POLITEKNOSAINS VOL. XIV NO. 1
Maret 2015
PENGARUH FRAKSI VOLUME PARTIKEL GENTENG SEBAGAI FILLER TERHADAP PERUBAHAN SIFAT KETAHANAN BAKAR MATERIAL KOMPOSIT POLYESTER RESIN. 1)
Siswanto, 2)Jumardi, 3)Basmal
1),2)
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Pratama Mulia Surakarta Jurusan Teknik Otomotif Politeknik Pratama Mulia Surakarta
3)
ABSTRACT Experimental study of composite materials Polyester resin - filler particles tile aims to determine the effect of particle volume fraction tiles to changes in fuel resistance properties to the composite. Composite fuel tested against nature resistance using ASTM D 635 standard. Matrix composites using Polyester, Filler uses waste particles in tile press machine crhusing milled and sieved using mesh 60-80 . Tile filler particle volume fraction of 30% , 40 % , 50 % , and 60 %. By means of composites manufacture printed on the mold holding time is 40 minutes . Results of testing the resistance properties of composite fuel burning rate data obtained vf 30 % 0.21 mm / sec , 40 % vf 0.18 mm / sec , 50 % vf 0.11 mm / sec , and 60 % vf 0.11 mm / second . The addition of the particle volume fraction in the composite tile causes the firing rate in the composite is lowered . The decrease in the rate of speed of the lowest fuel vf occurred in 50 % , whereas in 60 % vf showed no decrease in the rate of change of the fuel velocity. Keywords : Composites, polyester matrix, the filler particles tile waste, fuel resistance properties .
Pengaruh Fraksi Volume…
8
POLITEKNOSAINS VOL. XIV NO. 1
PENDAHULUAN Tanah lempung merupakan bahan mineral alam yang relatif banyak terdapat di Indonesia. Lempung alam di Indonesia didominasi oleh lempung kelompok montmorillonit yang mudah menyerap air. Sifat fisik dan kimia tanah lempung diantaranya memberikan sifat permukaan halus, produk lebih atraktif, dimensi lebih stabil, dan mempunyai ketahanan yang sangat tinggi terhadap panas dan pengaruh kimia (Pamungkas, 2011). Mineral ini memiliki luas permukaan yang besar dan kapasitas penukar kation yang baik sehingga antarlapis silikat lempung montmorillonit dapat disisipi (diinterkalasi) dengan suatu bahan yang untuk memperoleh suatu bentuk komposit yang sifat fisik kimianya berbeda dibandingkan lempung sebelum dimodifikasi (Negara Sutha, dkk, 2008). Aplikasi lempung pada industri banyak digunakan sebagai bahan pengisi pada komposit. produk yang dihasikan industri dengan memanfaatkan mineral lempung sebagai pengisi diantaranya pada pembuatan kertas, keramik, karet, dan plastik. Pemanfaatan polimer pada rekayasa material komposit dengan memanfaatkan mineral alam sebagai pengisi mengalami perkembangan yang sangat pesat. Pengaruh Fraksi Volume…
Maret 2015
Polimer terdiri dari polimer termoset ( keras dan tidak dapat di daur ulang) dan polimer termoplas (dapat didaur ulang). Bahan komposit polimer terdiri dari bahan yang berfungsi sebagai perekat atau pengikat menggunakan resin dan bahan yang berfungsi sebagai penguat seperti serat maupun bahan berfungsi sebagai pengisi seperti partikel. Jenis resin yang paling umum digunakan adalah resin epoxi, poliester,vinilester, dan resin poliuretan. semua resin tersebut diklasifikasikan sebagai polimer termoset. Karakteristik dan sifat Polimer termoset memiliki banyak kelebihan jika dibandingkan dengan material lain sehingga polimer banyak disukai dan dimanfaatkan dalam berbagai sektor industri tersebut. Sifat dan karakteristik polimer termoset tersebut antara lain: chemical reactive adhesives, thermal conductive adhesive, electrical conductive adhesive, corrosion resistance, kekuatan tarik dan kekuatan bending, namun thermoset juga mempunyai kelemahan yaitu sifat sensitif menyerap air, getas dan notch sensitive (Mohd, dkk, 2010). Penelitian rekayasa material komposit poliester resin berpengisi partikel genteng press limbah ini untuk mengetahui data teknik ketahanan bakar komposit yang optimum terhadap 9
POLITEKNOSAINS VOL. XIV NO. 1
perubahan fraksi volume partikel genteng sebagai pengisi komposit, sehingga material komposit ini dapat di aplikasikan KAJIAN PUSTAKA. Bahan Komposit. Didalam dunia industri kata komposit dalam pengertian bahan komposit berarti terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabung atau dicampur menjadi satu. komposit adalah sruktur material yang terdiri dari 2 kombinasi bahan atau lebih, yang dibentuk pada skala makroskopik dan menyatu secara fisika (Diharjo K, 2005). Keuntungan material komposit dibandingkan dengan material logam adalah bahwa kemampuan material tersebut dapat dibentuk dan diarahkan sehingga kekuatannya dapat diatur hanya pada arah tertentu yang kita kehendaki, hal ini dinamakan "tailoring properties" dan ini adalah salah sifat istimewa yang komposit yaitu ringan, kuat, tidak terpengaruh korosi, dan mampu bersaing dengan logam, dengan
Pengaruh Fraksi Volume…
Maret 2015
sebagai material alternatif industri.
pada
tidak kehilangan karakteristik dan kekuatan mekanisnya. Pengujian Ketahanan bakar komposit. Pengujian ketahanan bakar adalah pengujian komposit terhadap ketahanan komposit terhadap api. Pengujian ini untuk mengetahui ketahanan komposit terhadap laju pembakaran. Sebuah spesimen material yang akan diuji didukung horizontal pada salah satu ujungnya. Ujung bebas terkena tertentu gas api selama 30 s. Panjang spesimen yang di bakar adalah 100 mm. Laju pembakaran adalah panjang spesimen yang terbakar (100 mm) dalam satuan waktu ( detik). Laju kecepatan bakar dapat di hitung dengan persamaan ( ASMT D 635): V = 60 L / t ............. (1) Dimana : L = Panjang pembakaran. (mm). t = waktu pembakaran (detik)
10
POLITEKNOSAINS VOL. XIV NO. 1
Maret 2015
Gambar 1. Skematik pengujian bakar METODE PENELITIAN Bahan. Bahan matrik komposit menggunakan poliester resin jenis BQTN, filler menggunakan partikel genteng press limbah mesh 60-80. hardener menggunakan MEKP. Resin dan hardener dibeli dari Toko Kimia Justus di Semarang.
mengeras kemudian di lepas dari cetakan. Komposit yang dibuat adalah spesimen uji bakar ( ukuran 125 x 13 x 3,0 mm).
Mencetak spesimen. Bahan resin polyester 157 BQTN, partikel genteng limbah dicampur dengan vf 30%, 40%, 50%, 60%. Campuran ditambahkan hardener 2 wt%, kemudian campuran bahan dituang dalam cetakan dan di biarkan mengeras selama 40 menit. Spesimen setelah
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengujian komposit poliester resin-partikel genteng limbah mesh 60-80 terhadap ketahan bakar didapatkan data laju pembakaran vf 30% 0,21 mm/detik, vf 40% 0,18 mm/detik, vf 50% 0,11 mm/detik, dan vf 60% 0,11 mm/detik.
Pengaruh Fraksi Volume…
Menguji Spesimen. Spesimen di uji terhadap sifat ketahanan bakar dengan menggunakan standar ASTM D 635.
11
POLITEKNOSAINS VOL. XIV NO. 1
Maret 2015
Gambar 2. Grafik laju pembakaran rata2
Komposit dengan fraksi volume (vf) partikel genteng sebagai pengisi 30% memiliki laju pembakaran paling tinggi dibanding dengan vf 40%, 50%, dan 60%. Penambahan fraksi
KESIMPULAN. Komposit matrik poliester resin berpengisi partikel genteng limbah setelah dilakukan uji terhadap sifat ketahanan bakar, bahwa penambahan fraksi volume (vf) partikel genteng menyebabkan peningkatan ketahanan bakar pada komposit. Sifat ketahan bakar maksimum didapat pada komposit dengan vf partikel genteng 50%.
Pengaruh Fraksi Volume…
volume partikel genteng sebagai pengisi komposit mengakibatkan menurunnya laju pembakaran. Sifat tersebut karena dipengaruhi bahan partikel genteng yang keras dan tahan terhadap panas tinggi.
DAFTAR PUSTAKA Diharjo Kuncoro, 2005, Pengaruh Perlakuan Alkali terhadap Sifat Tarik Bahan Komposit Serat RamiPolyester, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Mohd HN, dkk, 2010, Flexural and Morphological Properties of Epoxy/Glass Fiber/Silane-Treated Organo-Monmorilonite Composites, School of Materials and Mineral 12
POLITEKNOSAINS VOL. XIV NO. 1
Maret 2015
Resources Engineering, Universiti Sains Malaysia. Negara Sutha, dkk, 2008, Preparasi dan Karakterisasi Komposit Kromium Oksida-Monmorilonit, FMIPA Universitas Udayana Bukit Jimbarandan FMIPA Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Pamungkas Adi, 2011, Studi Mekanika dengan Pengujian Tarik dan Ketangguhan Retak Komposit EpoxyKaolin, Politeknik Negeri Banding. Rusmiyatno Fandy, 2007, Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Tarik dan Kekuatan Bending Komposit Nylon/Epoxy Resin Serat Pendek Random, Fakutas Teknik, Universitas Negeri Semarang.
Pengaruh Fraksi Volume…
13
