BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Alat transportasi Sepeda.
Perkembangan dunia transportasi sepeda di dunia ini sangat pesat sepeda
adalah mencakup transportasi darat. Sebelum ada transportasi mobil, sepeda
motor dan lain-lain. Sepeda telah digunakan sebagai alat transportasi, meskipun
sepeda motor atau mobil berkembang pesat. Namun, karena sepeda motor dan
mobil masih relatif mahal maka masyarakat di negara berkembang masih
menggunakan sepeda sebagai alat transportasi. Meskipun menggunakan sepeda,
resiko kecelakaan lebih sedikit dibandingkan kendaraan yang lainnya. Akan tetapi
resiko kecelakaan masih tetap ada maka dari itu di perlukan sebuah alat pelindung
dalam bersepeda khususnya di bagian kepala. Seperti kita ketahui kepala adalah
bagian terpenting dari tubuh manusia, karena saraf yang terdapat di kepala
mengatur semua gerak tubuh manusia. Melihat hal tersebut penciptaan alat
pelindung kepala atau biasa kita sebut helmet, harus menjadi perhatian utama.
Dari situlah peneliti berinisiatif untuk mendesain helmet yang ringan dan kuat
serta tahan tehadap tekanan. Untuk menghasilkan helmet sepeda yang berkualitas
itu perlu dilakukan penelitian dan pengembangan secara terus menerus terhadap
desain helmet sepeda.
2.1.1. Desain Helmet Sepeda
Dalam merancang sebuah helmet banyak hal yang harus dipertimbangkan.
mulai dari kekuatan dan ketahanan material dan tahan terhadap impak pada saat
diperhitungkan dalam merancang helmet. Lebih spesifik tentang pembuatan
helmet sepeda, beberapa faktor yang sangat berpengaruh ialah jenis material, dan
merujuk pada fungsi helmet itu sendiri serta tampilan helmet yang dapat menarik
perhatian konsumen yang akan menggunakannya.
Maka dari itu helmet seperti ini harus dibuat semenarik mungkin bagi para
penggunanya. Agar para calon konsumen dapat tertarik untuk memakainya.
Beberapa aspek yang menjadi perhatian kami dalam merancang helmet kendaraan
ini antara lain:
1. Aspek Reduksi Bobot
Aspek reduksi bobot adalah hal yang sangat rasional bila helmet dengan
bobot yang ringan akan memudahkan bagi pemakai bila dibandingkan dengan
helmet yang mempunyai bobot yang berat.
2. Aspek kekuatan dan ketahanan
Aspek kekuatan dan ketahanan adalah respon material helmet terhadap
beban impak / benturan. Beban impak sering didefinisikan sebagai beban yang
bekerja pada struktur dalam waktu yang sangat singkat, umumnya kurang dari 1
detik, bahkan hanya selama beberapa milidetik. Beberapa contoh beban impak
adalah beban tekanan, akibat tabrakan, dan atau benturan pada helmet pada saat
terjadi tabrakan. Umumnya dengan alasan keamanan, struktur tersebut harus
direncanakan terhadap beban impak yang mungkin terjadi.
Inti mekanisme perlindungan helmet adalah penyerapa yang diterima ke seluruh bagian helmet. Oleh karenanya meski terdapat berbagai
bentuk helmet bentuk da
lain sebab ukuran yang lebih besar juga meningkatka
Adapun konstruksi helmet secara garis besar terdiri atas:
a. Lapisan luar yang keras (hard outer shell)
Didesain untuk dapat pecah jika mengalami benturan untuk mengurangi
dampak tekanan sebelum sampai ke kepala. Lapisan ini biasanya terbuat dari
bahan plastic, fiberglass, polycarbonate dan lain-lain.
b. Lapisan dalam yang tebal (inside shell or liner)
Di sebelah dalam dari lapisan luar adalah lapisan yang sama pentingnya untuk
dampak pelapis penyangga. Biasanya dibuat dari bahan polystyrene
(styrofoam). Lapisan tebal ini memberikan bantalan yang berfungsi menahan
goncangan sewaktu helmet terbentur benda keras sementara kepala masih
bergerak.
c. Lapisan dalam yang lunak (comfort padding)
Merupakan bagian dalam yang terdiri dari bahan lunak dan kain untuk
menempatkan kepala secara pas dan tepat pada rongga helmet.
d. Tali Pengikat
Bagian penting lainnya dalam helmet adalah tali pengikat helmet. Helmet tidak
akan berfungsi dengan baik kalau tidak dilengkapi atau tidak mengikatkan tali
pengikatnya komponen Helmet Sepeda dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Komponen Helmet Sepeda hardouter
shell
Tali pengika
insideshellorli
ner
comfort
2.1.2. Standarisasi Helmet Sepeda
Helmet yang digunakan oleh masyarakat di negara maju pada umumnya
sudah mempunyai standard tertentu sesuai dengan peraturan yang ditetapkan oleh
pemerintahnya. Diantara standar-standar helmet sepeda yang dikenal luas dan
banyak menjadi referensi antara lain Australia Standard (EN 397. AS/NZS
1801.SS98), European EN helmet standard (EN 1078.1990) dan lain-lain.
Untuk masing-masing standar memiliki klasifikasi yang berbeda
berdasarkan kegunaan dan material yang digunakan. ANSI mengelompokkan
dalam dua tipe:
1. Helmet yang digunakan untuk melindungi kepala dari benda yang jatuh
bebas dari ketinggian tertentu umumnya digunakan oleh pekerja
konstruksi.
2. Helmet yang digunakan untuk melindungi kepala dari benda yang jatuh
bebas juga dari benda yang datang dari arah lateral baik dari arah depan,
samping dan belakang umumnya digunakan oleh petugas pemadam
kebakaran.
2.2. Komposit
Komposit adalah penggabungan dari bahan yang dipilih berdasarkan
kombinasi sifat fisik masing-masing material penyusun untuk menghasilkan
material baru dengan sifat yang baru dan unik dibandingkan sifat material dasar,
sebelum dicampur dan terjadi ikatan permukaan antara masing-masing material
penyusunnya.
Material komposit terdiri dari dua bagian utama yaitu matriks, dan penguat
hal ini dilakukan untuk memastikan kemampuan material sesuai dengan produk
yang akan dihasilkan gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposit sperti
terlihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2. Gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposit
Keterangan Gambar:
a. Matriks berfungsi sebagai penyokong, pengikat fasa, penguat.
b. Penguat/serat merupakan unsur penguat kepada matriks.
c. Komposit merupakan gabungan, campuran dua atau lebih bahan bahan
yang terpisah.
Penggabungan dua material atau lebih dapat di bedakan menjadi makro
komposit dan mikro komposit. Sifat penggabungan makro adalah dapat
dibedakan secara langsung dengan cara melihat, penggabungannya secara fisis
dan mekanis, penggabungannya dapat dipisahkan secara fisis ataupun secara
mekanis seperti, Kevlar, Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP ).
Dari penjelasan di atas dapat kita ketahui bahwa material komposit dibuat
dengan penggabungan secara makro. Karena material komposit merupakan
material gabungan secara makro, maka material komposit dapat didefinisikan
sebagai suatu sistem material yang tersusun dari campuran / kombinasi dua atau
lebih unsur–unsur utama yang secara makro berbeda di dalam bentuk atau
komposisi material dan pada dasarnya tidak dapat dipisahkan.
Keunggulan komposit dapat dilihat dari sifat-sifat bahan pembentuknya
serta ciri-ciri komposit itu sendiri, antara lain:
a. Bahan ringan, kuat dan kaku.
b. Struktur mampu berubah mengikuti perubahan keadaan sekitarnya.
c. Unggul atas sifat-sifat bahan teknik yang diperlukan, kekuatan yang
tinggi, keras, ringan serta tahan terhadap impak.
Dalam desain struktur pada penelitian ini, jenis matriks yang akan
digunakan adalah Polyester resin BTN 157 dan penguat serat TKKS. Matriks ini
tergolong jenis polimer thermoset yang memiliki sifat dapat mengeras pada suhu
kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses
pembentukannya. Skema struktur komposit diperlihatkan pada gambar 2.3.
Gambar 2.3. Klasifikasi bahan komposit
Komposit berdasarkan jenis penguatnya dapat dijelaskan:
1. Komposit Partikel (Particle Reinforced )
Merupakan komposit yang diperkuat partikel, penguat dalam satu atau
lebih partikel yang tersebar diikat oleh matriks yang berbeda fasa. Komposit Composite
Structurral ParticleReinforced Fiber Reinforced
LargeParticle
DispersionStrengthened
ContinuousAligned
Discontinuousshort
Laminates
SandwichPanels
partikel diperkuat oleh logam, polymer, keramik. Komposit partikel terdiri dari
partikel besar dan partikel kecil. Partikel Besar (Large Particle), merupakan
hubungan antar matriks dan partikel merupakan suatu rangkaian kesatuan yang
memiliki sifat-sifat bahan fasa partikel lebih keras dan lebih kaku dari pada fasa
matriks. Sebagai contoh bahan campuran semen dan kerikil. Partikel Kecil
(Dispersion Strengthened), hubungan antar matriks dan partikel bukan merupakan
suatu rangkaian kesatuan yang memiliki sifat lebih kuat dan kaku dibandingkan
komposit partikel besar seperti kekuatan alloy nikel.
2. Komposit Serat (Fiber Reinforced)
Komposit serat merupakan komposit yang diperkuat serat fasa penguat
berbentuk serat dalam diikat oleh matriks, diameter 0,01 – 0,1 µm. Ukuran serat
sangat menentukan bahan komposit menerima gaya-gaya luar. Semakin panjang
ukuran serat maka semakin efisien dalam menerima gaya searah serat. Panjang
serat berfungsi untuk menghilangkan kemungkinan retak sepanjang batas
pertemuan serat dengan matriks selain itu juga berfungsi mencegah cacat
permukaan. Jenis-jenis komposit serat antara lain adalah Continuous Fiber
Composite, Chopped Fiber Composite, Woven Fiber Composite, Hybrid
Composite.
3. Komposit/Struktur Laminat
Komposit yang terdiri dari dua bahan yang berlainan (laminat), terdiri atas
susunan fasa penguat dan matriks dalam bentuk laminat bisa dalam arah searah,
dan tegak lurus atau arah tidak beraturan tergantung pada keperluan terhadap
beban. Arah serat tentunya akan mempengaruhi kekuatan dan kemampuan serat
2.2.1. Material Komposit Penyusun Struktur Helmet sepeda
Material yang dikembangkan pada penelitian ini yaitu komposit busa
polimer diperkuat serat TKKS sebagai bahan teknik alternatif. Untuk
mendapatkan struktur komposit yang kuat, serat TKKS dicampur dengan resin
thermoset. Material penyusun lainnya adalah blowing agent untuk menghasilkan
foam sehingga berat struktur tersebut menjadi lebih ringan, katalis yang berfungsi
mengeraskan resin, serta larutan pembersih serat dan pelumas.
1. Serat TKKS (Tandan Kosong Kelapa Sawit)
Limbah berbentuk padat dari pabrik kelapa sawit umumnya berbentuk
tandan kosong, cangkang dan serat buah. Dari berbagai jenis komponen limbah
pabrik kelapa sawit yang dihasilkan, tandan kosong kelapa sawit (TKKS)
merupakan komponen yang paling banyak.
Secara umum pengelolaan limbah terdiri dari dua aspek yaitu penanganan
limbah dan pemanfaatan limbah. Penanganan limbah untuk mengurangi daya
cemar dan pemanfaatan limbah untuk mendapatkan nilai tambah.
Beberapa penelitian yang sudah dilakukan untuk memanfaatkan tandan
kosong kelapa sawit adalah sebagai bahan baku pembuatan pulp (Darnoko dkk,
1995), Penelitian menunjukkan bahwa kandungan seratnya cukup tinggi sehingga
tandan kosong kelapa sawit dapat digunakan sebagai bahan pengisi polimer,
seperti bahan pengisi jenis kayu dan turunan selulosa, karena harganya murah,
ringan dan dapat diperbaharui.
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) banyak mengandung serat disamping
zat-zat lainnya. Bagian dari tandan yang banyak mengandung serat atau selulosa
fisik dan morfologi serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) diperlihatkan pada
tabel 2.1.
Tabel 2.1. Sifat Fisik dan Morfologi Tandan Kosong Kelapa Sawit
Parameter
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
Bagian Pangkal Bagian Ujung
Panjang Serat (mm) 1,20 0,76
Diameter Serat (μm) 15,00 114,34
Tebal dinding (μm) 3,49 3,68
Kadar serat (%) 72,67 62,47
Kadar non serat (%) 27,33 37,53
Sumber: Darnoko, dkk, 1995
Sementara komposisi dan sifat kimia dari Serat Tandan Kosong Kelapa
Sawit (TKKS) seperti diperlihatkan pada table 2.2.
Tabel 2.2. Komposisi dan Sifat Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit
Komponen Kimia Komposisi ( % )
Lignin 22,23
Ekstraktif 6,37
Pentosan 26,69
Selulosa 37,76
Holoselulosa 68,88
Abu 6,59
Kelarutan dalam: 1% NaOH 29,96
Air Dingin 13,89
Air Panas 16,17
2. Polyester Resin BQTN 157-EX
Polyester resin BQTN 157-EX merupakan material polimer kondensat
yang dibentuk berdasarkan reaksi antara kelompok polyol, yang merupakan
organik gabungan dengan alkohol multiple atau gugus fungsi hidroksi, dan
polycarboxylic yang mengandung ikatan ganda. Tipikal jenis polyol yang
digunakan adalah glycol, seperti ethylene glycol. Sementara asam polycarboxylic
yang digunakan adalah asam phthalic dan asam maleic adapun jenis polyester
resin yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. Polyester Resin BTN 157-EX
Poliester resin adalah jenis polimer thermoset yang memiliki struktur
rantai karbon yang panjang. Matriks jenis ini memiliki sifat dapat mengeras pada
suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses
pembentukannya. Struktur material yang dihasilkan berbentuk crosslink dengan
keunggulan pada daya tahan yang lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan
impak. Hal ini disebabkan molekul yang dimiliki material ini ialah dalam bentuk
rantai molekul raksasa atom-atom karbon yang saling berhubungan satu dengan
lainnya. Dengan demikian struktur molekulnya menghasilkan efek peredaman
yang cukup baik terhadap beban yang diberikan data mekanik material matriks
Tabel 2.3. Karakteristik mekanik polyeter resin BTN 157-EX
3. Blowing Agent
Blowing agent adalah agen busa untuk menciptakan gelembung udara
dalam struktur komposit jenis blowing agent yang digunakan pada penelitian ini
ialah:
1. Asam Asetat
Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adal
Asam cuka memiliki rumus empiris C2H4O2. Rumus ini seringkali ditulis dalam
bentuk CH3-COOH, CH3COOH, atau CH3CO2H. Asam asetat murni (disebut
be
Asam asetat merupakan salah sat
setelah
+ dan CH3COO-. Asam
asetat merupakan
asetat, da
industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengatur
tangga, asam asetat encer juga sering digunakan sebagai
setahun, kebutuhan dunia akan asam asetat mencapai 6,5 juta
juta ton per tahun diperoleh dari hasil
pada tabel 2.4.
Tabel 2.4. Informasi Umum Senyawa Asam Asetat
Informasi
Penampilan Cairan tak berwarna atau kristal
a) 4.76 pada 25 °C
Asam asetat merupakan nama trivial atau nama dagang dari senyawa ini,
dan merupakan nama yang paling dianjurkan ole
kat
asam etanoat. Asam asetat glasial merupakan nama trivial yang merujuk pada
asam asetat yang tidak bercampur air. Disebut demikian karena asam asetat bebas
bagi asam asetat adalah AcOH atau HOAc dimana Ac berarti gugus asetil,
CH3−C(=O)−. Pada konteks asam-basa, asam asetat juga sering disingkat HAc,
meskipun banyak yang menganggap singkatan ini tidak benar. Ac juga tidak boleh
di salah artikan dengan lambang unsur
a. Sifat-sifat kimia
Atom −COOH) dalam
+
memberikan sifat asam. Asam asetat adalah asam lem
pKa = 4.8. Basa konjugasinya adala3COO−). Sebuah larutan 1.0
asam asetat (kira-kira sama dengan konsentrasi pada cuka rumah).
Struktur
asetat berpasangan membent
Dimer juga dapat dideteksi pada
larutan encer di dalam pelarut tak berikatan hidrogen, dan kadang-kadang pada
cairan asam asetat murni. Dimer dirusak dengan adanya pelarut berikatan
hidrogen (misalnya
kJ/mol, entropi disosiasi sekitar 154–157 J mol–1 K–1. Sifat dimerisasi ini juga
dimiliki oleh asam karboksilat sederhana lainnya.
Asam asetat pekat bersifa
penuh hati-hati. Asam asetat dapat menyebabkan luka bakar, kerusaka
permanen, serta iritasi pada
tidak terlihat hingga beberapa jam setelah kontak. Sarung tangan
digunakan sarung tangan berbaha
terbakar di
suhu ruang melebihi 39 °C (102 °F), dan dapat membentuk campuran yang mudah
meledak di udar
Asam asetat cair adalah pelarut protik hidrofilik (polar), mirip seper
dan
sehingga ia bisa melarutkan bai
maupun senyawa non-polar seperti minyak dan
lainnya seperti air
bercampur dari asam asetat ini membuatnya digunakan secara luas dalam industri
kimia.
b. Reaksi-reaksi kimia
Asam asetat bersifat
logam asetat). Logam asetat juga dapat diperoleh dengan reaksi asam asetat
dengan suat
dengan baik dalam air. Salah satu pengecualian adala
reaksi pembentukan garam asetat:
3COOH→ (CH3COO)2 Mg (aq) +
membentuk lapisa
itu, biasanya asam asetat diangkut dengan tangki-tangki alluminium.
Asam asetat mengalami
menghasilkan garam asetat bila bereaksi denga
etanoat bila bereaksi dengan logam, dan menghasilkan logam etanoat, air dan
karbondioksida bila bereaksi dengan garam karbonat atau bikarbonat. Reaksi
organik yang paling terkenal dari asam asetat adalah pembentukan
reduksi, pembentuka
kondensasi dua molekul asam asetat
melalui reaks
440 °C, asam asetat terurai menjadi
air.
2. Natrium Bikarbonat
Natrium bikarbonat adal3. Dalam
penyebutannya kerap disingkat menjadi bicnat. Senyawa ini termasuk kelompok
Senyawa ini disebut juga baking soda (soda kue), Sodium bikarbonat,
natrium hidrogen karbonat, dan lain-lain. Senyawa ini merupaka
sering terdapat dalam bentuk serbuk. Natrium bikarbonat
Senyawa ini digunakan dalam
membent
Tabel 2.5. Informasi Umum Natrium Bikarbonat
IUPAC
Sodium hydrogen carbonate
Baking soda, bicarbonate of soda
bicarbonate, sodium hydrogen carbonate
Identifiers
NaHCO3 yang pertama disiapkan oleh proses Solvay, merupakan reaksi
kalsium karbonat, natrium klorida, amonia, dan karbon dioksida dalam air. Ini
diproduksi pada skala sekitar 100.000 ton / tahun (data 2001).
NaHCO3 dapat diperoleh dengan reaksi antara karbon dioksida dengan
larutan natrium hidroksida. Reaksi awal menghasilkan natrium karbonat:
Lebih lanjut penambahan karbon dioksida menghasilkan natrium
bikarbonat, yang pada konsentrasi cukup tinggi akan mengendap larutan:
Na2CO3 + CO2 + H2O→2 NaHCO
b. Unsur-Unsur
Karbonat dan bikarbonat adalah senyawa yang melimpah dan sangat
berguna serta terkenal. Kebanyakan karbonat hanya sedikit larut dalam air.
Misalnya CaCO3, BaCO3, MgCO3 dan PbCO3. Banyak bikarbonat hanya stabil
dalam larutan air. Seperti Ca (HCO3)2, Mg (HCO3). Semua logam IA kecuali
Litium membentuk karbonat yang larut, dimana yang paling murah dan berguna
adalah NaHCO3 (Soda kue), Na2CO3 (Soda abu). Karbon Disulfida (CS2) CS2
adalah cairan yang mudah terbakar dan dapat dipakai sebagai bahan pembuat
CCl4, dengan reaksi: CS2 + 3Cl2 → CCl4 +S2Cl2 Hidrogen Sianida (HCN) HCN
adalah senyawa gas bersifat racun, tetapi penting dalam industri seperti industri
plastik.Senyawa HCN dapat dibuat secara komersil melalui reaksi: NH3 +CH4 →
HCN + 3H2
Natrium bikarbonat dapat digunakan sebagai pencuci untuk menghapus
apapun yang berasam.
Reaksi dari sodium bikarbonat da
karbonat, yang mudah terurai menjadi karbon dioksida dan air.
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2CO3
H2CO3→ H2O + CO
Reaksi dari sodium bikarbonat da
NaHCO3 2O + CO2 (g)
NaHCO3 → Na2CO3 + H2O
c. Termal Dekomposisi
Di atas 60°C, maka secara bertahap akan terurai menjadi da
2NaHCO32O + CO2
Kebanyakan bicarbonat ini mengala
Pemanasan mengubah soda menjadi oksida (sekitar 1000°C).
Na2CO32
Hasil reaksi penguraian NaHCO3 digunakan sebagai
d. Karakteristik
Berikut ini adalah karakteristik sodium bikarbonat.
1. Memiliki titik lebur yang tinggi.
2. Merupakan senyawa ionik dengan ikatan kuat.
3. Dalam bentuk leburan atau larutan dapat menghantarkan listrik.
4. Sifat larutannya dapat berupa asam, basa, atau netral, Sifat ini tergantung
dari jenis asam/basa kuat pembentuknya.
3. Reaksi Baking Soda Dan Asam Asetat
Campuran soda kue dengan cuka menghasilkan gelembung-gelembung
gas. Gelembung-gelembung gas tersebut adalah gas karbondioksida. Campuran
cuka dengan soda kue dapat dirumuskan sebagai berikut:
NaHCO3 (s) + CH3COOH (aq) → CH3COONa (aq) + CO2 (g) + H2O (l).
Cuka merupakan asam sedangkan soda kue merupakan basa. Setelah
Hasil dari reaksi cuka dengan soda kue menghasilkan gas karbondioksida
yang dapat mendorong gas oksigen diatasnya sehingga lama kelamaan gelembung
yang tadinya kecil akan berubah menjadi lebih besar.
Reaksi yang terjadi antara cuka dengan soda kue ini merupakan reaksi
endoterm, karena setelah cuka dan soda kue dicampurkan ke dalam botol,
permukaan botol terasa dingin. Ini karena terjadi perpindahan panas atau kalor
dari lingkungan ke sistem sehingga suhu lingkungan berkurang dan menyebabkan
suhu pada permukaan botol terasa dingin.
Persamaan reaksi (Chemical Equation)
NaHCO₃ (s) + CH₃COOH (aq) → CH₃COONA (s) + H₂O (l) + CO₂
NaHCO₃ = Ar :Na =23 . H = 1. C = 12. O = 16, Mr = 46.03.
4. Katalis MEKP (Methyl Ethyl Keton Peroksida)
Katalis adalah suatu zat yang mempercepat
suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri.
Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk.
Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau
memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya
terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan denga
yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk
berlangsungnya reaksi.
Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama, katalis homogen
dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase
berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang di katalisi isinya, sedangkan katalis
heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana
pereaksi-pereaksi (at
menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. katan
atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas.
Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk
membentuk suatu perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk
akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. Berikut ini
merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya.
A + C → AC (1)
B + AC → AB + C (2)
Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun selanjutnya
dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi.
A + B + C → AB + C
Katalis tidak termakan atau pun tercipt
Penggunaan istilah "katalis" dalam konteks budaya yang lebih luas, secara bisa di
analogikan dengan konteks ini.
Beberapa katalis ternama yang pernah dikembangkan di antaranya
Reaksi katalitik yang paling dikenal iala
yang menggunakanyang dapat
menghancurkan produk samping knalpot yang paling bandel dibuat dari
2.3. Peralatan
Alat yang digunakan dalam pembuatan spesimen untuk pengujian dapat
dilihat pada tabel 2.6.
Tabel 2.6. Peralatan yang digunakan pada penelitian
Nama Jenis Material Keterangan/Fungsi
Model helmet Polymer Model Awal
Cetakan Polimer Fiberglass Pencetak Helmet
Mixer Bor Tanggan Pengaduk
Timbangan Digital Mettler Toledo Penimbang Bahan
Wadah Penakar Gelas plastik PE Penakar Bahan
Wadah Pencampur Timba plastik PE Wadah Penyampur Bahan
Pelumas Cetakan Mirror Glaze Melumasi cetakan
Lilin Tanah Menutupi rongga cetakan
Penghalus Serat Motor Listrik Daya Keluaran: 1 / 0,75 HP/kW
Putaran: 1450 rpm
Alat uji Impak Instrumen pengujian impak
Personal Computer Mengolah data dan melakukan
simulasi komputer
2.3.1. Uji Impak Jatuh Bebas
Selama ini helmet industri diuji menggunakan standar teknik jatuh bebas.
Menggunakan alat uji impak jatuh bebas, helmet yang akah diuji ditempatkan di
atas sebuah head form dan dihantam dengan striker dan ketinggian tertentu
dengan cara jatuh bebas. Pengujian standard ini bertujuan untuk melihat sejauh
mana kemampuan helmet dalam menyerap energi impak (impact energy test),
Selain itu uji standar juga bertujuan meneliti kepatahan rusak helmet (penetration
test) yang memungkinkan merusak lapisan cangkang helmet seperti yang terlihat
Gambar 2.5. Alat uji impak jatuh bebas
2.3.2. Gerak Jatuh Bebas
Benda jatuh tanpa kecepatan awal (vo = nol). Semakin ke bawah gerak
benda semakin cepat. Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas
selalu sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi (a = g) (besar g = 9,8
ms-2 dan sering dibulatkan menjadi 10 ms-2).
Jika benda jatuh ke bumi dari ketinggian tertentu relatif lebih kecil
dibandingkan dengan jari-jari bumi, maka benda mengalami pertambahan
kecepatan dengan harga yang sama setiap detik. Hal ini berarti bahwa percepatan
ke bawah benda bertambah dengan harga yang sama dan jika sebuah benda
tersebut ditembakkan keatas kecepatannya berkurang dengan harga yang sama
setiap detik dengan perlambatan kebawahnya seragam.
Menurut Khurmi R.S, untuk menentukan kecepatan benda jatuh bebas
Tabel 2.7. Waktu dan kecepatan benda jatuh
Waktu t
(s) 0 1 2 3 4 5
Kecepatan
v (m/s) 0 9,8 19,6 29,4 39,2 49
Dari data Tabel 2.7 dapat digambarkan sebuah grafik hubungan antara
kecepatan dan waktu yang juga merupakan sebuah persamaan garis lurus seperti
pada Gambar 2.6 Jadi percepatan seragam dapat diperoleh dengan persamaan
(2.1).
Gambar 2.6. Grafik hubungan v – t
Jika hambatan udara diabaikan maka gerak benda jatuh bebas tersebut
dapat dihitung dengan percepatan seragam melintas melalui sebuah garis lurus,
sehingga percepatan diganti dengan percepatan gravitasi g. Untuk gerakan ke
bawah nilai percepatan identik dengan nilai positif dari gravitasi (+ g; yang
berarti percepatan), dan untuk gerakan ke atas nilai percepatan identik dengan
2.3.3. Gerak Lurus
Perpindahan adalah sebuah perubahan kedudukan ini merupakan besaran
vektor yang memiliki jarak dan arah. Percepatan dapat didefinisikan sebagai laju
perubahan kedudukan terhadap waktu. Ini juga merupakan besaran vektor yang
memiliki jarak, arah, dan waktu.
Percepatan seragam yang dimiliki partikel yang bergerak dengan
kecepatan konstan pada lintasan lurus atau dimiliki partikel yang melintasi
perpindahan yang sama dalam selang waktu yang sama berturut-turut walaupun
kecilnya perubahan waktu. Satuan perpindahan dapat diukur dengan meter (m),
dan kecepatan dapat diukur dalam meter /detik (ms-2), sedangkan percepatan
diukur dalam meter/detik kuadrat (ms-2) Persamaan gerak lurus percepatan
seragam dapat dijelaskan pada Gambar 2.7.
t
v
s
=
.
... (2.2)Gambar 2.7. Diagram kecepatan – waktu
Perpindahan digambarkan dengan luas daerah dibawah grafik kecepatan – waktu.
a
maka diperoleh jarak perpindahan sebesar
(
2)
0.t 12.atv
mensubstitusi waktu
Untuk kasus jatuh bebas maka a = g dan s = h, sehingga besarnya
kecepatan diperoleh dengan persamaan (2.5).
h g
V = 2 . ... (2.5)
Dimana:
v = kecepatan benda jatuh bebas, (m/s).
g = gaya grafitasi, (m/s2).
h = ketinggian jatuh benda, ( m).
2.3.4. Momentum dan Impuls
Momentum dan Impuls adalah sebagai satu kesatuan karena momentum
dan Impuls dua besaran yang setara. Dua besaran dikatakan setara seperti
momentum dan Impuls bila memiliki satuan Sistem Internasional (SI) sama atau
juga dimensi sama seperti terlihat pada gambar 2.8.
Sebuah benda bergerak dikatakan mempunyai momentum yang
dinyatakan dengan hasil kali massa dengan kecepatan benda tersebut. Hal ini
dapat dinyatakan dengan persamaan (2.6).
v
Impuls sebuah gaya konstan adalah hasil kali gaya dengan selang waktu
yang diperlukan, ini dapat dinyatakan dalam persamaan (2.7).
t
2.3.5. Gaya dan Energi Impak
Gaya impak dapat diperoleh dengan mensubstitusi persamaan (2.6) dengan
persamaan (2.7), sehingga besar nilai gaya dapat dinyatakan dengan persamaan
(2.8).
t v m
F = . ... (2.8)
Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha/kerja.
Hukum kekekalan energi menjelaskan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan
dimusnahkan. Salah satu bentuk energi mekanik adalah energi kinetik dan energi
gerakan benda. Nilai energi kinetik dapat dihitung dari pergerakan awal benda
dari kecepatan awal (vo) ke kecepatan perubahan benda (v1), yang ditentukan
dengan persamaan (2.9).
Energi potensial (Ep) adalah energi yang dimiliki oleh benda berdasarkan
kedudukan (ketinggian). Besarnya energi potensial dapat dihitung dengan
persamaan (2.10).
Apabila sebuah batang atau plat dibebani sebuah gaya maka akan terjadi
gaya reaksi yang sama dengan yang arah berlawanan. Gaya tersebut akan diterima
sama rata oleh setiap molekul pada bidang penampang batang tersebut. Jadi
tegangan adalah suatu ukuran intensitas pembebanan yang dinyatakan oleh gaya
dan dibagi oleh luas di tempat gaya tersebut bekerja. Tegangan ada
sudut yang tegak lurus pada bidang ditempat bekerjanya gaya disebut tegangan
langsung. Pada pembebanan tarik akan terjadi tegangan tarik maka pada beban
tekan akan terjadi tegangan tekan. Biasanya dinyatakan dalam bentuk persentasi
atau tidak dengan persentasi. Besarnya tegangan menunjukkan apakah bahan
tersebut mampu menahan perubahan bentuk sebelum patah. Makin besar tegangan
suatu bahan maka bahan itu mudah dibentuk Maka, rumus tegangan dapat dilihat
pada persamaan (2.11).
... (2.11)
Dimana:
σ = Tegangan (N/m2) F = gaya (Newton)
Ao = luas penampang awal (m2)
2.3.7. Regangan
Regangan adalah suatu bentuk tanpa dimensi untuk menyatakan perubahan
bentuk. Biasanya dinyatakan dalam bentuk persentasi atau tidak dengan
persentasi. Besarnya regangan menunjukkan apakah bahan tersebut mampu
menahan perubahan bentuk sebelum patah. Makin besar regangan suatu bahan
maka bahan itu mudah dibentuk Maka, rumus regangan dapat dilihat pada
persamaan (2.12).
ε = ... (2.12)
Dimana:
ε = Regangan
L0 = panjang mula-mula (mm)
