BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
Pengertian Komposit Secara Umum
Komposit didefinisikan sebagai kombinasi antara dua material atau lebih yang
berbeda bentuknya, komposisi kimianya, dan tidak saling melarutkan antara
materialnya dimana material yang satu berfungsi sebagai penguat dan material
yang lainnya berfungsi sebagai pengikat untuk menjaga kesatuan unsur-unsurnya.
Secara umum terdapat dua kategori material penyusun komposit yaitu matrik dan
reinforcement. (Maryanti, 2011)
Komposit adalah bahan hibrida yang terbuat dari resin polimer diperkuat
dengan serat, menggabungkan sifat-sifat mekanik dan fisik. Ilustrasi ikatan dan
sifat fisik polimer dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Komposisi Komposit (Sumber: K. Van Rijswijk, 2001)
Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu serat (fiber)
sebagai bahan pengisi dan bahan pengikat serat-serat tersebut yang dikenal
dengan matriks. Di dalam komposit unsur utamanya adalah serat, sedangkan
bahan pengikatnya menggunakan bahan polimer yang mudah dibentuk dan
mempunyai daya pengikat yang tinggi. Penggunaan serat sendiri yang utama
adalah untuk menentukan karakteristik bahan komposit, seperti kekakuan,
kekuatan serta sifat-sifat mekanik lainnya. Sebagai bahan pengisi serat digunakan
untuk menahan sebagian besar gaya yang bekerja ada bahan komposit, matriks
sendiri mempunyai fungsi melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja
dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi. Oleh karena itu untuk bahan serat Composite material Resin
digunakan bahan-bahan yang kuat, kaku, dan getas, sedangkan bahan matriksnya
dipilih bahan-bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap perlakuan kimia.
2.2 Penyusun Komposit
Komposit pada umumnya terdiri dari dua fasa
1. Matriks /penguat pada pembuatan komposit
Mariks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi
volume terbesar (dominan). Matriks mempunyai Fungsi sebagai berikut :
a. Mentransfer tegangan keserat
b. Membentuk ikantan koheren, permukaan matrik /serat
c. Melindungi serat
d. Memisahklan serat
e. Melepas ikatan
f. Tetap setabil setelah proses manufaktur
2. Reinforcement atau filler / Fiber
Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat)
yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit. Adanya dua penyusun komposit atau lebih menimbulkan beberapa daerah dan istilah
penyebutannya. Matriks (penyusun dengan fraksi volume terbesar), penguat
(penahan beban utama), Interfhase (pelekat antar dua penyusun), interfface
(permukaan fasa yang berbatasan dengan fasa lain. (Surdia, 2005)
2.3 Klasifikasi Bahan Komposit
Klasifikasi komposit dapat dibentuk dari sifat dan strukturnya. Bahan komposit
dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. Secara umum klasifikasi komposit
sering digunakan antara lain seperti:
Klasifikasi menurut kombinasi material utama, seperti metal-organic atau
metal anorganic.
1. Klasifikasi menurut karakteristik bulk-form, seperti sitem matrik atau
lamite.
2. Klasifikasi menurut distribusi unsur pokok, seperti continous dan
discontinous.
3. Klasifikasi menurut ungsinya, seperti elektrikal atau structural.
Sedangkan klasifikasi untuk komposit serat (fiber-matric composites)
dibedakan menjadi beberapa macam antara lain:
1. Fiber Composites (komposit serat) adalah gabungan serat dengan matrik
2. Flake Composite adalah gabungan serpih rata dengan matrik
3. Partikulate Composites adalah gabungan partikel dengan matrik
4. Filled Composites adalah gabungan matrik continous skeletak dengan matrik yang kedua
5. Laminar Composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina.
(Schwart, 1984)
Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan
komposit partikel (partikulat omposite) dan bahan komposit serat (fiber
composite). Bahan komposit partikel terdiri dari partikel-partikel yang di ikat oleh
matrik. Bahan komposit partikel pada umumnya lebih lemah dibanding dengan
bahan komposit serat, namun memiliki keunggulan seperti ketahanan terhadap
aus, tidak mudah retak, dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik.
Bahan komposit serat terdiri dari serat-serat yang diikat oleh matrik yang
saling berhubungan. bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat
panjang (continuos fiber) dan serat pendek (short fiber atau whisker). Penggunaan
itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, dan
sebaiknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat. (Hadi ,2001)
Pada gambar 2.2 dibawah ini digambarkan klasifikasi bahan komposit yang
paling umum. (Hadi,2001)
Gambar 2.3 Klasifikasi bahan komposit
2.4Tipe Serat Komposit
Untuk memperoleh komposit yang kuat harus dapat menempatkan serat dengan
benar. Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit,
yaitu:
1. Continuous Fiber Composite
Tipe ini mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk laminan
diantara matriknya.jenis komposit ini paling sering digunakan. Tipe ini
mempunyai kelemahan pada pemisahan antara lapisan. Hal ini dikarenakan
kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya. Bahan Komposit
Komposit serat Komposit
Serat satu Serat multi Arah
Laminat Hybrid
Arah
Serat Serat tidak
Serat satu arah
Serat dua arah (woven)
2. Woven Fiber Composite (bi-directional)
Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena
susunan seratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat
memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan
kekakuan akan melemah.
3. Fiber Composite
Discontinuous Fiber Compositeadalah tipe komposit dengan serat pendek.
Tipe ini dibedakan lagi menjadi:
a) AlignedDiscontinuous fiber (Serat pendek dengan tipe searah)
b) Off-axis aligned disontinuous fiber(serat pendek dengan tipe silang)
c) Randomly Oriented Discontinuous fiber (serat pendek dengan tipe acak
4. Hybrid Fiber Composite
Hybrid Fiber Composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat
lurus dengan serat acak. tipe ini digunakan supaya dapat mengganti
kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.
Pada gambar 2.3 dapat dilihat berbagai macam tipe dari komposit serat.
Gambar 2.4 Tipe Komposite Serat
Woven Fiber Composite Continuous Fiber Composite
2.5Papan Partikel
2.5.1 Pengertian Papan Partikel
Papan partikel merupakan lembaran hasil pengempaan panas campuran partikel
kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan partikel orgaanik dan bahan
lainnya. Papan partikel juga dapat diartikan sebagai lembaran bahan yang terbuat
dari serpihan kayu atau bahan-bahan yang mengandung lignoselulosa seperti
keping, serpih, untai yang disatukan dengan menggunakan bahan pengikat organik
dengan memberikan perlakuan panas ,tekanan, katalis dan sebagainya.
Dari pengertian diatas maka Papan partikel dapat didefenisikan sebagai
produk panel yang dihasilkan dengan menempatkan partikel-partrikel kayu
sekaligus mengikatnya dengan suatu prekat. Tipe-tipe papan partikel yang banyak
ini sangat berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat)
yang digunakan dan kerapatan panel yang dihasilkan.(Iskandar, 2009)
Adapun Tipe-tipe partikel yang digunakan untuk bahan baku pembuatan
bahan papan partikel yaitu:
a) Pasahan (shaving), partikel kayu kecil berdimendi tidak menentu yang
dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu.
b) Serpih (flake), partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan
sebelumnya yang dihasilkan dengan peralatan yang telah dikhususkan.
c) Biski (wafer), serupa serpih tetapi bentuknya lebih besar. Biasanya lebih dari
0,02 inci tebalnya dan lebih 1 inci panjangnya.
d) Tatal (chips), sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang
besar atau pemukul.
e) Serbuk gergaji, dihasilkan oleh pemotongan dengan gergaji.
f) Untaian, pasahan panjang tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar.
g) Kerat, bentuk persegi potongan melintang dengan panjang paling sekitar 4
kaki tebalnya.
2.5.2 Kegunaan Papan Partikel
Penggunaan papan partikel (komposit) dibedakan menjadi dua bagian :
a) Struktur Komposit
Dipergunakan untuk dinding, atap, bagian lantai, tangga, komponen
kerangka, mebel dan lain-lain. Bahan yang digunakan untuk memikul beban
di dalam penggunaannya, penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan
papan eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan
papan partikel interior.
b) Non Struktural Komposit
Komposit ini tidak digunakan untuk memikul beban, penggunaan akhir
produknya untuk pintu, jendela, mebel, banah pengemas, pembatas ubin,
bagian interior mobil dan lain-lain.
2.6 Kelebihan Bahan Komposit
Bahan Komposit mempunyai beberapa kelebiha dibandingkan dengan bahan
konvensional seperti logam. Kelebihan tersebut pada umumnya dapat kita lihat
dari beberapa sudut yang penting seperti sifat-sifat mekanik dan sifat fisis. Gabungan martiks dan serat dapat menghasilkan komposit yang mempunyai
kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi dari bahan konvensional. Bahan
komposit mempunyai densitas yang jauh lebih baik dibandingkan dengan bahan
komvensional.
Hal ini memberikan implikasi yang penting dalam konteks penggunaan
karena komposit akan mempunyai kekuatan dan kekakuan spesifik yang lebih
tinggi dari bahan konvensional. produk memiliki gabungan sifat-sifat yang
menarik yang dihasilkan dengan mengubah sesuai jenis matriks dan serat yang
digunakan. Contoh dengan menggabungkan lebih dari satu serat dengan matriks
untuk menghasilkan komposit hibrida . Massa jenisnya rendah , lebih kuat dan
lebih ringan , tahan terhadap cuaca, tahan terhadap korosi, kuat dan lebih ringan,
perbandingan kekuatan dan berat yang menguntungkan, lebih kuat, ulet dan tidak
2.7Karakterisasi Papan Partikel Komposit
Karakterisasi dari papan partikel komposit dilakukan untuk mengetahui dan
menganalisis campuran polimer dengan serat. Karakterisasi dilakukan dengan
menggunakan standar SNI 03-2105-2006 yang meliputi sifat fisik seperti
kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal dan siat mekanis seperti kuat patah
(MOR), kuat lentur (MOE), keteguhan pererekat internal (internal bond)dan kuat
imfak.Karakterisasi papan partikel komposit berdasarkan standar SNI
03-2105-2006 pada tabel berikut.
Tabel 2.1 Sifat fisis dan mekanis dari papan Partikel
No Sifat Fisik dan Mekanik SNI 03-2105-2006
1 Kerapatan (gr/cm3) 0,5-0,9
2 Kadar air (%) <14
3 Pengembangan tebal (%) Maks 12
4 MOR (kgf/cm3) Min 82
5 MOE ( kgf/cm3) Min 20.400
6 Kuat rekat internal (kg/cm3) Min 1,5
7 Kuat Pegang Sekrup (kg) Min 30
8 Kuat Impak -
Sumber : Badan Standarisasi Nasional
2.7.1 Kerapatan (Density)
Untuk Mengetahui sifat fisis papan partikel komposit dilakukan pengujian kerapatan (ρ).
Kerapatan (Density)
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering
udara, sampel uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang massanya, lalu
diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menetukan volumenya.
Rapat massa suatu bahan yang homogen didefenisikan sebagai massa
persatuan volume. Rapat massa dilambangkan dengan huruf Yunani (rho) .
secara matematis dapat ditulis :
Dimana; ρ = kerapatan (gr/cm3
)
m = massa sampel uji (gr)
v = volume sampel uji (cm3)
Berat jenis suatu bahan ialah perbandingan antara rapat massa bahan itu
terhadap rapat massa air dan sebab itu berupa bilangan semata tanpa satuan.
Istilah berat jensi sebenarnya merupakan istilah keliru karena tidak ada sangkut
pautnya dengan gravitasi. Lebih tepat disebut rapat relatif karena lebih
memperjelas konsepnya. (Sears, 1982)
2.7.2 Kuat Tarik
Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik (σ)
terhadap suatu material yang diberikan tekanan menggunakan alat pengukur yang
disebut tensiometer atau dinamometer. Kekuatan tarik dapat diartikan sebagai
ketahanan suatu bahan yang bekerja paralel pada bahan yang menyebabkan bahan
tersebut putus tarik.
Kuat tarik dapat dihitung dengan persamaan berikut :
σ ...(2.2)
Dengan :
σ =kekuatan tarik (N/m2
)
F = gaya tarik (N)
Ao = luas penampang awal (m2)
Selama perubahan bentuk, dapat diasumsikan bahwa volume spesimen tidak
berubah. Perpanjangan tegangan pada saat bahan terputus disebut kemuluran. Besaran kemuluran (ε) dapat didefenisikan sebagai berikut:
ε = x 100 % ...(2.3)
Dengan :
ε = kemuluran (%)
2.7.3 Kuat Impak
Pengujian kekuatan impak merupakan kriteria untuk mengetahui kegetasan
bahan. Matriks dan serat memiliki peranan penting dalam menentukan sifat
mekanik dan fisis dari komposit.
Pengujian impak ini dilakukan untuk mengetahui ketangguhan sampel
terhadap pembebanan dinamis, sampel diletakkan pada alat penumpu dengan
jarak 40 mm. Godam pada posisi awal dengan sudut 160o, kemudian godam
dilepaskan secara tiba-tiba sehingga menumbuk sampel. Setelah penumbukan
sampel sehingga sampel patah atau retak maka pengukuran dilakukan dengan
membaca skala yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk skala.
Kekuatan impak yang dihasilkan (Is) merupakan perbandingan antara energi
serap (Es) dengan luas penampang (A).
Is = ...(2.4)
Dengan :
Is = Kekuatan impak (J/m2)
Es = Energi serap (J)
A = Luas penampang (mm2)
2.7.4 Kuat Lentur (Flexural Strength)
Pengujian kuat lentur untuk mengetahui seberapa besar ketahanan suatu material terhadap pembebanan pada tiga titik lentur dan juga untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada prinsifnya semakin besar kuat lentur suatu bahan maka sifat keelastisannya akan semakin baik.
P
Sampel
Persamaan yang digunakan untuk memperoleh kekuatan lentur yaitu: σ = ...(2.5)
Dengan :
σ = Tegangan lentur (MPa) P = Load atau beban (N)
L = jarak span (mm)
b = lebar sampel (mm)
d = tebal sampel (mm)
2.8 Pisang Abaka
2.8.1 Pengertian Pisang Abaka
Abaka (Musa Textilis Nee) merupakan salah satu spesies pisang yang tidak
diambil buahnya, tetapi seratnya. Tanaman Abaka ini pertama kalinya berasal dari
Filipina. Tanaman ini sangat berpotensi untuk dikembangkan di Indonesia. Pisang
Abaka (Musa Textilis) merupakan jenis tanaman endemik yang tumbuh di daerah
Filipina, Ekuador, dan Sulut, Namun bebrapa tahun terakhir tumbuh liar dengan
baik di Kalimantan, Sumatera, Aceh, Sulawesi (khususnya di pulau Talaud di desa
Essang). Secara rinci, sistematika pisang abaka diuraikan sebagai berikut ini: Kerajaan : Plantae
Divisi : Magnoliophyta
Kelas : Liliopsida
Ordo : Zingiberales
Famili : Musaceae
Genus : Musa
Spesies : Musa Textilis
Abaka merupakan salah satu jenis tanaman pisang yang termasuk dalam
famili Musaceae. Jenis pisang ini dikenal juga dengan nama pisang manila, ini
merupakan tanaman yang rumpun. Tanaman pohon pisang abaka dapat lihat pada
gambar 2.5. Abaka berasal dari Filifina. rakyat Filipina menggunakan batang
pisang abaka sebagai sumber untuk memperoleh serat. Kapan tanaman abaka
Penanaman dan pemakaiannya dalam pertenunan bahan pakaian telah
tersebar di seluruh Kepulauan Mindanao, pada waktu orang-orang Spanyol di
bawah Magellan berkunjung ke Cebu pada tahun 1521. Abaka dikenal juga
dengan nama Manila Hemp. Nama tersebut diberikan oleh pedagang Eropa yang
menemukannya di pasar Manila sekitar tahun 1697. Penyebaran pisang abaka ke
indonesia terjadi pada pertengahan abad ke-19 dalam rangka menjadikan tanaman
abaka sebagai tanaman industri. (Iman, 2001)
Gambar 2.6 Pohon Pisang Abaka
2.8.2 Serat Abaka dan Kegunaanya
Produk utama dari tanaman abaka adalah serat yang dihasilkan dari batang semu.
Keunggulan serat abaka dibandingkan serat tanaman lainnya adalam dalam hal
kekuatannya. Keunggulan lain dari serat abaka adalah kegunaanya yang beragam
bahan baku dari berbagai produk, di antaranya sebagai bahan baku tali kapal,
tekstil, pembungkus teh celup, pembungkus tembakau, jok kursi, dan kerajinan
Tanaman abaka juga sering diistilahkan sebagai pohon uang karena hampir
80% produk seratnya dikhususkan untuk bahan baku pembuat uang kertas. Selain
itu, dengan sifatnya yang kuat dan tahan air, bubur kertas abaka juga digunakan
untuk membuat kertas berkualitas tinggi dan dokumen penting, seperti kertas
berharga, kertas cek, dan legal paper lainnya.
Dengan pemanfaatna Serat abaka yang begitu luas dan bebarapa keunggulan yang
dimilikinya maka prospek pasar serat abaka di dunia sangat cerah. Sayangnya
prospek yang bagus ini belum dapat dimanfaatkan sepenuhnya oleh masyarakat
indonesia. Serat batang pisang abaka dapat dilihat pada gambar 2.6 dibawah ini.
Namun sejauh ini pisang abaka belum dimanfaatkan untuk aplikasi papan
komposit ataupun dalam pembuatan polimer.
Gambar 2.7 Serat Batang Pisang Abaka
2.9. Polimer
Polimer (poly = banyak; mer = bagian) adalah suatu molekul raksasa
(makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat
melalui ikatan kimia. Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit
molekul yang kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam suatu rantai.
Suatu polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari
merupakan organik memiliki rantai karbon, ada juga banyak polimer unorganik.
Contoh dari polimer adalah plastik dan DNA. Polimer didefinisikan sebagai
substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau
lebih dari satu unit monomer.
Polimer merupakan bidang yang cukup penting. Bukan hanya karena
menarik untuk dipelajari, tetapi bidang ini berperan penting dalam hal ekonomi,
khususnya bagi negara industri. Banyak bahan atau barang di sekitar kita yang
terbuat dari polimer mulai dari bahan makanan, bahan sandang berupa serat –
serat sintesis, barang – barang rumah tangga: ember, selang, pipa paralon,
komponen TV, komputer, alat – alat listrik bahkan bahan untuk bangunan yaitu
berupa papan komposit. (Steven, 2001)
Perkembangan ilmu kimia polimer pada hakikatnya berkembang seiring
dengan perkembangan zaman, usaha manusia untuk meningkatkan kesejahteraan
hidupnya dengan memanfaatkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam waktu
empat puluh tahun terakhir ini para ahli telah berhasil mensistesis berbagai jenis
bahan polimer yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai aspek kehidupan. Polimer
sintesis merupakan bahan yang serbaguna, dalam penggunaannya polimer sintetis ini dapat menggantikan logam, kayu, kulit dan bahan alami lainnya dengan harga
yang jauh lebih murah.Pemanfaatan polimer dalam kehidupan tergantung sifat
polimer yang antara lain ditentukan oleh massa molekul relatif, temperatur transisi
gelas dan titik leleh
Menurut (Surdia, 1992) sifat – sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah
sebagai berikut ini:
1. Kemampuan cetaknya yang baik. Pada temperatur rendah, bahan dapat
dicetak dengan penyuntikan, penekanan, ekstruksi dan lain sebagainya.
2. Produk ringan dan kuat.
3. Banyak di antara polimer yang bersifat isolasi listrik yang baik. Polimer
mungkin juga dibuat sebagai konduktor dengan cara mencampurnya
dengan serbuk logam, butiran karbon dan sebagainya.
4. Memiliki ketahanan yang baik terhadap air dan zat kimia.
5. Produk – produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung
6. Umumnya bahan polimer memiliki harga yang lebih murah.
7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu untuk diperhatikan sewaktu
penggunaannya.
8. Kekerasan permukaan yang kurang.
9. Kurang tahan terhadap pelarut.
10.Mudah termuati listrik secara elektrostatik. Kecuali beberapa bahan yang
khusus dibuat agar menjadi hantaran listrik.
11.Beberapa bahan tahan terhadap abrasi, atau mempunyai koefisien gesek
yang kecil. Polimer pada umumnya juga diklasifikasikan menjadi beberapa
kelompok atas bebrapa jenis, yaitu : jenis monomer, asal monomer, sifat
termal dan juga reaksi penbentukannya.
2.9.1 Polimer Berdasarkan Sifat Termalnya
Apabila gaya antara molekul rantai polimer besar, maka polimer akan menjadi
lebih kuat dan sukar meleleh. Rantai polimer yang bercabang banyak daya
regangnya rendah dan lebih mudah untuk meleleh. Ikatan silang antar rantai
menyebabkan terjadinya jaringan yang kaku dan biasanya membentuk bahan yang keras.
Polimer yang memiliki ikatan silang bersifat termoset, artinya hanya dapat
dipanaskan satu kali pada saat pembuatannya, dan tidak bisa di daur ulang atau di
cetak lagi. selanjutnya apabila pecah, tidak akan dapat disatukan lagi dengan
pemanasan, oleh karena itu susunan molekulnya pada ikatan silang antar rantai
akan rusak apabila dipanaskan kembali. Sebaliknya polimer yang tidak
mempunyai ikatan silang bersifat termoplastik, artinya dapat dipanaskan berulang – ulang dan bisa dicetak kembali.
Berdasarkan sifatnya terhadap panas Polimer termoplas atau termoplastis
yakni polimer yang melunak ketika dipanaskan dan dapat kembali ke bentuk
semula. Contoh polester, polietilena, polipropilena, PVC, Polimer termosetting
polimer yang tidak melunak ketika dipanaskan dan tidak dapat kembali ke bentuk
Ketika dipanaskan, polimer yang bersifat termoplastik meleleh dan
kembali mengeras ketika didinginkan. Jadi apabila pecah, polimer ini dapat
disambungkan kembali dengan cara dipanaskan atau dengan kata lain dicetak
ulang dengan cara pemanasan. Bahan termoplastik adalah bahan yang keras dan
kaku pada suhu normal, tapi menjadi lunak apabila dipanaskan , artinya bisa di
daur ulang kembali.(Sidik, 2003)
1.Termoplastik
Termoplastik adalah palstik yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan
menggunakan panas. Termoplastik merupakan polimer yang akan menjadi keras
apabila di dinginkan. Termoplastik akan meleleh pada suhu tertentu, melekat
mengikuti perubahan suhu dan mempunyai siat dapat kembali (reversible) kepada
sifat aslinya. Yaitu kembali mengeras apabila didinginkan, contoh dari
termoplastik yaitu Poliester, nylon 66, PET, polieter sulfon, PES, polieter eter
keton (PEEK) dan masih banyak lagi yang lainnya.
2. Termoset
Termoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (Irreversible). Bila sekali
pengerasan telah terjadi maka bahan tidak akan dapat lagi dilunakkan kembali.
Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan akan
membentuk arang dan terurai karena siatnya yang demikian sering digunakn
sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Plastik jenis termoset tidak begitu
menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya juga
volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10 % ) dari volume jenis palstik yang
bersiat termoplastik. Contoh dari termoset adalah Epoksi, bismaleimida (BMI),
dan poli-imida (PI).
2.10 Resin Poliester
Poliester adalah polimer yang mengandung gugus fungsi ester pada rantai
utamanya. Berdasarkan pada struktur kimianya polyester dapat bersifat
termoplastik atau termoset, namun pada umumnya bersifat termoplastik. Poliester
polikondensasi. Jenis asam karboksilat yang terkonversi menjadi produk inilah
yang menetukan jenis poliester jenuh (saturated) atau tidak jenuh (unsaturated).
Sesuai dengan Explanatory notes pos 3907, dinyatakan bahwa poliester jenuh
(saturated) dapat terbuat dari asam karboksilat jenis terephthalic acid, dan hellip,
polyester tidak jenuh (unsaturated) dapat terbuat dari asam karbosilat jenis asam
fumaric dan asam maleat, penggunaan asam tak jenuh dengan berbagai cara
sebagai bagian dari asam basa, yang menyebabkan terdapat ikatan tak jenuh
dalam rantai utama polyester yang dihasilakan, sehingga disebut polyester tak
jenuh.
Polyester merupakan resin yang paling banyak digunakan sebagai matrik
pada fiber glass untuk badan kapal, mobil, tandon air dan sebagainya. Umumnya
resin polyester mempunyai karakteristik tahan terhadap dingin relatif baik, sifat
listriknya terbaik diantara resin termoset, tahan terhadap asam kuat kecuali asam
pengoksida, tetapi lemah terhadap alkali. (Surdia, 2005)
2.10.1 Klasifikasi Poliester
Poliester secara umum diklasifikasikan ke dalam polimer jenuh dan tak jenuh. Kedua jenis ini dibagi lagi sebagaimana berikut ini :
1. Poliester tak jenuh
a. Resin Pelapis dan Pengecoran.
Resin ini merupakan dibasa dan alkohol dihidrat. Unit poliester yang
terbentuk harus mampu bereaksi kopolimerisasi dengan monomer
vinil, sehingga menghasilkan kopolimer vinil-poliester atau hanya
poliester sederhana yang memiliki struktur termoset.
b. Alkyds.
Alkysd ini jenisnya sama dengan resin pelapis dan pengecoran
meskipun glyptal (permukaannya berlapis), merupakan jenis yang
dimodifikasi dengan minyak atau asam lemak. Istilah ini juga
digunakan untuk menggambarkan sekelompok cetakan termoset
berdasarkan reaksi dari alkohol dihidrat dengan asam tak jenuh seperti
maleat untuk menggantikan asam ftalat biasa. Sebuah monomer vinil
dan memperbaiki sifat - sifatnya dan digunakan sebagai cetakan bubuk
untuk pemampatan dan teknik pencetakan (Hartomo, 1992).
2. Poliester jenuh
a. Serat dan Film.
Serat dan film Merupakan suatu reaksi asam tereftalat dengan etilena
glikol dan berbentuk linier, juga merupakan polimer dengan berat
molekul tinggi yang tidak mengalami reaksi ikat silang.
b. Poliuretan.
Poliuretan adalah suatu poliester tertentu yang memiliki kandungan
hidroksil yang tinggi yang direaksikan dengan beragam isosianat untuk
membentuk poliuretan, secara umum digunakan sebagai perekat,
pelapis permukaan, sebagai busa, dan elastomer.
2.10.2 Matriks Unsaturated Polyester
Bentuk polimer pertama dari kelompok poliester adalah poliester linier yang
mengandung alifatik tak jenuh yang menyediakan sisi aktif untuk ikat silang.
Polimer jenis ini pertamakali tersedia di Amerika Serikat pada tahun 1946, polimer dibuat dari dietilen glikol dan anhidrida maleat dan dapat berikat silang
dengan bereaksi terhadap stirena.Resin poliester tak jenuh adalah penambahan
produk dari berbagai asam jenuh, asam tak jenuh dan glikol. Banyak paten yang
dikeluarkan untuk produksi poliester ini dalam 30 tahun terakhir. Poliester dibuat
dengan cara yang mirip dengan poliamida.
Salah satu dari dua monomer yang saling melengkapi adalah asam, tetapi
yang lainnya adalah alkohol, yang mengambil tempat amina yang digunakan
dalam pembuatan poliamida. Air dibebaskan sebagai asam ujungGrup bereaksi
dengan alkohol ujung-Grup, dan struktur kimia yang dihasilkan adalah sebuah
ester.Poliester – poliester tak jenuh termasuk diantara polimer paling umum yang
dipakai bersama dengan penguatan serat gelas poliester tak jenuh dipreparasi dari
monomer-monomer fungsional, salah satunya mengandung ikatan rangkap dua
yang mampu menjalani polimerisasi adisi dalam suatu reaksi ikat – silang
Poliester tak jenuh linier tersebut diproses sampai mencapai berat molekul
yang relatif rendah, kemudian dilarutkan dalam monomer seperti stirena untuk
membentuk larutan yang kental. Reaksi ikat silang yang biasanya diinisiasi
dengan inisiator - inisiator radikal bebas, dengan demikian merupakan kopolimer
vinil antara poliester dan monomer pelarut. Sejauh ini stirena merupakan pelarut
yang paling umum dipakai, meskipun bisa memakai monomer lain seperti vini
asetat atau metal metakrilat atau untuk memperoleh sifat -sifat tahan nyala lebih
baik, monomer terhalogenasi seperti orto-para–bromostirena.
Satu-satunya bahan yang mempunyai nilai komersial untuk
mengintrodusir ketidakjenuhan ke dalam kerangka polimer adalah anhidrida
maleat dan asam fumarat dikarenakan harga yang murah, jika hanya digunakan
asam tak jenuh dan glikol, produk akhirnya terlalu terikat silang dan rapuh
sehingga tidak bisa dipakai.
Unsaturated Poliester resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah
seri Yukalac 157 BQTN-EX Series. Resin poliester tak jenuh (UPR) merupakan
jenis resin termoset atau lebih populernya sering disebut poliester saja. UPR
berupa resin cair dengan viskositas yang cukup rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan
seperti banyak resin termoset lainnya. (Nurmaulita, 2010).
Sifat-sifat polyester dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Tabel 2.2 Beberapa Sifat Polyester
Densitas (Kerapatan) 1,1 kg/m3
Rasio Poison
0,33
Karena sifat-sifat ini, polyester sering digunakan secara luas sebagai plastik
penguat serat (fiber plastic reinforcement = FPR) dengan menggunakan serat
gelas. Terdapat pengaruh penambahan serat pada jenis resin yang berbeda pada
kekuatan impak komposit dari poliester. Hasil penelitian ini menghasilkan
komposisi terbaik dengan perbandingan resin dengan serat 60 : 40 dengan
kekuatan impak sekitar 23,86 J/m
Polyester yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari toko bahan
kimia Justus Kimia Raya, Jl Putri Hijau Baru Medan, dengan kode produk
Yukalac@ 157 BQTN-EX. Spesifikasi polyester berasal dari hasil sintesa antara
asam maleat (AM), asam fumarat (A) dan propilena glikol (PG). Bahan
ini berupa fluida yang sangat kental, transparan dan berbau sangat menyengat.
(Mohammad, 2007)
2.11 Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKPO)
Mekpo dalam jumlah kecil dapat digunakan pada proses curing resin poliester
(pengerasan) yang kemudian biasanya dapat dibuang pada lokasi pembuangan sanitary biasa. Peraturan di beberapa negara bagian dan lokal telah
memperbolehkan hal ini. dengan demikian katalis mekpo ini dapat dikirim ke
perusahaan pembuangan yang telah disetujui di mana katalis ini dapat dibakar.
Daftar perusahaan tersebut tersedia dari pemasok peroksida organik.
Tabel 2.3 Sifat dan Wujud dari Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKPO)
No. Sifat dan wujud Keterangan
1 Wujud dan bau Cairan bening dan sedikit berbau tajam
2 Titik leleh Cair pada suhu normal
3 Titik nyala 82oC
4 Massa jenis 1.11 g/ml
5 Kelarutan dalam air kurang dari 1% pada 25oC
6 Sifat korosif tidak korosif
Hidrolisis adalah cara yang efektif untuk membuang jumlah kecil mekpo. Hal ini
melibatkan penambahan inkremental katalis mekpo dengan pengadukan yang
sangat cepat dan dingin, 5% - 10% larutan natrium hidroksida (kaustik). Reaksi
ini membutuhkan pengadukan yang memadai dan kontrol suhu antara 30o– 40oC.
Prosedur ini mengubah mekpo menjadi garam yang larut dalam air dan dapat
dibuang sebagai limbah yang tidak berbahaya dengan cara normal. Berikut
beberapa sifat dari katalis mekpo yang digunakan.
Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah metil etil keton
peroksida (mekpo) dengan bentuk cair, berwarna bening. Fungsi dari katalis ini
adalah mempercepat terjadinya proses pengeringan pada bahan matrik suatu
komposit. Semakin banyak katalis yang dicampurkan pada cairan matrik ataupun
perekat, maka akan mempercepat terjadinya pengeringan, tetapi akibat dari
pencampuran yang teralu banyak adalah akan membuat material atau bahan
menjadi getas, sangat kaku. Penggunaan katalis sebaiknya diatur berdasarkan
