PENGARUH FRAKSI VOLUME SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIS KOMPOSIT MATRIKS POLIMER POLYESTER DIPERKUAT SERAT PELEPAH GEBANG

Jurnal Jurusan Pendidikan Teknik Mesin (JJPTM) Volume : Vol: 5 No: 2 Tahun:2016

PENGARUH FRAKSI VOLUME SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIS KOMPOSIT MATRIKS POLIMER POLYESTER DIPERKUAT SERAT PELEPAH GEBANG Oleh: I Putu Gede Suartama1, I Nyoman Pasek Nugraha2, Kadek Rihendra Dantes3 1

Jurusan Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas teknik Dan Kejuruan, Universitas Pendidikan Ganesha, Singaraja, Indonesia

2


3


E-mail : [email protected], [email protected], [email protected] Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui vraksi volume terbaik yang dapat digunakan sebagai komposit bermatrik polyester dengan penguat serat pelepah gebang. Sifat mekanik yang dimaksudkan adalah kekuatan impak dan foto mikro permukaan patahan hasil uji impak pada komposit ini. Komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matrik polimer polyester ini menggunakan fraksi volume 0% (tanpa serat), 20%, 40%, dan 60% serat dalam komposit sesuai ASTM D 6110-04. Spesimen dibuat sepuluh sampel per fraksi volume untuk mengetahui rata-rata kekuatan spesimen. Selanjutnya data dianalisis menggunakan ANAVA Dari penelitian yang dilakukan diketahui bahwa nilai impak tertinggi ada pada fraksi volume 3 serat 60% yaitu 4.495,04383 J/m , sedangkan kekuatan impak terendah ada pada fraksi volume 0% 3 (tanpa serat) yaitu 604,50120 J/m . Pada fraksi volume serat 0%-60% rata-rata mengalami patah getas (brittle) dan mekanisme fiber puul out dan dikategorikan memiliki pola patahan sikat (brush fracture) pada fraksi serat 60%. Kata Kunci : brittle, gebang, impack, komposit, polyester Abstract This reserch was conducted to determine the best volume vraksi that can be used as a composite matriks Polyester with fiber amplifier gebang. Mechanical properties is meant impact strength and fracture surface micro photograph impact test results on this composite. Composite fibers gebang with polyester polymer matrix using 0 % volume fraction ( without fiber ) , 20 % , 40 % , and 60 % of the fibers in the composite according to ASTM D 6110-04. The samples speciment volume fractions to determine the average power of the specimen. Furthermore, the data were analyzed using ANAVA From this research known that the highest impact is on the fiber volume fraction of 60 % 3 which is 4495.04383 J / m , while the impact strength is lowest at 0 % volume fraction ( without fiber ) 3 is 604.50120 J / m . In the fiber volume fraction of 0% - 60% on average brittle fracture ( brittle ), fiber puul out and categorized has a fracture pattern brush (brush fracture) on the fiber fraction of 60% Keywords : brittle, gebang, impack, komposit, polyester


PENDAHULUAN Teknologi hijau atau teknologi ramah lingkungan semakin serius dikembangkan oleh negara-negara di dunia saat ini, dan menjadi salah satu tantangan yang terus diteliti oleh para pakar untuk mendukung kemajuan teknologi ini. Salah satunya mengenai komposit yang berpenguat serat, baik itu dari variasi matrik sebagai pengikat maupun serat sebagai bahan penguat, jenis anyaman hingga bahan dasar matrik maupun serat. Penelitian juga berkembang dengan penggunaan bahan serat alam untuk beberapa variasi matrik sintetis dan alami. Komposit berpenguat serat alam semakin intensif dikembangkan sehubungan dengan penggunaannya dalam berbagai bidang kehidupan serta tuntutan pemakaian material yang murah, mudah diperoleh, ringan, memiliki sifat mekanik yang kuat, tahan korosi dan ramah lingkungan, sehingga dapat menjadi bahan alternatif selain logam dan fiber glass yang tidak ramah lingkungan. Komposit adalah salah satu cara pengolahan bahan utamanya plastik, salah satu faktor yang cukup aplikatif dalam dunia engineering adalah dimungkinkannya peningkatan sifat dengan penguat serat disamping itu plastik juga memiliki sifat ketahanan kimia (chemical resistant) yang baik. Perkembangan plastik meningkat sejak ditemukannya material komposit yang cepat diserap dan dipakai oleh industry pesawat terbarng, otomotif, militer, alat-alat olahraga, kedokteran, bahkan sampai alat-alat rumah tangga. Selain material pengikat (matrik) komposit juga mengunakan material penguat atau pengisi (filler), material pengikat ini mengunakan serat, serat biasanya terdiri dari bahan yang kuat, kaku dan getas. Hal ini ditujukan agar serat dapat menahan gaya dari luar atau tumbukan yang

diterima. Gaya luar atau tumbukan ini dapat didapatkan melalui pengujian impak pada komposit. Serat pada dasarnya dibagi menjadi dua yaitu serat alami (natural fiber) dan serat buatan (syntethic fiber). Serat banyak dimanfaatkan di dunia perindustrian, seperti prabrik pembuat tali, industri tektil, industri kertas, karena mempunyai kekuatan yang tinggi, serat sangat baik untuk material komposit. Serat alami sekarang banyak digunakan karena jumlahnya banyak, sangat murah, dan ramah lingkungan. Jadi sering dimanfaatkan sebagai material penguat seperti serat jute, kenaf, abaca, rosella, jerami dan masih banyak serat alami yang lain yang biasa dimanfaatkan. Serat alam yaitu serat yang berasal dari alam (bukan buatan ataupun rekayasa manusia). Serat alam atau bisa dibilang sebagai serat alami ini yang biasanya didapat dari serat tumbuhan (pepohonan) seperti pohon bambu, pohon kelapa, pohon pisang serta tumbuhan lain yang terdapat serat pada batang maupun daunnya. Serat alam yang berasal dari binatang, antara lain sutera, ilama dan wool. Penelitian dan penggunaan serat alami berkembang dengan sangat pesat dewasa ini karena serat alami banyak memiliki keunggulan dibandingkan dengan serat buatan (rekayasa), keunggulan dari serat alami seperti beban lebih ringan, bahan mudah didapat, harga relatif murah dan yang paling penting ramah lingkungan terlebih Indonesia memiliki kekayaan alam yang begitu melimpah. Pohon gebang (Corypha Utan Lamarck) merupakan jenis palma yang sangat bermanfaat dalam menunjang kehidupan manusia. Sekalipun masih berstatus liar dimata masyarakat dan tumbuh menjadi hutan kawasan, namun potensinya yang cukup besar


tanpa disadari telah dimanfaatkan oleh masyarak NTT khususnya dan Indonesia umumnya seperti; bahan bangunan, makanan, minuman, peralatan rumah tangga, kerajinan, ramuan obat-obatan. (B.P. Naiola, 2006). Serat tumbuhan ini cukup baik yang dihasilkan dari tangkai daunnya, setelah dibelah-belah, direndam dan diolah lebih lanjut. Serat ini juga dapat dipintal menjadi tali. Selain bahan baku serat yang bernilai ekonomis dan mudah didapat, berkualitas, ramah lingkungan, dan meminimalisasi peluang pemanfaatan bahan baku berpeluang korosi dan mudah terbiodegradasi. Palma ini tumbuh menyebar di dataran rendah hingga ketinggian sekitar 300 m dpl. Gebang menyukai padang rumput terbuka, aliran sungai, tepi rawa, dan kadang kadang tumbuh pula di wilayah berbukit. Di beberapa tempat yang cocok, biasanya tak jauh dari pantai, gebang dapat tumbuh menggerombol membentuk sabuk hutan yang cukup luas. Gebang ditemukan menyebar luas mulai dari India melewati Asia Tenggara, Filipina dan Indonesia hingga ke Australia utara. (B.P. Naiola, 2006). Selain karena mudah didatapat serat pelepah dari pohon gebang ini mudah terbiodegradasi sedangkan fiber glass sukar terbiodegrasi secara alami. Selain itu fiber glass juga menghasilkan gas CO dan debu yang berbahaya bagi kesehatan jika fiber glass didaur ulang, sehingga perlu adanya bahan alternatif pengganti fiber glass tersebut. Penggunaan serat alami untuk bahan penguat komposit sudah dilakukan oleh banyak pihak seperti, (Basuki, 2008) meneliti tentang analisa sifat mekanik komposit epoksi dengan penguat serat pohon aren (ijuk) model lamina berorientasi sudut acak

(random). Dari hasil pengujian diperoleh nilai kekuatan tarik rata-rata pada komposisi berat serat 20% dan 30% berturut-turut sebesar 2,577 kg/mm2 dan 2,251 kg/mm2, menurun dibandingkan dengan komposisi 100% dengan kekuatan tarik sebesar 3,687 kg/mm2. Pada komposisi berat serat 40%, 50% dan 60% kekuatan tarik rata-rata cenderung meningkat dibanding 100% epoksi yaitu 5,128 kg/mm2, 3,921 kg/mm2 dan 3,762 kg/mm2. Sedangkan pada uji impak menunjukan terjadi kenaikan dan penurunan energi impak dari fraksi berat serat 20%-60%, sehingga yang memiliki energi impak tertinggi adalah 40% yaitu 11,132 joule/mm2. Dari penelitian ini orientasi sudut acak serat berpengaruh terhadap kekuatan tarik dan impak material komposit. Penelitian lainnya dilakukan oleh (Yudha Yoga Pratama, dkk, 2014) yang meneliti tentang Pengaruh Perlakuan Alkali, Fraksi Volume Serat, Dan Panjang Serat Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Serat Sabut Kelapa _ Poliester. Dari penelitian ini didapatkan ketiga faktor dalam penelitian ini yaitu perlakuan alkali (1 jam, 2 jam, 3 jam, 4 jam), faktor panjang serat (10 mm, 20 mm, 30 mm) dan fraksi volume serat (35%, 40%, 45%) berpengaruh signifikan terhadap kekuatan tarik komposit serat sabut kelapa-polyester. Penelitian sebelumnya mengenai penggunaan serat pelepah gebang dilakukan oleh (Jurfara Daud J A, dkk, 2012) diketahui bahwa terjadi peningkatan kekuatan tarik pada serat yang diberikan perlakuan alkali. Kekuatan tarik tertinggi pada serat tunggal yang diberikan perlakuan alkali adalah pada serat yang menerima perlakuan alkali selama 2 jam yaitu 72,18 N. Dengan post curing (pemanasan) dalam oven dengan temperature 600C selama 24 jam didapat kekuatan impak tertinggi pada


fraksi volume serat 70% yaitu 6,95344004 Joule, namun serat terlalu banyak sehingga matrik tidak dapat melapisi serat dengan sempurna. Pada penelitian (Yusuf, dkk, 2009) dengan judul “Pengaruh Fraksi Volume Dan Orientasi Serat Terhadap Kekuatan Tarik Dan Impak Bahan Komposit Serat Rami Kontinu Bermatrik Polyester” komposit dibuat dengan metode hand lay-up pada ≈ 37,9%, 47,5% dan 57,2%. Hasil pengujian dengan fraksi volume 37,9% dengan nilai kekuatan impak komposit 0,27 Joule, merupakan hasil penguatan yang tinggi. Dengan mengacu pada penelitian sebelumnya maka penulis akan meneliti dengan menggunakan serat pelepah gebang dengan perlakuan alkali 5% selama 2 jam. Perbedaan dari penelitian sebelumnya adalah komposit berpenguat serat pelepah gebang dibuat dengan fraksi volume 0%, 20%, 40%, dan 60% dengan orientasi serat continues sejajar dengan perbandingan matrik dengan hardener 100:1. Serta diuji beban kejut menggunakan uji impak dengan alat uji charpy dan foto mikro patahan hasil uji. Pengujian impak merupakan suatu pengujian yang mengukur ketahanan bahan terhadap beban kejut. Sehingga uji impak berbeda dengan pengujian lain seperti tarik dan kekerasan dimana pembebanan dilakukan secara perlahan. Kaitannya dalam bidang otomotif pengujian ini sangat diperlukan karena umumnya pembebanan yang terjadi seperti pada bodi kendaraan adalah beban kejut dan dalam kaitannya dengan material dapat diuji dengan uji impak. Sehingga penelitian ini di khususkan hanya dalam pengujian impak. Pengujian impak merupakan suatu upaya untu mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui, dimana beban tidak selamanya beban terjadi

secara perlahan melainkan datang secara tiba-tiba. (Yuwono, 2009) Sedangkan foto mikro dilakukan untuk mengetahui pola patahan pada pembebanan apakah matrik mampu mengikat serat. METODE Pada penelitian tugas akhir ini harus terdapat rancangan penelitian, sehingga mempermudah peneliti bagaimana penelitian ini akan dilakukan. Desain penelitian atau rancang bangun penelitian adalah rencana dan struktur penyelidikan yang disusun demikian rupa sehingga peneliti akan dapat memperoleh jawaban untuk pertanyaan-pertanyaan penelitiannya. Dalam penelitian tugas akhir ini dapat dijelaskan dengan oleh diagram alir penelitian. Diagram alir penelitian Pengarus Fraksi Volume Serat Terhadap Sifat Mekanik Komposit Berpenguat Serat Pelepah Gebang Bermatrik Resin Poliester adalah sebagai berikut :


Gambar 2. Continous Fiber Composit (Sumber : Gibson,1994)

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian Komposit didefinisikan sebagai struktur dalam skala makro atau mikro yang dibuat dari bahan-bahan yang berbeda, ciricirinya pun tetap terbawa setelah komponen terbentuk sepenuhnya. Karena itu selalu ada antarmuka diantara dua bahan, dan sifat-sifat antarmuka ini mempunyai pengaruh yang jelas terhadap sifatsifat komposit. Pendapat lain tentang komposit yaitu paduan dari dua atau lebih material untuk mendapatkan material baru dengan sifat-sifat tertentu sesuai yang diinginkan, baik dari sifat mekanik maupun sifat ketahanan terhadap korosi (Ir. Ary Mustofa Ahmad, 2006). Komposit yang dibuat dalam penelitian ini merupakan jenis FRC (Fiber Reinforced Composite), merupakan komposit yang fasa penguatnya berupa serat. Serta dibentuk dengan susunan serat searah atau disebut dengan Continous Fiber Composit seperti gambar dibawah ini:

Dalam sebuah komposit terdapat dua bagian, yaitu filler atau pengisi atau penguat yang dalam penelitian ini berupa serat dari pelepah pohon gebang, dan bagian kedua adalah matrik yang merupakan bagian terbesar yang mengisi sebuah komposit yaitu polyester resin dan pengeras berupa MEKPO (Meetil Etil Keton Peroksida) dengan perbandingan 100: 1. “Serat adalah sebuah zat yang panjang, tipis, dan mudah dibengkokkan”. (Tim Fakultas Teknik Universitas Surabaya, 2001) Panjang serat beberapa ratus kali lebarnya. Ditinjau dari segi zat kimia penyusunnya, serat tersusun atas molekul-molekul yang sangat besar yaitu berupa selulose, protein, thermoplastics atau mineral. Serat dari pelepah gebang yang bernama latin Corpyha Utan Lamarch diperoleh dengan membelah pelepah terlebih dahulu untuk mencari bagian seratnya serta dibersihkan dengan kapi lalu dikeringkan dan diberi perlakuan alkali NaOH 5% selama 2 jam.


Gambar 3. Perlakuan Alkali Setelah serat yang diberi perlakuan alkali di bilas dan dikeringkan barulah serat bisa ditimbang sesuai fraksi volume yang sudah ditentukan yaitu 0%, 20%, 40%, dan 60%. Fraksi volume ditentukan dengan rumus berikut ini (Rusmiyanto, 2007): 𝑉! = 𝑉!"#$% % x 𝑉!"#$% ……………... (1) M! = ρ! x !! ………………………… (2) 𝑉! = 𝑉! % x V!"#$% ………………… (3) ! 𝑉!"#"$%& = !"" 𝑥 𝑉! ………………… (4) Keterangan : Vf = Volume serat (cm3) Vserat % = Volume serat (%) Vcetak = Volume cetakan (cm3) Mf = Massa serat (gr) 𝜌f = Massa jenis serat (gr/cm3) Vm = Volume resin (cm3) Vm% = Volume resin (%) Vkatalis = Volume katalis (cm3) Sehingga didapatkan perhitungan sebagai berikut : 20% = 1,2 gr 40% = 2,4 gr 60% = 3,5 gr

tergantung material dan alat uji yang digunakan. ASTM D 6110-04 (Standard Test For Determining the Charpy Impact Resistence of Notched Specimen of Plastics). ASTM yang digunakan yang mengacu pada ASTM D 6110-04 yang merupakan dimensi standar untuk pengujian komposit plastik dengan alat uji Charpy dengan dimensi sebagai berikut:

Gambar 4. Dimensi Uji Impak Berdasarkan ASTM D 6110-04 Setelah spesimen dibentuk dan sesuai dengan ASTM D 6110-04. Seperti gambar di bawah ini:

hasil

Setelah diketahui berat masingmasing fraksi volume barulah dilakukan pembentukan komposit sesuai ASTM. ASTM atau (American Society for Testing Materials) adalah standard operasional / metode analisa Amerika untuk pengujian material, yang sudah dibakukan. Sedangkan ASM adalah asosiasinya di Amerika. ASM mengembangkan keilmuan yang berhubungan dengan material khususnya logam. ASTM yang digunakan untuk menguji material berbeda – beda

0% 40%

20% 60%

Gambar 5. Spesimen sesuai dengan ASTM D 6110-04

Selanjutnya dilakukan dengan proses curing dalam oven dengan suhu 600 selama 24 jam. Untuk mengetahui kekuatan mekanis yang dalam penelitian ini


adalah energi yang dapat diserap spesimen dengan beban kejut yaitu dengan uji impak. Pengujian impak dilakukan menggunakan alat uji charpy, dimana dimana spesimen diletakan dengan posisi melintang pada takik dan menghadap arah datangnya pendulum.

Setelah lensa difokuskan pada patahan dandidapatkan gambar yang jelas, dilakukan dokumentasi pada patahan tersebut sehingga didapatkan foto sebagai berikut:

Gambar 8. Hasil Pengujian Mikrografi Patahan Spesimen Pengujian Impak Dengan Fraksi Volume Serat 40%

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 6. Pengujian Impak Dengan Alat Uji Charp Selanjutnya spesimen patahan hasil uji impak diuji kembali untuk mengetahui pola patahan yang terjadi dengan uji mikrografi. Patahan spesimen di lihat menggunakan mikroskop dengan pembesaran 10x dan memilih satu spesimen per fraksi volume yang dapat mewakili pola patahan yang terjadi.

Tegangan yang terjadi pada komposit dengan sususnan serat layer continous akan diteruskan ke semua serat. Dari hasil pengujian impak yang dilakukan ke semua spesimen diketahui bahwa energi serap meningkat seiring dengan bertambahnya fraksi volume serat berturut-turut 0%, 20%, 40%, dan 60% dengan rata-rata 1,28 N.m, 2,31 N.m, 3,95 N.m, dan 5,95 N.m. Selanjutnya besar energi potensial yang diserap oleh spesimen komposit akan menunjukan kekuatan impak benda uji yang dapat dihitung dengan persamaan (Surdia, 2005) 𝐼! =

𝐸! − 𝐸! 𝐴

Keterangan :

Gambar 7. Pengujian Mikrografi

Is : Kekuatan Impak (J/m2) Es : Energi yang diserap setelah tumbukan (J)


E0 : Energi yang diserap tanpa adanya sampel pada alat uji (J) A : Luas penampang lintang sampel (m2) Tabel 1. Kekuatan Impak Komposit Matrik Polimer Polyester yang Diperkuat Serat Pelepah Gebang Fraksi Volume Serat 0% 20% 40% 60%

Energi Serap Ratarata (Es) 1,28 N.m 2,31 N.m 3,95 N.m 5,94 N.m

Berikut ini merupakan diagram kekuatan impak antar fraksi volume serat Komposit Matrik Polimer Polyester yang Diperkuat Serat Pelepah Gebang:

Gambar 9. Diagram Garis Perbandingan Kekuatan Impak Per Fraksi Volume. Selanjutnya data tersebut dianalisa kembali menggunakan Anava AS untuk mengetahui bahwa memang terdapat pengaruh fraksi volume serat terhadap kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang bermatrik polimer polyester. Namun sebelum itu dilakukan untuk uji asumsi (prasyarat) penggunaan analisis varians dan juga uji asumsi analisis untuk studi korelasional yang dimiliki (Dantes, 2014). Uji prasyarat yang dilakukan adalah : 1) Uji Normalitas Sebaran Data, dan 2) Uji Homogenitas Varians. Dan didapatkan data sebagai berikut: (1) Terdapat perbedaan kekuatan impak komposit berpenguat serat

Luas Penampang (A) 0,00129032 m2 0,00129032 m2 0,00129032 m2 0,00129032 m2

Kekuatan Impak (Is) 604,50120 J/m2 1.402,763673 J/m2 2.673,778589 J/m2 4.216,041105 J/m2

pelepah gebang dengan matriks polimer polyester antara fraksi volume serat 0% dengan 20% (p<0,05). Kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester fraksi volume serat 20% lebih besar dari 0%. (2) Terdapat perbedaan kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester antara fraksi volume serat 0% dengan 40% (p<0,05). Kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester fraksi volume serat 40% lebih besar dari 0%. (3) Terdapat perbedaan kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester antara fraksi volume serat 0% dengan 60% (p<0,05). Kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester fraksi volume serat 60% lebih besar dari 0%. (4) Terdapat perbedaan kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester antara fraksi volume serat 20% dengan 40% (p<0,05). Kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang


dengan matriks polimer polyester fraksi volume serat 40% lebih besar dari 20%. (5) Terdapat perbedaan kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester antara fraksi volume serat 20% dengan 60% (p<0,05). Kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester fraksi volume serat 60% lebih besar dari 20%. (6) Terdapat perbedaan kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester antara fraksi volume serat 40% dengan 60% (p<0,05). Kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester fraksi volume serat 60% lebih besar dari 40%. (7) Dapat ditulis dengan: 0% < 20% < 40% < 60% Pada pengamatan mikrografi diketahui bahwa kegagalan karena beban bermula dari penampang serat yang paling lemah, semakin bertambahnya beban maka semakin banyak serat yang patah, sehingga pada komposit serat beban yang terjadi tidak akan mengakibatkan serat putus secara bersamaan. Hal tersebut menjadi keuntungan dari material komposit. Pengamatan yang dilakukan dapat dilihat dari gambar dibawah ini:

Briettle Gambar 10. Hasil Foto Mikro Patahan Pada Fraksi Volume 0%

Fiber pull out

briettle

void

Gambar 11. Hasil Foto Mikro Patahan Pada Fraksi Volume 20%

fibre pull out briettle Gambar 12. Hasil Foto Mikro Patahan Pada Fraksi Volume 40% delaminasi

briettle fibre pull out Gambar 13. Hasil Foto Mikro Patahan Pada Fraksi Volume 60% Pada fraksi volume 0% - 60% dapat dilihat patahan matrik dengan fraksi menunjukkan pola patah getas atau (briettle) dan menunjukan pola patahan yang segaris, tampak rata, dan mengkilap terutama pada komposit 0% (tanpa serat). Patah getas atau (briettle) seperti pada gambar terjadi akibat karakteristik matrik memang getas (briettle). Sifat matrik yang getas (briettle) sehingga memungkinkan tingkat elastisitas komposit menjadi menurun. Akan tetapi komposit mengalami putus baik


patahan matrik pada satu titik dan terjadi pada daerah beban. Hal ini mengindikasikan bahwa matrik masih mampu bekerja sama menerima beban tarik. Bukti lain bahwa sepanjang permukaan komposit tidak mengalami retak. Secara mikroskopik pada penampang patahan komposit, kondisi patahan menunjukkan mekanisme fiber pull out, dimana pada ujung patahan terlihat ada pemutusan serat bahkan kondisi serat tercabut dari matriknya. Keadaan tersebut terjadi pada spesimen fraksi volume serat 20% sampai 60%, hal tersebut diakibatkan karena matrik tidak mampu mengikat serat. Selain itu pada fraksi volume 60% sudah terlihat ada bagian serat yang tidak terkena matrik (delaminasi). Delaminasi biasanya terjadi akibat terlalu banyak serat pada komposit. Pada fraksi volume 20% terdapat gelembung udara (void) pada spesimen. Void atau tertinggalnya gelembung udara pada spesimen komposit diakibatkan kurang meratanya proses pengadukan matrik dan hardener. Pola patahan secara umum pada fraksi 20%-60% disebut Brush Type karena patahan serat terjadi di sembarang tempat (menyerupai sikat), dan matrik patah getas (brietle) SIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Kekuatan impak komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester semakin meningkat dengan bertambahnya fraksi volume serat pelepah gebang yang digunakan sebagai pengisi hingga fraksi volume serat 60%. Kekuatan impak tertinggi adalah sebesar 4.495,04383 J/m2 dengan kekuatan impak rata-rata sebesar

4.216,041105 J/m2 pada fraksi volume serat 60%. 2. Pada fraksi volume 0% - 60% dapat dilihat patahan matrik dengan fraksi menunjukkan pola patah getas atau (briettle) dan menunjukan pola patahan yang segaris, tampak rata, dan mengkilap terutama pada komposit 0% (tanpa serat). Secara mikroskopik pada penampang patahan komposit, kondisi patahan menunjukkan mekanisme fiber pull out, dimana pada ujung patahan terlihat ada pemutusan serat bahkan kondisi serat tercabut dari matriknya. Keadaan tersebut terjadi pada spesimen fraksi volume serat 20% sampai 60%, hal tersebut diakibatkan karena matrik tidak mampu mengikat serat.

1.

2.

3.

4.

5.

Saran yang didapat diberikan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: Menguji sifat mekanis lainnya yang dimiliki oleh komposit berpenguat serat pelepah gebang dengan matriks polimer polyester, yaitu pada kekuatan tarik, kekuatan tekan, kekerasan permukaan, dan lain sebagainya. Dapat dilakukan penambahan fraksi volume hingga 80% untuk mendapatkan kekuatan impak maksimum dari komposit berpenguat serat pelepah gebang bermatriks polimer polyester. Dapat dilakukan penelitian tentang komposit dengan menggunakan serat alami lainnya sebagai bahan pengisi atau penggabungan serat alam dengan serat sintetik. Dapat dilakukan penelitian lainnya untuk mengetahui pengaruh dari arah orientasi serat alam dan jenis matrik yang berbeda terhadap sifat mekaniknya. Dapat dilakukan penelitian komposit berpenguat serat pelepah


gebang bermatriks polimer polyester dengan proses pencetakan lain seperti injeksi vacum, dll untuk menghindari void pada komposit. 6. Dapat dilakukan proses pengambilan serat yang lebih modern sehingga mempercepat pengambilan serat, khusnya serat pelepah gebang.

DAFTAR PUSTAKA ASTM D 6110-04 (Standard Test For Determining the Charpy Impact Resistence of Notched Specimen of Plastics) B.

Paul

Naiola, 2006. Fluktuasi otensial Air Harian Gewang (Corypha Utan Lamarck), Jenis Tumbuhan Hijau Abadi di Savana NTT. Berita Biologi, Volume 8, No 1. Bidang Botani, Pusat Panalitian Biologi-LIPI.

Gibson, Ronald, 1994. “ Principles Of Composite Material”. New York:Mc Graw Hill Jufra Daud Johanis Abanat, Anindito Purnowidodo, Yudi Surya Irawan. 2012. Pengaruh Fraksi Volume Serat Pelepah Gebang (Corypha Utan Lamarck) Terhadap Kekuatan Tarik Dan Kekuatan Impak Pada Komposit Bermatrik Epoksi. Jurnal Inovtek Vol. 2 Marda Husnie,2004. Penelitian Sifat Mekanis Komposit Matrik

Epoxy Dengan Filler Serat Abaka Diskontinyu Acak. Jurnal Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Nasional Malang. Prof. Dr. N. Dantes. 2014. Analisis Dan Desain Eksperimen. Penerbit: Program Pascasarjana Universitas Pendidikan Ganesha Rusmiyanto, Fandhy. 2007. Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Tarik Dan Kekuatan Bending Komposit Nylon/Epoxy Resin Serat Pendek Random. Universitas Negeri Semarang: Semarang T. Surdia, dan S. Saito, Pengetahuan Bahan Teknik (Jakarta : PT. Pradnya Paramita, 2005) Widodo, Basuki. 2008. Analisa Sifat Mekanik Kompsit Epoksi Dengan Penguat Serat Pohon Aren (Ijuk) Model Lamina Berorientasi Sudut Acak (Random). Jurnal Teknologi Technoscientia. Yudha

Yoga Pratama, R. Hari Setyanto, dan Ilham Priadythma. Pengaruh Perlakuan Alkali, Fraksi Volume serat, Dan Panjang Serat Sabut KelapaPoliester. Jurnal Ilmiah Teknik IndustriUniversitas Sebelas Maret Surakarta 2014.

Yusuf, Edy. 2009. Pengaruh Fraksi Volume dan Orientasi Serat Terhadap Kekuatan Tarik dan Impak Bahan Komposit


Serat Rami Kontinu Bermatrik Polyester. Tesis (diterbitkan). S2 Teknik

Mesin, Mada

Universitas

Gajah

PENGARUH FRAKSI VOLUME SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIS KOMPOSIT MATRIKS POLIMER POLYESTER DIPERKUAT SERAT PELEPAH GEBANG

Recommend Documents