Glass

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Kaca adalah salah satu produk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan kita sehari-hari. Dipandang dari segi fisika kaca merupakan zat cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel-partikel penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam zat cair namun dia sendiri berwujud padat. Ini terjadi akibat proses pendinginan (cooling) yang sangat cepat, sehingga partikel-partikel silika tidak tepat menyusun diri secara teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap, yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya. Kaca memiliki sifat-sifat yang khas dibanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO₂) dan proses pembentukannya.

1.2  Rumusan Masalah

a.     Bagaimana sejarah kaca?

b.    Apa pengertian kaca?

c.    Bagaimana sifat - sifat kaca?

d.   Apa saja macam-macam kaca?

e.    Bagaimana cara pengolahan kaca?

f.     Bagaimana proses daur ulang kaca?

1.3  Tujuan Penulisan

a.       Mengetahui sejarah kaca

b.      Mengetahui pengertian kaca

c.       Mengetahui sifat-sifat kaca

d.      Mengetahui macam-macam kaca

e.       Mengetahui pengolahan kaca

f.       Mengetahui proses daur ulang kaca

1.4 Metode Penulisan

            Metode yang digunakan dalam penyusunan makalah ini adalah studi pustaka dan browsing di internet.

1.5     Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

1.2  Rumusan Masalah

1.3  Tujuan Penulisan

1.4  Metode Penulisan

1.5  Sistematika Penulisan

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Sejarah Kaca

2.2 Pengertian Kaca

2.3 Sifat-sifat Kaca

2.4. Macam-macam Kaca

2.5 Pembuatan Kaca

 2.5.1 Pengolahan Kaca

 2.5.2 Pewarnaan Kaca

2.6 Daur Ulang Kaca

                

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan

3.2 Saran

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  Sejarah Kaca

Salah satu rujukan yang paling tua mengenai bahan kaca dibuat oleh Pliny, yang menceritakan tentang pedagang-pedagang Phoenisia purba menemukan kaca ketika memasak makanan. Periuk yang digunakan tak sengaja diletakan diatas massa trona di suatu pantai. Penyatuan yang terjadi antara pasir dan alkali menarik perhatian dan orang kemudian berusaha menirunya. Sejak tahun 6000-5000 SM, orang Mesir telah membuat permata tiruan dari kaca dengan keterampilan yang halus dan keindahan yang mengesankan. Kaca jendela sudah mulai disebut-sebut sejak tahun 290 SM. Silinder kaca jendela tiup telah ditemukan oleh para pendeta pada abad kedua belas. Pada abad pertengahan, Venesia memegang monopoli sebagai pusat industri kaca. Di Jerman dan Inggris kaca mulai dibuat pada abad ke-16. Kaca plat muncul di Perancis sebagai produk rol pada tahun 1688.

Pada tahun 1914, di Belgia dikembangkan proses Fourcault untuk menarik kaca pelat secara kontinu.  Selama 50 tahun berikutnya, para insinyur dan ilmuan talah berhasil menciptakan berbagai modifikasi terhadap proses penarikan kaca dengan tujuan untuk untuk memperkecil distorsi kaca optik kaca lembaran (kaca jendela) dan menurunkan biaya pembuatan kaca lembaran gosok dan poles. Usaha ini menghasilkan kemajuan dalam teknologi produksi kaca lembaran. Kaca apung  (float glass) boleh dikatakan sudah menggantikan cara pembuatan lainnya, dan telah berhasil menguasai pasaran kaca jendela secara besar-besaran. Bermacam-macam mesin omatis diciptakan pula untuk mempercepat produksi botol, bola lampu, dsb. Akibatnya, industri kaca dewasa ini tumbuh menjadi suatu industri yang terspesialiasi.

2.2  Pengertian Kaca

Kaca adalah benda amorf (tak berbentuk), namun bukanlah benda padat. Dalam sistem penggolongan klasik tiga keadaan materi, yakni  gas,cair, dan padat, kaca tidak akan mendapat tempat, karena kaca seperti halnya karet, plastik, sel hidup – menempati penggolongan keempat yaitu materi yang menggabungkan rigidnya benda padat dengan struktur molekul acak benda cair. Sering disebut sebagai keadaan vitreous atau seperti-kaca. Ketika mendingin, atom-atomnya tetap pada keadaan acak seperti kala cair, tetapi dengan kohesi yang cukup untuk membuatnya rigid. Itulah sebab mengapa kaca transparan.

Kaca juga dikenal sebagai supercooled liquid. Kaca adalah material thermoplastic yang dapat dibentuk pada temperatur di atas 2300 °F persenyawaan kimia, tetapi jika dibiarkan lama dalam keadaan cair ini, maka beragam senyawa itu akan menghablur. Ketika menghablur, kaca dapat disebut “membeku”. Untuk mencegah hal ini, kaca harus melewati temperature kristalisasi secepat mungkin sehingga menjadi amorf (tidak mengkristal);benda solid yang keras, transparan, getas, dan lembam kimiawi.

2.3  Sifat-sifat Kaca

a.    Kaca bersifat lut sinar, lut cahaya dan legap.

b.    Merupakan suatu struktur amorfous. Kaca masih berada dalam bentuk susunan struktur cecair walaupun telah disejukkan melampaui suhu bekunya atau cecair sejuk lampu yang telah beku.

c.    Lembut apabila dipanaskan beransur-ansur dan kembali keras apabila disejukkan. Ikatan-ikatan antara struktur atom kaca berbeza kekuatan oleh itu memerlukan tenaga berbeza untuk memutuskannya.

d.   Sifat hablur amorfos pada kaca menyebabkan ia bersifat lutsinar /lutcahaya seperti mana sifat cecair. Dan kewujudan hablurnya menyebabkan terjadi sedikit pembalikan dalaman - sebahagian cahaya diserap.

e.    kaca legap/ kaca berwarna  mengandungi benda asing dalam susunan struktur amorfous kaca.

f.     Ketumpatan 2560 kg/m³.

h.    Peratusan cahaya melalui kaca

i.      Kekuatan kaca

–        Kaca bersifat rapuh dan kekuatan tegangan sangat rendah tetapi mempunyai kekuatan mampatan yang tinggi.

–        Kekuatan kaca yang digunakan juga bergantung pada ketebalan dan luas terdedah pada daya hentaman. Misalnya daya tiupan angin. Dalam penggunaannya, beban angin ditentukan, kemudian ditentukan luas dan ketebalan kaca yang diperlukan.

–        Ketebalan dan luas kaca ini bergantung juga pada jenis kaca yang digunakan.

2.4  Macam-macam Kaca

a.         Kaca Apung (Float Glass): dipanggil demikian kerana proses membuatnya, iaitu lapisan kaca lebur terbentuk, terapung atas timah cair. Apabila disejukkan kepingan kaca terbentuk. Kemudian diberi rawatan seperti sepuh-lidap (annelaing) dan sebagainya. Kepingan ini dipotong kemudiannya mengikut saiz diperlukan.

b.        Kaca Bengkok (Bent Glass): kaca apung yang dibengkokkan untuk kegunaan tertentu.

c.         Kaca Warna: kaca apung juga tetapi diwarnakan. Ada tiga kaedah mewarnakan kaca:

-       kaca warna pot - dengan memasukkan bahan asing (oksida logam) berwarna dalam kaca. Kobalt Oksida: biru, Kromium Oksida: hijau

-       salah satu permukaan dalam kaca diberikan warna

-       lapisan pigmen berwarna dilekapkan ke permukaan.

 Komponen setiap kaca antara lain:

1. Silika lebur: silikon tetraklorida, kuarsa atau pasir murni. Secara salah kaprah, kaca ini sering disebut kaca kuarsa (quartz glass).
2. Alkali silikat: pasir dan soda dihasilkan Natrium silikat, Larutan silikat soda sebagai kaca larut air (water soluble glass).
3. Kaca timbale: oksida timbal sebagai pengganti kalsium dalam campuran kaca cair,
4. Kaca borosilikat (pyrex):  biasanya mengandung 10 sampai 20% B₂O₃, 80% sampai 87% silika, dan kurang dari 10% Na₂O.
5. Kaca khusus: Komposisinya berbeda-beda tergantung pada produk akhir yang diinginkan.
6. Serat kaca (fiber glass):  Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap kondisi cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar 55%, dan alkali lebih rendah
7. Feldspar gravel dan sand dapat digunakan untuk pembuatan keramik termasuk pembuatan lapisan kaca
8. Sodium feldspar dugunakan untuk pembuatan lapisan kaca
9. Sericitic shale untuk pembuatan kaca/gelas

Kaca biasa biasanya terdiri daripada silikon dioksida (SiO₂), yang merupakan sebagian kimia yang serupa dengan kuarza, atau dalam bentuk polihabluran, pasir. Silika tulen mempunyai tahap lebur sekitar 2000 Selsius, jadi dua bahan lain sering dicampurkan kepada pasir dalam pembuatan kaca. Satu daripadanya adalah soda (sodium karbonat Na₂CO₃), atau potasy, setara dengan sebatian kalium karbonat, yang menurunkan tahap lebur kepada sekitar 1000 Selsius. Bagaimanapun, bahan soda menjadikan kaca larut, jadi kapur (kalsium oksida, CaO) merupakan bahan ketiga, ditambah untuk menjadikan kaca tidak larut.

Silikon (IV) oksida ialah molekul kovalen raksasa. Oleh itu, silikon (IV) oksida memerlukan banyak tenaga haba untuk mengatasi setiap ikatan kovalen antara atom dalam struktur raksasa. Maka, silikon (IV) oksida mempunyai takat lebur yang sangat tinggi, yaitu 1710^oC. Dalam silikon (IV) oksida, setiap atom silikon diikat secara kovalen kepada 4 atom oksigen dalam bentuk tetrahedron dengan sudut antara ikatan 109.5 . Unit itu diulangi secara tidak terhingga dengan setiap atom oksigen terikat kepada 2 atom silikon untuk membentuk molekul kovalen raksasa seperti struktur berlian. Kaca merupakan bahan pejal sekata, biasanya terbentuk apabila bahan cair tidak berkristal disejukkan dengan cepat, dengan itu tidak memberikan cukup masa untuk jaringan kekisi kristal biasa terbentuk.

Kaca biasa mempunyai campuran bahan lain untuk mengubah cirinya. Kaca bertimah hitam lebih berkilauan karena peningkatan index pantulannya, sementara boron ditambah bagi mengubah ciri terma dan elektriknya, seperti Pyrex. Menambah barium juga meningkatkan indeks pantulannya, dan serium digunakan dalam kaca yang menyerap tenaga infra. Logam oksida juga ditambah bagi menukarkan warna kaca. Peningkatan soda atau potash menurunkan lagi tahap lebur, sementara mangan ditambah bagi menyingkirkan warna yang tidak dikehendaki. Kaca berwarna dihasilkan dengan bercampur dengan sedikit oksida logam peralihan. Misalnya, oksida mangan akan menghasilkan warna ungu, oksida kuprum dan kromium memberikan warna hijau, dan oksida kolbalt memberikan warna biru.

Soda atau sodium karbonat, Na₂CO₃ yang menurunkan tahap lebur kepada sekitar 1000^oC. Bagaimanapun, bahan soda menjadikan kaca larut, jadi kapur (kalsium oksida, CaO) biasanya ditambah untuk menjadikan kaca tidak larut.

Kaca kadang-kala terbentuk secara semula jadi daripada lava gunung berapi dalam bentuk obsidia.

Boron digunakan dalam penambahan jumlah industri keramik dan kaca, terutama dalam pembuatan serat kaca insulasi (sebagai akibat dari krisis energi). Boron membuat kaca menjadi tahan panas untuk digunakan sebagai bahan laboratorium atau alat masak di dapur yang tahan tekanan dan panas tinggi (dikenal dengan nama pyrex). Selain itu, campuran timah hitam supaya kaca menjadi lebih berkilau, ada juga yang menambah oksida logam untuk memberi warna pada kaca.

2.5 Pembuatan Kaca

2.5.1 Pengolahan kaca    

Pembuatan kaca umumnya meliputi beberapa tahap :

1.      Peleburan

   Tanur kaca dapat diklasifikasikan sebagai tanur periuk atau tanur tangki. Tanur  periuk dengan kapasitas 2 t dapat digunakan secara menguntungkan untuk membuat kaca khusus dalam jumlah kecil dimana tumpak cair itu harus dilindungi dari hasil pembakaran. Tanur ini digunakan terutama dalam kaca optik atau dalam kaca seni melalui proses cetak. Periuknya merupakan suatu cawan yang terbuat dari lempung pilihan atau platina. Dalam tanur tangki bahan tumpak ini dimuat ke satu ujung suatu tangki besar yang terbuat dari blok-blok refraktor diantaranya ada yang berukuran 38 x 9 x 1.5 m dengan kapastas kaca air sebesar 1350 t. kaca itu membentuk kolam di dasar tanus itu, sedang nyala api menjilat berganti dari satu sisi ke sisi yang lain. Kaca halusan dikerjakan dari ujung lain tangki itu, operasinya kontinu. Dalam tanur jenis ini, sebagaimana juga dalam tangki periuk, dindingnya mangalami korosi karena kaca panas. Kualitas kaca dan umur tangki bergantung pada kualitas blok konstruksi. Karena itu, perhatian biasanya ditujukan pada refraktori kaca. Tanur tangki kecil disebut tangki harian (day tank) dan berisi persediaan kaca air untuk satu hari sebanyak 1t-10t. Tangki ini dipanasi secara elektrotermal atau dengan gas.

Tanur-tanur yang disebutkan diatas tergolong tergenerasi (regenerative purnace) dan beroperasi dalam 2 oklus dengan 2 perangkat ruang berisi susunan bata rongga. Gas nyala setelah memberikan sebagian kalornya pada waktu melalui tanur berisi kaca cair, mengalir ke bawah melalui 1 perangkat ruang yang diiisi penuh denga pasangan bata terbuka (checkerwork). Sebagian besar dari kandungan kalor sensible dan gas keluar dari situ dan isian itu  mencapai suhu yang berkisar antara 1500⁰C di dekat tanur dan 600⁰C di dekat pintu keluar. Bersamaan dengan itu udara dipanaskan dengan melewatkannya melalui ruang regenerasi yang telah dipanaskan sebelumnya dan dicampur dengan gas bahan bakar yang telah terbakar, sehingga suhu nyalanya menjadi lebih tinggi lagi (dibandingkan dengan jika udara  tidak dipanaskan terlebih dulu). Pada selang waktu yang teratur, yaitu antara 10-20 menit, aliran campuran udara bahan bakar, atau siklus itu dibalik dan sekarang masuk tanur dari ujung yang berlawanan melalui isian yang telah mendapat pemanasan sebelumnya, kemudian melalui isian semula, dan mencapai suhu yang lebih tinggi.

Suhu tanur yang mulai berproduksi hanya dapat dinaikkan sedikit demi sedikit setiap hari, bergantung pada kemampuan refratorinya menampung ekspansi. Bila tanur regenerasi itu sudah dipanaskan, suhunya harus dipertahankan sekurng-kurangnya 200⁰C setiap waktu. Kebanyakan kalor hilang dari tanur melalui radiasi, dan hanya sebagian kecil yang termanfaatkan untuk pencairan. Tanpa membiarkan dindingnya mendingin sedikit karena radiasi, suhu akan menjadi terlalu tinggi sehingga kaca cair itu dapat menyerang dinding dan melarutkannya. Untuk mengurangi aksi cair, pada dinding tanur kadang-kadang dipasang pipa air pendingin.

2.         Pembentukan dan Pencetakan

Jenis-jenis mesin pembentuk kaca adalah sebagai berikut:

a.      Kaca jendela

-          Cara manual: pangambilan segumpal kaca di ujung pipa tiup lalu meniupnya menjadi silinder. Ujungnya lalu dipotong dan silinder bolong dibelah dan dipanaskan dalam tangki dan didiatarkan.

-          Proses Fourcault: ruang penarikan diisi penuh dengan kaca dari tangki peleburan. Kaca itu ditarik secara vertical dari tanur melalui “dibitense” dengan suatu mesin penarik. Dibitense terdiri dari sampan refraktonsi yang mempunyai celah di tengahnya. Kaca mengalir melalui celah ini, pada waktu sampan setengah terbenam, kaca mengalir ke atas secara kontinu. Kaca ditarik dengan menurunkan pemancing dari logam ke gelas melaui celah, pada waktu bersamaan dengan ditununkannya dibitense, sehiungga kaca mulai mengalir. Kaca ditarik ke atas secar kontinu dalam bentuk pita secapat ia mengalir malalui celah dan permukaanya didinginkan denag gulungan air di dekat itu pita kaca yang masih bergerak ke atas dan ditopang oleh rol-rol dilewatkan melaui cerobong penyangai atau leher yang panjangnya 7,5 m ketika keluar dari leher, kaca itu dipotong menjadi lembaran menurut ukuran yang dikehendaki dan dikirim ke bagian penggolongan dan pemotongan.

b.      Kaca plat

Proses otomatik: kaca dilebur dalam tanur kontinu besar yang dapat menampung 1000 atau lebih. Bahan baru diumpankan ke satu ujung tanur dan kaca cair pada suhu sampai 1595⁰C, kemudian dilewatkan melelui zone pemurnian dan keluar melalui ujung yang satu kagi dalam bentuk aliran yang tak putus-putus. Dari refraktori, kaca cair dilewatkan melalui dua buah rol pembentuk yang didinginkan dengan air sehingga mengambil konfigurasi pita plastik. Pita kaca itu ditarik di atas sederetan rol yang lebih kecil yang juga didinginkan dengan air dengan kecepatan permukaan sedikit lebih tinggi dari rol pembentuk. Efek peregengan yang diakibatkan oleh perbedaan kecepatan dan pencairan kaca pada waktu mendingin menyebabkan pita itu menjadi lebih tipis pada waktu memasuki lehr. Setelah disaring, pita dipotong menjadi lembaran yang kemudian digerinda dan dipoles. Pita bisa juga terus bergerak terus otomatis sepanjang 50-100 m, melalui operasi penyangaian, gerinda, poles, dan inspeksi sebelum dilewatkan ke mesin potong menjadi ukuran yang cocok untuk pemanasan.

c.       Kaca apung

Proses apung: bahan baku diumpankan pada satu ujung tanur dan kaca cair dilewatkan melalui zona pemurnian dan masuk ke kanal sempit yang menghubungkan tanur dengan penangas. Laju aliran dikendalikan secara presisi dengan menaikkan dan menurunkan pintu pada kanal secara otomatis. Lalu kaca cair dibawa ke kolam timah cair dalam atmosfir yang tidak menyebabkan oksidasidan di bawah kondisi suhu yang dikontrol dengan ketat. Pemanasan menghasilkan kaca yang rata dan sejajar.

Penyempurnaan cara ini dibuat dengan membuat arus kaca cair dari tanur peleburan dengan lebar yang dikehendaki (biasanya 4 m). cara ini menyebabkan berkurangnya pengaruh aliran dari massa tebal yang biasanya merupakan penyebab terjadinya distorsi optik.

d.      Kaca Berkawat dan Berpola

Kaca cair dialirkan dari bibir tanur melalui rol logam yang sudah mempunyai goresan pola pada permukaannya. Rol tersebut membentuk kaca dalam satu operasi saja. Kaca menyababkan cahaya terdifusi sehingga tak tembus pandang. Kaca ini digunakan untuk pintu, ruang kantor, dan dinding kamar mandi.

e.       Bola lampu

Kaca cair mengalir melalui pada tanur antara dua rol yang didinginkan dengan air. Lekukan pada rol menyebabkan pita kaca menggelembung. Dibawahnya terdapat cetakan putar sehingga udara jatuh ke permukaan pita. Dan selanjutnya menyebabkan terbentuknya gelembung bola. Proses selanjutnya terbentuk bola lampu dalam cetakan, cetakan lalu terbuka dan palu kecil memukul bola lampu sampai lepas dari pita, samapai bola lampu masuk ke rak leher.

f.       Tabung televisi

Tabung terdiri dari 3 bagian utama yaitu muka layar, kaca pengurung  dan penembak elektron . Posfor dipasang pada muka layar dengan penyerapan atau pendebuan. Pembuatan kaca kurung dilakukan dengan pencetakan sentrafugal yang menggunakan cetakan putar dan menghasilkan tebal dinding yang seragam. Bagian-bagian kaca dihubunkan dengan nyala gas, gas atau listrik . Untuk tabung televisi berwarna dipasangkan pada permukaan sebelah dalam tabung. Kemudian dipasang berkas electron sesuai kenbutuhan. Suhu yang digunakan untuk merapatkan bagian-bagian tabung tidak boleh terlalu tinggi karena dapat merusak posfor.

g.      Tabung Kaca

Pada proses Danner kaca cair mengalir keatas berputar kesebuah batang dengan kemiringan 30^oC. Udara ditiupkan perlahn-lahan pada tabung dan ditarik keluar dari bawah. Diameter dan tebal dinding dikendalikan melealui pengaturan suhu, kecepatan tarik dan volume udara.

3.      Penyangaian

Untuk mengurangi regangan dalam kaca, semua barang kaca harus disangai baik yang dibuat dengan mesin maupun dengan tangan. Penyangaian menyangkut dua macam operasi, yaitu:

1.    Menahan kaca  pada suhu diatas kritis selam beberapa waktu dengan pengaliran plastik sehingga regagannya berkurang dari maksimum.

2.      Mendinginkan massa kaca itu  sampai suhu kamar dengan perlahan sehingga laju pendingin dapat diatur. Dengan diketahuinya tegangan, dapat mempermudah dalam perancangan  dan penanganan kondisi tagangan termal maupun mekanik dalam pembuatan kaca sehingga biaya bahan bakar lebih rendah dan kerugian lebih sedikit.

4.      Penyelesaian

Semua kaca yang sudah disangai harus melewati operasi pembersihan, penggosokan, pemotongan, gosok-semprot dengan pasir, pemasangan emas klasifikasi kualitas , dan pengukuran.

Pembuatan Kaca Khusus

a.      Kaca Silika Lebur

Kaca silica lebur (fused silica glass) atau silica vitreo (vitreous silica) dapat dibuat dengan melebur silica murni, tetapi produk itu biasanya penuh gelombang dan sulit dihasilkan dalam bentuk transparan. Kaca ini sekarang dibuat oleh Cornig dengan proses pirolisis silkon tetraflourida pada fase uap dan suhu tinggi. Proses seperti  itu sangat mudah dikontrol dan dapat menghasilkan SiO₂ yang murni dari segi kimianya. Silika mentah yang dihasilkan dengan cara ini biasanya berbentuk plat atau boule. Suhu reaksi yang tinggi cenderung mendorong keluar semua kontaminan yang tidak dikehendaki sehingga  lebur mempunyai sifat penting  dan mempunyai  daya adsorpsi ultrasonic paling rendah diantara semua bahan. Oleh karena ekspansi termalnya rendah, kaca ini digunakan sebagai cermin teleskop.

b.      Kaca Silika Tinggi

Produk ini yang dikenal sebagai Vycor, merupakan suatu kemajuan penting dalam usaha produksi kaca yang sifat-sifat dn komposisinya mendekat silica lebur. Hal ini berhasil dicapai dengan menghindarkan keterbatasan yang sebelumnya ada pada pencairan dan pembuatan bentuk. Bahan-bahan kaca ini mengandung kira-kira 96% silica dan 3% boron oksida sedang sisanya adalah alumina dan alkali. Pada tahap awal proses itu, yaitu pada waktu pencairan dan pencetakan kaca, digunakan kaca borosilika dengan komposisi 75% silica. Sesudah didinginkan , bahan tersebut diberi perlakuan panas dan penyangaian sehingga kaca itu memisah menjadi dua fase. Salah satu fase itu mengandung oksida boron dan alkali yang sangat mudah larut didalam larutan asam panas sedang fase yang satu lagi mengandung kadar silica tinggi sehingga tidak didalam larutan itu. Bahan kaca  itu dicelupkan kedalam penangas asam klorida 10% (98^oC ) selama beberapa waktu yang cukup lama untuk menguras keluar keseluruhan fase yang dapat larut. Bahan itu lalu dicuci sampai bersih sehingga semua runutan fase larut, serta ketakmurnian dapat disingkirkan dan kemudian diberi perlakuan panas untuk mendehidrasi bahan itu dan mengkonversi struktur selnya menjadi kaca vitreo tak berpori. Dalam proses itu, bahwa kaca itu mengalami penciutan dalam linearnya, sampai sebanyak 14 persen dari ukuran semula. Cara pembuatan kaca seperti ini dapat menghasilkan produk yang dapat dipanaskan hingga merah dan kemudian dicelupkan kedalam air es tanpa mengalami kerusakan. Kaca ini mempunyai ketahanan kimia yang tinggi dan sangat stabil terhadap semua asam kecuali asam flourida, tetapi inipun lebih lembut serangannya dari biasa. Penciutannya juga lebih merata dan proporsional kesegala arah sehingga bentuk aslinya masih tetap.

c.       Kaca Berwarna dan Bersalut

Kaca berwarna ada tiga macam : (1) warnanya dihasilkan dari absorpsi cahaya frekuensi tertentu oleh bahan kimia yang terlarut didalam kaca. Bahan pewarna dalam kelompok ini adalah oksida unsur transisi, terutama dari golongan pertama, Tc,V,Ca,Mn,Fe,Co,Ni dan Cu. Kelompok ini dapat dibagi lagi menjadi subkelompok yang warnanya dihasilkan oleh perbedaan keadaan oksidasi. Contoh subkelompok yang pertama adalah NiO yang dilarutkan didalam kaca natrium-timbal dan memberikan warna coklat, tetapi menghasilkan heliotrope didalam kaca potas. Dalam subkelompok kedua, krom oksida basa Cr₂O₃ dan oksida asam dan komposisi kaca itu, misalnya apkah basa atau asam. (2) Warnanya dihasilkan oleh partikel koloid yang mengendap didalam kaca yang sebelumnya tanpa warna, melalui perlakuan panas. Contoh klasik dari jenis ini ialah pengendapan emas koloid untuk menghasilkan kaca emas koloid untuk menghasilkan kaca emas rubi. (3) Warnanya dihasilkan oleh partikel mikroskopik atau partikel yang lebih besar yang mungkin sudah berwarna sendiri, seperti merah selenium (SeO₂) yang  didalam lampu lalu lintas, bola lentera dsb atau pertikel itu mungkin tidak berwarna dan menghasilkan kaca opalesen.

Kaca Bersalut (coated) dibuat dengan mengendapkan film logam yang transparan diatas permukaan kaca bening atau kaca berwarna. Film ini dirancang  untuk memberikan karakeristik transmisi an refleksi khusus yang sangat penting

Kaca Oval atau translusen adalah bening pada waktu dicairkan tetapi menjadi opalesen pada waktu kaca itu dikerjakan untuk memberi bentuk. Hal ini disebabkan oleh yebadanya pemisahan dan pembentukan partikel kecil yang jenis, ukuran, dan densitasnya yang men berbeda-beda yang menyebabkan cahaya yang melewati terdispersi.

d.      Kaca Keselamatan

Safety glass dapat dikelompokkan menjadi dua golongan umum: kaca keselamatan laminasi dan kaca dengan perkuatan panas (atau temper) atau kaca keselamatan pengerasan kulit (case cardened).

Kaca keselamatan laminasi (Laminated Safety Glass) terdiri dari dua lapisan kaca tipis, yang masing-masingnya setebal 3mm, yang diantara kedua lapisan itu. Terdapat lapisan tipis yang liat. Kaca dan plastik itu mula-mula dicuci, kaca lalu dilapisi dengan adhesive (bilamana hal ini diperlukan untuk plastik yang digunakan). Lembaran kaca dan plastik itu ditempatkan satu sama lain dengan tekanan dan panas menengah untuk merapatkan tepi-tepinya. Kaca itu kemudian dipanasi sampai suhu dan tekanan hidrolik menengah didalam autoklaf agar keseluruhan lapisan itu melekat dengan erat dan sesudah itu tepi-tepinya dirapatkan dengan senyawa tahan air.

Kaca yang digunakan untuk membuat kaca keselamatan laminasi mempunyai sifat-sifat fisika seperti kaca biasa, sehingga seluruh sifat keselamatannya berasal dari kemampuan plastik tengah itu untuk tetap memegang pecahan-pecahannya apabila kaca itu pecah karena kecelakaan. Plastik yang pertama digunakan secara komersial adalah selulossa nitrat, yang kemudian digantikan selulosa asetat. Sekarang, hampir semua kaca keselamatan laminasi menggunakan resin polivinil butiran. Plastik vinil lebih elastic dari selulosa asetat karena dapat menjulur akibat tegangan kecil sampai batas elastiknya, dan diatas itu diperlukan tegangan jauh lebih tinggi untuk dapat memecahkan.

e.       Fotoform

Adalah kaca peka cahaya (photosensitive) yang pada pokoknya adalah natrium silikat yang dimodifikasi dengan kalium oksida dan aluminium oksida serta mengandung senyawa serium dan perak sebagai pewaris peka cahaya. Di bawah sinar ultra ungu, terbentuk inti oleh perak yang diperlukan dengan serium sehingga setelah dikembangkan dengan perlakuan panas pada 600⁰C akan terlihat bayangan litium metasilikat disekelilingnya. Litium metasilikat yang larut dalam asam itu kemudian dibersihkan dengan asam flourida 10%. Jika penyinaran itu dilakukan melalui negatif (yang dibuat dengan fotografi dari gambar), hasilnya adalah suatu reproduksi yang sangat teliti dan rinci di ats kaca. Dengan cara ini dapat dibuat, misalnya, papan rangkaian listrik yang sangat teliti di atas lembaran kaca. Proses ini disebut pengolahan mesin kimia (chemical machining).

f.       Kaca Silikat Fotokrom

Merupakan pelengkap kaca fotoform, tetapi kaca ini mempunyai beberapa sifat yang luar biasa: menjadi gelas optic (optical darkening) untuk sinar mulai ultra ungu sampai spectrum tampak; pemudaran optic (optical bleaching) atau memudar di dalam gelap dan pemudaran termal ( thermal bleaching)  pada suhu tinggi. Sifat-sifat fotokromik ini benar-benar dapat dibalik (reversible)dan tidak mengalami lelah (fatigue). Bahkan specimen kaca fotoform ini sudah pernah diberikan perlakuan ribuan siklus tanpa menjalani kemunduran dalam unjuk kerjanya. Penjelasan ilmiah mengenai proses fotokromik ini ialah bahwa kaca itu dibuat mengandung partikel perak halide submikroskopik yang reaksinya berbeda dari silverhalida biasa bila terkena cahaya. Partikel-partikel kecil itu mempunyai diameter kira-kira 5mm dan konsentrasi 10¹⁵/cm³, dan dipasang di dalam kaca yang tegar, kedap dan tidak reaktif, sehingga pusat-pusat warna fotolistik itu tidak dapat terdifusi ke luar dan tambah menjadi partikel perak yang lebih besar dan stabil atau bereaksi secara kimia dan menghasilkan dekompresi perak halide yang tak dapat balik sebagian yang terjadi dalam proses fotografi bila partikel perak yang lebih besar dan tak tembus cahaya terbentuk.

g.      Kaca Keramik

Kaca keramik ialah bahan yang dilebur dan dibentuk sebagai kaca tetapi kemudian dikonversi menjadi keramik Kristal dengan proses divitrifikasi terkendali (controlles devitrification). Keramik adalah bahan yang terdiri dari partikel kristal bertitik cair tinggi yang terikat satu sama lain di dalam matriks vitreo atau oleh peleburan partikel pada bidang batas butir-butirannya. Matriks vitriol itu dihasilkan dari reaksi kimia antara fluks yang terdapat sedikit di dalam bahan baku dan penyusun-penyusun yang berbentuk kristal. Kaca keramik ini, setelah terlebih dahulu dikerjakan keadaan mesin dalam keadaan kaca, kemudian diberikan perlakuan panas sehingga terjadi nuklesi katalitik di sekeliling pewaris tambahan yang penting, misalnya TiO₂. Bahan perlakuan panas ini dilakukan dengan memanaskan kaca itu 30⁰C-100⁰C di atas suhu penyangainya dan membiarkannya pada suhu itu selama satu jam atau lebih. Kristal ditumbuhkan pada nucleus itu dengan memanaskan pada suhu 750⁰C-1100⁰C, yaitu masih dalam daerah devitrifikasi untuk masing-masing komposisi yang diolah. Kristal-kristal ini lebih kecil dan lebih seragam daripada yang terdapat pada keramik biasa. Sifat-sifat keramik yang dihasilkan dari kaca itu lebih mendekati keramik daripada kaca yang belum dikonversi. Kaca keramik itu mempunyai keterangan yang lebih baik, demikian pula sifat-sifat mekanil dan termalnya. Bahan-bahan itu biasanya tak tembus cahaya, mengkilap, putih atau berwarna dan tak berpori, diantara komposisinya ada yang mempunyai sifat-sifat listrik yang unggul. Kaca keramik yang tak berpori, berbutiran halus, mempunyai mikro struktur kristal dan mempunyai kekuatan lentur lebih tinggi daripada keramik konvensional yang komposisinya sama, sampai 200 MPa atau lebih. Kaca keramik lebih refraktori daripada kaca biasa,tetapi kalah dari refraktori oksida biasa. Bahan ini tahan pada suhu 1000⁰C sampai 1100⁰C selama 1000 jam tanpa mengalami perubahan yang berari pad sifat-sifatnya. Formulas khusus untuk ekspansi termal rendah dapat dikatakn tidak dapat pecah oleh kejutan termal.

2.5.2 Pewarnaan kaca

Kaca berwarna dihasilkan dengan bercampur dengan sedikit oksida logam peralihan. Misalnya, oksida mangan akan menghasilkan warna ungu, oksida kuprum dan kromium memberikan warna hijau, dan oksida kolbalt memberikan warna biru. Soda atau sodium karbonat, Na₂CO₃ yang menurunkan tahap lebur kepada sekitar 1000^oC. Bagaimanapun, bahan soda menjadikan kaca larut, jadi kapur (kalsium oksida, CaO) biasanya ditambah untuk menjadikan kaca tidak larut.

Untuk mencairkan kaca diperlukan suhu sekitar 1400^oC. Ini disebabkan karena kaca terdiri dari bahan yang tidak memiliki perubahan garis atomik dalam cahaya. Selain itu, kaca juga mempunyai tingkat gelombang yang lebih besar dibandingkan cahaya dan tak ada sekat yang menyebabkan cahaya terbias sehingga menghalangi pemantulan obyek.

2.6  Daur Ulang Kaca

Secara garis besar proses daur ulang barang-barang kaca adalah sebagai berikut:

Pembersihan à Pemotongan à Peleburan à Pendinginan à Proses cetak kembali.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

       Saat ini industri kaca sudah banyak berkembang, hal ini dikarenakan kebutuhan kaca saat ini semakin banyak . Kaca sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari , hal ini terbukti dengan banyaknya penggunaan kaca dalam berbagai aspek kehidupan .

Kaca adalah benda amorf (tak berbentuk), namun bukanlah benda padat. Dalam sistem penggolongan klasik tiga keadaan materi, yakni  gas,cair, dan padat, kaca tidak akan mendapat tempat, karena kaca seperti halnya karet, plastik, sel hidup – menempati penggolongan keempat yaitu materi yang menggabungkan rigidnya benda padat dengan struktur molekul acak benda cair. Sering disebut sebagai keadaan vitreous atau seperti-kaca. Ketika mendingin, atom-atomnya tetap pada keadaan acak seperti kala cair, tetapi dengan kohesi yang cukup untuk membuatnya rigid. Itulah sebab mengapa kaca transparan.

Kaca juga dikenal sebagai supercooled liquid. Kaca adalah material thermoplastic yang dapat dibentuk pada temperatur di atas 2300 °F persenyawaan kimia, tetapi jika dibiarkan lama dalam keadaan cair ini, maka beragam senyawa itu akan menghablur. Ketika menghablur, kaca dapat disebut “membeku”. Untuk mencegah hal ini, kaca harus melewati temperature kristalisasi secepat mungkin sehingga menjadi amorf (tidak mengkristal);benda solid yang keras, transparan, getas, dan lembam kimiawi.

                      

DAFTAR PUSTAKA

Gusriharjo,Rahmat. 1999. Kaca dan Arsitektur. Bandung : Jurusan Teknik Arsitektur ITB.

Syamsiah. 2009. Pemanfaatan Limbah Alumina. Yogyakarta : Jurusan Teknik Lingkungan Universitas Islam Indonesia.

2010. Kaca Dekoratif. [Online].Tersedia: http://www.blogspot.com.             [7 Februari 2010].

2010. Sekilas Mengenai Metode Penambahan Oksigen untuk Peleburan Kaca. [Online].Tersedia: http://www.blogspot.com. [7 Februari 2010].

2010. Sebening Kaca. [Online].Tersedia: http://www.bocah.org. [7 Februari 2010]

2010. Trik-trik Merawat Kaca Patri. [Online].Tersedia: http://fullcreativity.blogspot.com/2007/06/trik-trik-merawat-kaca-patri.html. [7 Februari 2010]

2010. Proses Pembuatan Kaca. [Online].Tersedia:[7 Februari 2010].

2010. Membuat Kaca Patri. [Online].Tersedia:[7 Februari 2010]

http://www.kabarinews.com/article.cfm?articleID=32052.[7 Februari 2010].

2010. Kaca. [Online].Tersedia: http://Wikipedia.com. [7 Februari 2010].

    

membuat detergen

INDUSTRI DETERJEN

Pengantar

Detergen merupakan salah satu produk industri yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, terutama untuk keperluan rumah tangga dan industri.  Detergen dapat berbentuk cair, pasta, atau bubuk yang mengandung konstituen bahan aktif pada permukaannya dan konstituen bahan  tambahan. Konstituen bahan aktif adalah berupa surfaktan yang merupakan singkatan dari surface active agents, yaitu bahan yang menurunkan tegangan permukaan suatu cairan dan di antarmuka fasa (baik cair-gas maupun cair-cair) untuk mempermudah penyebaran dan pemerataan.  Adapun konstituen tambahan dapat berupa pembangun, zat pengisi, zat pendorong, diantaranya adalah :

Garam dodesilbenzena sulfonat, natrium lauril eter sulfat, kokonum sitrat, dan metil paraben.

Detergen pertama yang dihasilkan yaitu natrium lauril sulfat (NSL) yang berasal dari lemak trilausil yang kemudian direduksi dengan hidrogen dibantu dengan katalis. Setelah itu, direaksikan dengan asam sulfat lalu dinetralisasi. Karena proses produksinya yang mahal, maka penggunaan NSL ini tidak dilanjutkan.

Industri deterjen selanjutnya dikembangkan  dengan menggunakan alkil benzena sulfonat (ABS). Akan tetapi, ABS ini memiliki dampak negatif terhadap lingkungan karena molekul ABS ini tidak dapat dipecahkan oleh mikroorganisme sehingga berbahaya bagi persediaan suplai air tanah. Selain itu, busa dari ABS ini menutupi permukaan air sungai sehingga sinar matahari tidak bisa masuk pada dasar sungai yang dapat menyebabkan biota sungai menjadi mati dan sungai menjadi tercemar.

Perkembangan selanjutnya  ABS  diganti dengan linear alkil sulfonat (LAS). Detergen ini memiliki rantai karbon yang panjang dan dapat dipecahkan oleh mikroorganisme sehingga tidak menimbulkan busa pada air sungai. Akan tetapi, LAS juga memiliki kekurangan yaitu dapat membentuk fenol, suatu bahan kimia beracun.

Deterjen yang beredar di pasaran atau yang dikonsumsi sebagian masyarakat Indonesia merupakan hasil produksi dalam negeri, tetapi dengan lisensi dari perusahaan luar negeri. Sebagai contoh  detergen dari produk PT Unilever yang berpusat di Perancis, dan detergen produk Kao.

Bahan Aditif pada Deterjen

Tabel 1.

Bahan Aditif Pada Detergen

Komposisi	Fungsi Utama	Contoh
Abrasives	Menyediakan pelicin, scrubbing dan/atau pengkilap	Calcite Feldspar Quartz Sand
Acids	Menetralisir atau mengatur kebasaan dari komposisi lain	Asam asetat Asam sitrat Asam hidroklorida Asam phosfat Asam Sulfat
Alkalis	Menetralisir atau mengatur keasaman dari komposisi lain Membuat surfaktan dan builders lebih efisien Meningkatkan kebasaan Kebasaan berguna untuk membersihkan kotoran asam, lemak dan minyak. Sehingga, detergen akan lebih efektif ketika bersifat basa	Amonium hidroksida etanolamin natrium karbonat natrium hidroksida natrium silikat
Antimicrobial agents	Membunuh atau menghambat pertumbuhan organisme yang dapat menyebabkan penyakit dan/atau bau	Minyak cemara senyawa ammonium kuartener natrium hipoklorit Triclocarban Triclosan
Antiredeposition     agents	Mencegah kotoran balik lagi	Selulosa karboksi metil polikarbonat polietilen glikol natrium silikat
Bleaches	Memutihkan, mencerahkan dan membersihkan noda
Chlorine bleach	desinfektan	Natrium hypoklorit
Oxygen bleach	Dalam beberapa produk, dapat ditambahkan dengan activator pemutih untuk hasil yang lebih baik pada temperatur air yang rendah	Natrium perborat natrium perkarbonat
Colorant	  mempertahankan warna	Pigments or dyes
Corrosion inhibitors	Melindungi bagian mesin yang berupa logam dan lapisan penutup	Natrium silikat
Enzymes	Ø  Protein diklasifikasikan berdasarkan jenis kotoran yang akan dibersihkan oleh detergen Ø  Selulosa mereduksi pilling dan greying dari kain yang mengandung kapas dan membantu menghilkangkan kotoran partikulat	Amylase (starch soils) Lipase (fatty and oily soils) Protease (protein soils) Cellulase
Fabric softening agents	Memberi kelembutan pada kain	Quaternary ammonium compounds
Fluorescent whitening agents	Membuat kain terlihat lebih cemerlang dan putih ketika terkena sinar	Colorless fluorescing compounds
Fragrances	Ø  Menutupi bau Ø  Memberikan bau  yang sedap pada pakaian dan ruangan	Fragrance blends

Jenis-jenis Deterjen

Berdasarkan senyawa organik yang dikandungnya, detergen dikelompokkan menjadi :

1. Detergen anionik (DAI)

Merupakan detergen yang mengandung surfaktan anionik dan dinetralkan dengan alkali. Detergen ini akan berubah menjadi partikel bermuatan negatif apabila dilarutkan dalam air. Biasanya digunakan untuk pencuci kain. Kelompok utama dari detergen anionik adalah :

·         Rantai panjang (berlemak) alkohol sulfat

·         Alkil aril sulfonat

·         Olefin sulfat dan sulfonat

2. Detergen kationik

Merupakan detergen yang mengandung surfaktan kationik. Detergen ini akan berubah menjadi partikel bermuatan positif ketika terlarut dalam air, biasanya digunakan pada pelembut (softener). Selama proses pembuatannya tidak ada netralisasi tetapi bahan-bahan yang mengganggu dihilangkan dengan asam kuat untuk netralisasi. Agen aktif permukaan kationik mengandung kation rantai panjang yang memiliki sifat aktif pada permukaannya. Kelompok utama dari detergen kationik adalah :

·         Amina asetat (RNH₃)OOCCH₃ (R=8 sampai 12 atom C)

·         Alkil trimetil amonium klorida (RN(CH₃))³⁺ (R=8 sampai 18 atom karbon)

·         Dialkil dimetil amonium klorida (R₂N(CH₃)₂)⁺Cl^- (R=8 sampai 18 atom karbon)

·         Lauril dimetil benzil amonium klorida (R₂N(CH₃)₂CH₂C₂H₆)Cl

c.       Detergen nonionik

Merupakan senyawa yang tidak mengandung molekul ion sementara, kedua asam dan basanya merupakan molekul yang sama. Detergen ini tidak akan berubah menjadi partikel bermuatan apabila dilarutkan dalam air tetapi dapat bekerja di dalam air sadah dan dapat mencuci dengan baik hampir semua jenis kotoran. Kelompok utama dari detergen nonionik adalah :

·         Etilen oksida atau propilen oksida

·         Polimer polioksistilen

HO(CH₂CH₂O)_a(CHCH₂O)_b(CH₂CH₂O)_cH

                                  CH₃                

·         Alkil amida

HOCHCH₃NH₂-HOOCC₁₇O₃₈

                          R

d.     Detergen Amfoterik

Detergen jenis ini mengandung kedua kelompok kationik dan anionik. Detergen ini dapat berubah menjadi partikel positif, netral, atau negatif bergantung kepada pH air yang digunakan. Biasanya digunakan untuk pencuci alat-alat rumah tangga. Kelompok utama dari detergen ini adalah :

Natrium lauril sarkosilat ( CH₃(CH₂)₁₀CH₂NHCH₂CH₂CH₂COONa) dan natrium mirazol.

Berdasarkan kegunaannya jenis-jenis deterjen adalah sebagai berikut :

1.      Detergen pencuci kain, mengandung alkohol etoksilat dan alkil fenoletoksilat

2.      Detergen pencuci piring mengandung zat seperti detergen pencuci tangan

3.      Detergen pembersih peralatan rumah tangga yang mengandung heksa dekiltrimetil amonium klorida

4.      Detergen pembersih industri mengandung zat seperti detergen pembersih rumah tangga

5.      Detergen pembersih gigi yang mengandung natrium lauril sarkosionat

6.      Detergen pelembut kain yang mengandung diokta dekildimetil amonium klorida

Pembuatan Deterjen

Bahan dasarnya adalah dodekil benzena. Reaksi dilakukan dalam reaktor bersisi kaca yang dipasang dengan mixer efisien. Dodekil benzena dimasukkan ke dalam reaktor kaca dicampur dengan asam 22% oleum, pada suhu antara 32-46°C. Kemudian dicampurkan pada suhu 46°C selama kurang lebih 2 jam sampai reaksi selesai. Tahapan berikutnya netralisasi dengan NaOH yang memberikan 60% alkil aril sulfonat dan 40% diluet (natrium sulfat). Adapun pembuatan deterjen dengan berbagai jenis deterjen dilakukan sebagai berikut :

a.       Detergen Anionik

Alkil aril sulfonat

Alkil aril sulfonat terbentuk dari sulfonasi alkil benzena, alkil benzena mengandung inti dengan satu atau lebih rangkaian alifatik (alkil). Inti alkil benzena bisa benzena, toluene, xylena, atau fenol. Alkil benzena yang biasa digunakan adalah jenis DDB (deodecil benzena). Pembuatan deodecil benzena (C₆H₆C₁₂H₂₅) dilakukan dengan alkilasi benzena dengan alkena (C₁₂H₂₄) dibantu dengan katalis asam. Alkilasi benzena kemudian dilakukan reaksi Fiedel-Craft. Detergen alkil benzena yang dihasilkan melalui proses Fiedel-Craft memliki sifat degradasi biologis yang buruk karena terdapat 300 isomer dari propilen tetramer. 

     Olefin sulfat dan sulfonat

Diproses dengan tiga cara, yaitu :

Proses Oxo

Olefin direksikan dengan karbon monoksida dan hidrogen pada suhu 160°^­C sampai 175°C dengan tekanan 100-250 atm, menghasilkan aldehida. Aldehida kemudian dihidrogenasi dengan bantuan nikel sebagai katalis sehingga menghasilkan suatu senyawa alkohol. Aldehida berkurang pada saat terbentuknya alkohol. Alkohol yang dihasilkan dari proses oxo sebagian besar memiliki berat molekul kecil dibandingkan berat molekul alkohol alami. Oxo-alkohol yang memiliki berat molekul tinggi mengalami sulfonasi. Alkohol ini banyak digunakan untuk kosmetik dan produk cairan rumah tangga (tidak digunakan untuk bahan dasar pembuatan detergen).

Proses Alfol ( Proses Ziegar)

           Pada proses ini aluminium trietil dihilangkan dengan logam aluminium dan hidrogen untuk menghasilkan dietilaluminium hidrida. Hidrida dihilangkan dengan etena untuk menghasilkan 3 mol aluminium trietil. Dua pertiganya didaur ulang, sementara sisa trietil direaksikan dengan etena untuk menghasilkan campuran berat molekul tinggi pada aluminium alkil. Kemudian alkil aluminium dioksidasi dan dihidrolisis dengan air untuk menghasilkan alkohol dan aluminium hidroksida.

Proses WI. Welsh

Pada proses ini alfa olefin direaksikan dengan hidrogen bromida dengan bantuan peroksida atau cahaya ultraviolet. Alkil bromida diubah menjadi ester melalui logam halida yang katalisasi dengan asam organik. Ester kemudian dihidrolisis menghasilkan alkohol.

Reaksinya :

                    HBr, UV                                         RCOOH₃

RCH = CH                RCH₂CH₂Br                RCH₂CH₂OOR’

                                                       Logam halida

                                                Hidrolisis, H₂O

RCH₂CH₂OOR’                             RCH₂CH₂OH

                                   -R’COOH

b.      Detergen kationik

Amina asetat (RNH₃)OOCCH₃

Dihasilkan dengan menetralisasi amina lemak dengan asam asetat dan dapat larut dalam air.              

Alkil trimetil ammonium klorida  (RN(CH₃))₃⁺Cl^-

Dihasilkan dari alkilasi lengkap amina lemak atau tetriari amina dengan alkil halida lemak.

Reaksi :

1. R-NH₂ + 3 CH₃Cl                   RN(CH₂)₂Cl + HCl

2. R₂NH + 2 CH₂Cl                  R₂N(CH₂)₂Cl + HCl

c.   Detergen nonionik

Pembuatan detergen nonionik adalah :

Etilen oksida

Proses pembuatannya dengan mereaksikan senyawa yang mengandung kelompok hidrofobik dengan etilen oksida atau propilen oksida, dilakukan pada suhu 150-220°C. Hasil yang diperoleh dinetralkan dengan 30% asam sulfur dan asam asetat glasial.

Amina oksida

Proses pembuatannya dengan mengoksidasi amina tetriari.

d. Detergen amfoterik

Proses pembuatannya yaitu amina lemak dasar (lauril amina) direksikan dengan metil akrilat untuk menghasilkan ester N-lemak--amino propionik. Kemudian disaponifikasi dengan NaOH membentuk garam natrium.

Reaksi :  lauril amina + metil akrilat               natrium lauril sarkosinat

          CH₃(CH₂)₁₀CH₂NH₂ + CH₂=CHCOOCH₃            CH₃(CH₂)₁₀CH₂NHCH₂CH₂COOCH₃  

  NaOH      

                                                   CH₃(CH₂)₁₀CH₂NHCH₂CH₂COONa

       -CH₃OH                      natrium lauril sarkosinat                                                             

                                              

5.  MEKANISME KERJA DETERJEN

Kinerja deterjen, khususnya surfaktannya, memiliki kemampuan yang unik untuk mengangkat kotoran, baik yang larut dalam air maupun yang tak larut dalam air. Salah satu ujung dari molekul surfaktan bersifat lebih suka minyak atau tidak suka air, akibatnya bagian ini mempenetrasi kotoran yang berminyak. Ujung molekul surfaktan satunya lebih suka air, bagian inilah yang berperan mengendorkan kotoran dari kain dan mendispersikan kotoran, sehingga tidak kembali menempel ke kain. Akibatnya warna kain akan dapat dipertahankan.

Jika kotoran berupa minyak atau lemak maka akan membentuk emulsi minyak–air dan detergen sebagai emulgator (zat pembentuk emulsi). Sedangkan apabila kotoran yang berupa tanah akan diadsorpsi oleh detergen kemudian mambentuk suspensi butiran tanah-air, dimana detergen sebagai suspensi agent (zat pembentuk suspensi).

Jenis Surfaktan dan Builders

Secara umum surfaktan di bedakan menjadi 4 macam berdasarkan sifat ioniknya, yaitu:

a.      Surfaktan anionik

Surfaktan ini bila terionisasi dalam air/larutan membentuk ion negatif. Surfaktan ini banyak digunakan untuk pembuatan detergen mesin cuci, pencuci tangan dan pencuci alat-alat rumah tangga. Surfaktan ini memiliki sifat pembersih yang sempurna dan menghasilkan busa yang banyak. Contoh surfaktan ini yaitu, alkilbenzen sulfonat linier, alkohol etoksisulfat, dan alkil sulfat.

b.         Surfaktan nonionik

Surfaktan ini tidak dapat terionisasi dalam air/larutan sehingga surfaktan ini tidak memiliki muatan. Dalam pembuatan detergen surfaktan ini memiliki keuntungan yaitu tidak terpengaruh oleh keadaan air karena surfaktan ini resisten terhadap air sadah. Selain itu juga detergen yang dihasilkan hanya menghasilkan sedikit busa. Contohnya alkohol etoksilat.

c.          Surfaktan kationik

Surfaktan ini akan terionisasi dalam air/larutan membentuk ion positif. Dalam detergen, surfaktan ini banyak digunakan sebagai pelembut. Contohnya senyawa amonium kuarterner

d.        Surfaktan amfoterik

Bila terionisasi dalam air/larutan akan terbentuk ion positif, ion negative atau nonionik bergantung pada pH air/larutannya. Surfaktan ini digunakan untuk pencuci alat-alat rumah tangga. Contoh imidazolin dan betain.

Setelah surfaktan, kandungan lain yang penting adalah penguat (builder), yang meningkatkan efisiensi surfaktan. Builder digunakan untuk melunakkan air sadah dengan cara mengikat mineral-mineral yang terlarut, sehingga surfaktan dapat berkonsentrasi pada fungsinya. Selain itu, builder juga membantu menciptakan kondisi keasaman yang tepat agar proses pembersihan dapat berlangsung lebih baik serta membantu mendispersikan dan mensuspensikan kotoran yang telah lepas. Yang sering digunakan sebagai builder adalah senyawa kompleks fosfat, natrium sitrat, natrium karbonat, natrium silikat atau zeolit.

Namun detergen fosfat memiliki dampak negatif terhadap lingkungan. Yaitu bila bercampur dengan air, fosfat menyebabkan masalah yang besar karena ion fosfat merupakan makanan ganggang sehingga menimbulkan eutrofikasi.

Builder lain yang digunakan saat ini yaitu sodium perborat (NaBO₂.H₂O₂) dan sodium metasilikat (Na₂SiO₃). Builder ini tidak begitu membahayakan lingkungan tetapi builder ini membentuk larutan kaustik yang menimbulkan iritasi pada kulit. Ketika natrium perborat bereaksi dengan air akan membentuk sebuah basa kuat dengan reaksi sebagai berikut :

NaBO₂.H₂O₂ + H₂O₂ + H₂O                NaOH + HBO₂ + H₂O₂

Hidrogen peroksida sebagai bahan pemutih dan pengurai yang membebaskan oksigen, reaksinya sebagai berikut :

2H₂O₂                    2H₂O + O₂

Ketika natrium metasilikat bereaksi dengan air juga akan membentuk larutan basa kuat, reaksinya sebagai berikut :

Na₂SiO₃ + H₂O                2NaOH + H₂SiO₃

Dampak Deterjen terhadap Lingkungan

Masalah yang ditimbulkan akibat pemakaian detergen terletak pada pemakaian jenis surfaktan dan gugus pembentuk.

Akibat Surfaktan

Di dalam air, sisa detergen harus mampu mengalami degradasi (penguraian) oleh bakteri-bakteri yang umumnya terdapat di alam. Lambatnya proses degradasi ini mengakibatkan timbulnya busa di atas permukaan air, dalam jumlah yang makin lama makin banyak. Hal ini disebabkan oleh bentuk struktur surfaktan yang dipakai. Jika struktur kimia berupa rantai lurus, gugus surfaktan ini mudah diuraikan.

                        C-C-C-C-C-C-C-C-C-    (terurai cepat)

                                                                              

                                       SO₃Na

                          Sedangkan jika struktur berupa rantai bercabang, maka surfaktan ini sulit dipecahkan.

                                   C

C-C-C-C-C-C-C-C-C-    (terurai lambat)

                                               C       

                                                                              

                              SO₃Na

Akibat Gugus Pembentukan

                          Masalah yang ditimbulkan oleh gugus pembentuk yaitu gugus ini akan mengalami hidrolisis yang menghasilkan ion ortofosfat.

P₃O₁₀^5- + 2H₂O                  2HPO₄^2- + H₂PO₄^-  

Kedua gugus ini sangat berpengaruh dalam proses eutrofikasi, yang bisa mengakibatkan tanaman alga dan tanaman air tumbuh secara liar.

Penanggulangan Limbah Deterjen

Pada produksi surfaktan anionik digunakan H₂SO₄ encer dengan reaktor film tipis. Terdapat dua macam limbah atau buangan utama yang harus diperhatikan yaitu limbah air cucian dari pembersih bejana yang dinetralkan dan sisa SO₃ yang tidak bereaksi.

Air cucian biasanya sedikit mengandung bahan aktif permukaan anionik yang biasanya diolah dengan proses biologi yang serupa dengan pengolahan limbah utama. Degradasi bakterial pada kondisi aerob mengubah surfaktan anionik menjadi karbon dioksida dan air. Limbah asam dari reactor dicuci dan dinetralisasi dengan air kapur membentuk kalsium sulfat yang tidak larut. Gas sulfonat yang dihasilkan dialirkan ke dalam siklon untuk memisahkan kabut asam dari gas-gas. Asam hasil pemisahan di masukkan kembali ke aliran produknya dan bila gas itu masih mengandung SO­₃ akan dilewatkan kembali ke zona reaksi. Gas cerobong yang mengandung SO₂ dan SO₃ mula-mula akan dilewatkan ke dalam pengendap elektrostatik untuk mengusir asam sulfat dan asam sulfit yang mungkin terbentuk karena adanya uap dalam instalasinya. Gas dari pengendapan akan dimasukkan ke dalam suatu penggosok arus, yang akan bercampur dengan suatu larutan soda kaustik di dalam air. Proses ini digunakan untuk mengusir semua residu SO₂ dan SO₃, sehingga dihasilkan udara bersih.

DAFTAR PUSTAKA

1.      Anonim. Tanpa tahun. ingredients. [Online]. Tersedia: http://www.sdahq.org/cleaning/products/ingredients2.cfm. [9 Maret 2007].

2.      Anonim. Tanpa tahun. ingredients. [Online]. Tersedia: http://www.sdahq.org/cleaning/products/ingredients3.cfm. [9 Maret 2007].

3.      Anonim. Tanpa tahun. Products and Ingredients. [Online]. Tersedia: http://www.sdahq.org/cleaning/products/ingredients1.cfm. [9 Maret 2007].

4.      Anonim. Tanpa tahun. Safety. [Online]. Tersedia: http://www.sdahq.org/cleaning/safety/Welcome.html. [9 Maret 2007].

5.      Anonim. Tanpa tahun. Safety. [Online]. Tersedia: http://www.sdahq.org/cleaning/safety/soapsafety2.html. [9 Maret 2007].

6.      Anonim. 2000. Making Soap With James Hershberger, A Chemical Engineer. [Online]. Tersedia: http://waltonfeed.com/old/soaphome.html. [9 Maret 2007]

7.      Anonim. 2006. Surfactant. [Online]. Tersedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Surfactant#column-one. [9 Maret 2007].

8.      Anonim. 2006. Sabun, Deterjen, dan Kelembutan Busa. [Online]. Tersedia: http://lita.inirumahku.com/health/lita/sabun-deterjen-dan-kelembutan-busa/.

9.      [9 Maret 2007].

10.  Anonim. 2000. The Way Al Makes Soap. [Online]. Tersedia: http://waltonfeed.com/old/soap/soap.html. [9 Maret 2007].

11.  Ilyani S Andang. 2001. Gunakan Deterjen Seminimal Mungkin. [Online]. Tersedia: http://www.mail-archive.com/tlusakti@ypb.or.id/msg00343.html.

12.  [9 Maret 2007].

13.  Ismunandar. 2003. Panduan Memilih Deterjen. [Online]. Tersedia: http://www.pikiran-rakyat.com/cetak/0703/24/cakrawala/lainnya.htm.

14.  [9 Maret 2007].

15.  Ismunandar. 2004. Apa Sih Uniknya Sampai 2 in 1. [Online]. Tersedia: http://www.kimianet.lipi.go.id/utama.cgi?artikel. [9 Maret 2007].