2.7 Pengujian Sifat Fisis 2.7.1 Densitas
Pengujian densitas merupakan sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa komposit dengan volume komposit . Besarnya
densitas dapat dihitung dengan mengunakan persamaan berikut :
ρ =
୫
…...…………………….. 2.1 Dengan :
ρ = densitas atau kerapatan gcm
3
m = massa komposit g V = volume komposit cm
3
2.7.2 Daya Serap Air
Pengujian daya serap air dilakukan untuk mengetahui besarnya prensentase air yang terserap oleh sampel yang direndam selama 24 jam.
Besarnya daya serap air dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Daya serap air =
ି
x 100 ...................................... 2.2 Dengan :
m
k
= massa kering komposit g m
b
= massa basah komposit g Meri D., dkk, 2013
2.7.3 Kadar Air
Kadar air adalah persentase kandungan air suatu bahan. Kadar air dapat dihitung berdasarkan massa basah dan massa kering sebelum dan sesudah di oven
T = 110
o
C dari sampel berukuran 13 cm x 1,5 cm x 0,3 cm dengan persamaan 2.2 sebagai beikut :
Kadar air =
భ
ି
మ
మ
x 100 ........................................ 2.3
Universitas Sumatera Utara
Dengan: m
1
= Massa sampel basah g m
2
= Massa sampel kering g Rangkuti, Zulkarnain, 2011
2.8 Pengujian Sifat Mekanik 2.8.1 Kekutan Lentur Ultimate Flexural Strength
Kekuatan strength, menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa
macam, tergantung pada jenis beban yang bekerja atau mengenainya. Contoh kekuatan lengkung. Material yang lentur tidak kaku adalah material yang
mengalami regangan bila diberi tegangan atau beban tertentu. Kelenturan ductility merupakan sifat mekanik bahan yang menunjukkan derajat deformasi
plastis yang terjadi sebelum suatu bahan putus atau patah. Untuk mengetahui kekuatan lentur suatu material dapat dilakukan dengan pengujian lentur terhadap
material tersebut. Kekuatan lentur atau kekuatan lengkung adalah tegangan lentur terbesar yang dapat diterima akibat pembebanan luar tanpa mengalami deformasi
yang besar atau kegagalan. Besar kekuatan lentur tergantung pada jenis material dan pembebanan.
Kekuatan lentur pada sisi bagaian atas sama nilai dengan kekuatan lentur pada sisi bagian bawah. Pengujian dilakukan three point bending.
Gambar pengujian kekuatan lentur dengan three point bending dapat dilihat pada Gambar 2.6 di bawah ini :
P b
d L
Gambar 2.6 Pengujian Kekuatan Lentur dengan Three Point Bending
Universitas Sumatera Utara
Sehingga kekuatan lentur dapat dirumuskan sebagai berikut : σ =
ଷ . . ଶ . ௗ
మ
………………………………. 2.4
Dengan : σ = Tegangan lentur MPa
P = Beban load N L = Jarak span support span mm
b = Lebar sampel width mm d = Tebal sampel depth mm
Pratama, 2011
4.7.2 Kekuatan Impak Impact Test
Kekuatan impak adalah suatu kriteria penting untuk mengetahui kegetasan bahan polimer. Prinsip pengujian impak adalah menghitung energi yang diberikan
beban dan menghitung energi yang diserap oleh spesimen. Saat beban dinaikkan pada ketinggian tertentu, beban memiliki energi potensial, kemudian saat
menumbuk spesimen energi kinetik mencapai maksimum. Energi yang diserap spesimen akan menyebabkan spesimen mengalami kegagalan. Bentuk kegagalan
itu tergantung pada jenis materialnya, apakah patah getas atau patah ulet M. Budi. N. R., dkk, 2011.
Kekuatan impak yang dihasilkan Is merupakan perbandingan antara energi serap Es dengan luas penampang A. Kekuatan impak dapat dihitung
dengan persamaan 2.5 berikut : I
s
= A
E
s
.................................................. 2.5
Dengan : I
s
: Kekuatan Impak Jm
2
E
s
: energi yang diserap sampel setelah tumbukan J A
: luas penampang lintang sampel m
2
Universitas Sumatera Utara
Gambar pengujian Impak dapat dilihat seperti Gambar 2.7 di bawah ini :
Gambar 2.7 Pengujian Kekuatan Impak
4.7.3 Kekuatan Tarik Tensile Strength
Kekuatan tarik adalah ketahanan suatu bahan terhadap beban yang bekerja parallel pada bahan yang menyebabkan bahan tersebut putus tarik. Pengujian
dilakukan terhadap specimen uji yang standar. Pada bagian tengah dari batang uji merupakan bagian yang menerima tegangan. Pada bagian ini diukur panjang batang
uji, yaitu bagian yang dianggap menerima pengaruh dari pembebanan, bagian inilah yang selalu diukur pada proses pengujian Paryanto D. S., dkk, 2012.
Adapun pengujian tarik dapat dilihat pada Gambar 2.8 di bawah ini :
Ao F
Lo ΔL F
Gambar 2.8 Pengujian Kekuatan Tarik
Universitas Sumatera Utara
Sehingga kekuatan tarik dapat dihitung dengan persamaan 2.6 sebagai berikut : σ =
ி
.............................................. 2.6 ε =
௱
x 100 ............................................... 2.7
Dengan : σ = Tegangan MPa
F = Gaya tarik N Ao = Luas penampang awal m
2
ε = Regangan ΔL = Pertambahan panjang mm
Lo = Panjang mula-mula mm
Universitas Sumatera Utara
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat mendorong banyaknya penemuan beberapa teknologi alternatif sebagai cara dalam memenuhi
kebutuhan masyarakat. Khususnya pada bahan material, bahan material yang dibutuhkan adalah bahan material yang berkualitas dan memiliki sifat mekanik
yang tinggi. Komposit adalah salah satu alternatif untuk menghasilkan material yang dari sifat mekaniknya lebih baik dari material lainnya.
Komposit merupakan salah satu jenis bahan yang dibuat dengan penggabungan dua atau lebih macam bahan yang mempunyai sifat berbeda
menjadi satu material baru dengan sifat yang berbeda pula. Komposit mempunyai keunggulan seperti kuat, ringan, tahan korosi, ekonomis dan sebagainya
Wicaksono, 2006. Dalam pembuatan komposit diperlukan serat dan matriks. Serat
berfungsi sebagai elemen penguat yang menentukan sifat mekanik dari komposit karena meneruskan beban yang diteruskan oleh matrik. Bahan yang digunakan
sebagai serat terbagi menjadi dua bagian yaitu alami dan sintesis. Bahan penguat alami bersumber dari tumbuh-tumbuhan dan hewan seperti serat palem saray,
serat ijuk, serat serabut kelapa, serat nenas, sutra dan lain-lain. Dan bahan penguat sintesis berasal dari pengolahan pabrikasi seperti serat gelas, serat karbon, dan
lain sebagainya. Sebelum masehi serat alam sebagai penguat telah dipergunakan dalam
material komposit. Dinding bangunan tua di Mesir yang telah berumur lebih dari 3000 tahun ternyata terbuat dari tanah liat yang diperkuat dengan jerami
Brouwer, 2000. Namun pada perkembangan selanjutnya serat alam ditinggalkan karena memiliki kekurangan secara teknis dan telah ditemukan material baru yang
lebih tangguh yaitu logam dan paduannya. Tetapi logam dan paduannya memiliki
Universitas Sumatera Utara
kelemahan yaitu massa jenis yang tinggi sehingga kekuatan dan kekakuan relatif rendah.
Oleh karena itu, material komposit mulai diperkenalkan kembali dengan menggunakan serat sintesis yang dikombinasikan dengan bahan polimer sebagai
matrik. Tujuannya adalah untuk memperoleh kekuatan dan kekakuan yang tinggi Jamasri, 2000. Namun pada kenyataannya serat sintesis menimbulkan dampak
lingkungan yang tidak baik akibat limbah dari serat sintesis yang tidak dapat didaur ulang. Sehingga serat alam mendapat perhatian kembali sebagai penguat
dalam komposit. Serat alam memiliki keunggulan yaitu lebih murah daripada serat sintesis, berat jenis serat alam lebih kecil daripada serat sintesis dan serat
alam lebih ramah lingkungan dibadingkan serat sintesis karena dapat didaur ulang I Putu L.,dkk, 2009.
Tanaman palem tumbuh dan tersebar diseluruh wilayah Indonesia. Tanaman palem Indonesia memiliki banyak jenis dan sebagian besar
dimanfaatkan sebagai tanaman hias. Palem saray adalah jenis tanaman palem yang tumbuh di daerah lembab. Tanaman ini tersebar di seluruh wilayah
Indonesia seperti sumatera, Jawa, Sulawesi dan Kalimantan. Palem saray memilki serat di bagian batangnya. Secara morfologi serat palem saray memiliki serat yang
kuat. Pemanfaatan serat palem saray belum banyak diketahui oleh masyarakat. Oleh karena itu, serat palem saray digunakan sebagai penguat dalam pembuatan
komposit. Serat palem saray akan dibentuk secara acak Chopped strand Mat. Beberapa aplikasi bahan komposit yang diperkuat dengan serat diantaranya adalah
sebagai badan pesawat, sayap pesawat, roda pendarat pesawat, bumper mobil, badan mobil, badan kapal, dan lain sebagainya.
Matrik dalam komposit digunakan untuk mendistribusikan beban ke dalam seluruh material penguat komposit. Sifat matriks biasanya “ulet” ductile.
Dalam hal ini, matriks polimer yang digunakan adalah thermoset yakni poliester. Poliester digunakan karena memiliki sifat mekanik yang unggul dan ketahanan
terhadap panas serta dingin. Metode yang digunakan pada serat palem saray adalah metode Chooped
Strand Mat. Metode Chooped Strand Mat adalah metode yang digunakan pada palem saray dengan bentuk tidak teratur ke segala arah. Chopped Strand Mat
Universitas Sumatera Utara
memberikan penguatan ke segala arah dan lebih fleksibel, sehingga mudah dibentuk.
Oleh karena itu, peneliti tertarik untuk mengetahui sifat fisis dan sifat mekanik pembuatan komposit serat palem saray Caryota mitis dengan matriks
poliester. Dengan penggabungan antara serat palem saray dengan poliester diharapkan menghasilkan komposit yang lebih kuat, kokoh, tangguh dan dapat
dimanfaatkan oleh perindustrian
1.2 Rumusan Masalah
