BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Komposit
Menurut Matthews dkk. 1993dalam Widodo 2008, komposit adalah suatumaterial yang terbentuk dari kombinasi dua ataulebih material pembentuknya
melalui campuran yangtidak homogen, dimana sifat mekanik dari masingmasingmaterial pembentuknya berbeda. Daricampuran tersebut akan
dihasilkan material komposityang mempunyai sifat mekanik dan karakteristikyang berbeda dari material pembentuknya. Materialkomposit mempunyai sifat dari
materialkonvensional pada umumnya dari prosespembuatannya melalui percampuran yang tidakhomogen, sehingga kita leluasa merencanakankekuatan material komposit
yang kita inginkandengan jalan mengatur komposisi dari materialpembentuknya. Komposit merupakan sejumlahsistem multi fasa sifat dengan gabungan,
yaitugabungan antara bahan matriks atau pengikat denganpenguat. Saat ini jenis komposit yang paling banyak digunakan adalah komposit
berpenguat serat. Hal ini karena serat sebagai penguat memiliki keuntungan sebagai berikut:
Schwartz, 1984.
1. Memiliki perbandingan panjang dengan diameter aspect ratio yang besar. Hal ini menggambarkan bahwa bila digunakan sebagai penguat dalam
komposit, serat akan memiliki luas daerah kontak yang luas dengan matriks dibanding bila menggunakan penguat lain. Dengan demikian diharapkan akan
terbentuk ikatan yang baik antara serat dengan matriks. 2. Pengaruh ukuran serat” size effect”. Serat memiliki ukuran yang kecil
sehingga jumlah cacat per satuan volume serat akan lebih kecil dibandingkan
material lain. Dengan demikian serat akan memiliki sifat mekanik yang baik dan konsisten.
3. Serat memiliki densitas yang rendah sehingga memilki sifat mekanik spesifik sifak mekanik per satuan densitas yang tinggi.
Berdasarkan cara penguatannya komposit dibedakan menjadi tiga Jones,1975 yaitu : a Fibrous Composite komposit serat merupakan jenis komposit yang hanya
terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serta atau fiber. Fiber yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers,
aramid fibers poly aramide dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang
lebih kompleks seperti anyaman. b Laminated Composite komposit lapisan merupakan jenis komposit yang
terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.
c Particulate Composite komposit partikel merupakan komposit yang menggunakan partikel atau serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara
merata dalam matriksnya.
Sedangkan berdasarkan bentuk material pembentuknya, komposit dapat dibedakan menjadi lima macam yaitu komposit serat fiber composite, komposit serpihan flake
composite, komposit butir particulate composite, komposit isian filled composite, dan komposit lapisan laminated composite. Komposit dengan penguatan serat
adalah jenis komposit yang paling sering dipakai dalam aplikasi. Hal ini karena komposit jenis ini memiliki sifat kekuatan tarik dan kekakuan yang bagus. Namun
kelemahannya adalah struktur serat tersebut memiliki kekuatan tekan dan kekuatan tarik arah melintang serat yang kurang bagus. Hasil dari komposit yang berlapis-lapis
laminated composite memiliki kekerasan hardness dari unsur pokoknya tetapi kekuatan merupakan efek sinergi dari gabungan sifat material. Material komposit
akan bersinergi bila memiliki sebuah sistem yang mempersatukan material-material
penunjang untuk mencapai sebuah sifat material yang baru. Komposit serat dapat dibedakan berdasarkan jenis dan orientasi seratnya, yaitu komposit serat searah
continous fiber composite, serat anyaman woven fiber composite, serat acak chopped fiber composite, dan gabungan beberapa jenis serat hybrid fiber
compositeChung2010.
Secara umum komposit dengan penguatan serat tersusun dari dua materialutama yaitu matrik dan seratfiber . Antar kedua unsur material tersebut terjadi ikatan antar
mukadiantara keduanya. Serat yang memiliki kekuatan lebih tinggi berperan sebagaikomponen penguat, sedangkan matrik yang bersifat lemah dan liat bekerja
sebagaipengikat dan memberi bentuk pada struktur komposit Schwartz, 1984.Adapun besarnya kekuatan tarik yang dihasilkan oleh komposit polimerserat
dapat prediksi dengan menggunakan persamaan 2.1. Berdasarkan persamaan ini dapat digunakan oleh peneliti sejauh untuk mengetahui sejauh mana besarnya kekuatan
tarik yang dihasilkan oleh komposit berdasarkan matrik dan penguat penyusunnya. Berikut ini persamaan tensile prediction.
�
�
= �
�
. �
�
+ �
�
�
�
2.1 Dengan:
�
�
= kekuatan tarik kompositMPa ; �
�
= kekuatan tarik fiberMPa ; �
�
= fraksi volume fiber ; �
�
= kekuatan tarik matriksMPa ; �
�
= fraksi volume fiber Jumlah kandungan serat dalam komposit, merupakan hal yang menjadi perhatian
khusus pada komposit berpenguat serat. Untuk memperoleh komposit berkekuatan tinggi, distribusi serat dengan matrik harus merata pada proses pencampuran agar
mengurangi timbulnya void. Untuk menghitung fraksi volume parameter yang harus diketahui adalah densitas resin, densitas penguat, massa matrik dan massa penguat.
Adapun fraksi volume yang ditentukan dengan persamaan : �
�
=
�
�
�
�
=
�
�
−�
�
�
�
�
�
=
�
�
�
�
�
�
2.2 �
�
=
�
�
�
�
�
�
= 1 − �
�
2.3
Dimana, �
�
= fraksi berat fiber ; �
�
= berat serat fiber ; �
�
= berat serat komposit: �
�
= densitas fiber ; �
�
= densitas komposit: �
�
= volume komposit ; �
�
= volume fiber;
�
�
= fraksi volume fiber. Jika selama pembuatan komposit diketahui berat penguat dan berat matrik, serta
densitas penguat dan densitas matrik, maka fraksi volume dan fraksi penguat dapat dihitung dengan persamaan:
�
�
=
�
�
�
�
� �
�
�
�
� + �
�
�
�
�
2.4 Dimana,
�
�
= fraksi volume fiber ; �
�
= berat serat fiber ; �
�
= densitas fiber ; �
�
= berat matrik ;
�
�
= densitas matrik
2.2 Aplikasi Komposit