BAHAN KONSTRUKSI KIMIA

Disusun Oleh :

RIZA VIRNO PRATAMA (03101003080)

Dosen Pengasuh :

FAISOL ASIP, S.T, M.T

UNIVERSITAS SRIWIJAYATEKNIK KIMIA

INDRALAYA

2012

A.LOGAM

1. Definisi

Logam adalah unsur kimia yang mempunyai sifat-sifat kuat, liat, keras,

penghantar listrik dan panas, mengkilap dan umumnya mempunyal titik cair tinggi.

Contoh dari logam antara lain, besi, timah putih, tembaga, emas, nikel.

Selain logam ada yang kita sebut dengan istilah bukan logam (non metal) dan

unsur meteloid (yang menyerupai logam). Contoh dari unsur yang bukan logam antara

lain oksigen, nitrogen, hidrogen,.dan neon. Meteloid seperti karbon, fosfor, silikon, sulfur

adalah unsur-unsur yang sifatnya menyerupai sifat-sifat logam. Dari 102 unsur kimia

yang telah diketahui, ada 70 unsur yang merupakan logam. Semua unsur-unsur kimia

tersebut terdapat pada permukaan bumi.

2. Logam dapat dibagi dalam beberapa golongan, sebagai berikut:

1. logam berat : besi, nikel;krom, tembaga, timah putih, timah hitam, seng.

2. logam ringan: aluminium, magnesium, titanium, kalsium, kalium, natrium, barium.

3. logam mulia: emas, perak, platina (platinium.)

4. logam refraktori (logam tahan api) : wolfram, molibdenum, titanium, zirkonium.

5. logam radio aktif : uranium, radium.

3. Fungsi :o Untuk membuat peralatan dapur seperti panci,sendok,garpu,dll

o Baja ringan digunakan dalam pembuatan jembatan

o Besi tuang, baja galvanisasi, tembaga, kuningan, kuningan alumunium, campuran

tembaga nikel dan besi, titanium digunakan untuk system pipa air.

o Alumunium nikel digunakan untuk baling-baling kapal sehingga tahan korosi. Bahan

lain yang dapat digunakan adalah besi tuang, perunggu manganan, perunggu

manganan nikel, perunggu alumunium nikel.

4. Sifat :

o Daya hantar panas tinggi

o Daya hantar listrik tinggi

o Kedap cahaya. Sifat kedap cahaya dari logam disebabkan oleh ketanggapan elektron

yang terdislokasi terhadap getaran elektromagnet pada frekuensi yang tinggi 

o Dapat dipoles sampai mengkilap

o Dapat diubah bentuknya sesuai fungsi dan kegunaan. Logam memiliki sifat mudah

dibentuk karena didalam logam terdapat elektron  yang terdislokasi sehingga dapat

dengan mudah memindahkan muatan listrik dan energi termal.

o Modulus logam sangat besar dan tinggi. Logam memiliki sifat modulus yang tinggi,

menyebabkan logam memiliki ketahanan yang tinggi pula sehingga sukar untuk

dibengkokkan.. 

5. Pengaruh dari beberapa Unsur paduan terhadap Sifat baja paduan adalah sbb. :

C : Karbon dengan unsur-unsur lain umumnya membentuk karbid kecuali dengan

Ni dan Mn. Oleh karena itu dengan unsur pembentuk karbid menentukan banyak

karbid dalam baja. Karbid-karbid ini keras tapi getas, tahan goresan dan tahan suhu.

Cr : Khrom menambah kekuatan tarik dan keplastisan, menambah mampu keras,

meningkatkan ketahanan terhadap korosi dan tahan suhu tinggi.

W : Membentuk karbid yang keras dan tahan suhu tinggi, banyak digunakan dalam

baja perkakas dan baja potong cepat (HSS).

Mo dan W : Menambah kekerasan dan kekuatan terutama pada suhu tinggi,

menambah mampu keras.

Mn : Menambah kekuatan, kekerasan dan keuletan.

Si : Menambah kekuatan dan elastisitas, menambah ketahanan terhadap asam pada

suhu tinggi dan memperbaiki tahanan listrik.

Ni : Meningkatkan sifat mekanis, keliatan dan mampu keras, mengurangi sifat

magnet, tahan asam dan menurunkan koefisien muai.

B. POLIMER

1. Definisi

Polimer atau kadang-kadang disebut sebagai makromolekul, adalah molekul besar

yang dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-

kesatuan berulang itu setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat polimer (tabel 1).

Akibatnya molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa molekul yang sangat

besar. Sebagai contoh, polimer poli (feniletena) mempunyai harga rata-rata massa molekul

mendekati 300.000. Hal ini yang menyebabkan polimer tinggi memperlihatkan sifat sangat

berbeda dari polimer bermassa molekul rendah, sekalipun susunan kedua jenis polimer itu

sama.

2. Fungsi :

o PVC untuk bahan dasar pembuatan pipa.

o Digunakan untuk wadah plastic.

o Digunakan untuk membuat pesawat telepon.

3. Sifat :

o Berat jenis kecil

o Isolator terhadap panas dan listrik

o Mudah diberi warna

o Tahan terhadap larutan kimia

o Tidak banyak memantulkan cahaya dan cendrung tembus cahaya

4. Tiga Sifat Umum :

1. Termoplas

Termoplas bersifat lunak jika dipanaskan dan dapat dicetak kembali menjadi bentuk

lain. Hal ini dikarenakan termoplas memiliki banyak rantai panjang yang terikat oleh

gaya antar molekul yang lemah. Contoh polimer yang memiliki sifat termoplas adalah

PVC, polietena, nilon 6,6 dan polistirena 

2. Termoset

Termoset   mempunyai bentuk permanen dan tidak menjadi lunak jika dipanaskan.

Penyebabnya adalah termoset memiliki banyak ikatan kovalen yang sangat kuat diantara

rantai-rantainya. Ikatan kovalen akan terputus serta terbakar jika dilakukan pemanasan

yang tinggi. Polimer yang memiliki sifat termoset adalah bakelit

3. Elastomer

Elastomer merupakan polimer yang elastic atau dapat mulur jika ditarik, tetapi

kembali ke awal jika gaya tarik ditiadakan. Penyebabnya adalah tumpang tindih antara

polimer yang memungkinkan rantai-rantai ditarik, dan ikatan silang yang akan menarik

kembali rantai-rantai tersebut ke susunan tumpang tindihnya. Contoh elastomer adalah

karet sintetis SBR.

5. Faktor Yang Mempengaruhi Sifat Polimer

Sifat-sifat polimer   seperti yang dipaparkan di atas ditentukan oleh beberapa

faktor, yaitu sebagai berikut:

1. Panjang rantai/jumlah monomer

Kekuatan polimer akan bertambah dengan semakin panjangnya rantai/jumlah

monomer karena terdapat semakin banyak gaya antar molekul antara rantai-rantai

penyusunnya.

2. Susunan rantai satu terhadap lainnya

Susunan rantai satu terhadap lainnya dapat bersifat teratur membentuk daerah

kristalin dan acak membentuk daerah amorf. Polimer yang membentuk daerah kristalin

akan lebih kuat karena rantai-rantainya tersusun rapat, meski kurang fleksibel. Sedangkan

polimer yang membentuk daerah amorf akan bersifat lemah dan lunak.

3. Tingkat percabangan pada rantai

Ketidakteraturan  rantai-rantai polimer  disebabkan oleh banyak cabang sehingga

akan mengurangi kerapatan dan kekerasan polimer itu sendiri, namun akan menaikkan

fleksibilitasnya. Terdapat dua contoh polimer yang dibedakan berdasarkan

fleksibilitasnya yaitu LDPE ( low density polyethene )  dan  HDPE ( high density

polyethene ) . Sesuai dengan namanya LDPE lebih fleksibel tapi kurang tahan panas

dengan titik didih 105oC, sendangkan HDPE lebih kaku, tetapi kuat dan tahan panas pada

kisaran suhu 135oC.

4. Gugus fungsi pada monomer

Adanya gugus fungsi polar seperti hidroksida - OH dan amina - NH2 pada

monomer dalam polimer akan mengakibatkan terbentuknya ikatan hydrogen. Akibatnya,

kekuatan gaya antar molekul polimer meningkat dan akan menaikkan kekerasan polimer.

5. Ikatan silang (cross linking) antar rantai polimer

Termoplas tidak memiliki cross linking, hanya gaya antar molekul yang lemah

sehingga bersifat lunak. Sebaliknya termoset memiliki cross linking yang kuat berupa

ikatan kovalen sehingga bersifat keras dan sulit meleleh. Sementara itu sifat elestomer

dipengaruhi selain oleh tumpang tindih rantai, juga cross linking yang lebih sedikit

disbanding termoset.

6. Penambahan zat aditif

Sangat sedikit polimer   yang digunakan dalam bentuk murninya, kebanyakan

ditambah zat aditif untuk memperbaiki atau memperoleh sifat yang diinginkan. Zat

plastis ( plasticizer )  yang digunakan untuk melunakkan polimer pada jenis polimer

termoset; zat pengisi/penguat untuk menaikkan kekuatan polimer; stabilitator untuk

menaikkan ketahanan terhadap dekomposisi oleh panas, sinar UV, dan oksidator; pigmen

untuk pewarnaan; dan penghambat nyala api yang digunakan untuk mengurangi sifat

mudah terbakar dan materi.

6. Harga Polimer :

1. Polimer Komersial (commodity polymers)

Polimer ini harganya murah dan banyak dipakai. dalam kehidupan sehari hari.

Kegunaan sehari-hari dari polimer ini ditunjukkan dalam data di bawah ini.

1. Polietena  =  kabel plastik 

2. Polipropena  = Tali, karung, botol plastik 

3. PVC  = Pipa paralon, pelapis lantai

4. PolivinilalcoholVinil  = Bak air 

5. Teflon  = Wajan atau panci anti lengket

6. Nilon = Tekstil

7. Polibutadiena  = Ban motor 

8. Poliester  = glikol Ban mobil

9. Melamin = Piring dan gelas melamin

2. Polimer fungsional (functional polymers)

Polimer ini dihasilkan dan dikembangkan di negara maju dan dibuat untuk tujuan

khusus dengan produksinya dalam skala kecil.

Contoh : kevlar, textura, polimer penghantar arus dan foton, polimer peka

cahaya,membran, biopolymer.

3. Polimer Teknik (engineering polymers)

Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat mekanik yang unggul dan

dayatahan yang lebih baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang transportasi

(mobil,truk, kapal udara), bahan bangunan (pipa ledeng), barang-barang listrik

danelektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin industri dan barang-

barangkonsumsi. Contoh : Nylon, polikarbonat, polisulfon, polyester 

C.KERAMIK

1. Definisi

Keramik pada awalnya berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk

dari tanah liat yang telah mengalami proses pembakaran. Kamus dan ensiklopedia tahun 1950-an

mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang dari

tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng, porselin, dan sebagainya. Tetapi saat ini tidak

semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru mencakup semua

bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat.

Umumnya senyawa keramik lebih stabil dalam lingkungan termal dan kimia

dibandingkan elemennya. Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah felspard, ball clay,

kwarsa, kaolin, dan air. Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur kristal, komposisi kimia

dan mineral bawaannya. Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung pada lingkungan geologi

dimana bahan diperoleh. Secara umum strukturnya sangat rumit dengan sedikit elektron-elektron

bebas. Kurangnya beberapa elektron bebas keramik membuat sebagian besar bahan keramik

secara kelistrikan bukan merupakan konduktor dan juga menjadi konduktor panas yang jelek. Di

samping itu keramik mempunyai sifat rapuh, keras, dan kaku. Keramik secara umum mempunyai

kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya.

2. Fungsi :

o Rangkaian cetak merupakan produk keramik terdiri dari serbuk oksida semi konduktor

dan logam yang berfungsi sebagai rangkaian.

o Penyangga katalisator berbentuk sarang lebah yang ditempatkan pada sistem buang alat

yang menggunakan motor sebagai mesin penggerak.

o Sebagai bahan pengisi menara destilasi.

3. Sifat :

o Keras dan rapuh

o Tahan terhadap lingkungan suhu tinggi dan lingkungan yang lebih berat persyaratannya.

o Tahan terhadap perubahan kimia.

o Mempunyai titik cair yang tinggi dibandingkan dengan logam atau organik.

4. Klasifikasi keramik

Pada prinsipnya keramik terbagi atas:

1. Keramik tradisional

Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam, seperti

kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah (dinnerware),

keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory).

2. Keramik halus

Fine ceramics (keramik modern atau biasa disebut keramik teknik, advanced ceramic,

engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat dengan menggunakan

oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3, ZrO2, MgO,dll).

Penggunaannya: elemen pemanas, semikonduktor, komponen turbin, dan pada bidang medis.