Resin Epoxy - Komponen Utama Komposit

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.2 Komponen Utama Komposit

2.2.4 Resin Epoxy

Dalam bidang polimer yang diperkuat serat (plastik), epoxy digunakan sebagai matriks resin untuk menahan serat di tempatnya. Ini sesuai dengan semua serat penguat umum termasuk fiberglass, serat karbon, aramid, dan basal. Jika dibandingkan dengan termoset tradisional atau resin termoplastik lainnya, resin epoxy memiliki kelebihan yang berbeda, termasuk, penyusutan rendah selama curing, tahan kelembaban yang luar biasa, resistensi kimia yang sangat baik, sifat listrik yang baik, meningkatkan kekuatan mekanik, tahan benturan, tidak ada VOC (Volatile Organic Compunds) yang dapat mencemari udara baik saat proses produksi, aplikasi sampai dengan barang jadi, dan umur simpan yang panjang (Wirani, 2020). Resin epoxy membutuhkan penambahan zat pengawet yang biasa disebut hardener (Pramono, 2019). Hardener pada umumnya adalah senyawa poliamid yang terdiri dari dua atau lebih grup amina. Tidak seperti resin poliester atau ester vinil dimana resin dikatalisis dengan tambahan katalis kecil (1-3%), resin epoxy biasanya membutuhkan penambahan bahan pengawet pada rasio resin dan pengeras yang jauh lebih tinggi, seringkali 1: 1 atau 2: 1 (Wirani, 2020).

Epoxy memiliki ketahanan korosi yang lebih baik dari pada poliester pada keadaan basah, namun tidak tahan terhadap asam. Epoxy memiliki sifat mekanik, listrik, kestabilan dimensi dan penahan panas yang baik (Shabiri, 2014; Pramono, 2019). Istilah resin epoxy telah banyak diadaptasi untuk kegunaan di luar komposit polimer yang diperkuat serat. Berbagai kegunaan epoxy terus

berkembang, dan beragam serta terus dikembangkan agar sesuai dengan industri dan peruntukan. Berikut beberapa pemanfaatan dari epoxy resin (Wirani, 2020):

1. Perekat serba guna

2. Pengikat semen dan mortar 3. Busa kaku (rigid foams)

4. Anti licin/slip (non-skid coating)

5. Memadatkan permukaan berpasir dalam pengeboran minyak 6. Pelapis lantai industri

7. Plastik yang diperkuat serat 2.2.5 Serat Tebu

Serat ampas tebu (baggase) adalah campuran dari serat yang kuat, dengan jaringan Parenchyma yang lembut dan mempunyai tingkat higroskopis yang tinggi. Serat ampas tebu merupakan salah satu material natural fibre alternatif dalam pembuatan komposit secara ilmiah pemanfaatannya masih dikembangkan.

Serat ampas tebu tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar mengandung senyawa lignoselulosa. Senyawa lignoselulosa terdiri atas tiga komponen utama yaitu selulosa, hemiselulosa da lignin. Berikut dapat dilihat pada Tabel 2.1 kandungan kimia serat tebu.

Tabel 2. 1 Kandungan Kimia Serat Tebu (Mariatti, 2008) Kandungan Kimia Prosentase

Selulosa 35-40%

Natural Rubber 20-30%

Lignin 15-20%

Sukrosa 10-15%

11 2.2.6 Tipe Komposit Serat

Berikut berdasarkan pada penempatannya ada beberapa macam tipe-tipe komposit serat yaitu:

1. Continuous Fiber Composite

Jenis tipe komposit yang paling sering digunakan karena bentuknya seratnya yang memanjang dan lurus membentuk lamina diantara matriknya.

Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisah antar lapisannya. Ini disebabkan karena pada kekuatan antar lapisannya dipengaruhi oleh matriknya. Dapat dilihat pada gambar 2.4

Gambar 2. 4 Continuous Fiber Composit (Gibson, 1994)

2. Woven Fiber Composite

Jenis komposit tipe ini susunan serat memanjangnya tidak begitu lurus dan mengakibatkan kekuatan serta kekakuan nya tidak seperti Continuous Fiber Composite. Susunan komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisah antar lapisan karena pada susunan seratnya mengikat serat antar lapisan. Dapat dilihat pada gambar 2.5

Gambar 2. 5 Woven Fiber Composite (Gibson, 1994)

3. Discontinous Fiber Composite

Jenis komposit dengan serat bertipe pendek. Tipe ini dibedakan menjadi 3 macam yaitu:

a. Aligned discontinuous fiber

Penyusunan serat yang dilakukan secara searah.

b. Off-axis aligned discontinuous fiber

Penyusunan serat yang dilakukan secara menyilang.

c. Randomly oriented discontinuous fiber Penyusunan serat yang dilakukan secara acak.

Gambar 2. 6 Discontinous Fiber Composite (Gibson, 1994)

4. Hybrid Fiber Composite

Jenis tipe serat ini yaitu gabungan antara serat lurus dan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat mengganti kekurangan sifat dari kedua tipe serat dan dapat menggabungkan kelebihannya. Dapat dilihat pada gambar 2.7

Gambar 2. 7 Hybrid Fiber Composite (Gibson, 1994)

2.3 Faktor Yang Dapat Mempengaruhi Sifat dari Komposit

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi sifat dari komposit yaitu sebagai berikut (Siregar, 2011) :

1. Letak Serat

Dalam proses pembuatan komposit ada tata letak dan arah serat dalam matriks yang akan menentukan kekuataan dari komposit. Karena tata letak dan arah serat dapat mempengaruhi kinerja dari komposit. Dan menurut tata letak dan arah serat dapat diklarifikasikan menjadi 3 yaitu sebagai berikut:

a. One dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan dan modulus maximum pada arah axis serat.

b. Two dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan pada dua arah.

c. Three dimensonal reinforcement, mempunyai kekuatan lebih tinggi dari pada dua tipe sebelumnya.

Pencampuran pada arah serat memiliki keunggulan, jika orientasi seratnya semakin acak atau random maka sifat mekanik pada 1 arah nya akan melemah dan jika arah tiap seratnya menyebar ke segala arah maka kekuatannya akan meningkat.

14 2. Bentuk Serat

Untuk bentuk serat pada pembuatan komposit tidak begitu mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter pada seratnya. Karena jika semakin kecil diameter seratnya maka akan semakin menghasilkan kekuatan komposit yang lebih tinggi. Selain bentuknya, kandungan pada serat juga mempengaruhi.

3. Panjang Serat

Semakin panjang serat dalam pembuatan komposit pada matriks maka kekuatannya semakin tinggi. Ada dua tipe macam penggunaan serat dalam campuran komposit yaitu serat panjang dan pendek. Serat panjang lebih kuat dari serat pendek oleh karena itu serat panjang lebih mudah penanganannya dibandingkan serat pendek.

4. Faktor Matrik

Dalam komposit matrik berperan sebagai bahan pengikat serat menjadi sebuah unit struktur, melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan atau memindahkan beban eksternal pada bidang geser antara serat dan matrik, sehingga serat dan matrik saling berhubungan. Pembuatan komposit serat membutuhkan ikatan permukaan yang kuat antara serat dan matrik. Selain itu matrik juga harus mempunyai kecocokan secara kimia agar reaksi yang tidak diinginkan tidak terjadi pada permukaan kontak antara keduannya. Untuk memilih matrik harus diperhatikan sifat-sifatnya, antara lain seperti tahan terhadap panas, tahan cuaca yang buruk, dan tahan terhadap goncangan yang biasanya menjadi pertimbangan dalam pemilihan material matrik.

5. Faktor Ikatan Fiber-Matrik

Komposit serat yang baik harus mampu menyerap matrik yang memudahkan terjadi antara dua fase (Schwartz, 1984:1.12). Komposit serat juga harus mempunyai kemampuan untuk menahan tegangan yang tinggi, karena serat dan matrik berinteraksi dan pada akhirnya terjadi pendistribusian tegangan. Kemampuan ini harus dimiliki serat dan matrik. Hal yang

mempengaruhi ikatan dan serat dan matrik adalah void, yaitu adalah celah pada serat atau bentuk serat yang kurang sempurna yang dapat menyebabkan matrik tidak akan mampu mengisi ruang kosong pada cetakan. Bila komposit tersebut menerima beban, maka daerah tegangan akan berpindah ke daerah void sehingga akan mengurangi kekuatan komposit tersebut. Pada pengujian tarik komposit akan berakibat lolosnya serat dari matrik. Hal ini disebabkan karena kekuatan antara matrik dan serat yang kurang besar (Schwartz,1984:

1.13).

2.4 Metode Pembuatan Komposit

Dalam proses pembuaatan komposit ada dua metode yang digunakan yaitu:

1. Proses cetakan terbuka (Open-mold process) a. Contact Molding/Hand Lay Up

Metode hand lay up adalah metode sederhana yang prosesnya dengan metode terbuka dari fabrikasi komposit. Proses pembuatan dengan metode ini yaitu dengan cara menuangkan resin kedalam serat yang berbentuk anyaman, rajutan atau kain yang kemudian diberi tekanan dengan cara menggunakan kuas. Proses ini dilakukan berkali- kali supaya cepat merata sehingga ketebalan yang diinginkan cepat tercapai. Pada proses ini resin langsung berkontak dengan udara sehingga proses ini biasannya dilakukan dengan temperatur kamar. Pada metode hand lay up biasanya paling banyak digunakan pada resin epoxy dan poliester. Berikut adalah metode hand lay up yang dapat dilihat pada gambar 2.8

Gambar 2. 8 Hand Lay Up (Gibson,1994)

16 b. Vacuum Bag

Proses ini merupakan proses dari penyempurnaan hand lay up. Proses vacuum bag adalah proses yang berguna untuk menghilangkan udara yang masuk dan terperangkap kedalam resin. Cara kerja dari vacuum bag yaitu dengan menggunakan pompa vacuum yang kemudian digunakan untuk menghisap udara yang ada pada tempat wadah/cetakan resin. Dengan divacum kan udara ke dalam wadah tempat cetakan maka udara yang ada diluar penutup plastik akan menekan ke dalam sehingga meminimalkan udara yang terperangkap dalam komposit. Berikut proses vacuum bag dapat dilihat pada gambar 2.9

Gambar 2. 9 Vacuum Bag (Gibson,1994)

2. Proses cetakan tertutup (Close-mold process) a. Proses Cetakan Tekan (Compression Molding)

Proses ini menggunakan hidrolic sebagai penekannya. Fiber yang telah dicampur resin dimasukkan ke dalam rongga cetakan yang kemudian dilakukan penekanan dan pemanasan. Resin thermoset khas yang digunakan dalam proses cetakan tekan ini adalah epoxy, poliester, vinil ester dan vinolat.

Proses cetakan tekan dapt dilihat pada gambar 2.10

Gambar 2. 10 Compression Molding

(https://fuziontrading.co.za/compression-moulding-process/) b. Injection Molding

Metode ini dikenal dengan proses reaksi pencetakan cairan atau pelapisan tekanan tinggi. Fiber dan resin dimasukkan kedalam rongga cetakan bagian atas, kondisi temperatur dijaga supaya dapat tetap mencairkan resin sehingga resin cair beserta fiber akan mengalir ke bawah. Kemudian injeksi dilakukan oleh mandrel ke arah nozel menuju cetakan. Metode ini dapat dilihat pada gambar 2.11

Gambar 2. 11 Injection Molding

(https://www.researchgate.net/figure/Parts-of-extruder-3_fig1_324706354)

18 c. Continuous Pultrusion

Fiber jenis roving dilewatkan melalui wadah berisi resin, kemudian secara kontinu dilewatkan ke cetakan pra cetak dan diawetkan, kemudian dilakukan pengerolan sesuai dengan dimensi yang diinginkan. Bisa juga disebut dengan penarikan serat dari suatu jaring melalui bak resin. Kemudian dilewatkan pada cetakan yang sudah dipanaskan. Fungsi dari cetakan adalah untuk mengontrol kandungan dari resin, melengkapi pengisian serat dan mengeraskan bahan menjadi bentuk akhir setelah melalui cetakan. Continuous pultrusion dapat dilihat pada gambar 2.12

Gambar 2. 12 Continuous Pultrusion

(https://www.researchgate.net/figure/FRP-composite-manufacturing-process-of-pultrusion-2_fig1_335601265)

2.5 Kekuatan Tarik Komposit

Spesimen komposit setelah dilakukan uji tarik akan mengalami kelakuan tarikan pada bahan tersebut yang diantaranya adalah lunak dan lemah, keras dan getas, lunak dan ulet, keras dan ulet. Untuk memperoleh besarnya tegangan tarik pada suatu material dapat dihitung menggunakan persamaan (Surdia dan Saito 1999):

Keterangan :

σ = Tegangan (N/mm²)

19 P = Beban yang diberikan ( N)

Ao = Luas Penampang awal benda uji (mm²)

Untuk mencari rumus regangan tarik dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini, dimana regangan dinyatakan dalam mm/mm bilangan tak berdimensi atau sering dinyatakan kedalam persen.

Keterangan:

ℇ = Besar Regangan (%)

ΔL = Penambahan panjang total (mm) Lo = Panjang awal benda uji (mm)

Besarnya modulus elastisitas dapat dihitung dengan rumus persamaan dibawah ini (Surdia dan Saito):

Keterangan:

E = Besar modulus elastisitas (N/mm²) σe = Tegangan elastis (N/mm²)

εe = regangan elastis

2.6 Kekuatan Impak Komposit

Selain melakukan pengujian tarik, spesimen komposit juga dilakukan pengujian impak guna untuk mengetahui penyerapan energi dan harga impak dari beban pendulum yang berayun pada ketinggian tertentu dan mematahkan atau menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami patahan. Pengujian impak ini dapat di lakukan dengan Metode charpy. Pada cara ini batang uji diletakkan mendatar oleh penahan yang berjarak 40mm, kemudian bandul akan memukul

benda uji dari arah yang bertakik. Benda uji charpy mempunyai luas penampang lintang bujur sangkar ( 10 x 10 mm) dan mengandung takik V -45º, dengan jari-jari datar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm, kecepatan impak sekitar 16 ft/detik.

Benda uji akan melenkung dan patah pada laju regangan yang tinggi, kirakira 103 detik (Huda, 2018).

Rumus untuk menghitung besarnya energi yang terserap pada komposit setelah diuji impak adalah sebagai berikut:

Keterangan:

E = Energi impak yang diserap (J) m = Berat bandul (kg)

g = Gaya gravitasi (m/s) r = Panjang lengan bandul (m) α = Sudut awal (º)

β = Sudut akhir (º)

Rumus untuk menghitung besarnya harga impak dapat dinyatakan dengan rumus berikut ini:

Keterangan:

Is = Kekuatan impak (J/mm²) E = Energi impak yang diserap (J) A = Luas permukaan (mm²)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alur Penelitian

Skema penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.1

Gagal

Berhasil

Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian Mulai

Pembelian alat dan Bahan

Pembuatan spesimen material komposit dengan prosentase berat serat 10%, 15%,

dan 20%

Serat Tebu 1. Resin Epoxy Bishepenol A

2. Katalis Hardener B

Pengujian Tarik dan Pengujian Impak

Analisis data

Kesimpulan

Selesai Cetakan Kaca

Hasil penelitian

22 3.1.1 Alat

Adapun peralatan yang digunakan untuk proses pembuatan sampai penelitian yaitu :

1. Cetakan spesimen

Cetakan ini terbuat dari kaca berukuran 30cm x 30cm, untuk spesimen uji tarik memiliki ketebalan 3mm dengan pembatas cetakan menggunakan kaca sedangkan untuk spesimen uji impak memiliki ketebalan 4mm dengan pembatas menggunakan kaca. Ada 3 bagian pembatas dalam proses cetakan yaitu, bagian tepi, bagian alas, bagian atas. Cetakan spesimen ditunjukkan pada gambar 3.2

Gambar 3. 2 Cetakan Spesimen 2. Timbangan digital

Sebelum dicetak kedalam cetakan timbangan ini berguna untuk mencari beban berat serat tebu sebelum dicampur dengan matriks. Timbangan ditunjukkan pada gambar 3.3

Gambar 3. 3 Timbangan Digital 3. Gelas ukur

Gelas ukur ini digunakan untuk mengukur perbandingan campuran resin epoxy dan katalis hardener guna hasil cetakan bisa maksimal. Gelas ukur ditunjukkan pada gambar 3.4

Gambar 3. 4 Gelas Ukur 4. Jangka sorong

Jangka sorong (caliper) digunakan untuk mengukur panjang, lebar, ketebalan pada spesimen agar sesuai dengan standar ASTM. Jangka sorong ditunjukkan pada gambar 3.5

Gambar 3. 5 Jangka Sorong 5. Mesin uji tarik

Merupakan pengujian dimana sebuah material akan diukur kekuatannya dengan cara memberikan gaya yang sesumbu. Metode pengujian yang dilakukan dengan standar ASTM D3039. Mesin uji tarik ditunjukkan pada gambar 3.6

Gambar 3. 6 Mesin Uji Tarik GOTECH KT-7010A2 TAIWAN,R.O.C

25 6. Mesin uji impak

Merupakan alat uji tes kekerasan material yang dimana spesimen mendapatkan beban kejut secara tiba-tiba dari suatu pandulum yang akan menunjukkan hasil dari kekerasan spesimen tersebut. Pengujian yang dilakukan sesuai dengan standar ASTM 6110. Mesin uji impak ditunjukkan pada gambar 3.7

Gambar 3. 7 Mesin Uji Impak GOTECH GT-7045 TAIWAN, R.O.C 3.1.2 Bahan

Bahan yang diperlukan untuk penelitian ini yaitu : 1. Serat Ampas Tebu

Serat tebu yang berfungsi sebagai penguat material komposit. Serat Ampas Tebu ditunjukkan pada Gambar 3.8

Gambar 3. 8 Serat Tebu

26 2. Matriks Resin Epoxy

Berfungsi sebagai pengikat dari material komposit dan matriks yang digunakan dalam proses penelitian adalah resin epoxy, Matriks Resin Epoxy ditunjukkan pada Gambar 3.9

Gambar 3. 9 Matriks Resin Epoxy 3. Hardener

Berfungsi sebagai katalis yang berguna untuk mempercepat proses pengeringan pada matriks sehingga cetakan bisa mengeras. Hardener ditunjukkan Gambar 3.10

Gambar 3. 10 Hardener

27 4. Mirror Glaze

Sebagai pelapis yang berguna untuk memudahkan melepas komposit yang sudah kering dari cetakan sehingga kaca tempat cetakan tidak pecah. Mirror glaze ditunjukkan pada Gambar 3.11

Gambar 3. 11 Mirror Glaze 3.2 Langkah-Langkah Penelitian

3.2.1 Perhitungan Komposisi Matriks dan Serat 1. Komposisi dari matriks

Untuk perhitungan komposisi dari matrik Resin epoxy Bishepenol A dengan berat serat 10%, 15%, 20% dan tanpa menggunakan serat dapat dicari dengan perhitungan komposisi resin epoxy dan hardener dengan perbandingan resin epoxy:hardener (1:1).

2. Komposisi dari serat

Karakteristik benda uji komposit adalah kandungan serat di dalam kompositatau fraksi volume serat merupakan salah satu faktor yang sangat penting sebelum membuat benda uji komposit (Aprianto, 2020). Pada penelitian ini cetakan yang digunakan berukuran 20 cm x 2 cm x 0,3 cm. Langkah pertama yang dilakukan untuk uji tarik adalah menghitung volume total lalu mencari volume

serat kemudian dikalikan dengan massa jenis serat tebu. Berikut langkah-langkah perhitungan uji tarik:

1. Menghitung Volume total

29 menghitung volume total lalu mencari volume serat kemudian dikalikan dengan massa jenis serat tebu. Berikut langkah-langkah perhitungan uji impak:

1. Menghitung Volume Total

2. Menghitung Volume Serat

30 3. Menghitung Berat serat

Prosedur yang digunakan dalam penelitian ini harus benar, sehingga dapat menghasilkan penelitian yang seperti diharapkan. Penelitian terhadap analisa kekuatan mekanik komposit epoxy berpenguat serat tebu dengan variasi prosentase serat terhadap kekuatan tarik dan uji impak dibagi menjadi dua proses.

Adapun proses pembuatannya sebagai berikut:

1. Persiapan serat dan matriks

Sebelum proses pencetakan dilakukan, serat ampas tebu diambil dari tempat penggilingan tebu yang kemudian tebu direndam selama 5-7 hari supaya tebu bersih. Setelah tebu direndam kemudian tebu dijemur dibawah sinar matahari hingga kering. Setelah proses pengeringan, tebu dipisahkan untuk diambil seratnya sesuai panjang yang diinginkan lalu dipotong sesuai ukuran spesimen yang akan dibuat.

Matriks dibuat dengan cara mencampurkan epoxy dan hardener dengan perbandingan 1:2 menggunakan gelas ukur. Proses pencampuran tersebut menggunakan gelas plastik dan sendok plastik yang kemudian diaduk supaya resin epoxy dan hardener merata hingga berubah menjadi warna putih dan kental.

2. Pembuatan spesimen

Pembuatan spesimen dilakukan dengan metode hand lay up. Berikut adalah langkah-langkah pembuatan spesimen:

1. Pertama yaitu siapkan cetakan terlebih dahulu dan lapisi cetakan dengan kertas HVS atau mika dibawahnya supaya saat cetakan kering mudah untuk dilepas. Kemudian tuangkan resin kedalam cetakan disertai dengan serat tebu yang sudah ditimbang sebelumnya.

2. Tuangkan resin hingga memenuhi cetakan yang dibuat sampai merata.

3. Kemudian setelah cetakan terisi penuh, tutup cetakan dengan mika diatasnya supaya cetakan merata dan mencegah udara masuk yang mengakibatkan muncul gelembung, lalu tutup dengan meletakkan kaca diatasnya supaya cetakan cepat kering.

4. Setelah itu biarkan selama 24 jam agar cetakan mengering.

5. Sesudah 24 jam komposit serat tebu mengering kemudian dibuka lalu dilepas dari cetakan yang kemudian di amplas supaya spesimen komposit lebih rapi dan halus. Spesimen yang telah jadi kemudian di uji tarik dan uji impak supaya bisa menganalisa sifat mekanik dari spesimen komposit serat tebu.

3.2.3 Penelitian

Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah uji tarik dan impak.

Pengujian ini bertujuan untuk mencari nilai dari kekuatan tarik tegangan dan regangan pada komposit serta mengetahui nilai kekerasan pada komposit epoxy berpenguat serat tebu. Berikut adalah langkah-langkah penelitian pengujian tarik dan pengujian impak pada spesimen komposit serat tebu.

Langkah-langkah pengujian tarik pada spesimen komposit berpenguat serat tebu sebagai berikut:

1. Menyiapkan komposit uji tarik yang akan diteliti.

2. Mesin dinyalakan dan spesimen yang akan diuji diletakkan pada grip lalu dikencangkan.

3. Pasangkan atau jepitkan ekstensiometer pada spesimen uji kemudian elongasinya diatur menjadi nol.

4. Nilai beban diatur menjadi nol serta kecepatan diatur pada saat sebelum melakukan tombol start.

5. Setelah mendapatkan data uji tarik kemudian dicatat lalu lanjut diulang pada spesimen selanjutnya hingga selesai.

Langkah-langkah pengujian impak pada spesimen komposit berpenguat serat tebu sebagai berikut:

1. Mempersiapkan mesin uji impak dan spesimen komposit yang akan diuji.

2. Letakan spesimen komposit yang akan diuji pada tumpuan mesin uji impak kemudian angkat pandulum hingga sudut 150º.

3. Kemudian lepas handle pengunci hingga bandul berayun menabrak spesimen hingga patah.

4. Kemudian ukur β setelahnya lalu catat sebagai data pengujian.

5. Ulang langkah diatas dan seterusnya hingga selesai.

3.3 Desain gambar dan ukuran spesimen 3.3.1 Desain spesimen uji tarik

Desain dari spesimen uji tarik berpenguat serat tebu menggunakan standar ASTM D3039 Tipe 3. Berikut spesifikasi dari ukuran spesimen komposit ASTM D3039 Tipe 3 dapat dilihat pada gambar 3.12

Gambar 3. 12 Desain Spesimen Uji Tarik ASTM D3039 3.3.2 Desain spesimen uji impak

Desain dari spesimen uji impak berpenguat serat tebu menggunakan standar ASTM D6110-04. Berikut spesifikasi dari ukuran spesimen komposit ASTM D6110-04 dapat dilihat pada gambar 3.13

Gambar 3. 13 Desain Spesimen Uji Impak ASTM D6110

34 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian

Pengujian spesimen komposit berpenguat serat tebu dengan prosentase 10%, 15% dan 20% dilakukan dalam dua pengujian yaitu pengujian tarik dan pengujian impak. Pengujian dilakukan pada laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma. Hasil data akan ditampilkan dalam tabel dan grafik.

4.2 Perhitungan Pengujian Uji Tarik

Kekuatan tarik merupakan salah satu sifat mekanik pada suatu bahan. Uji tarik dilakukan menggunakan mesin pengujian tarik Universitas Sanata Dharma dengan ukuran yang sesuai dengan standar yaitu ASTM D3039 Tipe 3. Pengujian tarik dilakukan terhadap spesimen benda uji dengan variasi serat tebu 10%, 15%, 20% dan hasil pengujian didapatkan dari grafik hubungan antara beban dengan pertambahan panjang serta nilai kekuatan tarik (tegangan), regangan, dan modulus elastisitas. Berikut adalah tabel dan grafik hasil dari perhitungan dari pengujian tarik:

1. Data hasil pengujian uji tarik disajikan dalam tabel 4.1 Tabel 4. 1 Hasil Perhitungan Pengujian Tarik No Persentase

Perhitungan tegangan komposit berpenguat serat tebu dengan variasi prosentase serat 10%, 15%, dan 20% dapat dihitung dengan rumus berikut ini:

Keterangan :

σ = Kekuatan Tarik (N/mm²) P = Beban yang diberikan (N)

Ao = Luas Penampang awal benda uji (mm²) Nilai benda uji tanpa serat diketahui :

Berdasarkan persamaan maka dapat diperoleh hasil dari perhitungan kekuatan tarik spesimen komposit berpenguat serat tebu dengan variasi prosentase 10%, 15% dan 20%. Berikut adalah tabel hasil perhitungan nilai kekuatan tarik:

2. Data hasil kekuatan tarik pengujian uji tarik disajikan dalam tabel 4.2 Tabel 4. 2 Kekuatan Tarik Pengujian Tarik

No Prosentase Serat

Perhitungan besar regangan komposit berpenguat serat tebu dengan variasi prosentase serat 10%, 15%, dan 20% dapat dihitung melalui rumus berikut ini:

Keterangan:

ℇ = Besar Regangan (%)

ΔL = Penambahan panjang total (mm) Lo = Panjang awal benda uji (mm) Jika benda uji pertama diketahui:

ΔL = 1,6 mm Lo = 140 mm Maka:

Berdasarkan hasil perhitungan yang didapat maka tabel hasil perhitungan regangan tarik komposit berpenguat serat tebu dengan prosentase 10%, 15%, dan 20% adalah sebagai berikut :

3. Data hasil regangan pengujian uji tarik disajikan dalam tabel 4.3 Tabel 4. 3 Regangan Pengujian Tarik

No Prosentase Serat (%) Nama Spesimen Regangan (%) Rata-rata (%)

Dalam dokumen ANALISA KEKUATAN MEKANIK KOMPOSIT EPOXY BERPENGUAT SERAT TEBU DENGAN VARIASI FRAKSI VOLUME SERAT 10%, 15%, DAN 20% SKRIPSI (Halaman 25-0)