5 BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Komposit
Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material sehingga dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya.
Komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari logam, kekakuan jenis (modulus Young/density) dan kekuatan jenisnya lebih tinggi dari logam. Beberapa lamina komposit dapat ditumpuk dengan arah orientasi serat yang berbeda, gabungan lamina ini disebut sebagai laminat.
Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda menurut (Gibson, 1994) yaitu:
a. Reinforcement (penguat) adalah salah satu bagian utama dari komposit yang berperan untuk menahan beban yang diterima oleh material komposit sehingga tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari penguat yang digunakan. Bahan penguat biasanya kaku dan tangguh. Bahan penguat yang umum digunakan adalah jenis partikel, serat serat alam, serat karbon, serat gelas dan keramik.
b. Matrik dalam struktur komposit berasal dari bahan polimer atau logam. Syarat pokok matriks yang digunakan dalam komposit adalah harus bisa meneruskan beban, sehingga serat bisa melekat pada matriks dan kompatibel antara serat dan matriks. Matriks dalam susunan komposit bertugas melindungi dan mengikat serat agar bekerja dengan baik. Matrik juga bergungsi sebagai pelapis serat.
Umumnya matriks terbuat dari bahan-bahan lunak dan liat. Pemilihan bahan matriks dan serat memainkan peranan penting dalam menentukan sifat mekanik dan sifat komposit. Gabungan matriks dan serat menghasilkan komposit yang mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi.
6
Gambar 01 : Ilustrasi komposisi Komposit
2.1.1 Sejarah Komposit
Komposit adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun fisika dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut (bahan komposit). Komposit sudah ada sejak dahulu, ini dapat kita lihat manusia dulu telah berusaha untuk manciptakan berbagai produk yang terdiri dari gabungan lebih dari satu bahan untuk menghasilkan suatu bahan yang lebih kuat, contohnya penggunaan jerami pendek untuk menguatkan batu bata di mesir, panah orang mongolia yang menggabungkan kayu, otot binatang, sutera, dan pedang samurai jepang yang terdiri dari banyak lapisan oksida besi yang berat dan liat. Tetapi dengan kemajuan zaman maka manusia mulai berfikir untuk mengoptimalkan nilai efisiensi terhadap suatu produk. Maka para ahli mulai menyadari bahwa material tunggal (homogen) memiliki keterbatasan baik dari sisi mengadopsi desain yang dibuat maupun kondisi pasar. Kebanyakan teknologi modern memerlukan bahan dengan kombinasi sifat-sifat yang luar biasa yang tidak boleh dicapai oleh bahan- bahan lazim seperti logam besi, keramik, dan bahan polimer . Ini dapat kita lihat dari bagi bahan yang diperlukan untuk penggunaan dalam bidang angkasa lepas, perumahan, perkapalan, kendaraan dan industri pengangkutan. Bidang-bidang tersebut membutuhkan density yang rendah, flexural, dan tensile yang tinggi, viskosity yang baik dan hentaman yang baik (Gibson, 1994).
7 2.1.2 Definisi Komposit
Berdasarkan definisi, komposit atau materi komposit merupakan suatu materi yang tersusun atas lebih dari dua elemen penyusunnya. Komposit bersifat heterogen dalam skala makroskopik. Bahan penyusun komposit tersebut masing-masing memiliki sifat yang berbeda, dan ketika digabungkan dalam komposisi tertentu terbentuk sifat-sifat baru yang disesuaikan dengan keinginan (Krevelen, 1994).
Pada umumnya dalam proses pembuatannya melalui pencampuran yang homogen, sehingga kita leluasa merencanakan kekuatan material komposit yang kita inginkan dengan jalan mengatur komposisi dari material pembentuknya. Komposit merupakan gabungan antara bahan matrik atau pengikat dengan penguat (Mehta, 1986). Penguat adalah komponen yang dimasukkan ke dalam matriks yang berfungsi sebagai penerima atau penahan beban utama yang dialami oleh matriks. Sedangkan matriks adalah bagian dari komposit yang mengelilingi partikel penyusun komposit, yang berfungsi sebagai bahan pengikat partikel dan ikut membentuk struktur fisik komposit. Matriks tersebut bergabung bersama dengan bahan penyusun lainnya, oleh karena itu secara tidak langsung mempengaruhi sifat-sifat fisis dari komposit yang dihasilkan (Arnold dkk,1992).
2.1.3 Jenis-Jenis Komposit
Jenis komposit di dunia industri terbilang cukup banyak. Klasifikasinya dapat berdasarkan matriks, struktur, dan penguatnya.
Berdasarkan matriks dapat dikelompokan menjadi 3 (Gibson, 1994) : 1. Metal Matriks Composite (menggunakan matriks logam).
2. Ceramic Matriks Composite (menggunakan matriks ceramic).
3. Polymer Matriks Composite (menggunakan matriks polymer).
8 Berdasarkan Penguat :
1. Komposit Partikel (menggunakan partikel/butiran sebagai filler) 2. Komposit Serat (menggunakan matriks dan serat).
3. Komposit Berlapis (menggunakan material yang direkatkan).
Berdasarkan Struktur :
1. Fiber Composite (serat sebagai penguat).
2. Flake Composite (terdapat flake dalam matrik).
3. Particulate Composite (dalam matrik komposit ditambahkan suatu constituent tambahan).
4. Filled Composite (penambahan material ke dalam matrik dengan struktur 3 dimensi).
5. Laminar Composite (komposit dengan layer).
2.1.4 Bahan Komposit
Pada umumnya bahan material komposit terdiri dari dua bahan utama, yaitu :
1. Serat (fiber)
Sebagai unsur utama pada komposit
Menentukan karakteristik bahan komposit, seperti kekuatan, kekauan, daan sifat mekanik lainnya.
Menahan sebagian besar gaya yang bekerja pada material komposit.
Bahan yang dipilih harus kuat dan getas, seperti carbon, glass, boron, dll.
2. Matrik (resin)
Melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik.
Bahan yang dipilh bahan yang lunak.
2.1.5 Produk yang Pernah Dibuat Dari Bahan Komposit
Istilah komposit dalam tulisan ini digunakan untuk menggambarkan produk yang terbuat dari bahan yang lebih kecil dan disatukan menjadi
9
suatu produk menggunakan perekat atau matriks dengan bantuan pengempaan. Jenis-jenis produk komposit yang dikenal saat ini antara lain: kayu lapis, Laminated Veneer Lumber (LVL), papan partikel, Oriented Strand Board (OSB), papan serat, Parallel Strand Lumber (PSL), Glued Laminated Lumber (Glulam), Cross Laminated Lumber/Timber (CLL/CLT), Wood Plastic Composite (WPC), papan semen, papan gips dan nano komposit. Dalam kurung waktu 5 tahun terakhir, situasi industri produk komposit Indonesia khususnya industri kayu lapis, papan partikel dan Medium Density Fiberboard (MDF) mengalami tekanan yang sangat berat terutama dalam hal ketersediaan bahan baku, tuntutan konsumen terhadap produk komposit yang ramah lingkungan, biaya produksi yang semakin tinggi, kualitas bahan baku yang semakin rendah, serta tuntutan konsumen akan produk komposit berkualitas tinggi (Massijaya 2014).
Keseluruhan faktor tersebut di atas memaksa industri produk komposit di Indonesia mencari alternatif bahan baku yang dapat mendukung keberlanjutan industrinya, perbaikan teknologi proses pembuatan produk komposit serta inovasi produk. Bahan baku industri komposit masa depan tidak selalu dalam bentuk kayu, apalagi kayu berdiameter besar dari hutan alam. Beberapa hasil penelitian yang kami lakukan menunjukkan bahwa limbah pertanian, perkebunan kelapa sawit, bambu, limbah plastik, kertas dan karton bekas dapat digunakan sebagai bahan baku produk komposit berkualitas tinggi, namun demikian dalam waktu dekat, potensi bahan baku yang paling mungkin dimanfaatkan sebagai bahan baku industri pengolahan kayu adalah kayu berdiameter kecil dari hutan tanaman industri dan hutan rakyat, limbah pemanenan hutan, limbah industri pengolahan kayu, bambu, dan limbah kelapa sawit (Massijaya 2014).
Inovasi produk komposit merupakan salah satu kunci pemecahan masalah industri pengolahan kayu di Indonesia agar dapat bertahan dan berkembang dimasa-masa mendatang. Berikut ringkasan beberapa hasil
10
penelitian produk komposit yang cukup potensial untuk dikembangkan dimasa-masa mendatang menurut Massijaya:
Tabel 01 : Produk Komposit
NO JENIS PRODUK BAHAN BAKU KETERANGAN
1
Kayu lapis Kayu dari hutan alam sebagai face dan back, core dari
kayu HTI/rakyat berdiameter kecil, batang sawit.
Beberapa industri kayu lapis sudah melakukan. Dapat digunakan sebagai bahan bangunan dan mebel.
2
LVL Beberapa jenis
kayu HTI/ rakyat berdiameter kecil, batang sawit.
Sudah ada industri yang menggunakan.
Dapat digunakan sebagai bahan bangunan dan mebel.
3
Glulam Beberapa jenis
kayu HTI/ rakyat berdiameter kecil, bambu, dan limbah batang kelapa sawit.
Dapat digunakan sebagai bahan bangunan pengganti balok dan mebel.
4
Papan partikel (dengan dan tanpa perekat)
Beberapa jenis kayu HTI/ rakyat berdiameter kecil, limbah pertanian, limbah kertas
Dapat digunakan sebagai bahan mebel.
5 MDF Beberapa jenis
kayu HTI/ rakyat berdiameter kecil
Dapat digunakan sebagai daun pintu dan mebel.
6
OSB Bambu dan
beberapa jenis kayu HTI/ rakyat berdiameter kecil
Dapat digunakan sebagai bahan bangunan dan mebel.
(Sumber: Massijaya, 2014)
2.2 Serat Alam
Serat alam yaitu serat yang berasal dari alam (bukan buatan ataupun rekayasa manusia). Serat alam atau bisa dibilang sebagai serat alami ini yang biasanya didapat dari serat tumbuhan (pepohonan) seperti pohon
11
bambu, pohon kelapa, pohon pisang serta tumbuhan lain yang terdapat serat pada batang maupun daunnya. Serat alam yang berasal dari binatang, antara lain sutera, ilama dan wool. Serat alam sudah ada sejak lama dan mulai digunakan akhir abad 20, sebagai pengganti serat sintesis yang telah diaplikasikan pada komposit. Salah satu alasannya yaitu berkaitan dengan ketersediaan yang cukup melimpah di alam dan dapat dibudidayakan oleh manusia (renewable) terutama di daerah yang cocok untuk tumbuh berbagai tanaman (Nyoman Arya Wigraha 2016).
2.2.1 Serat Batang Pisang
Batang pisang merupakan bahan berpori yang dapat digunakan sebagai peredam suara, batang pisang merupakan limbah pertanian yang belum banyak dimanfaatkan. Pelepah pisang juga memiliki jaringan selular dengan pori-pori yang saling berhubungan, serta apabila telah dikeringkan akan menjadi padat menjadikannya suatu bahan yang memiliki daya serap yang cukup bagus. Menurut Didit (2012), Maharani dalam penelitiannya membuat bahan peredam suara dari serat batang pisang kepok dan mampu meredam bunyi lebih tinggi dari pada pisang raja, pisang susu dan pisang batu yaitu sebesar 63% untuk frekuensi 200 Hz, kemampuan serat batang pisang kepok dalam meredam bunyi pada rendah 125 Hz hingga 51 %, tetapi pada frekuensi 160 Hz tidak sampai meredam 21%. Sedangkan pada frekuensi tinggi 2.000 Hz, bisa meredam sampai 55 %, dan pada frekuensi 1.600 Hz hanya 40% (Harry Soeprianto 2014).
2.2.2 Partikel Kayu
Serbuk gergaji adalah butiran kayu yang dihasilkan dari proses menggergaji (Setiyono, 2004). Serbuk-serbuk gergaji ini dapat diperoleh dari beragam sumber, seperti limbah pertanian dan perkayuan. Jumlah serbuk gergaji yang dihasilkan dari eksploitasi/pemanenan dan pengolahan kayu bulat sangat banyak. Produksi total kayu gergajian Indonesia mencapai 2,6 juta m3 per tahun, dengan asumsi bahwa jumlah limbah
12
yang terbentuk 54,24% dari produksi total. Oleh karena itu, maka dihasilkan limbah penggergajian kayu sebanyak 1,4 juta m3 per tahun dan angka ini cukup besar karena mencapai sekitar separuh dari produksi kayu gergajian (Pari, dkk, 2002). Balai Penelitian Hasil Hutan (BPHH) pada kilang penggergajian di Sumatera dan Kalimantan serta Perum Perhutani di Jawa menunjukkan bahwa rendemen rata-rata penggergajian adalah 45%, sisanya 55% berupa limbah. Sebanyak 10% dari limbah penggergajian tersebut merupakan serbuk gergaji (Wibowo, 1990).
2.2.3 Abu Boiler
Abu boiler kelapa sawit yang merupakan limbah dari sisa pembakaran cangkang dan serabut buah kelapa sawit di dalam dapur atau tungku pembakaran (boiler) dengan suhu 700oC sampai dengan 800oC (Elhusna dkk.2013). Abu cankang kelapa sawit merupakan salah satu material sisa proses pengolahan yang selama ini diangggap sebagai limbah. Limbah terbuat masih belum dimanfaatkan secara maksimal penggunaannya (Rosalia dkk, 2013). Saat ini pemanfaatan Abu boiler banyak mengandung unsur hara yang sangat bermanfaat dan dapat diaplikasikan pada tanaman sawit sebagai pupuk tambahan atau pengganti pupuk anorganik. Unsur hara yang terkandung dalam abu boiler adalah N sebesar 0,74%, P2O5 sebesar 0,84%, K2O sebesar 2,07%, Mg sebesar 0,62% (Astianto, 2012).
2.2.4 Serat Kaca
Fiberglass adalah serat kaca yang berasal dari kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis. Serat ini lalu dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi seperti kain. Lalu, diresapi dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi. Banyak orang yang menganggap fiberglass ini mudah pecah karena bahannya dari kaca. Namun, setelah diolah dengan berbagai macam proses penekanan, cairan atau bubuk kaca berubah menjadi serat. Proses inilah yang membuat kaca menjadi serat yang kuat dan tidak mudah pecah.
13 Bahan dasar pembuatan fiberglass :
Resin, resin adalah bahan kimia yang berbentuk cair, yang menyerupai minyak goreng tapi berbentuk kental.
Katalis, cairan ini bisa di bilang pendamping setia resin, cairan ini biasanya berwarna bening dan berbau sengak. Semakin banyak katalis, maka akan semakin cepat adonan mengeras. Caran ini jika mengenai kulit akan terasa panas.
Kalsium Karbonat, Bahan ini berbentuk bubuk yang berwarna putih menyerupai tepung terigu. Bahan ini berfungsi sebagai pengental adonan fiberglass utama (resin, katalis, dll) Semakin banyak campuran Kalsium Karbonat pada adonan, maka hasil fiberglass akan menjadi lebih tebal dan berat. Bahan ini dapat diganti dengan Talc, tetapi warna Talc agak lebih gelap.
Met/ Matt, bahan ini merupakan bahan serat kaca. Bahan ini berfungsi sebagai serat penguat adonan fiberglass ketika akan dicetak, agar hasilnya menjadi lebih kuat dan tidak mudah pecah. Bentuk met bermacam-macam, ada yang mirip bihun, kain, karung dan sarang lebah. Tetapi yang sering kita jumpai di pasar yang berbentuk seperti bihun.
Kobalt, Kobalt adalah bahan kimia yang berbentk cair, berwarna biru mirip tinta dan mempunyai aroma tidak sedap. Cairan ini digunakan untuk tambahan campuran adonan resin dan katalis, agar adonan lebih merekat pada met dan mempercepat pengerasan adonan fiber. Terlalu banyak menambahkan Kobalt dapat mengakibatkan hasil fiber yang getas (rapuh).
Wold (Mold Release), Bahan ini berbentuk seperti mentega/keju ketika masih di dalam wadahnya, yang berfungsi sebagai pelicin pada tahap pencetakan yang menggunakan mal/molding, agar antara molding dengan hasil cetakan tidak saling merekat, sehingga dengan mudah dapat dilepaskan.
14
Serat gelas (glass fiber)adalah bahan yang tidak mudah terbakar. Serat jenis ini biasanya digunakan sebagai penguat matrik jenis polimer.
Komposisi kimia serat gelas sebagian besar adalah SiO2 dan sisanya adalah oksida-oksida aluminium (Al), kalsium (Ca), magnesium (Mg), natrium (Na), dan unsur-unsur lainnya (Santoso, 2002).
Menurut (Nugroho, 2007), serat gelas dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain:
Serat E-glass, yaitu salah satu jenis serat gelas yang dikembangkan sebagai penyekat atau bahan isolasi, dan serat ini mempunyai kemampuan bentuk yang baik.
Serat C-glass, yaitu jenis serat gelas yang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap korosi.
Serat S-glass, yaitu jenis serat gelas yang mempunyai kekakuan yang tinggi.
2.3 Uji Impak
Pengujian Impak merupakan uji yang mengukur ketahanan material terhadap benturan dengan menumbuk benda uji menggunakan sebuah pendulum yang diayunkan. Impak dinyatakan sebagai energi kinetik yang dibutuhkan untuk memulai keretakan dan meneruskan hingga material benar-benar patah. Pengujian ini dilakukan sebagai pemeriksaan kualitas secara cepat dan mudah dalam menentukan sifat impak spasifik maupun secara umum. Pengujian impak dilakukan untuk mengetahui sifat liat dari bahan yang ditentukan dari banyaknya energi yang dibutuhkan untuk mematahkan batang uji dengan sekali pukul. Pengujian impak bertujuan untuk mengukur berapa energi yang dapat diserap suatu material sampai material tersebut patah (Sari dkk, 2013).
2.3.1 Definisi Uji Impak
Uji impak adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Agar dapat memahami uji impak terlebih dahulu mengamati fenomena yang terjadi terhadap suatu kapal yang berada pada suhu rendah ditengah laut, sehingga menyebabkan materialnya menjadi
15
getas dan mudah patah. Disebabkan laut memiliki banyak beban (tekanan) dari arah manapun. Kemudian kapal tersebut menabrak gunung es, sehingga tegangan yang telah terkonsentrasi disebabkan pembebanan sebelum sehingga menyebabkan kapal tersebut terbelah dua. Dalam Pengujian Mekanik, terdapat perbedaan dalam pemberian jenis beban kepada material. Uji tarik, uji tekan, dan uji punter adalah pengujian yang menggunakan beban statik. Sedangkan uji impak (fatigue) menggunakan jenis beban dinamik. Pada uji impak, digunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Perbedaan dari pembebanan jenis ini dapat dilihat pada strain rate. Pada pembebanan cepat atau disebut dengan beban impak, terjadi proses penyerapan energi yang besar dari energi kinetik suatu beban yang menumbuk ke spesimen. Proses penyerapan energi ini, akan diubah dalam berbagai respon material seperti deformasi plastis, efek histerisis, gesekan, dan efek inersia (Rohmana dkk, 2016).
2.3.2 Jenis-Jenis Pengujian Impak
Secara umum metode pengujian impak terdiri dari dua jenis yaitu (Saifuddin A.Jalil, dkk.2017) :
a. Metode Charpy
Pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi horizontal/mendatar, dan arah pembebanan berlawanan dengan arah takikan.
b. Metode Izod
Pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi, dan arah pembebanan searah dengan arah takikan.
2.3.3 Rumus yang Berlaku Pada Pengujian Impak
Besar nilai impak resistance dari material komposit merupakan fungsi dari matrik ditambah kehadiran fiber. Faktor lingkungan, sebagai akibat perubahan temperatur akan memberi pengaruh terhadap impact resistance.
16
Misalnya kondisi lembab dan banyak mengandung air akan menyebabkan material komposit dengan resin poliester yang memiliki nilai impact strength tinggi suatu keadaan (setimbang dengan atmospheric moisture) dibandingkan pada kondisi kering. Karena sifatnya akan lebih lunak/ductile. Hasil dari uji impak dilaporkan dalam satuan energi yang hilang per unit ketebalan specimen (ft-lb/in atau J/cm) pada notch ('t' pada gambar di kanan). Atau dapat pula dilaporkan dalam energi per unit area notch specimen (J/m² or ftlb/in²). Di eropa digunakan ISO 180 dan hasilnya hanya berdasar cross-sectional area pada notch (J/m²) (Bramantyo, 2008).
Keterangan :
HI : Harga Impak (J/m2) Ao : Luas Penampang (m2) E : Energi Impak (J/joule)
2.4 Sifat-sifat Mekanik Bahan Teknik
Macam-macam kebutuhan sifat mekanik yang dibutuhkan oleh suatu material tersebut ialah berbeda-beda. Sifat mekanik tersebut terutama meliputi kekerasan, keuletan, kekuatan, ketangguhan, serta sifat mampu mesin yang baik. Dengan sifat pada masing-masing material berbeda, maka banyak metode untuk menguji semua sifat yang dimiliki oleh suatu material tersebut. Berikut ini beberapa sifat mekanis yang dapat menjelaskan bagaimana bahan merespon beban yang bekerja dan deformasi yang terjadi. Sifat-sifat tersebut adalah (Gibson 1994) :
a. Stiffness (kekakuan)
Sifat bahan yang mampu renggang pada tegangan tinggi tanpa diikuti regangan yang besar. Ini merupakan ketahanan terhadap deformasi.
Kekakuan bahan merupakan fungsi dari Modulus elastisitas E. Sebuah
17
material yang mempunyai nilai E tinggi seperti baja, E = 207.000 Mpa, akan berdeformasi lebih kecil terhadap beban (sehingga kekuatannya lebih tinggi) daripada material dengan nilai E lebih rendah, misalnya kayu dengan E = 7000 Mpa atau kurang.
b. Strength (kekuatan)
Sifat bahan yang ditentukan oleh tegangan paling besar material mampu renggang sebelum rusak (failure). Ini dapat didefinisikan oleh batas proposional, titik mulur atau tegangan maksimum. Tidak ada satu nilai yang cukup bisa untuk mendefinisikan kekuatan, karena perilaku bahan berbeda terhadap beban dan sifat pembebanan.
c. Elasticity (elastisitas)
Sifat material yang dapat kembali ke dimensi awal setelah beban dihilangkan. Sangat sulit menentukan nilai tepat elastisitas. Yang bisa dilakukan adalah menentukan rentang elastisitas atau batas elastisitas.
d. Ductility (keuletan)
Sifat bahan yang mampu deformasi terhadap beban tarik sebelum benar- benar patah (rupture). Material ulet adalah material yang dapat ditarik menjadi kawat tipis panjang dengan gaya tarik tanpa rusak. Keliatan ditandai dengan persen perpanjangan panjang ukur spesimen selama uji tarik dan persen pengurangan luas penampang.
e. Brittleness (kegetasan)
Menunjukkan tidak adanya deformasi plastis sebelum rusak. Material yang getas akan tiba-tiba rusak tanpa adanya tanda terlebih dahulu. Material getas tidak mempunyai titik mulur atau proses pengecilan penampang (necking down process) dan kekuatan patah sama dengan kekuatan maksimum. Material getas, misalnya : Besi cor, batu, dan semen cor, yang
18
umumnya lemah dalam uji tarik, sehingga penentuan kekuatan dengan menggunakan uji tekan.
f. Malleability (kelunakan)
Sifat bahan yang mengalami deformasi plastis terhadap beban tekan yang bekerja sebelum benar-benar patah. Kebanyakan material yang sangat liat adalah juga cukup lunak.
g. Toughness (ketangguhan)
Sifat material yang mampu menahan beban impack tinggi atau beban kejut. Jika sebuah benda mendapat beban impack, maka sebagian energi diserap dan sebagian energi dipindahkan. Pengukuran ketangguhan sama dengan luasan di bawah kurva tegangan-regangan dari titik asal ke titik patah.
h. Resilience (kelenturan)
Sifat material yang mampu menerima beban impack tinggi tanpa menimbulkan tegangan lebih pada batas elastis. Ini menunjukkan bahwa energi yang diserap selama pembebanan disimpan dan dikeluarkan jika material tidak dibebani. Pengukuran kelenturan sama dengan pengukuran ketangguhan.
2.4.1 Sifat Fisik
Sifat fisik adalah kelakuan atau sifat-sifat material yang bukan disebabkan oleh pembebanan seperti pengaruh pemanasan, pendinginan dan pengaruh arus listrik yang lebih mengarah pada struktur material. Sifat fisik material antara lain : temperatur cair, konduktivitas panas dan panas spesifik.
Struktur material sangat erat hubungannya dengan sifat mekanik. Sifat mekanik dapat diatur dengan serangkaian proses perlakukan fisik. Dengan adanya perlakuan fisik akan membawa penyempurnaan dan
19
pengembangan material bahkan penemuan material baru (Sari, Nasmi Herlina, 2018).
2.4.2 Sifat Mekanik
Sifat mekanik material, merupakan salah satu faktor terpenting yang mendasari pemilihan bahan dalam suatu perancangan. Sifat mekanik dapat diartikan sebagai respon atau perilaku material terhadap pembebanan yang diberikan, dapat berupa gaya, torsi atau gabungan keduanya. Dalam prakteknya pembebanan pada material terbagi dua yaitu beban statik dan beban dinamik. Perbedaan antara keduanya hanya pada fungsi waktu dimana beban statik tidak dipengaruhi oleh fungsi waktu sedangkan beban dinamik dipengaruhi oleh fungsi waktu. Untuk mendapatkan sifat mekanik material, biasanya dilakukan pengujian mekanik. Pengujian mekanik pada dasarnya bersifat merusak (destructive test), dari pengujian tersebut akan dihasilkan kurva atau data yang mencirikan keadaan dari material tersebut.
Setiap material yang diuji dibuat dalam bentuk sampel kecil atau spesimen. Spesimen pengujian dapat mewakili seluruh material apabila berasal dari jenis, komposisi dan perlakuan yang sama. Pengujian yang tepat hanya didapatkan pada material uji yang memenuhi aspek ketepatan pengukuran, kemampuan mesin, kualitas atau jumlah cacat pada material dan ketelitian dalam membuat spesimen. Sifat mekanik tersebut meliputi antara lain: kekuatan tarik, ketangguhan, kelenturan, keuletan, kekerasan, ketahanan aus, kekuatan impak, kekuatan mulur, kekeuatan leleh dan sebagainya (Sari, Nasmi Herlina, 2018).
Sifar-sifat mekanik material yang perlu diperhatikan :
Tegangan yaitu gaya diserap oleh material selama berdeformasi persatuan luas.
Regangan yaitu besar deformasi persatuan luas.
Modulus elastisitas yang menunjukkan ukuran kekuatan material.
Kekuatan yaitu besarnya tegangan untuk mendeformasi material atau kemampuan material untuk menahan deformasi.
20
Kekuatan luluh yaitu besarnya tegangan yang dibutuhkan untuk mendeformasi plastis.
Kekuatan tarik adalah kekuatan maksimum yang berdasarkan pada ukuran mula.
Keuletan yaitu besar deformasi plastis sampai terjadi patah.
Ketangguhan yaitu besar energi yang diperlukan sampai terjadi perpatahan.
Kekerasan yaitu kemampuan material menahan deformasi plastis local akibat penetrasi pada permukaan.
2.4.3 Sifat Teknologi
Sifat teknologi yaitu kemampuan material untuk dibentuk atau diproses.
Produk dengan kekuatan tinggi dapat dibuat dibuat dengan proses pembentukan, misalnya dengan pengerolan atau penempaan. Produk dengan bentuk yang rumit dapat dibuat dengan proses pengecoran. Sifat- sifat teknologi diantaranya sifat mampu las, sifat mampu cor, sifat mampu mesin dan sifat mampu bentuk. Sifat material terdiri dari sifat mekanik yang merupakan sifat material terhadap pengaruh yang berasal dari luar serta sifat-sifat fisik yang ditentukan oleh komposisi yang dikandung oleh material itu sendiri (Sari, Nasmi Herlina, 2018).
2.5 Papan Komposit
Papan komposit atau Papan partikel adalah salah satu jenis kayu pabrikan.
Papan partikel terbuat dari campuran keping kayu (wood chips) yang dicampur dengan lem resin sintetis dan dipres atau ditekan menjadi lembaran-lembaran keras dalam ketebalan tertentu. Selain keping kayu, rami juga sering digunakan sebagai bahan baku dan menghasilkan papan yang disebut sebagai flex board. Flex board mirip dengan papan partikel, namun cenderung lebih ringan dan tidak sekuat papan berbahan dasar kepingan kayu. Papan partikel cenderung lebih berat dari kebanyakan material kayu lainnya karena konten lemnya cenderung lebih banyak, lebih
21
jauh lagi, papan partikel memiliki serat yang panjang dan karenanya memiliki kekuatan pengikat yang lemah dan cenderung mudah remuk di ujungnya apabila diperlakukan dengan kasar. Penelitian saat ini masih banyak dilakukan untuk membuat papan partikel yang lebih ringan, kuat, kaku, dan murah. Papan partikel cenderung stabil dan tidak mudah berubah bentuknya (menyusut, membelok, dan lain lain). Papan partikel juga dapat dipotong, dibentuk, dan dibor dengan mudah menggunakan peralatan standar. Papan partikel tidak dapat digunakan untuk bagian eksterior karena ujung-ujngnya mudah menyerap embun dan mudah lembap. Meskipun demikian, beberapa produsen kini menyertakan emulsi lilin di lemnya untuk melindungi papan dari kelembapan pada tingkat tertentu. Papan partikel lebih banyak digunakan untuk peti mati, laci, panel, partisi, dan lain-lain (Joyce, Ernes. 1970).
2.5.1 Kegunaan Papan Komposit (Particle Board)
Particle board sering digunakan untuk keperluan furnitur dan aplikasi interior. Kalian akan jarang menemukan particle board pada area-area yang rentan basah atau lembap karena particle board umumnya tidak tahan akan cuaca. Namun dari segi harga, particle board lebih terjangkau dan cukup diminati. Perusahaan furnitur raksasa IKEA adalah salah satu pelopor yang mempopulerkan penggunaan particle board untuk rumah tangga. Produk-produk furnitur seperti meja, rak, kabinet TV atau rak buku hasil kelola dari particle board bukan hanya tahan pakai, mudah dibentuk namun juga cukup terjangkau. Untuk penggunaan konstruksi, particle board lebih cocok untuk proyek interior, misanya alas flooring, panel dinding, atau plafon rumah. Particle board juga akan lebih awet jika digunakan di ruang yang terventilasi dengan baik, sepanjang tidak terkena percikan hujan atau lembab (Massijaya 2014).
Produk komposit merupakan salah satu kunci pemecahan masalah industri pengolahan kayu di Indonesia agar dapat bertahan dan berkembang
22
dimasa-masa mendatang. Berikut ringkasan beberapa hasil penelitian produk komposit yang cukup potensial untuk dikembangkan dimasa-masa mendatang. Keunggulan papan komposit dibanding multipleks ataupun MDF (Massijaya 2014):
Paling Ringan.
Paling Kuat menahan beban sekuat fiberglass.
Anti Air dan Rayap.
Paling Murah dikelasnya.
Mudah dikerjakan untuk kebutuhan furniture, rumah, dsb.
