PENGARUH TEMPERATUR PEMBAKARAN TERHADAP MORFOLOGI HIDROFOBIK LAPISAN TIO2 (C3H7) 2 PADA KACA DENGAN METODESOL-GEL DIP COATING.
i
PENGARUH TEMPERATUR PEMBAKARAN TERHADAP
MORFOLOGI HIDROFOBIK LAPISAN TiO2(C3H7)2
PADA KACA DENGAN METODE
SOL-GEL DIP COATING
Oleh:
Maulidya Dara
NIM: 408221034
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2012
iii
Judul
: Pengaruh Temperatur Pembakaran Terhadap
Morfologi Hidrofobik Lapisan TiO2(C3H7)2 Pada
Kaca Dengan Metode Sol-Gel Dip Coating
Nama Mahasiswa
: Maulidya Dara
NIM
: 408221034
Program Studi
: Fisika
Jurusan
: Fisika
Menyetujui :
Dosen Pembimbing Skripsi,
Dewi Wulandari, S.Si, M.Si
NIP . 197801202008012014
Mengetahui :
FMIPA UNIMED
Dekan,
Jurusan Fisika
Ketua,
Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D
NIP. 19590805 198601 1 001
Dra. Derlina, M.Si
NIP. 19640321 199003 2 001
Tanggal Lulus : 23 Juli 2012
iii
PENGARUH TEMPERATUR PEMBAKARAN TERHADAP
MORFOLOGI HIDROFOBIK LAPISAN TiO2(C3H7)2
PADA KACA DENGAN METODE
SOL-GEL DIP COATING
MAULIDYA DARA (408221034)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui Pengaruh
temperatur
pembakaran pada penumbuhan lapisan tipis TiO2(C3H7)2 pada permukaan substrat
kaca dengan menggunakan metode sol gel, mengetahui struktur Kristal, morfologi
dan absorbansi TiO2(C3H7)2 menggunakan uji XRD, Uji SEM dan UV-Vis yang
dilakukan di LIPI dan UIN. Dan mengetahui sudut kontak pada kaca yang dilapisi
TiO2(C3H7)2 menggunakan busur derajat.
Adapun metode yang dilakukan menggunakan teknik celup pada
permukaan kaca menggunakan bahan TiCl4 dan Isopropil alkohol yang di aduk
menggunakan magnetik stireer selama 2 jam guna mendapatkan koloid yang
sudah berbentuk gel (Dalam hal ini sol sudah berubah menjadi gel) dengan variasi
temperatur pembakaran pada sampel yaitu 2000C, 3000C dan 4000C. Demikian
halnya untuk uji sudut kontak dengan variasi suhu yang sama menggunakan busur
derajat.
Dari hasil penelitian dengan uji SEM, pada kaca tampak adanya dua
kontras warna, yaitu warna abu-abu dan putih. Dari hasil analisis tersebut
menggambarkan bahwa telah terbentuk lapisan TiO2 di atas substrat kaca. Hasil
uji sudut kontak kaca yang dilapisi TiO2 memiliki sudut kontak yang lebih besar
dari 90o, yaitu syarat sudut kontak yang baik. Suhu yang rendah memberikan
sudut kontak yang lebih kecil dibanding suhu yang tinggi. Dari hasil penelitian
dengan uji XRD, didapatkan struktur amorf sampel lapisan pada kaca merupakan
senyawa anatase dengan fasa TiO2. Struktur kristal dari lapisan ini adalah
tetragonal dengan parameter kisi a = b = 3.79(2) Å, dan c = 9.53(5) Å, = = =
90o. Begitu juga hasil UV-Vis didapatkan bahwa lapisan yang mengalami
temperatur pembakaran lebih rendah lebih banyak menyerap cahaya daripada
lapisan yang mengalami temperatur pembakaran yang lebih tinggi.
iiii
THE INFLUENCE OF COMBUSTION TEMPERATURE ON THE
MORPHOLOGY OF HYDROPHOBIC TiO2(C3H7)2
ON GLASS BY SOL-GEL DIP
COATING METHOD
MAULIDYA DARA (408221034)
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of combustion temperature on the
growth of a thin layer of TiO2(C3H7)2 on the surface of the glass substrate by
using sol gel method, knowing the crystal structure, morphology and the
absorbance of TiO2(C3H7)2 using a test of XRD, SEM and UV-Vis the performed
in LIPI and UIN. And knowing the contact angle on glass coated with TiO2
(C3H7) 2 using a protractor.
The method is performed using the dye technique on glass surfaces using
TiCl4 materials and Isopropyl alcohol in the mix using a magnetic stireer for 2
hours to obtain colloidal gel that has been shaped (in this case has been turned
into a gel-sol) and combustion temperature variations in the sample is 200oC ,
300oC and 400oC. Similarly, to test the contact angle with the same temperature
variation using a protractor.
From the test results with SEM, the glass looks the existence of two
contrasting colors, the colors gray and white. From the analysis illustrates that the
TiO2 layer has been formed on glass substrates. Test results of the contact angle of
TiO2 coated glass has a contact angle greater than 90o, the contact angle condition
is good. Low temperature gives the contact angle is smaller than the high
temperature. From the test results with XRD, the amorphous structure of samples
obtained on the glass coating is a compound with a phase anatase TiO2. Crystal
structure of this layer is tetragonal with lattice parameters a = b = 3.79 (2) Å, and
c = 9:53 (5) Å, = = = 90 °. So also the result of UV-Vis was found that the
coating has a lower combustion temperature more than the light-absorbing layer
having a higher combustion temperature.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
vi
viii
x
xi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
1.2. Batasan Masalah
1.3. Rumusan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1
1
3
3
4
4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pelapisan (Coating)
2.1.1. Bahan Penyusun Coating
2.1.2. Konsep Formulasi Coating
2.1.3. Preparasi Coating (Pelapisan)
2.1.4. Sifat Adhesive Coating (Pelapisan)
2.1.5. Macam-macam Proses Coating (Pelapisan)
5
5
5
7
8
9
10
2.2. Kaca
2.2.1. Sejarah Penemuan Kaca
2.2.2. Proses Pembuatan Kaca
2.2.3. Penggolongan Kaca
11
13
13
14
2.3. Sudut Kontak
16
2.4. Metode Sol-Gel
2.4.1. Kelebihan Dari Proses Sol-Gel
18
19
2.5. Titanium Tetraklorida TiCl4
20
2.6. Karakterisasi Lapisan TiO2(C3H7)2
2.6.1. XRD (X-Ray Diffraction)
2.6.2. Pengukuran Sudut Kontak
2.6.3. Scanning Electron Microscopy (SEM)
2.6.4. spektofotometer Ultraviolet-Visible (UV-Vis)
22
22
24
25
26
vii
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat Penelitian
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1. Alat Penelitian
3.2.2. Bahan Penelitian
28
28
28
28
29
3.3. Variabel Penelitian
3.4. Prosedur Penelitian
3.4.1 Preparasi Substrat
3.4.2. Preparasi Sol-Gel Titanium Tertraklorida
3.4.3. Pelapisan (Coating)
3.4.4. Pembakaran (Firing)
29
29
30
31
31
32
3.5. Teknik Analisa
3.5.1. Scanning Electron Microscopy (SEM)
3.5.2. Pengukuran Sudut kontak
3.5.3. Karakterisasi Struktur Kristal XRD
3.5.4. UV-Vis Spektrofotometer
32
32
32
33
33
3.6. Diagram Alir Penelitian
34
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
4.1.1. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan SEM (Scanning
Elektron Microscopy)
4.1.2. Hasil Pengukuran Sudut Kontak
4.1.3. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan XRD (X-Ray
Diffraction)
4.1.4. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan UV-Vis
Spektrofotometer
35
35
35
4.2. Pembahasan
4.2.1. Karakterisasi Dengan Menggunakan SEM (Scanning Electron
Microscopy
4.2.2. Pengukuran Sudut Kontak
4.2.3. Karakterisasi Dengan Menggunakan XRD (X-Ray Diffraction)
4.2.4. Karakterisasi Dengan Menggunakan UV-Vis Spektrofotometer
50
50
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
57
57
57
DAFTAR PUSTAKA
58
39
43
45
50
51
54
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Perbandingan sifat anatase dan rutile
21
Tabel 3.1. Alat Penelitian
28
Tabel 3.2. Bahan Penelitian
29
Tabel 3.3. Perencanaan pendataan untuk analisis
33
Tabel 4.1. Analisa Pengukuran Sudut kontak
40
Tabel 4.2. Nilai intensitas grafik XRD
44
Tabel 4.3. Hubungan panjang gelombang dengan koefisien
49
absorbsi, nilai absorbsi dan energi foton
Tabel 4.4. Ukuran Kristal Lapisan TiO2(C3H7)2
54
Tabel 4.5. Hasil karakterisasi UV-Vis
56
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Gelas minum dan Kaca jendela
12
Gambar 2.2. Kaca Alam
14
Gambar 2.3. Ilustrasi skematik pembasahan permukaan dan
sudut kontak
16
Gambar 2.4. Daun Teratai (lotus)
17
Gambar 2.5. Permukaan daun teratai yang terkena air
17
Gambar 2.6. Diagram produk akhir dari sintesis sol gel
19
Gambar 2.7. Struktur anatase dan rutile
21
Gambar 2.8. XRD (X-Ray Diffraction)
24
Gambar 2.9. Alat uji sifat hidrofobik
25
Gambar 2.10. Instrumentasi SEM
26
Gambar 2.11. Eksitasi elektron saat disinari dengan gelombang
27
Gambar 3.1. Rancangan dari substrat yang digunakan (kaca korning)
30
Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian
34
Gambar 4.1. Morfologi permukaan sampel dengan temperatur
pembakaran 200oC
36
Gambar 4.2. Morfologi permukaan sampel dengan temperatur
pembakaran 300oC
38
Gambar 4.3. Morfologi permukaan sampel (a)perbesaran x500;
(b)perbesaran x2500; (c)perbesaran x10000;
(d)perbesaran x25000
39
Gambar 4.4. Sudut kontak tanpa dilapisi TiO2(C3H7)2
40
Gambar 4.5. Sudut kontak kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 yang
mengalami pembakaran 200oC
40
Gambar 4.6. Sudut kontak kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 yang
mengalami pembakaran 300oC
41
Gambar 4.7. Sudut kontak kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 yang
mengalami pembakaran 400oC
42
Gambar 4.8. Profil difraksi sinar-x sampel kaca dengan temperatur
pembakaran 200oC
43
Gambar 4.9. Profil difraksi sinar-x sampel kaca dengan temperatur
pembakaran 300oC
43
ix
Gambar 4.10. Profil difraksi sinar-x sampel kaca dengan temperatur
pembakaran 400oC
44
Gambar 4.11. Grafik hubungan absorbs lapisan TiO2(C3H7)2 dengan
panjang gelombang (a)Lapisan TiO2(C3H7)2 dengan suhu
pembakaran 200oC; (b) Lapisan TiO2(C3H7)2 dengan suhu
pembakaran 300oC; (c)Lapisan TiO2(C3H7)2 dengan suhu
pembakaran 400oC
46
Gambar 4.12. Grafik hubungan koefisien absorbsi dengan panjang
gelombang (a)lapisan TiO2(C3H7)2 dengan temperatur
pembakaran 200oC; (b)lapisan TiO2(C3H7)2 dengan
temperatur pembakaran 300oC; (c)lapisan TiO2(C3 H7)2
dengan temperatur pembakaran 400oC
47
Gambar 4.13. Grafik hubungan energy foton dengan panjang
gelombang
(a) lapisan TiO2(C3H7)2 dengan
temperatur pembakaran 200oC; (b)lapisan TiO2(C3H7)2
dengan temperatur pembakaran 300oC;(c)lapisan
TiO2(C3H7)2 dengan temperatur pembakaran 400 oC
48
Gambar 4.14. Kurva hubungan antara sudut kontak dengan suhu
pembakaran
51
Gambar 4.15. Ukuran kristal dengan plot Willamson- Hall; (a) Lapisan
dengan Temperatur 2000C; (b) Lapisan dengan
Temperatur 3000C dan (c) Lapisan dengan Temperatur
400oC
53
Gambar 4.16. Grafik hubungan antara koefisien absorbansi terhadap
energi foton (a)Lapisan dengan Temperatur 2000C;
(b)Lapisan dengan Temperatur 3000C dan (c)Lapisan
dengan Temperatur 400oC
55
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan SEM
(Scanning Electron Microscopy)
59
Lampiran 2. Hasil Pengukuran Sudut Kontak
63
Lampiran 3. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan XRD
(X-Ray Diffraction)
Lampiran 4. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan UV-Vis
Spektrofotometer
65
Lampiran 5. Perhitungan Nilai d atau Tebal Sampel
71
Lampiran 6. Perhitungan Nilai Hυ
74
Lampiran 7. Perhitungan Nilai Koefisien Absorbsi (α)
75
Lampiran 8. Dokumentasi Penelitian
76
68
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Kaca adalah bahan material yang sudah dikenal sejak dahulu. Kaca
umumnya digunakan untuk pengaplikasian dalam kehidupan sehari-hari,
contohnya adalah untuk perabot rumah tangga, untuk pembuatan cermin, untuk
kaca jendela, untuk pembuatan lemari, untuk material bangunan, untuk barang
permata, dan untuk perlengkapan upacara keagamaan. Kaca kemudian
mengalami perkembangan yang pesat terutama untuk satu dekade ini dalam
industri pembuatan kaca. Pada perkembangan selanjutnya, industri kaca
berkembang dengan mengembangkan kaca pada sifat termal, sifat optik, sifat
mekanik, perlindungan dan sifat elektrik dari material kaca. Penggunaan kaca
pada beberapa aplikasi membutuhkan pembersihan dari air yang lengket pada
kaca tersebut. Contohnya adalah kaca jendela dan kaca mobil. Beberapa peneliti
berupaya mengembangkan material pelapis kaca yang memiliki sifat anti air
(hydrofobic).
Di alam terdapat contoh tumbuhan yang memiliki sifat anti air atau efek
lotus. Tumbuhan tersebut adalah teratai (lotus), tumbuhan ini memiliki sifat
sangat anti air (superhydrofobic) yang mempunyai sudut kontak lebih besar dari
150o, dimana air yang jatuh berbentuk bola dan menggelinding. Ahli botani yang
mempelajari fenomena ini menemukan bahwa daun teratai memiliki mekanisme
pembersihan diri secara alami. Struktur mikroskopik dan kimia permukaannya
menyebabkan dedaunan teratai tidak pernah dapat basah, malah butir-butiran air
akan menggumpal pada permukaan daun seperti air raksa, mengambil lumpur,
serangga dan bahan-bahan pengotor lainnya bersamanya. Fenomena ini dikenal
sebagai efek lotus. Pada daun teratai, struktur permukaannya dipenuhi tonjolantonjolan kecil dan berlapis lilin sehingga menahan air agar tidak merembes
masuk ke dalam daun. Daun teratai memiliki permukaan yang dipenuhi dengan
duri bulu-bulu halus tak beraturan. Ketika butiran air jatuh pada permukaan ini,
hanya mengenai bulu-bulu halus. Butiran-butiran ini ditahan oleh kantong udara
1
2
di bawahnya dan akhirnya dihalau dari daun. Berdasarkan hal tersebut para
peneliti mengatakan bahwa tekstur permukaan dari daun lotus adalah anti air
(hydrofobic).
Keuntungan dari sifat hidrofobik ini adalah anti basah, terlihat selalu
bersih, mengurangi overloading fluida di permukaan dan mengurangi gesekan
fluida dengan permukaan. Dengan memperhatikan efek ini, permukaan dapat
dimodifikasi untuk dikembangkan menjadi superhidrofobik coating. Dan apabila
diterapkan pada kaca maka akan memiliki sifat membersihkan sendiri (self
cleaning). Ketika kaca terkena air, permukaan kaca akan semakin cemerlang dan
bersih. Kaca akan terlihat bersih lebih lama serta biaya perawatan lebih murah.
Aplikasi dari pengcoatingan kaca ini adalah untuk kaca mobil. Joko (2005) telah
melakukan
penelitian
dengan
menggunakan
bahan
TiO2
pada
kaca.
Pengaplikasian penelitian ini sebagai anti-fogging dan self-cleaning yang
khususnya digunakan pada kaca mobil.
Berdasarkan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Ambarwati dan
Vicky (2010) Pelapisan Hidrofobik pada Kaca dengan Metode Sol-Gel Berbasis
Water Glass didapat hasil bahwa semakin tinggi temperatur dan lama pencelupan
semakin besar sudut kontak yang dihasilkan. Keberhasilan hidrofobik pada kaca
mencapai lebih dari 90 o bahkan mencapai 142,5o mendekati superhidrofobik. Dari
penelitian tersebut yang digunakan untuk melapisi permukaan kaca ialah SiO2
yang berbasis silika aerogel yang bersifat hidrofobik.
Metode sol gel yang dilakukan menggunakan teknik oles, Purba (2011)
Karakteristik Hidrofobik Lapisan TiO2 pada Kaca yang Ditimbulkan dengan
Metode Sol-Gel didapat hasil bahwa dengan memvariasikan suhu pembakaran
maka akan mempengaruhi struktur mikroskopi/ mikrostruktur dari lapisan tipis
TiO2 pada kaca sehingga disimpulkan bahwa semakin tinggi temperatur
pemanasan semakin besar sudut kontak yang dihasilkan dan tingkat transparansi
juga tinggi. Namun, penggunaan TiO2 berbentuk powder yang berwarna putih
pada penelitian tersebut menghasilkan permukaan kaca yang buram. Oleh sebab
itu, penelitian ini difokuskan untuk mendapatkan tingkat transparansi yang lebih
baik. Yaitu dengan menggunakan TiCl4 berwarna bening berbentuk cairan
3
(larutan). Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan proses pembakaran dengan
memvariasikan suhu pembakaran 100, 150 dan 200. Untuk itu peneliti
memvariasikan suhu pembakaran yaitu 200, 300 dan 400 agar terlihat perbedaan
dan pengaruh temperatur terhadap morfologi hidrofobik lapisan TiO2(C3H7)2 pada
kaca.
Berdasarkan uraian di atas maka penulis tertarik membuat lapisan
Ti(OC3H7)2 pada kaca dengan metode sol-gel dip coating dengan memvariasikan
temperatur saat pembakaran dan penelitian ini berjudul “Pengaruh Temperatur
Pembakaran Terhadap Morfologi Hidrofobik lapisan TiO2(C3H7)2 Pada
Kaca Dengan Metoda Sol-Gel Dip Coating”.
1.2.
Batasan Masalah
Untuk memberikan ruang lingkup yang jelas, penulis membatasi cakupan
masalah sebagai berikut:
1. Karakteristik lapisan TiO2(C3H7)2 terutama morfologi dan struktur kristal
dan absorbansi yang dibuat dengan memvariasikan temperatur saat proses
pembakaran dengan metode sol-gel dip coating.
2. Masalah yang diteliti hanya fokus pada penanganan pengukuran sudut
kontak antara air dan kaca yang dilapisi TiO2(C3 H7)2 dengan metode solgel dip coating.
1.3.
Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana karakteristik lapisan TiO2(C3H7)2 pada kaca terutama
morfologi,
struktur
kristal dan absorbansi
yang
dibuat
dengan
memvariasikan temperatur saat proses pembakaran dengan metode sol-gel
dip coating?
2. Bagaimana pengaruh temperatur pembakaran terhadap besar sudut kontak
antara air dan kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 dengan menggunakan
metode sol-gel dip coating?
4
1.4.
Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui pengaruh temperatur pembakaran terhadap besar sudut
kontak antara air dan kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 dengan menggunakan
metode sol-gel dip coating.
2. Untuk mengetahui karakteristik lapisan TiO2(C3H7)2 terutama morfologi dan
struktur kristal yang dibuat dengan memvariasikan temperatur saat proses
pembakaran dengan metode sol-gel dip coating.
3. Untuk mengetahui absorbsi (penyerapan cahaya) yang baik pada kaca yang
dilapisi TiO2(C3H7)2 yang dibuat dengan memvariasikan temperatur saat
proses pembakaran dengan metode sol-gel dip coating.
1.5.
Manfaat
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Untuk di aplikasikan pada kaca mobil, jendela rumah, lensa, helm dan aplikasi
lainnya.
2. Mendapatkan teknik pelapisan kaca yang baik, dan kaca yang memiliki daya
adhesi yang kuat, air yang bersifat hidrofobik dan kaca yang ramah terhadap
lingkungan serta dapat memperpanjang umur pemakaian kaca.
3. Sebagai bahan informasi bagi penulis tentang pengembangan coating
menggunakan pelapis TiO2(C3H7)2 dengan metode sol-gel dip coating.
57
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut:
1. Dengan memvariasikan suhu pembakaran maka akan mempengaruhi besar
sudut kontak antara lapisan pada kaca dengan air, semakin tinggi
temperatur pembakaran maka semakin besar pula sudut kontak yang
dihasilkan. Sudut kontak yang terbaik dari ketiga sampel adalah pada suhu
pembakaran 400oC yaitu 115 derajat. Ini berarti yang paling baik untuk
pengaplikasian self cleaning adalah sampel dengan suhu pembakaran
400oC.
2. Dari hasil uji SEM pada sampel kaca tampak adanya dua kontras warna,
yaitu warna gray (abu-abu) dan putih yang menggambarkan bahwa telah
terbentuk lapisan tipis TiO2 di atas substrat kaca.
3. Berdasarkan hasil identifikasi XRD pada sampel kaca dengan temperatur
pembakaran 400oC telah tumbuh senyawa anatase dengan fasa TiO2
struktur kristal dari lapisan ini adalah tetragonal.
4. Dari hasil analisis UV-Vis menunjukkan bahwa lapisan TiO2 yang
mengalami suhu pembakaran 200oC
lebih banyak menyerap cahaya
sehingga sampel yang mengalami suhu pembakaran 200oC adalah paling
baik dalam penyerapan cahaya.
5.2 Saran
Untuk penelitian selanjutnya pada penelitian ini, diharapkan:
1. Lebih memperhatikan proses pemanasan dan proses pendinginan.
2. Pada saat proses pembakaran penaikan dan penurunan suhu dilakukan
secara perlahan agar tidak merusak sampel.
3. Memperhatikan waktu pada saat proses pembakaran.
4. Sampel sebaiknya disimpan di dalam dry box agar lapisan sampel tidak
rusak.
58
58
DAFTAR PUSTAKA
Asmawati, (2011), Karakteristik Hidrofobik Lapisan TiO2 Pada Kaca yang
Ditumbuhkan Dengan Metoda Sol-Gel, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.
Aya,
(2010),
Formulasi
Coating,
http://materialsciences.blogspot.com/2010/07/formulasi-coating.html.
Ambarwati, (2006), Metode Sol-Gel Pelapisan Hidrofobik Pada Kaca Dengan
Metode Sol-Gel Berbasis Water Glass, Jurnal Teknik Kimia, 1-28.
Anonim,
(2009),
Aplied
Electropating,
www.scribd.com/doc/34108769/Pelapisan-Logam.
Anonim,
(2010),
Superhidrofobik,
http://digilib.its.ac.id/public/ITSUndergraduate-13583-Chapter1-45049.pdf.
Brinker, C.J., Alan J. Hurd, (1994), Fundamentals of Sol-Gel Dip-Coating, Sandia
National Laboratories, USA.
Brinker, C.J., G.C. Frye, A.J. Hurd, C.S. Ashley, (1991), Fundamentals of Sol-Gel
Dip Coating, Sandia National Laboratories, USA.
Brinker, Jeffrey C., George W. Scherer, (1990), Sol-Gel Science: The Physic and
Chemistry of Sol-Gel Processing, Academic Press Inc, New York.
Hakim, Nurman Arif, (1998), Pembentukan Lapisan Tipis TiO2 Dengan Metode
Sol-Gel Berbantuan Ion Bombardment, Tesis, FT, UI, Jakarta.
Hardiananto,
(2010),
Teknologi
Sol-Gel.
http://hardiananto.wordpress.com/2011/01/17/teknologi-sol-gel/.
Khairiah, (2011), Sintesis dan Karakterisasi Pertumbuhan Nanopartikel ZnS
dengan Metode Kopresipitasi, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.
Mayasari, D. (2009). Pembuatan Kaca. http://www.blog.com/publication.
Pertiwi, Dewi Phutrie, (2010), Rancang Bangun Pengatur Level Kecepatan Motor
Dc Pada Alat Pelapisan (Dip Coating) Berbasis Mikrokontroler Atmega
8535,
http://eprints.undip.ac.id/28415/1/Phutrie_Dewi_Pertiwi__J0D007059_.pd
f.
Petarung,
(2009),
Proses
Pembuatan
Kaca,
http://kawuwung.blogspot.com/2009/05/proses-pembuatan-kaca.html.
Suprayikno, Edy, (2005), Pelapisan TiO2 Untuk Anti-Fogging dan Self-Cleaning
Pada Kaca Mobil Dengan Teknik Penyemprotan, Skripsi, Tehnik Fisika,
ITS, semarang.
Supryanto, Edy, (2007), Pengaruh Temperatur Penumbuhan terhadap Struktur
Kristal dan Morfologi Film Tipis TiO2:Eu yang Ditumbuhkan dengan
Metode MOCVD, Jurnal Matematika dan Sains, 12:69.
Tripod, (2010), Sifat Koloid, http://sistemkoloid.tripod.com/sifat.htm.
PENGARUH TEMPERATUR PEMBAKARAN TERHADAP
MORFOLOGI HIDROFOBIK LAPISAN TiO2(C3H7)2
PADA KACA DENGAN METODE
SOL-GEL DIP COATING
Oleh:
Maulidya Dara
NIM: 408221034
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2012
iii
Judul
: Pengaruh Temperatur Pembakaran Terhadap
Morfologi Hidrofobik Lapisan TiO2(C3H7)2 Pada
Kaca Dengan Metode Sol-Gel Dip Coating
Nama Mahasiswa
: Maulidya Dara
NIM
: 408221034
Program Studi
: Fisika
Jurusan
: Fisika
Menyetujui :
Dosen Pembimbing Skripsi,
Dewi Wulandari, S.Si, M.Si
NIP . 197801202008012014
Mengetahui :
FMIPA UNIMED
Dekan,
Jurusan Fisika
Ketua,
Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D
NIP. 19590805 198601 1 001
Dra. Derlina, M.Si
NIP. 19640321 199003 2 001
Tanggal Lulus : 23 Juli 2012
iii
PENGARUH TEMPERATUR PEMBAKARAN TERHADAP
MORFOLOGI HIDROFOBIK LAPISAN TiO2(C3H7)2
PADA KACA DENGAN METODE
SOL-GEL DIP COATING
MAULIDYA DARA (408221034)
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui Pengaruh
temperatur
pembakaran pada penumbuhan lapisan tipis TiO2(C3H7)2 pada permukaan substrat
kaca dengan menggunakan metode sol gel, mengetahui struktur Kristal, morfologi
dan absorbansi TiO2(C3H7)2 menggunakan uji XRD, Uji SEM dan UV-Vis yang
dilakukan di LIPI dan UIN. Dan mengetahui sudut kontak pada kaca yang dilapisi
TiO2(C3H7)2 menggunakan busur derajat.
Adapun metode yang dilakukan menggunakan teknik celup pada
permukaan kaca menggunakan bahan TiCl4 dan Isopropil alkohol yang di aduk
menggunakan magnetik stireer selama 2 jam guna mendapatkan koloid yang
sudah berbentuk gel (Dalam hal ini sol sudah berubah menjadi gel) dengan variasi
temperatur pembakaran pada sampel yaitu 2000C, 3000C dan 4000C. Demikian
halnya untuk uji sudut kontak dengan variasi suhu yang sama menggunakan busur
derajat.
Dari hasil penelitian dengan uji SEM, pada kaca tampak adanya dua
kontras warna, yaitu warna abu-abu dan putih. Dari hasil analisis tersebut
menggambarkan bahwa telah terbentuk lapisan TiO2 di atas substrat kaca. Hasil
uji sudut kontak kaca yang dilapisi TiO2 memiliki sudut kontak yang lebih besar
dari 90o, yaitu syarat sudut kontak yang baik. Suhu yang rendah memberikan
sudut kontak yang lebih kecil dibanding suhu yang tinggi. Dari hasil penelitian
dengan uji XRD, didapatkan struktur amorf sampel lapisan pada kaca merupakan
senyawa anatase dengan fasa TiO2. Struktur kristal dari lapisan ini adalah
tetragonal dengan parameter kisi a = b = 3.79(2) Å, dan c = 9.53(5) Å, = = =
90o. Begitu juga hasil UV-Vis didapatkan bahwa lapisan yang mengalami
temperatur pembakaran lebih rendah lebih banyak menyerap cahaya daripada
lapisan yang mengalami temperatur pembakaran yang lebih tinggi.
iiii
THE INFLUENCE OF COMBUSTION TEMPERATURE ON THE
MORPHOLOGY OF HYDROPHOBIC TiO2(C3H7)2
ON GLASS BY SOL-GEL DIP
COATING METHOD
MAULIDYA DARA (408221034)
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of combustion temperature on the
growth of a thin layer of TiO2(C3H7)2 on the surface of the glass substrate by
using sol gel method, knowing the crystal structure, morphology and the
absorbance of TiO2(C3H7)2 using a test of XRD, SEM and UV-Vis the performed
in LIPI and UIN. And knowing the contact angle on glass coated with TiO2
(C3H7) 2 using a protractor.
The method is performed using the dye technique on glass surfaces using
TiCl4 materials and Isopropyl alcohol in the mix using a magnetic stireer for 2
hours to obtain colloidal gel that has been shaped (in this case has been turned
into a gel-sol) and combustion temperature variations in the sample is 200oC ,
300oC and 400oC. Similarly, to test the contact angle with the same temperature
variation using a protractor.
From the test results with SEM, the glass looks the existence of two
contrasting colors, the colors gray and white. From the analysis illustrates that the
TiO2 layer has been formed on glass substrates. Test results of the contact angle of
TiO2 coated glass has a contact angle greater than 90o, the contact angle condition
is good. Low temperature gives the contact angle is smaller than the high
temperature. From the test results with XRD, the amorphous structure of samples
obtained on the glass coating is a compound with a phase anatase TiO2. Crystal
structure of this layer is tetragonal with lattice parameters a = b = 3.79 (2) Å, and
c = 9:53 (5) Å, = = = 90 °. So also the result of UV-Vis was found that the
coating has a lower combustion temperature more than the light-absorbing layer
having a higher combustion temperature.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
Riwayat Hidup
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
vi
viii
x
xi
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
1.2. Batasan Masalah
1.3. Rumusan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1
1
3
3
4
4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pelapisan (Coating)
2.1.1. Bahan Penyusun Coating
2.1.2. Konsep Formulasi Coating
2.1.3. Preparasi Coating (Pelapisan)
2.1.4. Sifat Adhesive Coating (Pelapisan)
2.1.5. Macam-macam Proses Coating (Pelapisan)
5
5
5
7
8
9
10
2.2. Kaca
2.2.1. Sejarah Penemuan Kaca
2.2.2. Proses Pembuatan Kaca
2.2.3. Penggolongan Kaca
11
13
13
14
2.3. Sudut Kontak
16
2.4. Metode Sol-Gel
2.4.1. Kelebihan Dari Proses Sol-Gel
18
19
2.5. Titanium Tetraklorida TiCl4
20
2.6. Karakterisasi Lapisan TiO2(C3H7)2
2.6.1. XRD (X-Ray Diffraction)
2.6.2. Pengukuran Sudut Kontak
2.6.3. Scanning Electron Microscopy (SEM)
2.6.4. spektofotometer Ultraviolet-Visible (UV-Vis)
22
22
24
25
26
vii
BAB III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat Penelitian
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1. Alat Penelitian
3.2.2. Bahan Penelitian
28
28
28
28
29
3.3. Variabel Penelitian
3.4. Prosedur Penelitian
3.4.1 Preparasi Substrat
3.4.2. Preparasi Sol-Gel Titanium Tertraklorida
3.4.3. Pelapisan (Coating)
3.4.4. Pembakaran (Firing)
29
29
30
31
31
32
3.5. Teknik Analisa
3.5.1. Scanning Electron Microscopy (SEM)
3.5.2. Pengukuran Sudut kontak
3.5.3. Karakterisasi Struktur Kristal XRD
3.5.4. UV-Vis Spektrofotometer
32
32
32
33
33
3.6. Diagram Alir Penelitian
34
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
4.1.1. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan SEM (Scanning
Elektron Microscopy)
4.1.2. Hasil Pengukuran Sudut Kontak
4.1.3. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan XRD (X-Ray
Diffraction)
4.1.4. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan UV-Vis
Spektrofotometer
35
35
35
4.2. Pembahasan
4.2.1. Karakterisasi Dengan Menggunakan SEM (Scanning Electron
Microscopy
4.2.2. Pengukuran Sudut Kontak
4.2.3. Karakterisasi Dengan Menggunakan XRD (X-Ray Diffraction)
4.2.4. Karakterisasi Dengan Menggunakan UV-Vis Spektrofotometer
50
50
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
57
57
57
DAFTAR PUSTAKA
58
39
43
45
50
51
54
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Perbandingan sifat anatase dan rutile
21
Tabel 3.1. Alat Penelitian
28
Tabel 3.2. Bahan Penelitian
29
Tabel 3.3. Perencanaan pendataan untuk analisis
33
Tabel 4.1. Analisa Pengukuran Sudut kontak
40
Tabel 4.2. Nilai intensitas grafik XRD
44
Tabel 4.3. Hubungan panjang gelombang dengan koefisien
49
absorbsi, nilai absorbsi dan energi foton
Tabel 4.4. Ukuran Kristal Lapisan TiO2(C3H7)2
54
Tabel 4.5. Hasil karakterisasi UV-Vis
56
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Gelas minum dan Kaca jendela
12
Gambar 2.2. Kaca Alam
14
Gambar 2.3. Ilustrasi skematik pembasahan permukaan dan
sudut kontak
16
Gambar 2.4. Daun Teratai (lotus)
17
Gambar 2.5. Permukaan daun teratai yang terkena air
17
Gambar 2.6. Diagram produk akhir dari sintesis sol gel
19
Gambar 2.7. Struktur anatase dan rutile
21
Gambar 2.8. XRD (X-Ray Diffraction)
24
Gambar 2.9. Alat uji sifat hidrofobik
25
Gambar 2.10. Instrumentasi SEM
26
Gambar 2.11. Eksitasi elektron saat disinari dengan gelombang
27
Gambar 3.1. Rancangan dari substrat yang digunakan (kaca korning)
30
Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian
34
Gambar 4.1. Morfologi permukaan sampel dengan temperatur
pembakaran 200oC
36
Gambar 4.2. Morfologi permukaan sampel dengan temperatur
pembakaran 300oC
38
Gambar 4.3. Morfologi permukaan sampel (a)perbesaran x500;
(b)perbesaran x2500; (c)perbesaran x10000;
(d)perbesaran x25000
39
Gambar 4.4. Sudut kontak tanpa dilapisi TiO2(C3H7)2
40
Gambar 4.5. Sudut kontak kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 yang
mengalami pembakaran 200oC
40
Gambar 4.6. Sudut kontak kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 yang
mengalami pembakaran 300oC
41
Gambar 4.7. Sudut kontak kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 yang
mengalami pembakaran 400oC
42
Gambar 4.8. Profil difraksi sinar-x sampel kaca dengan temperatur
pembakaran 200oC
43
Gambar 4.9. Profil difraksi sinar-x sampel kaca dengan temperatur
pembakaran 300oC
43
ix
Gambar 4.10. Profil difraksi sinar-x sampel kaca dengan temperatur
pembakaran 400oC
44
Gambar 4.11. Grafik hubungan absorbs lapisan TiO2(C3H7)2 dengan
panjang gelombang (a)Lapisan TiO2(C3H7)2 dengan suhu
pembakaran 200oC; (b) Lapisan TiO2(C3H7)2 dengan suhu
pembakaran 300oC; (c)Lapisan TiO2(C3H7)2 dengan suhu
pembakaran 400oC
46
Gambar 4.12. Grafik hubungan koefisien absorbsi dengan panjang
gelombang (a)lapisan TiO2(C3H7)2 dengan temperatur
pembakaran 200oC; (b)lapisan TiO2(C3H7)2 dengan
temperatur pembakaran 300oC; (c)lapisan TiO2(C3 H7)2
dengan temperatur pembakaran 400oC
47
Gambar 4.13. Grafik hubungan energy foton dengan panjang
gelombang
(a) lapisan TiO2(C3H7)2 dengan
temperatur pembakaran 200oC; (b)lapisan TiO2(C3H7)2
dengan temperatur pembakaran 300oC;(c)lapisan
TiO2(C3H7)2 dengan temperatur pembakaran 400 oC
48
Gambar 4.14. Kurva hubungan antara sudut kontak dengan suhu
pembakaran
51
Gambar 4.15. Ukuran kristal dengan plot Willamson- Hall; (a) Lapisan
dengan Temperatur 2000C; (b) Lapisan dengan
Temperatur 3000C dan (c) Lapisan dengan Temperatur
400oC
53
Gambar 4.16. Grafik hubungan antara koefisien absorbansi terhadap
energi foton (a)Lapisan dengan Temperatur 2000C;
(b)Lapisan dengan Temperatur 3000C dan (c)Lapisan
dengan Temperatur 400oC
55
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan SEM
(Scanning Electron Microscopy)
59
Lampiran 2. Hasil Pengukuran Sudut Kontak
63
Lampiran 3. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan XRD
(X-Ray Diffraction)
Lampiran 4. Hasil Karakterisasi Dengan Menggunakan UV-Vis
Spektrofotometer
65
Lampiran 5. Perhitungan Nilai d atau Tebal Sampel
71
Lampiran 6. Perhitungan Nilai Hυ
74
Lampiran 7. Perhitungan Nilai Koefisien Absorbsi (α)
75
Lampiran 8. Dokumentasi Penelitian
76
68
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Kaca adalah bahan material yang sudah dikenal sejak dahulu. Kaca
umumnya digunakan untuk pengaplikasian dalam kehidupan sehari-hari,
contohnya adalah untuk perabot rumah tangga, untuk pembuatan cermin, untuk
kaca jendela, untuk pembuatan lemari, untuk material bangunan, untuk barang
permata, dan untuk perlengkapan upacara keagamaan. Kaca kemudian
mengalami perkembangan yang pesat terutama untuk satu dekade ini dalam
industri pembuatan kaca. Pada perkembangan selanjutnya, industri kaca
berkembang dengan mengembangkan kaca pada sifat termal, sifat optik, sifat
mekanik, perlindungan dan sifat elektrik dari material kaca. Penggunaan kaca
pada beberapa aplikasi membutuhkan pembersihan dari air yang lengket pada
kaca tersebut. Contohnya adalah kaca jendela dan kaca mobil. Beberapa peneliti
berupaya mengembangkan material pelapis kaca yang memiliki sifat anti air
(hydrofobic).
Di alam terdapat contoh tumbuhan yang memiliki sifat anti air atau efek
lotus. Tumbuhan tersebut adalah teratai (lotus), tumbuhan ini memiliki sifat
sangat anti air (superhydrofobic) yang mempunyai sudut kontak lebih besar dari
150o, dimana air yang jatuh berbentuk bola dan menggelinding. Ahli botani yang
mempelajari fenomena ini menemukan bahwa daun teratai memiliki mekanisme
pembersihan diri secara alami. Struktur mikroskopik dan kimia permukaannya
menyebabkan dedaunan teratai tidak pernah dapat basah, malah butir-butiran air
akan menggumpal pada permukaan daun seperti air raksa, mengambil lumpur,
serangga dan bahan-bahan pengotor lainnya bersamanya. Fenomena ini dikenal
sebagai efek lotus. Pada daun teratai, struktur permukaannya dipenuhi tonjolantonjolan kecil dan berlapis lilin sehingga menahan air agar tidak merembes
masuk ke dalam daun. Daun teratai memiliki permukaan yang dipenuhi dengan
duri bulu-bulu halus tak beraturan. Ketika butiran air jatuh pada permukaan ini,
hanya mengenai bulu-bulu halus. Butiran-butiran ini ditahan oleh kantong udara
1
2
di bawahnya dan akhirnya dihalau dari daun. Berdasarkan hal tersebut para
peneliti mengatakan bahwa tekstur permukaan dari daun lotus adalah anti air
(hydrofobic).
Keuntungan dari sifat hidrofobik ini adalah anti basah, terlihat selalu
bersih, mengurangi overloading fluida di permukaan dan mengurangi gesekan
fluida dengan permukaan. Dengan memperhatikan efek ini, permukaan dapat
dimodifikasi untuk dikembangkan menjadi superhidrofobik coating. Dan apabila
diterapkan pada kaca maka akan memiliki sifat membersihkan sendiri (self
cleaning). Ketika kaca terkena air, permukaan kaca akan semakin cemerlang dan
bersih. Kaca akan terlihat bersih lebih lama serta biaya perawatan lebih murah.
Aplikasi dari pengcoatingan kaca ini adalah untuk kaca mobil. Joko (2005) telah
melakukan
penelitian
dengan
menggunakan
bahan
TiO2
pada
kaca.
Pengaplikasian penelitian ini sebagai anti-fogging dan self-cleaning yang
khususnya digunakan pada kaca mobil.
Berdasarkan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Ambarwati dan
Vicky (2010) Pelapisan Hidrofobik pada Kaca dengan Metode Sol-Gel Berbasis
Water Glass didapat hasil bahwa semakin tinggi temperatur dan lama pencelupan
semakin besar sudut kontak yang dihasilkan. Keberhasilan hidrofobik pada kaca
mencapai lebih dari 90 o bahkan mencapai 142,5o mendekati superhidrofobik. Dari
penelitian tersebut yang digunakan untuk melapisi permukaan kaca ialah SiO2
yang berbasis silika aerogel yang bersifat hidrofobik.
Metode sol gel yang dilakukan menggunakan teknik oles, Purba (2011)
Karakteristik Hidrofobik Lapisan TiO2 pada Kaca yang Ditimbulkan dengan
Metode Sol-Gel didapat hasil bahwa dengan memvariasikan suhu pembakaran
maka akan mempengaruhi struktur mikroskopi/ mikrostruktur dari lapisan tipis
TiO2 pada kaca sehingga disimpulkan bahwa semakin tinggi temperatur
pemanasan semakin besar sudut kontak yang dihasilkan dan tingkat transparansi
juga tinggi. Namun, penggunaan TiO2 berbentuk powder yang berwarna putih
pada penelitian tersebut menghasilkan permukaan kaca yang buram. Oleh sebab
itu, penelitian ini difokuskan untuk mendapatkan tingkat transparansi yang lebih
baik. Yaitu dengan menggunakan TiCl4 berwarna bening berbentuk cairan
3
(larutan). Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan proses pembakaran dengan
memvariasikan suhu pembakaran 100, 150 dan 200. Untuk itu peneliti
memvariasikan suhu pembakaran yaitu 200, 300 dan 400 agar terlihat perbedaan
dan pengaruh temperatur terhadap morfologi hidrofobik lapisan TiO2(C3H7)2 pada
kaca.
Berdasarkan uraian di atas maka penulis tertarik membuat lapisan
Ti(OC3H7)2 pada kaca dengan metode sol-gel dip coating dengan memvariasikan
temperatur saat pembakaran dan penelitian ini berjudul “Pengaruh Temperatur
Pembakaran Terhadap Morfologi Hidrofobik lapisan TiO2(C3H7)2 Pada
Kaca Dengan Metoda Sol-Gel Dip Coating”.
1.2.
Batasan Masalah
Untuk memberikan ruang lingkup yang jelas, penulis membatasi cakupan
masalah sebagai berikut:
1. Karakteristik lapisan TiO2(C3H7)2 terutama morfologi dan struktur kristal
dan absorbansi yang dibuat dengan memvariasikan temperatur saat proses
pembakaran dengan metode sol-gel dip coating.
2. Masalah yang diteliti hanya fokus pada penanganan pengukuran sudut
kontak antara air dan kaca yang dilapisi TiO2(C3 H7)2 dengan metode solgel dip coating.
1.3.
Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana karakteristik lapisan TiO2(C3H7)2 pada kaca terutama
morfologi,
struktur
kristal dan absorbansi
yang
dibuat
dengan
memvariasikan temperatur saat proses pembakaran dengan metode sol-gel
dip coating?
2. Bagaimana pengaruh temperatur pembakaran terhadap besar sudut kontak
antara air dan kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 dengan menggunakan
metode sol-gel dip coating?
4
1.4.
Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui pengaruh temperatur pembakaran terhadap besar sudut
kontak antara air dan kaca yang dilapisi TiO2(C3H7)2 dengan menggunakan
metode sol-gel dip coating.
2. Untuk mengetahui karakteristik lapisan TiO2(C3H7)2 terutama morfologi dan
struktur kristal yang dibuat dengan memvariasikan temperatur saat proses
pembakaran dengan metode sol-gel dip coating.
3. Untuk mengetahui absorbsi (penyerapan cahaya) yang baik pada kaca yang
dilapisi TiO2(C3H7)2 yang dibuat dengan memvariasikan temperatur saat
proses pembakaran dengan metode sol-gel dip coating.
1.5.
Manfaat
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Untuk di aplikasikan pada kaca mobil, jendela rumah, lensa, helm dan aplikasi
lainnya.
2. Mendapatkan teknik pelapisan kaca yang baik, dan kaca yang memiliki daya
adhesi yang kuat, air yang bersifat hidrofobik dan kaca yang ramah terhadap
lingkungan serta dapat memperpanjang umur pemakaian kaca.
3. Sebagai bahan informasi bagi penulis tentang pengembangan coating
menggunakan pelapis TiO2(C3H7)2 dengan metode sol-gel dip coating.
57
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan, dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut:
1. Dengan memvariasikan suhu pembakaran maka akan mempengaruhi besar
sudut kontak antara lapisan pada kaca dengan air, semakin tinggi
temperatur pembakaran maka semakin besar pula sudut kontak yang
dihasilkan. Sudut kontak yang terbaik dari ketiga sampel adalah pada suhu
pembakaran 400oC yaitu 115 derajat. Ini berarti yang paling baik untuk
pengaplikasian self cleaning adalah sampel dengan suhu pembakaran
400oC.
2. Dari hasil uji SEM pada sampel kaca tampak adanya dua kontras warna,
yaitu warna gray (abu-abu) dan putih yang menggambarkan bahwa telah
terbentuk lapisan tipis TiO2 di atas substrat kaca.
3. Berdasarkan hasil identifikasi XRD pada sampel kaca dengan temperatur
pembakaran 400oC telah tumbuh senyawa anatase dengan fasa TiO2
struktur kristal dari lapisan ini adalah tetragonal.
4. Dari hasil analisis UV-Vis menunjukkan bahwa lapisan TiO2 yang
mengalami suhu pembakaran 200oC
lebih banyak menyerap cahaya
sehingga sampel yang mengalami suhu pembakaran 200oC adalah paling
baik dalam penyerapan cahaya.
5.2 Saran
Untuk penelitian selanjutnya pada penelitian ini, diharapkan:
1. Lebih memperhatikan proses pemanasan dan proses pendinginan.
2. Pada saat proses pembakaran penaikan dan penurunan suhu dilakukan
secara perlahan agar tidak merusak sampel.
3. Memperhatikan waktu pada saat proses pembakaran.
4. Sampel sebaiknya disimpan di dalam dry box agar lapisan sampel tidak
rusak.
58
58
DAFTAR PUSTAKA
Asmawati, (2011), Karakteristik Hidrofobik Lapisan TiO2 Pada Kaca yang
Ditumbuhkan Dengan Metoda Sol-Gel, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.
Aya,
(2010),
Formulasi
Coating,
http://materialsciences.blogspot.com/2010/07/formulasi-coating.html.
Ambarwati, (2006), Metode Sol-Gel Pelapisan Hidrofobik Pada Kaca Dengan
Metode Sol-Gel Berbasis Water Glass, Jurnal Teknik Kimia, 1-28.
Anonim,
(2009),
Aplied
Electropating,
www.scribd.com/doc/34108769/Pelapisan-Logam.
Anonim,
(2010),
Superhidrofobik,
http://digilib.its.ac.id/public/ITSUndergraduate-13583-Chapter1-45049.pdf.
Brinker, C.J., Alan J. Hurd, (1994), Fundamentals of Sol-Gel Dip-Coating, Sandia
National Laboratories, USA.
Brinker, C.J., G.C. Frye, A.J. Hurd, C.S. Ashley, (1991), Fundamentals of Sol-Gel
Dip Coating, Sandia National Laboratories, USA.
Brinker, Jeffrey C., George W. Scherer, (1990), Sol-Gel Science: The Physic and
Chemistry of Sol-Gel Processing, Academic Press Inc, New York.
Hakim, Nurman Arif, (1998), Pembentukan Lapisan Tipis TiO2 Dengan Metode
Sol-Gel Berbantuan Ion Bombardment, Tesis, FT, UI, Jakarta.
Hardiananto,
(2010),
Teknologi
Sol-Gel.
http://hardiananto.wordpress.com/2011/01/17/teknologi-sol-gel/.
Khairiah, (2011), Sintesis dan Karakterisasi Pertumbuhan Nanopartikel ZnS
dengan Metode Kopresipitasi, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.
Mayasari, D. (2009). Pembuatan Kaca. http://www.blog.com/publication.
Pertiwi, Dewi Phutrie, (2010), Rancang Bangun Pengatur Level Kecepatan Motor
Dc Pada Alat Pelapisan (Dip Coating) Berbasis Mikrokontroler Atmega
8535,
http://eprints.undip.ac.id/28415/1/Phutrie_Dewi_Pertiwi__J0D007059_.pd
f.
Petarung,
(2009),
Proses
Pembuatan
Kaca,
http://kawuwung.blogspot.com/2009/05/proses-pembuatan-kaca.html.
Suprayikno, Edy, (2005), Pelapisan TiO2 Untuk Anti-Fogging dan Self-Cleaning
Pada Kaca Mobil Dengan Teknik Penyemprotan, Skripsi, Tehnik Fisika,
ITS, semarang.
Supryanto, Edy, (2007), Pengaruh Temperatur Penumbuhan terhadap Struktur
Kristal dan Morfologi Film Tipis TiO2:Eu yang Ditumbuhkan dengan
Metode MOCVD, Jurnal Matematika dan Sains, 12:69.
Tripod, (2010), Sifat Koloid, http://sistemkoloid.tripod.com/sifat.htm.