DAFTAR ISI
Persetujuan iii
Pernyataan iv
Penghargaan v
Abstrak vi
Abstract vii
Daftar Isi viii
Daftar Tabel xi
Daftar gambar xii
Bab I Pendahuluan
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Rumusan Masalah 2
1.3. Batasan Masalah 2
1.4. Tujuan penelitian 2
1.5. Manfaat Penelitian 3
1.6. Sistematika Penulisan 4
Bab II Tinjauan Pustaka
2.1. Komposit 5
2.1.1. Kegunaan Bahan Komposit 5
2.1.2. Klasifikasi Komposit 6
2.2. Komposit Hibrid 9
2.3. Polimer 9
2.4. Serat 10
2.4.1. Serat Sebagai Penguat 11
2.4.2. Serat Gelas 12
2.5. Coremat 14
2.6. Matriks 17
2.6.1. Defenisi Fungsi Matriks Dan Klasifikasi 17
2.6.2. Matrik Poliester 18
2.7. Daya Rekat Matriks Serat Adhesi 20
2.8. Energi Permukaan 21
2.9. Pengujian Sifat Mekanik 22
2.9.1. Pengujian kekuatan geser antar lapisan Interlaminar Shear Strength
23 2.9.2. Pengujian Impak Impact Test
23 2.9.3. Pengujian Kekutan Lentur Ultimate Flexural Strenght
24
Bab III Metode Penelitian
3.1. Alat dan Bahan 26
3.1.1. Alat 26
3.1.2. Bahan Bahan 27
3.2. Prosedur Percobaan 28
3.2.1. Prosedur Pembuatan Papan Komposit 28
3.2.2. Pembuatan Sampel 29
3.3. Diagram Alir penelitian 31
Bab IV Metode Pengujian Dan Pembahasan
4.1. Pengujian Kekuatan Geser antar Lapisan 32
4.1.1. Prosedur pengujian kekuatan geser antar lapisan 32
4.1.2. Data Pengujian Kekuatan Geser antar Lapisan 33
4.2. Pengujian Kekuatan Impak 34
4.2.1. Prosedur Pengujian kekuatan Impak 35
4.2.2. Data pengujian kekuatan Impak 35
4.3. Pengujian Kekutan Lentur 37
4.3.1. Prosedur pengujian kekuatan lentur 37
4.3.2. Data pengujian kekuatan Lentur 38
4.4. Pembahasan 39
4.4.1. Pengujian Kekuatan Geser antar Lapisan 40
4.4.2. Pengujian Kekuatan Impak 41
4.4.3. Pengujian Kekuatan lentur 42
Bab V Kesimpulan Dan Saran
5.1. Kesimpulan 43
5.2. Saran 43
Daftar Pustaka
Lampiran A Lampiran B
Lampiran C Lampiran D
Lampiran E Lampiran F
Lampiran G Lampiran I
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat-sifat serat gelas 14
Tabel 2.2 Sifat-Sifat Mekanis Firet Coremat 16
Tabel 2.3 Hubungan persentase katalis dengan potlife 19
Tabel 2.4 Sifat sifat resin poliester 20
Tabel 2.5 Spesifikasi resin unsaturated Poliester Yucalac BQTN 157- ex 20
Tabel 2.6 Nilai energi permukaan beberapa bahan 21
Tabel 4.1 Data pengujian kekuatan Geser antar lapisan Komposit Hibrid untuk komposi Sgwr Fc Fc Sg wr
33 Tabel 4.2 Data pengujian Kekuatan Geser antar Lapisan Komposit Hibrid untuk
Komposisi Fc Sgwr Sgwr Fc 33
Tabel 4.3 Data pengujian Kekuatan Geser antar Lapisan Komposit Hibrid untuk Komposisi Sgcsm F c F c Sgcsm
33 Tabel 4.4 Data pengujian Kekuatan Geser antar Lapisan Komposit Hibrid untuk
Komposisi Fc Sgcsm Sgcsm Fc 34
Tabel 4.5 Data pengujian Impak Komposit Hibrid untuk komposisi Sgwr Fc Fc Sgwr
35 Tabel 4.6 Data pengujian Kekuatan impak Komposit Hibrid untuk Komposisi
Fc Sgwr Sgwr Fc 36
Tabel 4.7 Data pengujian Kekuatan Impak Komposit Hibrid untuk Komposisi Sgcsm Fc Fc Sgcsm
36 Tabel 4.8 Data pengujian Kekuatan Impak Komposit Hibrid untuk Komposisi
Fc Sgcsm Sgcsm Fc 36
Tabel 4.9 Data pengujian Kekuatan Lentur Komposit Hibrid untuk Komposisi Sgwr Fc Fc Sgwr
38 Tabel 4.10 Data pengujian Kekuatan Lentur Komposit Hibrid untuk Komposisi
Fc Sgwr Sgwr Fc 38
Tabel 4.11 Data pengujian Kekuatan Lentur Komposit Hibrid untuk Komposisi Sgcsm Fc Fc Sgcsm
39 Tabel 4.12 Pengujian Kekuatan Lentur Komposit Hibrid untuk Komposisi
Fc Sgcsm Sgcsm Fc 39
Tabel 4.13 Rata rata hasil pengujian specimen dengan matrik polyester 39
Tabel 4.14 Fraksi volum komposit hybrid serat gelas- coremat dengan matrik
Polister 157 BQTN - ex 40
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Klasifikasi Bahan Komposit Yang Umum Dikenal 7
Gambar 2.2 Susunan serat 11
Gambar 2.3 Serat Gelas Woven Roving 12
Gambar 2.4 Serat gelas Chopp strant mat 13
Gambar 2.5 Coremat 15
Gambar 2.6 Molekul pada polimer termoset mengalami cross linking 18
Gambar 2.7 Skematis Pengujian kekuatan geser antar lapisan 22
Gambar 2.8 Ilustrasi skematis pengujian impak dengan benda uji Charpy dan Izod
23 Gambar 2.9 Skematis Pengujian bending
25 Gambar 3.1 Bentuk sampel pengujian kekuatan geser antar lapisan
ILSS Interlaminar Shear Strength dengan standar ASTM D 2344
30 Gambar 3.2 Bentuk sampel pengujian kekuatan impak dengan
standar ASTM D 256 30
Gambar 3.3 Bentuk sampel pengujian kekuatan lentur dengan standar ASTM D-790
30
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan komposit hibrid serat gelas coremat dengan matrik
poliester 157 BQTN ex dengan metode cetak tekan press mold. Pengujian sifat kelenturan dilakukan untuk kompoit hibrid dengan tata letak lapisan yang berbeda
beda yaitu Sampel I: Sgwr Fc Fc Sgwr, sampel II: Fc - Sgwr Sgwr Fc,
sampel III: Sgcsm Fc Fc - Sgcsm dan sampel IV Fc Sgcsm Sgcsm Fc. Pengujian sifat kelenturan dilakukan dengan uji kekuatan geser antar lapisan,
pengujian kekuatan impak dan pengujian kekutan lentur. Dari hasil pengujian diperoleh rata rata ILSS untuk sampel I = 5,87 MPa sampel II 6,66 MPa, sampel III
6,27 MPa dan sampel IV 5,39 MPa untuk hasil Is sampel I = 64,22 kJ m
2
, sampel II 39,46 kJ m
2
, sampel III 42, 42 kJ m
2
, dan sampel IV 68,20 kJ m
2
dan untuk pengujian kekuatan lentur sampel I = 159,69 MPa, sampel II 40,09 MPa, sampel III
186,13 MPa dan sampel IV 45, 02 MPa. Dengan mengubah susunan tata letak lapisan komposit hibrid maka akan mengubah sifat mekanisnya.
Kata kunci: Komposit hibrid, Serat Gelas, Firet Coremat, Poliester 157 BQTN ex, Sifat kelenturan
FLEXURAL PROPERTIES OF HYBRID COMPOSITE GLASS FIBER COREMAT BY USE POLYESTER 157 BQTN EX AS MATRIC
ABSTRACT
The making of hybrid composite has done for glass fiber coremat by use of
polyester 157 BQTN ex as matric using press mold method. Flexural property test hybrid composit done for different composition layers are sample I: Sgwr Fc Fc
Sgwr, sample II: Fc - Sgwr Sgwr Fc, sample III: Sgcsm Fc Fc Sgcsm and sample IV Fc Sgcsm Sgcsm Fc. Flexural properties test hybrid composite were
done interlaminar shear strength test ILSS, impact strength test Is and ultimate flexural strength test UFS. From on the average result of interlaminar shear strength
test obtained for smple I = 5, 87 MPa sample II = 6,66 MPa, sample III = 6,27 MPa and sample IV = 5,39 MPa. For Impact strength test obtained sample I = 64,22 kJ
m
2
, sample II = 39,46 kJ m
2
, sample III= 42, 42 kJ m
2
, and sample IV = 68,20 kJ m
2
. And ultimate flexural strength test obtained sample I = 159,69 MPa, sampel II= 40,09 MPa, sample III = 186,13 MPa and sample IV 45, 02 MPa. By way of permute
hybrid composite layer will then be change the value of mechanical properties.
Key word: composite hybrid, glass fiber, Firet coremat, Polyester 157 BQTN ex, Flexural properties
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Serat sebagai elemen penguat menentukan sifat mekanik dari komposit karena meneruskan beban yang diteruskan oleh matrik. Orientasi, ukuran, dan bentuk serta
material serat adalah faktor faktor yang mempengaruhi bentuk mekanik dari komposit. Material komposit adalah gabungan dari penguat reinforced dan matrik.
Perkembangan teknologi material telah melahirkan suatu material jenis baru yang dibangun secara bertumpuk dari beberapa lapisan yang disebut material komposit.
Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material yang dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya.
Tuntutan teknologi akan bahan menunjukkan sifat atau karakteristik kekuatan, kekakuan yang lebih baik telah melahirkan riset dan perkembangan yang penting
dalam bidang komposit yang diperkuat serat. Beberapa aplikasi dari komposit yang diperkuat serat gelas antara lain untuk interior dalam bidang industri misalnya
pembuatan bak air, kursi, luncuran anak Antonia, 2006.
Serat dalam komposit berperan sebagai bagian utama yang menahan beban serta memberikan sifat kekakuan, kekuatan, stabilitas panas dalam komposit. Matrik
dalam komposit berperan sebagai pengikat serat dan mendistribusikan tegangan pada saat pembebanan. Bahan matrik yang sering digunakan dalam pembuatan komposit
adalah matrik polimer adapun jenisnya antara lain thermoset dan thermoplastic. Yang termasuk termoset antara lain epoxy, polyester, dan phenolic Surdia, 2003. Coremat
adalah adalah jaringan serat yang tidak bergelombang dan berupa lembaran kain yang dihasilkan dari serat poliester sintetik yang tidak teranyam non woven dan digabung
dengan pengikat. Aplikasi coremat yaitu pada pembuatan body kapal, tangki-tangki, pipa dan pembuatan bagian kendaraan kendaraan seperti mobil, bus dan kereta api
M.Sitepu, 19985. Resin poliester merupakan salah satu resin termoset yang mudah diperoleh dan digunakan masyarakat umum maupun industri skala kecil maupun
besar. Resin poliester ini mempunyai kemampuan berikatan dengan serat tanpa menimbulkan reaksi dan gas Fajar, 2008.
Dalam penelitian ini akan dibentuk suatu material baru yaitu komposit hibrid berkomposisi coremat dan serat gelas bermatrik poliester 157 BQTN-ex akan diuji
kekuatannnya dengan metode pengujian kekuatan geser antar lapisan dan pengujian kekuatan impak serta kekuatan lentur.
1.2 Rumusan Masalah
Bagaimanakah pengaruh tata letak lapisan komposit hibrid yang berbeda yaitu antara serat gelas jenis anyaman dan serat gelas jenis acak serta coremat dengan
martrik poliester 157 BQTN-ex terhadap kekuatan, kekokohannya dan kelenturannya?
1.3 Batasan Masalah
Agar permasalahan yang dibahas tidak melebar maka perlu diadakan pembatasan masalah sebagai berikut:
1. Bentuk spesiman dan pengujian
Bentuk spesimen dan pengujian komposit hibrid sesuai dengan standard ASTM D- 790 untuk pengujian bending, ASTM D 256 untuk pengujian impak dan ASTM D-
2344 untuk pengujian kekuatan geser antar lapisan.
2. Bahan benda uji
Benda uji dibuat dari coremat, serat gelas anyaman dan serat gelas acak bermatrik poliester 157 BQTN ex.
3. Cara pembuatan benda uji
Benda uji dibuat dengan metode cetak tekan press mold.
1.4 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Komposit merupakan material tehniks dimana sifat-sifat mekanisnya dapat
dirancang sesuai dengan aplikasinya. 2. Dari komposit hibrid serat gelas-coremat dengan matrik poliester 157 BQTN-ex
dibuat untuk mendapatkan komposit yang kuat, kokoh dan lentur. 3. Untuk mengetahui pengaruh serat gelas anyaman serat gelas acak coremat
dengan matrik poliester 157 BQTN-ex terhadap beberapa pengujian sifat mekanik komposit hibrid.
4. Untuk mengetahui pengaruh tata letak lapisan pada komposit hibrid serat gelas anyaman serat gelas acak - coremat terhadap beberapa pengujian mekanik.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah : 1. Sebagai pengembangan dari teori yang telah didapat peneliti selama perkuliahan.
2. Untuk mengetahui pengaruh tata letak laminat pada komposit hibrid serat gelas
ayaman - serat gelas acak coremat bermatrik poliester 157 BQTN ex. 3. Bagi perindustrian dapat digunakan sebagai acuan atau pedoman dalam pembuatan
komposit hibrid coremat dan serat gelas misalnya dalam pembuatan papan selancar, skateboard atap gerbong kereta api, bumper mobil dan lain lain.
1.6 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan tentang komposit, sifat - sifat komposit, jenis jenis komposit, kegunaan atau pemanfaatan komposit, pengertian komposit hibrid dan sifat sifat
komposit hibrid dan polimer. Bab ini juga menerangkan tentang matrik serat gelas dan firet coremat yaitu pengertian, sifat sifat, aplikasi dan jenis jenisnya, adhesif,
energi permukaan.
BAB III METODE PENELITIAN
