Ikaningsih & Arifin, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 4  (Oktober  2020) Hal. 222-228
Proses Pelapisan Krom pada Material ABS ( Acrylonitrile Butadiene Styrene )
Manty Aldilani Ikaningsih*, Devi Eka Septiyani Arifin
a Jurusan Teknik Metalurgi, Fakultas Teknologi Manufaktur, Universitas Jenderal Achmad Yani Alamat resmi: Jalan Ters. Gatot Soebroto (sebelah PT. PINDAD) Bandung.
b Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Perancangan dan Kontruksi Mesin, Politeknik Negeri Bandung Alamat resmi : Jl. Gegerkalong Hilir, Desa Ciwaruga, Kab. Bandung Barat
*E-mail: manty.aldilani@lecture.unjani.ac.id

## Abstract
Plating  on  plastic  (POP)  is  a  technology  to  increase  mechanical  properties  and  aesthetic  value  of plastic materials, so that material is protected and more durable. In addition, metal-coated plastic will look  more  good  and  shiny.  In  this  study,  ABS  material  was  coated  with  chrome  through  an electroplating proces. It is hoped that the chrome coated ABS will have a good resistant to abration, resistant to chemicals, and a good electrical conductivity. The stages of the process carried out in the process  of  chrome  electroplating  on  ABS  material  are  sanding  –  soak  cleaning  –  etching  – neutralization  –  catalization  –  acceleration  –  Ni  electroless  –  Ni  electroplating  –  Cr  electroplating. Based on the experiments that have been carried out chrome layer coated ABS material properly and homogenous.
Kata kunci: electroplating, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), chromium, nickel

## Abstrak
Plating  on  plastic (POP)  merupakan  suatu  teknologi  untuk  meningkatkan  sifat  mekanik  dan  nilai estetika dari material plastik, sehingga plastik terlindungi dan lebih tahan lama. Selain itu, plastik yang dilapisi logam pun akan terlihat lebih indah dan berkilau. Dalam penelitian ini, material ABS dilapisi dengan  krom  melalui  proses  elektroplating.  Harapannya  material  ABS  yang  dilapisi  krom  akan memiliki  ketahanan  yang  baik  terhadap  abrasi,  bahan  kimia  dan  konduktivitas  listrik  yang  baik. Adapun tahapan proses yang dilakukan dalam proses elektroplating krom pada material ABS meliputi pengamplasan  - soak  cleaning –  etsa  –  netralisasi  –  katalisasi  –  akselerasi  –  elektroless  Ni  – elektroplating Ni  – pickling – elektroplating Cr. Berdasarkan percobaan  yang telah dilakukan terlihat bahwa lapisan krom melapisi material ABS dengan baik dan homogen.
Kata kunci: elektroplating, ABS ( Acrylonitrile Butadiene Styrene ), krom, nikel

## 1. Pendahuluan
Dewasa  ini,  penggunaan  material  sudah  banyak  beralih  ke  material  plastik.  Kelebihan  dari  material  plastik  antara lain  ringan,  mudah  dibentuk,  isolator  yang  baik  dan  tahan  terhadap  bahan  kimia.  Namun  plastik  tidak  tahan  terhadap gesekan dan panas serta mudah rusak. Produk yang dihasilkan dari proses elektroplating sangat luas digunakan dalam bidang industri, seperti automobile , kapal, elektronik, perhiasan dan industri mainan anak (1).
Salah satu metode untuk meningkatkan sifat mekanik dan nilai estetika dari material plastik adalah teknologi plating on plastic (POP). Pelapisan pada plastik dapat dilakukan dengan menggunakan logam emas, perak, alumunium, nikel, krom  dan  tembaga  (2).  Dengan  pelapisan  logam,  material  plastik  akan  memiliki  ketahanan  terhadap  abrasi, konduktivitas  listrik,  reflektivitas  dan  nilai  dekoratif  yang  lebih  baik,  sehingga  dapat  meningkatkan  nilai  jual  dan fungsinya. Adapun proses pelapisan dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain elektroplating, pengecatan atau pernis. Namun proses pelapisan yang paling banyak digunakan dan lebih efisien adalah elektroplating.
Elektroplating dilakukan dengan cara mengalirkan arus listrik melalui larutan antara logam atau material lain yang konduktif. Benda yang terhubung dengan kutub negatif disebut anoda dan benda yang terhubung dengan kutub negatif disebut katoda (3). Larutan diantara anoda dan katoda disebut larutan elektrolit, yang berfungsi sebagai penghasil ion- ion logam dan harus  mengandung unsur-unsur logam  yang akan diendapkan. Pada katoda terjadi proses penangkapan elektron  sedangkan  pada  anoda  terjadi  reaksi  pelepasan  elektron,  sehingga  proses  pengendapan  yang  berlangsung  di katoda berdampak terhadap penambahan ketebalan dan berat benda (4).
Ikaningsih & Arifin, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 4  (Oktober  2020) Hal. 222-228

## Gambar 1 Skema Elektroplating (5)
Krom mempunyai sifat tahan terhadap korosi. Selain itu, krom mempunyai sifat keras dan tahan terhadap gesekan (6).  Biasanya  krom  digunakan  pada  tahap  akhir  dalam  proses  elektroplating.  Krom  juga  digunuakan  untuk memperindah  penampilan  suatu  material  (permukaan  menjadi  keras  dan  mengkilap).  Salah  satu  ciri  khas  adalah warnanya yang putih berkilau.
Material  plastik  yang  dapat  dilapisi  antara  lain  polipropilena,  polisulfon,  polietersulfon,  polieterimida,  Teflon  dan ABS  ( Acrylonitrile  Butadiene  Styrene ).  Kelebihan  material  ABS  antara  lain  nilai  koefisien  muai  panas  yang  rendah, nilai kekerasan yang baik, kestabilan dimensi yang baik, kemampuan proses yang baik, daya lekat (adhesi) yang tinggi, tahan terhadap bahan kimia, lebih murah dibandingkan dengan logam, tahan abrasi, tahan cuaca dan memberikan kesan logam  ( metallic  appearance )  setelah  dilakukan  elektroplating  (7).  Material  ABS  dapat  dicetak  dengan  menggunakan injection  molding .  Material  ABS  merupakan  material  yang  banyak  digunakan  dalam  proses  elektroplating  karena permukaannya  mudah  dietsa  dibandingkan  dengan  material  plastik  lainnya.  Hal  tersebut  berpengaruh  pada  daya  lekat (adhesivitas) logam pelapis terhadap permukaan material plastik ABS (8)
ABS merupakan termoplastik polimer yang terdiri dari tiga monomer pembentuk, yaitu acrylonitrile (A), butadiene (B),  dan styrene (S). Acrylonitrile bersifat  tahan  terhadap  bahan  kimia  dan  stabil  terhadap  panas. Butadiene dapat meningkatkan  ketangguhan  ( toughness )  dan  kekuatan  impak. Styrene dapat  membuat  permukaan  polimer  menjadi mengkilat  dan  lebih  licin,  kaku  serta  mudah  diproses.  Monomer-monomer  tersebut  ditambahkan  dengan  persentase acrylonitrile 15  –  35%, butadiene 5  –  30%  dan styrene 40  –  60%.  Perubahan  persentase  yang  sangat  kecil  pada monomer akan menyebabkan perubahan sifat fisik dan mekanik pada material ABS (9).
Gambar 2 Rumus Kimia Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) (10)
Yuniati  dari  Politeknik  Negeri  Lhokseumawe  (2010)  melakukan  proses  pelapisan  nikel  terhadap  material  ABS dengan  beberapa  tahapan,  yaitu  pembersihan,  etsa,  sensitisasi,  aktivasi,  elektroless  dan  elektroplating.  Penelitian dilakukan  dengan  memvariasikan  konsentrasi  larutan  palladium  klorida  dan  stano  klorida.  Dari  penelitian  tersebut, didapat kondisi optimum untuk tahap aktivasi material ABS pada larutan stano klorida berkonsentrasi 10 g/L selama 3 menit dan larutan palladium klorida berkonsentrasi 0,5 g/L selama 3 menit (11).
Pada penelitian ini dilakukan proses elektroplating krom pada material ABS dengan tujuan untuk memperbaiki nilai estetika  pada  material  plastik  ABS.  Proses  pelapisan  krom  akan  menghasilkan  hasil  pelapisan  yang  keras  dan menghasilkan sifat dekoratif yang baik.

## 2. Material dan metode penelitian
Metode  penelitian  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  metode  eksperimental.  Alat  yang  digunakan  antara lain rectifier/power  supply DC,  mesin  amplas,  gelas  kimia, stirrer,  heater dan  timbangan.  Material  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  Acrylonitrile  Butadiene  Styrene  (ABS)  dalam  bentuk  lembaran.  Adapun  larutan  yang digunakan dalam proses elektroplating ditunjukkan dalam Tabel 1.
Tabel 1 Komposisi bahan kimia dan kondisi proses elektroplating krom terhadap material ABS No.
Tahapan Proses Bahan Kimia Kondisi Proses 1. Soak cleaning Natrium karbonat, Natrium fosfat T = 50 – 70 °C ; t = 2 – 10 menit 2. Pembilasan Air T ruang; t = 30 – 90 detik 3. Acid dip Asam sulfat T ruang; t = 30 – 90 detik
4. Etsa Asam kromat, Asam sulfat T = 60 – 70 °C; t = 30 – 60 menit 5. Netralisasi T ruang; t = 30 – 60 detik 6. Katalisasi Palladium klorida, Stannous klorida, Asam klorida T ruang; t = 7 menit 7. Akselerasi Asam klorida T ruang; t = 5 menit 8. Elektroless Ni Nikel sulfat, Natrium hipofosfit T = 70 - 80 °C; t = 6 menit 9. Pickling Asam klorida T ruang; t = 30 – 90 detik 10. Elektroplating Ni Nikel sulfat, Nikel klorida, Asam borat, Brightener, Wetting agent T = 55 – 65 °C; I = 3A; t = 12 menit; Anoda = nikel 11. Elektroplating Cr Asam kromat, Asam sulfat, Katalis T = 38 - 45 °C; I = 3 – 6 A; t = 3 – 9 menit; Anoda = timah hitam/timbal

## Gambar 3 Spesimen ABS

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses  elektroplating  krom  terhadap  material  ABS  terdiri  dari  dua  tahapan  utama  yang  memiliki  peranan  penting, yaitu  tahap  persiapan  permukaan  dan  pelapisan  logam.  Tahap  persiapan  permukaan  terdiri  dari  pengamplasan, pembersihan, etsa, aktivasi, akselerasi, dan elektroless nikel. Tahap pelapisan permukaan dilakukan setelah permukaan material bersifat konduktif yang terdiri dari elektroplating nikel dan elektroplating krom.
Proses  elektroplating  merupakan  proses  elektrodeposisi  pelapis  logam  pada  permukaan  suatu  material  dengan metode elektrokimia. Suatu material dapat dielektroplating bila memiliki permukaan yang bersifat konduktor. Material ABS  merupakan  jenis  plastik  yang  bersifat  isolator.  Oleh  karena  itu,  spesimen  ABS  harus  melalui  tahap  persiapan permukaan terlebih dahulu agar dapat dielektroplating. Proses persiapan permukaan ini dilakukan dengan tujuan untuk mengkonduktifkan permukaan spesimen ABS yang isolatif.
Tahapan awal dari persiapan permukaan material ABS adalah pengamplasan. Proses pengamplasan dilakukan untuk membuka  pori  permukaan  material  yang  akan  dielektroplating.  Material  ABS  diamplas  dengan  menggunakan  amplas halus  1000  mesh.  Hasil  elektroplating  dari  material  yang  tidak  diamplas  memiliki  daya  lekat  yang  kurang  baik, sehingga lapisannya mudah terkelupas.
Gambar 4 Hasil elektroplating material ABS yang tidak diamplas (kiri) dan material ABS yang diamplas (kanan)
Setelah  proses  pengamplasan,  material  ABS  dicuci  dan  dicelupkan  ke  dalam  larutan  pembersih.  Proses soak cleaning bertujuan untuk menghilangkan debu, minyak, lemak dan garam sisa pengamplasan dari permukaan material ABS  yang  akan  dielektroplating.  Permukaan  material  ABS  haruslah  benar-benar  bersih  agar  reaksi  pada  tahap berikutnya lebih efektif dan peluang keberhasilan proses pelapisan lebih besar.
Gambar 5 Proses soak cleaning dengan larutan pembersih
Setiap tahapan proses dalam persiapan permukaan harus selalu diikuti dengan pembilasan air untuk menghilangkan sisa-sisa  larutan  proses  sebelumnya.  Material  ABS  yang  telah  bersih  dietsa  dengan  menggunakan  larutan  asam  sulfat pekat. Proses etsa berperan penting menentukan daya lekat antara substrat (material ABS) dan material pelapis (logam). Material  plastik  yang  telah  dietsa  akan  mengikis  permukaan  material  ABS  dan  membentuk  pori  akibat  reaksi  kimia dengan larutan etsa, sehingga meningkatkan luas area permukaan pelapisan.

## Gambar 6 Proses etsa
Proses selanjutnya adalah netralisasi, katalisasi dan akselerasi. Tujuan dari netralisasi adalah menghilangkan oksida yang tersisa dari proses soak cleaning dan etsa. Adapun katalisasi bertujuan untuk  mengaktifkan atau  mengkataliskan permukaan material ABS. Ion katalis akan menempel di permukaan pori ( micro-activities ) dan mengikat logam pelapis. Proses katalisasi yang kurang baik akan menghasilkan lapisan elektroplating yang tidak merata. Adanya palladium yang menempel pada permukaan material ABS yang ditandai dengan lapisan tipis berwarna kehitaman menunjukkan proses katalisasi  berjalan  dengan  baik.  Proses  selanjutnya  adalah  akselerasi  yang  bertujuan  untuk  meningkatkan  penyerapan ion pada proses katalisasi yang sebelumnya.
Ikaningsih & Arifin, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 4  (Oktober  2020) Hal. 222-228
Material  ABS  yang  telah  dikatalis  (aktif)  kemudian  dielektroless  nikel.  Pada  proses  ini,  permukaan  material  ABS dilapisi dengan logam nikel tanpa mengalirkan arus listrik. Oleh karena itu, dilakukan penambbahan senyawa hipofosfit sebagai reduktor ke dalam larutan elektrolit. Pada proses elektroless nikel, ion logam nikel dari larutan elektrolit akan terkumpul  pada  permukaan  material  ABS.  Lapisan  yang  terbentuk  dari  proses  elektroless  berfungsi  sebagai  substrat konduktif  dan  pengikat  antara  material  ABS  dan  lapisan  yang  dilapisi.  Pada  proses  elektroless  akan  terbentuk gelembung-gelembung udara di sekitar material ABS, sesuai dengan persamaan reaksi berikut:
𝐻 2 𝑃𝑂 2 − + 𝑁𝑖 2+ + 𝐻 2 𝑂 ⇌   𝐻 2 𝑃𝑂 3 − + 𝑁𝑖 + 2𝐻 +
𝐻 2 𝑃𝑂 2 − + 𝐻 2 𝑂 ⇌   𝐻 2 𝑃𝑂 3 − + 𝐻 2 𝐻 2 𝑃𝑂 2 − + 𝐻 ⇌   𝐻 2 𝑂 + 𝑂𝐻 − + 𝑃

## Gambar 8 Proses Elektroless Nikel
Proses  selanjutnya  adalah  proses  elektroplating  nikel.  Pada  proses  ini,  material  ABS  yang  telah  konduktif  dilapisi logam nikel dengan bantuan arus listrik.
Komposisi kimia dari larutan elektrolit yang digunakan dalam proses elektroplating nikel adalah:
1) Nikel sulfat sebagai bahan utama dalam elektroplating nikel untuk memenuhi kebutuhan nikel.
2) Nikel klorida untuk membantu meningkatkan konduktivitas larutan.
3) Asam borat untuk mempertahankan pH larutan.
4) Brightener untuk mengkilapkan lapisan nikel yang terbentuk.
5) Wetting  agent untuk  memberikan  sifat  basah  (mengurangi  tegangan  permukaan)  pada  permukaan  benda  kerja agar mudah dilapisi.
Adapun anoda yang digunakan adalah plat nikel dengan kandungan 99% nikel. Pada proses elektroplating ini, anoda akan  melarut  dan  teroksidasi  menghasilkan  ion  nikel  yang  nantinya  akan  membentuk  lapisan  di  permukaan  material ABS. Adapun persamaan reaksi yang terjadi adalah:
Anoda
𝑁𝑖  → 𝑁𝑖 2+ + 2𝑒
𝑁𝑖  → 𝑁𝑖 2+ + 2𝑒
Katoda
𝑁𝑖 2+ + 2𝑒 → 𝑁𝑖
Tahapan  terakhir  adalah  elektroplating  krom.  Larutan  elektrolit  yang  digunakan  adalah  campuran  asam  kromat sebagai  bahan  utama  krom  dan  asam  sulfat  sebagai  katalis.  Anoda  yang  digunakan  dalam  elektroplating  krom  adalah plat  timbal  (timah  hitam),  yang  merupakan  logam  inert.  Adapun  persamaan  reaksi  yang  terjadi  pada  elektroplating sebagai berikut:
Anoda
2𝐻 2 𝑂  →   4𝐻 + + 𝑂 2 + 4𝑒 𝑃𝑏  +   4𝑂𝐻 − →   𝑃𝑏𝑂 2 + 2𝐻 2 𝑂 + 4𝑒 2𝐶𝑟 3+ +   3𝑂 2 →   2𝐶𝑟𝑂 3 + 6𝑒 Katoda 𝐶𝑟 2 𝑂 7 2− + 14𝐻 + + 12𝑒 → 2𝐶𝑟 + 7𝐻 2 𝑂
2𝐻 + + 2𝑒 → 𝐻 2 𝐶𝑟 2 𝑂 7 2− + 14𝐻 + + 6𝑒 → 2𝐶𝑟 3+ + 7𝐻 2 𝑂
Gambar 10 Proses elektroplating krom
Gambar  10  menunjukkan  material  ABS  sebelum  dan  setelah  dielektroplating.  Dari  Gambar  10,  terlihat  bahwa lapisan yang dihasilkan cukup baik dan merata.
Gambar 11 Material ABS yang belum dielektroplating (kiri) dan material ABS yang telah dielektroplating (kanan)

## 4. Kesimpulan
Hasil  eksperimen  menunjukkan  bahwa  proses  elektroplating  krom  pada  material  ABS  dengan  tahapan  proses berikut: pengamplasan – soak cleaning – etsa – netralisasi – katalisasi – akselerasi – elektroless nikel – elektroplating nikel – elektroplating krom menghasilkan lapisan hasil elektroplating yang cukup baik dan merata.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  semua  pihak  yang  membantu  baik  berupa  materi  maupun  pikiran, sehingga penelitian dan jurnal ini dapat terselesaikan.

## Daftar Pustaka
1. Lou HH, Huang Y. Electroplating. Encycl Chem Process. 1978;1:839–48.
2. Equbal A, Dixit NK, Sood AK. Electroless Plating on Plastic. Int J Sci Eng Res. 2013;4(8).
3. Manurung C. Pengaruh Kuat Arus Terhadap Ketebalan Lapisan Dan Laju Korosi (Mpy) Hasil Elektroplating Baja Karbon Rendah Dengan Pelapis Nikel. (45).
4. Al Hasa MH. Pengaruh Rapat Arus Listrik dan Waktu Pelapisan Terhadap Ketebalan Lapisan Nikel Pada Foil Uranium. Urania. 2007;13(1):1–10.
5. Electroplating Concepts Chemistry Tutorial [Internet]. [cited 2020 Jan 28]. Available from:
https://www.ausetute.com.au/electroplate.html
6. Mutholib A. Elektroplating Dekoratif Protektif dengan Kapasitas Larutan Elektrolit Nikel 20 L dan Krom 10 L. Universitas Diponegoro; 2006.
7. Pandey V, Suri NM. Copper Plating on ABS plastic. Int Res J Eng Technol. 2016;03(04):2726–8.
8. Alawy F. Pengaruh Variasi Waktu Pelapisan Khrom pada Plastik ABS dengan Metode Elektroplating [Internet]. 2017 [cited 2018 Jul 2]. Available from: http://repository.umy.ac.id/bitstream/handle/123456789/13532/BAB 5.pdf?sequence=5&isAllowed=y
9. Alfreda Campo E. The Complete Part Design Handbook: for Injection Molding of Thermoplastics. 2006. 539 p.
10. Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS Plastic): Uses, Properties & Structure [Internet]. [cited 2020 Jan 28]. Available from: https://omnexus.specialchem.com/selection-guide/acrylonitrile-butadiene-styrene-abs-plastic
11. Yuniati. Optimasi Tahap Aktivasi Pelapisan Logam Nikel (Ni) Pada Plastik ABS Secara Elektroplating. J Teknol [Internet]. 2010 [cited 2018 Jul 2]; Available from: http://jurnal.pnl.ac.id/wp- content/plugins/Flutter/files_flutter/1395110873jurnalteknologiOktober2010.pdf