Komposit Interface dan Interfasa

7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komposit

Material komposit yaitu material yang tersusun dari campuran atau kombinasi dua atau lebih unsur-unsur utama yang secara makro berbeda di dalam bentuk dan atau komposisi material yang pada dasarnya tidak dapat dipisahkan. Kelebihan material komposit dibandingkan dengan logam adalah ketahanan terhadap korosi atau pengaruh lingkungan bebas dan untuk jenis komposit tertentu memiliki kekuatan dan kekakuan yang lebih baik. Oleh karena itu penelitian yang berkelanjutan berbanding lurus dengan perkembangan teknologi bahan tersebut khususnya komposit. Perkembangan komposit tidak hanya dari komposit sintetis tetapi juga komposit natural yang terbarukan sehingga mengurangi pencemaran lingkungan hidup. Penelitian mengenai material komposit maupun komponen yang terbuat dari material komposit telah banyak dilakukan [21]. Secara umum komposit tersusun dari material pengikat matriks dan material penguat reinforce. Logam, keramik, dan polimer dapat digunakan sebagai material pengikat pada pembuatan komposit tergantung dari sifat yang ingin dihasilkan. Namun, polimer merupakan material yang paling luas digunakan sebagai matriks dalam komposit modern yang lebih dikenal dengan reinforced plastic [22].

2.2 Interface dan Interfasa

Gaya ikat adhesi antara matriks – penguat merupakan suatu variable yang perlu dioptimalkan untuk mendapatkan sifat dan performa terbaik dari suatu material komposit. Gaya ikat dari suatu interphase tidak hanya merupakan suatu interaksi fisik dan kimia antara matriks dan penguat, namun juga struktur dari matriks dan penguat di daerah dekat interface. Dalam komposit, penguat dan matriks menghasilkan kombinasi sifat mekanik yang berbeda dengan sifat dasar dari masing- masing matriks maupun penguat karena adanya interface antara kedua komponen tersebut. Interface antara matriks penguat dalam pembuatan komposit sangat berpengaruh terhadap sifat akhir dari komposit yang terbentuk, baik sifat fisik maupun sifat mekanik. Pengertian dari interface yaitu daerah antar permukaan Universitas Sumatera Utara 8 matriks dan penguat yang mengalami kontak dengan keduanya dengan membuat suatu ikatan antara keduanya untuk perpindahan beban. Ikatan yang terjadi pada interface matriks – penguat terbentuk saat permukaan penguat telah terbasahi oleh matriks [23]. Interface yang ada pada komposit ini berfungsi sebagai penerus transmitter beban antara matriks dan penguat. Bila energi permukaan semakin kecil maka akan semakin mudah terjadi pembasahan. Hubungannya dengan kelarutan adsorbsi adalah, bila semakin besar adsorbsi maka energi permukaan akan semakin kecil. Adsorbsi merupakan reaksi permukaan yang tergantung pada konsentrasi dan temperatur. Hubungan daya ikat antara matriks – penguat terhadap sifat mekanis komposit sangatlah erat, karena apabila daya ikat antara matrik – penguat baik maka dapat meningkatkan sifat mekanis dan performa dari komposit. Interface matriks – penguat merupakan suatu batas dua dimensi, sementara interphase matriks – penguat merupakan batas tiga dimensi [23]. Ada lima mekanisme yang menerangkan pengikatan pada antarmuka pada komposit, yaitu sebagai berikut [24] [25]: 1. Adsorpsi dan Pembasahan Pembasahan merupakan kontak antara fasa cair dan permukaan fasa padat, dihasilkan dari interaksi antara molekul ketika keduanya terbawa secara bersamaan. Pada mekanisme ini, leburan fasa matriks resin harus menutupi seluruh permukaan pengisi agar udara dapat disingkirkan 2. Interdifusi Menurut mekanisme ini, suatu ikatan akan terbentuk apabila molekul- molekul polimer meresap dari suatu permukaan ke dalam struktur molekul permukaan yang lain. Kekuatan ikatannya bergantung pada jumlah peresapannya. 3. Daya Elektrostatik Mekanisme daya elektrostatis ini dapat terjadi apabila terdapat perbedaan kutub antara dua konstituen. Proses tarik menarik antar permukaan yang berbeda tingkat kelistrikannya muatan positif dan muatan negatif dapat terjadi pada skala atomic. Efektivitas jenis ikatan ini dapat menurun jika ada kontaminasi permukaan dan ada gas yang terperangkap. Universitas Sumatera Utara 9 4. Ikatan Kimia Pengikatan kimia ini dapat terjadi apabila pencampuran komposit menggunakan agen penghubung atau bahan penyerasi. Pengikatan terbentuk sebagao hasil dari suatu reaksi kimia antara bahan pengisi dengan bahan penyerasi yang digunakan. Kekuatan pengikatannya bergantung pada jenis ikatan kimianya. 5. Ikatan Mekanik Pengikatan mekanik ini terjadi secara interlocking mekanik apabila geometri permukaan matrik dan bahan pengisi yang digunakan dalam pembuatan komposit tidak rata. Beberapa faktor yang mempengaruhi ikatan mekanik ini adalah kekerasan permukaan, aspek geometri dan tekanan yang digunakan dalam proses pabrikasi.

2.3 Matriks