Mengapa Coating Mengalami Kegagalan_ _ Material Science

6/7/2015 Mengapacoatingmengalamikegagalan?~MaterialScience

http://materialsciences.blogspot.com/2010/08/mengapacoatingmengalamikegagalan.html 1/4

Material ScienceExploretheworldwithscience

Mengapa coating mengalami kegagalan?18.41 Polymer Nocomments

Seperti dijelaskanpadaulasan sebelumnyabahwacat atau coatingdigunakanuntukmelindung lapisandibawahnya agar tahan aus dan korosi. Selain itu juga digunakan untukmempercantik penampilan. Namunbagaimana jika ternyatacoating tersebutmengalamikegagalandalammenutupipermukaan.Seperti terlihatpada gambar, alihalihmobil kesayangan kita tampil cantik namun justru terlihat seperti barang rongsokankarenaadanyapengelupasancatdisanasini.Selainitustrukturmenjaditidakterlindungilagidarikorosi.Halinisangatterlihatketikakendaraankitakenagoresmakabagianyangtergoresitudalamhitunganhariakantimbulkarat.

Sebenarnya apakah yangmenyebabkan kegagalan coating tersebut?Untukmengalami kegagalan coatingharus mengalami stress. Ada berbagai penyebab timbulnya gaya stress ini, antara lain gaya fisik yangmenyebabkanstraindandeformasi,seranganzatkimia,degradasiolehsinarUVdankecenderungansistemtertutupuntukmencapaikondisikeseimbangan.

MechanicalStressStress mekanik merupakan penyebab utama kegagalan coating apabila formulasi coating, persiapanpermukaandanprosespengecatan telahdilakukandenganbaik.Stressolehgaya fisikdapat terkenapadacoating dengan berbagai cara. Antara lain karena adanya kontraksi/ekspansi karena perubahan suhu ataukelembababan,vibrasisubstratkarenadekatdenganmesin,impactolehbendalaindansebagainya.

InternalstressKetikacoatingmengalamicuring,merekamengalamipenyusutan (shrinkage).Penyusutan ini terjadikarenaadanyapenguapansolvendan/ataupembentukancross linkingpolimer.Apabiladilihatsalamskalaatomik,maka jarakantaratomsetelahcross linkingmenjadi lebihpendekdaripadasebelumnya.Faktorperubahanjarakatominilahyangmenyebabkanpolimermengalamipenyusutandalamusahauntukmenurunkanenergiinternal.

Pada tahap awal evaporasi solven dan/atau cross linking, temperatur transisi gelas (Tg) polimer berada dibawahtemperaturkamarsehinggapadatemperaturkamarinirantaipolimermempunyaicukupmobilitasuntukmengalamipenyusutan.Akantetapiseiringberjalannyawaktu,nilaiTgakansemakinbesarsehinggarantaipolimerakanmengalamipenurunanmobilitas.Akibatnyamunculstressinternaldariketidakmampuancoatinguntukmengalami penyusutan selanjutnya. Jadi bukanpenyusutan yangmenyebabkan stress, namun justrukarenatidakmampumengalamipenyusutanlagimakacoatingmengalamistress.

Contohkasusadalahketikacoatingepoxythermosettingdilapiskankealuminumfoil.Ketikaepoxymengalamicuringmakaaluminumfoilakantergulung.Haliniterjadikarenagayarelaksasiepoxyterhadapinternalstressditransferkealuminumyangtidakcukupkuatuntukmenahannya.Jikaaluminumfoildigantidengansubstrat

Popular Tags BlogArchives

ZEOLIT:STRUKTURDANFUNGSITelahbertahuntahunzeolitdigunakansebagaipenukarkation(cationexchangers),pelunakair(watersoftening),penyaringmolekul(mo...

SekilastentangnitrogencairBerhubungtiapharimenggunakannitrogencair,adabeberapahalyangsayarasamenarikuntukdidiskusikandisini.Diantaranyaadalah,keti...

PolimerTermoplastikdanTermosetResponpolimerterhadapgayamekanikpadapeningkatantemperaturtergantungpadastrukturmolekulyangdominanpadapolimer.Perbedaanperi...

LABELSadvancedmaterial(10)

alternativeenergy(4)

CarbonMaterial(2)

CharacterizationofNanomaterial(5)

Corrosion(3)

Molecularelectronics(3)

Nanomaterial(2)

pernakpernik(12)

Polymer(9)

QuantumMechanics(4)

Scholarship(7)

SeminardanPelatihan(1)

superkonduktor(2)

BLOG ARCHIVEBlogArchive

LINK MENARIKJurnalIlmiahBerbahasaIndonesia

TipsTipsKesehatan

http://www.endaruji.co.cc

CeritaCeritaLucu

Search

HOME BUSINESS DOWNLOADS PARENT CATEGORY FEATURED HEALTH UNCATEGORIZED



yanglebihkuatdantebalsepertibajastrukturalmakabajatersebuttidakmengalamideformasi.Adabeberapakemungkinan yang terjadi. Pertama, apabila adhesi coatingsubstrat cukup kuat dan kohesi antar molekulcoatingrendahmakaakantimbulcrack.Kedua,jikabaikadhesimaupunkohesikuatmakastresspermanenakan tersimpan di dalam coating. Adanya tambahan stress dari luar seperti flexing dan freeze/thaw akanmenyebabkankegagalan.Ketiga,apabilaadhesilemahdankohesikuatmakaakanterjadidelaminasi.

Internalstressjugamenyebabkankegagalanjikasubstratnyaadalahcoatinglainseperticoatingprimer.Jikacoating primer keras dan kuat maka peristiwa yang terjadi seperti pada baja. Namun jika coating primermempunyaigayakohesiyangrendah(mungkinkarenapigmentasiberlebih)makaakanterjadisplittingkohesif.Disiniyangterjadiadalahgayapenyusutantopcoatingmenyebabkanstresspadalapisancoatingprimer.

SerangankimiaPada awal tulisan ini telah disinggung bahwa coating akan mengalami kegagalan jika coating tersebutmengalamistress.Namunpenyebabstressinitidakhanyadarigayafisikmekanikyangdapatmenyebabkandeformasi.Semuahalyangdapatmenyerangataumendegradasiintegritascoatingjugadapatdisebutstress.Degradasaikimiatermasukdalamjenisstressini.

Coating yangmengandung ikatan tunggal karbonkarbonataueter (COC) relatif stabil terhadap serangankimia.Binderyangmempunyaigugusalkohol,asamkarboksilat,ester,aminadanamidaserta ikatangandakarbonkarbonakanlebihmudahterserangolehbahankimiaagresifsepertiasam,basadanoksidator.

Kegagalanyangumumterjadiadalahpadacoatingalkydyangtereksposalkalidankelembaban.Alkydadalahoilmodifiedpolyestersdimanajaringanpolyestertidaksangatstabilpadakondisialkalinlembab.Padakondisiini polyester dapat mengalami hidrolisis berupa pemutusan ikatan karbonoksigen. Reaksi ini disebutsaponifikasidanmenghasilkanasamkarboksilatdanalkohol.Namunkarenaberadapadalingkungnalkalin,makaasamberubahmenjadigaramdanakanlarutdalamair.Hal inilahalasanmengapaalkydseharusnyatidakdigunakanpadasubstratalkalinsepertibeton.

WeatheringStressUnsurunsur cuaca sederhana seperti panas, cahaya dan kelembaban dapat bersifat destruktif terhadapcoating. Namun di antara unsurunsur cuaca tersebut, sumber utama penyebab degradasi coating adalahradiasi UV energetik dari sinar matahari. Radiasi UV ini menyebabkan pemutusan rantai dan kemudianmembentuk radikal bebas yang menginisiasi perusakan cross linking polimer. Kejadian ini menyebabkanperubahanperubahanfisikcoating,biasanyakearahyanglebihburuk.

DuatipecoatingyangmenunjukkanabsorpsisognifikanpadasinarUVdenganpanjanggelombang280nmkebawahadalahurethanesandepoxies.Sinarmataharidapatsecaralangsungmemutuskanikatanpadacoatingini.Coatingurethaneyangterbuatdariprekursoraromatikakanberubahmenjadikekuningandibawahsinarmatahari,sementaracoatingepoxymemudarsecaracepat.

Masalah ini dapat dihadapi pada polimer yangmemiliki ikatan ganda karbon karbon terkonjugasi. Ikatangandainidapatmenstabilkanradikalbebassehinggareaksipropagasiperusakanpolimerdapatdicegah.

WalaupunbanyakpolimertidakmenyerapradiasiUVpadapanjanggelombangdibawah280nmsehinggatidak rusakoleh cahayamatahari, namunbanyak coatingmenggunakan resin yangmengandung sejumlahkecil impuritiketondanperoksida. Imputiti inidapatmenyerapsinarmataharimembentukradikalbebasdankemudianmenginisiasiprosesfotooksidasi.

KONTRIBUTORorangudik

sjahroel

TEMAN-TEMAN PENDUKUNG BLOG INI

JointhissitewithGoogleFriendConnect

Members(46) More

Alreadyamember?Signin



PostingLebihBaru PostingLama

OsmoticBlisteringSecaraumumgaramanorganik,asamdanbasasusahmenembuscoatingkarenaukuran fisikmerekadanfakta bahwa sifatnya yang ionikmenyebabkan tidak kompatibel dengan polimer organik penyusun coating.Tentusajasituasiinidapatberubahjikazatkimiainidapatbereaksidengancoatingataujikaterdapatcacatfisiksepertipinholes.

Air merupakanmolekul kecil dapatmengalami permeasimelalui coating dengan kecepatan yang berbedapada tiap coating.Di bawah kondisi normal, hal ini tidakmenyebabkan kegagalan prematur coating. Akantetapi jikaadazatyangdapatlarutdidalamairdiantaracoatingdansubstratcoatingataudidalamcoatingprimermakasituasi inidapatberubahsecaradramatis.Airakanmengalamipermeasikedalamcoatingdankontakdenganspesiesdankemudianmelarutkannya.Jikazatinijugaadadipermukaanluarcoatingmakaselosmosisterjadi.

Selosmosistersusunatasmembransemipermeabel(dalamhaliniadalahcoating)yangmemisahkanlarutankonsentrasitinggidengankonsentrasirendah.Karenaadaperbedaanpotensialkimiamakaakanlebihbanyakairyangmengalamipermeasikedalamcoating.Konsekuensinyaadalahterbentukblisteryangterisiair.Blisteriniumumterjadidandisebutblisterosmotik.

Seringkali dikatakan bahwa pada blistering osmotik, air di dorong ke dalam coating oleh tekanan osmotik.Pernyataaninitidaklahbenar.Kalobenarbenaradatekanandariluarmakatekananinijustruakanmembuatcoatingmelekatpadasubstrat.Airtidakakumulasikarenadidorongolehtekanan,namunairterakumulasididaerahantaracoatingdansubstratuntukmengelimiasigradienkonsentrasi.

Salah satu spesies yang dapat menyebabkan blister ini adalah garam. Ada berbagai cara garam dapatmenempelpadabajaatausubstratlain.Padalingkunganlaut,penempelangaramdapatterjadibaikmelaluikontak langsung dengan air garam atau melalui angin yang sarat akan garam. Pada lingkungan daratan,garamdapat berasal dari garam jalan yangmenempel padabaja selama transportasi.Selain itu jugabajadapat terkontaminasi oleh garam akibat blast cleaning dengan abrasive yang memiliki kandungan garamtinggi. Garam tersebut bisa berasal secara alami sebagai akibat dari produksi abrasif atau bisa hasil darikontaminasiabrasifdaurulang.

Selaingaram,spesieskimiayangbertanggungjawabuntukblisteringosmosisadalahsolvenyangdapatlarutatausebagianlarutdidalamair.Solveninidapatmerupakanbagiandariformulasicoatingataudarithinneryangditambahkankecoatinguntukmeningkatkansifataplikatif.

ElectroendosmoticBlisteringPada tahun 1940an, Kittleberger dan Elm mengalami bahwa blister pada panel yang telah dicat yangdirendam dalam air laut hanya akan ada setelah daerah lain di panel mulai terkorosi. Setelah dilakukanpengujianmakadisimpulkanbahwablisteriniterjadikarenaelectroendosmosis.

Gradienpotensiallistrik(yangterkaitdengankorosiyangdiamatiolehKittlebergerdanElm)menyebabkanionuntuk bermigrasi melalui coating. Ionion memiliki apa yang disebut sebagai selubung hidrasi. Selubunghidrasipadadasarnyamerupakanbeberapamolekulairyangmenempeldanmengelilingiion.Sementaraionbermigrasi melalui lapisan semipermeabel bawah pengaruh gradien potensial, maka air akan bergerakbersamamereka.

Beranda

0komentar:

PoskanKomentar

Rekomendasikan ini di Google



MasukkankomentarAnda...

Berikomentarsebagai: GoogleAccount

Publikasikan Pratinjau

Linkkepostingini

BuatsebuahLink

Langganan:PoskanKomentar(Atom)

BLOGGER NEWS ABOUT

Copyright2015MaterialScience|PoweredbyBlogger

DesignbyFThemes|BloggerThemebyLasanthaFreeBloggerThemes|NewBloggerThemes.com

Documents

Mengapa Coating Mengalami Kegagalan_ _ Material Science