BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1Komposit
Menurut Matthews dkk. (1993)dalam Widodo (2008), komposit adalah suatumaterial yang terbentuk dari kombinasi dua ataulebih material pembentuknya melalui campuran yangtidak homogen, dimana sifat mekanik dari masing-masing material pembentuknya berbeda. Dari campuran tersebut akan dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristikyang berbeda dari material pembentuknya. Material komposit mempunyai sifat dari material konvensional pada umumnya dari proses pembuatannya melalui percampuran yang tidak homogen,
sehingga kita leluasa merencanakan kekuatan material komposit yang kita inginkan dengan jalan mengatur komposisi dari material pembentuknya. Komposit merupakan sejumlah sistem multi fasa sifat dengan gabungan, yaitu gabungan antara bahan matriks
atau pengikat dengan penguat.
Saat ini jenis komposit yang paling banyak digunakan adalah komposit berpenguat serat. Hal ini karena serat sebagai penguat memiliki keuntungan sebagai
berikut:(Schwartz, 1984).
1. Memiliki perbandingan panjang dengan diameter (aspect ratio) yang besar. Hal ini menggambarkan bahwa bila digunakan sebagai penguat dalam komposit, serat akan memiliki luas daerah kontak yang luas dengan matriks dibanding bila menggunakan penguat lain. Dengan demikian diharapkan akan terbentuk ikatan yang baik antara serat dengan matriks.
2. Pengaruh ukuran serat”size effect”. Serat memiliki ukuran yang kecil sehingga jumlah cacat per satuan volume serat akan lebih kecil dibandingkan material lain. Dengan demikian serat akan memiliki sifat mekanik yang baik dan konsisten.
Berdasarkan cara penguatannya komposit dibedakan menjadi tiga (Jones,1975) yaitu : a) Fibrous Composite (komposit serat) merupakan jenis komposit yang hanya
terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serta
atau fiber. Fiber yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers (poly aramide) dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks
seperti anyaman.
b) Laminated Composite (komposit lapisan) merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.
c) Particulate Composite (komposit partikel) merupakan komposit yang menggunakan partikel atau serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya.
Sedangkan berdasarkan bentuk material pembentuknya, komposit dapat dibedakan menjadi lima macam yaitu komposit serat (fiber composite), komposit serpihan (flake composite), komposit butir (particulate composite), komposit isian (filled composite), dan komposit lapisan (laminated composite). Komposit dengan penguatan serat adalah jenis komposit yang paling sering dipakai dalam aplikasi. Hal ini karena komposit jenis ini memiliki sifat kekuatan tarik dan kekakuan yang bagus. Namun kelemahannya adalah struktur serat tersebut memiliki kekuatan tekan dan kekuatan tarik arah melintang
serat yang kurang bagus. Hasil dari komposit yang berlapis-lapis (laminated composite)
memiliki kekerasan (hardness) dari unsur pokoknya tetapi kekuatan merupakan efek sinergi dari gabungan sifat material. Material komposit akan bersinergi bila memiliki
sebuah sistem yang mempersatukan material-material penunjang untuk mencapai sebuah sifat material yang baru. Komposit serat dapat dibedakan berdasarkan jenis dan orientasi seratnya, yaitu komposit serat searah (continous fiber composite), serat anyaman (woven fiber composite), serat acak (chopped fiber composite), dan gabungan beberapa jenis
serat (hybrid fiber composite) (Chung, 2010).
antarmuka diantara keduanya. Serat yang memiliki kekuatan lebih tinggi berperan sebagai komponen penguat, sedangkan matrik yang bersifat lemah dan liat bekerja sebagai pengikat dan memberi bentuk pada struktur komposit (Schwartz, 1984). Adapun
besarnya kekuatan tarik yang dihasilkan oleh komposit polimer/serat dapat prediksi dengan menggunakan persamaan 2.1. Berdasarkan persamaan ini dapat digunakan oleh peneliti sejauh untuk mengetahui sejauh mana besarnya kekuatan tarik yang dihasilkan
oleh komposit berdasarkan matrik dan penguat penyusunnya. Berikut ini persamaan tensile prediction.
�� = ��.��+���� (2.1)
Dengan: ��= kekuatan tarik komposit (MPa) ; ��= kekuatan tarik fiber (MPa) ;
��= fraksi volume fiber ; ��= kekuatan tarik matriks (MPa) ; ��= fraksi volume fiber. Jumlah kandungan serat dalam komposit, merupakan hal yang menjadi perhatian khusus pada komposit berpenguat serat. Untuk memperoleh komposit berkekuatan tinggi, distribusi serat dengan matrik harus merata pada proses pencampuran agar mengurangi timbulnya void. Untuk menghitung fraksi volume parameter yang harus diketahui adalah
densitas resin, densitas penguat, massa matrik dan massa penguat. Adapun fraksi volume yang ditentukan dengan persamaan :
�� =���� = ����−���� = ������ (2.2)
�� = ������ = 1− �� (2.3)
Dimana, ��= fraksi berat fiber ; ��= berat serat fiber ;��= berat serat komposit: ��=
densitas fiber ;��= densitas komposit: ��= volume komposit ; ��= volume fiber;��=
fraksi volume fiber.
Jika selama pembuatan komposit diketahui berat penguat dan berat matrik, serta
Dimana, ��= fraksi volume fiber ; ��= berat serat fiber ;��= densitas fiber ; ��= berat
matrik ; ��= densitas matrik.
2.1.1Tipe Komposit Serat
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 lamina diantara matriknya. Jenis komposit ini paling sering digunakan. Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisahan antar lapisan. Hal ini dikarenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya.Tipe komposit serat ada 2 yaitu:
a. Komposit serat pendek (short fiber composite)
Adapun pengertian dari serat pendek adalah serat dengan perbandingan antara panjang dan diameternya<100mm. Komposit yang diperkuat
dengan serat pendek umumnya sebagai matriknya adalah resin termoset yang amorf atau semikristalin. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek dapat dibagi menjadi dua bagian, :
1. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang mengandung orientasi secara acak (inplane random orientation). Secara acak biasanya derajat orientasi dapat terjadi dari suatu bagian ke bagian yang lain.
Akibat langsung dari distribusi acak serat ini adalah nilai fraksi volume lebih rendah dalam material yang menyebabkan bagian resin lebih besar. Fraksi berat yang lebih rendah berhubungan dengan ketidakefisienan balutan dan batasan-batasan dalam proses pencetakan.
b. Komposit serat panjang (longfiber composite)
Keistimewaan komposit serat panjang adalah akan lebih mudah untuk diorientasikan, jika dibandingkan dengan serat pendek. Walaupun demikian serat pendek memiliki
rancangan yang lebih banyak. Secara teoritis, serat panjang dapat menyalurkan pembebanan atau tegangan dari suatu titik pemakaiannya. Pada prakteknya hal ini tidak mungkin terjadi, karena variabel pembuatan komposit serat panjang tidak
mungkin memperoleh kekuatan tarik melampaui panjang nya.
Perbedaan serat panjang dan serat pendek yaitu serat pendek dibebani secara tidak langsung, atau kelemahan matriks akan menentukan sifat dari produk komposit tersebut yakni jauh lebih kecil dibandingkan dengan besaran yang terdapat pada serat panjang. Bentuk serat panjang memiliki kemampuan yang tinggi, disamping itu kita tidak perlu memotong-motong serat. Fungsi penggunaan serat sebagai penguat secara umum adalah sebagai bahan yang dimaksudkan untuk memperkuat komposit, disamping itu penggunakan serat juga untuk mengurangi penggunaan resin, sehingga akan diperoleh suatu bahan komposit yang lebih kuat, kokoh, dan tangguh jika dibandingkan produk bahan komposit yang tidak menggunakan serat penguat (Emma,1992).
2. Woven Fiber Composite (bi-directional)
Kompos it 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. Discontinuous Fiber Composite
Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek. Tipe ini
dibedakan lagi menjadi 3 (Gibson, Ronald F. 1994) :
a)Aligned discontinuous fiber(serat pendek dengan tipe searah)
b)Off-axis aligned discontinuous fiber(serat pendek dengan tipe silang)
4. Hybrid Fiber Composite
Hybrid fiber composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat menganti kekurangan sifat dari kedua tipe
dan dapat menggabungkan kelebihannya.
2.2Serat
Serat secara umum terdiri dari dua jenis yaitu serat alam dan serat sintetis. Serat alam adalah serat yang dapat langsung diperoleh dari alam. Biasanya berupa serat yang dapat langsung diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dan binatang. Serat ini telah banyak digunakan oleh manusia diantaranya adalah kapas, wol, sutera, pelepah pisang, sabut kelapa, ijuk, bambu, nanas dan knaf atau goni. Serat alam memiliki kelemahan yaitu ukuran serat yang tidak seragam, kekuatan serat sangat dipengaruhi oleh usia. Serat sintetis adalah serat yang dibuat dari bahan-bahan anorganik dengan komposisi kimia
tertentu. Serat sintetis mempunyai beberapa kelebihan yaitu sifat dan ukurannya yang relatif seragam, kekuatan serat dapat diupayakan sama sepanjang serat. Serat sintetis yang telah banyak digunakan antara lain serat gelas, serat karbon, kevlar, nylon, dan
lain-lain.(Chung, 2010).
Stark dan Rowlands (2002) mengungkapkan bahwa komposit yang diperkuat serat tanaman, sifat-sifat mekanisnya akan meningkat secara linear seiring dengan
pertambahan persen berat serat, karakteristik mekanik yang meningkat adalah kekuatan mekanik yang meningkat adalah kekuatan tarik, kekuatan bending, serta kekuatan impak. Serat berperan sebagai penyangga kekuatan dari struktur komposit, beban yang awalnya diterima oleh matrik kemudian diteruskan ke serat oleh karena itu serat harus mempunyai kekuatan tarik dan elastisitas yang lebih tinggi dari pada matrik.
Schwartz (1984) menjelaskan bahwa serat sebagai penguat dalam struktur komposit harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
a. Modulus elastisitas yang tinggi, b. Kekuatan patah yang tinggi,
e. Diameter serat yang seragam.
Secara teoritis komposit serat yang menggunakan serat panjang akan memberikan nilai penguatan yang lebih efisien dan seragam dibanding serat pendek
karena beban yang terjadi disalurkan secara merata sepanjang serat. Namun dalam prakteknya hal tersebut sulit dicapai karena sulit didapatkan nilai kekuatan optimum sepanjang serat serta tegangan yang terjadi tidak terbagi merata ke semua serat
(Schwartz, 1984).
2.2.1 Serat Alam
Serat alam adalah serat yang berasal dari alam, tanpa melalui proses kimia dan industri.
Pada umumnya serat alami yang dipakai berupa serat bambu, rotan, serat dahan pisang, serabut tandon kosong, serbuk papan, serabut kelapa, serat nenas, dan serat alami lainnya yang masih bisa dimanfaatkan. Pemanfaatan serat alami, tentunya diharapkan
mendapatkan berbagai keuntungan, antara lain segi ramah lingkungan, segi kesehatan yang berkaitan dengan proses pembuatan fiber, segi kekuatan materialnya yang ditinjau dalam kekuatan tarik dan kekuatan keregangannya, serta segi ketahanannya terhadap korosi, serat alami yang digunakan terdiri dari:
a. Serat nabati: merupakan serat yang paling banyak digunakan, karena jumlahnya di alam berlimpah dan tidak mahal. Contohnya adalah katun, rami, goni dan serat selulosa lain yang berasal dari tumbuhan.
b. Serat hewani: merupakan jenis yang kurang banyak digunakan tetapi memiliki potensi. Serat hewani yang sering digunakan adalah sutra, dan wool.(Schwartz, 1984).
Menurut Surdia (1985) beberapa karakteristik yang juga merupakan kelebihan dari komposit yang diperkuat serat alam yaitu,
a. Dapat dicat, dipoles, maupun dilaminasi, b. Tahan terhadap penyerapan air,
Disamping kelebihan-kelebihan di atas, komposit serat alam juga memiliki beberapa kelemahan Surdia (1985) menyebutkan beberapa kelemahan komposit serat alam yaitu,
a. Penurunan karena faktor biologi, yaitu adanya organisme yang mungkin tumbuh
dan memakan karbohidrat yang terkandung dalam serat, sehingga menimbulkan enzim khusus yang akan merusak struktur serat, dan melepaskan ikatan antara serat dan matrik.
b. Penurunan kualitas karena panas atau thermal,
c. Penurunan panas karena radiasi ultraviolet, hal ini terjadi karena penyinaran ultraviolet akan menyebabkan meningkatnya karbohidrat dan berkurangnya lignin. Serat yang banyak mengandung karbohidrat akan memiliki kemampuan ikatan dengan matrik yang rendah, sehingga kekuatan matrik akan turun,
d. Pekuatannya masih lebih rendah jika dibanding serat buatan.
2.2.2 Sejarah singkat durian
Durian merupakan tanaman buah yang hidup didaerah tropis. Sebutan durian diduga berasal dari istilah Melayu yaitu dari kata duri yang diberi akhiran -an sehingga menjadi durian. Kata ini terutama dipergunakan untuk menyebut buah yang kulitnya berduri tajam. Tanaman durian dijumpai di hutan Sumatra, dan Kalimantan yang berupa tanaman liar. Penyebaran durian ke arah Barat adalah ke Thailand, Birma, India dan Pakistan. Buah durian sudah dikenal di Asia Tenggara sejak abad 7 M, nama lain durian
adalah duren (Jawa, Gayo), duriang (Manado), dulian (Toraja), rulen (Seram Timur). Durian (Durio zibethinus Murr) merupakan salah satu tanaman hasil perkebunan yang telah lama dikenal oleh masyarakat yang pada umumnya dimanfaatkan sebagai buah
saja. Sebagian sumber literatur menyebutkan tanaman durian adalah salah satu jenis buah tropis asli Indonesia (Rukmana, 1996). Sebelumnya durian hanya tanaman liar dan terpencar-pencar di hutan raya "Malesia", yang sekarang ini meliputi daerah Malaysia,
tanaman durian ini kepada masyarakat yang sudah hidup secara menetap (Setiadi, 1999). Tanaman durian di habitat aslinya tumbuh di hutan belantara yang beriklim panas (tropis). Pengembangan budidaya tanaman durian yang paling baik adalah di daerah
dataran rendah sampai ketinggian 800 meter di atas permukaan laut dan keadaan iklim basah, suhu udara antara 250-320C, kelembaban udara (rH) sekitar 50-80%, dan intensitas cahaya matahari 45-50% (Rukmana, 1996). Durian adalah nama tumbuhan
tropis yangberasal dari wilayah Asia Tenggara, sekaligus nama buahnya yang bias dimakan. Nama ini diambil dari ciri khas kulit buahnya yang keras dan berlekak-lekuk tajam sehingga menyerupai duri, sebutan populernya adalah raja dari segala buah. Durian adalah buah yang kontroversial, meskipun banyak orang yang menyukainya, namun sebagian yang lain malah muak dengan aromanya. Sesungguhnya, tumbuhan dengan nama durian bukanlah spesies tunggal tetapi sekelompok tumbuhan dari marga durio. Namun demikian, yang dimaksud dengan durian (Tanpa imbuhan apa-apa) biasanya adalah Durio zibethinus. Sumatera Utara merupakan penghasil buah durian terbesar di Indonesia, sementara Kabupaten Langkat, daerah penghasil durian terbesar di Sumatera Utara. Produksi durian di Sumatera Utara sebesar 579, 471 ton pertahun, Sementara Langkat menghasilkan3.627 ton pertahun dari luas lahan 850 ha. Dari satu buah durian 57 persen adalah kulit, sehingga dikuatirkan menjadi sampah jika tidak dimanfaatkan. Pertahun Sumatera Utara menghasikan 332.712 ton kulit durian, sehingga akan berdampak bagi lingkungan dan bisa menimbulkan banjir jika limbah kulit durian
tidak diberdayakan. (Rosalina Lubis, 2013). Seperti yang terdapat pada Gambar 1 berikut.
(1) (2)
Kenyataannya, kulit dan biji buah hanya dibuang begitu saja tanpa dimanfaatkan menjadi lebih berguna. Jika dilihat persentase bagian dagingnya termasuk rendah yaitu hanya 20-35%, sedangkan kulit (60-75%), dan biji (5-15%) belum termanfaatkan secara
maksimal (Djaeni dan Prasetyaningrum, 2010). Hasil penelitian Hatta (2007) menunjukkan bahwa kulit durian mengandung unsure selulosa yang tinggi (50-60%) dan kandungan lignin(5%) serta kandungan pati yang rendah(5%) sehingga dapat
diindikasikan sebagai campuran bahan baku pangan olahan serta produk lainnya yang dimanfaatkan. Manfaat tanaman durian selain buahnya sebagai makanan buah segar dan olahan lainnya, juga terdapat manfaat dari bagian lainnya (AAK, 1997), yaitu:
a. Tanamannya sebagai pencegah erosi di lahan-lahan yang miring.
b. Batangnya untuk bahan bangunan/perkakas rumah tangga. Kayu durian setaraf dengan kayu sengon sebab kayunya cenderung lurus.
c. Bijinya yang memiliki kandungan pati cukup tinggi, berpotensi sebagai alternatif pengganti makanan.
d. Kulit dipakai sebagai bahan abu gosok yang bagus, dengan cara dijemur sampai kering dan dibakar sampai hancur, dapat juga digunakan untuk campuran media tanaman di dalam pot, serta sebagai campuran bahan baku papan olahan serta produk lainnya.
2.2.3 Durian Sidikalang
Pada umumnya wilayah Kabupaten Dairi memiliki potensi di bidang pertanian. Areal tanah yang cukup luas untuk dikembangkan sehingga tidak menutup kemungkinan sebagian besar penduduknya bermata pencaharian sebagai petani. Di samping itu, keadaan geografis dan iklimnya, menyebabkan daerah ini cocok dikembangkan sebagai daerah pertanian.
Memang kegiatan pertanian telah digeluti oleh masyarakat Dairi sejak zaman dahulu kala. Usaha mengolah tanah merupakan salah satu hal yang diwariskan secara
1. Tanaman bahan pangan/makanan yaitu padi, jagung, ubi rambat, ketela pohon, kacang tanah, kacang kedelai, dan kacang hijau. Tanaman padi di wilayah Dairi, sebagian besar diusahakan masyarakat dalam bentuk sistem perladangan (tanah
kering), sedangkan selebihnya dalam bentuk tanah persawahan (tanah basah). 2. Tanaman sayur-sayuran seperti cabe, kentang, tomat, buncis, terung, bayam, dan
sayur-sayuran lainnya berkembang sangat baik di Kabupaten Dairi. Tanaman
bawang merah dan bawang putih dapat berkembang dengan baik di kawasan Kecamatan Sumbul tepatnya di Desa Silalahi II dan Desa Paropo yang terletak di pinggiran Danau Toba. Hal ini disebabkan oleh kondisi tanah dan alamnya yang dingin dan sejuk.
3. Tanaman perdagangan ekspor seperti kopi, kelapa, kemenyan, cengkeh, tembakau, jahe, dan nilam, yang juga dikembangkan oleh petani Dairi mampu meningkatkan perekonomian masyarakat Kabupaten Dairi.
4. Tanaman buah-buahan, yang menonjol dari Kabupaten Dairi yaitu Durian. Buah durian ini di pasarkan hingga ke daerah-daerah lain terutama ke Medan. Daerah pemasok durian di Dairi berada di daerah Kecamatan Tigalingga. Buah-buahan lainnya antara lain adalah nenas, pepaya, jeruk, jambu air, alpokat, dan pisang.
Bappeda Kabupaten Dairi, 2005.
Daerah Sidikalang di Sumatera Utara selama ini lebih dikenal sebagai daerah penghasil kopi. Namun tahukah Anda, ternyata Sidikalang juga memiliki perkebunan istemewa lain selain kopi, yakni durian. Durian Sidikalang hadir di acara Fruit and Veggie Festival yang berlangsung 26 Agustus-4 September 2016 di Mal Blok M Square, Jakarta. Kuliner Sumatera Utara memang sangat menakjubkan, keberagaman dan heterogenitas dari banyak suku bangsa dan etnis yang bermukim hampir merata di seluruh wilayah administratif menjadi sebab kekayaan kulinernya.
Salah satu makanan yang amat kerap dicari oleh wisatawan baik lokal maupun domestik adalah durian Medan.
Gambar 2. Durian Sidikalang
2.3Matrik
Matrik, sebagai pengisi ruang komposit, memegang peranan penting dalam mentransfer tegangan, melindungi serat dari lingkungan dan menjaga permukaan serat dari pengikisan. Matrik harus memiliki kompatibilitas yang baik dengan serat. Beberapa jenis matrik polimer termoset yang sering digunakan ialah polyester, epoxy, phenolics,
dan polyamids, sedangkan yang termasuk jenis matrik polimer termoplast adalah
polyethylene, polypropylene, nilon, polycarbonate, dan polyether-ether keton
(Timoshenko, 1955). Surdia (1985) menjelaskan fungsi penting matriks dalam komposit yaitu :
a. Mengikat serat menjadi satu dan mentransfer beban ke serat. Hal ini akan menghasilkan kekakuan dan membentuk struktur komposit.
b. Mengisolasi serat sehingga serat tunggal dapat berlaku terpisah. Hal ini dapat menghentikan atau memperlambat penyebaran retakan.
c. Memberikan suatu permukaan yang baik pada kualitas akhir komposit dan
menyokong produksi bagian yang berbentuk benang-benang.
e. Berdasarkan matrik yang digunakan, karakteristik perfomansi meliputi kelenturan, kekuatan impak, dan sebagainya, juga turut dipengaruhi.
2.3.1 Resin Polyester
Unsaturated polyester (UP) merupan jenis resin thermoset. Resin UP memiliki sifat encer dan fluiditasnya baik sehingga dapat diaplikasikan mulai dari proses hand lay up yang sederhana sampai dengan proses yang kompleks. Resin polyester merupakan resin
termoset (thermosetting) yang paling sering digunakan dalam pembuatan komposit. Banyaknya penggunaan resin ini didasarkan pada pertimbangan harga relatif murah, curing cepat, warna jernih, dan mudah penanganannya.
Katalis yang sering digunakan sebagai media untuk mempercepat pengerasan cairan resin (curing) adalah hardener metyl etyl keton peroksida (MEKPO). Kadar penggunaan hardener MEKPO adalah 1% pada suhu kamar. Curing merupakan proses
pengeringan untuk merubah material pengikat resin dari keadaan cair menjadi padat. Curing ini terjadi melalui reaksi kopolimerisasi radikal antara molekul jenis vinil yang membentuk hubungan saling melalui bagian tak jenuh dari polyester. Polyester berarti polimer yang disusun dari monomer yang mengandung gugus ester. Resin polyester adalah polimer tak jenuh yang memiliki ikatan kovalen ganda karbon-karbon rektif yang dapat dihubung silangkan selama proses curing guna membentuk suatu material thermosetting. Untuk membantu pencampuran yang akurat antara resin dengan pengeras, produsen biasanya memformulasi komponen-komponen untuk memberikan rasio sederhana dimana dapat mudah dicapai dengan mengukur volume atau berat dari masing-masing komponen. (Suwanto, 2012).
Resin polyester sebelum dicampur dengan zat pengeras/katalis, akan tetap dalam keadaan cair, dan akan mengeras setelah pencampuran dengan katalisnya setelah beberapa menit sesuai dengan jenis dan banyaknya katalis yang diguna kan dalam pencampuran. Semakin banyak penggunaan katalis tersebut, maka waktu pengerasan
dikarenakan temperature ruangan pada saat pembuatan produk komposit tidaklah terkontrol dengan baik. (Emma,1992).
Unsaturated Polyester Resin (UPR) merupakan jenis resin termoset atau lebih
populernya sering disebut polyester 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.
Unsaturated Polyester Resin (UPR) yang digunakan dalam penelitian ini adalah seri Yukalac 157®BQTN-EX Series, dimana memiliki beberapa spesifikasi sendiri, yaitu:
Tabel 1.Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yukalac 157 BQTN-EX
Item Satuan Nilai Tipikal Catatan
Berat Jenis - 1,215 25˚
Kekerasan - 40
Suhu Distorsi Panas ˚C 70
Penyerapan Air % 0,188 24 Jam
Suhu Ruang % 0,466 7 Hari
Kekuatan Fleksural Kg/mm2 9,4
Modulus Fleksural Kg/mm2 300
Daya Rentang Kg/mm2 5,5
Modulus Rentang Kg/mm2 300
Elongasi % 2,1
Sumber: Surdia, 2005
2.4Sifat Fisis dan Mekanik
2.4.1 Sifat fisis
Sifat fisis meliputi densitas dan kadar air diuraikan sebagai berikut : a. Pengujian Densitas
Pengujian densitas merupakan pengujian sifat fisis terhadap spesimen,yang bertujuan untuk mengetahui nilai kerapatan massa dari spesimen yang diuji. Rapat massa (mass density) suatu zat adalah massa per satuan volume.
Dengan:
ρ = densitas benda (gr/cm3
) ; � = massa benda (gr) ; � = volume benda (cm3)
Dalam pengujian densitas spesimen di sini pada prinsipnya menggunakan perbedaan antara massa spesimen di udara (mudara) dan massa spesimen ditimbang di air
(mair). Untuk massa spesimen di udara (mudara) dapat dihitung dengan menimbang
spesimen dengan timbangan secara normal yang merupakan massa spesimen yang sesungguhnya tanpa adanya gaya ke atas atau gaya dorong ke atas, sedangkan untuk massa spesimen dalam air (mair) sama dengan massa air yang dipindahkan atau tumpah.
Hal ini dipengaruhi gaya angkat ke atas oleh air atau adanya gaya dorong ke atas terhadap spesimen, yang menyebabkan nilai berat spesimen di air cenderung lebih kecil dibandingkan berat spesimen di udara.
b. Kadar Air
Kadar air merupakan salah satu sifat fisis papan komposit yang menunjukkan kandungan air papan komposit dalam keadaan kesetimbangan dengan lingkungan sekitarnya.
��=���−��
� � 100% (2.5)
Dengan: ��= kadar air (%) ; ��= massa basah(kg) ; ��= massa kering (kg)
2.4.2 Sifat Mekanik
a) Kekuatan Tarik
Gambar 3.Standar ASTM Uji Tarik
Tegangan tarik σ, adalah gaya yang diaplikasikan, F, dibagi dengan luas penampang A;
yakni: �=�� (2.6)
Dengan : �= tegangan tarik (N/cm2) ; �= gaya (Newton) ; �= luas penampang (cm2)
b) Kekuatan Lentur
Pengujian kekuatan lentur (UFS) dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan komposit terhadap pembebanan. Dalam metode ini metode yang digunakan adalah metode tiga titik lentur. Pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada permukaan bagian atas cupilkan yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada permukaan bawah sampel akan terjadi tarikan. Pada pengujian ini terhadap sampel uji diberikan pembebanan yang arahnya tegak lurus terhadap sampel seperti yang digambarkan pada gambar berikut:
Gambar 4. standar ASTM uji lentur
Jika batang uji diberikan pembebanan pada kedua ujungnya dan beban tekuk (P) diberikan ditengah, tegangan tekuk maksimum (σ) pada titik nol di tengah adalah:
�= 3��
2�ℎ2 (2.7)
c) Kekuatan Impak
Pengujian impak ini dilakukan untuk mengetahui ketangguhan sampel terhadap pembebanan dinamis. Prinsip pengujian impak ini adalah menghitung energi yang
diberikan beban dan menghitung energi yang diserap oleh spesimen. Saat beban dinaikkan pada ketinggian tertentu, beban memiliki energi potensial, kemudian saat menumbuk spesimen energi kinetik mencapai maksimum, dapat digambarkan sebagai
berikut:
Gambar 5. Pengujian impak
Energi yang diserap spesimen akan menyebabkan spesimen mengalami kegagalan. Bentuk kegagalan itu tergantung pada jenis materialnya, apakah patah getas atau patah ulet. Kekuatan impak yang dihasilkan (��)merupakan perbandingan antara energy serap (��) dengan luas penampang (�).
Kekuatan impak dapat dihitung dengan persamaan: �� =���(2.8)
