BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.2 Pembahasan
Pada pengujian tarik komposit yang telah didapatkan menujukkan bahwa, komposit dengan curing pada suhu 100oC yang memiliki nilai kekuatan tarik rata- rata tertinggi dari semua variasi yaitu sebesar 39,177 MPa dengan regangan sebesar 2,65% dan modulus elastisitasnya sebesar 15,199 MPa. Sedangkan untuk komposit
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00
Rerata.FC-8 Rerata.FC.8-60C Rerata.FC.8-80C Rerata.FC.8-100C
Reg a n g a n ( %) Spesimen 0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000
Rerata.FC-8 Rerata.FC.8-60C Rerata.FC.8-80C Rerata.FC.8-100C
M o d u lu s E la sti si ta s (M Pa ) Spesimen
tanpa curing tidak jauh berbeda, yaitu memiliki nilai tarik rata-rata 31,562 MPa, regangan sebesar 2,3% dan modulus elastisitasnya sebesar 13,998 MPa perlakuan curing selama 3 jam, pada, serat alami ini tidak memiliki pengaruh yang besar, pada suhu 60oC dan 80oC perlakuan curing membuat kenaikan yang tidak jauh berbeda antara kekuatan tarik dari nilai rata-rata komposit tanpa curing.
Dari Gambar 4.13 Nilai kekuatan tarik rata-rata terbesar pada komposit yang mengalami proses curing dengan suhu 100oC yaitu 39,177 MPa, lalu pada komposit yang mengalami proses curing dengan suhu 60oC nilai kekuatan tarik rata-rata terbesarnya adalah 36.429MPa. sedangkan untuk komposit yang mengalami proses curing suhu 80oC mengalami penurunan nilai kekuatan tarik rata-ratanya yaitu sebesar 35,712 MPa nilai ini lebih rendah bila dibandingkan dengan komposit yang mengalami proses curing suhu 60oC. dan untuk komposit serat buah pinang yang tidak mengalami proses curing nilai kekuatan tarik rata-rata yang terrendah bila dibandingkan dengan yang mengalamai poses perlakuan Curing yaitu sebesar 32,562 MPa.
Dari Gambar 4.14 Nilai regangan rata-rata terbesar pada komposit yang mengalami proses curing dengan suhu 60oC yaitu 2,67%, lalu pada komposit yang mengalami proses curing dengan suhu 80oC dan 100oC nilai regangan rata-rata terbesarnya kedua komposit ini adalah 2,65% dan komposit yang tidak mengalami proses curing memiliki nilai regangan rata-rata yang tidak jauh berbeda yaitu 2,3%.
Dari Gambar 4.15 Nilai modulus elastisitas rata-rata terbesar pada komposit yang mengalami proses curing dengan suhu 100oC yaitu 15,199 MPa, lalu pada
komposit yang mengalami proses curing dengan suhu 60oC nilai modulus elastisitasnya terbesarnya adalah 14,182 MPa, dan komposit yang tidak mengalami proses curing memiliki nilai regangan rata-rata yang tidak jauh berbeda yaitu 13,998 MPa, sedangkan pada komposit yang mengalami proses curing 80oC mengalami penurunan nilai modulus elastisitas terendah yaitu sebesar 13,730 MPa.
Pada Gambar 4.13 nilai kekuatan tarik dari komposit yang tidak diberi perlakuan curing dan komposit yang di beri perlakuan curing 60oC, 80oC dan 100oC mengalami peningkatan, namun pada komposit yang diberi perlakuan suhu curing 80oC mengalami sedikit peneurunan yang tidak jauh berbeda dari komposit yang diberikan perlakuan suhu curing 60oC. Pada komposit yang tidak diberikan perlakuan curing dan komposit yang diberi perlakuan curing 80oC mengalami peningkatan yang tidak jauh berbeda kemudian diIkuti dengan komposit yang diberi perlakuan suhu curing 60oC dan 100oC hanya mengalami sedikit peningkatan jika dibandingkan dengan komposit yang lainnya. Hal ini bisa disebabkan adanya rongga udara (void), terjadinya penumpukan serat pada daerah ukur, atau kerusakan awal sebelum dilakukan pengujian tarik pada komposit yang diberi perlakuan curing 80oC.
Pada Gambar 4.14 nilai regangan pada komposit yang diberi perlakuan curing 60oC, 80oC dan 100oC memiliki nilai yang lebih besar bila dibandingkan dengan dari komposit yang tidak diberikan perlakuan curing, kecuali pada komposit yang diberi perlakuan curing 80oC dan 100oC memiliki nilai regangan yang sama yaitu 2,65%. Meningkatnya nilai regangan ini dipengaruhi perlakuan suhu curing yang memberikan penguh pada resin komposit untuk semakin baik dalam mengikat serat.
Peningktan kekuatan nilai regangan pada komposit tersebut dipengaruhi oleh proses curing.
Tidak stabilnya nilai dari kekuatan tarik dan regangan, bisa juga disebabkan jenis resin yang digunakan untuk proses curing. Pada resin Epoxy, suhu 60oC, 80oC dan 100oC belum menjadi suhu optimal dari resin jenis ini. Apabila komposit yang dibuat dari resin ini diberikan perlakuan curing dengan 60oC, 80oC dan 100oC, maka peningkatan pada nilai kekuatan tarik menjadi tidak maksimal, begitupun pada nilai regangan dan modulus elastisitasnya pun tidak maksimal. Jenis susunan serat juga menentukan nilai kekuatan tarik suatu komposit berpenguat serat, jenis susunan serat acak lebih memungkinkan komposit memiliki kerusakan awal sehingga menurunkan nilai kekuatannya. Apabila serat yang digunakan sudah tertekuk atau serat-serat yang lebih pendek ukurannya terlepas dari serat lain yang lebih panjang, maka pada saat pembuatan akan menimbulkan celah kosong di antara serat dan resin, lepasnya ikatan serat dan resin di awal pembuatan. Kerusakan-kerusakan ini menyebabkan kerusakan yang lebih parah pada saat komposit mengalami beban tarik, yang bisa dilihat pada putusnya komposit yang tidak berbarengan.
Adanya penurunan kekuatan dari komposit dapat disebabkan oleh penumpukan jumlah serat pada daerah tertentu, void dan interphase. Proses curing dapat membuat ikatan antara serat dan matrik lebih rapat sehingga dapat meningkatkan kekuatan tarik pada komposit dengan serat acak. Pada proses curing suhu dan lamanya proses sangat berpengaruh terhadap nilai kekuatan tarik bahan
komposit tersebut. Apabila komposit diberi perlakuan curing dengan suhu yang tepat, maka akan menghasilkan nilai kekuatan tarik dan regangan yang optimal.
Tipe kerusakan pada bahan komposit dengan serat acak (chopped strand mat) adalah kerusakan debounding, yaitu matrik tidak mampu menahan konsentrasi tegangan geser yang timbul di ujung, serat dapat terlepas dari matrik dan komposit akan rusak agak lurus arah serat. Kerusakan debounding memperlihatkan bahwa ikatan matrik dan serat tidak baik. Hal ini dapat disebabkan adanya interphase atau void yang timbul pada waktu proses pencetakan yang kurang sempurna.
Untuk nilai modulus elastisitas rata-rata pada komposit yang tidak diberi perlakuan curing sebesar 13,998 MPa. Sedangkan untuk komposit yang mengalami proses curing dengan suhu 60oC memiliki nilai modulus elastisitas dikisaran 14,182 MPa. Dan untuk komposit yang mengalami proses curing dengan suhu 100oC memiliki nilai modulus elastisitas tertinggi yaitu 15,199 MPa, kecuali pada komposit yang mengalami proses perlakuan curing suhu 80oC memiliki nilai modulus elastisitas rata-rata yang terrendah yaitu 13,730 MPa, tidak jauh berbeda bila dibandingkan dengan komposit tanpa perlakuan curing, pembagian nilai tegangan dan nilai regangan mengahsilkan nilai modulus elastisitas dari sebuah spesimen komposit. Apabila nilai regangan tinggi, maka nilai modulus elastisitas akan kecil, dan jika nilai regangan rendah, maka nilai elastisitas akan besar. Karena nilai modulus elastisitas berbanding terbalik dengan nilai regangan.
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari semua hasil pengujian, perhitungan, pengamatan dan analisis data, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan yang berupa sifat mekanis bahan pembentuk komposit. Beberapa kesimpulan yang dapat diambil antara lain:
1. Nilai kekuatan tarik rata-rata pada komposit serat buah pinang dengan fraksi volume 8% yang tanpa diberi perlakuan curing mendapatkan nilai kekuatan rata-rata terendah. Hal ini disebabkan kurang baiknya ikatan antara resin dengan serat. Nilai kekuatan tarik rata-rata komposit serat buah pinang tanpa curing yaitu 31, 562 MPa, begitupun untuk nilai regangan rata-ratanya yaitu 2,30%, dan untuk nilai modulus elastisitas rata-rata dari komposit serat buah pinang termasuk rendah yaitu 13,998 MPa.
2. Komposit serat buah pinang yang diberi perlakuan curing mengalami
peningkatan nilai kekuatan tarik sebesar 24,13%. Hal ini dipengaruhi oleh semakin banyaknya ikatan crosslink antara matriks dengan serat seiring naiknya suhu curing yaitu menjadi 39,177 MPa. Perlakuan curing suhu 60oC- 100oC meningkatkan nilai regangan dari mula-mula (tanpa curing) 2,27% menjadi 2,67%, setelah perlakuan curing. Perlakuan curing tidak memberikan pengaruh yang signifikan pada peningkatan nilai modulus elastisitas komposit serat buah pinang. Hasil penelitian menunjukan bahwa adanya kecendrungan penambahan kekuatan yang didapat pada saat proses curing dengan suhu
60oC, 80oC dan 100oC memberikan peningkatan nilai kekuatan, regangan dan nilai modulus elastisitas pada komposit serat alam.
5.2 Saran
1. Pada saat pembuatan komposit, proses pemadatan antara serat dan matrik harus benar-benar ditekan agar tidak ada rongga udara (void)..
2. Pemotongan bahan komposit untuk menjadi benda uji dilakukan dengan hati-
hati untuk menghindari kerusakan awal dan supaya dimensi benda uji seragam.
3. Pemilihan serat pinang yang digunakan untuk membuat spesime uji tarik haruslah serat yang berkualitas baik.
DAFTAR PUSTAKA
Akay, M. (2015). An Introduction to Polymer-Matrix Composites First Edition. bookboon.com.
ASTM, A. b. (2014). America Society for Testing Material. Philadelphia, PA.
Chawla, K. K. (2011). Composite Materials Science and Engineering Third Edition. Birmingham: Springer.
Prasetyo, B. D. (2005). Pengaruh Suhu dan Curing Terhadap Sefat Mekanis dan Fisis Komposit Matrik Polimer Dengan Penguat Serat Tipe E-Glass Woven dan Matrik Justus 108
Ebewele, R. O. (2000). Polymer Science and Technology. Benin: CRC Press.
Gibson, R. F. (1994). Principles Of Composite Material Mechanics. Detroit: McGraw-Hill, Inc.
Hadi, B. K. (2000). Mekanika Struktur Komposit. Jakarta: Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian.
Harris, B. (1999). Engineering Composite Materials. London: The Institute of Materials.
Hyer, M. W. (1998). Stress Analysis Of Fiber-Reinforced Composite Materials. Illinois: WBC/McGraw-Hill.
Binoj, J. s. et al (2016). Morphological, Physical, Mechanical, Chemical and Thermal Characterization. Science Direct .
Jones, R. M. (1999). Mechanics Of Composite Materials second Edition. Blacksburg: Taylor & Francis.
Kaw, A. K. (2006). Mechanics of Composite Material Second Edition. Boca: CRC Press.
Mallick, P. (2007). Fiber-Reinforced Composites Materials, Manufacturing and Design. Michigan: CRC Press.
Mastur, Azizul. (2016). Pengaruh Fraksi Volume Serat Buah Pinang pada Komposit terhadap Kekuatan Mekanik
Nijssen, R. (2015). Composite Material an Introduction. Vereniging Kunstsof Composieten Nederland.
Saputra, Irwan Nugraha & Suwarta, Putu (2012). Pengaruh Variasi Fraksi Volume, Temperatur dan Waktu Terhadap Karakteristik Tarik Komposit Polyester Partikel Hollow Glass Microspheres (HGM)
Tamaela, V. M. (2016). Karakteristik Curing 80oC dan 100oC Komposit Serat E- Glass.
Vasiliev, V. V., & Morozov, E. V. (2001). Mechanics and Analysis Of Composte Materials. Kidlington: Elsevier Science.
Wijaya, Agus. H.V.(2006). Pengaruh Suhu Curing Terhadap Sifat Mekanis dan Fisis Komposit Polimer (E-Glass dan Arindo 3210).
William D. Callister, J., & Rethwisch, D. G. (2014). Materials Science and Engineering an Introduction. Rosewood Drive: Wiley.
Gambar Benda Uji
a) Gambar Benda Uji sebelum dan sesudah pengujian tarik
a. Sebelum uji tarik b. Sesudah uji tarik
Gambar.Lamp.1. a, dan b Spesen komposit serat pinang 8% tanpa perlakuan curing
a. Sebelum uji tarik b. Sesudah uji tarik
Gambar.Lamp.2. a, dan b Spesimen komposit serat pinang 8% dengan perlakuan curing 60oC
a. Sebelum uji tarik b. Sesudah uji tarik
Gambar.Lamp.3. a, dan b Spesimen komposit serat pinang 8% dengan perlakuan curing 80oC
a. Sebelum uji tarik b. Sesudah uji tarik
Gambar.Lamp.4. a, dan b Spesimen komposit serat pinang 8% dengan perlakuan curing 100oC
Gambar Garfik Uji Tarik
b) Gambar garfik Komposit non curing:
FC-8-1 0,5 mm FC-8-2 0,5 mm a. Gafik specimen FC-8-1 b. Gafik specimen FC-8-2
Gambar.Lamp.5. a, b, c, d, e, dan f gambar grafik serat pinang 8% tanpa perlakuan curing FC-8-4 FC-8-5 FC-8-6 0,5 mm 0,5 mm 0,5 mm 0,5 mm FC-8-3 c. Gafik specimen FC-8-3 d. Gafik specimen FC-8-4 e. Gafik specimen FC-8-5 f. Gafik specimen FC-8-6
c) Komposit dengan Curing 60oC: FC-8-60C-1 0,5 mm FC-8-60C-2 0,5 mm FC-8-60C-3 0,5 mm FC-8-60C-4 0,5 mm a. Gafik specimen FC-8-60C-1 b. Gafik specimen FC-8-60C-2 c. Gafik specimen FC-8-60C-3 d. Gafik specimen FC-8-60C-4
Gambar.Lamp.6. a, b, c, d, e, dan f gambar grafik serat pinang 8% dengan perlakuan curing 60oC
d) Komposit dengan Curing 80oC:
0,5 mm FC-8-80C-1 0,5 mm FC-8-80C-2 0,5 mm FC-8-60C-5 FC-8-60C-6 0,5 mm e. Gafik specimen FC-8-60C-5 f. Gafik specimen FC-8-60C-6 a. Gafik specimen FC-8-80C-1 b. Gafik specimen FC-8-80C-2
Gambar.Lamp.7. a, b, c, d, e, dan f gambar grafik serat pinang 8% dengan perlakuan curing 80oC FC-8-80C-3 0,5 mm 0,5 mm FC-8-80C-5 0,5 mm FC-8-80C-6 0,5 mm FC-8-80C-4 c. Gafik specimen FC-8-80C-3 d. Gafik specimen FC-8-80C-4 e. Gafik specimen FC-8-80C-5 f. Gafik specimen FC-8-80C-6
e) Komposit dengan Curing 100oC: FC-8-100C-1 0,5 mm FC-8-100C-2 0,5 mm FC-8-100C-3 0,5 mm FC-8-100C-4 0,5 mm a. Gafik specimen FC-8-100C-1 b. Gafik specimen FC-8-100C-2 c. Gafik specimen FC-8-100C-3 d. Gafik specimen FC-8-100C-4
Gambar.Lamp.8. a, b, c, d, e, dan f gambar grafik serat pinang 8% dengan perlakuan curing 100oC FC-8-100C-5 0,5 mm 0,5 mm FC-8-100C-6 e. Gafik specimen FC-8-100C-5 f. Gafik specimen FC-8-100C-6