BAB II TINJAUAN PUSTAKA

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Komposit

2.1.1

Defenisi Komposit

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen, dimana sifat mekanik dari masing-masing material pembentuknya berbeda. Pada dasarnya, Komposit dapat didefenisikan sebagai campuran makroskopi dari serat dan matriks. Serat merupakan material yang umumnya jauh lebih kuat dari matriks dan berfungsi memberikan kekuatan tarik. Sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan (Schwartz,1984).

Penggunaan material yang siap diaplikasikan sebagai komponen pada suatu struktur menentut adanya peningkatan sifat mekanis yang tinggi. Para rekayasawan pun selalu melakukan berbagai kajian riset untuk merekayasa matrial baru yang memiliki sifat fisi-mekanis lebih baik, seperti bahan baru komposit. Komposit berpenguat serat merupakan jenis komposit yang paling banyak di kembangkan(Vlack,1994). Komposit berbeda dengan paduan, untuk menghindari kesalahan dalam pengertiannya, dijelaskan sebagai berikut: 1.

Paduan adalah kombinasi antara dua bahan atau lebih dimana bahan-bahan

tersebut terjadi peleburan. 2. Komposit adalah kombinasi rekayasa dari dua atau lebih bahan yang mempunyai sifat-sifat seperti yang diinginkan dengan cara kombinasi yang sistematik pada kandungan- kandungan yang berbeda tersebut. Tujuan dibentuknya komposit adalah: a. Memperbaiki sifat mekanik dan sifat spesifik tertentu.

Universitas Sumatera Utara

6

b. Mempermudah desain yang sulit pada manufaktur. c. Menghemat biaya. d. Bahan lebih ringan.

2.1.2 Klasifikasi bahan komposit

Sesuai dengan defenisinya, maka bahan komposit terdiri dari unsur-unsur penyusun. Komposit ini dapat berupa unsur organik, anorganik ataupun metalik dalam bentuk serat, serpihan, partikel dan lapisan. Jika ditinjau dari unsur pokok penyusun suatu bahan komposit, maka komposit dapat dibedakan atas beberapa bagian, antara lain (Schwartz,1984):

1.

Komposit serat ( fiber composite ) Komposit serat yaitu komposit yang terdiri dari serat dan matriks (bahan

dasar) yang diproduksi secara fabrikasi, misalnya serat ditambahkan resin sebagai bahan perekat. Serat menahan beban yang diberikan, sedangkan matriks membungkus serat sekaligus melindunginya dari kerusakan mekanik dan kimiawi. Serat yang digunakan bias berupa serat gelas, serat karbon, serat armid (poly aramide), dan sebagainya. Serat ini bias disusun secara acak (Chopped strand Mat) maupun dengan orientasi tertentu bahkan bias juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. Komposit yang diperkuat dengan serat dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu: a. Komposit serat pendek ( Short Fiber Composite ) Komposit yang digunakan dengan serat pendek biasanya sebagai matriks adalah resin termoset yang amorf atau semikristalin. Untuk mencapai tegangan yang maksimum didalam komposit yang diperkuat dengan serat pendek, panjang serat (I) harus lebih besar dari panjang kritis (IC). Tegangan maksimum untuk serat pendek I IC. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu:


7

1. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang mengandung orientasi secara acak ( inplane random orientasi). Secara acak biasanya derajat orientasi dapat terjadi dari suatu bagian kebagian lain. 2. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang terorientasi atau sejajar satu dengan yang lian. Tujuan pemakaian serat pendek adalah memungkinkan pengolahan yang mudah, lebih cepat, produksi lebih murah dan lebih beraneka ragam.

b. Komposit serat panjang ( Long Fiber Composite) Keistimewahan serat panjang adalah lebih mudah diorientasikan, jika dibandingkan dengan serat pendek. Walaupun demikian serat pendek memiliki rancangan lebih banyak. Secara teoritis serat panjang dapat menyalurkan pembedanan atau tegangan dari suatu titik pemakaiannya.

Perbedaan serat panjang dengan serat pendek yaitu serat pendek dibebani secara tidak langsung. Matrik akan menentukan sifat dari produk komposit tersebut yakni jauh lebih kecil dibandingkan dengan besaran yang terdapat pada serat panjang. Penggunaan serat panjang sebagai penguat secara umum adalah sebagai bahan yang dimaksudkan untuk memperkuat komposit, disamping itu penggunaan serat juga mengurangi pemakaian resin sehingga akan diperoleh suatu komposit yang lebih kuat, kokoh dan tangguh jika dibandingkan produk bahan komposit yang tidak menggunakan serat penguat.

2. Komposit Lapisan ( laminated compodite ) Komposit lapisan merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapisan atau lebih yang digabungkan menjadi satu dan setiap lapisannya memiliki karakteristik sifat sendiri. Komposit yang terdiri dari lapisan serat dan matrik, yaitu lapisan yang diperkuat oleh resin. Maing-masing lapisan dapat berbeda-beda dalam hal material, bentuk dan orientasi penguatannya.


8

3. Komposit serpihan (Flake Composite) Komposit serpihan adalah komposit dengan penambahan material berupa serpihan kedalam matriknya. Suatu komposit serpihan terdiri atas serpihanserpihan yang saling menahan dengan mengikat permukaan atau dimasukkan kedalam matrik. Sifat-sifat khusus yang dapat diperoleh dari serpihan adalah bentuk besar atau datar sehingga dapat disusun dengan rapat untuk menghasilkan bahan suatu penguat yang tinggi untuk luas penampang lintang tertentu. Pada umumnya serpihan-serpihan saling tumpah tindih pada suatu komposit sehingga dapat membentuk lintasan fluida ataupun uap yang dapat mengurangi kerusakan mekanis karena penetrasi atau perembesan.

4. Komposit partikel ( Particulate Composite) Komposit partikel adalah salah satu jenis komposit dimana dalam matrik ditambahkan material lain berupa serbuk/butiran. Perbedaan dengan komposit serat dan komposit serpihan terletak pada distribusi matrial penambahannya. Dalam komposit partikel, material penambah terdistribusi secara acak atau kurang terkontrol dari pada komposit serpuhan. Bentuk partikel ini dapat berupa bulatan, kubil, terragonal atau bahkan bentuk-bentuk yang tidak beraturan tetapi secara rata-rata berdimensi sama.

5. Komposit Pengisi (Filled Composite)

Komposit pengisi adalah komposit dengan penambahan material kedalam meatrik dengan struktur tiga dimensi. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan komposit adalah 1. Orientasi Serat Faktor orientasi serat akan menentukan kekuatan mekanis dari suatu bahan komposit dan arah dimana kekuatan tersebut yang terbesar. Ada tiga jenis orientasi serat yaitu penguatan satu dimensi, dua dimensi dan tiga dimensi. Jenis penguatan serat satu dimensi memiliki kekuatan dan modulus komposit yang maksimum dalam arah orientasi sumber serat. Sedangkan jenis penguatan tiga dimensi adalah isotropic, artinya komposit akan memiliki kekuatan yang sama


9

pada satu titik. Sebagai contoh bentuk CSM (Chopped strand mat) pada komposit dianggap

isotropic,

sedangkan

pada

bentuk

anyaman

(wovwn

roving)

menunjukkan sifat yang berbeda pada setiap titik, maka material ini disebut anisotropic. Pada anyaman woven roving bentuk susunannya artogonal maka disebut serat anisotropic orthogonal.

2. Panjang serat Semua serat yang digunakan secara praktisnya sekarang ini memiliki penampang yang melingkar baik untuk serat panjang maupun serat pendek. Sementara itu serat gelas, plastik dan logam telah dihasilkan dalam berbagai bentuk dan ukuran. Pada umumnya semakin kecil ukuran diameter suatu serat maka akan semakin besar kekuatannya. Hal ini disebabkan kehilangan kecatatan permukaan pada serat. Akan tetapi kekuatan mekanis juga dipengaruhi sifat dasar serat dan matriks yang digunakan.

2.1.3 Aplikasi Komposit

Dalam penggunaan matrial komposit dalam bidang keteknikan mengalami perkembangan pesat dalam beberapa tahun terakhir ini. Perkembangan pesar yang telah dicapai inilah menyebabkan penggantian bahan-bahan tradisional dan logam-logam dalma bahan-bahan komposit yang mempunyai sifat-sifat yang lebih unggul (Piatti,1978)..

Beberapa pemakaian komposit yang telah diperkuat serat: 1. Pesawat terbang yaitu pada sayap, badan pesawat terbang, roda pendarat, baling-baling helikopter. 2. Mobil yaitu pada bagian badan mobil, lampu mobil, bumper, pegas, tempat duduk dan persnelling. 3. Kapal laut yaitu pada badan kapal dan tiang kapal. 4. Kimia yaitu pipa, tangki, dan selang


10

5. Kesehatan, seperti kaki palsu, sambungan sendi pada pinggang dan lain-lain 6. Industri pertahanan, seperti komponen jet tempur, peluru, komponen kapal selam dan lain-lain 7. Perabot dan perlengkapannya yaitu panel, kursi, meja, dan tangan.

2.2

Polimer

Polimer merupakan bidang yang cukup penting. Bukan hanya karena menarik untuk dipelajari, tetapi ini berperan penting dalam ekonomi, khususnya bagi Negara industri. Banyak bahan atau barang di sekitar kita yang terbuat dari polimer mulai bahan makanan, bahan sandang serat-serat sintesis, barang-barang rumah tangga: ember,selang,pipa paralon,komponen TV, computer,alat-alat listrik bahan untuk bangunan yaitu berupa papan komposit. Polimer (Poly = banyak ; mer = Bagian ) adalah suatu molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui ikatan kimia. Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul yang kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam suatu rantai. Jika monomernya sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda akan mengahsilkan kopolimer. Sifat –sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut: 1. Kemampuan cetaknya lebih baik. Pada temperatur rendah bahan dicetak dengan penyuntikan, penekanan,ekstruksi,dan seterusnya. 2. Produk ringan dan kuat. Berat jenis polimer rendah dibandingkan dengan logam dan keramik, yaitu n 1,2-1,7 yang memungkinkan membuat barang kuat ringan. 3. Banyak diantara polimer bersifat isolasi listrik yang baik. Polimer mungkin juga dibuat konduktor dengan jalan mencampurnya dengan serbuk logam, butiran karbon dan sebagainya. 4. Baik sekali ketahananya terhadap air dan zat kimia.


11

5. Produk-produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya. 6. Umumnya bahan polimer lebih murah harganya. 7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu cukup diperhatikan pada penggunaanya. 8. Kekerasan permukaan yang sangat kurang. 9. Kurang tahan terhadap pelarut. 10. Mudah terurai listrik secara elektrostatik. Kecuali beberapa bahan yang khusus dibuat agar menjadi hantaran listrik, kurang higroskopik dan dapat dimuati listrik. 11. Beberapa bahan tahan abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang kecil.

2.3 Material Penguat

Material penguat biasanya kekuatannya tinggi, bentuk material penguat komposit yang dipergunakan adalah bermacam-macam seperti: Serat, Partikel, Lamina atau lapisan, flake atau serpihan, pengisian atau filler. Secara umum fungsi matrial penguat ini adalah sebagai bahan untuk memperkuat komposit, sehingga sifat mekanis menjadi lebih tangguh dan lebih kokoh bila dibandingkan dengan tanpa material penguat. Tangguh adalah jika pemberian gaya atau beban yang menyebabkan bahan-bahan tersebut menjadi patah ( pada pengujian tiga titik lentur). Sedangkan kokoh adalah kondisi yang diperoleh akibat benturan atau pukulan serta proses kerja yang mengubah struktur komposit sehingga menjadi keras pada pengujian impak (Piatti,1978).


12

2.4 Serat

Serat adalah suatu jenis bahan berupa potongan-potongan komponen yang membentuk jaringan memanjang yang utuh. Serat terdiri dari bahan yang kuat, kaku dan getas, karena fungsinya adalah menahan gaya luar.

Pemakaian serat sebagai penguat dalam suatu bahan komposit harus memenuhi beberapa persyaratan: 1. Memiliki kekuatan lentur dan modulus elastik yang tinggi. 2. Permukaan dan diameter harus sama 3. Perbedaan kekuatan diantara serat-serat tunggal harus rendah 4. Mampu menerima perubahan dari matriks dan menerima gaya yang bekerja.

2.4.1 Serat Sebagai Penguat

Fungsi utama dari serat adalah sebagai penopang kekuatan dari komposit, tinggi rendah nyakekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang digunakan, karena tegangan yang dikenakan pada komposit mulanya diterima oleh matrik akan diteruskan kepada serat, sehingga serat akan menahan beban sampai beban maksimum. Oleh karena itu serat harus mempunyai tegangan tarik dan modulus elastisitas yang lebih tinggi dari pada matrik penyusun komposit.

Sistem penguat dalam material komposit serat bekerja dengan mekanisme sebagai berikut: matrial berserat akan memanfaatkan aliran plastis dari bahan matriks (yang bermodulus rendah) yang sedang dikenai tegangan, untuk mentransfer beban kepada serat-seratnya (yang kekuatanya jauh lebih besar). Hasilnya adalah bahan komposit yang memiliki kekuatan dan modulus yang tinggi. Tujuannya menggabungkan keduanya adalah untuk menghasilkan material dan fase primernya(serat) disebar secara merata dan diikat oleh fase sekundernya (matriks). Dengan demikian, konstituen utama yang mempengaruhi kemampuan


13

komposit adalah serat sebagai penguat, matriks dan interface antara serat dengan matriks. Diameter serat juga memegang peranan yang sangat penting dalam memaksimalkan tegangan. Makin kecil diameternya akan memberikan luas permukaan persatuan berat yang lebih besar, sehingga akan membantu transfer tegangan tersebut. Semakin kecil diameter serat (mendekati ukuran Kristal) semakin tinggi kekuatan serat. Hal ini dikarenakan cacat yang timbul semakin sedikit.

2.4.2 Serat Alam

Serat alam dapat dapat diperoleh dari tanaman pisang, bambu, nenas, rosela,kelapa, kenaf, lalang, palem – paleman dan lain-lain. Saat ini, serat alam mulai mendapatkan perhatian dari para ahli material komposit karena : 1. Serat alam memiliki kekuatan spesifik yang tinggi karena serat alam memiliki berat jenis yang rendah 2. Serat alam mudah diperoleh dan merupakan sumber daya alam yang dapat diolahkembali, harganya relatif murah dan tidak beracun.

2.4.3 Serat Kulit Jagung

1 Klasifikasi Tanaman Jagung Tanaman Jagung (Zea mays) Diklasifikasikan Sebagai berikut: Divi

:

Spermatophyta

Sub Divi

:

Agiospermae

Kelas

:

Monocotyledonae

Ordo

:

Rhoedelas

Family

:

Cruciferae

Species

:

Zea mays


14

2 Morfilogi Tanaman Jagung (zea mays)

Gambar 2.1 . Batang Jagung

Gambar 2.2 Kulit jagung Kering

3

Gambar 2.3 Serat Kulit Jagung

Komposisi Kimia Kulit Jagung Adapun Kandungan atau komposisi kimia yang ada pada kulit jagung

yaitu Hermiselulosa(67%), Selulosa(23%) dan Lignin (0,1%). (Zulkarnain.2011) 4

Kulit Jagung Dan Kegunaanya Permintaan gelas plastik terus meningkat dari tahun ke tahun. Maklum

banyak produk barng-barang konsumsi yang menggunakan plastic sebagai pembungkus atau wadahnya. Namun,tanpa disadari, proses pembuatan gelas dari pelastik ini bias menghasilkan limbah yang berbahaya. Begitu juga sampah yang di hasilkan dari gelas plastic lantaran tak biasa di daur ulang tanah. 10 ribu gelas plastic berukuran 240 mililiter bias membuat tumpukan sampah 2-3 meter kubik. Meski daur ulang palstik banyak dilakukan, tak semua sampah plastic itu bias diolah kembali.Mohamad Faisol, Pemilik Mitradata Plastic Packaging, produsen


15

plastik di Surabaya, Jawa barat, menyadari betul dampak negatif tersebut. Karena itu, dia mencoba bahan baku alternative pengganti plastik, yaitu serat kulit jagung.

Menurutnya, kedua bahan tersebut sangat cocok karena memiliki serat yang cukup kuat. sebenarnya banyak sekali bahan yang biasa di pakai, namun yang ekonomis dan tersedia dalam jumlah banyak adalah kulit jagung. (Muhammad Faisol:2010)

Menurut Faisol, dinegara lain, terutama dinegara maju, sebagai besar produsen consumer good Sudah beralih menggunakan kulit jagung sebagai Pengganti plastik. Taiwan sudah menggunakan kulit jagung Untuk membuat palastik. Gelas kulit jagung Taiwan sudah diekspor ke Amerika. Di Indonesia biobag pertama kali dikenalkan oleh PT Ecotech Indopratama pada akhir 2006. Menurut Mutaza sarbini, Direktur pelaksana Ecotech, seperti dikutip situs radio Singapore Internasional “Rahasia biobag terletak pada bahan baku yaitu terbuat dari serat kulit jagung yang disebut mate-bi”. Keunggulan lain dari biobag adalah jika dibuang ditempat pembuangan sampah atau dipendam di dalam tanah mampu terurai secara alami hanya dalam waktu sepuluh sampai empat puluh lima hari.

Serat kulit jagung biasa dimanfaatkan sebagai bahan serat kain berkualitas tinggi, disebut sorona. Teknologi pemanfaatan serat kulit jagung sebagai bahan serat kain dikembangkan pertama kali oleh perusahaan life sciences terbesar di dunia yang bermarkas di Amerika Serikat, Du Pont. Melalui proses penelitian yang cermat, inti dari serat kulit jagung biasa menghasilkan bahan polimer berkualitas tinggi. Teknologi yang ramah lingkungan itu, ongkos produksinya memang lebih mahal ketimbang teknologi yang konvensional. Tapi, seiring dengan meningkatnya kesadaran akan banyaknya pemakaian barang-barang dari plastik bagi kesehatan manusia, terutama dikalangan menengah ke atas- jika kesadaran akan kelestarian alam, maka berbagai barang dari serat kulit jagung bisa dijadikan peluang bisnis.


16

2.5

Matrik

Matrik adalah bahan yang digunakan untuk menyatukan atau mengikat serat tanpa bereaksi secara kimia dengan serat. Syarat utama yang harus dimiliki oleh bahan matriks adalah bahan matriks tersebut harus dapat meneruskan beban, sehingga serat harus bisa melekat pada matriks dan kompatibel antara serat dan matrik. Umumnya matrik yang dipilih adalah matrik yang memiliki ketahanan panas yang tinggi. Fungsi matrik dalam matrial komposit adalah: 1. Memegang dan mempertahankan serat tetap pada posisinya. 2. Mentransfer tegangan ke serat pada saat komposit dikenai beban. 3. Memberikan sifat tertentu bagi komposit, misalnya: keuletan,ketangguhan, dan ketahanan panas. 4. Melindungi serat dari gesekan mekanik 5. Melindungi serat dari pengaruh lingkungan yang merugikan.

2.5.1

Resin Epoksi

Resin epoksi adalah salah satu dari jenis polimer yang berasal dari kelompok termoset dan merupakan bahan perekat sintetik yang banyak dipakai untuk berbagai keperluan termasuk buat kontruksi bangunan. Resin termoset adalah polimer cairan yang diubah menjadi bahan padat secara polimerisasi jaringan silang dan juga secara kimia, membentuk formasi rantai polimer tiga dimensi. Sifat mekanis tergantung pada unit molekuler yang membentuk jaringan silang. Proses pembuatanya dapat dilakukan pada suhu kamar dengan memperhatikan zat-zat kimia yang digunakan sebagai pengontrol polimerisasi jaringan silang agar didapatkan sifat optimim bahan (Hartomo,1992).

Termoset memiliki sifat isotropis dan peka terhadap suhu, mempunyai sifat tidak bisa meleleh, tidak bisa diolah kembali, atom dengan kuat, tidak bisa mengalami pergeseran rantai. Bentuk resin epoksi sebelum pergeseran berupa cairan seperti madu dan setelah pergeseran akan membentuk padatan.


17

Resin epoksi adalah penemuan industri plastik, yang pertama ditemukan oleh Dr.Pierre dari switzerlat dan Rr.S.O Greenlee dari Amerika serikat akhir tahun 1930. Resin ini mempunyai kegunaan yang luas dari industri teknik kimia, listrik, dan sipil sebagai perekat, cat pelapis, pencetakan benda-benda cetakan. Resin epoksi bereaksi dengan pengeras dan menjadi unggul dalam kekuatan mekanik dan ketahanan kimia. Sifatnya bervariasi bergantung pada kondisi dan pencampuran dengan pengerasnya. Resin epoksi memerlukan hardener untuk menemukan sifat mekaniknya. Hardener bukan merupakan katalis serta reaksi antara hardener dengan resin epoksi akan berkontribusi terhadap sifat dasar dari resin epoksi yang telah dipadatkan. Pada keadaan padatnya, resin epoksi biasanya bersifat brittle dan tidak resistan terhadap keretakan, namun jika dikombinasikan dengan hardener, maka sifat-sifat mekaniknya menjadi lebih baik. Hardener yang digunakan dalam penelitian ini adalah Hardener Versamide 140 dari PT Justus Kimia Raya cabang medan. Versamide 140 memiliki kerapatan sebesar 0,970 gr/cm³, dan daya larut sebesar 1-10% (Hartomo,1992).

Seacara umum resin epoksi memiliki karakteristik yaitu: 1. Viskositasnya rendah Resin epoksi dan zat pengerasnya berbentuk cair dengan viskositas rendah, sehingga system prosesnya mudah. 2. Mudah mengeras Resin epoksi mengeras denga cepat dan mudah pada suhu 5 – 150 °C, bergantung pada jenis pengeras yang digunakan. 3. Penyusutan rendah Salah satu sifat yang penting dari resin epoksi adalah penyusutan rendah selama pengerasan. Sedangkan resin tuangan phenolik yang menyerap air menunjukkan penyusutan yang tinggi, seperti juga dengan resin acrylic dan polyester, harus disusun dan diorientasikan kembali didalam phase cair dan kental. Resin epoksi bereaksi dengan penyusutan kecil dan tidak ada hasil sampingan yang mudah timbul dalam bentuk uap.


18

4. Kekuatan retakan yang tinggi Dengan adanya gugusan hidroksil polar dan eter pada rumus kimianya, epoksi merupakan perekat yang sangat baik. Karena resin ini mengeras dengan penyusutan yang rendah maka persinggungan permukaan dengan terbentuk antara resin epoksi cair dengan penguat tidak terganggu selama pengerasan. Terbentuknya pengerasan yang kuat, tidak memerlukan penekanan yang tinggi yang mungkin merupakan yang terbaik dalam teknologi plastik saat ini. 5. Sifat mekanis yang tinggi Kekuatan resin epoksi biasanya lebih tinggi dari kekuatan resin yang lain. Hal ini akibat penyusutan yang rendah, yang meminimumkan tegangan yang dapat memperlemah struktur mekanis. 6. Isolasi listrik yang tinggi Resin epoksi adalah isolator yang sangat baik. 7. Daya tahan kimia yang baik Daya tahan kimia resin epoksi yang mengeras tergantung pada zat pengeras yang digunakan. Daya tahan yang terbaik yang diperoleh dengan spesifikasi bahan yang sesuai. Selain itu, sebagai resin epoksi mempunyai daya tahan baik terhadap asam. 8. Hampir semua plastik dapat melekat cukup kuat kecuali silicon, fluoresin, polietilen dan polipropilen. 9. Tidak ada efek samping terhadap suatu produk yang telah dibentuk atau dicetak 10. Tahan terhadap korosi. Resin epoksi adalah plastik yang paling serba guna saat ini. Sifat-sifat dasarnya dapat diubah dengan beberapa cara, yakni dengan menggabungkan beberapa jenis resin dengan memiliki zat pengeras dan dengan menggunakan zat penggubah (Tono,1997). Resin epoksi digunakan dalam berbagai-bagai industri saat ini antara lain: a. Sebagai bahan solder untuk memperbaiki kapal atau mobil yang terbuat dari plastic dan logam dan sebagai perekat pada struktur pesawat terbang.


19

b. Sebagai senyawa cetakan untuk pembuatan bentuk dasar cetakan. c. Sebagai senyawa lapisan penutup bangunan dan kontruksi jalan raya. Contohnya: Aspal dicampur denga resin epoksi agar tidak mudah rusak apabila digenangi air. d. Sebagai senyawa pembungkus, resin pengisi vernis pada peralatan elektronika dan listrik. e. Sebagai pelapis untuk pesawat terbang dan peluru sebagai filament pembalut dan perlengkapan hiasan dengan cara pencetakan.

Tabel 2.1 Beberapa Sifat Resin Epoksi No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sifat Kerapatan ( gr/cm3) Modulus Young (GPa) Perbandingan Poisson Kekuatan tarik (MPa) Kekuatan Tekan (MPa) Regangan Maksimum (%) Koefisien Muai Panas (10-6C-1) Konduktivitas Panas (Wm-1oC) Temperatur Maksimum (oC) Penyusutan (%) (Sumber: Piatti,1978)

2.6

Pengujian Sifat Fisis Dan Sifat Mekanik

2.6.1

Pengujian Sifat Fisis

Resin Epoksi 1,1 – 1,4 3–6 0,38 – 0,40 35 – 100 100 – 200 1–6 60 0,1 50 – 300 1–2

2.6.1.1 Densitas

Densitas adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi densitas (massa jenis) suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Densitas rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki densitas lebih tinggi akan memiliki volume yang lebih rendah dari pada benda bermassa sama yang memiliki densitas


20

lebih rendah. Untuk menghitung besarnya densitas digunakan persamaan berikut ini:

ρ=

…………………………….(2.1)

Keterangan: ρ = Densitas (gr/cm³) m = massa sampel (gr) V = volume sampel (cm³)

2.6.1.2 Penyerapan Air (Water Absorption)

Besar kecilnya penyerapan air pada sampel sangat dipengaruhi oleh pori atau rongga yang terdapat pada sampel. Semakin banyak pori-pori yang terkandung dalam sampel maka akan semakin besar pula penyerapan sehingga ketahannya akan berkurang. Kadar air papan partikel tergantung pada kondisi udara disekelilingnya, karena papan partikel ini terdiri atas bahan-bahan yang mengandung lingo selulosa sehingga bersifat hidroskopis. Kadar air papan partikel akan semakin rendah dengan semakin banyaknya penguat yang digunakan, karena kontak antara partikel akan semakin rapat sehingga air akan sulit masuk diantara partikel papan komposit. Sutigno (1994) menyatakan bahwa kadar air papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, yaitu metode oven (netode pengurangan berat). Persentase berat air yang mampu diserap agregat dan serat di dalam air disebut serap air ( Saragih, D. Natalia, 2007).

Pengukuran daya serap air dilakukan dengan mengukur massa awal (mk), kemudian diberikan perlakuan perendaman dalam air dingin selama 24 jam dan diukur kembali massanya (mb). Nilai daya serap air papan komposit dapat dihitung dengan: Daya serap air (%) =

x 100 %

………………………..(2.2)

Keterangan :


21

Mb = Massa contoh uji sesudah perendaman (gr) Mk = Massa contoh uji sebelum perendaman (gr)

2.6.2 Pengujian Sifat Mekanik

2.6.2.1 Kuat tarik

Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui batas kuat tarik dari benda uji tersebut. Sampel uji berbentuk persegi panjang dengan ukuran 120 mm dan lebar 20 mm sesuai dengan standar ASTM D 638. Dengan melakukan uji tarik, maka kita akan mengetahui bagaimana benda uji tersebut bereaksi terhadap tarikan dan sejauh mana material tersebut bertambah panjang. Besaran kekuatan tarik dari benda uji adalah:

F

F ΔL

Lo F

Ao Gambar 2.4 Pengujian kuat tarik ( tensile strength test ) Nilai kekuatan tarik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : σ= ε=

…………….(2.3)

x 100 %

…………(2.4)

dengan :

σ = Kuat tarik (Mpa) F

= Gaya (N)

Ao = Luas permukaan (mm2) ε

= Regangan ( % )

ΔL = Pertambahan panjang (mm)


22

Lo = Panjang mula-mula (mm) 2.6.2.2

Kuat Impak

Kekuatan impak adalah suatu kriteria penting untuk mengetahui kegetasan bahan polimer. Prinsip pengujian impak adalah menghitung energi yang diberikan beban dan menghitung energi yang diserap oleh spesimen. Saat beban dinaikkan pada ketinggian tertentu, beban memiliki energi potensial, kemudian saat menumbuk spesimen energi kinetik mencapai maksimum. Energi yang diserap spesimen akan menyebabkan spesimen mengalami kegagalan. Bentuk kegagalan itu tergantung pada jenis materialnya, apakah patah getas atau patah ulet.

Kekuatan impak yang dihasilkan (Is) merupakan perbandingan antara energy serap (Es) dengan luas penampang (A). Kekuatan impak dapat dihitung dengan persamaan:

Gambar 2.5 Pengujian Kuat Impak

Nilai kekuatan Impak dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Is =

……………….(2.5)

dengan : Is = Kekuatan Impak Es = Energi serap (J) A = Luas permukaan (mm2)


23

2.6.2.3 Kelenturan

Pengujian kekuatan lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan komposit terhadap pembebanan pada tiga titik lentur. Di samping itu pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui sifat elastis suatu bahan. Pada pengujian ini terhadap sampel uji diberikan pembebanan yang arahnya tegak lurus terhadap arah penguatan serat. Pembebanan yang diberikan yaitu pembebanan dengan tiga titik lentur, dengan titik-titik sebagai bahan penahan berjarak 90 mm dan titik pembebanan diletakkan pada pertengahan panjang sampel.

b

P h

L

Gambar 2.6 Pengujian Kuat Lentur (flexural strength test)

Persamaan berikut digunakan untuk memperoleh nilai kekuatan lentur :

...................................................( 2.6)

dengan : UFS = kekutan lentur (N/m2) P = gaya penekan (N) L = jarak dua penumpu (m) b = lebar sampel (m) h = tebal sampel uji (m)


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents