Pengaruh Campuran Serbuk Arang Tempurung Kelapa Hibrida dan Serbuk Aluminium Sebagai Material Alternatif Kampas Rem Sepeda MotorNon-Asbestos
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengetian Bahan Komposit
Material komposit adalah material yang terbuat dari dua bahan atau lebih
yang tetap terpisah dan berada dalam level makroskopik selagi membentuk
komponen tunggal. Komposit berasal dalam kata kerja “to compose” yang berarti
menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan
gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan. Kata komposit dalam
pengertian bahan komposit berarti terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda
yang di gabung secara makroskopis. Pada umumnya bentuk dasar suatu bahan
komposit adalah tunggal di mana merupakan susunan dari paling tidak terdapat
dua unsur yang bekerja sama untuk menghasilkan sifat-sifat bahan yang berbeda
terhadap sifat-sifat unsur bahan penyusunnya.
Berdasarkan bahan penyusunnya komposit dapat kita pisahkan menjadi dua
bagian yaitu matriks dan bahan penguat. Matriks sebagai bagian terbesar dalam material
komposit dapat terbuat dari tiga material dasar yaitu, Metal Matrix Composite ( MMC ),
Ceramic Matrix Composite (CMC ), Polymer Matrix Composite ( PMC ). (Gibson,1984).
Gambar 2.1 Diagram komposit berdasarkan bahan penyusunnya(Gibson,1984)
Material komposit terdiri dari lebih satu tipe material dan di rancang untuk
mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya. Bahan
komposit memiliki banyak keunggulan yaitu lebih ringan, kekuatan dan ketahanan yang
lebih tinggi, tahan korosi, dan ke tahanan aus, (Smallman & Bishop, 2000 ).
5
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Klasifikasi/skema struktur komposit (Callister, 1994)
Karakteristik umum komposit yaitu :
1. Material komposit lebih baik daripada semua material dasar dalam hal kekuatan
(strength) dan kekakuan (stiffness), ketahanan pada temperatur tinggi, fatigue
strength, dan sifat-sifat lainnya. Sifat kombinasi yang diinginkan dapat
direkayasa.
2. Material komposit merupakan material komplek yang komponen-komponennya
memiliki sifat yang sangat berbeda, saling tidak larut atau hanya sedikit larut,
dan terpisah oleh satu batasan yang jelas.
3. Prinsip pembuatan komposit meniru apa yang terjadi di alam. Dahan dan
ranting pohon serta tulang manusia dan binatang merupakan komposit alam.
4. Dalam kayu, serat selulosa diikat oleh lignin yang bersifat plastis. Dalam
tulang, serat fosfat yang tipis dan kuat diikat oleh kolagen yang bersifat plastis.
5. Sifat komposit sangat tergantung pada sifat fisiko-mekanik dari komponenkomponennya dan kekuatan ikatan antara komponen-komponennya.
6. Untuk mendapatkan sifat komposit yang optimal, maka komponenkomponennya harus memiliki sifat yang sangat berbeda tetapi saling
melengkapi.
6
Universitas Sumatera Utara
Secara umum bahan komposit terdiri dari dua bagian utama yaitu :
1. Matriks yang mengisolasi fasa
2. Penguat (filler) atau fasa sebaran
Matriks
merupakan
komponen
pembentuk
dan
pengikat
dalam
komposit.Dasar atau matriks dari komposit bisa terdiri dari logam atau alloy
(komposit logam), polimer, karbon dan material keramik (komposit non logam).
Sifat-sifatnya akan menentukan kondisi operasi pembuat-an komposit dan
karakteristik komposit, seperti temperatur operasi, fatigue strength, ketahanan
terhadap efek lingkungan, density, dan specific strength. Beberapa komposit
memiliki matriks gabungan yang terdiri dari dua atau lebih lapisan dengan
komposisi berbeda dan disusun selang-seling. (Gibson, 1984)
Filler merupakan komponen lain yang terdistribusi merata dalam matriks. Filler
memegang peranan penting dalam menguatkan komposit, sehingga disebut penguat/
reinforcing material. Filler harus memiliki nilai kekuatan/strength, kekerasan/ hardness,
dan elastic modulus yang besar. Sifat-sifat ini harus lebih besar daripada yang dimiliki
matriks. Sifat-sifat material komposit bisa juga dipengaruhi oleh bentuk, ukuran,
konsentrasi dan distribusi filler. (Putu Lokantara, 2007)
2.2
Tinjauan Umum Tumbuhan Kelapa
Kelapa (Cocos nucifera) merupakan salah satu anggota tanaman palma
yang paling dikenal dan banyak tersebar di daerah tropis. Tinggi pohon kelapa
dapat mencapai 10 - 14 meter lebih, daunnya berpelepah dengan panjang dapat
mencapai 3 - 4 meter lebih dengan sirip-sirip lidi yang menopang tiap helaian.
Tanaman ini dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh manusia sehingga
dianggap sebagai tumbuhan serbaguna, terutama bagi masyarakat pesisir.
Tanaman ini diperkirakan berasal dari pesisir Samudera Hindia di sisi Asia,
namun kini telah menyebar luas di seluruh pantai tropika dunia.
Kelapa merupakan tanaman tropis yang telah lama dikenal masyarakat
Indonesia termasuk daerah Gorontalo. Hal ini terlihat dari penyebaran tanaman
kelapa dihampir seluruh wilayah Nusantara, yaitu di Sumatera dengan areal 1,20
7
Universitas Sumatera Utara
juta ha (32,90%), Jawa 0,903 juta ha (24,30%), Sulawesi 0,716 juta ha (19,30%),
Bali, NTB, dan NTT 0,305 juta ha (8,20%), Maluku dan Papua 0,289 juta ha
(7,80%). Kelapa merupakan tanaman perkebunan dengan areal terluas di
Indonesia, lebih luas dibanding karet dan kelapa sawit. Menempati urutan teratas
untuk tanaman budidaya setelah padi. Kelapa menempati areal seluas 3,70 juta ha
atau 26% dari 14,20 juta ha total areal perkebunan (Ardiawan, 2011).
Dalam taksonomi tumbuh-tumbuhan, tanaman kelapa dimasukkan ke
dalam klasifikasi sebagai berikut :
Kingdom : Plantae (Tumbuh-tumbuhan)
Divisio : Spermatophyta (Tumbuhan berbiji)
Sub-divisio : Angiospermae (Berbiji tertutup)
Kelas : Monocotyledonae (Biji berkeping satu )
Ordo : Palmales
Familia : Palmae
Genus : Cocos
Spesies : Cococ nucifera L
Kelapa termasuk golongan kayu keras, yang secara kimiawi memiliki komposisi
kimia hampir serupa dengan kayu yaitu tersusun atas lignin, cellulose dan hemicelluloses.
Dengan komposisi yang berbeda-beda selulosa (C6H10O5)n 33,61 %, Hemiselulosa
(C5H8O4)n 19,27 % dan lignin [(C9H10O3)(CH3O)]n 36,51 % (Tirono dan Ali, 2011)
2.2.1 Jenis Tumbuhan Kelapa
1. Kelapa Varietas Dalam
Kelapa varietas dalam ini mempunyai ciri-ciri memiliki batang tinggi dan besar,
bisa mencapai 30 meter atau lebih. Kelapa ini mulai berbuah agak lambat, berumur antara
6-8 tahun setelah tanam. Umurnya bahkan dapat mencapai 100 tahun lebih. Adapun
Keunggulan varietas ini adalah produksi kopranya lebih tinggi, yaitu sekitar 1 ton
kopra/ha pertahun pada umur 10 tahun dengan produktivitas sekitar 90 butir perpohon
pertahun, daging buahnya tebal dan keras dengan kadar minyak yang tinggi, serta lebih
tahan terhadap hama dan penyakit. Kelapa varietas Dalam terdiri atas beberapa jenis
8
Universitas Sumatera Utara
kelapa
antara
lain
yaitu viridis (kelapa
hijau), rubescens (kelapa
merah), macrocorpu (kelapa kelabu),sakarina (kelapa manis).
2. Kelapa Varietas Genjah
Kelapa varietas genjah ini mempunyai ciri batang besar tetapi tidak terlalu tinggi,
Varietas ini memiliki kelebihan berbuah lebat tetapi mudah dipengaruhi fluktuasi iklim,
dan peka terhadap keadaan lingkungan yang kurang baik. Serta ukuran buah relatif kecil
dengan kadar kopra rendah, yakni sekitar 130 gram per buah, sementara kadar minyaknya
65% dari bobot kering daging buah. Kelapa varietas Genjah terdiri dari beberapa jenis
antara
lain
yaitu eburnea (kelapa
gading), regia (kelapa
raja), pumila(kelapa
puyuh), pretiosa (kelapa raja malabar).
3. Kelapa Varietas Hibrida
Kelapa varietas hibrida diperoleh dari hasil persilangan antara varietas Genjah
dengan varietas Dalam. Hasil persilangan itu merupakan kombinasi sifat-sifat yang baik
dari kedua jenis varietas asalnya. Dengan keunggulan yang dimiliki oleh kelapa varietas
Hibrida adalah:
-
Lebih cepat berbuah, sekitar 3-4 tahun setelah tanam.
-
Produksi kopra tinggi, sekitar 6-7 ton/ha/tahun pada umur 10 tahun dengan
produktivitas sekitar 140 butir/pohon/tahun.
-
Produktivitas tandan buah, sekitar 12 tandan, dan berisi sekitar 10 - 20 butir buah
kalapa, daging buahnya keras dan tebal dengan ketebalan sekitar 1,5 cm, serta kandungan
minyaknya tinggi (Anonim, 2011a).
2.2.2 Kelapa Hibrida
Kelapa hibrida adalah suatu keturunan (progeny) yang dihasilkan dari
penyerbukan bunga secara bersilang antara induk-induk (parent) yang masing-masing
merupakan homozigot yang berbeda, yakni antara kelapa genjah (inbred alamiah) (♀) dan
kelapa dalam (inbred alamiah ) (♂). K elapa dalam disebut juga kelapa tinggi adalah jenis
9
Universitas Sumatera Utara
kelapa dengan sifat-sifat batangnya tinggi (dapat sampai 25 m), penyerbukan biasanya
terjadi secara bersilang, mulai berbuah pada usia enam tahun, berbuah besar. Kelapa
genjah disebut juga kelapa kate adalah jenis kelapa dengan sifat-sifat batangnya pendek
1-4 m (atau dapat lebih), penyerbukan biasanya sendiri, mulai berbuah pada usia 3-4
tahun, berbuah kecil (Anonim, 1977).
Kelapa varietas hibrida kini menjadi primadona masyarakat petani perkebunan.
Varietas hibrida memiliki banyak keunggulan. Diantaranya lebih cepat berbuah, yaitu
sekitar 3-4 tahun setelah tanam. Kemudian produksi kopra lebih tinggi sekitar 6-7 ton per
hektar per tahunnya di umur 10 tahun. Lalu produktivitasnya sekitar 140 per pohon setiap
tahunnya. Lalu dagingnya lebih tebal, keras dan kandungan minyaknya tinggi. Lalu
produktivitas tandan buah sekitar 12 tandan dan berisi sekitar 10-20 butir buah kelapa,
daging buahnya memiliki ketebalan sekitar 1,5 cm. termasuk dalam hal ini adalah
tanaman kelapa kopyor varietas hibrida hasil kultur embrio yang kini semakin populer
saja.
2.2.3 Syarat Pertumbuhan Kelapa Hibrida
•
Tanah yang ideal untuk penanaman kelapa adalah tanah berpasir , berabu gunung,
dan tanah berliat. dengan pH tanah 5,2 hingga 8 dan mempunyai struktur remah
•
•
•
sehingga perakaran dapat berkembang dengan baik.
Sinar matahari banyak minimal 120 jam perbulan, jika kurang dari itu produksi buah
akan rendah.
Suhu yang paling cocok adalah 27ºC dengan variasi rata-rata 5-7 º C, suhu kurang
dari 20º C tanaman kurang produktif.
Curah hujan yang baik 1300-2300 mm/th. Kekeringan panjang menyebabkan
produksi berkurang 50% , sedangkan kelembapan tinggi menyebabkan serangan
•
penyakit jamur.
Angin yang terlalu kencang terkadang merugikan tanaman yang terlalu tinggi
terutama varietas dalam.
2.2.4
Manfaat Kelapa Hibrida
Kelapa adalah pohon serba guna bagi masyarakat, hampir semua bagiannya dapat
dimanfaatkan untuk menunjang kehidupan masyarakat, diantaranya:
•
Akar = perwarna, obat kumur, obat diare , disentri dan sikat gigi
10
Universitas Sumatera Utara
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Batang = bahan baku untuk membangun rumah , jembatan, canoe kecil dan lain
Daun = atap murah, anyaman ketupat dan hiasan upacara
Tulang daun = sapu lidi dan bahan dasar prakarya
Tandan bunga / bunga palma = hiasan upacara pernikahan
Air nira kelapa (dari tangkai bunga)= fermentasi minuman tuak
Serabut buah kelapa = bahan bakar, tali anyaman, keset, pot bunga anggrek, dan yang
lain
Batok / tempurung kelapa = bahan bakar dan bahan baku untuk kerajinan tangan
Air kelapa dan daging kepala = bahan dasar es kelapa atau campuran es lainnya
Daging kelapa tua = santan, minyak , kopra, bahan baku produk perawatan
rambutdan tubuh.
2.2.5 Karakteristik Pohon Kelapa Hibrida
Pohon Kelapa memiliki batang tunggal atau terkadang bercabang. Akar serabut,
tidak tipis serta berkayu, berkerumun membentuk bonggol, adaptif pada tempat berpasir
pantai. Batang beruas-ruas tetapi apabila telah tua tidak terlampau terlihat, khas jenis
monokotil dengan pembuluh menyebar ( tidak konsentrik ), berkayu. Kayunya kurang
baik dipakai untuk bangunan. Daunnya merupakan daun tunggal dengan pertulangan
menyirip, daun bertoreh amat dalam hingga terlihat layaknya daun majemuk. Bunganya
tersusun majemuk pada bagian rangkaian yang dilindungi oleh bractea ; ada bunga jantan
serta betina, berumah satu, bunga betina terdapat di pangkal karangan, namun bunga
jantan dibagianyang jauh dari pangkal.
11
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Pohon Kelapa
Kelapa adalah salah satu jenis tanaman serba guna dan memiliki nilai ekonomis tinggi.
Seluruh bagian pohon kelapa dapat memberikan manfaat bagi manusia mulai dari akar
hingga bagian daun dan tentunya buahnya. Berikut beberapa pemanfaat pohon kelapa
oleh manusia :
1. Bagian Batang : Dimanfaatkan sebagai bahan baku perabotan rumah, mebel,
sebagai kayu, ataupun kayu bakar.
2. Bagian daun : Daun kelapa dapat digunakan sebagai bahan pembungkus ataupun
dianyam untuk dijadikan atap rumah, sedangkan lidinya biasa digunakan untuk
membuat sapu.
3. Bagian bunga : menghasilkan cairan yang dikenal dengan nama air nira yang
memiliki rasa manis, bisa dijadikan sebagai bahan baku pembuatan gula nira
ataupun sbg minuman.
4. Bagian buah : Bagian ini terdiri dari kulit ( sabut), batok, daging kelapa dan air
kelapa. Kulit buah ( sabut kelapa ) sering digunakan sebagai bahan baku
pembuatan keset, Batok kelapa bisa dijadikan arang, buah kelapa untuk konsumsi
atau diolah untuk dijadikan minyak kelapa, terakhir air kelapa sebagai penghilang
12
Universitas Sumatera Utara
dahaga dan juga bermanfaat sebagai tanaman obat untuk meningkatkan kesehatan
tubuh.
2.2.6
Tempurung Kelapa Hibrida
Tempurung kelapa hibrida adalah salah satu bagian dari kelapa setelah
sabut kelapa yang memiliki nilai ekonomis tinggi yang dapat dijadikan sebagai
basis usaha. Tempurung kelapa ini merupakan lapisan yang keras dengan
ketebalan 3-5 mm. Tempurung kelapa yang memiliki kualitas yang baik yaitu
tempurung kelapa yang tua dan kering yang ditunjukkan dengan warna yang gelap
kecoklatan.
Tempurung kelapahibrida termasuk golongan kayu keras dengan kadar air
sekitar enam sampai sembilan persen (dihitung berdasar berat kering) yang
tersusun dari lignin, selulosa dan hemiselulosa. Data komposisi kimia tempurung
kelapa hibrida dapat kita lihat pada tabel 2.1.
Tempurung kelapahibrida memiliki komposisi kimia mirip dengan kayu,
mengandung lignin, pentosa, dan selulosa. Tempurung kelapa dalam penggunaan
biasanya digunakan sebagai bahan pokok pembuatan arang dan arang aktif. Hal tersebut
dikarenakan tempurung kelapa merupakan bahan yang dapat menghasilkan nilai kalor
sekitar 6500 – 7600 Kkal/kg. Selain memiliki nilai kalor yang cukup tinggi, tempurung
kelapa juga cukup baik untuk bahan arang aktif (Triono, 2006).
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa hibrida
Komponen
Persentase (%)
Selulosa
26,6
Hemiselulosa
27,7
Lignin
29,4
Abu
0,6
Komponen ekstraktif
4,2
Uronat anhidrat
3,5
Nitrogen
0,1
Air
8,0
Sumber: Suhardiyono, 1988
13
Universitas Sumatera Utara
Pada dasarnya limbah tempurung kelapahibrida sangat melimpah dan dalam
pemanfaatannya belum begitu optimal. Biasanya pemanfaatan limbah tempurung
kelapahibrida digunakan sebagai bahan bakar sekali pakai. Oleh karena itu limbah
tempurung kelapa ini akan dijadikan sesuatu yang lebih bermanfaat yaitu sebagai bahan
kampas rem non-asbes sepeda motor yang ramah lingkungan.
2.3Komposit Matrik Logam
Komposit Matrik Logam (KML) adalah kombinasi rekayasa material yang
terdiri dari dua atau lebih bahan material (salah satunya logam sehingga menghasilkan
suatu material baru yang memiliki sifat dan karakteristik yang lebih baik dari bahan dasar
penyusunnya.
Dalam proses fabrikasi komposit matrik logam, matrik yang paling banyak
digunakan adalah logam alumunium karena logam ini mempunyai banyak kelebihan
antara lain memiliki densitas yang rendah, tahan terhadap korosi, memiliki sifat panas,
dan sifat listrik yang baik. Logam alumunium yang biasa digunakan sebagai matrik
adalah paduan Al-Si, Al-Cu, dan sebagainya. Komposit matrik alumunium biasanya
menggunakan penguat Al2O3, SiC, C, dan yang lainnya. (Ramadhonal, 2010)
2.4 Aluminium
Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Davy dalam tahun 1809 sebagai
suatu unsur dan pertama kali direduksi sebagai logam oleh H . C. Oersted, tahun
1825. Secara industri tahun 1886, Paul Heroult di Perancis dan C . M. Hall di
Amerika Serikat secara terpisah telah memperoleh logam aluminium dari alumina
dengan cara elektrolisasi dari garam yang terfusi. Sampai sekarang proses Heroult
Hall masih dipakai untuk memproduksi aluminium. Penggunaan aluminium
sebagai logam setiap tahunnya adalah urutan yang kedua setelah besi dan baja,
yang tertinggi di antara logam non ferro.
Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi
yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat – sifat yang baik lainnya sebagai
sifat logam. Sebagai tambahan terhadap, kekuatan mekaniknya yang sangat
14
Universitas Sumatera Utara
meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, Ni, dsb. Secara satu persatu
atau bersama-sama, memberikan juga sifat-sifat baik lainnya seperti ketahanan
korosi, ketahanan aus, koefisien pemuaian rendah. Material ini dipergunakan di
dalam bidang yang luas bukan saja untuk peralatan rumah tangga tapi juga dipakai
untuk keperluan material pesawat terbang, mobil, kapal laut, konstruksi .
2.4.1 Sifat-sifat Aluminium
Aluminium adalah logam yang ringan dan cukup penting dalam kehidupan
manusia. Aluminium merupakan unsur kimia golongan IIIA dalam sistim periodik
unsur, dengan nomor atom 13 dan berat atom 26,98 gram per mol (sma). Struktur
kristal aluminium adalah struktur kristal FCC, sehingga aluminium tetap ulet
meskipun pada temperatur yang sangat rendah. Keuletan yang tinggi dari
aluminium menyebabkan logam tersebut mudah dibentuk atau mempunyai sifat
mampu bentuk yang baik. Aluminium memiliki beberapa kekurangan yaitu
kekuatan dan kekerasan yang rendah bila dibanding dengan logam lain seperti
besi dan baja. Aluminium memiliki karakteristik sebagai logam ringan dengan
densitas 2,7 g/cm.
Selain sifat-sifat tersebut aluminium mempunyai sifat-sifat yang sangat
baik dan bila dipadu dengan logam lain bisa mendapatkan sifat-sifat yang tidak
bisa ditemui pada logam lain. Adapun sifat-sifat dari aluminium antara lain :
ringan, tahan korosi, penghantar panas dan listrik yang baik. Sifat tahan korosi
pada aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan oksida aluminium pada
permukaaan aluminium.
Lapisan oksida ini melekat pada permukaan dengan kuat dan rapat serta
sangat stabil (tidak bereaksi dengan lingkungannya) sehingga melindungi bagian
yang lebih dalam. Adanya lapisan oksida ini disatu pihak menyebabkan tahan
korosi tetapi di lain pihak menyebabkan aluminium menjadi sukar dilas dan
disoldier (titik leburnya lebih dari 2000º C). Sifat mekanik dan fisik aluminium
dapat
dilihat
pada
Tabel
2.2
dan
2.3
berikut:
15
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2Sifat-sifat fisik Aluminium
Sifat-Sifat
Kemurnian Aluminium (%)
99,996
>99,0
Massa jenis (20º C)
2,6968
2,71
Titik cair
660,2
653-657
Panas jenis (cal/g . ºC) (100º C)
0,2226
0,229
Tahanan listrik (%)
64,94
59
Hantaran listrik koefisien temperature (/ºC)
0,00429
0,0115
Koefisien pemuaian (20 – 100º C)
23,86x10-6
23,5x10-6
Jenis Kristal, konstanta kisi
fcc,a=4,013 kX fcc,a=4,04
Kx
Sumber : Davis, JR., (1993)
Tabel 2.3 Sifat-sifat mekanik Aluminium
Sifat-sifat
Kemurnian Aluminium (%)
99,996
Kekuatan tarik
>99.0
Dianil
75% dirol dingin
Dianil
H18
4,9
11,6
9,3
16,9
1,3
11,0
3,5
14,8
48,8
5,5
35
5
17
27
23
44
(kg/mm2)
Kekutan mulur
(0,2%) (kg/mm2)
Perpanjangan
(%)
Kekerasan
Brinell
Sumber : Davis, JR., (1993)
12
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 menunjukkan sifat-sifat fisik Al dan Tabel 2.3 menunjukkan sifatsifat mekaniknya. Ketahan korosi berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk
kemurnian 99,0 % atau diatasnya dapat dipergunakan di udara tahan dalam bertahuntahun. Hantaran listrik Al, kira-kira 65 % dari hantaran listrik tembaga, tetapi masa
jenisnya kira-kira sepertiganya sehingga memungkinkan untuk memperluas
penampangnya. Oleh karena itu dapat dipergunakan untuk kabel tenaga dan dalam
berbagai bentuk umpamanya sebagai lembaran tipis (foil). Dalam hal ini
dipergunakan Al dengan kemurnian 99,0%. Untuk reflektor yang memerlukan
reflektifitas yang tinggi juga untuk kondensor elektronik dipergunakan aluminium
dengan kemurnian 99,99% .
2.4.2 Paduan Aluminium
Memadukan aluminium dengan unsur lainnya merupakan salah satu cara
untuk memperbaiki sifat aluminium tersebut. Paduan adalah kombinasi dua atau lebih
jenis logam, kombinasi ini dapat merupakan campuran dari dua struktur kristalin.
Paduan dapat disebut juga sebagai larutan padat dalam logam. Larutan padat mudah
terbentuk bila pelarut dan atom yang larut memiliki ukuran yang sama dan strukrur
elektron yang serupa. Larutan dalam logam utama tersebut memiliki batas kelarutan
maksimum. Paduan yang masih dalam batas kelarutan disebut dengan paduan logam
fasa tunggal. Sedangkan paduan yang melebihi batas kelarutan disebut dengan fasa
ganda. Peningkatan kekuatan dan kekerasan logam paduan disebabkan oleh
adanyaatom-atom yang larut yang menghambat pergerakan dislokasi dalam kristal
sewaktu deformasi plastik. Secara garis besar paduan aluminium dibedakan menjadi
dua jenis yaitu paduan aluminium tempa dan aluminium cor. Untuk lebih jelasnya
pengelompokan paduan aluminium ditunjukkan pada Tabel 2.4 berikut:
Tabel 2.4Kelompok Paduan Aluminium
Designation
Wrought
Cast
13
Universitas Sumatera Utara
Aluminium, 99.00% minimum and greater
1xxx
1xx.x
Copper
2xxx
2xx.x
Manganesee
3xxx
-
Silicon, with added copper
-
3xx.x
Silicon
4xxx
4xx.x
Magnesium
5xxx
5xx.x
Magnesium and silicon
6xxx
-
Zinc
7xxx
7xx.x
Tin
-
8xx.x
Other element
8xxx
9xx.x
Unused series
9xxx
6xx.x
Aluminium alloy grouped by major alloying
elements:
and/or magnesium
Sumber : Davis, JR., (1993)
Menurut Aluminium Association (AA) sistem di Amerika, penamaan paduan
aluminium:
1. Paduan cor (casting alloys) digunakan sistem penamaan empat angka. Angka
pertama menunjukkan kandungan utama paduannya. Dua angka selanjutnya
menunjukkan penandaan dari paduannya. Angka terakhir yang di pisahkan
dengan tanda desimal merupakan bentuk dari hasil pengecoran, misalnya
casting (0) atau ingot (1,2).
2. Paduan tempa (wrought alloys) menggunakan sistem penamaan empat angka
juga tetapi penamaannya berbeda dengan penamaan pada paduan jenis cor.
Angka pertama menyatakan kelompok paduan atau kandungan elemen
spesifik paduan, angka kedua menunjukkan perlakuan dari paduan asli atau
14
Universitas Sumatera Utara
batas kemurnian. Sedangkan dua angka terakhir menunjukkan paduan
aluminium atau kemurnian aluminium.
Dari dua kelompok paduan aluminium diatas dikelompokkan lagi menjadi dua
kelompok, yaitu: tidak dapat diperlaku-panaskan dan dapat diperlaku-panaskan.
Untuk paduan aluminium jenis cor yang dapat diperlaku-panaskan meliputi seri
2xx.x, 3xx.x, 7xx.x, dan 8xx.x, yang tidak dapat diperlaku-panaskan meliputi seri
1xx.x, 4xx.x, dan 5xx.x. Sedang aluminium jenis tempa yang tidak dapat diperlakupanaskan meliputi seri 1xxx, 3xxx, 4xxx, dan 5xxx, yang dapat diperlaku-panaskan
adalah seri 2xxx, 6xxx, 7xxx, dan 8xxx.
Sifat-sifat umum pada paduan aluminium adalah:
1. Jenis Al-murni teknik (seri 1xxx)
Jenis paduan ini mempunyai kandungan minimal aluminium 99,0% dengan
besi dan silikon menjadi kotoran utama (elemen paduan). Aluminium dalam
seri ini memiliki kekuatan yang rendah tapi memiliki sifat tahan korosi,
konduksi panas dan konduksi listrik yang baik juga memiliki sifat mampu las
dan mampu potong yang bagus. Aluminium seri ini banyak digunakan untuk
sheet metal work.
2. Paduan Al-Cu (seri 2xxx)
Elemen paduan utama pada seri ini adalah tembaga, tetapi magnesium dan
sejumlah kecil elemen lain juga ditambahkan kesebagian besar paduan jenis
ini. Jenis paduan Al-Cu adalah jenis yang dapat diperlaku-panaskan. Dengan
melalui pengerasan endap atau penyepuhan, sifat mekanikpaduan ini dapat
menyamai sifat dari baja lunak, tetapi daya tahan korosinya rendah bila
dibandingkan dengan jenis paduan yang lainnya. Sifat mampu lasnya juga
kurang baik, karena itu paduan jenis ini biasanya digunakan pada kontruksi
keling dan banyak sekali digunakan dalam kontruksi pesawat terbang seperti
duralumin (2017) dan super duralumin (2024).
15
Universitas Sumatera Utara
3. Paduan jenis Al-Mn (seri 3xxx)
Manganesee merupakan elemen paduan utama seri ini. Paduan ini adalahjenis
yang tidak dapat diperlaku-panaskan, sehingga penaikan kekuatannya hanya
dapat diusahakan melalui pengerjaan dingin pada proses pembuatannya. Bila
dibandingkan dengan jenis alumunium murni, paduan ini mempunyai sifat
yang sama dalam hal ketahanan terhadap korosi, mampu potong dan sifat
mampu lasnya, sedangkan dalam hal kekuatannya, jenis paduan ini jauh lebih
unggul.
4. Paduan jenis Al-Si (seri 4xxx)
Paduan Al-Si termasuk jenis yang tidak dapat diperlaku-panaskan. Jenis ini
dalam keadaaan cair mempunyai sifat mampu alir yang baik dan dalam proses
pembekuannya hampir tidak terjadi retak. Karena sifat-sifatnya, maka paduan
jenis Al-Si banyak digunakan sebagai bahan atau logam las dalam pengelasan
paduan aluminium baik paduan cor atau tempa.
5. Paduan jenis Al-Mg (seri 5xxx)
Magnesium merupakan paduan utama dari komposisi sekitar 5%. Jenis
inimempunyai sifat yang baik dalam daya tahan korosi, terutama korosi oleh
air laut dan sifat mampu lasnya. Paduan ini juga digunakan untuk sheetmetal
work, biasanya digunakan untuk komponen bus, truk, dan untukaplikasi
kelautan.
6. Paduan jenis Al-Mg-Si (seri 6xxx)
Elemen paduan seri 6xxx adalah magnesium dan silicon. Paduan ini termasuk
dalam jenis yang dapat diperlaku-panaskan dan mempunyai sifat mampu
potong dan daya tahan korosi yang cukup. Sifat yang kurang baik dari paduan
ini adalah terjadinya pelunakan pada daerah las sebagai akibat dari panas
16
Universitas Sumatera Utara
pengelasan yang timbul. Paduan jenis ini banyak digunakan untuk tujuan
struktur rangka.
7. Paduan jenis Al-Zn (seri 7xxx)
Paduan ini termasuk jenis yang dapat diperlaku-panaskan. Biasanya ke dalam
paduan pokok Al-Zn ditambahkan Mg, Cu dan Cr. Kekuatan tarik yang dapat
dicapai lebih dari 504 Mpa, sehingga paduan ini dinamakan juga ultra
duralumin yang sering digunakan untuk struktur rangka pesawat.Berlawanan
dengan kekuatan tariknya, sifat mampu las dan daya tahannya terhadap korosi
kurang menguntungkan. Akhir-akhir ini paduan Al-Zn-Mg mulai banyak
digunakan dalam kontruksi las, karena jenis ini mempunyai sifat mampu las
dan daya tahan korosi yang lebih baik daripada paduan dasar Al-Z
2.5
Polyester Resin Tak Jenuh
Polyester
resin
tak
jenuh
merupakan
polimer
kondensat
yang
terbentukberdasarkan reaksi antara polyol yang merupakan organik gabungan dengan
alkohol multiple atau gugus fungsi hidroksi, dan polycarboxylic, yang mengandung
ikatanganda. Tipikal jenis polyol yang digunakan adalah glycol, seperti ethylene glycol.
Sementara asam polycarboxylic yang digunakan adalah asam phthalic dan asam maleic.
Polyester resin tak jenuh adalah jenis polimer thermoset yang memilikistruktur rantai
karbon yang panjang. Matrik yang berjenis ini memiliki sifat dapat mengeras pada suhu
kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukan.
(Schwarts, 1983).
Pada desain struktur dilakukan dengan cara pemilihan matriks dan penguat, hal ini
dilakukan untuk memastikan kemampuan material sesuai dengan produk yang akan
dihasilkan. Dalam desain struktur ini jenis matriks yang akan digunakan adalah Polyester
resin tak jenuh diperkuat dengan serbuk tempurung kelapa dan aluminium. Matriks
initergolong jenis polimer thermoset yang memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar
17
Universitas Sumatera Utara
dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya.
Struktur material yang dihasilkan berbentuk crosslink dengan keunggulan daya tahan yang
lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan impak. Hal tersebut disebabkan oleh
molekul yang dimiliki bahan dalam bentuk rantai molekul raksasa, atom-atom karbon
yang saling mengikat satu dengan lainnya mengakibatkan struktur molekulnya
menghasilkan efek peredaman yang cukup baik terhadap beban yang diberikan. (Agus
Pramono, 2008).
Data karakteristik mekanik material polyester resin tak jenuh seperti terlihat pada
tabel.
Tabel 2.5. Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh.
Sifat Mekanik
Satuan
Besaran
Berat jenis (ρ)
kg/mm3
1,215.10-6
Modulus Elastisitas (E)
N/mm2
2941.8
Kekuatan Tarik (σT)
N/mm2
54
Elongasi
%
1,6
Sumber: PT. Justus Kimia Raya, 2007
Umumnya material ini digunakan dalam proses pembentukan dengan cara penuangan
antara lain perbaikan body kenderaan bermotor, pengisi kayu dan sebagai material perekat.
Material ini memiliki sifat perekat dan aus yang baik, dan dapat digunakan untuk
memperbaiki dan mengikat secara bersama beberapa jenis material yang berbeda. Material ini
memiliki umur pakai yang panjang, kestabilan terhadap sinar Ultraviolet (UV), dan daya
tahan yang baik terhadap serapan air. Kekuatan material ini diperoleh ketika dicetak kedalam
bentuk komposit, dimana material-material penguat, seperti serat kaca, karbon dan lain-lain,
akan meningkatkan sifat mekanik material tersebut sementara ketika dalam keadaan tunggal
material ini bersifat rapuh dan kaku. (Hull, 1992)
18
Universitas Sumatera Utara
2.6
Katalis MEKPO (Metyil Ethyil Ketone Perioksida)
Katalis merupakan material kimia yang digunakan untuk mempercepat proses reaksi
polimerisasi struktur komposit pada kondisi suhu kamar dan tekanan atmosfir. Pemberian
katalis dapat berfungsi untuk mengatur waktu pembentukan gelembung blowing agent,
sehingga tidak mengembang secara berlebihan, atau terlalu cepat mengeras yang dapat
mengakibatkan terhambatnya pembentukan gelembung.
2.7
Kampas Rem
Kampas rem merupakan komponen penting pada kendaraan bermotor dijalan raya.
Pertambahan kendaraan bermotor roda dua dan empat saat ini meningkat pesat sejalan laju
pertumbuhan ekonomi masyarakat. Komponen kendaraan yaitu kampas rem sangat perlu
mendapatkan perhatian yang lebih oleh pemegang kebijikan ( pemerintah ) dalam upaya
melindugi konsumen dan mengurangi persentase penyebab kecelakaan di jalan raya. Standar
Nasional Indonesia ( SNI ) kampas rem sudah di buat sejak tahun 1987 namun beberapa
parameter serta spesifikasinya perlu di tinjau atau di kaji ulang sesuai perkembangan dan
mengacu kepada standar internasiponal atau pola perkembangan teknologi otomotif yang
modern ini. (Pratama, 2010).
Komposisi berbasis polimer tidak mengandung asbestos dan logam berat bahan
komposit berbasis polimer, karena sebagian besar bahannya menggunakan bahan polimer
organik, maka benar-benar dapat di jamin bebas terhadap senyawa yang mengandung Pb, Cr
dan Zn. Seratnya pun di gunakan serat E-glass dan atau airamid. Juga sering di gunakan serat
alam berupa fibre, wisker dan serat karbon dariorganik material. Bahan pengisi berupa
mineral tambang adalah minority dan bersifat“ fire retardant” sehingga tahan terhadap panas
atau memiliki koefisien perpindahan panas yang lebih kecil. Namun di satu sisi kurang kuat
menyerap atau menyimpan panas, sehingga panas sering berbalik ke roda akibatnya roda
menjadi panas.
19
Universitas Sumatera Utara
2.8
Material Komposit Untuk Kampas Rem
Indonesia kaya akan material-material bahan tambang berupa oksida-oksida logam
seperti Calcite, Barite, Hematite, Silikat, dll yang sangat bermanfaat dan murah untuk
pengembangan bahan tahan aus tinggi. Di samping itu pula juga memiliki potensi bahanbahan organik alam lainnya yang bias di manfaatkan sebagai matriks bahan komposit.
Sekarang sudah saatnya kita memanfaatkan sumber kekayaan alam kita yang bernilai tambah
tinggi, memiliki keunggulan komparatif, dari segi mutu produk dan keunggulan kompetitif
dari segi harga. Kita harus dapat menciptakan material komposit dari bahan baku local yang
bermanfaat. (Pratama, 2011).
Secara umum ke empat klasifikasi bahan friksi harus mengandung tipe bahan
penyusun yang terdiri dari bahan pengikat, bahan serat dan bahan pengisi. Bahan kampas rem
yang akan di ujikan yaitu adalah komposit yang terdiri dari resin sebagai pengikat serbuk
arang tempurung kelapa dan aluminium sebagai penguat atau filler. Resin ini berfungsi untuk
mengikat berbagai zat penyusun di dalam bahan tersebut. Resin sintetik yang di gunakan
terdiri dari 2 macam yaitu termoset dan termoplastik (Hardianto, 2008).
Bila dipanaskan perilaku kedua resin ini berbeda. Termoset tidak melunak sedangkan
termoplastik akan melunak tetapi akan kembali keras setelah di dinginkan. Perbedaan
sifatnya tentu oleh struktur dalamnya. Komposit bahan kampas rem yang akan diujikan
adalah komposit yang berpengikat dari resin epoxy.
2.9
Mekanisme Kerja Pengereman Pada Sepeda Motor
Secara umum cara kerja rem adalah memanfaatkan gaya gesekan mekanik untuk
memperlambat laju kendaraan dan akhirnya berhenti. Kontruksi rem tromol (drum break)
yang umumnya dioperasikan secara mekanis dan sistem operasinya cukup sederhana. Terdiri
atas sepasang sepatu rem, pegas pembalik (penarik), tambatan rem, kam (pendorong) yang
semua itu terpasang pada hub roda. Kemudian bersama hub roda tersebut, semua komponen
20
Universitas Sumatera Utara
rem dipasang dalam tromol. Bila rem dan komponen tidak ikut berputar, tromol berputar
bersama roda. Tepatnya rem bekerja dengan menahan putaran tromol. (Junaidi, 2009)
Untuk mengoperasikan sepatu rem, kam atau pendorong dihubungkan ke
tangki yang selanjutnya dikaitkan pada pedal yang dioperasikan dengan oleh gaya
tekan pada kaki. Bila pedal ditekan, kam akan bergerak atau berputar yang
menyebabkan sepatu rem terdorong dan mengembang, permukaannya sering disebut
kampas rem yang terbuat dari asbestos yang menyentuh bagian bawah tromol. Bila
tromol berputar, kampas rem akan menahannya dan menyebabkan putaran roda akan
semakin lambat atau berhenti secara seketika.
Gambar 2.4 Mekanisme penyetelan sepatu rem
Sumber : http://tazziemania.wordpress.com/teknik/rem-tromol/ = REM
TROMOL
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengetian Bahan Komposit
Material komposit adalah material yang terbuat dari dua bahan atau lebih
yang tetap terpisah dan berada dalam level makroskopik selagi membentuk
komponen tunggal. Komposit berasal dalam kata kerja “to compose” yang berarti
menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan
gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan. Kata komposit dalam
pengertian bahan komposit berarti terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda
yang di gabung secara makroskopis. Pada umumnya bentuk dasar suatu bahan
komposit adalah tunggal di mana merupakan susunan dari paling tidak terdapat
dua unsur yang bekerja sama untuk menghasilkan sifat-sifat bahan yang berbeda
terhadap sifat-sifat unsur bahan penyusunnya.
Berdasarkan bahan penyusunnya komposit dapat kita pisahkan menjadi dua
bagian yaitu matriks dan bahan penguat. Matriks sebagai bagian terbesar dalam material
komposit dapat terbuat dari tiga material dasar yaitu, Metal Matrix Composite ( MMC ),
Ceramic Matrix Composite (CMC ), Polymer Matrix Composite ( PMC ). (Gibson,1984).
Gambar 2.1 Diagram komposit berdasarkan bahan penyusunnya(Gibson,1984)
Material komposit terdiri dari lebih satu tipe material dan di rancang untuk
mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya. Bahan
komposit memiliki banyak keunggulan yaitu lebih ringan, kekuatan dan ketahanan yang
lebih tinggi, tahan korosi, dan ke tahanan aus, (Smallman & Bishop, 2000 ).
5
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Klasifikasi/skema struktur komposit (Callister, 1994)
Karakteristik umum komposit yaitu :
1. Material komposit lebih baik daripada semua material dasar dalam hal kekuatan
(strength) dan kekakuan (stiffness), ketahanan pada temperatur tinggi, fatigue
strength, dan sifat-sifat lainnya. Sifat kombinasi yang diinginkan dapat
direkayasa.
2. Material komposit merupakan material komplek yang komponen-komponennya
memiliki sifat yang sangat berbeda, saling tidak larut atau hanya sedikit larut,
dan terpisah oleh satu batasan yang jelas.
3. Prinsip pembuatan komposit meniru apa yang terjadi di alam. Dahan dan
ranting pohon serta tulang manusia dan binatang merupakan komposit alam.
4. Dalam kayu, serat selulosa diikat oleh lignin yang bersifat plastis. Dalam
tulang, serat fosfat yang tipis dan kuat diikat oleh kolagen yang bersifat plastis.
5. Sifat komposit sangat tergantung pada sifat fisiko-mekanik dari komponenkomponennya dan kekuatan ikatan antara komponen-komponennya.
6. Untuk mendapatkan sifat komposit yang optimal, maka komponenkomponennya harus memiliki sifat yang sangat berbeda tetapi saling
melengkapi.
6
Universitas Sumatera Utara
Secara umum bahan komposit terdiri dari dua bagian utama yaitu :
1. Matriks yang mengisolasi fasa
2. Penguat (filler) atau fasa sebaran
Matriks
merupakan
komponen
pembentuk
dan
pengikat
dalam
komposit.Dasar atau matriks dari komposit bisa terdiri dari logam atau alloy
(komposit logam), polimer, karbon dan material keramik (komposit non logam).
Sifat-sifatnya akan menentukan kondisi operasi pembuat-an komposit dan
karakteristik komposit, seperti temperatur operasi, fatigue strength, ketahanan
terhadap efek lingkungan, density, dan specific strength. Beberapa komposit
memiliki matriks gabungan yang terdiri dari dua atau lebih lapisan dengan
komposisi berbeda dan disusun selang-seling. (Gibson, 1984)
Filler merupakan komponen lain yang terdistribusi merata dalam matriks. Filler
memegang peranan penting dalam menguatkan komposit, sehingga disebut penguat/
reinforcing material. Filler harus memiliki nilai kekuatan/strength, kekerasan/ hardness,
dan elastic modulus yang besar. Sifat-sifat ini harus lebih besar daripada yang dimiliki
matriks. Sifat-sifat material komposit bisa juga dipengaruhi oleh bentuk, ukuran,
konsentrasi dan distribusi filler. (Putu Lokantara, 2007)
2.2
Tinjauan Umum Tumbuhan Kelapa
Kelapa (Cocos nucifera) merupakan salah satu anggota tanaman palma
yang paling dikenal dan banyak tersebar di daerah tropis. Tinggi pohon kelapa
dapat mencapai 10 - 14 meter lebih, daunnya berpelepah dengan panjang dapat
mencapai 3 - 4 meter lebih dengan sirip-sirip lidi yang menopang tiap helaian.
Tanaman ini dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh manusia sehingga
dianggap sebagai tumbuhan serbaguna, terutama bagi masyarakat pesisir.
Tanaman ini diperkirakan berasal dari pesisir Samudera Hindia di sisi Asia,
namun kini telah menyebar luas di seluruh pantai tropika dunia.
Kelapa merupakan tanaman tropis yang telah lama dikenal masyarakat
Indonesia termasuk daerah Gorontalo. Hal ini terlihat dari penyebaran tanaman
kelapa dihampir seluruh wilayah Nusantara, yaitu di Sumatera dengan areal 1,20
7
Universitas Sumatera Utara
juta ha (32,90%), Jawa 0,903 juta ha (24,30%), Sulawesi 0,716 juta ha (19,30%),
Bali, NTB, dan NTT 0,305 juta ha (8,20%), Maluku dan Papua 0,289 juta ha
(7,80%). Kelapa merupakan tanaman perkebunan dengan areal terluas di
Indonesia, lebih luas dibanding karet dan kelapa sawit. Menempati urutan teratas
untuk tanaman budidaya setelah padi. Kelapa menempati areal seluas 3,70 juta ha
atau 26% dari 14,20 juta ha total areal perkebunan (Ardiawan, 2011).
Dalam taksonomi tumbuh-tumbuhan, tanaman kelapa dimasukkan ke
dalam klasifikasi sebagai berikut :
Kingdom : Plantae (Tumbuh-tumbuhan)
Divisio : Spermatophyta (Tumbuhan berbiji)
Sub-divisio : Angiospermae (Berbiji tertutup)
Kelas : Monocotyledonae (Biji berkeping satu )
Ordo : Palmales
Familia : Palmae
Genus : Cocos
Spesies : Cococ nucifera L
Kelapa termasuk golongan kayu keras, yang secara kimiawi memiliki komposisi
kimia hampir serupa dengan kayu yaitu tersusun atas lignin, cellulose dan hemicelluloses.
Dengan komposisi yang berbeda-beda selulosa (C6H10O5)n 33,61 %, Hemiselulosa
(C5H8O4)n 19,27 % dan lignin [(C9H10O3)(CH3O)]n 36,51 % (Tirono dan Ali, 2011)
2.2.1 Jenis Tumbuhan Kelapa
1. Kelapa Varietas Dalam
Kelapa varietas dalam ini mempunyai ciri-ciri memiliki batang tinggi dan besar,
bisa mencapai 30 meter atau lebih. Kelapa ini mulai berbuah agak lambat, berumur antara
6-8 tahun setelah tanam. Umurnya bahkan dapat mencapai 100 tahun lebih. Adapun
Keunggulan varietas ini adalah produksi kopranya lebih tinggi, yaitu sekitar 1 ton
kopra/ha pertahun pada umur 10 tahun dengan produktivitas sekitar 90 butir perpohon
pertahun, daging buahnya tebal dan keras dengan kadar minyak yang tinggi, serta lebih
tahan terhadap hama dan penyakit. Kelapa varietas Dalam terdiri atas beberapa jenis
8
Universitas Sumatera Utara
kelapa
antara
lain
yaitu viridis (kelapa
hijau), rubescens (kelapa
merah), macrocorpu (kelapa kelabu),sakarina (kelapa manis).
2. Kelapa Varietas Genjah
Kelapa varietas genjah ini mempunyai ciri batang besar tetapi tidak terlalu tinggi,
Varietas ini memiliki kelebihan berbuah lebat tetapi mudah dipengaruhi fluktuasi iklim,
dan peka terhadap keadaan lingkungan yang kurang baik. Serta ukuran buah relatif kecil
dengan kadar kopra rendah, yakni sekitar 130 gram per buah, sementara kadar minyaknya
65% dari bobot kering daging buah. Kelapa varietas Genjah terdiri dari beberapa jenis
antara
lain
yaitu eburnea (kelapa
gading), regia (kelapa
raja), pumila(kelapa
puyuh), pretiosa (kelapa raja malabar).
3. Kelapa Varietas Hibrida
Kelapa varietas hibrida diperoleh dari hasil persilangan antara varietas Genjah
dengan varietas Dalam. Hasil persilangan itu merupakan kombinasi sifat-sifat yang baik
dari kedua jenis varietas asalnya. Dengan keunggulan yang dimiliki oleh kelapa varietas
Hibrida adalah:
-
Lebih cepat berbuah, sekitar 3-4 tahun setelah tanam.
-
Produksi kopra tinggi, sekitar 6-7 ton/ha/tahun pada umur 10 tahun dengan
produktivitas sekitar 140 butir/pohon/tahun.
-
Produktivitas tandan buah, sekitar 12 tandan, dan berisi sekitar 10 - 20 butir buah
kalapa, daging buahnya keras dan tebal dengan ketebalan sekitar 1,5 cm, serta kandungan
minyaknya tinggi (Anonim, 2011a).
2.2.2 Kelapa Hibrida
Kelapa hibrida adalah suatu keturunan (progeny) yang dihasilkan dari
penyerbukan bunga secara bersilang antara induk-induk (parent) yang masing-masing
merupakan homozigot yang berbeda, yakni antara kelapa genjah (inbred alamiah) (♀) dan
kelapa dalam (inbred alamiah ) (♂). K elapa dalam disebut juga kelapa tinggi adalah jenis
9
Universitas Sumatera Utara
kelapa dengan sifat-sifat batangnya tinggi (dapat sampai 25 m), penyerbukan biasanya
terjadi secara bersilang, mulai berbuah pada usia enam tahun, berbuah besar. Kelapa
genjah disebut juga kelapa kate adalah jenis kelapa dengan sifat-sifat batangnya pendek
1-4 m (atau dapat lebih), penyerbukan biasanya sendiri, mulai berbuah pada usia 3-4
tahun, berbuah kecil (Anonim, 1977).
Kelapa varietas hibrida kini menjadi primadona masyarakat petani perkebunan.
Varietas hibrida memiliki banyak keunggulan. Diantaranya lebih cepat berbuah, yaitu
sekitar 3-4 tahun setelah tanam. Kemudian produksi kopra lebih tinggi sekitar 6-7 ton per
hektar per tahunnya di umur 10 tahun. Lalu produktivitasnya sekitar 140 per pohon setiap
tahunnya. Lalu dagingnya lebih tebal, keras dan kandungan minyaknya tinggi. Lalu
produktivitas tandan buah sekitar 12 tandan dan berisi sekitar 10-20 butir buah kelapa,
daging buahnya memiliki ketebalan sekitar 1,5 cm. termasuk dalam hal ini adalah
tanaman kelapa kopyor varietas hibrida hasil kultur embrio yang kini semakin populer
saja.
2.2.3 Syarat Pertumbuhan Kelapa Hibrida
•
Tanah yang ideal untuk penanaman kelapa adalah tanah berpasir , berabu gunung,
dan tanah berliat. dengan pH tanah 5,2 hingga 8 dan mempunyai struktur remah
•
•
•
sehingga perakaran dapat berkembang dengan baik.
Sinar matahari banyak minimal 120 jam perbulan, jika kurang dari itu produksi buah
akan rendah.
Suhu yang paling cocok adalah 27ºC dengan variasi rata-rata 5-7 º C, suhu kurang
dari 20º C tanaman kurang produktif.
Curah hujan yang baik 1300-2300 mm/th. Kekeringan panjang menyebabkan
produksi berkurang 50% , sedangkan kelembapan tinggi menyebabkan serangan
•
penyakit jamur.
Angin yang terlalu kencang terkadang merugikan tanaman yang terlalu tinggi
terutama varietas dalam.
2.2.4
Manfaat Kelapa Hibrida
Kelapa adalah pohon serba guna bagi masyarakat, hampir semua bagiannya dapat
dimanfaatkan untuk menunjang kehidupan masyarakat, diantaranya:
•
Akar = perwarna, obat kumur, obat diare , disentri dan sikat gigi
10
Universitas Sumatera Utara
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Batang = bahan baku untuk membangun rumah , jembatan, canoe kecil dan lain
Daun = atap murah, anyaman ketupat dan hiasan upacara
Tulang daun = sapu lidi dan bahan dasar prakarya
Tandan bunga / bunga palma = hiasan upacara pernikahan
Air nira kelapa (dari tangkai bunga)= fermentasi minuman tuak
Serabut buah kelapa = bahan bakar, tali anyaman, keset, pot bunga anggrek, dan yang
lain
Batok / tempurung kelapa = bahan bakar dan bahan baku untuk kerajinan tangan
Air kelapa dan daging kepala = bahan dasar es kelapa atau campuran es lainnya
Daging kelapa tua = santan, minyak , kopra, bahan baku produk perawatan
rambutdan tubuh.
2.2.5 Karakteristik Pohon Kelapa Hibrida
Pohon Kelapa memiliki batang tunggal atau terkadang bercabang. Akar serabut,
tidak tipis serta berkayu, berkerumun membentuk bonggol, adaptif pada tempat berpasir
pantai. Batang beruas-ruas tetapi apabila telah tua tidak terlampau terlihat, khas jenis
monokotil dengan pembuluh menyebar ( tidak konsentrik ), berkayu. Kayunya kurang
baik dipakai untuk bangunan. Daunnya merupakan daun tunggal dengan pertulangan
menyirip, daun bertoreh amat dalam hingga terlihat layaknya daun majemuk. Bunganya
tersusun majemuk pada bagian rangkaian yang dilindungi oleh bractea ; ada bunga jantan
serta betina, berumah satu, bunga betina terdapat di pangkal karangan, namun bunga
jantan dibagianyang jauh dari pangkal.
11
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3 Pohon Kelapa
Kelapa adalah salah satu jenis tanaman serba guna dan memiliki nilai ekonomis tinggi.
Seluruh bagian pohon kelapa dapat memberikan manfaat bagi manusia mulai dari akar
hingga bagian daun dan tentunya buahnya. Berikut beberapa pemanfaat pohon kelapa
oleh manusia :
1. Bagian Batang : Dimanfaatkan sebagai bahan baku perabotan rumah, mebel,
sebagai kayu, ataupun kayu bakar.
2. Bagian daun : Daun kelapa dapat digunakan sebagai bahan pembungkus ataupun
dianyam untuk dijadikan atap rumah, sedangkan lidinya biasa digunakan untuk
membuat sapu.
3. Bagian bunga : menghasilkan cairan yang dikenal dengan nama air nira yang
memiliki rasa manis, bisa dijadikan sebagai bahan baku pembuatan gula nira
ataupun sbg minuman.
4. Bagian buah : Bagian ini terdiri dari kulit ( sabut), batok, daging kelapa dan air
kelapa. Kulit buah ( sabut kelapa ) sering digunakan sebagai bahan baku
pembuatan keset, Batok kelapa bisa dijadikan arang, buah kelapa untuk konsumsi
atau diolah untuk dijadikan minyak kelapa, terakhir air kelapa sebagai penghilang
12
Universitas Sumatera Utara
dahaga dan juga bermanfaat sebagai tanaman obat untuk meningkatkan kesehatan
tubuh.
2.2.6
Tempurung Kelapa Hibrida
Tempurung kelapa hibrida adalah salah satu bagian dari kelapa setelah
sabut kelapa yang memiliki nilai ekonomis tinggi yang dapat dijadikan sebagai
basis usaha. Tempurung kelapa ini merupakan lapisan yang keras dengan
ketebalan 3-5 mm. Tempurung kelapa yang memiliki kualitas yang baik yaitu
tempurung kelapa yang tua dan kering yang ditunjukkan dengan warna yang gelap
kecoklatan.
Tempurung kelapahibrida termasuk golongan kayu keras dengan kadar air
sekitar enam sampai sembilan persen (dihitung berdasar berat kering) yang
tersusun dari lignin, selulosa dan hemiselulosa. Data komposisi kimia tempurung
kelapa hibrida dapat kita lihat pada tabel 2.1.
Tempurung kelapahibrida memiliki komposisi kimia mirip dengan kayu,
mengandung lignin, pentosa, dan selulosa. Tempurung kelapa dalam penggunaan
biasanya digunakan sebagai bahan pokok pembuatan arang dan arang aktif. Hal tersebut
dikarenakan tempurung kelapa merupakan bahan yang dapat menghasilkan nilai kalor
sekitar 6500 – 7600 Kkal/kg. Selain memiliki nilai kalor yang cukup tinggi, tempurung
kelapa juga cukup baik untuk bahan arang aktif (Triono, 2006).
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa hibrida
Komponen
Persentase (%)
Selulosa
26,6
Hemiselulosa
27,7
Lignin
29,4
Abu
0,6
Komponen ekstraktif
4,2
Uronat anhidrat
3,5
Nitrogen
0,1
Air
8,0
Sumber: Suhardiyono, 1988
13
Universitas Sumatera Utara
Pada dasarnya limbah tempurung kelapahibrida sangat melimpah dan dalam
pemanfaatannya belum begitu optimal. Biasanya pemanfaatan limbah tempurung
kelapahibrida digunakan sebagai bahan bakar sekali pakai. Oleh karena itu limbah
tempurung kelapa ini akan dijadikan sesuatu yang lebih bermanfaat yaitu sebagai bahan
kampas rem non-asbes sepeda motor yang ramah lingkungan.
2.3Komposit Matrik Logam
Komposit Matrik Logam (KML) adalah kombinasi rekayasa material yang
terdiri dari dua atau lebih bahan material (salah satunya logam sehingga menghasilkan
suatu material baru yang memiliki sifat dan karakteristik yang lebih baik dari bahan dasar
penyusunnya.
Dalam proses fabrikasi komposit matrik logam, matrik yang paling banyak
digunakan adalah logam alumunium karena logam ini mempunyai banyak kelebihan
antara lain memiliki densitas yang rendah, tahan terhadap korosi, memiliki sifat panas,
dan sifat listrik yang baik. Logam alumunium yang biasa digunakan sebagai matrik
adalah paduan Al-Si, Al-Cu, dan sebagainya. Komposit matrik alumunium biasanya
menggunakan penguat Al2O3, SiC, C, dan yang lainnya. (Ramadhonal, 2010)
2.4 Aluminium
Aluminium ditemukan oleh Sir Humphrey Davy dalam tahun 1809 sebagai
suatu unsur dan pertama kali direduksi sebagai logam oleh H . C. Oersted, tahun
1825. Secara industri tahun 1886, Paul Heroult di Perancis dan C . M. Hall di
Amerika Serikat secara terpisah telah memperoleh logam aluminium dari alumina
dengan cara elektrolisasi dari garam yang terfusi. Sampai sekarang proses Heroult
Hall masih dipakai untuk memproduksi aluminium. Penggunaan aluminium
sebagai logam setiap tahunnya adalah urutan yang kedua setelah besi dan baja,
yang tertinggi di antara logam non ferro.
Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi
yang baik dan hantaran listrik yang baik dan sifat – sifat yang baik lainnya sebagai
sifat logam. Sebagai tambahan terhadap, kekuatan mekaniknya yang sangat
14
Universitas Sumatera Utara
meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si, Mn, Zn, Ni, dsb. Secara satu persatu
atau bersama-sama, memberikan juga sifat-sifat baik lainnya seperti ketahanan
korosi, ketahanan aus, koefisien pemuaian rendah. Material ini dipergunakan di
dalam bidang yang luas bukan saja untuk peralatan rumah tangga tapi juga dipakai
untuk keperluan material pesawat terbang, mobil, kapal laut, konstruksi .
2.4.1 Sifat-sifat Aluminium
Aluminium adalah logam yang ringan dan cukup penting dalam kehidupan
manusia. Aluminium merupakan unsur kimia golongan IIIA dalam sistim periodik
unsur, dengan nomor atom 13 dan berat atom 26,98 gram per mol (sma). Struktur
kristal aluminium adalah struktur kristal FCC, sehingga aluminium tetap ulet
meskipun pada temperatur yang sangat rendah. Keuletan yang tinggi dari
aluminium menyebabkan logam tersebut mudah dibentuk atau mempunyai sifat
mampu bentuk yang baik. Aluminium memiliki beberapa kekurangan yaitu
kekuatan dan kekerasan yang rendah bila dibanding dengan logam lain seperti
besi dan baja. Aluminium memiliki karakteristik sebagai logam ringan dengan
densitas 2,7 g/cm.
Selain sifat-sifat tersebut aluminium mempunyai sifat-sifat yang sangat
baik dan bila dipadu dengan logam lain bisa mendapatkan sifat-sifat yang tidak
bisa ditemui pada logam lain. Adapun sifat-sifat dari aluminium antara lain :
ringan, tahan korosi, penghantar panas dan listrik yang baik. Sifat tahan korosi
pada aluminium diperoleh karena terbentuknya lapisan oksida aluminium pada
permukaaan aluminium.
Lapisan oksida ini melekat pada permukaan dengan kuat dan rapat serta
sangat stabil (tidak bereaksi dengan lingkungannya) sehingga melindungi bagian
yang lebih dalam. Adanya lapisan oksida ini disatu pihak menyebabkan tahan
korosi tetapi di lain pihak menyebabkan aluminium menjadi sukar dilas dan
disoldier (titik leburnya lebih dari 2000º C). Sifat mekanik dan fisik aluminium
dapat
dilihat
pada
Tabel
2.2
dan
2.3
berikut:
15
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2Sifat-sifat fisik Aluminium
Sifat-Sifat
Kemurnian Aluminium (%)
99,996
>99,0
Massa jenis (20º C)
2,6968
2,71
Titik cair
660,2
653-657
Panas jenis (cal/g . ºC) (100º C)
0,2226
0,229
Tahanan listrik (%)
64,94
59
Hantaran listrik koefisien temperature (/ºC)
0,00429
0,0115
Koefisien pemuaian (20 – 100º C)
23,86x10-6
23,5x10-6
Jenis Kristal, konstanta kisi
fcc,a=4,013 kX fcc,a=4,04
Kx
Sumber : Davis, JR., (1993)
Tabel 2.3 Sifat-sifat mekanik Aluminium
Sifat-sifat
Kemurnian Aluminium (%)
99,996
Kekuatan tarik
>99.0
Dianil
75% dirol dingin
Dianil
H18
4,9
11,6
9,3
16,9
1,3
11,0
3,5
14,8
48,8
5,5
35
5
17
27
23
44
(kg/mm2)
Kekutan mulur
(0,2%) (kg/mm2)
Perpanjangan
(%)
Kekerasan
Brinell
Sumber : Davis, JR., (1993)
12
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 menunjukkan sifat-sifat fisik Al dan Tabel 2.3 menunjukkan sifatsifat mekaniknya. Ketahan korosi berubah menurut kemurnian, pada umumnya untuk
kemurnian 99,0 % atau diatasnya dapat dipergunakan di udara tahan dalam bertahuntahun. Hantaran listrik Al, kira-kira 65 % dari hantaran listrik tembaga, tetapi masa
jenisnya kira-kira sepertiganya sehingga memungkinkan untuk memperluas
penampangnya. Oleh karena itu dapat dipergunakan untuk kabel tenaga dan dalam
berbagai bentuk umpamanya sebagai lembaran tipis (foil). Dalam hal ini
dipergunakan Al dengan kemurnian 99,0%. Untuk reflektor yang memerlukan
reflektifitas yang tinggi juga untuk kondensor elektronik dipergunakan aluminium
dengan kemurnian 99,99% .
2.4.2 Paduan Aluminium
Memadukan aluminium dengan unsur lainnya merupakan salah satu cara
untuk memperbaiki sifat aluminium tersebut. Paduan adalah kombinasi dua atau lebih
jenis logam, kombinasi ini dapat merupakan campuran dari dua struktur kristalin.
Paduan dapat disebut juga sebagai larutan padat dalam logam. Larutan padat mudah
terbentuk bila pelarut dan atom yang larut memiliki ukuran yang sama dan strukrur
elektron yang serupa. Larutan dalam logam utama tersebut memiliki batas kelarutan
maksimum. Paduan yang masih dalam batas kelarutan disebut dengan paduan logam
fasa tunggal. Sedangkan paduan yang melebihi batas kelarutan disebut dengan fasa
ganda. Peningkatan kekuatan dan kekerasan logam paduan disebabkan oleh
adanyaatom-atom yang larut yang menghambat pergerakan dislokasi dalam kristal
sewaktu deformasi plastik. Secara garis besar paduan aluminium dibedakan menjadi
dua jenis yaitu paduan aluminium tempa dan aluminium cor. Untuk lebih jelasnya
pengelompokan paduan aluminium ditunjukkan pada Tabel 2.4 berikut:
Tabel 2.4Kelompok Paduan Aluminium
Designation
Wrought
Cast
13
Universitas Sumatera Utara
Aluminium, 99.00% minimum and greater
1xxx
1xx.x
Copper
2xxx
2xx.x
Manganesee
3xxx
-
Silicon, with added copper
-
3xx.x
Silicon
4xxx
4xx.x
Magnesium
5xxx
5xx.x
Magnesium and silicon
6xxx
-
Zinc
7xxx
7xx.x
Tin
-
8xx.x
Other element
8xxx
9xx.x
Unused series
9xxx
6xx.x
Aluminium alloy grouped by major alloying
elements:
and/or magnesium
Sumber : Davis, JR., (1993)
Menurut Aluminium Association (AA) sistem di Amerika, penamaan paduan
aluminium:
1. Paduan cor (casting alloys) digunakan sistem penamaan empat angka. Angka
pertama menunjukkan kandungan utama paduannya. Dua angka selanjutnya
menunjukkan penandaan dari paduannya. Angka terakhir yang di pisahkan
dengan tanda desimal merupakan bentuk dari hasil pengecoran, misalnya
casting (0) atau ingot (1,2).
2. Paduan tempa (wrought alloys) menggunakan sistem penamaan empat angka
juga tetapi penamaannya berbeda dengan penamaan pada paduan jenis cor.
Angka pertama menyatakan kelompok paduan atau kandungan elemen
spesifik paduan, angka kedua menunjukkan perlakuan dari paduan asli atau
14
Universitas Sumatera Utara
batas kemurnian. Sedangkan dua angka terakhir menunjukkan paduan
aluminium atau kemurnian aluminium.
Dari dua kelompok paduan aluminium diatas dikelompokkan lagi menjadi dua
kelompok, yaitu: tidak dapat diperlaku-panaskan dan dapat diperlaku-panaskan.
Untuk paduan aluminium jenis cor yang dapat diperlaku-panaskan meliputi seri
2xx.x, 3xx.x, 7xx.x, dan 8xx.x, yang tidak dapat diperlaku-panaskan meliputi seri
1xx.x, 4xx.x, dan 5xx.x. Sedang aluminium jenis tempa yang tidak dapat diperlakupanaskan meliputi seri 1xxx, 3xxx, 4xxx, dan 5xxx, yang dapat diperlaku-panaskan
adalah seri 2xxx, 6xxx, 7xxx, dan 8xxx.
Sifat-sifat umum pada paduan aluminium adalah:
1. Jenis Al-murni teknik (seri 1xxx)
Jenis paduan ini mempunyai kandungan minimal aluminium 99,0% dengan
besi dan silikon menjadi kotoran utama (elemen paduan). Aluminium dalam
seri ini memiliki kekuatan yang rendah tapi memiliki sifat tahan korosi,
konduksi panas dan konduksi listrik yang baik juga memiliki sifat mampu las
dan mampu potong yang bagus. Aluminium seri ini banyak digunakan untuk
sheet metal work.
2. Paduan Al-Cu (seri 2xxx)
Elemen paduan utama pada seri ini adalah tembaga, tetapi magnesium dan
sejumlah kecil elemen lain juga ditambahkan kesebagian besar paduan jenis
ini. Jenis paduan Al-Cu adalah jenis yang dapat diperlaku-panaskan. Dengan
melalui pengerasan endap atau penyepuhan, sifat mekanikpaduan ini dapat
menyamai sifat dari baja lunak, tetapi daya tahan korosinya rendah bila
dibandingkan dengan jenis paduan yang lainnya. Sifat mampu lasnya juga
kurang baik, karena itu paduan jenis ini biasanya digunakan pada kontruksi
keling dan banyak sekali digunakan dalam kontruksi pesawat terbang seperti
duralumin (2017) dan super duralumin (2024).
15
Universitas Sumatera Utara
3. Paduan jenis Al-Mn (seri 3xxx)
Manganesee merupakan elemen paduan utama seri ini. Paduan ini adalahjenis
yang tidak dapat diperlaku-panaskan, sehingga penaikan kekuatannya hanya
dapat diusahakan melalui pengerjaan dingin pada proses pembuatannya. Bila
dibandingkan dengan jenis alumunium murni, paduan ini mempunyai sifat
yang sama dalam hal ketahanan terhadap korosi, mampu potong dan sifat
mampu lasnya, sedangkan dalam hal kekuatannya, jenis paduan ini jauh lebih
unggul.
4. Paduan jenis Al-Si (seri 4xxx)
Paduan Al-Si termasuk jenis yang tidak dapat diperlaku-panaskan. Jenis ini
dalam keadaaan cair mempunyai sifat mampu alir yang baik dan dalam proses
pembekuannya hampir tidak terjadi retak. Karena sifat-sifatnya, maka paduan
jenis Al-Si banyak digunakan sebagai bahan atau logam las dalam pengelasan
paduan aluminium baik paduan cor atau tempa.
5. Paduan jenis Al-Mg (seri 5xxx)
Magnesium merupakan paduan utama dari komposisi sekitar 5%. Jenis
inimempunyai sifat yang baik dalam daya tahan korosi, terutama korosi oleh
air laut dan sifat mampu lasnya. Paduan ini juga digunakan untuk sheetmetal
work, biasanya digunakan untuk komponen bus, truk, dan untukaplikasi
kelautan.
6. Paduan jenis Al-Mg-Si (seri 6xxx)
Elemen paduan seri 6xxx adalah magnesium dan silicon. Paduan ini termasuk
dalam jenis yang dapat diperlaku-panaskan dan mempunyai sifat mampu
potong dan daya tahan korosi yang cukup. Sifat yang kurang baik dari paduan
ini adalah terjadinya pelunakan pada daerah las sebagai akibat dari panas
16
Universitas Sumatera Utara
pengelasan yang timbul. Paduan jenis ini banyak digunakan untuk tujuan
struktur rangka.
7. Paduan jenis Al-Zn (seri 7xxx)
Paduan ini termasuk jenis yang dapat diperlaku-panaskan. Biasanya ke dalam
paduan pokok Al-Zn ditambahkan Mg, Cu dan Cr. Kekuatan tarik yang dapat
dicapai lebih dari 504 Mpa, sehingga paduan ini dinamakan juga ultra
duralumin yang sering digunakan untuk struktur rangka pesawat.Berlawanan
dengan kekuatan tariknya, sifat mampu las dan daya tahannya terhadap korosi
kurang menguntungkan. Akhir-akhir ini paduan Al-Zn-Mg mulai banyak
digunakan dalam kontruksi las, karena jenis ini mempunyai sifat mampu las
dan daya tahan korosi yang lebih baik daripada paduan dasar Al-Z
2.5
Polyester Resin Tak Jenuh
Polyester
resin
tak
jenuh
merupakan
polimer
kondensat
yang
terbentukberdasarkan reaksi antara polyol yang merupakan organik gabungan dengan
alkohol multiple atau gugus fungsi hidroksi, dan polycarboxylic, yang mengandung
ikatanganda. Tipikal jenis polyol yang digunakan adalah glycol, seperti ethylene glycol.
Sementara asam polycarboxylic yang digunakan adalah asam phthalic dan asam maleic.
Polyester resin tak jenuh adalah jenis polimer thermoset yang memilikistruktur rantai
karbon yang panjang. Matrik yang berjenis ini memiliki sifat dapat mengeras pada suhu
kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukan.
(Schwarts, 1983).
Pada desain struktur dilakukan dengan cara pemilihan matriks dan penguat, hal ini
dilakukan untuk memastikan kemampuan material sesuai dengan produk yang akan
dihasilkan. Dalam desain struktur ini jenis matriks yang akan digunakan adalah Polyester
resin tak jenuh diperkuat dengan serbuk tempurung kelapa dan aluminium. Matriks
initergolong jenis polimer thermoset yang memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar
17
Universitas Sumatera Utara
dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya.
Struktur material yang dihasilkan berbentuk crosslink dengan keunggulan daya tahan yang
lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan impak. Hal tersebut disebabkan oleh
molekul yang dimiliki bahan dalam bentuk rantai molekul raksasa, atom-atom karbon
yang saling mengikat satu dengan lainnya mengakibatkan struktur molekulnya
menghasilkan efek peredaman yang cukup baik terhadap beban yang diberikan. (Agus
Pramono, 2008).
Data karakteristik mekanik material polyester resin tak jenuh seperti terlihat pada
tabel.
Tabel 2.5. Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh.
Sifat Mekanik
Satuan
Besaran
Berat jenis (ρ)
kg/mm3
1,215.10-6
Modulus Elastisitas (E)
N/mm2
2941.8
Kekuatan Tarik (σT)
N/mm2
54
Elongasi
%
1,6
Sumber: PT. Justus Kimia Raya, 2007
Umumnya material ini digunakan dalam proses pembentukan dengan cara penuangan
antara lain perbaikan body kenderaan bermotor, pengisi kayu dan sebagai material perekat.
Material ini memiliki sifat perekat dan aus yang baik, dan dapat digunakan untuk
memperbaiki dan mengikat secara bersama beberapa jenis material yang berbeda. Material ini
memiliki umur pakai yang panjang, kestabilan terhadap sinar Ultraviolet (UV), dan daya
tahan yang baik terhadap serapan air. Kekuatan material ini diperoleh ketika dicetak kedalam
bentuk komposit, dimana material-material penguat, seperti serat kaca, karbon dan lain-lain,
akan meningkatkan sifat mekanik material tersebut sementara ketika dalam keadaan tunggal
material ini bersifat rapuh dan kaku. (Hull, 1992)
18
Universitas Sumatera Utara
2.6
Katalis MEKPO (Metyil Ethyil Ketone Perioksida)
Katalis merupakan material kimia yang digunakan untuk mempercepat proses reaksi
polimerisasi struktur komposit pada kondisi suhu kamar dan tekanan atmosfir. Pemberian
katalis dapat berfungsi untuk mengatur waktu pembentukan gelembung blowing agent,
sehingga tidak mengembang secara berlebihan, atau terlalu cepat mengeras yang dapat
mengakibatkan terhambatnya pembentukan gelembung.
2.7
Kampas Rem
Kampas rem merupakan komponen penting pada kendaraan bermotor dijalan raya.
Pertambahan kendaraan bermotor roda dua dan empat saat ini meningkat pesat sejalan laju
pertumbuhan ekonomi masyarakat. Komponen kendaraan yaitu kampas rem sangat perlu
mendapatkan perhatian yang lebih oleh pemegang kebijikan ( pemerintah ) dalam upaya
melindugi konsumen dan mengurangi persentase penyebab kecelakaan di jalan raya. Standar
Nasional Indonesia ( SNI ) kampas rem sudah di buat sejak tahun 1987 namun beberapa
parameter serta spesifikasinya perlu di tinjau atau di kaji ulang sesuai perkembangan dan
mengacu kepada standar internasiponal atau pola perkembangan teknologi otomotif yang
modern ini. (Pratama, 2010).
Komposisi berbasis polimer tidak mengandung asbestos dan logam berat bahan
komposit berbasis polimer, karena sebagian besar bahannya menggunakan bahan polimer
organik, maka benar-benar dapat di jamin bebas terhadap senyawa yang mengandung Pb, Cr
dan Zn. Seratnya pun di gunakan serat E-glass dan atau airamid. Juga sering di gunakan serat
alam berupa fibre, wisker dan serat karbon dariorganik material. Bahan pengisi berupa
mineral tambang adalah minority dan bersifat“ fire retardant” sehingga tahan terhadap panas
atau memiliki koefisien perpindahan panas yang lebih kecil. Namun di satu sisi kurang kuat
menyerap atau menyimpan panas, sehingga panas sering berbalik ke roda akibatnya roda
menjadi panas.
19
Universitas Sumatera Utara
2.8
Material Komposit Untuk Kampas Rem
Indonesia kaya akan material-material bahan tambang berupa oksida-oksida logam
seperti Calcite, Barite, Hematite, Silikat, dll yang sangat bermanfaat dan murah untuk
pengembangan bahan tahan aus tinggi. Di samping itu pula juga memiliki potensi bahanbahan organik alam lainnya yang bias di manfaatkan sebagai matriks bahan komposit.
Sekarang sudah saatnya kita memanfaatkan sumber kekayaan alam kita yang bernilai tambah
tinggi, memiliki keunggulan komparatif, dari segi mutu produk dan keunggulan kompetitif
dari segi harga. Kita harus dapat menciptakan material komposit dari bahan baku local yang
bermanfaat. (Pratama, 2011).
Secara umum ke empat klasifikasi bahan friksi harus mengandung tipe bahan
penyusun yang terdiri dari bahan pengikat, bahan serat dan bahan pengisi. Bahan kampas rem
yang akan di ujikan yaitu adalah komposit yang terdiri dari resin sebagai pengikat serbuk
arang tempurung kelapa dan aluminium sebagai penguat atau filler. Resin ini berfungsi untuk
mengikat berbagai zat penyusun di dalam bahan tersebut. Resin sintetik yang di gunakan
terdiri dari 2 macam yaitu termoset dan termoplastik (Hardianto, 2008).
Bila dipanaskan perilaku kedua resin ini berbeda. Termoset tidak melunak sedangkan
termoplastik akan melunak tetapi akan kembali keras setelah di dinginkan. Perbedaan
sifatnya tentu oleh struktur dalamnya. Komposit bahan kampas rem yang akan diujikan
adalah komposit yang berpengikat dari resin epoxy.
2.9
Mekanisme Kerja Pengereman Pada Sepeda Motor
Secara umum cara kerja rem adalah memanfaatkan gaya gesekan mekanik untuk
memperlambat laju kendaraan dan akhirnya berhenti. Kontruksi rem tromol (drum break)
yang umumnya dioperasikan secara mekanis dan sistem operasinya cukup sederhana. Terdiri
atas sepasang sepatu rem, pegas pembalik (penarik), tambatan rem, kam (pendorong) yang
semua itu terpasang pada hub roda. Kemudian bersama hub roda tersebut, semua komponen
20
Universitas Sumatera Utara
rem dipasang dalam tromol. Bila rem dan komponen tidak ikut berputar, tromol berputar
bersama roda. Tepatnya rem bekerja dengan menahan putaran tromol. (Junaidi, 2009)
Untuk mengoperasikan sepatu rem, kam atau pendorong dihubungkan ke
tangki yang selanjutnya dikaitkan pada pedal yang dioperasikan dengan oleh gaya
tekan pada kaki. Bila pedal ditekan, kam akan bergerak atau berputar yang
menyebabkan sepatu rem terdorong dan mengembang, permukaannya sering disebut
kampas rem yang terbuat dari asbestos yang menyentuh bagian bawah tromol. Bila
tromol berputar, kampas rem akan menahannya dan menyebabkan putaran roda akan
semakin lambat atau berhenti secara seketika.
Gambar 2.4 Mekanisme penyetelan sepatu rem
Sumber : http://tazziemania.wordpress.com/teknik/rem-tromol/ = REM
TROMOL