TINJAUAN PUSTAKA
3. Meningkatkan interaksi antara lempung dan matriks (Utracki, 2004).
2.3 Karet Alam
Karet alam adalah material polimer yang didapat dari tanaman Havea braziliensis yang
merupakan tanaman daerah tropis dan tumbuh optimal di dataran rendah dengan ketinggian 0-200 m dpl. Makin tinggi tempat, pertumbuhan karet makin lambat dan hasilnya lebih rendah (Ariyantoro, 2006).
Lateks adalah suatu koloid dari partikel karet dalam air. Lateks Hevea brasiliensis
merupakan sitoplasma dari sel-sel pembuluh lateks yang mengandung partikel karet dan non karet yang tersuspensi dalam medium cair yang mengandung banyak bahan- bahan terlarut yang disebut serum. Serum lateks mengandung bahan-bahan terlarut ion-ion anorganik dan ion-ion logam yang masuk ke dalam lateks saat lateks disadap. Lateks yang terkumpul digumpalkan dengan asam format (Hani, 2009). Koagulum yang terkumpul kemudian digiling dengan roll mil, untuk membuang kelebihan air dan dikeringkan. Sebagian besar kemudian diolah dalam bentuk bal dan lembaran (Ciesielski, 1999). Ion kalium pada lateks terdapat dalam jumlah paling besar. Kandungan ion magnesium yang terdapat dalam lateks amoniakal cukup rendah, hal ini dikarenakan sebagian besar ion magnesium membentuk endapan magnesium amonium posfat dengan amonium. Kandungan ion besi dalam lateks komersial sangat bervariasi karena adanya kontaminasi dari kontainer yang dipakai. Karet alam merupakan suatu senyawa polimer hidrokarbon yang panjang. Partikel karet berbentuk bulat berukuran antara 5 nm – 3 mm. Unit dasar dari karet alam adalah senyawa yang mengandung 5 atom karbon dan 8 atom hidrogen yang membentuk suatu senyawa isoprena (C5H8). Karet alam terdiri dari 1000-5000 unit isoprena yang
berikatan secara kepala ke ekor (head to tail) dengan susunan geometri 98% cis-1,4-
poliisoprena dan 2% trans-1,4-poliisoprena (Archer et.al., 1963). Karet alam tidak
murni poliisoprena, tapi mengandung sekitar 95% poliisoprena dan 5% bagian non karet seperti lemak, glikolipid, fosfolipid, protein, senyawa-senyawa anorganik, dan lain-lain, mempunyai berat molekul 200.000-500.000, dengan dua ikatan rangkap yang
biasanya digunakan dalam reaksi kimia (Simpson, 2002). Rumus molekul karet cis-1,4 poliisoprena dengan unit pembentuknya isoprena dapat dilihat pada Gambar. 2.11.
n
Gambar 2.11 Monomer cis-1,4 poliisoprena pembentuk molekul karet alam
Komposisi kimia karet alam dapat dilihat pada Tabel 2. 3.
Tabel 2.3. Komposisi kimia karet alam
Sumber: Tanaka, 1998
Bahan-bahan selain karet yang terdapat di dalam lateks, seperti lipid dapat berperan sebagai antioksidan. Sedangkan protein, selain berfungsi sebagai penstabil sistem koloid lateks juga berperan sebagai bahan yang mempercepat proses vulkanisasi pada pembuatan barang jadi karet. Protein dan lipid yang ada di dalam lateks dapat membentuk senyawa fosfolipoprotein, berupa membran bermuatan negatif yang melapisi partikel karet. Membran sejenis ini menyebabkan partikel-partikel karet terdispersi secara stabil di dalam serum lateks. Lapisan dalam adalah lapisan hidrofobik dan lapisan luar adalah lapisan hidrofilik. Lapisan hidrofilik mengandung
No Bahan Kadar (%) 1 Hidrokarbon karet 93,7 2 Fosfolipid lemak 2,4 3 Glikolipid 1,0 4 Protein 2,2 5 Karbohidrat 0,4 6 Bahan-bahan organik 0,2 7 Lain-lain 0,1
protein dan sabun (Tanaka, 1998). Bahan-bahan tersebut cenderung rusak dan terbuang pada penggumpalan yang berlangsung secara alami.
Meskipun struktur kimia polimer karet alam selalu sama, poli isoprene, karet alam digolongkan ke dalam kelas berdasarkan tingkat kotorannya. Jenis yang paling populer adalah karet lembaran (Rubber Smoke Sheet) dan Karet remah (Crumb Rubber) yang digolongkan dalam SIR
(Standard Indonesian Rubber) 5, 10, dan 20. Semakin kecil angkanya maka semakin sedikit kadar kotorannya sehingga harganyapun semakin mahal (Ciesielski,1999).
2. 3. 1. Sifat Fisika dan Kimia Karet Alam
Karet alam dikenal sebagai elastomer yang memiliki sifat lunak tetapi cukup kenyal sehingga akan kembali ke bentuknya semula setelah diubah-ubah bentuk. Perlakuan secara kimia terhadap karet alam menggambarkan jenis proses yang digunakan untuk memperbaiki sifat polimer.
Karet alam termasuk ke dalam kelompok elastomer yang berpotensi besar dalam dunia perindustrian. Struktur molekulnya berupa jaringan (network) dengan berat molekul tinggi dan dengan tingkat kristalisasi yang
relatif tinggi, sehingga mampu menyalurkan gaya-gaya bahkan melawannya jika dikenai beban statis maupun dinamis. Hal ini menyebabkan karet alam memiliki kuat tarik (tensile strength), daya pantul tinggi (rebound resilience),
kelenturan (flexing), daya cengkeram yang baik, kalor timbul yang
rendah/tidak mudah panas (heat build up), elastisitas tinggi, daya aus yang
tinggi, memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan (groove cracking resistance), plastisitas yang baik sehingga pengolahannya mudah, daya lekat, daya redam, dan kestabilan suhu yang relatif baik. Sifat-sifat unggul ini menyebabkan karet alam banyak digunakan untuk barang-barang industri terutama ban.
Akan tetapi, karet alam juga memiliki kelemahan. Karet alam merupakan hidrokarbon tidak polar dengan kandungan ikatan tidak jenuh yang tinggi di dalam molekulnya. Struktur karet alam tersebut menyebabkan keelektronegatifannya rendah, sehingga polaritasnya juga rendah. Kondisi demikian mengakibatkan karet mudah teroksidasi, tidak tahan panas, ozon, degradasi pada suhu tinggi, dan pemuaian di dalam oli atau pelarut organik. Berbagai kelemahan tersebut telah membatasi bidang penggunaan karet alam, terutama untuk pembuatan barang jadi karet teknik yang harus tahan lingkungan ekstrim. Hal ini menyebabkan penggunaan karet alam banyak digantikan oleh karet sintetik (Hani, 2009).
Sejak satu dekade lalu seiring dengan berkembang pesatnya nanoteknologi di seluruh dunia, penelitian tentang nanokomposit berbasis karet yang diperkuat dengan partikel nanometer seperti montmorillonite, kaolin, nano-kalsium karbonat, nanosilica, nano-magnesium hidroksida, attapulgite clay, and halloysite telah menjadi perhatian para peneliti di pusat-pusat penelitian karet (Gonzales, dkk, 2008). Ciri umum dari nanokomposit ini adalah tidak lagi bergantung pada bahan berbasis petrokimia dan umumnya memanfaatkan bahan yang terbaharukan, ramah lingkungan serta harga murah. Harga karet alam semakin menaik akibat tingginya permintaan pasar sementara lahan untuk memperlebar kebun penanaman pohon karet semakin berkurang. Bencana alam yang kerap mengganggu produksi karet juga ikut meyebabkan harga karet semakin mahal. Demikian juga halnya arang hitam yang diproduksi dari bahan petrokimia semakin mahal. Untuk itu, penelitian tentang nanokomposit berbasis karet alam yang diperkuat dengan serat atau partikel alam berukuran nano sangat penting dalam pembuatan dan penyediaan produk karet dengan kualitas tinggi tetapi harga rendah dan ramah lingkungan.
2. 3. 2 Vulkanisasi Karet Alam
Masalah utama karet alam adalah taktisitas atau cara penyusunan polimer yang teratur (isotaktik). Masalah taktisitas karet alam dapat diselesaikan oleh Charles Goodyear
(1839) yang menemukan metode vulkanisasi karet alam dengan belerang sehingga karet alam dapat diubah elastisitasnya. Vulkanisasi karet alam melibatkan pembentukan ikatan silang –S–S– di antara rantai poliisoprena. Vulkanisasi karet berguna untuk menghasilkan karet alam dengan derajat elastisitas sesuai harapan.
Pada vulkanisasi karet alam, penyisipan rantai-rantai pendek dari atom belerang akan mengikat secara silang di antara dua rantai polimer karet alam. Jika jumlah ikatan silang relatif besar, polimer dari karet alam menjadi lebih tegar (Gambar 2. 12).
Gambar. 2.12. Pada vulkanisasi karet alam, makin banyak ikatan silang, makin tegarkaret yang terbentuk.
Sejak Goodyear melakukan percobaan memanaskan karet dengan sejumlah kecil sulfur, proses ini menjadi metode terbaik dan paling praktis untuk merubah sifat fisik dari karet. Proses ini disebut vulkanisasi. Fenomena ini tidak hanya terjadi pada karet alam, namun juga pada karet sintetis. Telah diketahui pula bahwa baik panas maupun sulfur tidak menjadi faktor utama dari proses vulkanisasi. Karet dapat divulkanisasi atau mengalami proses curing tanpa adanya panas. Contohnya dengan bantuan sulfur klorida. Banyak pula bahan yang tidak mengandung sulfur tapi dapat memvulkanisasi karet. Bahan ini terbagi dua yaitu oxidizing agents seperti selenium, telurium dan peroksida organik. Serta sumber radikal bebas seperti akselerator, senyawa azo dan peroksida organik.
Banyak reaksi kimia yang berhubungan dengan vulkanisasi divariasikan, tetapi hanya melibatkan sedikit atom dari setiap molekul polimer. Definisi dari vulkanisasi dalam kaitannya dengan sifat fisik karet adalah setiap perlakuan yang menurunkan laju alir elastomer, meningkatkan tensile strength dan modulus. Meskipun vulkanisasi terjadi dengan adanya panas dan sulfur, proses itu tetap berlangsung secara lambat. Reaksi ini dapat dipercepat dengan penambahan sejumlah kecil bahan organik atau anorganik yang disebut akselerator. Untuk mengoptimalkan kerjanya, akselerator membutuhkan bahan kimia lain yang dikenal sebagai aktivator, yang dapat berfungsi sebagai aktivator adalah oksida-oksida logam seperti ZnO.
Vulkanisasi dapat dibagi menjadi dua kategori, vulkanisasi nonsulfur dengan peroksida, senyawa nitro, kuinon atau senyawa azo sebagai curing agents; dan vulkanisasi dengan sulfur, selenium atau telurium.
2. 3. 3. Bahan Tambahan
Bahan pelunak adalah bahan-bahan yang ditambahkan untuk memudahkan pencampuran karet dengan bahan-bahan kimia lainnya, terutama campuran bahan pengisi memerlukan waktu yang lebih singkat. Bahan pelunak ini juga berfungsi sebagai bahan pembantu pengolah yaitu mempermudah pemberian bentuk dan membuat barang-barang jadi karet lebih empuk. Bahan ini bersifat licin dan mengkilap. Contohnya : asam stearat, parafin, lilin, faktis, resin, damar dan lain-lain.
Bahan pemercepat berfungsi untuk membantu dalam mengontrol waktu dan temperatur pada proses vulkanisasi dan dapat memperbaiki sifat vulkanisasi karet. Beberapa jenis bahan pemercepat antara lain bahan pemercepat organik. Misalnya,
Mercapto Benzhoathizole Disulfida (MBTS), Marcapto Banzhoathizole (MBT), dan
Diphenil Guanidin (DPG), Tetra Metil Thiura Disulfarat (TMTD) dan bahan pemercepat
anorganik, misalnya karbonat, timah hitam, magnesium, dan lain-lan (Mark dan Erman, 2005).
Bahan pengaktif adalah bahan yang dapat meningkatkan kerja dari bahan pemercepat. Umumnya bahan pemercepat tidak dapat bekerja baik tanpa bahan
pengaktif. Bahan pengaktif yang bisa digunakan adalah ZnO, asam stearat, PbO, MgO dan sebagainya pada umumnya sekitar 2 sampai 5 phr. Campuran bahan pengaktif, bahan pemercepat dan belerang (S) disebut sistem vulkanisasi dari kompon (vulcanising system of the coumpond).
Antioksidan berfungsi mencegah atau mengurangi kerusakan produk karena pengaruh oksidasi yang dapat menyebabkan pemutusan rantai polimer. Tanda-tanda yang terlihat apabila produk rusak adalah polimer menjadi rapuh, kecepatan alir polimer tidak stabil dan cenderung menjadi lebih tinggi, sifat kuat tariknya berkurang, terjadi retak-retak pada permukaan produk, terjadi perubahan warna, jenis bahan antioksidan diantaranya butilated hidroksi toluen (BHT) dan phenil-beta-naphthyl- amine (PBN).
Bahan Pengisi (filler): Vulkanisat dengan komposisi karet, sulfur, akselerator, aktivator dan asam organik relatif bersifat lembut. Nilainya dalam industri modern pun relatif rendah. Untuk memperbaiki nilai di industri perlu ditambahkan bahan pengisi. Penambahan ini meningkatkan sifat-sifat mekanik seperti kekuatan tarik, kekakuan, ketahanan sobek, dan ketahanan abrasi. Bahan yang ditambahkan disebut reinforcing fillers dan perbaikan yang ditimbulkan disebut reinforcement. Kemampuan filler untuk
memperbaiki sifat vulkanisat dipengaruhi oleh sifat alami filler, tipe elastomer dan jumlah filler yang digunakan. Komposisi kimia dari filler menentukan kemampuan kerja dari filler. Karbon hitam adalah filler yang paling efisien meskipun ukuran partikel, kondisi permukaan dan sifat lain dapat dikombinasikan secara luas. Sifat elastomer juga turut menentukan daya kerja dari filler. Bahan yang baik untuk memperbaiki sifat karet tertentu, belum tentu bekerja sama baiknya untuk jenis karet lain. Peningkatan jumlah filler menyebabkan perbaikan sifat vulkanisat. Karbon hitam selama ini merupakan bahan murah yang dapat memperbaiki ketiga sifat penting vulkanisat yaitu tensile strength, tear resistance dan abrasion resistance. Akan tetapi
karbon hitam dapat menyebabkan polusi dan memberikan warna hitam. Dalam beberapa dekade ini beberapa penelitian dipusatkan untuk mencari pengganti karbon hitam. Sepiolit, Kaolin dan Silika dapat digunakan sebagai bahan pengisi meskipun
sifat penguatnya lebih rendah dari karbon hitam. Polimer berlapis silikat mulai diteliti sejak dikenalkan nanokomposit polyamida-organoclay. Clay dan mineral clay termasuk montmorilonit, saponit, hektorit, dan sebagainya mulai digunakan sebagai pengisi pada karet dan plastik (Arroyo, 2002).
Penguatan elastomer oleh pengisi koloid, seperti karbon hitam, clay atau silika, memainkan peranan penting dalam perbaikan sifat mekanik bahan karet. Potensi penguatan ini terutama disebabkan dua efek: (i) pembentukan jaringan pengisi terikat secara fleksibel dan (ii) kopling polimer-filler yang kuat. Kedua efek ini timbul akibat tingginya aktivitas permukaan dan permukaan partikel filler yang spesifik (Vilgis, et al, 2009)
2.4 Komposit
Komposit dapat didefinisikan sebagai yang terdiri dari dua atau lebih material dimana sifat kimia dan fisika yang berbeda dipisahkan oleh sebuah gaya antarmuka yang berbeda. Komposit, menjadi bahan penting hari ini, karena memiliki keuntungan seperti berat molekul rendah, ketahanan terhadap korosi, daya tahan tinggi, dan lebih cepat proses pembuatannya. Komposit banyak digunakan sebagai bahan dalam membuat material pesawat, kemasan peralatan elektronik untuk medis, dan beberapa bahan bangunan rumah. Perbedaan antara campuran dan komposit adalah bahwa dalam komposit dua konstituen utama tetap dikenali sementara dalam campuran mungkin tidak dikenali. Bahan utama yang biasa digunakan adalah kayu, beton, keramik, dan sebagainya (Thomas, et.al., 2012)
Material komposit merupakan bahan yang terdiri dari dua atau lebih fase (fase matriks dan fasa terdispersi) yang berbeda sifat antara keduanya. Fase matriks adalah fase utama memiliki karakter kontinyu, biasanya lebih elastis dan kurang keras. Matriks ini mengikat fasa terdispersi . Fase terdispersi menguatkan matriks dalam bentuk diskontinyu. Fase sekunder disebut fase terdispersi. Fasa terdispersi biasanya lebih kuat dari matriks, oleh karena itu, kadang-kadang disebut fase penguat.
2. 4. 1 Polimer Nanokomposit
Nanokomposit adalah suatu komposit dimana setidaknya salah satu fase berukuran nanometer. Polimer nanokomposit merupakan material yang terbentuk melalui penggabungkan material polimer organik dengan material lain dalam skala nanometer. Polimer nanokomposit sangat menarik perhatian karena seringkali mempunyai sifat mekanik, termal, elektrik, dan optik yang lebih baik dibandingkan dengan makro ataupun mikropartikelnya.
Secara umum polimer nanokomposit terbentuk dengan mendispersikan nanopartikel organik atau anorganik pada matriks polimer. Nanopartikel dapat berupa material tiga dimensi berbentuk sferis atau polihedral seperti silika, material dua dimensi berupa padatan berlapis seperti clay, grafit, dan hidrotalsit ataupun nanofiber satu dimensi seperti nanotube.
Nanokomposit polimer – lempung biasanya merupakan bahan penggabungan antara polimer dan bahan komposit sebagai penguat (reinforcement), seperti silika,
zeolit, dan lain-lain. Reinforcement yang digunakan biasanya juga sebagai pengisi
(filler) pada matriks polimer.
Polimer berlapis silikat adalah salah satu nanokomposit hibrida yang terdiri dari fase organik (yaitu polimer) dan fase anorganik (yaitu silikat). Alasan pemilihan silikat adalah karena bahan ini dapat terdispersi dengan baik di seluruh bagian nanokomposit. Modifikasi organofilik membuat silikat kompatibel dengan polimer (Arroyo, 2002). Bahan silikat yang sering digunakan adalah turunan dari
phyllosilicate seperti mika, talc, montmorilonite, vermiculite, hectorite dan saponite.
Seluruh bahan yang disebutkan di atas dikenal dengan sebutan bahan 2:1 berlapis silikat (layered silicate) (Paul, 2008).
Ada 4 (empat) jenis dispersi polimer berlapis silikat dalam sebuah matrik polimer seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.13:
a. Dispersi konvensional dari lempung yang tidak terinterkalasi b. Bentuk interkalasi dimana d-spacing < 8.8nm
Gambar. 2.13. Distribusi Silikat Berlapis dalam matriks polimer
Sejak pertama kali dalam industri karet, untuk membuat kompon karet selalu menggunakan pengisi. Pengisi yang dimasukkan ke dalam kompon terdiri dari dua jenis yaitu pengisi inert (inert fillers) dan pengisi penguat (reinforcing fillers). Pengisi
inert ditambahkan ke dalam karet untuk menambah volume dan mengurangi biaya. Kontras dengan pengisi penguat seperti karbon hitam dan silika yang akan menambah sifat mekanik, untuk mengubah konduktivitas listrik, meningkatkan ketahanan terhadap panas dan pembakaran. Paling sedikit 20% pengisi harus ditambahkan ke dalam kompon untuk mendapatkan hasil yang diharapkan. Nanokomposit berbasis silikat mengubah paradigma dalam pembuatan material (Galimberti, 2011)
2. 4. 2 Aplikasi dan Penggunaan Nanokomposit
Beberapa aplikasi penting teknologi yang didasarkan material nano antara lain produksi bubuk nano keramik dan material lain, nanokomposit, pengembangan sistem nanoelektrokimia, aplikasi penggunaan tabung nano untuk menyimpan hidrogen, chip DNA dan chip untuk menguji kadar logam dalam kimia ataupun biokimia. Teknologi nano juga digunakan dalam mendeteksi gen maupun mendeteksi obat dalam bidang kedokteran. Selain itu, juga dapat digunakan dalam alat-alat nanoelektronik. Pengembangan teknologi nano lebih lanjut dapat diaplikasikan dalam pembuatan laser jenis baru, nanosensor, nanokomputer (yang berbasis tabung nano dan material nano), dan banyak lagi aplikasi lainnya (Rao, et al, 2004).
2. 5 Analisis dan Karakterisasi Bahan Polimer
2. 5. 1 Spektroskopi Infra merah Fourier-Transform (FTIR)
Serapan radiasi infra merah oleh suatu molekul terjadi karena interaksi vibrasi ikatan kimia yang menyebabkan perubahan polarisabilitas dengan medan listrik gelombang elektromagnetik. Ada dua jenis vibrasi ikatan kimia yang dapat menyerap radiasi infra merah, yakni vibrasi longitudinal dan vibrasi sudut.
Molekul polimer dikenal dengan karakteristik rantai yang terdiri dari sejumlah satuan-ulangan (sampai 102 – 105 unit per rantai). Secara teori spektrum inframerah bahan polimer akan tergantung dari karakteristik spektrum dan struktur kimia satuan ulangannya. Akan tetapi, berbeda dengan senyawa bobot molekul rendah yang murni, struktur satuan-ulangan dalam rantai polimer tidak selamanya identik. Ditambah lagi perubahan susunan geometris, perubahan orientasi ikatan dan bentuk kristal akan mempengaruhi serapan inframerah oleh kimia satuan-ulangan. Karena itu dapat diduga bahwa polimer dengan bobot molekul tinggi yang terdiri dari 103 – 106 atom per molekul akan memberikan sejumlah besar pita serapan.
Pada dasarnya, teknik FTIR adalah sama dengan spektroskopi inframerah biasa, kecuali dilengkapi dengan cara penghitungan Fourier Transform dan
2. 5. 2 Uji Tarik (Tensile Strength)
Sifat mekanik polimer termoplastik merupakan respon terhadap pembebanan yang secara umum dapat dijelaskan dengan mempelajari hubungan antara struktur rantai molekulnya dan fenomena yang teramati. Terjadinya deformasi pada polimer dapat dilihat pada Gambar 2.14. Pola hasil pengujian tarik dari mesin uji antara gaya tarik dan perpanjangan dapat dilihat dalam Gambar 2.15. Perilaku mekanik dari polimer termoplastik secara umum dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian, yaitu: (1) Perilaku elastik, (2) Perilaku plastik, dan (3) Perilaku visko-elastik, hal ini diperlihatkan pada Gambar 2.15 (http:/www.infometrik.com/2009/09/mengenal-uji-tarik-dan-sifat-sifat- mekanik-logam).
Perilaku termoplastik secara umum adalah elastik non-linear yang tergantung pada waktu (time-dependent) , ada dua mekanisme yang terjadi pada daerah elastis, yaitu:
(1) Distorsi keseluruhan bagian yang mengalami deformasi (2) Regangan dan distorsi ikatan-ikatan kovalennya.
Perilaku elastik non-inear atau non-proporsional pada daerah elastis terutama berhubungan dengan mekanisme distorsi dari keseluruhan rantai molekulnya yang linear atau linear dengan cabang. Perilaku plastis pada polimer termoplastik pada umumnya dapat
dijelaskan dengan mekanisme gelinciran rantai (chain sliding). Ikatan sekunder sangat
berperan dalam mekanisme ini akan berperan sebagai semacam ‗tahanan‘ dalam proses gelincir atau deformasi geser (shear) antar rantai molekul yang sejajar searah dengan
arah garis gaya. Dengan demikian dapat dijelaskan bahwa ikatan sekunder sangat menentukan ketahanan polimer termoplastik terhadap deformasi plastik atau yang selama ini kita kenal dengan kekuatan (strength) dari polimer.
Gambar 2.14 Spesimen Uji Tarik dan Perilaku Polimer Termoplastis Saat Mengalami Pembebanan pada Mesin Uji Tarik
Gambar.2.15.Kurva Hubungan Tegangan Terhadap Regangan
Gelinciran rantai molekul polimer termoplastik dapat pula dilihat sebagai aliran viskos dari suatu fluida. Kemudahan molekul polimer untuk dideformasi secara permanen dalam hal ini berbanding lurus dengan viskositas dari polimer. Perilaku penciutan (necking) dari polimer termoplastik amorph agak sedikit berbeda dengan
penciutan akan terjadi kristalisasi yang menyebabkan penguatan lokal pada daerah tersebut dan penurunan laju deformasi.
Pengujian tarik (tensile test) adalah pengujian mekanik secara statis dengan cara
sampel ditarik dengan pembebanan pada kedua ujungnya di mana gaya tarik yang diberikan sebesar P (Newton). Tujuannya untuk mengetahui sifat-sifat mekanik tarik (kekuatan tarik) dari komposit yang diuji. Pertambahan panjangnya (Δl) yang terjadi akibat gaya tarikan yang diberikan pada sampel uji disebut deformasi, dan regangan merupakan perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang mula-mula yang dinyatakan dalam persamaan (2.1). Regangan merupakan ukuran untuk kekenyalan suatu bahan yang harganya biasanya dinyatakan dalam persen .
……..………(2.1) dengan: = regangan (%) Δl = pertambahan panjang (m) lo = panjang mula-mula (m) l = panjang akhir (m)
Perbandingan gaya pada sampel terhadap luas penampang lintang pada saat pemberian gaya disebut tegangan (stress). Tegangan tarik maksimum suatu kekuatan
tarik (tensile strength) suatu bahan ditetapkan dengan membagi gaya tarik maksimum
dengan luas penampang mula-mula, dengan persamaan (2.2) sebagai berikut:
………(2.2)
dengan:
m = Tegangan tarik maksimum (Nm-2)
Pm = Gaya tarik maksimum (N)
Gaya maksimum adalah besarnya gaya yang masih dapat ditahan oleh sampel sebelum putus.
Modulus Young adalah ukuran suatu bahan yang diartikan sebagai ketahanan material tersebut terhadap deformasi elastik. Makin besar modulusnya maka semakin kecil regangan elastik yang dihasilkan akibat pemberian tegangan . Kurva hubungan tegangan terhadap regangan dapat dilihat pada Gambar 2.16 (http:/www.infometrik.com/2009/09/mengenal-uji-tarik-dan-sifat-sifat-mekanik-
logam).
Gambar. 2.16. Kurva Tegangan-Regangan Bahan Kenyal
Grafik 2.16 merupakan kurva tegangan regangan bahan kenyal yang menunjukkan bahwa dari bagian awal kurva tegangan-regangan mulai dari titik 0 sampai a merupakan daerah elastis, daerah ini berlaku hukum Hooke. Titik a
merupakan batas plastis yang didefenisikan sebagai tegangan terbesar yang dapat ditahan oleh suatu bahan tanpa mengalami regangan permanen apabila beban ditiadakan. Dengan demikian, apabila beban ditiadakan di sebarang titik 0 dan a, kurva akan menelusuri jejaknya kembali dan bahan yang bersangkutan akan kembali ke panjang awalnya. Titik b merupakan tegangan tarik maksimum yang masih bisa