20 a
Serat kontinu Serat satu arah
Serat dua arah
b Serat tidak kontinu
Serat arah acak Serat arah teratur
c Serat multilapis
Laminat Hybrid
2.1.12 Mekanika komposit
Sifat mekanik bahan komposit berbeda dengan bahan yang lainnya. Tidak
seperti bahan teknik yang lain yang memiliki sifat homogen dan isontropik, bahan
komposit memiliki sifat heterogen dan anisontropik. Sifat heterogen bahan komposit terjadi karena bahan komposit tersusun dari dua atau lebih bahan yang
memiliki sifat mekanik yang berbeda, sehingga analisis mekanik pada komposit berbeda dengan bahan konvensional yang lain. Sifat mekanikpada bahan komposit
merupakan fungsi dari : a.
Sifat mekanik komponen penyusunnya b.
Geometri susunan masing-masingkomponen c.
Interface antara komponen Mekanika komposit dapat dianalisis dari dua sudut pandang, yaitu dengan
analisis mikromekanik dengan memperlihatkan sifat-sifat mekanik bahan penyusunnya. Analisis makromekanik memperlihatkan sifat-sifat bahan komposit
secara umum tanpa memperlihatkan sifat ataupun hubungan antara komponen penyusunnya.
2.1.13 Kondisi isostrain
Kondisi isostrain merupakan komposit dengan kondisi regangan yang sama. Dalam hal ini tegangan pada material mengakibatkan regangan yang sama pada
21 semua lapisan komposit. Kita asumsikan bahwa ikatan antar lapisan tetap utuh
selama dikenai tegangan. Pada contoh komposit ini disebut dengan kondisi regangan yang sama.
Kita mendapatkan penjumlahan rata-rata modulus elastisitas dari komposit dengan hubungan antara modulus elastis dari serat, matrik, dan presentase dari
volume masing-masing seperti pada gambar 2.7
Gambar 2.7 Komposit dengan kondisi regangan sama Sumber: James A. Jacob, Thomas F. Kilduff Engineering Materials Technology,
Structure, Processing, Properties and Selection 2
nd
Edition
2.1.14 Isostres
Maksud dari isostres condision adalah komposit dengan kondisi tegangan yang sama. Misalnya struktur komposit berlapis yang ideal dan terdiri dari lapisan
serat dan matrik dengan masing-masing susunan lapisan tegak lurus terhadap tegangan yang ditarik. Dalam kasus ini tegangan pada struktur komposit
menghasilkan kondisi tegangan yang sama, seperti pada gambar 2.8 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22 Gambar 2.8 Komposit dengan kondisi tegangan sama
Sumber: James A. Jacob, Thomas F. Kilduff Engineering Materials Technology, Structure, Processing, Properties and Selection 2
nd
Edition
2.1.15 Modus kegagalan lamina
Pada umumnya ada tiga macam pembebanan yang menyebabkan suatu bahan komposit menjadi rusak, antara lain pembebanan tarik, tekan dalam arah
longitudinal maupun transversal dan geser.
2.1.15.1 Modus kegagalan akibat beban tarik longitudinal
Pada bahan komposit lamina yang diberi beban searah dengan serat. Kegagalan berawal dari serat-serat yang patah pada penampang yang paling lemah.
Apabila beban yang diberikan semakin besar, maka semakin banyak serat yang akan patah. Kebanyakan komposit serat tidak sekaligus patah pada waktu yang
bersamaan. Variasi kerusakan serat yang patah relatif kecil kurang dari 50 beban maksimum.
Apabila serat yang patah semakin banyak, ada tiga kemungkinan : a.
Bila matrik mampu menahan gaya geser dan meneruskan serat disekitarnya, maka serat yang patah akan semakin banyak sehingga akan menimbulkan
retak. Bahan komposit akan patah getas seperti gambar 2.9 a PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23 b.
Apabila matrik tidak mampu menahan konsentrasi tegangan geser yang timbul diujung serat dapat terlepas dari matrik dan komposit rusak searah
dengan serat seperti pada gambar 2.9 b c.
Kombinasi darikedua tipe patahan pada kasus ini adalah patah serat yang terjadi di sebarang tempat bersamaan dengan rusaknya matrik. Modus
kerusakan berbentuk seperti sikat, seperti pada gambar 2.9 c
Gambar 2.9 Modus kerusakan pada bahan komposit akibat beban tarik longitudinal
Sumber: Adiyono, 1996
2.1.15.2 Modus kegagalan akibat beban tarik transversal
Bahan yang memiliki susunan serat tegak lurus dengan arah pembebanan, menyebabkan konsentrasi tegangan pada interface antara serat dan matrik itu
sendiri. Karena bahan komposit yang mendapat beban transversal akan gagal pada intervase antar serat dan matrik, meskipun terjadi juga kegagalan tarnsversal pada
serat bila arah serat acak dan lemah dalam arah transversal. Dengan demikian modus kegagalan akibat beban tarik transversal terjadi
karena: Kegagalan matrik
Debonding pada interface antara serat dan matrik PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24 Gambar 2.10 Kegagalan pada komposit akibat beban tarik transversal
Sumber: Bambang Kismono Hadi, 2000:41
2.1.16 Serat Kelapa
Buah kelapa terdiri dari epicarp yaitu bagian luar yang permukaannya licin, agak keras dan tebalnya ± 0,7 mm, mesocarp yaitu bagian tengah yang disebut
sabut, bagian ini terdiri dari serat keras yang tebalnya 3 –5 cm, endocarp yaitu
tempurung tebalnya 3 –6 mm. Sabut merupakan bagian tengah mesocarp epicarp
dan endocarp. Sabut kelapa merupakan bagian terluar buah kelapa. Ketebalan sabut kelapa
berkisar 5-6 cm yang terdiri atas lapisan terluar exocarpium dan lapisan dalam endocarpium. Endocarpium mengandung serat halus sebagai bahan pembuat tali,
karpet, sikat, keset, isolator panas dan suara, filter, bahan pengisi jok kursimobil dan papan hardboard. Satu butir buah kelapa menghasilkan 0,4 kg sabut yang
mengandung 30 serat. Komposisi kimia sabut kelapa terdiri atas selulosa, lignin, pyroligneous
acid, gas, arang, ter, tannin, dan potasium. Dilihat sifat fisisnya sabut kelapa terdiri dari :
a. Seratnya terdiri dari serat kasar dan halus dan tidak kaku. b. Mutu serat ditentukan dari warna dan ketebalan.
c. Mengandung unsur kayu seperti lignin, suberin, kutin, tannin dan zat lilin. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25 Dari sifat mekanik nya :
a. Kekuatan tarik dari serat kasar dan halus berbeda. b. Mudah rapuh.
c. Bersifat lentur. Zainal. M dan Yulius, 2005 Tabel 2.3 Sifat Mekanis Beberapa Serat Alam
Sumber: Building Material and Technology Promotion Council
2.1.17 Perlakuan Alkali NaOH Pada Serat
