1
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkembang saat ini mendorong para peneliti untuk menciptakan dan mengembangkan suatu hal yang telah ada maupun menciptakan suatu hal yang baru namun bermanfaat dan bernilai ekonomis bagi masyarakat. Disamping itu telah banyak inovasi yang terjadi di bidang teknologi material khususnya material komposit. Dimana material komposit merupakan perpaduan antara dua atau lebih bahan yang memiliki sifat yang berbeda baik sifat kimia maupun fisikanya dengan tujuan menghasilkan sifat-sifat fisis, mekanik maupun listrik yang lebih baik daripada sifat masingmasing bahan penyusunnya akan tetapi tidak menghilangkan sifat utama bahan dasarnya tersebut (Sriati, 2002). Material komposit mempunyai sifat renewable atau terbarukan (berasal dari alam) sehingga mengurangi konsumsi bahan kimia serta gangguan pencemaran lingkungan hidup. Salah satu contoh jenis material komposit berdasarkan matriksnya yaitu komposit matriks polimer (KMP) merupakan suatu material yang strukturnya terdiri dari dua fasa yaitu filler (Reinforcement) berupa serat dan matriks berupa resin. KMP menjadi salah satu material alternatif yang digunakan pada komponen otomotif salah satunya yaitu kanvas rem. Dimana material KMP memiliki sifat densitas yang rendah (bobotnya ringan), mudah dibentuk, memiliki kekuatan dan ketangguhan tinggi, tidak mudah menyerap kelembaban (ketahanan korosi tinggi) serta tidak mudah cepat mengalami gesekan (tahan aus). Kanvas rem merupakan salah satu komponen yang terdapat dalam setiap kendaraan yang berfungsi memperlambat dan menghentikan laju kendaraaan khususnya kendaraan darat terutama saat melaju dengan kecepatan tinggi. Secara konvensional kanvas rem cakram terbuat dari bahan asbestos dan unsur - unsur tambahan lainnya seperti SiC, Mn atau Co. Akan tetapi bahan asbestos memiliki kekurangan yaitu mudah mengalami aus yang diakibatkan karena adanya gaya gesekan yang menghasilkan suatu panas pada saat proses pengereman sehingga
Universitas Sumatera Utara
2
menyebabkan bahan kanvas rem tersebut meleleh dan mengalami perubahan bentuk (cepat mengalami susut/aus) dikarenakan titik leleh bahan kanvas rem cakram tersebut yaitu 250oC. Selain itu, sifat bahan penyusun kanvas rem cakram yaitu asbestos dapat menimbulkan penyakit kanker paru-paru dikarenakan asbestos memiliki sifat karsinogeniki serta bahan tambahan seperti Co dan Mn memiliki sifat toksik yang dapat mencemari lingkungan. Pramuko (2012) melakukan suatu penelitian pembuatan kanvas rem dari komposit berpenguat serat bambu, fiber glass, serbuk aluminium dengan pengikat resin polyester dengan metode pencampuran mekanik. Hasil yang didapat dari penelitian tersebut adalah variasi komposisi massa yang optimum yaitu 20% serat bambu, 30% fiber glass, 30% aluminium dengan 20% resin polyester pada kompaksi 2 ton menghasilkan nilai kekerasan sebesar 14,47 BHN dan nilai keausan sebesar 0,0062 mm2/kg. Pada penelitian lainnya Syahid (2011) menggunakan material komposit fly ash Batubara dengan resin epoksi sebagai bahan kanvas rem. Hasil yang diperoleh yaitu pada komposisi optimum yaitu 40% fly ash dan 60% resin epoksi yaitu /mm2 dan keausan sebesar 2,02 x 10-7 gr/mm2 Dalam penelitian ini, dibuat suatu komposit matriks polimer dari bahan baku serat rami dan serat pinang dengan perekat resin epoksi sebagai kanvas rem menggunakan teknik konvensional cetak dan tekan. Kelayakan serat rami sebagai filler (penguat) dikarenakan serat rami memiliki kerapatan massa yang tinggi sebesar 1,50 gram/cm3 sehingga memiliki kekuatan yang tinggi yaitu 91 dyne/cm2, nilai modulus elastisitas 44-90 GPa. Selain itu serat rami memiliki diameter yang kecil yaitu 35 µm dan mengandung lignin sebesar 0,6–0,7%wt yang dapat mengurangi gaya gesekan dan transfer panas yang merata dan serat rami sangat murah dan ramah lingkungan. Serat buah pinang adalah bagian keras berserat meliputi endosperma yang memiliki 30-45% selulosa sebagai unsur penting kekuatan serat. Sedangkan resin epoksi sebagai matriks dikarenakan resin epoksi memiliki densitas 1150 kg/m3, nilai kekuatan tarik 65-79 MPa dan modulus elastisitas 3100 MPa sehingga dapat meningkatkan kekuatan komposit sebagai aplikasi kanvas rem.
Universitas Sumatera Utara
3
Sehingga campuran tersebut diharapkan dapat menghasilkan suatu komposit sebagai kanvas rem cakram yang memiliki sifat fisis, mekanik dan termal yang baik sesuai dengan standar SAEJ661 serta tahan lama. Uji karakterisasi untuk komposit yang diperkuat serat rami dengan matriks resin epoksi meliputi : sifat fisis (densitas, porositas dan daya serap air), sifat mekanik (kekerasan dan ketahanan gesek) dan sifat termal (Differential Thermal Analyzer). Diharapkan nantinya kanvas rem ini memiliki keunggulan dari kanvas yang sudah beredar di pasaran, dengan harganya lebih murah, praktis, ramah lingkungan serta dapat menciptakan lapangan kerja yang baru.
1.2 Rumusan Masalah Dalam penelitian ini menyajikan beberapa perumusan masalah yang akan diselesaikan antara lain: 1. Apakah pemanfaatan serat rami dan serat buah pinang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan kanvas rem. 2. Bagaimana proses pembuatan kanvas rem yang dibuat dari serat rami dan serat buah pinang dengan perekat resin epoksi menggunakan teknik konvensional cetak dan tekan sudah memenuhi standar sesuai dengan standar pengujian kanvas rem (SAEJ661). 3. Bagaimana formulasi komposisi serat rami, serat buah pinang dan resin epoksi sebagai kanvas rem sehingga memiliki kualitas yang sangat baik dan tahan lama? 4. Bagaimana sifat-sifat fisis, mekanik dan sifat thermal dari komposit yang diperkuat oleh serat rami dan serat buah pinang dengan perekat resin epoksi?
1.3 Batasan Masalah Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan, maka perlu ada pembatasan masalah penelitian : 1. Komposit yang diperkuat serat rami, serat buah pinang dan perekat resin epoksi dibentuk dengan menggunakan teknik cetak dan tekan. 2. Campuran pada proses pembuatan kanvas rem ini divariasikan serat rami. serat buah pinang, karbon aktif serta perekat resin epoksi dengan variasi
Universitas Sumatera Utara
4
komposisi
50:10:10:30,
55:10:10:25,
60:10:10:20,
65:10:10:15
dan
70:10:10:10 dengan massa total campuran 100 gr 3. Ukuran serat rami dan serat buah pinang sebagai bahan penguat yaitu ukuran acak maksimal 0,5 cm. 4. Proses kompaksi untuk komposit diperkuat serat rami dan serat buah pinang dengan perekat resin epoksi dilakukan dengan tekanan 7 ton ditahan selama 10 menit. 5. Pengujian untuk komposit diperkuat serat rami dan serat buah pinang dengan perekat resin epoksi meliputi : sifat fisis (densitas, porositas dan daya serap air), sifat mekanik (kekerasan dan ketahanan gesek) dan sifat thermal dengan DTA (Differential Thermal Analyzer) sesuai dengan standar SAE (Society of Automotive Engineers) J661 6. Kanvas rem yang dibuat adalah jenis kanvas rem cakram. 7. Analisis kualitas sampel kanvas rem dilakukan sesudah proses pencampuran serat rami dan serat buah pinang dengan perekat resin epoksi.
1.4 Tujuan Penelitian Dalam penelitian ini memiliki tujuan, yaitu : 1. Untuk membuat kanvas rem dengan bahan baku serat rami dan serat buah pinang dengan perekat resin epoksi yang mempunyai nilai yang berbeda dari kanvas rem yang ada dipasaran. 2. Untuk mengetahui pengaruh komposisi terhadap sifat fisis, mekanik dan thermal dari komposit yang diperkuat oleh serat rami dan serat buah pinang dengan perekat resin epoksi. 3. Untuk mengetahui apakah kanvas rem yang terbuat dari antara serat rami dan serat buah pinang dengan perekat resin epoksi sudah memenuhi standar SAEJ661.
Universitas Sumatera Utara
5
1.5 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini nantinya diharapkan memberikan manfaat bagi masyarakat: 1. Mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi mengenai kanvas rem yang memiliki sifat tahan lama, stabil terhadap korosi dan tahan terhadap gesekan yang pada akhirnya mampu mendukung dunia industri. 2. Sebagai
bahan
masukan
kepada
pemerintah
untuk
mengolah
dan
memanfaatkan serat rami sebagai bahan kanvas rem yang bernilai ekonomis, terjangkau dan ramah lingkungan.
1.6 Sistematika Peulisan Sistematika penulisan masing-masing bab sebagai berikut : Bab I
Pendahuluan Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan
BAB II
Tinjauan Pustaka Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa, serta pembahasan
Bab III
Metode Penelitian Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, tempat penelitian, diagram alir penelitian dan prosedur penelitian
Bab IV`
Hasil Dan Pembahasan Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa yang diperoleh dari penelitian
Bab V
Kesimpulan Dan Saran Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan memberikan saran untuk penelitian lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara
