PENGARUH VARIASI FRAKSI VOLUME FILLER TERHADAP PENINGKATAN KEKUATAN IMPAK DAN BENDING KOMPOSIT SANDWICH POLYESTER BERPENGUAT SERAT KENAF DENGAN CORE STYROFOAM

Abstract

Material komposit didefinisikan sebagai kombinasi antara dua material atau lebih yang berbeda bentuk, komposisi kimia, dan tidak saling melarutkan dimana material yang satu berperan sebagai penguat dan yang lainnya sebagai pengikat (matrik) serta dapat dilihat secara makroskopik.. Secara alami serat yang berbentuk panjang mempunyai kekuatan yang lebih dibanding serat yang berbentuk curah (bulk). Serat panjang mempunyai struktur yang lebih sempurna karena struktur kristal tersusun sepanjang sumbu serat dan cacat internal pada serat lebih sedikit dari pada material dalam bentuk curah Proses persiapan serat kenaf diawali dengan pengambilan tanaman kenaf di lahan BALITTAS, memasukkan tanaman kenaf ke dalam mesin rebond untuk mendapatkan serat, dilanjutkan perendaman dengan NaOH 4% dan dibersihkan dengan air, untuk pengeringan dapat dijemur dibawah sinar matahari, setelah serat kering dilakukan pemotongan sesuai dengan dimensi cetakan. Pembuatan cetakan spesimen pengujian impak dan bending menggunakan kaca dengan ketebalan 3 mm yang mempunyai daerah percetakan 20x20 cm. Komposit dibuat dengan teknik hand lay-up dimulai dengan menata serat keseluruh permukaan cetakan dan menuangkan resin sampai menutupi seluruh bagian serat. Variabel yang digunakan variasi fraksi volume filler sebesar 10%, 20%, 30 dan 40%. Sedangkan parameter yang diamati adalah kekuatan Impact, kekuatan Bending dan struktur makro patahan setelah pengujian. Dari hasil analisa grafik diketahui bahwa terjadi peningkatan kekuatan impak dan Bending. Diketahui bahwa harga impak rata-rata terendah pada variasi fraksi volume serat 10% yaitu sebesar 0.14 J/mm², pada fraksi volume serat 20% harga rata- rata kekuatan impak meningkat 37,5% menjadi 0.20 J/mm², fraksi volume serat 30% mempunyai harga impak yaitu dengan rata-rata sebesar 0.24 J/mm² atau meningkat 25%. dan fraksi volume serat 40% mempunyai harga impak tertinggi yaitu dengan rata-rata sebesar 0.30 J/mm² atau meningkat 37,5% Peningkatan kekuatan mekanis tersebut terjadi karena ikatan yang baik antara matriks dan serat dengan ditandai banyaknya fiber break pada daerah patahan spesimen. Jenis patahan yang terjadi adalah patah getas (fracture) terjadi penjalaran retak yang lebih cepat dengan penyerapan energi lebih sedikit, karena permukaan patahan dari spesimen ini rata dan tidak terlihat adanya deformasi plastis pada daerah patahan. Untuk kekuatan bending fraksi volume 10% mempunyai nilai kekuatan bending terendah yaitu 3,05 Mpa, fraksi volume serat 20% mempunyai kekuatan bending sebesar 3,65 MPa atau mengalami peningkatan 23,07%, fraksi volume serat 30% mempunyai kekuatan bending rata- rata sebesar 4,63 MPa atau meningkat 37,69%, sedangkan pada fraksi volume 40% mempunyai kekuatan bending tertinggi yaitu sebesar 5,65 MPa atau meningkat 39,23% dari fraksi volume sebelumnya. Pada pengamatan struktur makro dapat diketahui bahwa kegagalan atau cacat yang terjadi baik pada spesimen uji impak maupun spesimen uji bending adalah adanya serat terlepas atau fibers pull out akibat ikatan yang lemah antara matriks dan serat, serta terdapat celah pada interface akibat kegagalan matriks mengikat serat yang jumlahnya terlalu banyak. Pada pengujian bending, bagian atas spesimen mengalami tekanan dan bagian bawah mengalami tarikan. Kekuatan tekan komposit sisi atas lebih tinggi dibandingkan dengan kekuatan tariknya di sisi bawah. Kegagalan yang terjadi akibat uji bending komposit yaitu mengalami patah pada bagian atas karena tidak mampu menahan tekanan yang diberikan atau mengalami Indentation pada spesimen uji