Hasil Pengujian Tarik Serat Pinang Hasil Pengujian Tarik Komposit Dengan Variasi 3, 5, 7 dan 9
4. Pengujian tarik komposit dengan variasi berat serat 9
Berikut disajikan data dimensi, tegangan serta regangan teknis dari spesimen uji tarik dengan variasi 9. Data tersaji berturut-turut pada Tabel 4.13 - 4.15.
Kode Spesimen Lebar mm
Tebal mm L0 mm
9I 14,7
5,9 90
9II 14,1
5,4 90
9III 14,6
5,4 90
9IV 14,7
5,0 90
9V 13,9
5,3 90
9VI 14,4
5,0 90
DIMENSI
Tabel 4.18 Dimensi spesimen uji tarik dengan variasi 9 Tabel 4.16 Regangan teknis spesimen uji tarik dengan variasi 7
Tabel 4.17 Modulus elastisitas spesimen uji tarik dengan variasi 7
Kode Spesimen ΔL mm
L0 mm Regangan
7I 1,10
90 1,222
7II 1,50
90 1,667
7III 1,85
90 2,056
7IV 1,70
90 1,889
7V 1,40
90 1,556
7VI 1,15
90 1,278
1,611 REGANGAN
Rata-rata
Kode Spesimen Modulus Elastisitas MPa
3I 21,787
3II 17,287
3III 13,906
3IV 16,374
3V 18,549
3VI 23,800
Rata-rata 18,617
Seluruh hasil penelitian uji tarik yang diperoleh lalu dilakukan perhitungan rata- ratanya untuk lebih mempermudah memahami hasil penelitian. Data rata-rata
tersaji pada Tabel 4.17, dan agar lebih mudah lagi, data tegangan dan regangan disajikan kedalam grafik kolom. Grakif terlampir pada Gambar 4.1 dan 4.2
Tabel 4.19 Kekuatan Tarik spesimen uji tarik dengan variasi 9
Tabel 4.20 Regangan teknis spesimen uji tarik dengan variasi 9
Tabel 4.21 Modulus elastisitas spesimen uji tarik dengan variasi 9
Kode Spesimen
Luas Penampang mm
2
Beban Max kg Kekuatan Tarik Nmm2 = MPa
9I 86,730
204,6 23,142
9II 76,140
242,6 31,257
9III 78,840
233,2 29,017
9IV 73,500
221,8 29,604
9V 73,670
196,3 26,140
9VI 72,000
180,9 24,648
27,301 KEKUATAN TARIK
Rata-rata
Kode Spesimen ΔL mm
L0 mm Regangan
9I 1,20
90 1,333
9II 1,70
90 1,889
9III 1,60
90 1,778
9IV 1,75
90 1,944
9V 1,20
90 1,333
9VI 1,20
90 1,333
1,602 REGANGAN
Rata-rata
Kode Spesimen Modulus Elastisitas MPa
9I 17,357
9II 16,548
9III 16,322
9IV 15,225
9V 19,605
9VI 18,486
Rata-rata 17,257
Dari pengujian tarik spesimen matriks variasi 0, hingga material komposit dengan variasi berat serat 3, 5, 7, dan 9 telah diperoleh dua sifat mekanik
yaitu tegangan dan regangan untuk tiap-tiap variasi tersebut. Dengan melihat dari Tabel 4.17 serta Gambar 4.1 dan 4.2, penurunan sifat mekanis tegangan maupun
regangan terjadi seiring bertambahnya persenan fraksi berat serat pada matriks
epoxy.
Tabel 4.22 Nilai sifat mekanis rata-rata dari spesimen uji tarik komposit
No Variasi
Kekuatan Tarik Nmm2 = MPa Regangan
Modulus Elastisitas 1
57,750 3,611
16,006 2
3 31,304
1,778 17,762
3 5
29,740 1,667
17,840 4
7 29,036
1,611 18,617
5 9
27,301 1,602
17,257 6
serat 22,540
- -
Nilai Rata-Rata
Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tarik rata-rata spesimen uji tarik
57,7 31,3
29,7 29,0
27,3 149,8
0,0 20,0
40,0 60,0
80,0 100,0
120,0 140,0
160,0
3 5
7 9
serat
K e
k u
a ta
n T
ar ik
MP a
Spesimen
Nilai kekuatan tarik dan regangan terbaik dimiliki oleh spesimen matriks
epoxy
atau variasi 0 serat yaitu 57,750 MPa dan 3,611. Sedangkan variasi 9 menjadi spesimen dengan kekuatan tarik dan regangan terkecil yaitu 27,301 MPa dan
1,602. Kemungkinan terbesar terjadinya penurunan kekuatan pada komposit Gambar 4.2 Grafik regangan teknis rata-tata spesimen uji tarik komposit
3,6
1,8 1,7
1,6 1,6
0,0 0,5
1,0 1,5
2,0 2,5
3,0 3,5
4,0
3 5
7 9
R e
g an
g an
Spesimen
Gambar 4.3 Grafik modulus elastisitas spesimen uji tarik
16,0 17,8
17,8 18,6
17,3
0,0 2,0
4,0 6,0
8,0 10,0
12,0 14,0
16,0 18,0
20,0
3 5
7 9
Mo d
u lu
s E
las ti
si ta
s MP
a
dengan variasi 9 disebabkan oleh kurang optimalnya distribusi tegangan yang diterima matriks ke serat. Fenomena ini dapat terjadi bila ikatan
interfacial
antara matriks dan serat tidak sempurna
debonding
. Untuk bisa menentukan dengan jelas ikatan
interfacial
antara matriks dan serat adalah
bonded
atau
debonding
diperlukan alat khusus seperti
scanning electron microscop SEM micrograph
. Akan tetapi, pada penelitian kali ini penulis tidak melakukan indentifikasi ikatan
interfacial
seperti yang disebutkan tersebut. Namun, secara sederhana ikatan
interfacial
dapat dilihat dari bentuk patahan komposit setelah diuji tarik.
Secara umum rata-rata patahan pada komposit serat pinang yang diteliti ini adalah patah gatas. Hal ini ditandai dengan bentuk patahan yang cenderung tegak
lurus dengan arah tegangan yang diterima bentuk patahan tersaji pada Gambar 4.4.. Akan tetapi, selain patah getas, bentuk patahan yang terjadi adalah
fiber pull out.
Jenis patahan ini merupakan akibat dari
debonding
atau kurangnya ikatan
interfacial
antara serat dan matriks
epoxy
. Foto bentuk patahan
debonding
pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.5. Sedangkan, foto bentuk patahan
spesimen lain dapat dilihat selengkapnya pada lampiran. Untuk menentukan getas atau tidaknya suatu bahan, dapat pula digunakan nilai
modulus elastisitas. Jika dilihat pada Gambar 4.3 nilai modulus elastisitas mengalami peningkatan dari sebelumnya 16,006 MPa untuk spesimen uji tarik
matriks variasi 0 menjadi 18,615 MPa pada spesimen uji tarik komposit 5 serat. Namun, fenomena peningkatan modulus elastisitas ini tidak berlanjut hingga
variasi 9. Melainkan, pada variasi 7 hingga 9 nilai modulus elastisitas menjadi menurun.
Dengan melihat fenomena perubahan modulus elastisitas yang terjadi, menandakan bahwa pemberian serat pada resin
epoxy
mempengaruhi nilai modulus elastisitas. Dengan nilai modulus elastisitas tertinggi dimiliki oleh variasi 5 yaitu
18,615 MPa. Hal ini dapat juga diartikan bahwa komposit pinang dengan fraksi Gambar 4.5 Contoh patahan
fiber pull out
variasi 5
Fiber pull out
Gambar 4.4 Contoh patahan getas variasi 5
berat serat 5 memiliki sifat yang paling getas dari variasi-variasi yang lainnya 0, 3,7 dan 9.
Fenomena
debonding
memiliki beragam faktor penyebab. Akan tetapi, terlebih khusus pada serat alam, salah satu penyebabnya ialah pemrosesan serat yang masih
kurang tepat. Pada penelitian ini penulis melakukan alkalisasi pada serat pinang yang dilakukan dengan konsentrasi 5 tiap 500 ml air mineral. Perlakuan alkalisasi
yang berlebihan dapat mengakibatkan serat menjadi rapuh dan getas sehingga kekuatannya menjadi berkurang. Sedangkan, perlakuan alkalisasi yang kurang
tidak mampu untuk manghilangkan kandungan minyak pada serat dan menyebabkan berkurangnya ikatan
interfacial
antara serat dan matriks. Selain faktor
debonding
, hal lain yang dapat menjadi penyebab menurunnya kekuatan pada komposit pinang ini adalah kurangnya ketelitian dalam proses
pembuatan. Hal itu ditandai dengan banyaknya
void
. Terdapatnya
void
mengakibatkan terhambatnya distribusi tegangan oleh matriks.