut .

1. Ferooksida membri warna hijau. 2. Ferioksida member warna kuning. 3. FeO dan ZnO member warna biru. 4. Kobaloksida memberi warna biru tua. 5. Kromium memberi warna biru kehijauan. 6. Kromat member warna kuning jeruk. 7. Kuprooksida member warna kuning tua sampai cokelat. 8. Kuprioksida member warna hijau daun smpai biru. 9. Batukawi member warna ungu. 10. Campuran ZnO, kriolit, dan abu tulang akan member warna putih susu.

Kalau kita mengenal kaca tahan peluru , maka kaca itu adalah terdiri atas lapisan-lapisan kaca tipis yang telah digosok dan disatukan dengan bahan perekat seluloid atau asetilselulosa . Kaca itu namanya kaca panser . Sifat lainnya dari kaca yang perlu kita ketahui adalah kaca yang dapat dipotong dengan baik memakai intan atau potongan baja yang keras . Kaca merupakan isolator yang baik , keras , tetapi tidak tahan pukulan .

Asbes

Macam-macam asbes yang terpenting adalah asbes serpentin dan asbes amian . Asbes serpentin berserat halus sedangkan asbes amian ialah macam asbes yang lebih tahan terhadap asam . Asbes ditemukan dalam alam berbentuk serat-serat halus sebagai pembuluh di antara karang-karang , terdiri atas asam kersik dan silikat magnesium . Dengan menghancurkan massa-massa karang , diperoleh serat-serat yang kemudian dibuat batu asbes . Batu asbes digiling dan disortir akan diperoleh serat-serat asbes , lalu serat-serat halus itu dipintal menjadi benang . Untuk memintalnya digunakan kapas agar mudah dipintal , untuk menghilangkan kapasnya benang tersebut dipanggang di atas api sehingga kapasnya terbakar habis dan yang tersisa adalah tinggal benang asbes itu . Benang asbes dapat ditenun menjadi kain asbes . Adakalanya serat-serat asbes itu tidak dipintal melainkan dipres sebagai lempengan-lempengan asbes (kertas asbes) , atau serat-serat asbes itu dipres dicampur dengan semen portland , sehingga menjadi lempengan asbes semen .

Sebagai gambaran dalam memperoleh serat asbes itu dapat dijelaskan sebagai berikut.

Karang yang mengandung asbes dipecah , kemudian didortir diambil batu yang mengandung asbes , batu-batu asbes itu lalu digiling dan disaring untuk memisahkan batu-batuan dengan serat-serat asbes . Serat-serat asbes selanjutnya dicuci untuk membebaskannya dari batu-batuan , barulah serat asbes itu dikerjakan sesuai dengan kebutuhannya , dipintal atau dipres .

Sifat-sifat asbes adalah sebagai beriku .

1. Berwarna abu-abu perak

2. Berat jenis 2,9-3 .

3. Titik cair 1500˚C , tetapi hal ini tidak berate karena ikatannya akan berubah pada waktu pencairan , yang terjadi ialah semacam bahan yang menyerupai kaca , yang warnanya berubah setelah didinginkan dan tidak lagi seperti asbes .

4. Tidak dapat dibakar (asbes adalah dari perkataan Asbestos yang artinya tidak dapat terbakar) .

5. Mempunyai kemampuan yang besar sebagai isolasi panas .

Kegunaan asbes adalah sebagai berikut .

1. Sebagai serat-serat yang murni digunakan untuk keperluan kimia , misalnya untuk menyaring zat cair yang dapat merusak kertas atau kain kering .

2. Dipintal sebagai benang asbes atau ditenun sebagai kain asbes untuk keperluan penyekat panas , pakaian asbes , sarung tangan , dan lain-lain .

3. Sebagai batu dapat digunakan untuk membuat dapur pencairan baja atau logam yang berfumgsi sebagai dinding batu tahan api .

4.Lempengan-lempengan asbes yang dicelup di dalam kompon (bahan penyekat khusus) digunakan untuk membuat kampas rem , bahan ini sering disebut ebony grade .

5. Untuk bermacam-macam bahan paking dan bahan isolasi panas maupun isolasi listrik .

6. Kadang-kadang asbes ditenun memakai kawat-kawat tembaga untuk memeperoleh kekuatan yang lebih baik untuk penggunaaan tertentu .

7. Kain asbes sering digunakan untuk membuat pakaian asbes , asrung tangan , sepatu , topeng-topeng , dan sebagainya yang sangat diperlukan oleh pekerja dapur-dapur api atau dapur pencairan logam , dan lain-lain .

8. Untuk keperluan teknik bangunan , sebagai campuaran batu bata atau campuaran semen , untuk genting , enternit , dan lain-lain .

9. Kertas asbes , yaitu serat-serat asbes yang dipres menjadi lembaran-lembaran atau menjadi pita-pita asbes sering digunakan untuk lempeng penutup dari elemen pemanas listrik .

10. Dek dan dinding baja dari kapal-kapal biasanya dilapis dengan balok asbes untuk mencegah hawa dingin dari luar masuk ke dalam sampai kamar-kamar tidur anak kapal dan penumpang , selain itu juga untuk mengurangi beheya kebakaran serta meredam bunyi .

Bahan Perapat (Paking, Perpak, atau Sumbat)

Perapat atau yang juga sering disebut paking, perpak, atau sumbat, adalah bahan yang dipakai mengantarai dan menutup rapat dua buah ruangan atau bagian terhadap gas atau zat cair . Syarat yang harus dimiliki oleh bahan perapat adalah tergantung pada :

1. Macam gas atau zat cair yang bersangkutan . 2. Tekanan yang harus ditahan oleh penutupan perapatan itu . 3. Suhu yang berhubungan dengan bahan perapat . 4. Cara penutupan yang dilakukan .

Dengan adanya macam-macam alat dan bagian-bagian konstruksi yang membutuh kan perapatan , dibutuhkan pula macam-macam bahan perapat dan sistem perapa tannya .

Menurut bahannya , perapat digolongkan menjadi tiga macam .

1. Bahan perapat metalik , misalnya dari logam putih dan lain-lain

2. Bahan perapat setengah metalik (metalik tanggung atau campuran dari metalik dan bukan metalik) .

3. Bahan perapat bukan metalik , misalnya dibuat dari asbes , karet , rami , kertas , dan kulit .

Sesuai dengan sifat perapatannya , dibedakan menjadi :

1. Perapat statis , digunakan untuk menyekat dua bagian yang tidak bergerak .

2. Perapat dinamis , digunakan untuk bagian-bagian yang bergerak , misalnya perapat batang yang mempunyai gerak bolak-balik dan perapat poros yang mempunyai gerak berputar .

Dengan demikian jenis paking pun ada bermacam-macam , di antaranya : paking pelat , paking batang , paking flens , dan paking sumbat .

1. Karet

Macam , sifat , dan kegunaannya sebagai berikut . Pelat karet yang tidak berlapis di dalamnya , mempunyai sifat kenyal sekali dan tahan lama , kuat terhadap pengaruh-pengaruh kimia . Tidak tahan terkanan tinggi dan minyak . Pemakaian untuk flens pada arus tekanan rendah , air panas , air dingin , udara , dan bermacam-macam zat cair kimia .

Pelat karet , berlapis kain kapas di dalamnya hingga 2 atau 4 lapis , 1 atau 2 lapis lenan , atau berlapis kasa tembaga mempunyai sifat seperti pelat karet yang tidak berlapis di dalam , tapi lebih kuat terhadap tekanan . Pemakaiannya seperti pelat karet yang tidak berlapis di dalamnya dan untuk uap dengan tekanan yang lebih tinggi . Pelat karet yang licin , tidak berlapis di dalamnya mempunyai sifat lembut sekali dan tahan lama . Pemakaian untuk katup udara , arus tekanan rendah , air dingin , dan air panas .

2. Kertas dan Karton

Kertas dibuat dari serat-serat tumbuhan , jerami , dan sebagainya . Pemakaian kertas sebagai paking biasanya direndam dahulu di dalam perekat shellac (sirlak) , lak gom , dan sebagainya . Kertas yang sudah direndam dengan bahan-bahan tersebut sangat baik untuk perapat aluran pipa minyak .

3. Fiber

Fiber terdiri atas lapisan-lapisan kertas yang siimpregnasikan dengan perekat dammar bantuan . Bahan ini banyak digunakan untuk penyekat pelat .

4. Gabus

Gabus diperoleh dari pohon gabus . Gabus ini memiliki serat-serat yang lembut dan sangat poreus (berpori-pori) . Berat jenisnya kecil ± 0,24 . Pembuatan gabus menjadi bahan paking dengan jalan digiling menjadi lembut dan dicampur dengan suatu bahan pengikat , dan dipedat (dipres) menjadi lempeng-lempeng .

Penggunaan gabus sebagai bahan paking adalah untuk menyekat pelat kamar pendingin . Kadang-kadang dibuat menjadi bentuk setengah silinder untuk pelapis saluran pipa , yang akan dilalui oleh zat cair dingin dari mesin pendingin . Gabus tidak digunakan untuk penyekat pada suhu yang tinggi , walaupun mempunyai kemampuan menyekat panas yang cukup baik .

5. Klingrit

Klingrit ialah bahan paking yang dibuat dari sisa serat asbes , bulu binatang , dan bahan pewarna dengan pengikat karet . Klingrit dibuat dalam bentuk lembaran-lembaran dari bermacam ukuran . Untuk mencegah perekatan masing-masing lembaran , biasanya digosok dengan bubuk grafit atau talk . Klingrit banyak digunakan untuk paking flens dari saluran pipa uap , tutp silinder , dan bagian-bagian mesin yang berhubungan dengan suhu tinggi . Adapun sifat-sifat klingrit ,sebagai berikut . Sifat padat sekali , cukup kenyal , kuat terhadap temperatur dan tekanan tinggi , terhadap minyak , gemuk , dan zat cair alkali . Pemakaian yang tebalnya ± 1 mm untuk flens dikerjakan dengan teliti , tutup silinder , dan tutup rumah katup lubang lalu tangan dari ketel pipa air . Yang lebih tebal untuk flens yang dikerjakan kurang teliti , tapi hanya pada tekanan yang kurang tinggi .

6. Kulit

Untuk membuat paking dari kulit , kulit hewan harus disamak sesudah dibersihkan terlebih dahulu kemudian diberi pelumas . Untuk penggunaan kulit sebagai sabuk mesin biasanya digunakan kulit bagian punggung karena lebih ulet dibandingkan dengan bagian yang lain . Menyamak ialah suatu proses pengawetan agar tidak rusak , yang dilakukan dengan bahan penyamak tumbuh-tumbuhan (pohon bakau, akasia, dan lain-lain) , dengan penyamak mineral , dan dengan asam kromium . Selain digunakan untuk gelang paking dan pelat , juga dgunakan dalam bentuk manset sebagai paking perapat untuk batang . Sesuai dengan bentuknya manset terbagi atas manset U , manset topi , dan manset cawan . bahan perapat dari kulit mempunyai keuntungan , yaitu bersifat lunak dan kenyal sehingga mudah dibentuk . bagian-bagian yang sering menggunakan kulit sebagai perapat misalnya pada batang torak pompa air tekanan tinggi .

7. Aluminium Plastik

Perapat ini dibuat dari pelat aluminium dengan bahan lapisan dari plastic . Biasanya digunakan untuk paking perapat antara blok silinder dengan kepala silinder .

8. Asbes dengan Kasa Tembaga

Perapat ini terdiri atas kain asbes yang ditenun dengan tembaga . Perapat ini mempunyai kemampuan menahan panas yang tinggi . Biasanya digunakan sebagai paking pada tutup silinder mesin . Dalam pemasangannya , agar kepala silinder dapat dilepasdan paking tidak rusak , permukaannya dilumuri terlebih dahulu dengan bubuk grafit .

9. Pelat Asbes

Perapat dengan pelat asbes digunakan untuk flens yang ruangnya dibubut ke dalam , bukan pada flens yang rata dan juga bukan untuk penggunaan pada tekanan rendah .

10. Cincin Asbes

Cincin asbes biasanya dibuat dengan penguat logam , kawat timbal , atau kawat tembaga yang diisi dengan grafit . Penggunaan yang umum adalah pada lubang lalu arang dari ketel uap . Bersifat kenyal dan kuat terhadap tekanan dan suhu yang tinggi .

11. Cincin Pipa dari Baja Berisi Asbes

Sifatnya kuat terhadap tekanan dan temperatur yang tinggi , tidak melekat pakda bidang paking . Pemakaiannya pada tutup lubang lalu tangan dari ketel pipa air .

12. Tali Asbes

Pemakaiannya untuk spindel keran penutup , penyumbat keran , perapat pipa saluran pembuangan pada motor bakar , dan sebagainya .

13. Bantalan Asbes

Perapat dengan bantalan dari asbes digunakan untuk batang torak dan batang sorong untuk uap kenyang pada mesin uap .

14. Sumbat Dagger

Perapat jenis ini dibuat dari asbes dengan lapisan inti karet . Sumbat dagger biasanya digunakan untuk bus sumbat dari batang torak , namun mempunyai sifat yang keras dan memuai pada waktu panas . Kadang-kadang lapisan perapatnya diperkuat dengan kawat tembaga yang halus .

15. Sumbat Rami

Perapat ini dibuat dari serat rami , yang dipintal , dan ditenun menjadi kain rami yang biasa disebut goni . Digunakan untuk perapat keran air , batang pompa , poros baling-baling kapal , dan lain-lain . Paking ini tidak tahan terhadap suhu yang tinggi .

16. Sumbat Lindsay

Paking jenis ini digunakan untuk uap tekanan rendah . Dibuat dari benang yang dipintal menjadi cincin dengan ukuran tertentu . Untuk penggunaannya , paking ini harus diperkuat ujung-ujungnya dengan ikatan tali agar benang-benangnya tidak terlepas .

17. Sumbat Reimer

Paking jenis sumbat reamer isebenarnya sama dengan sumbat rami . Dipasang di sekitar batang torak dari pompa air . Untuk membuat bahan ini berdaya pegas , diberi inti karet , dan dilumas dengan oli atau grafit agar tahan terhadap air dan tahan gesekan (licin) .

18. Sumbat Tuck

Paking jenis sumbat tock ini dibuat dari kain layar (terpal) yang dilumas dengan karet , kemudian digulung dengan diberi inti karet . Jenis ini tidak banyak digunakan lagi karena tidak efisien .

19. Wigmarit

Paking ini dibuat dari bubutan logam putih yang dicampur dengan grafit dan lemak . Digunakan untuk batang torak yang rapat terhadap uap .

20. Sumbat Lenz

Paking ini dibuat dari besi tuang berupa cincin pejal . Biasanya digunakan dalam kamar ekspansi , dan batang torak .

21. Sumbat Yakob

Paking ini dibuat dari cincin perunggu dengan alur keliling yang dibuar menjadi dua bagian dan cincin logam putih yang dibuat tiga bagian .

22. Sumbat Amerika

Paking ini dibuat dari kombinasi antara cincin perunggu dan cincin logam putih , yang dipasang di dalam bis sumbat memakai pegas-pegas baja dan piringan-piringan .

23. Sumbat Proell

Sumbat ini dipasang di sekitar batang torak dan tembereng segi enam dari besi tuang berbentuk baji . Tembereng-tembereng ini disatukan oleh pegas ulir yang lemas di sekelilingnya hingga tertekan pada batang torak .

Bahan Isolator

Bahan Isolator adalah bahan yang digunakan untuk menahan pancaran panas, meredam suara, meredam getaran, dan menyekat listrik. Bahan-bahan isolator umumnya sudah kita ketahui dalam pembicaraan mengenai bahan bukan logam. Namun dibawah ini akan diuraikan secara ringkas mengenai beberapa bahan isolator beserta syarat–syarat yang harus dimiliki oleh bahan isolator yang bersangkutan.

1.Isolator Panas

Menggunakan bahan: Keramik, kaca, kertas, asbes,kulit dan sebagainya yang mempunyai sifat menahan panas yang baik. Beberapa bahan isolator panas lain dapat kita kenal dengan nama – nama sebagai berikut.

Kiselgur : dibuat dari mineral silikat yang diperoleh dari plankton.

Magnesit : yaitu magnesium karbonat yang dicampur dengan bubuk asbes.

Poplir : dibuat dari sisa asbes halus yang direkat dengan perekat yang larut dalam air.

Wolterak : yaitu terak hasil dari dapur penuangan yang disemprot dengan uap air dengan pencaran yang kuat, sehingga terak tersebut menjadi pasir–pasir terak yang halus

Bulu kempa : adalah bulu–bulu binatang di campur dengan perekat dan dipres hingga menjadi lembaran–lembaran.

Gabus : yang diperoleh dari tanaman gabus.

Bahan penyekat panas dan syarat –syarat yang harus dimiliki.

Bahan penyekat panas sangat penting didalam teknik kontruksi bangunan dan mesin. Bahan ini hampir tidak dapat mengantar panas. Panas selalu berpindah dari tempat yang suhu tinggi ketempat yang bersuhu rendah. Keadaan ini yang dinamakan dengan penghantaran panas. Penghantaran panas terjadi pada semua Zat, tetapi nilai hantar panas dari masing–masing zat itu berbeda. Oleh karena itulah bahan penyekat panas harus dipilih dari bahan yang memiliki penghantaran panas yang rendah.

Tebal penyekat panas ditentukan oleh nilai hantar panas (koefisien daya hantar panas), aliran panas, beda suhu, dan luas yang disekat.

Keterangan

=Tebalnya diding ( meter )

= Koefesien daya hantar panas ( Panas yang dihantar dalam satu detik melalui dinding yang tebalnya 1 meter pada tiap m² tiap perbedaan 1^oC m)

A = Luas ( m²)

Sb = beda suhu (^oC)

Bahan penyekat panas harus pula memiliki daya tahan lembab yang baik, serta memiliki daya tahan menerima pancaran panas yang tinggi. Oleh karena dengan penggunaan bahan penyekat panas tersebut kontruksinya menjadi bertambah besar, maka bahan penyekat harus memiliki massa jenis yang rendah, agar penambahan massa dari penyekat tersebut serendah mungkin.

2. Isolator Suara

Menggunakan bahan : papan dari grajen atau serat kayu yang dipres, kertas dari jerami, karton, kaca,dan sebagainya. Penggunaan isolator ini selalu kita lihat di dalam stasiun-stasiun pemancar radio, gedung-gedung, dan sebagainya.

Bahan penyekat suara dan syarat-syarat yang harus dimilikinya.

Bahan penyekat suara terutama pentingdalam teknik bangunan. Syarat yang harus dimilikinya terutama harus seminimal mungkin dapat ditembus suara. Selain bahan penyekat tersebut diatas, bahan yang paling baik adalah udara yang diam. Sifat udara diam ini sering digunakan dalam system dinding berganda, yaitu dinding yang terdiri atas 2 lapisan atau lebih yang satu sama lain terpisah sama sekali.

Bahan logam yang mampu menyerap suara adalah besi tuang kelabu. Walaupun penggunaannya tidak diperuntukan sebagai penyekat suara, tetapi kontruksi mesin yang dibuat dari besi tuang kelabu, dengan sendirinya dapat meredam suara.

3. Isolator Getar

Menggunakan bahan : karet, kulit binatang, karton, dan pegas dari logam.

Bahan penyekat getaran dan syarat-syarat yang harus dimilikinya.

Bahan ini terutama penting dalam teknik kontruksi bangunan mesin. Bahan ini harus memiliki syarat utama yaitu meredam getaran. Penggunaan yang lazim adalah pada kopling elastis dengan gelang kulit atau karet, perkakas-perkakas dan lain-lain.

4. Isolator Listrik

Menggunakan bahan : kaca, ebonit, mika, plastik dari berbagai jenis, sirlak, keramik, misalnya porselin, kertas dan lain-lainnya.

Bahan penyekat listrik dan syarat-syarat yang dimilikinya.

Bahan penyekat listrik harus tahan terhadap tegangan listrik dan tidak dapat menghantarkan arus listrik, walau bagaimanapun lembabnya udara ( sampai basah) dan bagaimanapun buruknya keadaan suhu. Bahan penyekat listrik seperti yang kita sebutkan terdahulu terbagi atas produk alam ( bukan sintesis) dan produk organic sintesis. Produk alam bukan sintesis : mika dan asbes, bahan keramik antara lain porselin, kaca, lak, tekstil, dan kertas yang diimpregnasi misalnya prespan, dan karet alam. Produk organic sintesis : misalnya plastis jenis pvc dan karet.

Ikhtisar Bahan Isolasi

Kelompok	No	Jenis	Koefisien daya hantar panas J/det oC m	Suhu maksimum oC	Contoh penggunaan
Menyekat Listrik	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	Mika Asbes Porselin Steatite Kaca Minyak isolasi Lak isolasi Prespan Kertas isolasi Tekstil isolasi Poli-eten Poli-vinilclorid Poli-strien karet Fenolformaldehid			Kolektor Open elektrik ( listrik) Isolator Isolator Lampu dan pipa Transfomator dan kabel Kawat Isolasi alur Kondensator Kumparan Kawat dan kabel Kawat dan kabel Kawat dan kabel Kawat dan kabel Bahan penghubung
Menyekat suara	1 2 3 4	Udara diam Plat serat kayu Plat kempaan lunak Plat jerami			Kontruksi dinding berganda Dinding dan plafon Dinding dan plafon Dinding dan plafon
Menyekat getaran	1 2	Kulit Karet			Kopeling elastic Kopeling elastic, peredam getaran
Menyekat panas a.kontruksi bangunan	1 2 3 4 5 6 7 8	Udara diam Kayu Plat serat kayu Plat gabus Plat dammar buatan Plat beton batu apung( pumice concrete) Plat semen asbes Kertas dipreprasi	0.02 0.20 0.08 0.05 - 0.31 0.35 -	- - - - - - - -	Kontruksi dinding berganda Lantai dan dinding Dinding plafon, dan atap Dinding dan sel pendingin Pelapis dinding Atap Dinding dan atap Dinding dan atap
b. kontruksi mesin	1 2 3 4 5	Tembaga dan aluminium Wol-terak dan wol- kaca Magnesia Tanah kersik Asbes	- 0.06 0.07 0.07 0.12	- 500 500 500 700	Motor bensin dan mesin diesel Ketel uap, tanki penyimpan dan saluran Ketel uap, tanki penyimpan dan saluran Ketel uap, tanki penyimpan dan saluran Ketel uap, tanki penyimpan dan saluran

Bahan komposit

Komposit terdiri atas dua atau lebih bahan yang berbeda membentuk satu kesatuan. Jadi , beberapa komponen bahan yang menyatu menjadi satu bahan. Misalnya, beton bertulang merupakan komposit yang terdiri dari besi beton dalam matriks beton. Badan perahu layar juga termasuk bahan komposit yang terbuat dari plastik diperkuat dengan serat FRV ( Fiber Reinforced Plastics ), yaitu serat gelas dan plastik jenis poliester. Contoh lain yaitu : baja berlapis gelas untuk bejana pemanas air dan batu gerinda yang terbuat dari jaringan serat gelas yang merupakan produk komposit industry. Sebagai komposit triple yang terdiri atas ampelas yang diikat dengan resin fenol dan diperkuat oleh jaringan.

Baja yang merupakan campuran Farrite dan karbida, tidak dapat dianggap sebagai komposit, karena kedua komponen tersebut tidak terbentuk secara terpisah melainkan produk dari suatu proses tertentu. Demikian juga aspal beton, dianggap berasal dari satu tempat, yaitu kilang panas.

Biasanya sifat bahan yang menyatu dalam komposit dapat dipelajari dan Dianalisis secara terpisah berdasarkan sifat kompoen masing-masing. Dalam hal ini berlaku kaidah campuran sederhana, yang tergantung pada jumlah dan distribusi geometri masing-masing komponen. Keidah campuran sederhana berlaku untuk sifat scalar, artinya yang berdasarkan skala tertentu dapat dihitung, misalnya berat jenis maupun kapasitas panas.

Berat jenis campuran ρm, adalah

ρm=f₁ .ρ₁ + f₁ .ρ₁+……….

ρm=Σf.ρ

dengan f adalah praksi volume tiap unsure.

Untuk kapasitas panas, C :

Cm=Σf.C

Kapasitas panas dinyatakan dengan J/^oC per satuan Volume. Bila kapasitas panas dinyatakan dengan J/^oC per satuan massa, maka f adalah fraksi massa.

Ada dua hal yang perlu diperhatikan pada komposit yang diperkuat agar dapat membentuk produk yang efektif. Pertama, komponen penguat harus memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi dari pada komponen matriknya. Kedua, harus ada ikatan permukaan yang kuat amtara komponen penguat dan matrik.

Bila peningkatan kekuatan menjadi tujuan utama, komponen penguat harus mempunyai perbandingan panjang atau diameter yang cukup tinggi, sehingga beban diteruskan melintasi titik perpatahan potensial. Misalnya batang baja yang di tanamkan dalam kontruksi beton. Demikian pula serat gelas dikombinasikan dengan resin menghasilkan plastik yang diperkuat serat (RFP).

Jelas bahwa bahan penguat merupakan komponen yang lebih kuat memikul beban. Selain itu bahan penguat harus memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi. Disamping itu ikatan antara metrik dan bahan penguat sangat kritis karenanya biasanya beban diteruskan dari metrik keserat atau batang.

Agar bahan penguat dapat memikul beban, penguat harus memiliki modulus yang lebih tinggi dari pada matrik. Disini inti baja memperkuat kawat alumanium. Ketika menerima beban rtarik, kedua logam tersebut mengalami deformasi bersama-sama.

Tegangan dalam komposit (kawat aluminium Sifat yang bergantung pada arah (epoksi yang

diperkuat dengan baja). Regangan dalam diperkuat dengan lapisan gelas yang tegak lurus

aluminium maupun baja harus sama. Sesamanya). Serat penguat di anyam dalam dua

arahyang tegak lurus sesamanya. Kekuatan dan

kekakuan dalam arah ini cukup ini cukup baik,

sedang dalam arah 45^o nilainya rendah.

Dalam hal serat gelas yang dikombinasi dengan pelastik, bila jumblah gelas yang sama deengan pelastik tetpi berbentuk kain tenun dicampur dengan pelastik,komposit akan memiliki penguatan dalam dua arah. Akan tetapi nilainya berbeda dibawah nilai yang diperoleh dari kaidah campuran. Selain itu modulus 45^o juga rendah. umumnya sekarang digunakan serat gelas anyaman untuk, memcegah timbulnya anisotropi dalam lembaran komposit. Serat gelas dalam anyaman penguat memiliki distribusi acak, sehingga didapat modulus elastisitas yang merata, oleh karena itu distriusi beban juga merata dalam dua dimensi.

Komposit folimer sifatnya ringan. Meskipun komposit ini memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah dari peda logam, perbandingan antara kekuatan tarik atau kerapatan tinggi. Namun fungsi penguat pada beban tarik dan beban tekan berbeda. Pada kompresi, perbandingan modulus elastisitas atau kerapatan merupakan kriteria desain yang lebih baik. Komposit plastic yang diperkuat gelas, untuk mencapai nilai yang sama dengan perbandinagan modulus elastisitas atau kerapatan logam, harus mengandung sekiter 70% volume gelas. Persentase yang tinggi ini memerlukan biaya produksl yang cukup mahal karena diperlukan usaha khusus untuk mengatur arah serat. Komposit dari serat boron dan karbon adalah sangat baik, tetapi biaya proses sangat tinggi sehingga penggunaannya masih terbatas.

Penjelasan istilah

Komposit : kombinasi menyatu dari dua macan atau lebih bahan yang berbeda.

Matrik : bahan utama komposit yang membalut penguat.

Penguat : komponen komposit dengan modulus elastic dan kekuatan yang tinggi.

Kaidah campuran : persamaan yang disederhanakan untuk menghitung sifat campuran.

1 poun/inci² = 6,89… x 10^-3 Mpa

70.000 Mpa = 10⁷ psi

4.000 Mpa = 580.000 psi

Modulus Young (E) = Modulus elastisitas (aksial). Satuan per satuian regangan elastic.

Latihan

Jawablah pertanyaan-pertanyaan dengan singkat dan tepat!

1. Buatlah perbandingan antara thermosetting dengan thermoplastic berkenaan dengan bentuk molekulnya, sifat kelarutannya, keadan pada waktu pemanasan, kekutan, serta kemampuan yang dapat dikerjakan!

2. Sebutkan cara pengolahan plastic dan tunjukkan untuk pembuatan apa pengolahan tersebut!

3. Jelaskan persaman dan perbedaan mengenai sifat yang dimiliki plastic dengan logam pada umumnya!

4. Sebutkanlah bahan keramik yang penting! Bahan mana yang paling baik untuk digunakan sebagai isolator busi dan atas dasar sifat apa?

5. Dibuat dari apakah kaca itu? Bagai mana dibuat pipa kaca?

6. Dibuat dari apakah asbes itu? Bagai mana cara memperoleh benang asbes?

7. Sebutkan macam-macam bahan perapat dan syarat apakah yang harus dimiliki oleh bahan perapat?

8. Apakah yang dimaksud dengan isolator itu?

9. Syarat apakah yang harus dimiliki oleh bahan penyekat panas?

10. Apakah yang dimaksud dengan komposit? Syarat apakah yang harus diperhatikan pada komposit? Berilah contohnya!

Tugas pekerjaan Rumah

Usahakan anda mendapatkan berbagai jenis bahan: macam-macam jenis plastic, keramik, kaca, asbes,bahan perapat, bahan isolasi, dan komposit! Tempelkan masing-masing bahan tersebut pada sebuah panel dari tripleks dan berilah keterangan secukupnya dibawah bahan tersebut! Perhatikanlah segi keindahan dalam menempelkan bahan-bahan tersebut sehingga anda sendiri senang memandangnya.