Natrium hidroksida Faktor Ikatan

Sember: https:rajafiber.files.wordpress.com201311data-kekuatan- material.jpg?w=530

2.3.3 Reinforcement atau Filler

Reinforcement penguat adalah salah satu bagian utama dari komposit yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit. Reinforcement agent pada komposit dapat berbentuk: a. Fiber serat b. Partikel c. Flake Untuk lebih jelasnya, pembagian komposit dapat dilihat pada Gambar 2.6 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 2.6 Struktur Bagan Komposit Https:ramatawa.files.wordpress.com200811klas-komposit.jpg

2.3.3.1 Particulate Partikel

Komposit partikel merupakan komposit yang mengandung bahan penguat berbentuk partikel atau serbuk. Partikel sebagai bahan penguat sangat menentukan sifat mekanik dari komposit karena meneruskan beban yang didistribusikan oleh matrik. Ukuran, bentuk dan material partikel adalah faktor-faktor yang mempengaruhi sifat mekanik dari komposit partikel. Hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan komposit partikel adalah menghilangkan unsur udara dan air karena partikel yang berongga atau memiliki lubang udara kurang baik digunakan dalam campuran komposit. Adanya udara dan air di sela-sela partikel dapat mengurangi kekuatan dan mengurangi ketahanan retak bahan. Komposit partikel merupakan produk yang dihasilkan dengan menempatkan partikel-partikel dan sekaligus mengikatnya dengan suatu matrik bersama-sama dengan satu atau lebih unsur-unsur perlakuan seperti panas, tekanan, kelembaban, katalisator dan lain- lain. Komposit partikel ini berbeda dengan jenis serat acak sehingga bersifat isotropis. Kekuatan komposit serat dipengaruhi oleh tegangan koheren di antara fase partikel dan matrik yang menunjukkan sambungan yang baik. Sifat-sifat komposit partikel dipengaruhi beberapa faktor, antara lain: 1. Ukuran dan bentuk partikel 2. Sifat-sifat atau bahan partikel 3. Rancangan partikel 4. Rasio perbandingan antara partikel Partikel sebagai elemen penguat sangat menentukan sifat mekanik dari komposit karena meneruskan beban yang di distribusikan oleh matrik.Ukuran, bentuk dan material partikel adalah faktor-faktor yang mempengaruhi property mekanik dari komposit partikel. Pengaruh peningkatan kehalusan partikel pada komposit antara lain : 1 Memperkecil diameter pori 2 Meningkatkan kerapatan 3 Meningkatkan nilai porositas 4 Meningkatkan kekuatan tekan dan kekuatan lentur Keuntungan dari komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel : a. Kekuatan lebih seragam pada berbagai arah b. Dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan kekerasan material c. Cara penguatan dan pengerasan oleh partikulat adalah dengan menghalangi pergerakan dislokasi. Komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel, dimana interaksi antara partikel dan matrik terjadi tidak dalam skala atomik atau molekular. Partikel seharusnya berukuran kecil dan terdistribusi merata. Contoh dari largeparticle composite adalah cemet dengan sand atau gravel, cemet sebagai matrik dan sand atau gravel, cemet sebagai matrik dan sand sebagai partikel, Sphereodite steel cementite sebagai partikulat, Tire carbon sebagai partikulat, Oxide-Base Cermet oksida logam sebagai partikulat. Gambar 2.7 a. Flat flake sebagai penguat b. Filler sebagai penguat Sumber: http:3.bp.blogspot.com- owtpgqejuxqwruu281lhliaaaaaaaaacnyuzyizhpxagtwl- bhqkjes7kty9swee6wcews16006.png Dispersion strengthened particle a Fraksi partikulat sangat kecil, jarang lebih dari 3. b Ukuran yang lebih kecil yaitu sekitar 10-250 nm.

2.3.3.2 Flake composites

Komposit serpihan terdiri atas serpihan-serpihan yang saling menahan dengan mengikat permukaan atau dimasukkan ke dalam matrik. Pengertian dari serpihan adalah partikel kecil yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang khusus dengan orientasi serat sejajar permukaannya. Sifat-sifat khusus yang dapat diperoleh dari serpihan adalah bentuknya besar dan datar sehingga dapat disusun dengan rapat untuk menghasilkan suatu bahan penguat yang tinggi untuk luas penampang lintang tertentu. Pada umumnya serpihan-serpihan saling tumpang tindih pada suatu komposit sehingga dapat membentuk lintasan fluida ataupun uap yang dapat mengurangi kerusakan mekanis karena penetrasi atau perembesan.

2.3.3.3 Fiber Fibricius Composite

Komposit serat Fibricius Composite adalah komposit yang terdiri dari serat dan matrik yang dibuat secara fabrikasi, misalnya serat ditambah resin sebagai bahan perekat. Komposit serat merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat. Serat yang digunakan bisa berupa fibers glass, fibers carbon ,fibers nylon, dan fibers graphite. Serat ini disusun secara acak chopped strand mat maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih komplek seperti anyaman, sebagai contoh FRP Fibrous Reinforce Plastik plastik yang diperkuat dengan serat dan banyak digunakan, yang sering disebut fiber glas, contoh lainya PCB Pulp Cement Bord semen yang diperkaya dengan serat pulp dan dicetak dalam lembaran datar atau gelombang. PCB menggantikan papan asbes dalam penggunaanya, karena asbes akan terhisap dan merugikan kesehatan dengan menimbulkan ganguan kesehatan pada paru-paru. Fungsi utama dari serat adalah sebagai penopang kekuatan dari komposit, sehingga tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang digunakan, karena tegangan yang dikenakan pada komposit mulanya diterima oleh matrik akan diteruskan kepada serat. Sehingga serat akan menahan beban sampai beban maksimum, oleh karena itu serat harus mempunyai tegangan tarik dan modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada matrik penyusun komposit. Tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung da ri serat yang digunakan, karena tegangan yang dikenakan pada komposit mulanya diterima oleh matrik akan diteruskan kepada serat, sehingga serat akan menahan beban sampai beban maksimum. Oleh karena itu serat harus mempunyai tegangan tarik dan modulus elastisitas yang lebih tinggi dari pada matrik penyusun komposit Vlack L. H., 1985. Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit yaitu: a. Continuous Fibre Composite Tipe ini mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina diantara matriknya. Tipe ini mempunyai kelemahan pemisahan antar lapisan. Jenis komposit ini paling banyak digunakan. Kekurangan tipe ini adalah lemahnya kekuatan antar lapisan. Hal ini dikarenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya. Gambar 2.8 Continuous fibre composite.Gibson, 1994 b. 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. Gambar 2.9 Woven Fiber Composite. Gibson, 1994 3. Discontinous Fibre Composite Discontinous Fibre Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek. Gambar 2.10 Hybrid FiberComposite . Gibson, 1994 Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 : a Aligned discontinous fibre b Off-axis aligned discontinous fibre c Randomly oriented discontinous fibre

2.3.3.4 Struktural

Komposit struktural dibentuk oleh reinforce-reinforce yang memiliki bentuk lembaran-lembaran. terdiri dari sekurang-kurangnya dua material berbeda yang direkatkan bersama-sama. Proses pelapisan dilakukan dengan mengkombinasikan aspek terbaik dari masing-masing lapisan untuk memperoleh bahan yang berguna. Berdasarkan struktur, komposit dapat dibagi menjadi dua yaitu struktur dan struktur sandwich. a Laminate Laminate adalah gabungan dari dua atau lebih lamina satu lembar komposit dengan arah serat tertentu yang membentuk elemen struktur secara integral pada komposit. Proses pembentukan lamina ini menjadi laminate dinamakan proses laminai. Sebagai elemen sebuah struktur, lamina yang serat penguatnya searah saja unidirectional lamina pada umumnya tidak menguntungkan karena memiliki sifat yang buruk. Untuk itulah struktur komposit dibuat dalam bentuk laminate yang terdiri dari beberapa macam lamina atau lapisan yang diorientasikan dalam arah yang diinginkan dan digabungkan bersama sebagai sebuah unit struktur. Struktur laminate dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 2.11 Mikrostruktur lamina. Widodo, 2008 b Sandwich panels Komposit sandwich merupakan salah satu jenis komposit struktur yang sangat potensial untuk dikembangkan. Komposit sandwich merupakan komposit yang tersusun dari 3 lapisan yang terdiri dari flat composite metal sheet sebagai kulit permukaan skin serta meterial inti core di bagian tengahnya berada di antaranya.Core yang biasa dipakai adalah core import, seperti polyuretan PU, polyvynilClorida PVC, dan honeycomb. Komposit sandwich dibuat dengan tujuan untuk efisiensi berat yang optimal, namun mempunyai kekakuan dan kekuatan yang tinggi. Sehinggga untuk mendapatkan karakteristik tersebut, pada bagian tengah diantara kedua skin dipasang core. Struktur komposit sandwich bisa di lihat pada Gambar 5. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 2.12 Structural Composites Sandwich Panels.Widodo, 2008

2.4 Faktor Ikatan

Fiber- Matrik Komposit berpenguat serat banyak diaplikasikan pada alat-alat yang membutuhkan material yang mempunyai perpaduan dua sifat dasar yaitu kuat namun juga ringan. Komposit serat yang baik harus mampu menyerap matrik yang memudahkan terjadi antara dua fase Schwartz, 1984. Selain itu komposit serat juga harus mempunyai kemampuan untuk menahan tegangan yang tinggi, karena serat dan matrik berinteraksi dan pada akhirnya terjadi pendistribusian tegangan. Kemampuan ini harus dimiliki oleh matrik dan serat. Hal yang mempengaruhi ikatan antara serat dan matrik adalah void, yaitu adanya celah pada serat atau bentuk serat yang kurang sempurna yang dapat menyebabkan matrik tidak akan mampu mengisi ruang kosong pada cetakan. Bila komposit tersebut menerima beban, maka daerah tegangan akan berpindah ke daerah void sehingga akan mengurangi kekuatan komposit tersebut Schwartz, 1984.

2.5 Faktor Ikatan

Filler- Matrik Dengan adanya partikel berupa filler, maka pada beberapa daerah pada resin sebagai matrik akan terisi oleh partikel, sehingga pada saat terjadi interlamellar stretching , deformasi yang terjadi pada bagian amorph dapat diminimalisir oleh partikel. Mekanisme penguatannya adalah bahwa dengan adanya partikel, maka jarak antara bagian polimer yang strukturnya kristalin berbentuk seperti lempenganlamelar akan diperpendek oleh adanya partikel tadi. Dengan semakin meningkatnya jumlah partikel yang ada sampai pada batasan tertentu dimana matrik masih mampu mengikat partikel, maka deformasi yang terjadi juga akan semakin berkurang, karena beban yang sebelumnya diterima oleh matrik akan diteruskan atau ditanggung juga oleh partikel sebagai penguat. Ikatan antara matrik dan filler harus kuat. Apabila ikatan yang terjadi cukup kuat, maka mekanisme penguatan dapat terjadi. Tetapi apabila ikatan antar permukaan partikel dan matrik tidak bagus, maka yang terjadi adalah filler hanya akan berperan sebagai impurities atau pengotor saja dalam spesimen. Akibatnya filler akan terjebak dalam matrik tanpa memiliki ikatan yang kuat dengan matriknya. Sehingga akan ada udara yang terjebak dalam matrik sehingga dapat menimbulkan cacat pada spesimen. Akibatnya beban atau tegangan yang diberikan pada specimen tidak akan terdistribusi secara merata. Hal inilah yang menyebabkan turunnya kekuatan mekanik pada komposit. Ikatan antar permukaan yang terjadi pada awalnya merupakan gaya adhesi yang ditimbulkan karena kekasaran bentuk permukaan, yang memungkinkan terjadinya interlocking antar muka, gaya elektrostatik yaitu gaya tarik menarik antara atom bermuatan ion, ikatan Van der Waals karena adanya dipol antara partikel dengan resin. Permulaan kekristalan nukleasi pada polimer bisa terjadi secara acak di seluruh matrik ketika molekul-molekul polimer mulai bersekutu nukleasi homogen atau mungkin juga terjadi disekitar permukaan suatu kotoran impurities asing, yaitu mungkin suatu nukleator sengaja ditambahkan sehingga terjadi nukleasi heterogen . Jadi partikel yang ditambahkan pada polimer akan berpengaruh terhadap kristalisasi dari polimer itu sendiri. Peningkatan volume filler akan mengurangi deformability khususnya pada permukaan dari matriksehingga menurunkan keuletannya. Selanjutnya, komposit akan memiliki kekuatan lentur yang rendah. Namun apabila terjadi ikatan antara matrikdan filler kuat sifat mekanik akan meningkat karena distribusi tegangan merata. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Pola distribusi dari partikel juga akan mempengaruhi kekuatan mekanik. Pola distribusi partikel dalam matrik dapat dianalisa secara sederhana dengan menghitung densitas dari komposit pada beberapa bagiannya dalam satu variabel. Dari hasil perhitungannya, densitas komposit memiliki nilai-nilai yang berbeda-beda dalam satu variabelnya. Hal ini menunjukkan pola sebaran dari partikel yang kurang homogen. Pada penelitian ini komposit dianalisa secara makroskopik. Makroskopik adalah menganalisa bahan komposit dengan anggapan bahan komposit bersifat homogen sehingga dalam analisa kekuatan komposit berdasarkan kekuatan komposit secara keseluruhan. Sedangkan tinjauan secara mikroskopik pada penelitian ini diabaikan. Mikroskopik adalah menganalisa bahan komposit berdasarkan interaksi antara penguat dan matriknya. 2.6 Jenis-jenis Serat Jenis-jenis serat yang banyak tersedia untuk menggunakan komposit, dan jumlahnya hampir meningkat. Kekakuan spesifik yang tinggi kekakuan dibagi oleh berat jenisnya dan kekuatan spesifik yang tinggi kekuatan dibagi oleh berat jenisnya serat-serat tersebut disebut Advanced Fiber. Komposit terbuat dari serat- serat tersebut yang disebut Advanced Composite. Chawla, 1987. Penelitian mengenai komposit yang mengabungkan antara matrik dan penguat yang berupa serat harus memperhatikan beberapa faktor. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi performa fiber matrik composites antara lain :

2.6.1 Faktor Serat

Serat adalah bahan pengisi matrik yang digunakan untuk dapat memperbaiki sifat dan struktur matrik yang tidak dimilikinya, juga diharapkan mampu menjadi bahan penguat matrik pada komposit untuk menahan gaya yang terjadi.

2.6.2 Letak Serat

Dalam pembuatan komposit tata letak dan arah serat dalam matrik yang akan menentukan kekuatan mekanik komposit, dimana letak dan arah dapat mempengaruhi kinerja komposit tersebut. Menurut tata letak dan arah serat diklasifikasikan menjadi PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3 bagian yaitu: yang pertama one dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan dan modulus maksimum pada arah axis serat. Yang kedua adalah two dimensional reinforcement planar, mempunyai kekuatan pada dua arah atau masing-masing arah orientasi serat. Yang ketiga three dimensional reinforcement, mempunyai sifat isotropic kekuatannya lebih tinggi dibanding dengan dua tipe sebelumnya. Pada pencapuran dan arah serat mempunyai beberapa keunggulan, jika orientasi serat semakin acak random maka sifat mekanik pada 1 arahnya akan melemah, bila arah tiap serat menyebar maka kekuatannya juga akan menyebar ke segala arah maka kekuatan akan meningkat.

2.6.3 Panjang Serat

Panjang serat dalam pembuatan komposit serat pada matrik sangat berpengaruh terhadap kekuatan. Ada 2 penggunaan serat dalam campuran komposit yaitu serat pendek dan serat panjang. Serat panjang lebih kuat dibanding serat pendek. Serat alami jika dibandingkan dengan serat sintetis mempunyai panjang dan diameter yang tidak seragam pada setiap jenisnya. Oleh karena itu panjang dan diameter sangat berpengaruh pada kekuatan maupun modulus komposit. Panjang serat berbanding diameter serat sering disebut dengan istilah aspect ratio . Bila aspect ratio makin besar maka makin besar pula kekuatan tarik serat pada komposit tersebut. Serat panjang continous fiber lebih efisien dalam peletakannya. Pada umumnya, serat panjang lebih mudah penanganannya jika dibandingkan dengan serat pendek. Serat panjang pada keadaan normal dibentuk dengan proses filamentwinding, dimana pelapisan serat dengan matrik akan menghasilkan distribusi yang bagus dan orientasi yang menguntungkan. Ditinjau dari teorinya, serat panjang dapat mengalirkan beban maupun tegangan dari titik tegangan ke arah serat yang lain. Pada struktur continous fiber yang ideal, serat akan bebas tegangan atau mempunyai tegangan yang sama. Selama fabrikasi, beberapa serat akan menerima tegangan yang tinggi dan yang lain mungkin tidak terkena tegangan sehingga keadaan di atas tidak dapat tercapai Schwartz, 1984. Sedangkan komposit serat pendek, dengan orientasi yang benar, akan menghasilkan kekuatan yang lebih besar jika dibandingkan continous fiber. Hal ini terjadi pada whisker, yang mempunyai keseragaman kekuatan tarik. Komposit berserat pendek dapat diproduksi dengan cacat permukaan yang rendah sehingga kekuatannya dapat mencapai kekuatan teoritisnya Schwartz, 1984. Faktor yang mempengaruhi variasi panjang serat chopped fiber composites adalah critical length panjang kritis. Panjang kritis yaitu panjang minimum serat pada suatu diameter serat yang dibutuhkan pada tegangan untuk mencapai tegangan saat patah yang tinggi Schwartz, 1984.

2.6.4 Bentuk Serat

Bentuk Serat yang digunakan untuk pembuatan komposit tidak begitu mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Pada umumnya, semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit yang lebih tinggi. Selain bentuknya kandungan seratnya juga mempengaruhi Schwartz, 1984.

2.6.5 Faktor Matrik

Pembuatan komposit serat membutuhkan ikatan permukaan yang kuat antara serat dan matrik. Selain itu matrik juga harus mempunyai kecocokan secara kimia agar reaksi yang tidak diinginkan tidak terjadi pada permukaan kontak antara keduanya. Untuk memilih matrik harus diperhatikan sifat-sifatnya, antara lain seperti tahan terhadap panas, tahan cuaca yang buruk dan tahan terhadap goncangan yang biasanya menjadi pertimbangan dalam pemilihan material matrik. Juga kemampuan bertambahnya elongasi saat patah yang lebih besar dibandingkan dengan penguat. Selain itu juga perlu diperhatikan berat jenis, viskositas, kemampuan membasahi penguat, tekanan dan suhu curring, penyusutan.

2.6.6 Katalis

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi atau substrat untuk sementara terjerap. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas. Banyak sedikitnya katalis yang diberikan pada pembuatan komposit juga berpengaruh pada sifat mekanik yang dihasilkan oleh komposit nantinya. 2.6.7 Void Void atau gelembung udara merupakan akibat yang tidak bisa dihindari pada saat proses pembuatan. Untuk itu sebisa mungkin meminimalkan void yang dihasilkan pada bahan komposit. Void kekosongan yang terjadi pada matrik sangatlah berbahaya, karena pada bagian tersebut penguat tidak didukung oleh matrik, sedangkan penguat selalu akan mentransfer tegangan ke matrik. Hal seperti ini menjadi penyebab munculnya crack, sehingga komposit akan gagal lebih awal. Kekuatan komposit terkait dengan void adalah berbanding terbalik yaitu semakin banyak void maka komposit semakin rapuh dan apabila sedikit void komposit semakin kuat. Void juga dapat mempengaruhi ikatan antara serat dan matrik , yaitu adanya celah pada serat atau bentuk serat yang kurang sempurna yang dapat menyebabkan matrik tidak akan mampu mengisi ruang kosong pada cetakan. Bila PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI