32 kekuatan dan kekakuan yang tinggi, konduktivitas termal dan koefisien ekspansi
termal yang baik, dan densitas yang rendah. Kelemahan dari jenis komposit ini adalah biayanya yang cenderung mahal, dan rentan terhadap oksidasi pada suhu
370 - 500
o
C. Contoh dari komposit bermatriks karbon adalah karbon dengan pengisi karbon juga [29].
2.1.4 Komposit Bermatriks Keramik Ceramic - Matrix Composites
Komposit bermatriks keramik merupakan jenis komposit hasil improvisasi dari komposit bermatriks karbon dimana matriks karbon diganti dengan keramik
yang memiliki sifat lebih kuat dan lebih tahan terhadap oksidasi. Jenis komposit ini dapat dipadukan dengan berbagai macam pengisi berupa serat maupun
partikel. Kelebihan dari jenis komposit ini adalah memiliki densitas rendah, kekuatan dan keuletan yang tinggi. Berdasarkan sifat yang dihasilkan, maka jenis
komposit ini banyak diaplikasikan pada alat angkut untuk beban - beban yang berat. Diantara jenis komposit lainnya, komposit bermatriks keramik merupakan
jenis komposit yang paling kompleks dan jarang dikembangkan. Contoh dari komposit bermatriks keramik adalah keramik dengan pengisi serat silikon karbida
[29].
2.1.5 Komposit Bermatriks Karet Rubber - Matrix Composites
Karet memiliki sifat elastis dan penambahan pengisi berupa serat maupun partikel seperti karbon hitam, nilon dan serat baja dapat meningkatkan kekakuan
dari karet dan menurunkan keelastisan dari karet tersebut. Jenis komposit ini banyak diaplikasikan dalam bidang pembuatan ban dan produk karet lainnya.
Contoh dari komposit bermatriks karet adalah karet stiren butadien SBR dengan pengisi serat poliester pendek [31].
2.1.6 Komposit Hibrid Hybrid Composites
Kata “hybrid” berasal dari Yunani - Latin dan banyak ditemui pada beragam bidang ilmu. Dalam bidang polimer komposit, komposit hibrid merupakan suatu
pengisi yang berada dalam matriks berbeda blend atau juga dapat berupa dua atau lebih pengisi yang berada dalam suatu matriks [32]. Komposit hibrid banyak
Universitas Sumatera Utara
33 dikembangkan dengan mengkombinasikan dua jenis serat berbeda dalam suatu
matriks dimana kedua jenis pengisi dapat saling menutupi kekurangan satu sama lainnya, sehingga keseimbangan antara biaya dan sifat bahan dapat diperoleh
dengan desain bahan yang baik [33]. Salah satu contoh adalah penambahan serat kevlar 49 yang lebih bersifat liat ke dalam komposit diperkuat serat karbon yang
bersifat rapuh. Penambahan serat kevlar 49 tersebut telah dibuktikan dapat meningkatkan kekuatan impak komposit tersebut. Selain itu, komposit hibrid juga
digunakan untuk tujuan mengurangi biaya. Misalnya suatu jumlah serat yang berkualitas lebih rendah dan murah dapat ditambahkan ke dalam komposit
diperkuat serat karbon atau boron tanpa menyebabkan penurunan sifat mekanik yang signifikan [34].
Secara umum komposit hibrid ini dapat dibagi menjadi lima kelompok, yaitu [34, 35] :
1. Acak, yaitu dimana pengisi dicampurkan ke dalam matriks secara acak.
2. Interlapis interply, yaitu terdiri dari dua atau lebih lapisan - lapisan yang
berbeda dengan hanya satu serat saja. Lapisan komposit ini merupakan lapisan komposit searah unidirectional.
3. Intralapis intraply, yaitu terdiri dari dua atau lebih serat yang dicampur
dalam satu lapisan yang sama. 4.
Interlapis - intralapis interply - intraply, yaitu terdiri dari lapisan interlapis dan intralapis yang disusun dengan urutan spesifik. Tipe ini umumnya
memiliki matriks yang sama. 5.
Superhibrid, yaitu terdiri dari lapisan komposit disusun dengan urutan tertentu spesifik.
6. Penguatan selektif selective reinforcement, yaitu dimana penguatan
dilakukan pada bagian yang membutuhkan kekuatan tambahan. Faktor - faktor yang mempengaruhi sifat komposit hibrid, yaitu [34] :
1. Penyebaran dan Orientasi Serat
Penyebaran serat yang merata dalam matriks mempengaruhi sifat - sifat komposit tertentu. Kondisi ini mengacu pada posisi atau distribusi serat
yang tidak berkelompok ataupun menyebar sekitar matriks. Hal ini dapat dikatakan bersumber dari pencampuran yang tidak seragam yang dapat
Universitas Sumatera Utara
34 menyebabkan beberapa daerah hanya memiliki matriks sementara sisanya
hanya serat. Sehingga akibatnya daerah yang memiliki serat saja akan lebih mudah mengalami retak halus microcracking dan yang kaya matriks akan
menjadi lemah. Orientasi serat yaitu bagaimana serat terarah secara umum akan menentukan kekuatan mekanik sesuatu komposit dan tingkat kekuatan
tersebut mencapai maksimum. Kontribusi serat - serat ini kepada sifat - sifat komposit adalah maksimum jika itu sejalan dengan arah pembebanan atau
stres. Kekuatan komposit akan menurun ketika serat - serat di dalam arah horisontal atau tidak paralel. Ada 3 jenis orientasi serat umum yaitu penguat
satu dimensi, penguat dua dimensi dan penguat tiga dimensi. Apabila orientasi serat semakin acak, sifat mekanik akan menurun pada semua
tingkat. 2.
Fasa Pengikatan Seperti yang telah dijelaskan, komposit diperkuat serat dapat menahan
tekanan lebih tinggi dari konstituen individu saja karena matriks berinteraksi dan menyebarkan kembali daya tekanan ini. Kemampuan kedua - dua
konstituen ini untuk mentransfer stres sesama sendiri tergantung sepenuhnya kepada efektivitas pengikatan atau penggandengan diantara
mereka. Ini dapat dicapai melalui sentuhan oleh kedua fase tersebut, tetapi sering serat yang telah diberikan perlakuan secara khusus harus digunakan
untuk memastikan suatu permukaan yang dapat menerima sentuhan. Agen perlakuan kimia lazim disebut agen penggandeng coupling agent. Ini
adalah bahan kimia yang digunakan untuk bereaksi dengan fase penguat dan matriks untuk menghasilkan peningkatan pengikatan yang lebih kuat pada
interfasa. 3.
Rongga Rongga dapat didefinisikan sebagai udara atau gas yang terperangkap dalam
komposit. Rongga bisa jadi berbahaya karena sebagian serat yang memiliki rongga tidak didukung oleh resin. Selain itu, rongga yang besar dapat
menyebabkan kerusakan yang besar dalam proses pembuatannya. Terbentuknya rongga disebabkan oleh dua hal, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
35 Pembasahan serat yang tidak sempurna oleh resin, ini menyebabkan
udara terperangkap dan kemungkinan yang lain itu sistem yang mana serat kering dirapatkan dengan konsentrasi resin yang tinggi.
Adanya bahan volatil selama operasi peleburan dalam polimer termoplastik.
4. Dampak lingkungan
Karena matriks merupakan bahan termoplastik dan termoset, maka desain komposit akhir harus mempertimbangkan dampak pengaruh lingkungan
seperti kelembaban, suhu, bahan kimia, UV, ozon, dan sebagainya. Pemaparan termoplastik dan termoset yang diperkuat serat lignoselulosa ke
lingkungan buruk seperti kelembaban yang tinggi dapat menyebabkan sifat - sifat mekanikalnya menyusut dengan tajam. Hal ini, terjadi karena air bisa
memasuki komposit secara difusi melalui resin dan juga sepanjang antarmuka serat - matriks melalui efek kapiler. Air dapat menyebabkan
ekspansi pada resin dan melemahkan ikatan antarmuka komposit.
2.2 KOMPONEN KOMPOSIT 2.2.1 Fasa Matriks
