TINJAUAN PUSTAKA
2.9 PENGUJIAN/KARAKTERISTIK BAHAN KOMPOSIT 1 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Pengujian tarik adalah salah satu uji stress strain mekanik yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan material terhadap gaya tarik. Dalam pengujiannya, material uji ditarik sampai putus. Uji tarik adalah cara pengujian bahan yang paling mendasar. Pengujian tarik sangat sederhana, tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi diseluruh dunia. Dengan menarik suatu material kita akan mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tarikan dan sejauh mana material itu bertambah panjang [39].
Penarikan suatu bahan biasanya menyebabkan terjadi perubahan bentuk dimana penipisan pada tebal dan pemanjangan. Kekuatan tarik (tensile strength) suatu bahan ditetapkan dengan membagi gaya maksimum dengan luas penampang mula-mula, dimensinya sama dengan tegangan. Pada peregangan suatu bahan polimer, pemanjangan tidak selalu berbanding lurus dengan beban yang diberikan, dan pada penurunan kembali beban,sebahagian regangannya hilang, karena bahan polimer bukan merupakan bahan sepenuhnya elastis tetapi ada sifat viskositasnya [40].
2.9.2 Uji Kekuatan Bentur (Impact Strength)
Pengujian impak bertujuan untuk mengukur berapa energi yang dapat diserap suatu material sampai material tersebut patah. Pengujian impak merupakan respon terhadap beban kejut atau beban tiba-tiba (beban impak) [41]. Dalam pengujian impak terdiri dari dua teknik pengujian standar yaitu charpy dan izod. Pada pengujian standar charpy dan izod, dirancang dan masih digunakan untuk mengukur energi impak yang juga dikenal dengan ketangguhan takik [4]. Spesimen charpy berbentuk batang dengan penampang melintang bujur sangkar dengan takikan V oleh proses permesinan. Spesimen V-Notch Metoda charpy dan izod dapat dilihat pada gambar 2.7 berikut.
Gambar 2.7Spesimen V-Notch Metoda Charpy danizod [4]
Mesin pengujian Impak diperlihatkan secara skematik dengan beban didapatkan dari tumbukan oleh palu pendulum yang dilepas dari posisi ketinggian h. Spesimen diposisikan pada dasar seperti pada gambar 2.6. Ketika dilepas, ujung pisau pada palu pendulum akan menabrak dan mematahkan spesimen ditakikannya yang bekerja sebagai titik konsentrasi tegangan untuk pukulan impak kecepatan tinggi. Palu pendulum akan melanjutkan ayunan untuk mencapai ketinggian
maksimum h’ yang lebih rendah dari h. Energi yang diserap dihitung dari perbedaan h’ dan h (mgh –mgh’), adalah ukuran dari energi impak. Posisi simpangan lengan
pendulum terhadap garis vertikal sebelum dibenturkan adalah α dan posisi lengan
pendulum terhadap garis vertikal setelahmembentur spesimen adalah β. Dengan
mengetahui besarnya energi potensial yang diserap oleh material maka kekuatan impak benda uji dapat dihitung (Standar ASTM D256-00) [42]. Skema pengujian impak dapat dilihat pada gambar 2.8 berikut.
2.9.3 Uji Kekuatan Lentur (Flexural Strength)
Material komposit mempunyai sifat tekan lebih baik dibanding tarik, pada perlakuan uji lentur spesimen, bagian atas spesimen terjadi proses tekan dan bagian bawah terjadi proses tarik sehingga kegagalan yang terjadi akibat uji bending yaitu mengalami patah bagian bawah karena tidak mampu menahan tegangan tarik. Banyak jenis pengujian lentur, tetapi yang paling umum adalah tes lentur tiga titik tekuk (three point bend test), di mana sampel diatur pada dua pendukung, dan gaya diberikan secara langsung di antara dua mendukung [43].
2.9.4 Uji Karakterisitik Fourier Transform Infra Red (FT–IR)
Fourier Transform-Infra Red Spectroskopy atau yang dikenal dengan FT-IR merupakan suatu teknik yang digunakan untuk menganalisa komposisi kimia dari senyawa-senyawa organik, polimer, coating atau pelapisan, material semikonduktor, sampel biologi, senyawa-senyawa anorganik, dan mineral.FT-IR mampu menganalisa suatu material baik secara keseluruhan, lapisan tipis, cairan, padatan, pasta, serbuk, serat, dan bentuk yang lainnya dari suatu material. Spektroskopi FT-IR tidak hanya mempunyai kemampuan untuk analisa kualitatif, namun juga bisa untuk analisa kuantitatif. Dasar lahirnya spektroskopi FT-IR adalah dengan mengasumsikan semua molekul menyerap sinar infra merah, kecuali molekul- molekul monoatom (He, Ne, Ar, dll) dan molekul-molekul homopolar diatomik (H2, N2, O2, dll). Molekul akan menyerap sinar infra merah pada frekuensi tertentu yang mempengaruhi momen dipolar atau ikatan dari suatu molekul. Supaya terjadi penyerapan radiasi inframerah, maka ada beberapa hal yang perlu dipenuhi, yaitu :
1. Absorpsi terhadap radiasi inframerah dapat menyebabkan eksitasi molekul ke tingkat energi vibrasi yang lebih tinggi dan besarnya absorbsi adalah terkuantitasi.
2. Vibrasi yang normal mempunyai frekuensi sama dengan frekuensi radiasi elektromagnetik yang diserap
3. Proses absorpsi (spektra IR) hanya dapat terjadi apabila terdapat perubahan baik nilai maupun arah dari momen dua kutub ikatan
Teknik spektroskopi infra merah terutama untuk mengetahui gugus fungsional suatu senyawa, juga untuk mengidentifikasi senyawa, menentukan struktur molekul, mengetahui kemurnian, dan mempelajari reaksi yang sedang berjalan [44].
2.9.5 Uji Penyerapan Air (Water-Absorption)
Water-absorption dalam komposit merupakan kemampuan komposit dalam menyerap uap air dalam waktu tertentu. Water-absorption pada komposit merupakan salah satu masalah terutama dalam penggunaan komposit di luar ruangan. Semua komposit polimer akan menyerap air jika berada di udara lembab atau ketika polimer tersebut dicelupkan di dalam air. Water-absorption pada komposit berpenguat serat alami memiliki beberapa pengaruh yang merugikan dalam propertiesnya dan mempengaruhi kemampuannya dalam jangka waktu yang lama juga penurunan secara perlahan dari ikatan interface komposit serta menurunkan sifat mekanis komposit seperti kekuatan tariknya. Penurunan ikatan interface komposit menyebabkan penurunan properties mekanis komposit tersebut. Karena itu, pengaruh dari water-absorption sangat vital untuk penggunaan komposit berpenguat serat alami dilingkungan terbuka. Daya tahan terhadap water-absorption dalam komposit berpenguat serat alami dapat ditingkatkan dengan memodifikasi permukaan serat alami tersebut [27].
2.9.6 Uji Scanning Electron Microscopy (SEM)
Analisa SEM dilakukan untuk memfelajari sifat morfologi sampel. SEM adalah alat yang dapat membentuk bayangan specimen secara mikroskopik. Berkas elektron dengan diameter 5-10 nm diarahkan pada spesimen. Interaksi berkas elektron dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan balik berkas elektron, sinar X, elektron sekunder, dan absorpsi elektron [2].
dipancarkan oleh spesimen. Sinyal elektron sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor yang diteruskan ke monitor. Pada monitor akan diperoleh gambar yang khas menggambarkan struktur permukaan spesimen. Selanjutnya gambar di monitor dapat dipotret dengan menggunakan film hitam putih atau dapat pula direkam ke dalam suatu disket. Sampel yang dianalisa dengan teknik ini harus mempunyai konduktifitas yang tinggi, karena polimer mempunyai konduktifitas rendah, maka bahan perlu dilapisi dengan bahan konduktor (bahan pengantar) yang tipis [2].
Pada dasarnya SEM menggunakan sinyal yang dihasilkan elektron yang dipantulkan atau seberkas elektron sekundar. Prinsip utamanya adalah berkas elektron diarahkan pada titik-titik pada permukaan spesimen. Gerakan elektron tersebut dapat di scanning (gerakan membaca) [40].