Pengujian Sifat Mekanis TINJAUAN PUSTAKA

19

2.6. Pengujian Sifat Mekanis

Penggunaan bahan polimer sebagai bahan teknik misalnya dalam industri suku cadang mesin, konstruksi bangunan dan transportasi, tergantung sifat mekanisnya, yaitu gabungan antara kekuatan yang tinggi dan elastisitas yang baik. Sifat mekanis yang khas ini disebabkan oleh adanya dua macam ikatan dalam bahan polimer, yaitu ikatan kimia yang kuat antara atom dan interaksi antara rantai polimer Wirjosentono, 1995, hal 99. Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik σ bila terhadap bahan diberikan tegangan. Secara praktis, kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum F maks yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan, dibagi dengan luas penampang. Karena selama dibawah pengaruh tegangan, spesimen mengalami perubahan bentuk deformasi maka definisi besarnya beban maksimum F maks yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampang mula- mula A o Wirjosentono, 1995, hal 99. Secara matematis ditulis: Dimana : σ maks = kekuatan tarik MPa F maks = gaya saat spesimen putus N A o = luas penampang awal mm 2 20 Hasil pengamatan sifat kekuatan tarik ini dinyatakan dalam bentuk kurva tegangan yakni nisbah beban dengan luas penampang FA terhadap perpanjangan bahan regangan yang disebut dengan kurva tegangan- regangan. Bentuk kurva tegangan-regangan ini merupakan karakteristik yang menunjukkan indikasi sifat mekanis bahan yang lunak, keras, kuat, lemah, rapuh atau liat. Gambar 2.2. merupakan contoh kurva tegangan-regangan beberapa bahan. Tampak dari kurva yang ditunjukkan bahwa untuk jenis bahan yang berbeda akan memiliki kurva yang berbeda bergantung pada besar tegangan dan regangan masing-masing bahan. Gambar 2.2 Sifat Material dari Kurva Tegangan Regangan Polimer Thermoplastik Wirjosentono, 1995 21 Bila bahan polimer elastis dikenakan gaya tarikan dengan laju yang tetap, mula-mula kenaikan tegangan yang diterima bahan berbanding lurus dengan perpanjangan spesimen. Sampai dengan titik elastis bila mana tegangan dilepaskan maka spesimen akan kembali seperti bentuk semula, tetapi bila tegangan dinaikkan sedikit saja, akan terjadi perpanjangan yang besar. Kemiringan kurva pada keadaan ini disebut modulus atau kekakuan, sedangkan besarnya tegangan dan perpanjangan mencapai titik elastis ini masing-masing disebut tegangan yield dan kemuluran pada yield. Di atas titik elastis ini molekul-molekul polimer berorientasi searah dengan tarikan dan hanya memerlukan sedikit tegangan untuk menaikkan perpanjangan. Bila semua rantai polimer telah tersusun teratur, membentuk struktur kristalin, bahan menjadi lebih liat dan diperlukan tegangan yang lebih besar untuk menaikkan perpanjangan. Akhirnya bahan akan terputus bila bila tegangan telah melampaui gaya interaksi total antar segmen. Perpanjangan dan tegangan pada saat bahan terputus ini masing-masing disebut kemuluran ε dan kekuatan tarik akhir σ t Wirjosentono, 1995, hal 100. Laju mulur ε didefinisikan sebagai perbandingan pertambahan panjang dengan panjang mula-mula yang dinyatakan dalam persen. Secara matematis ditulis: Dimana : ε = kemuluran L 1 = panjang spesimen setelah tarikan mm L o = panjang spesimen awal mm 22

2.7. Pencampuran