1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Manusia sejak dari dulu telah berusaha untuk menciptakan 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. Seiring dengan kemajuan zaman, untuk mengoptimalkan nilai efisiensi terhadap suatu produk maka dimulailah suatu pengembangan terhadap material, dan 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. Kenyataan ini adalah benar bagi bahan yang diperlukan untuk penggunaan dalam bidang angkasa lepas, perumahan, perkapalan, kendaraan dan industri pengangkutan. Karena bidang- bidang tersebut membutuhkan density yang rendah, flexural, dan tensile yang tinggi, viskosity yang baik dan hentaman yang baik. Dalam prakteknya komposit terdiri dari suatu bahan utama (matrik-matrik) dan suatu jenis penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik. Penguatan ini biasanya dalam bentuk serat (fiber). Komposit merupakan teknologi rekayasa material yang banyak dikembangkan dewasa ini karena material komposit mampu mengabungkan beberapa sifat material yang berbeda karakteristiknya menjadi sifat yang baru dan sesuai dengan disain yang direncanakan. 1.2 Rumusan Masalah Untuk membatasi lingkup pembahasan, maka masalah di dalam makalah ini difokuskan pada aspek-aspek berikut : 1. apa yang dimaksud dengan komposit ? 2. apa sajakah jenis-jenis dari komposit dan bagaimana pengklasifikasiannya ? 3. bagaimana aplikasi atau penerapan dari bahan komposit itu sendiri ? 1.3 Tujuan Tujuan dari pembuatan makalah ini diantaranya adalah sebagai berikut : 1. untuk mengetahui tentang komposit secara umum, 2. untuk mengetahui jenis-jenis dan pengklasifikasian dari komposit, dan
ini merupakan makalah mengenai komposit secara lebih lengkap
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Manusia sejak dari dulu telah berusaha untuk menciptakan 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.
Seiring dengan kemajuan zaman, untuk mengoptimalkan nilai efisiensi terhadap suatu produk
maka dimulailah suatu pengembangan terhadap material, dan 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. Kenyataan ini adalah benar bagi bahan yang diperlukan untuk penggunaan dalam
bidang angkasa lepas, perumahan, perkapalan, kendaraan dan industri pengangkutan. Karena bidang-
bidang tersebut membutuhkan density yang rendah, flexural, dan tensile yang tinggi, viskosity yang
baik dan hentaman yang baik.
Dalam prakteknya komposit terdiri dari suatu bahan utama (matrik-matrik) dan suatu jenis
penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik.
Penguatan ini biasanya dalam bentuk serat (fiber). Komposit merupakan teknologi rekayasa material
yang banyak dikembangkan dewasa ini karena material komposit mampu mengabungkan beberapa
sifat material yang berbeda karakteristiknya menjadi sifat yang baru dan sesuai dengan disain yang
direncanakan.
1.2 Rumusan Masalah
Untuk membatasi lingkup pembahasan, maka masalah di dalam makalah ini difokuskan
pada aspek-aspek berikut :
1. apa yang dimaksud dengan komposit ?
2. apa sajakah jenis-jenis dari komposit dan bagaimana pengklasifikasiannya ?
3. bagaimana aplikasi atau penerapan dari bahan komposit itu sendiri ?
1.3 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini diantaranya adalah sebagai berikut :
1. untuk mengetahui tentang komposit secara umum,
2. untuk mengetahui jenis-jenis dan pengklasifikasian dari komposit, dan
2
3. untuk mengetahui aplikasi serta proses pembuatan komposit tersebut.
1.4 Sistematika
Sistematika penulisan makalah ini terdiri dari lima bab. Bab I adalah pendahuluan yang
berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan, dan sistematika. Bab II adalah dasar teori.
Bab III adalah pembahasan terkait dengan penerapan atau aplikasi dari bahan komposit. Bab
IV adalah penutup yang berisi simpulan dan saran.
3
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Definisi Komposit
Komposit adalah kombinasi dari dua bahan atau lebih yang tersusun dengan fasa matrik
dan penguat yang dipilih berdasarkan kombinasi sifat mekanik dan fisik masing-masing
material penyusun untuk menghasilkan material baru dengan sifat yang unik dibandingkan
sifat material dasar sebelum dicampur dan terjadi ikatan permukaan antara masing-masing
material penyusun. Dengan adanya perbedaan sifat material penyusun dimana antar material
harus terjadi ikatan yang kuat, maka wetting agent perlu ditambahkan. Penyusun komposit
terdiri dari matrik (penyusun dengan fraksi volume terbesar), fiber sebagai penguat (penahan
beban utama), interfasa (pelekat antar dua penyusun) dan interface (permukaan fasa yang
berbatasan dengan fasa lain.[1]
Gambar 2.1 Ilustrasi Material Penyusun Komposit[1]
2.2 Material Penyusun Komposit
Matrik dan fiber adalah bahan pembentuk material komposit dimana fiber sangat
berperan dalam memberikan kekuatan dan kekakuan komposit. Namun aspek lain yang
menjadi sumber kekuatan komposit di dapat dari matrik yang memberikan ketahanan terhadap
temperatur tinggi, ketahanan terhadap tegangan geser, dan mampu mendistribusikan beban.[1]
a. Matrik
Pada material komposit matrik memberikan pengaruh yang lebih besar dalam
pengikatan material penyusun selain bertugas untuk mendistribusikan beban dan
memberikan perlindungan dari pengaruh lingkungan. Polyester dan vinyl ester resin
umumnya yang paling banyak digunakan sebagai bahan matrik dan biasanya
digunakan untuk pembuatan produk-produk komersial, industri, dan transportasi.
Namun bila produk yang dibutuhkan diharapkan untuk memiliki kekuatan yang lebih
tinggi maka bahan epoksi menjadi pilihan sebagai matrik. Meskipun epoksi sensitif
4
terhadap kelembaban, namun tetap masih lebih baik dibanding dengan polyester serta
tahan terhadap penyusutan. Dalam aplikasinya epoksi terbatas terhadap termperatur
hingga 120°C untuk pemakaian jangka panjang, bahkan pada kondisi tertentu
temperatur tertinggi hanya pada sekitar 80°C sampai 105°C. Untuk pemakaian pada
temperatur lebih tinggi sekitar 177°C sampai 230°C dapat menggunakan
bismaleimide resins (BMI) sebagai matrik.[1]
Gambar 2.2 Matriks Pada Komposit[2]
b. Fiber
Pada material Komposit Matrik Polimer (KMP), fungsi utama fiber penguat adalah
menaikkan kekuatan dan kekakuan komposit sehingga didapatkan material yang kuat
dan ringan. Beberapa jenis fiber yang umum digunakan adalah sebagai berikut.[1]
1. Fiber Glass
Sangat umum digunakan dalam industri karena bahan baku yang sangat banyak
tersedia. Komposisi fiber glass mengandung silica yang berguna memberikan
kekerasan, fleksibilitas, dan kekakuan. Proses pembentukan fiber glass melalui proses
fusion (melting) terhadap silica dengan campuran mineral oksida. Pada proses ini
diberikan pendingan yang sangat cepat untuk pembentukan kristalisasi yang
sempurna, proses ini biasa disebut dengan fiberization. Produk fiber glass dibedakan
dalam beberapa jenis berdasarkan propertis dan karakteristiknya.[1]
Gambar 2.3 Fiber Glass[3]
5
2. Karbon Fiber
Salah satu keunggulan karbon fiber adalah sangat unggul terhadap ketahanan
fatik, tidak rentan terhadap beban perpatahan dan mempunyai elastic recovery yang
baik. Pekembangan penggunaan karbon fiber tergolong sangat cepat untuk aplikasi
penerbangan, produk olahraga, dan berbagai kebutuhan industri. Sebagai bahan
anorganik, karbon fiber tida terpengaruh oleh kelembaban, atmosfir, pelarutan basa
dan weak acid pada temperatur kamar. Namun oksidasi menjadi permasalahan pada
fiber karbon pada suhu tinggi dimana impuritis dapat menjadi katalisator dan
menghambat proses oksidasi yang menyebabkan kemurnian fiber karbon tidak
tercapai.[1]
Gambar 2.4 Carbon Fiber[4]
3. Aramid Fiber
Aramid fiber memiliki kekuatan yang sangat tinggi dibandingkan dengan rasio
berat yang dimilikinya. Pada awalnya aramid fiber di produksi oleh E.I. Du Pont de
Nemours & Company, Inc. dengan merek Kevlar yang dipakai sebagai fiber penguat
dalam produksi ban dan plastik. Karena aramid fiber relatif flexible dan non-brittle
maka aramid fiber dapat diproses dengan berbagai metode seperti twisting, weaving,
knitting, carding, dan felting. Aramid Kevlar terdapat dalam tiga jenis, yaitu Kevlar