26
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Polimer
Plastik, serat, film dan sebagainya yang biasanya dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari mempunyai berat molekul diatas 10.000. Bahan dengan
berat molekul yang besar itu disebut polimer, mempunyai struktur dan sifat yang rumit disebabkan oleh jumlah atom pembentuk yang lebih besar dibandingkan
senyawa yang berat atomnya rendah. Umumnya polimer dibangun oleh satuan struktur tersusun secara berulang diikat oleh gaya tarik-menarik yang disebut
ikatan kovalen, dimana ikatan setiap atom dari pasangan menyumbangkan satu elektron untuk membentuk sepasang elektron.
Dibawah ini dijelaskan istilah teknis yang sering dipakai bagi polimer, yaitu : 1. Monomer
Polimer yang terbentuk oleh satuan struktur secara berulang disebut monomer. Contoh : Polietilen
H H H H H │ │ │ │ │
C = C → ─ C ─ C ─ C ─ …..
│ │ │ │ │ H H H H H
Etilen monomer Polietilen 2. Berat molekul dan derajat polimerisasi.
Polipropilen terdiri dari banyak monomer propilen dalam rantai kombinasi. CH
3
H H
3
H │ │ │ │
n.C = C → ─ C ─ C ─
│ │ │ │
H H H H n Propilen Polipropilen
Universitas Sumatera Utara
27 Sifat-sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut :
1. Kemampuan cetaknya baik. Pada temperatur rendah bahan dapat dicetak
dengan penyuntikan, penekanan, ekstruksi, dan seterusnya. 2.
Produk ringan dan kuat. 3.
Banyak polimer bersifat isolasi listrik. Polimer dapat bersifat konduktor. 4.
Baik sekali ketahannya terhadap air dan zat kimia. 5.
Produk dengan sifat yang berbeda dapat dibuat tergantung cara pembuatannya.
6. Umumnya bahan polimer lebih murah harganya.
7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu diperhatikan
penggunaannya. 8.
Kekerasan permukaan yang sangat kurang. 9.
Kurang tahan terhadap pelarut. 10.
Mudah termuati listrik secara elektrostatik. 11.
Beberapa bahan tahan abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang kecil.
2.2. Komposit
Komposit adalah penggabungan dua atau lebih material yang berbeda sebagai suatu kombinasi yang menyatu. Bahan komposit pada umumnya terdiri
dari dua unsur, yaitu serat fiber sebagai pengisi dan bahan pengikat serat yang disebut matrik. Didalam komposit unsur utamanya serat, sedangkan bahan
pengikatnya polimer yang mudah dibentuk. Penggunaan serat sendiri yang utama adalah menentukan karakteristik bahan komposit, seperti kekakuan, kekuatan
serta sifat mekanik lainnya.
Sebagai bahan pengisi, serat digunakan untuk menahan gaya yang bekerja pada bahan komposit, matrik berfungsi melindungi dan mengikat serat agar dapat
bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi. Oleh karena itu untuk bahan
Universitas Sumatera Utara
28 serat digunakan bahan yang kuat, kaku dan getas, sedangkan bahan matrik dipilih
bahan-bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap perlakuan kimia.
2.2.1. Klasifikasi Bahan Komposit
Klasifikasi komposit serat fiber-matrik composites dibedakan menjadi; 1.
Fibre composites komposit serat adalah gabungan serat dengan matrik. 2.
Flake composites adalah gabungan serpih rata dengan matrik. 3.
Particulate composites adalah gabungan partikel dengan matrik. 4.
Filled composites adalah gabungan matrik continous skeletal 5.
Laminar composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina.
Klasifikasi komposit ditunjukkan pada gambar dibawah ini ;
Gambar 2.1. Klasifikasi Bahan Komposit Hadi, 2001 Bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu komposit partikel particulate
composite dan komposit serat fibre composite. Bahan komposit partikel terdiri dari partikel yang diikat matrik. Komposit serat ada dua macam, yaitu serat
panjang continuos fibre dan serat pendek short fibre atau whisker.
Bahan Komposit Komposit
Komposit Serat Serat Satu
Serat Multi Arah
Arah Laminat
Hybrid Serat Tidak
Serat
Serat Satu Arah
Serat Dua Arah woven
Arah Arah
Universitas Sumatera Utara
29
2.2.2. Tipe Komposit Serat
Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu :
1. Continuous Fibre Composite
Tipe ini mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina diantara matriknya. Tipe ini mempunyai kelemahan pemisahan antar lapisan.
2. Woven Fibre Composite bi-directional
Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya mengikat antar lapisan. Susunan serat memanjangnya yang
tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan melemah. 3.
Discontinous Fibre Composite
Discontinous Fibre Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek. Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 :
a Aligned discontinous fibre b Off-axis aligned discontinous fibre
c Randomly oriented discontinous fibre
a aligned b off-axis c randomly
Gambar 2.2. Tipe discontinous fibre Gibson, 1994
4. Hybrid Fibre Composite
Hybrid fibre composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat menganti
kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.
Universitas Sumatera Utara
30 Continous Fibre Composit Woven Fibre Composite
Randomly Oriented Discontinous Fibre Hybrid Fibre Composite Gambar 2.3. Tipe Komposit Serat Gibson, 1994
2.2.3. Faktor yang mempengaruhi Performa Komposit
1. Faktor Serat 2. Letak Serat
A. One dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan pada arah axis serat. B. Two dimensional reinforcement planar, mempunyai kekuatan pada dua
arah atau masing-masing arah orientasi serat. C.
Three dimensional reinforcement, mempunyai sifat isotropic kekuatannya lebih tinggi dibanding dengan dua tipe sebelumnya.
3. Panjang Serat Serat panjang lebih kuat dibanding serat pendek. Oleh karena itu panjang dan
diameter sangat berpengaruh pada kekuatan maupun modulus komposit. Serat panjang continous fibre lebih efisien dalam peletakannya daripada serat
pendek. 4. Bentuk Serat
Bentuk serat tidak mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit
yang tinggi.
Universitas Sumatera Utara
31 5. Faktor Matrik
Matrik berfungsi mengikat serat. Polimer sering dipakai termoplastik dan termoset.
a. Thermoplastik 1.
Polyamide PI, 2.
Polysulfone PS, 3.
Poluetheretherketone PEEK, 4.
Polypropylene PP, 5.
Polyethylene PE dll. b. Thermosetting
1. Epoksi,
2. Polyester.
3. Plenol,
4. Resin Amino,
5. Resin Furan dll.
6. Katalis Katalis digunakan untuk membantu proses pengeringan curring pada bahan
matriks suatu komposit. Penggunaan katalis yang berlebihan akan semakin mempercepat proses laju pengeringan, tetapi akan menyebabkan bahan
komposit yang dihasilkan semakin getas.
2.3. Serat Sabut Kelapa