Studi Experimental Pengaruh Variasi Temperatur Dan Putaran Terhadap Sifat Mekanik Campuran Polypropylen, Polyetylen Dan Fiber Glass Menggunakan Mesin Mixer Buatan Sendiri

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mesin Mixer

Mesin mixer merupakan salah satu dari berbagai jenis mesin yang digunakan untuk mencampur berbagai jenis material, penggunaannya di bidang industri maupun penelitian. Seperti penggunaan mesin mixer internal atau dua buah rol pada proses pembuatan komposit yang masih bisa menimbulkan resiko degradasi terhadap komposit itu sendiri, namun hal ini dapat diperbaiki dengan dengan melakukan metode melt-mixing pada material.

Proses pencampuran dua atau lebih material sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter proses seperti kecepatan pengadukan,komposisi maupun temperatur. Kualitas pencampuran jika menggunakan metode yang lama diukur karakteristik fisis campuran seperti densitas, berat rata-rata partikel dan ukuran masing-masing komponen namun beberapa persamaan Poole, Taylor dan Wall dapat digunakan untuk mengukur seberapa random campuran yang melakukan simulasi perubahan kualitas campuran selama proses mixing menyatakan bahwa pada sistem

butiran terlihat jumlah butiran yang paling banyak memperlihatkan kualitas campuran yang kurang baik bila dibandingkan dengan jumlah komponen yang lebih sedikit.

Kecepatan sebagai salah satu parameter pengadukan akan mempengaruhi sifat mekanik material seperti pada Agar gel yang berasal dari polysacarida kecepatan pengadukan akan mempengaruhi porositas dan terbentuknya gelembung udara, pada material ini kecepatan pengadukan tinggi lebih disukai karena akan menghasilkan modulus yang lebih tinggi. Selain kecepatan pengadukan pada beberapa material sepert concrete memperlihatkan bahwa waktu pengadukan akan yang lebih lama mengakibatkan penurunan terhadap kekuatan kompresi material.[9]

7

bisa cairan juga padatan yang berbentuk serbuk, Menurut Bauman.I,dkk (2008) bahwa jenis mixer statis, blender type-V juga jenis Turbula dapat digunakan untuk percampuran serbuk (powder) dengan karakteristik yang berbeda. Penggunaan mixer statis juga memiliki keuntungan dibanding mixer jenis lain dikarenakan lebih murah pada saat operasional dan sangat mudah dipasang dan dibersihkan.[10]

Mixer merupakan salah satu alat pencampur dalam sistem emulsi sehingga

menghasilkan suatu dispersi yang seragam atau homogen. Terdapat dua jenis mixer yang berdasarkan jumlah propeler-nya (turbin), yaitu mixer dengan satu propeller dan mixer dengan dua proeiller. Mixer dengan satu propeller adalah mixer yang biasanya digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah. Sedangkan mixer dengan dua propiller umumnya diigunakan pada cairan dengan viskositas tinggi. Hal ini karena satu propeller tidak mampu mensirkulasikan keseluruhan massa dari bahan pencampur (emulsi), selain itu ketinggi emulsi bervariasi dari waktu ke waktu.[11]

2.2. Pengertian Pencampuran

Dalam proses rekayasa industri, pencampuran adalah operasi unit yang melibatkan memanipulasi sistem fisik heterogen, dengan maksud untuk membuatnya lebih homogen. Pencampuran dapat didefinisikan sebagai unit proses yang bertujuan memberi perlakuan sedemikian rupa pada dua atau lebih dari dua komponen yang

dapat menyimpang dari komponennya. Pencampuran dapat dipisahkan menjadi komponen aslinya secara mekanis. Pencampuran dapat bersifat homogen atau heterogen. [7]

Tujuan pencampuran adalah untuk melapisi partikel dengan pengikat, untuk memutus aglomerat, dan untuk mencapai distribusi seragam pengikat dan ukuran partikel seluruh bahan baku. Selanjutnya beberapa komponen dari binder harus tipis dan tersebar diantara partikel, untuk mendapatkan ini beberapa detail harus menjadi pertimbangan yang penting. Untuk binder thermoplastic pencampuran dilakukan pada temperatur yang lebih tinggi/menengah.[10]

2.2.1. Jenis-Jenis Mesin Pencampur 1. Planetary Mixer

Planetary Mixer merupakan alat pencampuran bahan viskous, dibandingkan

dengan pencampuran pada bahan cair, proses pencampuran bahan yan viscous memerlukan tenaga yang lebih banyak. Planetary mixer terdiri dari wadah atau bejan yang bersifat stasioner sedangkan pengaduk yang

digunakan mempunyai gerakan melingkar sehingga ketika berputar, pengaduk secara berulang mendatangi seluruh bagian pada bejana. Pada saat proses pencampuran berlangsung ruang pencampuran berada dalam keadaan

tertutup. Hal itu dimaksudkan agar bahan yang sedang bercampur tidak sampai tumpah keluar karena perputaran dari pengaduk[9]. Bentuk dari mixer tersebut diperlihatkan pada gambar 2.1. dibawah ini :

9 2. Ribbon Blender

Ribbon Blender merupakan salah satu alat pencampur dalam sistem emulsi

sehingga menghasilkan suatu dispersi/adonan yang seragam atau homogen. Sumber tenaga pada Ribbon Blenderberfungsi sebagai penggerak dalam proses pengadukan. Tenaga dari motor penggerak untuk pengaduk ditransmisikan secara langsung dengan menggunakan besi.Pengaduk itu sendiri memiliki fungsi untuk mengalirkan bahan dalam alat pengaduk yang bergerak dan wadah yang diam. Pengaduk juga berfungsi untuk mengaduk selama proses penampungan dan untuk menghindari pengendapan.Proses pencampuran adonan dengan Ribbon Blender bertujuan untuk memperoleh adonan yang elastis dan menghasilkan pengembangan gluten yang diinginkan.[9] Bentuk dari mesin tersebut diperlihatkan pada gambar 2.2. dibawah ini :

Gambar 2.2 : Mesin Ribbon Blender [9]

3. Double Cone Blender

Double cone mixer merupakan alat pencampur yang cocok untuk bahan

adalah mudah digunakan untuk pencampuran berbahan halus, higienis dan mudah dibersihkan.[9] Bentuk dari mesin tersebut diperlihatkan pada gambar 2.3. dibawah ini :

Gambar 2.3 : Mesin Double Cone Blender [9]

4. Vertical Double Rotary Mixer

Vertical double rotary mixer digunakan untuk mencampurkan bahan yang

padatpadat. Mixer ini digunakan untuk kontinyu adalah padat-padat dan

padat-cair pencampuran untuk medium untuk produksi besar secara terus menerus. Mixer ganda memiliki poros pencampuran disesuaikan dengan dayung dalam mixer vertikal tujuan pencampuran dapat diselesaikan di bawah gaya gravitasi dengan dampak diasingkan. [9] Bentuk dari mixer tersebut diperlihatkan pada gambar 2.4. dibawah ini :

11 2.2.2. Kecepatan Pencampur

Salah satu variasi dasar dalam proses pengadukan dan pencampuran adalah kecepatan putaran pengaduk yang digunakan. Variasi kecepatan putaran pengaduk bisa memberikan gambaran mengenai pola aliran yang dihasilkan dan daya listrik yang dibutuhkan dalam proses pengadukan dan pencampuran. Secara umum klasifikasi kecepatan putaran pengaduk dibagi tiga, yaitu : kecepatan putaran rendah, sedang dan tinggi. Variasi putaran ini akan mempengaruhi kualitas pencampuran material yang diperoleh. Kecepatan putaran rendah berkisar 400 rpm, menengah 1150 rpm dan kecepatan tinggi berkisar 1750 rpm. [9]

Pengaduk berfungsi untuk menggerakkan bahan didalam bejana pengaduk yang digunakan. Alat pengaduk ini biasanya terdiri atas sumbu pengaduk dan sirip pengaduk yang dirangkai menjadi satu kesatuan. Alat pengaduk dibuat dan didesain sesuai dengan keperluan pengadukan. Jenis pengaduk harus disesuaikan dengan faktor berikut ini yakni : Jenis dan ukuran pengaduk, Jenis bejana pengaduk, Jenis dan jumlah bahan yang dicampur. Pemilihan alat pengaduk dari sejumlah besar alat

pengaduk yang ada hanya dapat dilakukan melalui percobaan dan pengalaman.Jenis-jenis pengaduk yang biasa digunakan yakni pengaduk baling-baling (propeller), pengaduk turbin (turbine), pengaduk dayung (paddle) dan pengaduk helical ribbon.

1. Pengaduk Baling-baling

Pengaduk jenis ini digunakan pada kecepatan berkisar antara 400 hingga 1750 rpm (revolution per minute) dan digunakan untuk bahan berupa cairan dengan viskositas rendah. Terdapat 3 jenis pengaduk baling-baling yang sering digunakan yaitu Marine propeller, hydrofoil propeller, dan high flow

propeller. Bentuk dari pengaduk tersebut dapat dilihat pada gambar 2.5

dibawah ini :

2. Pengaduk Dayung (Paddle)

Pengaduk jenis ini digunakan pada kecepatan rendah diantaranya 20 hingga 200 rpm. Pengaduk jenis ini sebaiknya tidak digunakan untuk bahan dengan viskositas tinggi seperti padatan. Terdapat beberapa jenis pengaduk dayung yaitu Paddle anchor, paddle flat beam-basic, paddle double-motion, paddle

gate, paddle horseshoe, paddle glassed steel, paddle finger, paddle helix, dan

multi helix. Bentuk salah satu dari pengaduk tersebut dapat dilihat pada

gambar 2.6 dibawah ini :

Gambar 2.6 : Pengaduk Dayung [9]

3. Pengaduk Turbin

13 4. Pengaduk Helical- Ribbon

Pengaduk jenis Helical- Ribbon memiliki bentuks eperti pita (ribbon) yang dibentuk dalam sebuah bagian yang bentuknya seperti baling- baling helicopter dan ditempelkan kepusat sumbu pengaduk (helical). Pengaduk jenis ini memiliki rpm yang rendah dan digunakan untuk bahan-bahan dengan viskositas tinggi. Ada pun beberapa jenis pengaduk helical-ribbon adalah sebagai berikut: ribbon impeller, double ribbon impeller, helical screw

impleller, sigma impleller, dan z-blades.[13] Bentuk dari jenis pengaduk

tersebut dapat dilihat pada gambar 2.8 berikut ini :

Gambar 2.8 : Pengaduk Helical Ribbon [13]

2.3. Elemen Pemanas

Elemen pemanas listrik merupakan mesin yang mengubah energi listrik

menjadi energi panas melalui proses Joule Heating. Prinsip kerja elemen panas adalah arus listrik yang mengalir pada elemen menjumpai resistansinya, sehingga menghasilkan panas pada elemen.[14] Pembuatan elemen pemanas harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain :

- Harus tahan lama pada suhu yang dikehendaki, Sifat mekanisnya harus kuat pada suhu yang dikehendaki, Koefisien muai harus kecil, sehingga perubahan bentuknya pada suhu yang dikehendaki tidak terlalu besar, Tahanan jenisnya harus tinggi, Koefisien suhunya

- Harus kecil, sehingga arus kerjanya sedapat mungkin konstan.

Trip heater adalah elemen pemanas yang terbuat dari kumparan kawat/pita bertahanan listrik tinggi yang kemudian dilapisi oleh isolator tahan panas dan pada bagian luar dilapisi oleh plat logam berbahan kuningan, aluminium ataupun stainless steal yang kemudian dibentuk menjadi lempengan heater berbentuk strepe.[14] Adapun salah satu bentuk dari elemen pemanas tersebut diperlihatkan pada gambar 2.9 dibawah ini :

Gambar 2.9 : Elemen Pemanas Pada Mesin Mixer

2.4. Plastik

15

polyvinyl chloride (PVC). Ketika mencoba untuk melekatkan karet dan metal, Waldo Semon, seorang ahli kimia di perusahaan ban B.F. Goodrich menemukan PVC. Sedangkan pada tahun 1933 Ralph Wiley, seorang pekerja lab di perusahaan kimia Dow secara tidak sengaja menemukan plastik jenis lain yaitu polyvinylidene chloride atau populer dengan sebutan saran dan pada tahun yang sama, dua orang ahli kimia organik bernama E.W. Fawcett dan R.O. Gibson yang bekerja di Imperial Chemical Industries Research Laboratory menemukan polyethylene. pada tahun 1938 seorang ahli kimia bernama Roy Plunkett menemukan teflon. [15]

Polimer atau kadang-kadang disebut sebagai makromolekul, adalah molekul besar yang dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-kesatuan berulang itu setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat polimer. Akibatnya molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa molekul yang sangat besar. Sebagai contoh, polimer poli (feniletena) mempunyai harga rata-rata massa molekul mendekati 300.000. Hal ini yang menyebabkan polimer tinggi memperlihatkan sifat sangat berbeda dari polimer bermassa molekul rendah, sekalipun susunan kedua jenis polimer itu sama. [3] Adapun klasifikasi polimer

berdasarkan ketahanan terhadap panas dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut : 1. Polimer Termoplastik

Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan

terhadap panas. Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan akan mengeras. Proses tersebut dapat terjadi berulang kali, sehingga dapat dibentuk ulang dalam berbagai bentuk melalui cetakan yang berbeda untuk mendapatkan produk polimer yang baru. Polimer yang termasuk polimer termoplastik adalah jenis polimer plastik. Jenis plastik ini tidak memiliki ikatan silang antar rantai polimernya, melainkan dengan struktur molekul linear atau bercabang. [13] Bentuk struktur termoplastik diperlihatkan pada gambar 2.10 berikut.

Polimer termoplastik memiliki sifat – sifat khusus sebagai berikut.

o Berat molekul kecil

o Tidak tahan terhadap panas. o Jika dipanaskan akan melunak. o Jika didinginkan akan mengeras. o Mudah untuk diregangkan. o Fleksibel.

o Titik leleh rendah.

o Dapat dibentuk ulang (daur ulang). o Mudah larut dalam pelarut yang sesuai. o Memiliki struktur molekul linear/bercabang.

Contoh plastik termoplastik sebagai berikut:

o Polietilena (PE) = Botol plastik, mainan, bahan cetakan, ember, drum,

pipa saluran, isolasi kawat dan kabel, kantong plastik dan jas hujan.

o Polivinilklorida (PVC) = pipa air, pipa plastik, pipa kabel listrik, kulit

sintetis, ubin plastik, piringan hitam, bungkus makanan, sol sepatu, sarung tangan dan botol detergen.

o Polipropena (PP) = karung, tali, botol minuman, serat, bak air, insulator, kursi plastik, alat-alat rumah sakit, komponen mesin cuci,

pembungkus tekstil, dan permadani.

o Polistirena = Insulator, sol sepatu, penggaris, gantungan baju.

2. Polimer Termosetting

17

ini, maka semakin kaku dan mudah patah. Bila polimer ini dipanaskan untuk kedua kalinya, maka akan menyebabkan rusak atau lepasnya ikatan silang antar rantai polimer.[13] Bentuk struktur termoplastik diperlihatkan pada gambar 2.11 berikut.

Gambar 2.11 : Struktur ikatan silang thermosetting [13]

Sifat polimer termoseting sebagai berikut:

o Keras dan kaku (tidak fleksibel) o Jika dipanaskan akan mengeras.

o Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang). o Tidak dapat larut dalam pelarut apapun.

o Jika dipanaskan akan meleleh. o Tahan terhadap asam basa.

o Mempunyai ikatan silang antarrantai molekul.

Contoh plastik termoseting :

o Bakelit = asbak, fitting lampu listrik, steker listrik, peralatan fotografi, radio, perekat plywood.

dan kerangka (chasis) kendaraan dan lain-lain. Sedangkan penggunaan bahan non logam berguna pada komponen-komponen yang kekuatannya tidak terlalu kuat namun lebih mementingkan faktor keindahan, dan bobot komponen. Penerapan bahan non logam ini banyak ditemukan pada komponen interior ataupun pada komponen kendaraan otomotif modern seperti dashboard, tempat duduk, bumper atau bahkan pada bodi kendaraan yang tergolong modern semua bagian dari bodi kendaraan terbuat dari bahan non logam seperti carbon atau serat karbon yang memiliki bobot ringan namun dengan kekuatan yang cukup kuat apabila dibandingkan dengan bahan plastik. Plastik merupakan sebuah bahan yang paling populer dan paling banyak digunakan sebagai bahan pembuat komponen otomotif selain bahan logam berupa besi. Plastik merupakan sebuah zat kimia buatan yang memiliki kekuatan bervariasi dan ketahanan terdapat suhu yang bervariasi pula. Plastik merupakan bahan recycle atau bahan yang bisa didaur ulang, maka dari itulah banyak cara pengolahan-pengolahan plastik. Selain itu plastik juga merupakan bahan kimia yang sulit terdegradasi atau terurai oleh alam, membutuhkan waktu beratus-ratus atau bahkan ribuan tahun untuk menguraikan plastik oleh alam.[5]

2.4.1. Macam – Macam Polymer

Terdapat dua macam polymer yang terdapat di kehidupan yaitu polymer

alami dan polymer buatan atau polymer sintesis.[4] 1. Polimer Alami

Alam juga menyediakan berbagai macam polymer yang bisa langsung digunakan oleh manusia sebagai bahan. Polymer tersebut ialah : Kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut dan lain sebagainya.

2. Polimer Sintetis

19

sekali macam-macam polymer sintesis hasil rekayasa manusia diantaranya adalah :

- Tidak terdapat secara alami : Nylon, polyester, polypropilen, polystiren - Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis

- Polimer alami yang dimodifikasi : seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya).

Berdasarkan jumlah rantai karbonnya : • 1 ~ 4 Gas (LPG, LNG)

2.4.2. Proses Pengerjaan Produk Berbahan Baku Plastik

Ada banyak cara yang bisa digunakan dalam memperoleh plastik, dengan menggunakan metode berbeda-beda dan alat yang berbeda-beda pula. Adapun cara memperolehnya adalah sebagai berikut : [16]

1. Proses Injection Molding

menutup, plastik leleh bisa langsung diinjeksikan,[16] proses injection moulding diperlihatkan pada gambar 2.12 berikut :

Gambar 2.12 : Proses Injection Molding [16]

2. Proses Ekstrusi

Ekstrusi adalah proses untuk membuat benda dengan penampang tetap. Keuntungan dari proses ekstrusi adalah bisa membuat benda dengan penampang yang rumit, bisa memproses bahan yang rapuh karena pada proses ekstrusi hanya bekerja tegangan tekan, sedangkan tegangan tarik tidak ada sama sekali. Aluminium, tembaga, kuningan, baja dan plastik adalah contoh bahan yang paling banyak diproses dengan ekstrusi. Contoh barang dari baja yang dibuat dengan proses ekstrusi adalah rel kereta api. Khusus untuk ekstrusi plastik proses pemanasan dan pelunakan bahan baku terjadi di dalam barrel akibat adaya pemanas dan gesekan antar material akibat putaran screw.[16] Proses ekstruksi diperlihatkan pada gambar 2.13 berikut :

21 Variasi dari ekstrusi plastik 1. blown film

2. flat film and sheet 3. ekstrusi pipa 4. ekstrusi profil 5. pemintalan benang 6. pelapisan kabel

3. Proses Blow Molding

Blow molding adalah proses manufaktur plastik untuk membuat produk-produk berongga (botol) dimana parison yang dihasilkan dari proses ekstrusi dikembangkan dalam cetakan oleh tekanan gas. Pada dasarnya blow molding adalah pengembangan dari proses ekstrusi pipa dengan penambahan mekanisme cetakan dan peniupan. [16]Proses blow molding diperlihatkan pada gambar 2.14 berikut :

Gambar 2.14 : Proses Blow Molding [16]

4. Proses Thermoforming

thermoforming karena pemanasan tidak bisa melunakkan termoset akibat rantai tulang belakang molekulnya saling bersilangan. Contoh produk yang diproses secara thermoforming adalah bakelit.[16] Proses thermoforming diperlihatkan pada gambar 2.15 berikut :

Gambar 2.15 : Proses Thermoforming [16]

5. Proses Calendering

Calendaring adalah sebuah proses dimana lembaran – lembaran dari material

thermoplastik dibuat dengan cara melewatkan polimer halus yang dipanaskan diantara dua buah rol atau lebih. Dalam proses calendering, plastik dibuat menjadi gulungan antara dua rol yang membuatnya ke sebuah yang kemudian lewat sekitar

satu atau lebih tambahan gulungan sebelum melepas sebagai film berkelanjutan. Kain atau kertas dapat diberi umpan melalui gulungan yang terakhir, sehingga mereka menjadi diresapi dengan plastik. [16] Proses calendering diperlihatkan pada gambar 2.16 berikut :

23 6. Proses Casting

Casting pada plastik adalah proses pembentukan produk plastik dengan cara memasukan plastik panas kedalam cetakan kemudian cetakan diberikan tekanan. Tetapi berbeda dengan proses injeksi. Material plastik yang biasa digunakan adalah PE,PVC,ataupun PP.[16] Proses casting diperlihatkan pada gambar 2.17 berikut :

Gambar 2.17 : Proses Casting [16]

7. Proses Pemintalan

Pembentukan fiber dilakukan dengan temperatur di atas titik leleh polyester, dengan bantuan gear pump yang menentukan ukuran fiber yang keluar melalui spinneret. Spinneret disini akan menentukan cross section atau bentuk dari fiber yang diinginkan, seperti bulat, segitiga, dan lain-lain.Fiber tipe ranting atau single straind di lewatkan melalui sebuah wadah yang berisi resin, kemudian fiber tersebut di putar mengelilingi mandrel yang bergerak arah radial dan tangensial.[16] Proses pemintalan diperlihatkan pada gambar 2.18 berikut :

2.4.3. Sifat, Jenis dan Kegunaan Plastik

Dewasa ini banyak ditemukan varian baru dalam dunia teknik mengenai macam-macam plastik, masing-masing plastik memiliki sifat dan kegunaan yang berbeda-beda.[4] Adapun macam-macam dari plastik itu sendiri adalah sebagai berikut :

1. PET (PolyEtylene Terephthalate)

Menurut Septera (2013) “PET bersifat jernih, kuat, tahan bahan kimia dan panas, serta mempunyai sifat elektrikal baik yang Jika. Pemakaiannya dilakukan secara berulang, terutama menampung air panas, lapisan polimer botol meleleh mengeluarkan zat karsinogenik dan dapat menyebabkan Kanker.” PET digunakan sebagi pembungkus minuman berkarbonasi (soda), botol juice buah, peralatan tidur dan fiber tekstil. PET memiliki sifat tidak tahan panas, keras, tembus cahaya (transparan), memiliki titik leleh 85ºC. [5] bentuk struktur dapat dilihat pada gambar 2.19 berikut :

Gambar 2.19 : Struktur ikatan Polymer PET [5]

2. PP (Polypropylene)

25 3. PE (Polyethylene)

PE memiliki monomer etena (CH2 = CH2), PE bila ditinjau dari jenis rantai

karbonnya ada dua macam yaitu Polyetylene linier dan Polyetylene bercabang. PE memiliki sifat-sifat diantaranya adalah permukaannya licin, tidak tahan panas, fleksibel, transparan/tidak dan memiliki titik leleh sebesar 115°C. Maka dari itulah PE banyak digunakan sebagai kantong plastik, botol plastik, cetakan, film dan pada dunia modern digunakan untuk pembungkus kabel.[5] Bentuk struktur dapat dilihat pada gambar 2.21 berikut :

Gambar 2.21 : Struktur ikatan Polymer PE [5]

4. PVC (PolyVinyl Cloride)

Menurut Krisnadwi (2013) “PVC adalah Polyvinyl Chloride – Rumus molekulnya adalah (-CH2 – CHCl -)n. Ini merupakan resin yang liat dan keras

yang tidak terpengaruh oleh zat kimia lain.” Sifat dari PVC ini sendiri adalah keras, kaku, dapat bersatu dengan pelarut, memiliki titik leleh 70°-140° C. Kegunaan dalam kehidupan adalah sebagai pipa plastik (paralon), peralatan kelistrikan, dashboard mobil, atap bangunan dan lain-lain,[5] bentuk struktur dapat dilihat pada gambar 2.22 berikut :

5. PS (Poly Styrene)

Menurut Septera (2013) “Mengandung bahan bahan Styrine yang berbahaya untuk kesehatan otak, mengganggu hormon estrogen pada wanita yang berakibat pada masalah reproduksi dan sistem saraf.” Sifat-sifat yang dimiliki oleh PS adalah kaku, mudah patah, tidak buram dan memiliki titik leleh 95°C. PS banyak digunakan sebagai penggaris plastik, cardridge printer, rambu-rambu lalu lintas dan gantungan baju.[5] Bentuk struktur dapat dilihat pada gambar 2.23 berikut :

Gambar 2.23 : Struktur ikatan Polymer PS [5]

2.5. Fiber Glass

Produk fiberglass banyak digunakan di dunia industri saat ini. Fiberglass

merupakan bahan yang ringan, mudah dibentuk dan dapat diaplikasikan pada

berbagai sisi bodi kendaraan, hp atau benda-benda lain. Fiberglass banyak

digunakan pada interior maupun eksterior kendaraan. Sebagai contoh pada mobil,

Fiberglass dapat diaplikasikan pada eksteriormobil seperti bumper, side skirt,

spoiler, penutup atas kaca dan lain sebagainya. Sedangkan pada interior mobil,

pada berbagai tujuan khusus, fiberglass digunakan pada pembuatan dudukan

atau rumah audio visual hal ini lebih banyak dilakukan pada modifikasi mobil.

27

tipis dengan garis tengah sekitar 0,005 mm – 0,01 mm. Serat ini dapat dipintal

menjadi benang atau ditenun menjadi kain, yang kemudian diresapi dengan resin

sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi. Fiberglass sendiri dinilai

lebih menguntungkan dibandingkan logam diantaranya produk fiberglass lebih

mudah dibuat, lebih murah dan lebih ringan.

Fiberglass merupakan bahan paduan atau campuran beberapa bahan kimia

(bahan komposit) yang bereaksi dan mengeras dalam waktu tertentu. Bahan ini

mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan bahan logam, diantaranya : lebih

ringan, lebih mudah dibentuk, dan lebih murah. Fiberglass atau serat kaca telah

dikenal orang sejak lama, dan bahkan peralatan-peralatan yang terbuat dari kaca

mulai dibuat sejak awal abad ke 18. Mulai akhir tahun 1930-an, fiberglass

dikembangkan melalui proses filament berkelanjutan (continuous filament proces)

sehingga mempunyai sifat-sifat yang memenuhi syarat untuk bahan industri,

seperti kekuatannya tinggi, elastis, dan tahan terhadap temperatur tinggi [5]. .lihat

pada gambar 2.24 berikut.

fiber merupakan material penguat yang berubah serat berdasarkan pembentukan

serat dibedakan menjadi 2 yaitu :

a. serat alam natural fiber yaitu serat yang terbuat dari tanaman,hewan maupun

sumber-sumber mineral lainnya.

b. Serat buatan yaitu serat yang terbuat dari campuran bahan kimia.

2.5.1. Sifat Material Komposit

Sifat material komposit di pengaruhi oleh jenis serat dan arah sera yang

digunakan antara lain :

a. serat glass

b. serat aramid

c. serat carbon

d. serat boron

adapun arah serat yang digunakan :

1. serat satu arah

2. serat dua arah

serat satu arah mempunyai kekuatan dan kekakuan dalam arah – x yang lebih

tinggi dari serat dua arah, tetapi kekuatan dan kekakuannya pada –y lebih

rendah. Serat dua arah mempunyai kemampuan bentuk yang lebih baik

29 2.6. Karakteristik

Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui dan menganalisa campuran polimer. Karakterisasi yang dilakukan berupa uji tarik (Kekuatan tarik,dan Regangan).

2.6.1. Tegangan (Stress)

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 bermacam-macam sesuai dengan pembebanan yang diberikan.

Komponen tegangan pada 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.[7] Tegangan (stress) juga didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda. Secara matematis dituliskan:

Regangan adalah suatau bentuk tanpa dimensi untuk menyatakan perubahan 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.[7] Regangan juga didefinisikan sebagai perbandingan antara penambahan panjang benda terhadap panjang mula-mula. Pertambahan panjang yang terjadi akibat perlakuan yang diberikan pada sampel sehingga pertambahan panjang sampel setiap satuan. Regangan dirumuskan sebagai berikut :

ε =

∆�_� 0

...(2.2)

Ket :

ε = regangan (elongation)

ΔL = pertambahan panjang (mm) L0 = panjang awal (mm)

Bila suatu bahan dikenakan beban tarik yang disebut tegangan (gaya persatuan luas), maka bahan akan mengalami perpanjangan (regangan). Kurva tegangan terhadap regangan merupakan gambaran karakteristik dari sifat mekanik suatu bahan. Berikut adalah grafik hubungan tegangan-regangan yang diperlihatkan pada gambar 2.28 :

31