21 Gambar 2.9. Orientasi Serat
Jumlah serat bahan komposit serat dapat dinyatakan dalam bentuk fraksi volume serat V
f
yaitu perbandingan volume serat V
f
terhadap volume bahan komposit V
c
. Semakin besar kandungan volume serat dalam komposit maka akan meningkatkan kekuatan dari komposit tersebut.
Gambar 2.10. Diagram Hubungan Antara Kekuatan, Fraksi Volume dan Susunan Serat
2.1.5.2 Jenis Serat
Berdasarkan ukuran panjang, serat dibagi menjadi serat kontinyu continuous dan tidak kontinyu discontinuous. Ukuran panjang serat sangat
22 berpengaruh terhadap kemampuan bahan komposit dalam menahan gaya dari luar.
Semakin panjang ukuran serat, semakin efisien menahan gaya dalam arah serat, selain itu secara teori serat panjang akan lebih efektif dalam hal transmisi beban
dibandingkan serat pendek. Namun hal tersebut sulit dibuktikan dalam praktek, mengingat faktor manufaktur yang tidak memungkinkan untuk menghasilkan
kekuatan optimum pada seluruh panjang serat, karena pada serat yang panjang terjadi ketidakmerataan pada penerimaan beban antara serat.
Sebagian serat mengalami ketegangan sedangkan yang lain dalam posisi bebas dari tegangan, sehingga jika komposit tersebut dibebani sampai kekuatan
patahnya, sebagian serat akan patah terlebih dahulu dibanding yang lainnya. Serat yang panjang juga menghilangkan kemungkinan terjadinya retak sepanjang batas
pertemuan antara serat dan matrik. Oleh sebab itu bahan komposit serat kontinyu sangat kuat dan liat jika dibandingkan dengan komposit serat tidak kontinyu.
Tetapi adakalanya komposit yang diperkuat dengan serat pendek akan menghasilkan kekuatan yang lebih besar daripada yang diperkuat dengan serat
panjang, yaitu dengan cara pemasangan orientasi pada arah optimum yang dapat ditahan serat.
2.1.5.3 Komposisi dan Bentuk Serat
Berdasarkan bentuk, secara umum serat penguat mempunyai bentuk penampang lingkaran, segitiga, heksagonal atau bentuk yang lain, misalnya bujur
sangkar. Diameter suatu serat tergantung pada bahannya, dan bervariasi. Kekuatan serat juga dapat dilihat dari diameter serat itu sendiri. Diameter serat yang
semakin kecil maka pertambahan kekuatan semakin cepat, namun sebaliknya pertambahan diameter akan mengakibatkan kekuatan semakin berkurang.
Perbandingan antara panjang dan diameter serat harus cukup besar, hal ini agar tegangan geser yang terjadi pada permukaan antar serat dan matrik kecil.
Berdasarkan komposisinya, serat yang digunakan sebagai bahan penguat komposit dibedakan menjadi:
1. Serat organik, yaitu serat yang berasal dari bahan organik, misalnya selulosa,
polipropilena, grafit, serat jerami, serat pisang, serat kapas, dll
23 2.
Serat anorganik, yaitu serat yang dibuat dari bahan-bahan anorganik, misalnya glass dan keramik. Adapun serat yang mempunyai kekuatan tinggi
dan tahan panas hybrid fiber.
2.1.5.4 Faktor Matrik
Sebagai bahan pengikat dalam pembuatan komposit, matrik dibedakan menjadi bermacam-macam jenis. Dari berbagai macam jenis yang ada, matrik
tersebut mempunyai fungsi yang sama yaitu: 1.
Sebagai transfer beban, yaitu dengan mendistribusikan beban ke serat yang memiliki modulus kekuatan yang lebih tinggi.
2. Sebagai pengikat fase serat pada posisinya. Pada proses pembuatan komposit,
matrik harus mempunyai sifat adhesi yang baik untuk menghasilkan struktur komposit yang baik. Jika sifat adhesinya kurang baik, maka transfer beban
tidak sempurna dan menyebabkan kegagalan berupa lepasnya ikatan antara matrik dengan serat debounding failure.
3. Melindungi permukaan serat, permukaan serat cenderung mengalami abrasi
yang diakbatkan oleh perlakuan secara mekanik, misalnya gesekan antar serat
2.1.5.5 Fase Ikatan
Kemampuan ikatan antara serat dan matrik dapat ditingkatkan dengan memberikan aplikasi permukaan yang disebut coupling agent. Tujuannya adalah
meningkatkan sifat adhesi antara serat dan matrik. Coupling agent diperlakukan pada serat sebagai perlakuan secara kimiawi dalam bentuk sizing perlakuan
permukaan ketika serat pada proses pembentukan dan finishing perlakuan yang diterapkan setelah serat dalam bentuk benang. Proses ini juga dapat melindungi
dan mencegah terjadinya kerusakan akibat gesekan antar serat sebelum dibuat menjadi struktur komposit
