11
dari mahluk hidup dan tumbuh-tumbuhan, serta dapat didaur ulang secara alami, contoh : sabut kelapa, ijuk, dan sabut kelapa sawit. b. Serat anorganik yaitu
serat yang sukar untuk terdegradasi didaur ulang secara alami, contoh: asbes, gelas, metal, dan keramik.
Serat-serat organik dan anorganik umumnya digunakan untuk memperoleh bahan komposit serat. Serat organik seperti selulosa, propylene, dan serat grafit pada
umumnya dikarakteristik sebagai bahan yang ringan, lentur, elastik dan peka terhadap panas, sedangkan serat anorganik seperti gelas dan keramik merupakan
serat yang paling tinggi kekuatannya serta tahan terhadap panas.
Aplikasi dan pemakaian bahwa komposit yang diperkuat dengan serat secara luas dipakai industri otomotif, industri kapal terbang, industri kapal laut, peralatan
militer, dan industri perabotan rumah tangga. Hal ini menunjukkan perkembangan pesat dari material komposit, karena mempunyai sifat unggul, yaitu sebagai
isolator yang baik. Ketahanannya baik terhadap air dan zat kimia. Dengan demikian bahan komposit tidak dapat berkarat, anti rayap dan tahan lembab.
Bahan komposit alam umumnya berharga murah. Bahan komposit termasuk bahan yang ringan dan kuat.
Serat merupakan salah satu material rancang-bangun paling tua. Jute, flax dan hemp telah digunakan untuk menghasilkan produk seperti tali tambang, cordage,
jaring, water hose dan container sejak dahulu kala. Serat tumbuhan dan binatang masih digunakan untuk felts, kertas, sikat atau kain tebal. Industri serat dibagi
12
menjadi dua yaitu serat alam dari tanaman, hewan dan sumber mineral dan serat sintetis. Banyak serat sintetis telah dikembangkan secara khusus untuk
menggantikan serat alam, karena serat sintetis sangat mudah diprediksi dan ukurannya yang lebih seragam. Untuk tujuan di bidang teknik, serat gelas, serat
logam dan serat sintetis turunan bahan organik adalah yang paling banyak digunakan. Nilon digunakan untuk belting, nets, pipa karet, tali, parasut, webbing,
kain balistik dan penguat dalam ban.
Serat sebagai penguat dalam struktur komposit mempunyai sifat-sifat sebagai berikut: a. Kekuatan Strength, merupakan kemampuan material untuk
menahan beban tanpa mengalami kepatahan. b. Kekakuan Stiffness yaitu sesuatu yang tidak dapat dipisahkan dari suatu materi. Banyak material yang kaku
memiliki kepadatan yang rendah untuk menahan deformasi dari pemasangan, gravitasi, dan vibrasi pada saat pengoperasiannya. c. Ketahanan korosi
Corrosion Resistance yaitu tidak cepat berkarat sehingga mempunyai massa umur pakai yang panjang. d. Ketahanan gesek aus Wear Resistance. e.
Berat Weight yaitu berat material yang berat dapat diubah menjadi ringan tanpa mengurangi unsur-unsurnya. f. Ketahanan lelah Fatigue Life merupakan
fenomena terjadinya kerusakan material karena pembebanan yang berulang-ulang. Apabila suatu logam dikenakan tegangan berulang, maka akan patah pada
tegangan yang jauh lebih rendah dibandingkan tegangan yang dibutuhkan untuk menimbulkan perpatahan pada beban statik. g. Meningkatkan konduktivitas
panas yaitu menambah laju perambatan panas pada padatan dengan aliran panas yang mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah.
13
C. Komposit Serat
Komposit ini mengunakan serat sebagai penguatnya. Serat yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers poly aramide, dan sebagainya.
Serat ini bisa disusun secara acak,lurus maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. Perbandingan
antara panjang dengan diameter serat disebut sebagai rasio aspek. Semakin besar rasio aspeknya maka kekuatan dan kekakuan komposit akan semakin besar atau
baik.
Fungsi utama serat penguat dalam matrik adalah sebagai penahan dari beban yang diberikan pada komposit, selain itu serat penguat ini berfungsi untuk menjaga
kekakuan dari komposit. Karena alasan inilah serat penguat yang digunakan untuk membuat komposit harus mempunyai kekuatan tarik dan modulus elastisitas yang
tinggi.
Serat merupakan unsur yang sangat penting pada komposit berpenguat serat yang fungsinya adalah sebagai pembawa beban. Komposit berpenguat serat banyak
dipakai untuk produk yang memerlukan kekuatan tinggi dengan bobot yang rendah, sebagai bahan pengganti logam.
Dengan menggabungkan serat penguat yang mempunyai kekuatan tarik dan modulus elastisitas yang tinggi dengan matrik yang ulet. Maka diharapkan kita
nantinya akan mendapatkan komposit kuat yang dilindungi oleh matrik yang ulet sebagai pelindung dari serat dan sebagai penjaga arah serat. Sehingga komposit
mempunyai sifat mekanik yang lebih baik apabila dibandingkan dengan komposit tersebut belum diperkuat oleh serat.
14
Arah serat juga menentukan kekuatan dari komposit yang diperkuat dengan serat. Secara umum arah serat pada komposit berpenguat serat dapat dibagi menjadi 3,
yaitu: -
Serat panjang dengan arah yang sama, gambar 8 a -
Serat pendek dengan arah yang sama, gambar 8 b -
Serat pendek dengan arah acak, gambar 8 c
a b c
Gambar 5 . Jenis–jenis orientasi serat pada komposit berpenguat serat
Matrik yang baik untuk digunakan pada komposit serat harus mempunyai sifat– sifat yaitu:
1. Matrik melekat dengan baik pada permukaan serat sehingga beban yang
diberikan pada komposit akan didistribusikan dengan baik kepada serat, karena serat inilah yang memegang peranan penting untuk menahan beban
yang diberikan kepada komposit. 2.
Melindungi permukaan serat dari kerusakan. 3.
Melindungi serat dari perambatan keretakan.
D. Serat Ijuk Aren
Serat ijuk adalah serat alam yang mungkin hanya sebagian orang mengetahui kalau serat ini sangatlah istimewa dibandingkan serat alam lainnya. Serat
15
berwarna hitam yang dihasilkan dari pohon aren memilki banyak keistimewaan diantaranya : a. Tahan lama hingga ratusan bahkan ribuan tahun lebih dan tidak
mudah terurai. b. Tahan terhadap asam dan garam air laut, Serat ijuk merupakan salah satu serat yang tahan terhadap asam dan garam air laut, salah satu bentuk
pengolahan dari serat ijuk adalah tali ijuk yang telah digunakan oleh nenek moyang kita untuk mengikat berbagai peralatan nelayan laut. c. Mencegah
penembusan rayap tanah. Serat ijuk aren sering digunakan sebagai bahan pembungkus pangkal kayu-kayu bangunan yang ditanam dalam tanah untuk
memperlambat pelapukan kayu dan mencegah serangan rayap.
Gambar 6 . Serat ijuk
Keunggulan komposit serat ijuk dibandingkan dengan serat gelas adalah komposit serat ijuk lebih ramah lingkungan karena mampu terdegradasi secara alami dan
harganya pun lebih murah bila dibandingkan serat lain seperti serat gelas. Sedangkan serat gelas sukar terdegradasi secara alami. Selain itu serat gelas juga
menghasilkan gas CO dan debu yang berbahaya bagi kesehatan jika serat gelas didaur ulang, sehingga perlu adanya bahan alternatif pengganti serat gelas
tersebut. Dalam industri manufaktur dibutuhkan material yang memiliki sifat- sifat yang khusus dan khas yang sulit didapat dari material lain seperti logam.
16
Gambar 7 . Pohon Aren
Serat ijuk adalah serat alam yang berasal dari pohon aren. Dilihat dari bentuk, pada umumnya bentuk serat alam tidaklah homogen. Hal ini disebabkan oleh
pertumbuhan dan pembentukan serat tersebut tergantung pada lingkungan alam dan musim tempat serat tersebut tumbuh. Aplikasi serat ijuk masih dilakukan
secara tradisional, diantaranya digunakan sebagai bahan tali menali, pembungkus pangkal kayu bangunan yang ditanam dalam tanah untuk mencegah serangan
rayap, penahan getaran pada rumah adat karo, dan saringan air. Kegunaan tersebut didukung oleh sifat ijuk yang elastis, keras, tahan air, dan sulit dicerna oleh
organisme perusak. Dalam penelitan yang dilakukan oleh Kuncoro Diharjo, Komposit alam adalah
material yang memiliki potensi yang baik untuk dikembangkan di Indonesia. Mechanical bonding komposit yang diperkuat serat alam dapat ditingkatkan
dengan perlakuan kimia serat atau mengunakan coupling agent. Perlakuan kimia,
17
seperti perlakuan alkali, sering digunakan karena lebih ekonomis. Tujuan penelitian ini adalah menyelidiki pengaruh perlakuan alkali terhadap sifat tarik
komposit berpenguat serat rami kontinyu dengan matrik polyester. Pengamatan visual dilakukan untuk menyelidiki mekanisme perpatahan. Serat rami direndam
di dalam larutan alkali 5 NaOH selama 0, 2, 4, dan 6 jam. Selanjutnya, serat tersebut dicuci menggunakan air bersih dan dikeringkan secara alami.
Matrik yang digunakan dalam penelitian ini adalah resin unsaturated polyester 157 BQTN dengan hardner MEKPO 1. Komposit dibuat dengan metode cetak
tekan pada Vf = 35. Semua spesimen dilakukan post cure pada suhu 62
o
C selama 4 jam. Spesimen uji tarik dibuat mengacu pada standar ASTM D-638.
Pengujian tarik dilakukan dengan mesin uji tarik dan perpanjangan diukur dengan menggunakan
extensometer. Penampang
patahan diselidiki
untuk mengidentifikasi mekanisme perpatahannya. Hasil penelitian yang dilakukan
menunjukkan bahwa kekuatan dan regangan tarik komposit memiliki harga optimum untuk perlakuan serat 2 jam, yaitu 190.27 Mpa dan 0.44. Komposit
yang diperkuat serat yang dikenai perlakuan 6 jam memiliki kekuatan terendah. Penampang patahan komposit yang diperkuat serat perlakuan selama 0 jam, 2
jam, dan 4 jam diklasifikasikan sebagai jenis patah slitting in multiple area. Sebaliknya, penampang patahan komposit yang diperkuat serat perlakuan 6 jam
memiliki jenis patah tunggal.
Kuncoro Diharjo menyimpulkan bahwa komposit yang diperkuat serat rami dengan perlakuan 5 NaOH selama 2 jam memiliki kekuatan tarik dan regangan
