Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009.
USU Repository © 2009
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 KOMPOSIT
Perkembangan teknologi material telah melahirkan suatu material jenis baru yang dibangun secara bertumpuk dari beberapa lapisan. Material inilah yang disebut material
komposit. Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material dan dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya. Pada
dasarnya, komposit dapat didefinisikan sebagai campuran makroskopik dari serat dan matriks. Serat merupakan material yang umumnya jauh lebih kuat dari matriks dan
berfungsi memberikan kekuatan tarik. Sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan.
Secara umum dikenal tiga kelompok komposit Feldman, 1995, yaitu :
1.
Komposit berserat berpenguat serat
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009.
USU Repository © 2009
Komposit serat, yaitu komposit yang terdiri dari serat dan matriks bahan dasar yang diproduksi secara fabrikasi, misalnya serat ditambahkan resin sebagai bahan
perekat.
2.
Komposit laminerlaminat penguatnya lembaran, kertas, kain, direkatkan dan dikenyangkan.
Komposit laminat merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.
3.
Komposit partikelpartikulat penguatnya butiran, kerikil, pasir dan serpihan Komposit partikel merupakan komposit yang terdiri dari partikel butiran, kerikil,
pasir, dan serpihan dan matriks. Dapat kita ambil satu defenisi umum tentang material komposit yaitu suatu bahan
yang merupakan campuran atau kombinasi dari dua atau lebih unsur-unsur pokok yang berbeda satu dengan yang lainnya.
Serat lapisan
partikel serpihan
Gambar 2.1. orientasi serat
Manfaat utama dari penggunaan komposit adalah mendapatkan kombinasi sifat kekuatan serta kekakuan tinggi dan berat jenis yang ringan. Dengan memilih kombinasi
material serat dan matriks yang tepat, kita dapat membuat suatu material komposit dengan
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009.
USU Repository © 2009
sifat yang tepat sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu struktur tertentu dan tujuan tertentu pula.
Aplikasi dan pemakaian komposit yang diperkuat dengan serat secara luas dipakai pada industri-industri. Hal ini menunjukkan perkembangan yang pesat dari material
komposit karena mempunyai sifat yang lebih unggul, antara lain sebagai isolator yang baik. Ketahanannya baik terhadap air dan zat kimia, dengan demikian bahan komposit
tidak dapat berkarat. Aplikasi dan pemakian komposit yang diperkuat dengan serat secara luas dipakai
industri pesawat terbang, industri mobil, industri kapal laut, industri kimia, industri listrik, dan industri perabot rumah tangga.
2.1.1 Serat Sebagai Penguat
Penguat harus merupakan komponen yang lebih kuat jika ditujukan memikul beban, penguat juga memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi. Demikian pula, tidak terlihat
bahwa ikatan antara matriks dan penguat merupakan suatu yang kritis, karena pada umumnya beban harus ditransfer dari matriks ke serat atau batang jika penguat diinginkan
untuk berfungsi dengan baik. Serat merupakan material yang umumnya jauh lebih kuat dari matriks dan
berfungsi memberikan kekuatan tarik. Secara umum dapat dikatakan bahwa fungsi serat adalah sebagai penguat bahan untuk memperkuat komposit sehingga sifat-sifat mekaniknya
lebih kuat, kaku, tangguh, dan lebih kokoh bila dibandingkan dengan tanpa serat penguat. Selain itu serat juga menghemat penggunaan resin.
Beberapa syarat untuk dapat memperkuat matriks antara lain : 1. Mempunyai modulus elastisitas yang tinggi
2. Kekuatan lentur yang tinggi
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009.
USU Repository © 2009
3. Perbedaan diameter serat harus relatif sama 4. Mampu menerima perubahan gaya dari matriks dan mampu menerima gaya yang
bekerja padanya Feldman, 1995. Jenis-jenis serat yang dapat digunakan sebagai penguat pada material komposit
secara umum yaitu : 1. Serat organik
2. Serat anorganik Serat-serat organik dan anorganik umumnya digunakan untuk memperoleh bahan
komposit serat. Serat organik seperti selulosa, propilene dan serat grafit pada umumnya dikarakterisasi sebagai bahan yang ringan, lentur, elastik dan peka terhadap panas.
Sedangkan serat anorganik seperti serat gelas dan keramik merupakan serat yang paling tinggi kekuatannya serta terhadap panas.
a. Komposit Serat Pendek
Komposit yang diperkuat oleh serat pendek pada umumnya menggunakan resin sebagai matriksnya. Dalam pembuatan komposit serat pendek ini dipotong-potong
pendek 20 – 100 mm panjangnya. Dapat diartikan bahwa serat pendek adalah serat dengan perbandingan antara panjang
dan diameternya 100 mm. Komposit dengan jenis serat pendek dapat dibagi menjadi:
i. Bahan komposit yang mengandung orientasi bidang acak
Pembuatan komposit jenis ini dilakukan dengan teknik “hand lay up”. Ukuran serat dapat dipilih untuk mendapatkan perbedaan jumlah penyebaran serat selama
pencetakan. ii.
Bahan komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang terorientasi ataupun sejajar satu dengan lainnya.
Untuk mendapatkan komposit jenis ini digunakan teknik yang berbeda dengan terorientasi acak, yaitu “lay up”. Metode ini khusus digunakan dengan
menggunakan cetak suntik injection moulding dan proses ekstruksi.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009.
USU Repository © 2009
b. Komposit Serat Panjang
Keistimewaan komposit serat panjang ini adalah lebih mudah diorientasikan jika dibandingkan dengan serat pendek. Walaupun demikian serat pendek memiliki
kemungkinan rancangan yang lebih banyak. Secara teori serat panjang dapat menyalurkan suatu pembebanan atau tegangan dari suatu titik pemakainannya. Pada
prakteknya hal ini tidak mungkin karena variabel pembuatan komposit serat penjang tidak mungkin memperoleh kekuatan tarik melampaui panjangnya. Perbedaan antara
serat pendek dan serat panjang adalah serat pendek dibebani secara tidak langsung dan kekuatan atau kelemahan matriks akan menentukan sifat dari produk komposit
tersebut, yakni jauh lebih kecil dibandingkan dengan besaran yang terdapat pada serat panjang. Bentuk serat panjang memiliki kemampuan yang tinggi disamping itu kita
tidak perlu memotong-motong serat.
c. Komposit Serat Acak
Bahan komposit yang mengandung orientasi bidang acak. Pembuatan komposit jenis ini biasanya dilakukan dengan teknik “hand lay up” dan menggunakan resin termoset.
Ukuran serat dapat dipilih untuk mendapatkan perbedaan jumlah penyebaran serat selama pencetakan. Dengan adanya distribusi acak, maka nilai fraksi volum serat lebih
rendah dalam komposit sehingga fraksi volum matrik lebih besar Humaidi, 1998.
2.1.2 Matriks
Matriks merupakan bahan yang digunakan untuk membalut dan menyatukan penguat tanpa bereaksi secara kimia dengan penguat. Matriks berfunsgsi sebagai :
a. Untuk melindungi komposit dari kerusakan, baik kerusakan mekanik maupun kerusakan kimiawi.
b. Untuk mengalihkanmeneruskan beban dari luar kepada serat. Hal ini berarti bahwa matriks menyebarkan dan memisahkan serat-serat sehingga keretakan
tidak dapat berpindah dari satu serat ke serat yang lainnya. c. Sebagai pengikat.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009.
USU Repository © 2009
Secara umum matriks dapat diklasifikasikan atas 2 kelompok, yaitu : 1. Resin Termoplastik
Resin termoplastik merupakan bahan yang dapat lunak apabila dipanaskan dan mengeras jika didinginkan. Jika dipanaskan akan menjadi lunak dan dapat kembali ke bentuk semula
karena molekul-molekulnya tidak mengalami cross linking ikat silang. Contoh resin termoplastik : PP Poly Propylene, Nylon, PE Poly Etylene, PVC Poly Vinyl Chlorida,
PS Poly Styrene. 2. Resin Termoset
Resin termoset merupakan bahan yang tidak dapat mencair atau lunak kembali apabila dipanaskan. Resin termoset tidak dapat didaur ulang karena telah membentuk ikatan silang
antara rantai-rantai molekulnya. Sifat mekanisnya bergantung pada unsur molekuler yang membentuk jaringan, rapat serta panjang jaringan silang Humaidi, 1998.
2.2 PAPAN PARTIKEL
