BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Umum
Bahan komposit merupakan bahan teknologi yang mempunyai potensi yang tinggi. Komposit dapat memberikan gabungan sifat-sifat yang berbeda -
beda pada penggunaan yang tidak akan diperoleh melalui penggunaan logam, polimer dan seramiks ,khususnya tentang sifat kekuatan spesifik serta kekakuan
spesifik .
Gambar 2.1. Klasifikasi Skema Struktur Komposit Calliester, 1994
Secara umum bahan komposit terdiri dari dua bagian utama, yaitu : 1 matriks yang mengisolasi fasa, dan 2 penguat reinforcement atau fasa sebaran.
Gambar 2.2 Gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposit
Foam didefenisikan sebagai penyebaran gelembung gelembung gas yang terjadi pada material cair dan padat. Foam berkembang menjadi rongga rongga
mikro yang memiliki diameter 10µ m. Foam yang tersebar dalam polymer dapat mencapai 10
8
cm
3
Kumar,2005. Matriks
Penguat Komposit
Composite
Fiber - Reinforced Particle -
Reinforced Structural
Continous Aligned
Disontinous Short
Large - Particle
Disper sion-
Streng thened
Laminates Sanwidch
Panel
Aligned Randomly
Universitas Sumatera Utara
Pada saat ini, perkembangan penelitian ini telah menghasilkan karakteristik fisik dan mekanik material foam Klemper dan Sendijarevic,2004.
Karakteristik fisik tersebut meliputi factor geometri, separti ukuran rongga dan ketebalan dinding rongga. Selain karakteristik fisik juga terdapat karakteristik
mekanik. Karakteristik mekanik terdiri atas densitas dan modulus elastisitas. Material foam memiliki susunan rongga yang bervariasi. Susunan rongga
tersebut dapat diketahui melalui pengamatan strutur mikro material foam. Susunan rongga dibagi atas dua jenis, yaitu susunan rongga terbuka open cell dan tertutup
closed cell. Pada material foam dengan susunan rongga terbuka terdapat pemutusan dinding rongga yang fleksibel. Material foam dengan susunan rongga
tertutup tidak terdapat pemutusan dinding rongga dan bersifat kaku. Perbedaan kedua jenis ini susunan rongga tersebut ditunjukan oleh gambar.
a.rongga terbuka b.rongga tertutup
Gambar 2.3 Jenis Material Berongga
Rongga rongga pada polimer terbentuk akibat adanya campuran fase padat dan gas. Dua fase tersebut terjadi dengan cepat dan membentuk permuakaan
material yang berongga. Foam yang dihasilkan dari polimer merupakan gelembung udara atau rongga udara yang bergabung di dalam polimer tersebut.
Gas yang digunakan untuk membentuk foam disebut blowing agent. Pemberian blowing agent dilakukan secara kimia dan fisika. Blowing agent secara
kimia menimbulkan dekomposisi unsur unsur material dalam suatu reaksi kimia. Blowing agent secara fisika terjadi akibat adanya gas yang diberikan pada
material.
Universitas Sumatera Utara
Polymericfoam yang flexible dihasilkan dari reaksi polyuretene. Polyuretene dalam pembentukan polymericfoam juga berfungsi sebagai blowing
agent. Proses pembentukan rongga dari hasil reaksi polyuretene flexible berlangsung relative cepat. Pada saat reaksi pembentukan polyuretene terjadi
pengeluaran panas eksoterm dengan kenaikan temperature mencapai 75-160 C.
Peningkatan volume polyuretene sekitar 20- 50 kali volume mula mula. Sifat – sifat dari komposit sangat tergantung kepada sifat – sifat dari fasa
– fasa pembentuknya, jumlah relative masing – masing fasa, bentuk dari fasa, ukuran fasa dan distribusi ukuran dari fasa – fasa dan sebarannya. Bila komposit
tersusun dari dua material yaitu : 1 M Sebagai Matriks dan 2 P sebagai
penguat maka secara teoritis sifat – sifat hasil pencampuran kedua material tersebut memiliki sifat diantara sifat dari masing – masing material yang
bercampur. Matriks berfungsi sebagai pelindung dan pengikat fasa pengikat. Biasanya
matriks mempunyai kerapatan densitas , kekukuhan dan kekuatan yang jauh lebih rendah daripada serat. Namun gabungan matriks dengan serat bisa
mempunyai kekuatan dan ketegaran yang tinggi, tetapi masih mempunyai kerapatan yang rendah. Matriks jenis ini tergolong polimer thermoset, dan
memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya. Struktur material yang
dihasilkan berbentuk crosslink dengan keunggulan pada daya tahan yang lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan impak. Hal ini disebabkan molekul
yang dimiliki bahan ini ialah dalam bentuk rantai molekul raksasa atom-atom karbon yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Dengan demikian
struktur molekulnya menghasilkan efek peredaman yang cukup baik terhadap beban yang diberikan. Data mekanik bahan matriks diperlihatkan pada table 2.1
Tabel 2.1. Karakteristik Mekanik Poliester Resin Tak Jenuh. Sifat Mekanik
Satuan Besaran
Berat jenis ρ
Mg.m
-3
1,2 sd 1,5 Modulus Young E
GPa 2 sd 4,5
Kekuatan Tarik σ
T
MPa 40 sd 90
Universitas Sumatera Utara
Seperti telah disebutkan sebelumnya, bahwa penguat komposit yang digunakan ialah dari bahan TKKS yang kemudian dibentuk menjadi ukuran halus
dan dicampurkan dalam matriks. Berdasarkan Penelitian Subiyanto B,dkk : tiap kandungan serat TKKS secara fisik mengandung bahan-bahan serat seperti lignin
16,19, selulosa44,14 dan hemiselulosa 19,28 yang mirip dengan bahan kimia penyusun kayu. Ukuran serat TKKS yang belum dicacah adalah 13-
18 cm dan serat ini dihaluskan lagi hingga mencapai ukuran 0,1 -0,8 mm.
2.2. Teori Ayunan bola bandul