INDUSTRI KACA

Kaca memiliki beberapa pengertian baik dari segi fisika maupun kimia.Secara fisika, kaca adalah zat cair lewat dingin yang tegar dan tidak mempunyai titik cair tertentu serta mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s) sehingga tidak mengalami kristalisasi.Secara kimia, kaca adalah gabungan berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap, dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir, serta berbagai bahan penyusun lainnya sehingga menghasilkan produk yang mempunyai struktur atom yang acak.

Kaca adalah produk yang mengalami verifikasi sempurna atau produk yang mengandung amat sedikit bahan nonvitreo dalam keadaan suspensi.Kaca digunakan karena sifatnya yang transparan, tahan terhadap serangan kimia, efektif sebagai isolator listrik dan mampu menahan vakum.Namun, kaca merupakan bahan yang rapuh dan memiliki kekuatan kompresi lebih tinggi dari kekuatan tariknya.

a. Penggunaan dan Nilai Ekonomi

Penggunaan dan penerapan kaca beraneka ragam.Separuh dari kaca lembaran yang dihasilkan adalah kaca mobil.Sedangkan di bidang arsitektur, kaca diguanakan untuk bangunan-bangunan komersial dan biasanya lebih berwarna-warni.Tabel 1.1 menjelaskan angka-angka produksi kaca dan barang-barang kaca di Amerika.

b. Komposisi

Bahan utama pembuatan kaca adalah pasir, gamping, dan soda abu.Faktor terpenting dalam pembuatan kaca ialah viskositas oksida cair.Hubungan antara viskositas dengan komposisi dijelaskan pada tabel 1.2 tentang komposisi kimia berbagai jenis kaca.

Kaca komersial dibagi menjadi beberapa kelompok sebagai berikut:

1. Silika lebur, dibuat melalui pirolisis silikon tetraklorida pada suhu tinggi atau peleburan kuarsa atau pasir murni (kaca kuarsa). Ciri-ciri kaca ini adalah nilai ekspansi rendah, titik pelunakan tinggi, ketahanan termal tinggi dan sangat transparan terhadap radiasi ultraviolet.

2. Alkali silikat, kaca dua komponen yang dibuat dengan peleburan pasir dan soda yang disebut dengan natrium silikat (Na2O.SiO2- Na2O.4SiO2). Larutan silika soda (water soluble glass) sebagai adhesif dalam pembuatan kotak karton gelombang dan memberi sifat tahan api. Kaca mengandung alkali tinggi, digunakan untuk mencuci dan sabun.

3. Kaca soda-gamping, merupakan 95% dari semua kaca yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat bejana, kaca lembaran, jendela mobil, gelas dan barang pecah belah. Kualitas fisika jauh lebih rata, tidak bergelombang, bebas dari tegangan namun komposisinya tidak banyak mengalami perubahan. Selain itu, kaca ini tidak mudah mencair pada suhu relatif rendah, cukup viskos sehingga tidak mengalami divitrifikasi namun bisa diolah pada suhu yang cukup sedang serta lebih tahan secara kimia.

4. Kaca timbal, dibuat dengan mengoksidasi timbal sebagai pengganti kalsium oksida dalam campuran kaca cair. Kaca ini sangat penting dalam bidang optik karena kandungan timbalnya 82% (memberikan kecemerlangan pada kaca) dan mempunyai indeks refraksi serta dispersi yang tinggi. Kaca ini digunakan untuk membuat bola lampu, lampu reklame neon, radiotron serta dapat digunakan sebagai perisasi radiasi nuklir.

5. Kaca borosilikat, mengandung 10-20% B2O3, 80-87% silika dan kurang dari 10% Na2O. Kaca ini mempunyai koefisien ekspansi rendah, lebih tahan terhadap kejutan, stabilitas kimia tinggi dan tahan listrik tinggi. Kaca ini digunakan untuk perabot laboratorium (Pyrex), untuk membuat isolator tegangan tinggi, dan pipa lensa teleskop.

6. Kaca khusus, contohnya adalah kaca berwarna, bersalut, opal, translusen, kaca keselamatan, kaca optik dan kaca keramik. Komposisinya berbeda-beda tergantung produk akhir yang diinginkan.

7. Serat kaca, dibuat dari komposisi kaca khusus yang tahan terhadap kondisi cuaca, mempunyai luas permukaan yang besar, dan mengandung silika rendah dan alkali tanah.

c. Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan adalah pasir kaca dalam jumlah yang besar, sebagai fluks digunakan soda abu, kerak garam, batu gamping dan gamping, oksida timbal, kalsium karbonat, saltpeter, boraks, asam borat, asam trioksida, feldspar, serta bahan lain yang digunakan untuk membuat bahan kaca berwarna contohnya abrasif dan asam fluorida.

1. Pasir yang digunakan kandungan besinya tidak boleh melebihi 0,45% (untuk pecah belah) dan 0,015% (untuk kaca optik) karena dapat merusak warna kaca.

2. Soda (Na2O) dari soda abu padat (Na2CO3), bikarbonat, kerak garam, dan natriun nitrat untuk mengoksida besi dan mempercepat pencairan. Gamping berasal dari dolomit (CaCO3. MgCO3).

3. Feldspar (P2O. Al2O3 6 SiO2) lebih murah, murni, dapat dilebur, dan seluruhnya terdiri dari oksida pembentuk kaca. Feldspar jmerupakan sumber Na2O atau K2O dan SiO2 yang kandungan aluminanya dapat menurunkan titik cair kaca dan memperlambat devitrifikasi.

4. Borax, digunakan di dalam berbagai jenis kaca pengemas. Kaca ini dapat digunakan sebagai kaca optik dengan menambahkan Na2O dan boron oksida ke kaca. Boraks dapat menurunkan koefisien ekspansi dan meningkatkan ketahanan terhadap aksi kimia.

5. Kerak garam, membersihkan buih yang dapat menganggu tanur tangki. Arsen trioksida ditambahkan untuk menghilangkan gelombang dalam kaca, nitrat untuk mengoksidasi besi, kalium nitrat atau karbonat digunakan pada kaca meja, kaca dekorasi, dan kaca optik.

6. Kulet, kaca hancuran yang dikumpulkan dari barang rusak, pecahan beling, dan berbagai kaca limbah. Bahan dapat dipakai 10%-80% dari bahan baku.

7. Blok refraktori, contohnya zirkon, alumina, mulit yang digunakan sebagai refraktor pada tangki kaca dan cukup ekonomis.