Polimer Hibrid Untuk Proteksi Korosi Baja Karbon

Oleh : Melati, H.A, Suratno, W., Hidayat, R., Syakir, N., dan Fitrilawati, F.

0

Korosi merupakan salah satu permasalahan penting dalam industri minyak dan gas bumi (migas). Bocornya pipa penyalur migas akibat korosi berdampak pada berkurangnya jumlah produksi, meningkatnya ongkos produksi, dan pencemaran lingkungan.  Pada saat ini, industri migas masih banyak menggunakan pipa baja karbon dalam penyaluran migas. Hal ini berkaitan dengan harga yang jauh lebih murah dibanding dengan baja yang sudah dimodifikasi sehingga tahan karat. Berkaitan dengan hal tersebut, korosi merupakan masalah yang sangat penting karena biaya penanggulangan akibat korosi pada pipa baja karbon tersebut cukup besar. Korosi dapat disebabkan oleh interaksi logam dengan garam klorida, asam organik, dan gas CO2 pada suhu tinggi. Zat-zat korosif tersebut dapat menyebabkan korosi merata dan/atau korosi setempat.

Upaya mencegah dan mengurangi efek korosi dilakukan dengan mencari bahan pelapis yang dapat memproteksi baja karbon dari korosi. Selama ini, bahan yang banyak dipakai untuk proteksi korosi adalah kromat (Buchheit, 1995). Bahan tersebut dapat menghambat korosi dengan sangat baik dan memiliki adhesi yang baik terhadap logam. Namun, bahan tersebut merupakan senyawa karsinogenik yang sangat berbahaya bagi manusia dan lingkungan. Selain itu, senyawa kromat tersebut mudah terkikis oleh arus fluida sehingga umur pakainya tidak lama.

Selain kromat, bahan lain yang banyak dipakai untuk proteksi korosi pada pipa baja karbon adalah bahan organik seperti polietilen, alkanethiol, dan lainnya (Grundmeier. et. al., 2000). Berbeda dengan kromat, bahan organik dikenal ramah lingkungan dan mudah disintesis. Namun, umumnya bahan organik seperti polietilen memiliki stabilitas termal dan kekuatan mekanik yang kurang. Agar diperoleh proteksi yang optimal, untuk pelapis baja karbon diperlukan bahan yang selain dapat menghambat korosi, juga memiliki adhesi yang baik pada permukaannya, memiliki kekuatan mekanik, stabilitas kimia dan stabilitas termal yang tinggi serta ramah lingkungan. Polimer hibrid anorganik-organik dapat menjadi alternatif karena memiliki kombinasi dari sifat-sifat tersebut (Kicklebick, 2007).

Polimer hibrid merupakan perpaduan antara polimer organik dan anorganik yang terbentuk dari jejaring anorganik (-Si-O-Si) dan jejaring organik (seperti akrilat, epoksi, dan lainnya). Polimer organik memiliki beberapa keunggulan seperti kemudahan pembuatan, kemudahan pem rosesan, fleksibilitas dan sifat fungsional (Cowie, 1991). Di lain pihak, polimer anorganik memiliki kestabilan dalam suhu tinggi, trans- paran dan kestabilan mekanik yang tinggi (Haas, 2000). Oleh karena itu, polimer hibrid dapat memiliki stabilitas termal, resistansi kimia dan ketahanan terhadap cuaca yang lebih baik dibanding polimer organik (Kicklebick, 2007).

Polimer hibrid biasa dipakai sebagai bahan pelapis (coating) dalam industri otomotif (Schottner, 2001). Selanjutnya, bahan polimer hibrid yang terbuat dari monomer TEOS (tetraethylorthosilicate) dan MPS (3-methacryloxypropyl trimethoxysilane) pernah dilaporkan untuk proteksi baja (Chou, at. al., 2001). Hasil yang diperoleh menunjukkan bahan polimer hibrid tersebut memiliki adhesi yang baik pada permukaan baja dan memiliki proteksi korosi yang baik. Selain itu, polimer hibrid yang terbuat dari TEOS dan PDMS (polydimethylsiloxane)juga telah digunakan untuk proteksi baja dan Zn-Fe (Pires de Souza, et. al. 2006). Penelitian dalam bidang ini masih berada dalam tahap awal yang terfokus pada hubungan struktur sifat, walaupun ada aplikasi yang dikomersialkan (Schottner, 2001). Aspek komersial dari penelitian proteksi korosi tersebut telah membuat penelitian dalam bidang ini memperoleh banyak perhatian.

Penggunaan polimer hibrid untuk proteksi logam mempunyai keunggulan karena bahan ini memiliki kombinasi dari beberapa fungsi yang tidak dimiliki oleh bahan organik atau bahan anorganik. Selain transparan dan mudah disintesis, bahan polimer hibrid memiliki ketahanan abrasif. Bahan prekursor polimer hibrid salah satunya adalah polimer yang terbuat dari monomer GLYMO (3-Glisidiloksipropil trimetoksisilan). Polimer hibrid yang dihasilkan tampak bening transparan sehingga tidak mengubah tampilan substrat baja karbon setelah bahan tersebut dilapiskan pada permukaannya. Baja karbon yang dilapisi polimer hibrid dari GLYMO memiliki kemampuan menghambat laju korosi dengan efisiensi mencapai 58%. Hal ini menunjukkan bahan polimer hibrid dari GLYMO dapat digunakan untuk proteksi korosi baja karbon, namun perlu dilakukan optimasi dari proses pembuatan lapisan tipisnya. Hasil tersebut telah menunjukkan sifat protektif dari lapisan polimer hibrid GLYMO walaupun masih memerlukan studi lebih lanjut untuk meningkatkan efisiensi proteksinya.

Hasil pemeriksaan dengan foto SEM menunjukkan bahwa setelah dikenakan proses termopolimerisasi tampak ada beberapa lubang kecil pada permukaan lapisan polimer hibrid. Belum diketahui penyebab pasti dari timbulnya lubang-lubang tersebut. Kemungkinan hal tersebut diakibatkan terbentuknya gelembung (bubble) pada saat proses termopolimerisasi, yang kemudian gelembung tersebut pecah dan membentuk pori. Hal ini memerlukan kajian lebih lanjut, terutama untuk memeriksa kaitannya dengan adhesi antara bahan polimer hibrid ini dengan permukaan baja karbon.

 

Referensi

Buchheit, R. G. 1995. A Compilation of corrosion potentials reported fer intermetalic phase in allaumunium alloys. Jurnal of the Electrochemical Society, 12 (11): 3994-3996.

Chou, T.P., Chandrasekaran, C., Limmer, S.J., seraji, S., Mu, y., Forbess, M.J. Nguyen, C., & Cao, G.Z. 2001.

Cowie, J.M.G. 1991. Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials. United Kingdom:Chapman & Hall

Grundmeier, G., Schmidt, W., & Stratman, M. 2000. Corrosion Protection by organic coatings: electrochemical mechanism and novel methods of investigation. Electrochim Acta 45:2515-2533

Haas, K-H. 2000. Hybrid inorganic-organic polymers based on organically modi- fied Si-Alkoxides. Advanced Engi- neering Material 2:571-582

Kickelbick, G. 2007. Hybrid Materials. Germany :Wiley-VCH Verlag GmbH

Pires de Souza, M.E. Arieza, E. Ballester, M., Yoshida, I.V.P., Rocha, I.A., & Freire, C.M.A. 2006. Characterization of organic-inorganic hybird coating for corrosion pretection of galvanized steel and electroplated ZnFe steel. Material Research 9 (1) : 59-64.

Schottner, G. 2001. Hybrid sol-gel derived polymers: application of multifun- ctional materials. Chemistery of Matterial. 13(10): 3422-3435

Tinggalkan pesanan

Alamat email anda tidak akan disiarkan.