BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan
Kata komposit berasal dari kata “to compose” yang berarti menyusun atau menggabung. Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua
atau lebih material, dimana sifat mekanik dari material pembentuknya berbeda beda [2], karena bahan komposit merupakan bahan gabungan secara makro, maka
bahan komposit dapat didefenisikan sebagai suatu sistem material yang tersusun dari campurankombinasi dua atau lebih unsur-unsur utama yang secara makro
berbeda didalam bentuk dan atau komposisi material yang pada dasarnya tidak dapat dipisahkan [3].
Pada umumnya material komposit terdiri dari dua unsur, yaitu serat fiber dan bahan pengikat serat tersebut yang disebut matriks. Fasa matriks adalah
material dengan fasa kontinu yang selalu tidak kaku dan lemah. Sedangkan fasa penguat selalu lebih kaku dan kuat, tetapi lebih rapuh. Penggabungan kedua fasa
tersebut menghasilkan material yang dapat mendistribusikan beban yang diterima disepanjang penguat, sehingga material menjadi lebih tahan terhadap pengaruh
beban tersebut. Dalam penelitian ini komposit yang akan diteliti adalah komposit
polymeric foam.Resin dari jenis polyester tak jenuh dipilih sebagai matriks, sedangkan yang berperan sebagai penguat adalah serat alami yang diperoleh dari
serat tandan kosong kelapa sawit TKKS. kombinasi ini dicampurkan dengan blowing agent dari jenis poliuretan, serta katalis MEKP yang berfungsi untuk
mempercepat terjadinya reaksi pembentukan.
2.2 Material Komposit Polymeric Foam 2.2.1 Polyester Resin Tak Jenuh
Polyester resin tak jenuh merupakan material polimer kondensat yang dibentuk berdasarkan reaksi antara kelompok polyol, yang merupakan organik
Universitas Sumatera Utara
gabungan dengan alkohol multiple atau gugus fungsi hidroksi, dan polycarboxylic yang mengandung ikatan ganda. Tipikal jenis polyol yang digunakan adalah
glycol, seperti ethylene glycol. Sementara asam polycarboxylic yang digunakan adalah asam phthalic dan asam maleic.
Poliester resin tak jenuh adalah jenis polimer thermoset yang memiliki struktur rantai karbon yang panjang. Matriks jenis ini memiliki sifat dapat
mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya. Struktur material yang dihasilkan berbentuk
crosslink dengan keunggulan pada daya tahan yang lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan impak. Hal ini disebabkan molekul yang dimiliki material
ini ialah dalam bentuk rantai molekul raksasa atom-atom karbon yang saling berhubungan satu dengan lainnya. Dengan demikian struktur molekulnya
menghasilkan efek peredaman yang cukup baik terhadap beban yang diberikan. Data mekanik material matriks diperlihatkan pada Tabel 2.1 [4].
Tabel 2.1 Karakteristik mekanik polister resin tak jenuh.
Sifat Mekanik Satuan
Besaran
Berat jenis ρ
kgmm
3
1,215.10
-6
Modulus Elastisitas E Nmm
2
2941.8 Kekuatan Tarik
σ
T
Nmm
2
54 Elongasi
1,6 Sumber: PT. Justus Kimia Raya, 2007
Pada umumnya material ini digunakan dalam proses penuangan, perbaikan badan kendaraan bermotor, pengisi kayu, dan sebagai material perekat. Material
ini memiliki sifat perekat dan aus yang baik, dan dapat digunakan untuk memperbaiki dan mengikat secara bersama beberapa jenis material yang berbeda.
Material ini memiliki umur pakai yang panjang, kestabilan ketahanan terhadap sinar UV, dan daya tahan yang baik terhadap air. Tetapi material ini tidak
diproduksi dalam jenis yang sama, karena untuk keperluan tertentu material ini akan memiliki formulasi yang berbeda.
Universitas Sumatera Utara
Kekuatan material ini diperoleh ketika dicetak dalam bentuk komposit, dimana kehadiran material-material penguat, seperti serat kaca, karbon, dan lain-
lain, akan meningkatkan sifat mekanik material tersebut. Sementara ketika dalam keadaan tunggal, maka material ini akan bersifat kaku dan rapuh.
2.2.2 Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit TKKS
Serat TKKS ialah serat alami yang terbuat dari tandan kosong kelapa sawit yang merupakan limbah pada proses pengolahan di suatu pabrik kelapa sawit.
Pada penelitian ini serat TKKS dimanfaatkan sebagai unsur penguat komposit yang dihasilkan. Sementara hasil penelitian yang telah dilakukan oleh sebuah
institusi komersial terhadap komposisi material kimianya diketahui bahwa kandungan material serat dalam TKKS merupakan kandungan maksimum seperti
diperlihatkan pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Parameter tipikal TKKS per kg.
No. Material-material Kandungan Komposisi
1. Uap air
5,40 2.
Protein 3,00
3. Serat
35,00 4.
Minyak 3,00
5. Kelarutan Air
16,20 6.
Kelarutan Unsur Alkali 1 29,30
7. Debu
5,00 8.
K 1,71
9. Ca
0,14 10.
Mg 0,12
11. P
0,06 12.
Mn, Zn, Cu, Fe 1,07
T O T A L 100,00
Sumber: http:www.w3.orgTRREC-html40, 2008
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan data pada Tabel 2.2 terlihat bahwa kandungan serat merupakan unsur dominan dalam TKKS. Dengan demikian TKKS diperkirakan
akan memberikan sifat mekanik yang cukup baik terhadap material komposit yang dibentuk.
2.2.3 Blowing Agent BA
Blowing agent ialah material yang digunakan untuk menghasilkan struktur berongga pada komposit yang dibentuk. Jenis blowing agent yang digunakan pada
penelitian ini ialah polyuretan.
Polyuretan adalah suatu jenis polimer yang mengandung jaringan uretan, yaitu -NH-CO-O-. Poliuretan dibentuk oleh reaksi senyawa isosianat yang
bereaksi dengan senyawa yang memiliki hidrogen aktif, seperti diol polyol, yang mengandung grup hidroksil dengan pemercepat reaksi katalis. Unsur Nitrogen
yang bermuatan negatif pada isosianat akan tertarik ke arah unsur Oksigen yang bermuatan positif pada kelompok alkohol polyol untuk membentuk ikatan uretan
antara dua unit monomer dan menghasilkan dimer uretan. Reaksi isosianat ini akan membentuk amina dan gas karbon dioksida CO
2
. Gas ini yang kemudian akan membentuk busa pada material polimer yang terbentuk. Material yang
terbentuk dari campuran BA dan polimer disebut dengan material polymeric foam PF.
Ilustrasi material polymeric foam ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Ilustrasi material polymeric foam
Universitas Sumatera Utara
2.2.4 Katalis MEKP Methyl Ethyl Keton Peroksida
Katalis merupakan material kimia yang digunakan untuk mempercepat reaksi polimerisasi struktur komposit pada kondisi suhu kamar dan tekanan
atmosfir. Pemberian katalis dapat berfungsi untuk mengatur waktu pembentukan gelembung blowing agent, sehingga tidak mengembang secara berlebihan, atau
terlalu cepat mengeras yang dapat mengakibatkan terhambatnya pembentukan gelembung.
2.2.5 Pembuatan Komposit
Beberapa metode pembuatan material komposit polimer yang umum digunakan ialah [5]:
1. Metode penuangan langsung hand layup.
2. Metode pemampatantekanan.
3. Metode pemberian tekanan dan panas.
Metode penuangan langsung dilakukan dengan cara melekatkan atau menyentuhkan material-material penyusun pada cetakan terbuka dan dengan
perlahan-lahan diratakan dengan menggunakan roda perata atau dengan pemberian tekanan luar. Metode ini cocok untuk jenis penguat serat kontinu.
Metode pemampatantekanan ini menggunakan prinsip ekstrusi dengan pemberian tekanan pada material bakunya yang dialirkan kedalam cetakan tertutup. Metode
ini pada umumnya berupa suntikan, mampatan, dan semprotan. Material penguat yang cocok untuk jenis ini ialah penguat partikel. Metode yang ketiga
menggunakan tekanan dengan pemberian pemanasan awal. Hal ini bertujuan untuk memudahkan material komposit mengisi pada bagian-bagian yang sulit
terjangkau atau ukuran yang sangat kecil.
2.3 Parking Bumper
Parking Bumper sering kita jumpai pada pelantara parkir yang ada di pusat perkantoran, perumahan, pertokoan, dan lain-lainya. Parking bumper ini
digunakan sebagai penahanbatas parkir.
Universitas Sumatera Utara
Gambar parking bumper pada salah satu pusat perbelanjaan dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Parking Bumper pada salah satu pusat perbelanjaan
Selama ini kita sering menjumpai parking bumper tersebut terbuat dari material komposit semen concrete dengan dimensi geometri yang berbeda-beda
sehingga belum ada ditemukan standarisasi yang dapat dijadikan rujukan. Mengenai kekuatan dan daya tahan dari concrete parking-bumper
tergantung dari persentase campuran utamanya antara air, pasir dan semen. Sehingga jika persentase campurannya tidak sesuai maka akan berpengaruh
terhadap kekuatan dan daya tahannya. Biasanya parking bumper ini dibuat dengan cara cor langsung di
daeraharea parkir secara permanen, sehingga kemungkian besar material ini tidak dapat dipindah-pindahkan jika ada penataan kembali tata letak dan posisi area
parkir. Parking bumper material komposit semen concrete komersil terdiri dari
dimensi geometri yang berbeda-beda. Oleh karena itu, permintaan parking bumper disesuaikan dengan kebutuhan konsumen.
Universitas Sumatera Utara
Dimensi geometri parking bumper material komposit semen concrete komersil dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Dimensi geometri parking bumper material komposit semen concrete komersil
2.4 Pengujian Mekanik
Kategori