Energi Permukaan Diagram Alir Penelitian Diagram alir penelitian :

Modulus Flexural Kg mm 2 300 Daya rentang Kg mm 2 5,5 Modulus rentang Kg mm 2 300 Elongasi 1,6

2. 7 Daya Rekat Matriks Serat Adhesi

Perekatan adhesi matrik serat dapat dinyatakan sebagai subtansi yang dapat menyatukan beberapa bahan sekaligus melalui penempelan perekatan pada permukaan bahan bahan tersebut. Bahwa permukaan yang berbeda muatannya positif dan negatif akan menghasilkan gaya tarik yang disebut adhesi. Pada perekatan matrik serat ditinjau keadaan permukaan dari matriks dan serat. Pada keadaan ini, berlaku konsep energi permukaan. Konsep energi permukaan ini sangat penting untuk menjelaskan kekuatan serat matriks. Ikatan interface yang optimal antara matrik dan serat merupakan aspek yang penting dalam menunjukka sifat sifat mekanik komposit. Transfer beban atau tegangan di antara dua fase yang berbeda ditentukan oleh derajat adhesi. Adhesi yang kuat diantara permukaan antara matrik dan serat diperlukan untuk efektifnya perpindahan dan distribusi beban melalui ikatan permukaan Hartomo, 1992.

2.8 Energi Permukaan

Pada konsep energi permukaan dinyatakan bahwa cairan matrik hanya akan membasahi permukaan padat yang memiliki energi permukaan yang lebih besar dari energi permukaan cairan matrik tersebut. Permukaan yang energinya besar biasanya bersifat polar dan permukaan yang energinya rendah biasanya bersifat non polar. Pada tabel diperlihatkan beberapa bahan dengan energi permukaannya. Tabel 2.6 Nilai energi permukaan beberapa bahan Piatti, 1978. Bahan Energi permukaan mJm -2 Serat Gelas 560 Grafit 70 Resin Epoksi 43 Resin Poliester 35 Resin polietilena 31 Bentuk permukaan juga mempengaruhi daya adhesif serat matrik. Semakin licin permukaan adheren maka daya rekat adhesif bahan tersebut semakin rendah. Dalam hal ini jika daya adhesif tinggi atau kuat maka matrik harus dapat mengalir dan mengikuti bentuk permukaan adheren. Perekatan yang baik tersebut terjadi karena pembasahan yang baik dan matrik ini dapat menyinggung dan mengisi permukaan adheren serapat mungkin sehingga gaya gaya perekatan dapat berperan. Persinggungan yang rapat itu diperoleh setelah adhesif matrik mengeras dan membentuk komposi Derek H, 1981. 2.9 Pengujian Sifat Mekanik 2.9.1 Pengujian kekuatan geser antar lapisan Interlaminar Shear Strength Kekuatan geser adalah suatu ukuran kekuatan komposit dalam hal kemampuannya menahan gaya gaya yang membuat suatu bagian dari komposit tersebut bergeser atau bergelingsir dari bagian lain di dekatnya M Sitepu, 1985. Dalam hubungan ini dibedakan atas 3 macam kekuatan yaitu; kuat geser sejajar arah serat, kuat geser tegak lurus arah serat, dan kuat geser miring. Pengujian ini dirancang untuk mengetahui kekuatan geser antar lapisan komposit, dimana sampelnya diregangkan dalam susunan paralel menjadi serat teratur. Kekuatan geser antar lapisan komposit didominasi oleh sifat mekanis matrik dimana retakan dapat terjadi pada seluruh bidang matrik. Jika gaya geser diminimalis pada komposit searah maka sampel menjadi melengkung. Kegagalan geser dipengaruhi oleh panjang sample. Bentuk serat pendek dipilih agar kegagalan kekuatan geser terjadi sebelum kegagalan flexure. W b d L Gambar 2.7 Skematis pengujian kekuatan geser antar lapisan Persamaan berikut dipakai untuk kekuatan geser antar lapisan ILSS adalah Sturgeon, 1971 : bd W ILLS 4 3  2.1 Dimana : W adalah beban b adalah ketebalan sampel d adalah lebar sampel. Penurunan rumus ILSS dapat dilihat pada lampiran G.

2.9.2 Pengujian Impak Impact Test

Pengujian impak bertujuan untuk mengukur berapa energi yang dapat diserap suatu material samapai material tersebut patah. Pengujian impak ini merupakan respon terhadap beban yang tiba tiba yang bertujuan mengetahui ketangguhan suatu bahan terhadap pembebanan dinamis, sehingga dapat diketahui apakah suatu bahan yang diuji rapuh atau kuat. Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi. Semakin banyak energi yang terserap maka akan semakin besar kekuatan impak dari suatu beban. Umumnya kekuatan impak bahan polimer lebih kecil daripada kekuatan impak bahan logam. Untuk menguji impak ini kedua ujung sampel dengan ukuran standar diletakkan pada penumpu, kemudian beban dinamis dilepaskan dengan tiba-tiba dan cepat menuju sampel. Dalam pengujian impak, impaktor yang digunakan dalam bentuk pendulum yang diayunkan dari ketinggian dengan massa. Gambar 2.8 Ilustrasi skematis pengujian impak dengan benda uji Charpy dan Izod Besarnya kekuatan impak dari benda uji dengan luas penampang lintang A adalah Surdia, 2005: I s = A E s 2.2 dengan : I s : Kekuatan Impak Jm 2 E s : energi yang diserap sampel setelah tumbukan J A : luas penampang lintang sampel m 2 Penurunan rumus Is dapat dilihat pada lampiran G.

2.9.3 Pengujian Kekutan Lentur Ultimate Flexural Strenght

Pengujian kekuatan lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan komposit terhadap pembebanan pada tiga titik lentur. Pengujian kekuatan lentur ini juga bertujuan untuk mengetahui sifat keelastisan suatu bahan. Pada pengujian ini pembebanan yan diberikan adalah tegak lurus terhadap arah sampel dengan tiga titik lentur. Pada pengujian ini bila bahan diberi beban maka permukaan bawah akan memanjang dan terjadi pelengkungan sampel akibat regangan tarik dan regangan tekan. Besarnya pelengkungan pada titik tengah sampel dinamakan defleksi. Sturgeon, 1971 . Defleksi sampel akan berkurang apabila keelastisan bahan makin bertambah. Defleksi tergantung pada panjang dan besar sampel uji, tempat dan besar beban yang diberikan dan modulus keelastisan bahan penunjang sampel uji. Kegagalan yang terjadi akibat uji bending yaitu mengalami patah pada bagian bawah karena tidak mampu menahan beban tarik. Pengujian kekuatan lentur ini menggunakan peralatan universal testing machine. P d b L Gambar 2.9 Skematis pengujian kekuatan lentur Persamaan berikut digunakan untuk memperoleh nilai kekuatan lentur Sturgeon, 1971: 2 2 3 bd PL UFS  2.3 dengan : UFS = kekutan lentur 2   m P = gaya penekan N L = jarak dua penumpu m b = lebar sampel m d = tebal sampel uji m Penurunan rumus UFS dapat dilihat pada lampiran G. BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Alat Dan Bahan 3.1.1 Alat Alat alat yang digunakan untuk pembuatan sampel komposit adalah 1. Alat Cetakan Alat ini terbuat dari stainless stell digunakan untuk mencetak benda uji atau specimen. Alat ini terdiri dari beberapa bagian yaitu : a. Spacer, diletakkan diantara tutup cetakan dan berfungsi sebagai penentu tebalnya komposit yang diinginkan dan diletakkan diantara alas cetakan dengan tutup cetakan. Ukuran spacer adalah 2 x 1.6 x 0.3 cm b. Alas cetakan, berfungsi sebagai tempat komposit dicetak pada kedua sisinya disertai dengan kepingan penghalang dan lobang mur. Kepingan penghalang berfungsi menahan cairan agar tidak tumpah. Ukuran alas cetakan adalah 22 x 22 cm. c. Tutup cetakan, digunakan sebagai perantara antara piringan penekan dengan alas cetakan yang berfungsi selain untuk menutup cetakan juga sebagai penghalang alat penekan. 2. Alat penekan Cetakan Hydraulics Press Alat ini berfungsi untuk menekan alat cetakan agar didapatkan komposit yang padat sesuai dengan ketebalan yang dibuat melalui spacer. Alat ini terbuat dari besi lempengan dan tiang penyangga terbuat dari batang besi ulir supaya dapat mengatur jarak antara masing masing plat lempengan. Di bawah tiang tiang dilengkapi piringan besi agar penekanan merata pada cetakan. 3. Neraca Analitik Berfungsi untuk menimbang atau menentukan jumlahmassa komposit poliester yang digunakan sesuai dengan fraksi volum yang ditetapkan dengan ketelitian alatnya 0,01 gram. 4. Elektronic System Universal Testing Machine Alat ini digunakan untuk pengujian sifat mekanis komposit terutama kekuatan lentur. Tipe dari alat ini adalah SC-2DE dengan kapasitas 200 kgf 5. Impacktor Wolpert Alat ini digunakan untuk pengujian kekuatan impak komposit hibrid serat gelas coremat. 6. Teclok TM 110 Japan dengan ketelitian 0,01 10 mm Digunakan untuk mengukur ketebalan benda uji. 7. Alat Alat Lain. Perlengkapan lain yang diguunakan pada saat pembuatan komposit, diperlukan juga alat alat seperti : penggaris, gelas bekker, jangka sorong, mesin gergaji potong sebagai alat pemotong, gunting, pisau, sarung tangan, pengaduk, masker dan lain-lain. Gambar alat dapat dilihat pada lampiran A.

3.1.2 Bahan Bahan

Adapun bahan bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain : 1. Serat gelas Woven Roving WR dari PT. Justus Kimia Raya cabang Jakarta 2. Serat gelas Chopped Strand Mat CMS dari PT. Justus Kimia Raya cabang Medan 3. Lantor Coremat P 2430 2 dari PT.Justus Kimia Raya cabang Jakarta 4. Resin poliester 157 BQTN EX dari PT. Justus Kimia Raya cabang Medan 5. Katalis metyl etyl keton peroksida MEKPO dari PT. Justus Kimia Raya cabang Medan 6. Mirror Glaze MGH no.8 Wax sebagai pelekang alat cetakan dengan komposit yang dicetak. 7. Aseton sebaga pembersih alat cetakan. Gambar bahan dapat dilihat pada lampiran A. 3.2 Prosedur Percobaan 3.2.1 Prosedur pembuatan Papan Komposit Bahan komposit dibuat dengan menggunakan metode Press Mould . Prosedur pembuatan komposit resin poliester 157 BQTN- Ex dengan serat gelas coremat adalah sebagai berikut : 1. Penyedian serat dan resin, serat diperoleh dari PT. Justus kimia Raya dilakukan pemotongan serat dan coremat sesuai dengan ukuran cetakan yaitu masing masing 22 cm x 22 cm. 2. Ditimbang serat yang akan dicetak dengan menggunakan neraca analitik 3. Membersihkan cetakan dengan menggunakan aseton sampai bersih hingga tidak mengandung kotoran dan biarkan kering. 4. Mengoleskan Wax pada alas cetakan, tutup cetakan maupun spacer, agar komposit tidak melekat pada cetakan. 5. Pada alat cetakan bagian alas yang berukuran 22 cm x 22 cm diletakkan spacer pada keempat sudut untuk menentukan ketebalan komposit dalam hal ini dibuat 3 mm. 6. Resin poliester BQTN - ex dan MEKPO dengan perbandingan 100 : 1 dan diaduk sehingga padu dan merata. 7. Campuran resin dan katalis disiramkan pada cetakan yang telah dipasangi kepingan penghalang dan diratakan, kemudian diletakkan serat, disiram lagi dengan resin, diletakkan serat dan disiram resin dan kemudian diratakan. 8. Posisisi Lapisan 1 2 3 4 Keterangan Posisi lapisan : Sampel I : sampel iii : 1. lapisan serat gelas anyaman 1. lapisan serat gelas acak 2. lapisan coremat 2. lapisan coremat 3. lapisan coremat 3. lapisan coremat 4. lapisan serat gelas ayaman 4. lapisan serat gelas acak sampel ii : sampel iv : 1. lapisan coremat 1. lapisan coremat 2. lapisan serat gelas anyaman 2. lapisan serat gelas acak 3. lapisan serat gelas anyaman 3. lapisan serat gelas acak 4. lapisan coremat 4. lapisan coremat 9. Pencetak ditutup dan diletakkan pada alat penekan kemudian ditekan untuk mendapatkan ketebalan komposit yang sama dengan ketebalan spacer sekitar 25 N mm 2 . 10. Supaya seluruh serat terbasahi oleh resin maka cetakan harus ditekan berulang kali. Proses pencetakan diusahakan secepat mungkin untuk menghindari pengentalan resin sebelum dimasukkan ke dalam cetakan. 11. setelah prosedur 7 tadi dilakukan dibiarkan selama sehari pada temperatur kamar kemudian komposit dikeluarkan dari cetakan. 12. Kemudian hasil komposit yang telah terbentuk dipotong potong sesuai dengan sampel uji yang akan diuji. 13. Seperti prosedur 1 12 dilakukan untuk sampel 1, sampel 2, sampel 3 dan sampel 4.

3.2.2 Pembuatan Sampel

Sampel yang telah dicetak dipotong-potong sesuai ukurannya dengan menggunakan gergaji listrik. Bentuk sampel untuk setiap pengujian berbeda. Adapun pengujian yang dilakukan adalah pengujian kekutan lentur. Bentuk-bentuk sampel uji dibuat sesuai standar dan dapat dilihat pada gambar berikut: Gambar 3.1 Bentuk sampel pengujian kekuatan geser antar lapisan Interlaminar Shear Strength dengan standar ASTM D - 2344 Spesikasi pengujian ILSS dengan standard ASTM D 2344 dapat dlihat pada lampiran A. Gambar 3.2. Bentuk sampel pengujian kekuatan impak Impact Strength dengan standar ASTM D 256 Spesifikasi pengujian kekuatan impak dengan standard ASTM D 256 dapat dilihat pada lampiran A. Gambar 3.3 Bentuk sampel pengujian kekuatan lentur ultimate shear strength dengan standar ASTM D-790 Spesifikasi pengujian UFS dengan standard ASTM D 790 dapat dilihat pada lampiran A.

3.4 Diagram Alir Penelitian Diagram alir penelitian :

BAB IV METODE PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Kekuatan Geser antar Lapisan

Pengujian ini dirancang untuk menambah kekuatan geser antar lapisan komposit. Kekuatan komposit didominasi oleh sifat mekanis matrik dimana retakan dapat terjadi pada seluruh bidang matrik. Kegagalan bermula dari retakan yang terjadi pada midspan yang mengalami tarik karena disitulah terjadi momen lengkung dan gaya geser terbesar, setelah itu retakan akan merambat pada daerah yang memiliki nilai modulus lengkung yang lebih tinggi dari daerah retakan sebelumnya. Retakan baru akan berhenti bila dalam perambatannya telah menemui daerah yang tegangan dan modulus lengkungnya maksimum.

4.1.1. Prosedur pengujian kekuatan geser antar lapisan

Prosedur pengujian kekuatan geser antar lapisan adalah sebagai berikut: 1. Diatur jarak span 10 mm kemudian sampel uji diletakkan pada span. 2. Diatur pembebanan maksimum pada skala 100 kgf 3. Skala beban pada mesin uji diatur agar menunjukkan skala nol dan beban dibuat persis ditengah tengan sampel uji. 4. Kemudian diatur kecepatan dari mesin uji 10mmmenit 5. Mesin pencatat gerak dihidupkan on 6. Selanjutnya tombol pembebanan tekan dhidupkan down dan mesin akan bekerja, gerakan mesin secara otomatis akan berhenti setelah sampel uji telah mencapai kelenturan maksimum dan data tertera pada display dicatat.

4.1.2 Data Pengujian Kekuatan Geser antar Lapisan