commit to user 6 BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian yang Relevan
1. Tinjauan Pustaka a. Komposit
Kata komposit (composite) merupakan kata sifat yang berarti susunan atau gabungan. Composite berasal dari kata kerja “to compose”
yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana, bahan komposit berarti bahan gabungan yang tersusun dari dua atau lebih bahan yang berlainan kemudian digabung atau dicampur secara makroskopis.
Dalam hal ini gabungan bahan ada dua macam (Gibson, 1994) : 1) Gabungan makro :
a) Bisa dibedakan secara visual
b) Penggabungan lebih secara fisis dan mekanis c) Bisa dipisahkan secara fisis dan mekanis 2) Gabungan mikro :
a) Tidak bisa dibedakan secara visual b) Penggabungan ini lebih secara kimia
c) Sulit dipisahkan, tetapi dapat dilakukan secara kimia
Karakteristik dan sifat komposit dipengaruhi oleh material- material yang menyusunnya, susunan struktur dan interaksi antar unsur- unsur penyusunnya. Interaksi antar unsur-unsur penyusun komposit yaitu serat dan matriks sangat berpengaruh terhadap kekuatan ikatan antarmuka.
Kekuatan ikatan antar muka (interfacial strength) yang optimal antara matriks dan serat merupakan aspek yang penting dalam penunjukan sifat- sifat mekanik komposit (Gibson, 1994).
Penggabungan material yang berbeda bertujuan untuk menemukan material baru yang mempunyai sifat antara (intermediate)
commit to user
material penyusunnya yang tidak akan diperoleh jika material penyusunnya berdiri sendiri. Material penyusun komposit tersebut bisa berupa fibers, particles, laminate or layers, flakes fillers, dan matriks.
Matriks sering disebut sebagai unsur pokok bodi, sedangkan fibers, particles, laminate or layers, flakes fillers disebut sebagai unsur pokok struktur (Schwartz, 1984).
Menurut bentuk material dan penyusunnya, komposit dapat dibedakan dalam lima jenis, yaitu (Schwartz, 1984) :
1) Komposit serat (fibrous composite).
Unsur utama komposit adalah serat yang mempunyai banyak keunggulan oleh karena itu bahan komposit serat yang paling banyak dipakai. Bahan komposit serat tediri dari serat-serat yang diikat oleh matriks yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continuos fiber) dan serat pendek (short fiber atau whisker). Dalam penelitian ini diambil bahan komposit serat (fiber composite). Pengunaan bahan komposit serat sangat efisien dalam menerima beban dan gaya. Bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat (Hadi, 2000).
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.
Komposit serat merupakan jenis komposit yang paling banyak digunakan untuk struktur. Hal ini disebabkan karena komposisi serat lebih kuat dari pada bentuk butiran, mempunyai kekakuan serat yang solid dan matriksnya lebih fleksibel (Schwartz, 1984).
commit to user
Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu:
(a) Continuous Fiber Composite (b) Woven Fiber Composite
(c) Discontinuous Fiber Composite (d) Hybrid fiber composite Gambar 2.1. Tipe Serat pada Komposit (Gibson, 1994 )
2) Komposit partikel (particulate composite)
Komposit partikel merupakan komposit yang menggunakan partikel atau serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya.
3) Komposit serpih (flake)
Flake Composites adalah komposit dengan penambahan material berupa serpih kedalam matriksnya. Flake dapat berupa serpihan mika dan metal (Schwartz, 1984).
4) Komposit sketal (filled)
Filled composites adalah komposit dengan penambahan material ke dalam matriks dengan struktur tiga dimensi (Schwartz, 1984).
commit to user 5) Komposit laminat (laminate composite)
Laminate Composite (komposit lapisan) merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.
Komposit laminat adalah lembaran yang merupakan gabungan dari dua atau lebih komponen yang berbeda (satu berperan sebagai matriks dan yang lain berperan sebagai penguat) yang digabungkan menjadi satu secara mekanik, sehingga memiliki gabungan sifat-sifat dari komponen pembentuknya. Dengan mengkombinasikan komponen pembentuknya tersebut diharapkan akan didapat sifat material yang lebih baik dari bahan asalnya.
Kombinasi tersebut sedemikian rupa sehingga akan menghilangkan sifat-sifat yang tidak diharapkan dari komponen pembentuknya.
Gabungan dari beberapa lamina disebut laminat.
Material penguat yang sering dipakai dalam proses pembuatan komposit adalah serat yang terbuat dari serat kaca atau yang sering disebut fiberglass. Menurut bentuk seratnya, fiberglass dapat dibagi dalam dua jenis yaitu serat panjang (continuous fiber) dan serat pendek (discontinuous fiber). Bahan komposit selain terbuat dari serat kaca juga ada yang terbuat dari karbon, boron dan aramid.
Meskipun dalam penggunaannya serat sangat baik sebagai penguat namun harus dipertimbangkan kerugian-kerugian dalam penggunaan serat tersebut contohnya, serat tidak dapat menyangga beban kompresi longitudinal dan sifat mechanical transverser pada umumnya kurang begitu baik.
Komposit laminat yaitu komposit yang terdiri dari lapisan dan bahan penguat, contohnya kayu lapis yang digunakan sebagai panel yang sering digunakan sebagai bahan bangunan dan kelengkapannya. Tujuan utama pembuatan lapisan ini adalah untuk
commit to user
memperbaiki sifat mekanik dan insulator karakteristik material pada tiap lapisan itu berbeda.
b. Matriks 1) Matriks
Matriks (resin) dalam susunan komposit bertugas melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik.
Matriks harus bisa meneruskan beban dari luar ke serat. Umumnya matriks terbuat dari bahan-bahan yang lunak dan liat. Polimer (plastik) merupakan bahan umum yang biasa digunakan. Matriks juga umumnya dipilih dari kemampuannya menahan panas. Polyester, vinilester dan epoksi adalah bahan-bahan polimer yang sejak dahulu telah dipakai sebagai bahan matriks. Persyaratan di bawah ini perlu dipenuhi sebagai bahan matriks untuk pencetakan bahan komposit : a) Resin yang dipakai perlu memiliki viskositas rendah, dapat sesuai
dengan bahan penguat dan permeable.
b) Dapat diukur pada temperatur kamar dalam waktu yang optimal.
c) Mempunyai penyusutan yang kecil pada pengawetan.
d) Memiliki kelengketan yang baik dengan bahan penguat.
e) Mempunyai sifat baik dari bahan yang diawetkan.
Tidak ada bahan yang dapat memenuhi semua persyaratan di atas tetapi pada saat ini paling banyak dipakai adalah polyester tak jenuh (Surdia, 2000).
Mazumdar (2002) 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.
commit to user
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.
d) Memberikan perlindungan untuk memperkuat serat terhadap serangan kimia dan kerusakan mekanik karena pemakaian.
e) Berdasarkan matriks yang digunakan, karakteristik perfomansi meliputi kelenturan, kekuatan impak, dan sebagainya, juga turut dipengaruhi. Sebuah matriks yang ulet akan meningkatkan ketangguhan struktur komposit.
2) Ikatan Serat dan Matriks
Material komposit merupakan gabungan dari unsur-unsur yang berbeda. Hal itu menyebabkan munculnya daerah perbatasan antara serat dan matriks. Daerah pencampuran antara serat dan matriks disebut dengan daerah interphase (bonding agent), sedang batas pencampuran antara serat dan matriks disebut interface. Ikatan antar muka (interface bonding) yang optimal antara matriks dan serat merupakan aspek yang penting dalam penunjukan sifat-sifat mekanik komposit. Transfer beban/tegangan diantara dua fase yang berbeda ditentukan oleh derajat adhesi. (George, dkk, 1995) mengungkapkan bahwa ikatan adhesi yang kuat diantara permukaan antara matriks dan serat diperlukan untuk efektifnya perpindahan dan distribusi beban melalui ikatan permukaan.
c. Polimer Termoset
Polimerisasi polimer termoset dihasilkan oleh reaksi kimia yang melibatkan dua tahap, yaitu ;
1) Prapolimer, pembentukan rantai molekul yang sangat panjang, sama seperti termoplast.
commit to user
2) Pencetakan, pada tahap ini panas dan tekanan diberikan. Rantai molekul yang panjang diikat melalui ikatan yang kuat agar bahan tidak menjadi lembut kembali. Bila panas berikut diberikan maka bahan akan hangus dan rusak.
Polimer termoset jika dipanaskan akan mengalami perubahan kimia dan fasa dari plastik padat menjadi suatu bahan yang keras dan kaku.
Sebelum dipanaskan, polimer termoset memiliki struktur rantai linear atau bercabang panjang. Setelah dipanaskan struktur molekul paut silang/
jalinan di antara rantaian polimer yang berdekatan. Proses jalinan ini berlangsung kekal.
Polimer termoset lembut jika dipanaskan pertama kali dan mengeras jika didinginkan. Termoset tidak akan lembut bila diberikan panas berikutnya dan umumnya menjadi lebih keras, lebih kuat dan lebih rapuh dibandingkan dengan termoplastik dan hanya sekali pakai. Contoh jenis polimer termoset adalah epoxy, phenolik, polyester, vinyl ester, dan lain-lain.
d. Serat Kaca
Serat kaca (fiberglass) adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan garis tengah sekitar 0,005 mm sampai dengan 0,01 mm.
Serat ini dapat dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain, yang kemudian diresapi dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat, tahan panas dan korosi untuk digunakan sebagai badan mobil dan bangunan kapal. Serat kaca juga digunakan sebagai agen penguat untuk banyak produk plastik.
Serat kaca biasanya digunakan oleh perancang komposit sebagai komponen otomotif, pipa, bagian struktur sebuah kerangka konstruksi. Serat kaca sangat mudah ditemui karena harganya yang cukup ekonomis dengan kekuatan mekanik yang kuat sehingga serat ini banyak digunakan sebagai penguat dalam struktur komposit. (Barbero, 1998)
commit to user
Berdasarkan jenisnya serat kaca dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain (Frederick T. W, dkk 2001):
1) Serat E-Glass
Serat E-Glass adalah salah satu jenis serat yang dikembangkan sebagai penyekat atau bahan isolasi. Jenis ini mempunyai kemampuan bentuk yang baik.
2) Serat C-Glass
Serat C-Glass adalah jenis serat yang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap korosi.
3) Serat S-Glass
Serat S-Glass adalah jenis serat yang mempunyai kekakuan dan kekuatan tarik yang tinggi, sehingga harganya lebih mahal dibandingkan dengan tipe yang lain.
Tabel 2.1. The Compositions of Glass Fibre (Hull and Clyne 1996).
Composition (%) E-glass C-glass S-glass SiO2
Al2O3+FEO3
CaO MgO Na2O+K2O
B2O3 BaO
52.4 14.4 17.2 4.6 0.8 10.6
-
64.4 4.1 13.4
3.3 9.2 4.7 0.9
64.4 25.0
- 10.3
0.3 - -
commit to user
Tabel 2.2. The Properties of Glass Fibre (Hull and Clyne 1996).
Properties E-glass C-glass S-glass
Density (ρ), kgm-3) 2600 2490 2480
Electrical Conductivity (K), Wm-1k-1
13 13 13
Tensile modulus (E), GPa 76.0 69.0 85.50 Tensile strength (σ), GPa 3.45 3.30 4.60
Berdasarkan bentuknya serat kaca dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain (Santoso, 2002):
1) Roving, berupa benang panjang yang digulung mengelilingi silinder.
Gambar 2.2 Serat Kaca tipe Roving
commit to user
2) Yarn, berupa bentuk benang yang lekat dihubungkan pada filamen.
Gambar 2.3 Serat Kaca tipe Yarn
3) Chopped Strand, adalah strand yang dipotong-potong dengan ukuran tertentu kemudian digabung menjadi satu ikatan.
Gambar 2.4. Serat Kaca tipe Chopped Strand
4) Reinforcing Mat, berupa lembaran chopped strand dan continuous strand yang tersusun secara acak.
commit to user
Gambar 2.5. Serat Kaca tipe Reinforcing Mat
5) Woven roving merupakan serat penguat menerus berbentuk anyaman dengan arah yang saling tegak lurus. Berbeda dengan material lain, woven roving terbentuk dari serat-serat kaca berukuran panjang- panjang dan dibentuk dalam suatu satu kesatuan yang bergerak kedua arah, lalu kemudian dianyam. Serat ini terbentuk dengan ukuran panjang yang bergerak dalam dua arah dan disusun seperti anyaman, maka tipe material ini memiliki kekuatan tarik yang lebih baik dari material CMS. Kekurangan dari material ini adanya gelombang akibat proses penganyaman yang mengakibatkan kurang optimalnya hasil laminasi yang terbentuk melalui proses laminasi.
Adapun karakteristik woven roving adalah:
a) Proses pengeringannya lebih cepat bila dibandingkan dengan CSM
b) Memiliki nilai kadar glass yang tinggi, yaitu sekitar 50%, sehingga memiliki nilai kekuatan tarik dan ketahanan impak yang lebih baik
commit to user
c) Lebih mudah dalam proses pengerjaan, seperti pada proses laminasi dan pemotongan.
Material woven roving umumnya digunakan pada proses laminasi pembangunan badan kapal dengan metode hand lay-up.
Material ini juga dapat diaplikasikan dengan metode chopper gun maupun vaccum bagging. Seperti halnya material serat kaca yang lain, woven roving juga dapat berpengaruh terhadap kesehatan manusi, terutama mata, kulit, dan pernafasan.
Woven roving digunakan bedasarkan ketebalannya. Pada penelitian ini menggunakan woven roving tipe 800 gram/m2 dengan data teknis sebagai berikut:
a) Berat Spesifik (W/m2) f : 800 gram/m2 b) Kekuatan Tarik : 512 MPa c) Modulus elastisitas : 38,5 GPa d) Angka Poisson : 0,2
Gambar 2.6 Serat Kaca 800 gram/m2
commit to user e. Resin Ripoxy R-802 EX
Gambar 2.7 Resin Ripoxy R-802 EX
Resin memiliki tipe atau jenis yang beragam, sesuai dengan kebutuhan. Tiga jenis resin yang banyak digunakan yaitu polyester, vinyl ester, dan epoxy. Pada penelitian ini resin yang akan digunakan adalah jenis vinyl ester. Ripoxy R-802 adalah salah satu resin dikembangkan dan diterapkan awal yang dihasilkan oleh Showa Highpolymer Co, Ltd, diperoleh dengan memodifikasi dari bis-fenol A resin epoxy dan industri produk yang telah direalisasikan, dan seluruh proses dikontrol oleh DCS.
Ripoxy R-802 memiliki kelebihan seperti tahan terhadap zat asam, air, ketahanan pelarut organik dan lain-lain, serta dapat digunakan dalam bidang perlindungan dari reaksi kimia.
Ripoxy R-802 merupakan salah satu resin yang banyak digunakan dalam indutri komposit selain epoxy dan polyester. Sifat utama dari Ripoxy R-802 adalah tahan terhadap korosi dan reaksi asam kimia.
Ripoxy R-802 mempunyai daya tahan yang baik terhadap lingkungan yang lembab, kemampuan ikatannya dengan beberapa jenis serat tidak begitu baik dibandingkan dengan epoxy. Kemampuan daya ikatan yang baik terhadap serat kaca yang baik tapi tidak begitu baik dengan serat sintetis lain seperti carbon atau Kevlar.
commit to user
Dalam penggunaannya Ripoxy R-802 harus dicampur dengan katalis (MEKPO atau cumene hyroperoxide) dan promotor (cobalt naphthenate atau promoter D). Pencampuran antara katalis dan promotor akan menghasilkan gelembung udara sehingga dalam setelah dicampur lebih baik didiamkan sejenak agar gelembung udara dapat terangkat dari dalam resin.
Gambar 2.8 Promotor P-EX
Ripoxy R-802 juga mempunyai sifat inflammable karena struktur kimianya telah mengandung monomer styrene dan dikategorikan kedalam Class 3-3 oleh Intergovernmental Maritime Consultative Organization. (Technical Data Sheet Ripoxy Resin. Showa Highpolymer Co., LTD, Japan, 2005).
commit to user
Tabel 2.3 Karakteristik Resin Ripoxy R-802 Ex
Sifat Umum Unit
Satuan R – 802
Warna Gardner < 5
Berat jenis (25 0C) g/m3 1.134 Viskositas (25 0C) Pa.s 4 hingga 6
Gelatinasi Min 10 hingga 20
Minimal waktu curing min 35 hingga 65 Maksimal panas-release suhu C 100 hingga 140
Tabel 2.1 menunjukkan keterangan resin yang digunakan dalam penelitian yaitu resin Ripoxy R-802 EX. Pemberian bahan tambahan PROMOTOR jenis P-EX (campuran 60% cobalt naphthenate and 40% Dimethylaniline) untuk pembuatan material yang tahan bakar dengan komposisi pemakaian 0,58 % dari berat total resin.
f. Katalis MEKPO
Gambar 2.9 Katalis MEKPO
Katalis digunakan untuk membantu proses pengeringan resin dan serat dalam komposit. Waktu yang dibutuhkan resin untuk berubah menjadi plastik tergantung pada jumlah katalis yang dicampurkan.
commit to user
Penelitian ini menggunakan katalis metil methyl katon peroxide (MEKPO) yang berbentuk cair dan bewarna bening.
Semakin banyak katalis yang ditambahkan pada resin maka makin cepat pula proses curringnya, tetapi apabila kelebihan katalis material yang dihasilkan akan getas atau resin dapat terbakar dengan mudah. Penambahan katalis yang baik 1% dari volume resin. Bila terjadi reaksi akan timbul panas antara 60 oC sampai dengan 90 oC. Panas ini cukup untuk mereaksikan resin sehingga diperoleh kekuatan dan bentuk plastik yang maksimal sesuai dengan bentuk cetakan yang diinginkan.
Pemakaian katalis dalam penelitian ini adalah 2,9 % dari berat resin total.
g. Kajian Teori Uji Bakar Horizontal Burning Test
Pengujian bakar dilakukan sesuai dengan ASTM D-635. Data yang bisa diperoleh dari pengujian bakar sesuai ASTM D-635 adalah data waktu penyalaan api (time to ignition) dan kecepatan bakar (rate of burning). Ketahanan bakar yang baik diperoleh dari hasil data waktu penyalaan api yang lama dan laju pembakaran rendah pada komposit. Nilai time to ignition diperoleh saat waktu pertama penyalaan api merambat pada sampel uji selama kurang dari 30 detik pada interval jarak 0 sampai dengan 25 mm, sedangkan nilai rate of burning diperoleh data waktu awal api merambat pada jarak 25 mm sampai menuju jarak L = 100 mm. Nilai rate of burning diperoleh dari jarak sejauh 75 mm (ASTM D-635, 1998).
Tes pembakaran mengharuskan variabel-variabel tertentu secara tetap misalnya ukuran spesimen, sumber energi dan waktu aplikasi, dan titik akhir.
commit to user L
W
Gambar 2.10 Standar Ukuran Dimensi Spesimen Uji Bakar (ASTM D-635)
Keterangan:
L = panjang spesimen uji bakar W = lebar spesimen uji bakar
Gambar 2.6 di atas menunjukkan standar ukuran dimensi spesimen uji bakar yang sesuai ASTM D-635. Keterangan sebagai berikut, L dinyatakan sebagai panjang spesimen dengan ukuran 125 mm, sedangkan W dinyatakan sebagai lebar spesimen dengan ukuran 13 mm, dan T dinyatakan sebagai tebal spesimen dengan ukuran 3 mm (ASTM D- 635).
Strong (1998) meneliti jenis-jenis uji bakar yang digunakan untuk komposit sebagai indikator ketahanan bakar. Uji bakar dibagi menjadi 3 kelompok, sesuai dengan tujuan dalam pelaksanaannya.
Kelompok pengujian tersebut adalah official tests, laboratory tests dan full scale tests. Official test adalah pengujian bakar dengan prosedur yang teliti sehingga semua langkah pengujian dilakukan dengan tepat. Pengujian yang tergolong official test adalah cone calorimeter test (ISO 5660 / ASTM E-1354), radiant panel test (ASTM E-162), smoke chamber test (ASTM E-662), steiner tunnel test (ASTM E-84).
Laboratory test adalah pengujian bakar yang dilakukan dengan studi eksperimental. Proses uji coba yang dilakukan dengan tipe ini lebih menguntungkan dari official test karena lebih hemat biaya. Pengujian yang tergolong laboratory test adalah limiting oxygen index (ASTM D-2863),
commit to user
vertical burn test (ASTM D-568 dan D-3801), horizontal burn test (ASTM D-635).
Jenis pengujian yang ketiga adalah full scale test. Pengujian ini dilakukan dengan prosedur penggabungan prinsip official test dan laboratory test. Pengujian ini memiliki tujuan untuk mengetahui kondisi pembakaran yang sebenarnya atau dengan kata lain uji lapangan. (Strong, 1998).
2. Penelitian yang Relevan
Aprina Suci Mahlani (2012) limbah polipropilena (LPP) dan serat tandan kosong sawit (STKS) dengan rasio LPP:STKS = 8:2 menggunakan senyawa pengikat LPP-g-AA secara reaktif dengan metode larutan menghasilkan LPP/DVB/LPP-g-AA/STKS (FI). Analog FI, formula FII disintesis dengan penambahan bentonit (LPP/DVB/LPP-g-AA/STKS/Bent) dan FIII dengan penambahan montmorillonit (LPP/DVB/LPP-g- AA/STKS/MMt). Komposit yang terbentuk dikarakterisasi dengan FTIR, XRD, pengujian daya bakar meliputi time to ignition (TTI) serta burning rate (BR) sesuai dengan ASTM D 635 dan persentase heat release (HR), serta sifat mekanik meliputi kekuatan tarik berdasarkan ASTM D 638 dan kekuatan impak berdasarkan ASTM D 6110. Berdasarkan hasil pengujian daya bakar dan sifat mekanik pada komposit FII dan FIII dengan variasi konsentrasi bentonit maupun montmorillonit masing-masing 10%; 20%; 30%; 40%, diperoleh komposisi optimum bentonit maupun montmorillonit pada FII dan FIII sebesar 20%. BR FII berkurang sebesar 57,27%, kekuatan tariknya meningkat 13,49%, dan kekuatan impaknya meningkat 41,07% dibandingkan dengan FI. FIII jika dibandingkan dengan FI, maka BR menurun sebesar 59,55%, kekuatan tarik meningkat 18,76%, dan kekuatan impak meningkat sebesar 48,03, sehingga komposit yang diperoleh memiliki hambat bakar dan sifat mekanik yang lebih baik dari FI.
commit to user
Atikah Ismail, dkk (2013) meneliti efek dari penambahan ammonium polyphosphate (APP) sebagai bahan flame retardant dengan serat kenaf sebagai filler yang bersifat flammability, termal and mechanical properties bermatriks polypropylene (PP). Pembuatan spesimen menggunakan co-rotating twin screw extruder untuk mencampur semua bahan dan mencetak spesimen dengan menggunakan injector molding. Sifat ketahanan bakar didapatkan dengan menggunakan pengujian limiting oxygen index (LOI).
Thermogravimetric yang digunakan sebagai analisa menjelaskan kestabilan termalnya. Penambahan serat kenaf kedalam komposit PP menurunkan stabilitas termalnya namun dengan menambahkan APP 20phr APP dapat meningkatkan ketahanan bakar mencapai 20%, namun tegangan modulus dan flexural strength menurun hingga 36% setelah ditambahkan APP 20phr.
Gaurav Agarwal, dkk (2013) meneliti bahwa pengaruh penambahan silicon carbide (SiC) sebagai filler terhadap sifat mekanik dan termal komposit serat kaca tipe chopped bermatriks epoxy. Dari analisis hasil sifat termal dan mekanik menyimpulkan bahwa sifat optimum diperoleh degnan menambahkan 15% kandungan SiC dan penggunaan 20% serat kaca jenis chopped dengan matriks epoxy. Penambahan 5% SiC sebagai filler meningkatkan kekuatan tarik sebesar 30 MPa, sedangkan untuk kekerasannya meningkat 30%. Analisis hasil mechanical dan thermal properties dapat menyimpulkan bahwa penambahan 15% SiC dengan 20% chopped glass fiber reinforce bermatriks epoxy menjadikan spesimen yang paling optimum dalam penelitian.
Khairiah Haji Badri dan Amamer Musbah Redwan (2010) meneliti bahwa efek dari penambahan fraksi berat 0, 2, 4 dan 6% -ditert-butylphenyl phosphite (FR) sebagai bahan tahan api pada pada mechanical and thermal properties dari komposit serat palm bermatriks poliuretan (PU). Kandungan 2%
ditert-butylphenyl phosphite (FR) menunjukan spesimen dengan 6%
berdasarkan fraksi berat menunjukan kekuatan impak yang paling lemah diantara variasi yang lain. Kekuatan impak menurun seiring dengan meningkatnya kandungan FR. Kadar yang paling optimum kekuatan impak
commit to user
ditunjukan oleh penambahan 2% FR. Kadar kandungan FR yang semakin tinggi menyebabkan matriks mengalami penurunan kekuatan impak.
Kecepatan bakar yang dipengaruhi oleh banyaknya kandungan FR.
Menggunakan Bomb Calorymetry dapat membantu pembacaan hasil test pembakaran. Pembakaran enthalpy dari matriks PU adalah 7371 cal/g dan menurun sebanyak 25% ketika ditambah FR. Enthalpy yang paling kecil ditunjukan oleh komposit dengan penambahan FR sebanyak 6%.
Diharjo Kuncoro, dkk (2012) menganalisis pemilihan jenis partikel terbaik untuk pembuatan komposit geopolimer yang memiliki ketahanan api dan kekuatan mekanik yang tinggi. Bahan geomaterial yang digunakan meliputi montmorillonit genteng Sokka, fly ash ,clay lokal Boyolali dan nano- silika sebagai pembanding, sedangkan resin yang digunakan adalah Phenolic tipe LP-1Q-EX. Material geopolimer dilakukan karakterisasi dengan SEM dan XRF. Pencampuran phenolic, promoter P-EX, hardener MEKPO dan partikel dilakukan pada putaran 50 rpm selama 2 hingga 5 menit. Pembuatan spesimen uji komposit dilakukan dengan metode cetak tekan. Spesimen komposit geopolimer ini dilakukan pengujian bakar (time of burning dan rate of burning) dan pengujian four point bending, serta penampang patahannya di analisa dengan SEM. Partikel fly ash berbentuk bulat dan partikel serbuk genteng Sokka berbentuk campuran bulat dengan amorf, serta partikel clay lokal Boyolali bebentuk amorf serpih. Komposit nano-silica/phenolic memiliki kekuatan lebih tinggi dibandingkan dengan komposit geopolimer lainnya, namun ketahanan bakarnya paling rendah. Komposit yang memiliki ketahanan bakar (time of burning dan rate of burning) paling baik adalah MMt- GS/phenolic, dan kekuatan bendingnya lebih tinggi dari FA/phenolic dan clay/phenolic.
Rifaida Reiningsih, dkk (2011) meneliti bahwa pemanfaatan serat nanas sebagai bahan baku pembuatan komposit otomotif sunvisor tahan api untuk kendaraan. Bahan yang digunakan adalah serat nanas degummed acak.
Sebagai pengikat digunakan matriks epoxy dan poliuretan. Proses degummed mempengaruhi struktur morfologi serat sehingga mempengaruhi kekuatan
commit to user
tekannya. Penggunaan zat aditif yang meningkatkan ketahanan api menggunakan ZnCl2, KSCN, Na2SiO3, dan MgCl2. Dari hasil pengujian yang dilakukan dengan matriks epoxy atau poliuretan dikategorikan dalam menahan laju api ketika ditambahkan Na2SiO3. Komposit dengan matriks epoxy memiliki kekuatan bending 53, 88 kg/m3 sedangkan matriks poliuretan sebesar 48 kg/m3, untuk modulus elastisitasnya dengan matriks epoxy memiliki kekuatan tarik 10,2x104 kg/cm2, sedangkan matriks poliuretan sebesar 48 kg/cm2
Suharty dkk, (2012) melakukan penelitian terhadap biokomposit propilena dan limbah serat kenaf yang ditambahkan partikel CaCO3 dan NaPP dapat meningkatkan ketahanan bakar pada biokomposit tersebut. Hasil penelitian menyatakan bahwa pada kandungan 20% dari campuran nCC (nano particle size CaCO3) dan NaPP (natrium polyphosphate) dengan perbandingan kandungan 7:13 dapat meningkatkan TTI (time to ignition) sampai 29% dari rata rata data TTI (time to ignition) dan pada kandungan yang sama, nilai burning rate turun sampai 49% dari rata rata data BR (burning rate).
Biokomposit propilena/limbah serat kenaf dengan kandungan 20% dari campuran nCC (nano particle size CaCO3) dan DAP (diammonium phosphate) dengan perbandingan kandungan 70:30 dapat meningkatkan TTI (time to ignition) sampai 14% dari rata rata data TTI (time to ignition) dan nilai BR (burning rate) turun sampai 54% dari rata rata data BR (burning rate).
Dari berbagai penelitian yang telah dilakukan, penggunaan serat kaca jenis E gIass tipe woven roving tipe 800 gram/m2 dan resin Ripoxy R-802 belum optimal di bidang komposit tahan api, oleh karena itu diharapkan dengan penelitian ini dapat menjadi rujukan dalam pengembangan serat kaca jenis E glass tipe woven roving tipe 800 gram/m2, terutama di bidang ketahanan bakar komposit serat kaca.
B. Kerangka Berpikir
Perkembangan material komposit sangat pesat, dari tahun ke tahun penggunaan material komposit dalam berbagai aplikasi semakin meningkat,
commit to user
terutama dalam aplikasi bidang otomotif, transportasi. Fakta semakin banyaknya kasus kecelakaan transportasi yang menimbulkan api seperti kebakaran kabin pesawat, terbakarnya mobil, kebakaran gerbong kereta api sehingga mendorong berbagai penelitian tentang material komposit yang memiliki kekuatan mekanis dan ketahanan terhadap api. Upaya yang dilakukan adalah guna meminimalisir jumlah korban akibat kecelakaan yang diakibatkan oleh kebakaran ini adalah melakukan penelitian tentang inovasi komposit yang tahan terhadap api.
Dengan penelitian tentang komposit yang tahan terhadap api ini diharapkan jumlah korban kecelakaan akibat kebakaran dapat berkurang dan keselamatan dari penumpang terjamin.
C. Hipotesis
Berdasarkan uraian pada kajian pustaka, penelitian yang relevan, dan kerangka berpikir diatas, maka dapat dirumuskan hipotesis sebagai berikut : 1. Ada pengaruh banyak lapisan serat kaca terhadap waktu penyalaan api pada
komposit serat kaca jenis woven roving tipe 800 gram/m2.
2. Ada hubungan banyak lapisan serat kaca terhadap laju bakar komposit serat kaca jenis woven roving tipe 800 gram/m2.
