STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH CAMPURAN VARIASI BERAT ALUMINIUM OKSIDA DAN TITANIUM DIOKSIDA DENGAN RESIN EPOKSI TERHADAP KEKUATAN TEGANGAN TARIK, KEKUATAN IMPAK DAN UJI PULLOUT

VIPTRA SARDO SINAGA, Prof. Ir. Jamasri, Ph.D.

2018 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Matriks suatu komposit biasanya ditambahkan bahan tertentu dengan kadar tertentu yang diharapkan dapat memperkuat komposit. Bahan yang biasa dicampurkan pada matrik bisa berupa partikel serbuk, serat, dan laminar. Pada penelitian ini matriks resin epoksi dicampur dengan partikel aluminium oksida dan titanium dioksida. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh campuran partikel terhadap kekuatan tegangan tarik komposit, kekuatan impak komposit dan mengukur kemampuan komposit dalam menahan kawat baja, ketika kawat tersebut ditarik. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini ialah metode eksperimen. Bahan partikel yang digunakan dalam penelitian ini ialah aluminium oksida dan titanium dioksida dengan persen berat 3%, 5%, 7%. Kemudian partikel dengan masing-masing persen berat dicampur dengan matriks resin epoksi. Kemudian campuran matriks dan partikel dimasukkan kedalam cetakan untuk uji impak, uji tarik dan uji pullout. Khusus uji pullout, setelah dimasukkan kedalam cetakan, kawat ditanam dengan kedalaman berbeda-beda. Setelah spesimen selesai dibentuk, masing-masing spesimen di uji. Sehingga didapatkan kekuatan komposit dari masing-masing pengujian. Hasil pengujian pullout menunjukkan penambahan aluminium oksida dan titanium dioksida meningkatkan kekuatan antara komposit dengan kawat dibandingkan dengan matriks tanpa perlakuan. Matriks tanpa perlakuan membutuhkan kedalaman yang lebih dalam dibandingkan matriks dengan campuran aluminium oksida dan titanium dioksida agar kawat patah. Matriks dengan campuran aluminium oksida dan titanium oksida memiliki kedalaman yang hampir sama agar kawat dapat patah, yakni pada kisaran antara 35 mm dan 40 mm. Sementara hasil pengujian impak menunjukkan penurunan nilai kekuatan impak dengan penambahan titanium dioksida. Nilai kekuatan impak tertinggi terdapat pada matriks resin epoksi tanpa penambahan partikel sebesar 3,017 J/m^2. Sedangkan penambahan aluminium oksida sebesar 3% dan 5% meningkatkan kekuatan impak. Peningkatan kekuatan impak terbesar pada penambahan aluminium oksida sebesar 3,77 J/m^2. Hasil pengujian tarik pada matriks dengan campuran titanium dioksida menunjukkan penurunan nilai kekuatan tarik. Kekuatan tarik tertinggi terdapat pada matriks tanpa penambahan titanium dioksida sebesar 44,43 MPa. Sementara penambahan aluminium oksida pada matriks resin epoksi hanya menunjukkan peningkatan nilai kekuatan tarik pada persen berat 3% sedangkan penambahan persen berat aluminium oksida sebesar 5% dan 7% menunjukkan penurunan nilai kekuatan tarik komposit. Nilai kekuatan tarik tertingginya sebesar 47,65 MPa pada persen berat 3%. Penurunan kekuatan komposit dengan penambahan partikel dapat disebabkan oleh ikatan adhesi yang lemah, adanya void, aglomerasi atau distribusi partikel yang tidak merata.

The matrix of a composite is usually added to a certain material with a certain degree which is expected to strengthen the composite. The usual material used in the matrix are particle/powder, fiber, and laminar. In this study the matrix of epoxy resin was mixed with the particles aluminium oxide and titanium dioxide. This study aims to determine effect of particle to the strength of composite tensile strength, composite impact strength and measure the ability of composites in holding steel wire, when the wire is withdrawn. This research is experimental-based. Fillers that used in this research are aluminium oxide and titanium dioxidewith volume fraction 0%, 3%, 5%, 7%. Then the particles with each volume fraction were mixed with the resin epoxy matriks. Then the mixture of matrix and particle is inserted into the mold for impact test, tensile test and pullout test. Special for pullout test, once inserted into the mold, the wire is planted with different depths. After the specimen has been completed, each specimen is tested. Then, the composite strength of ieach test can be obtained. The pullout test results show the addition of aluminium oxide and titanium dioxide increase the strength between the composite with the wire compared to the matrix without treatment. The matrix without treatment requires a deeper depth than the matrix with the mixture of aluminium oxide and titanium dioxideso that the wire et broken. The matrix with the mixture aluminium oxide and titanium dioxidehas almost the same depth to allow the wire to break, with range between 35 mm and 40 mm. While the impact test results show a decrease in impact strength with the addition of titanium dioxide. The highest impact strength value is in the epoxy resin matrix without the addition of a particle with value of 3,017 J/m^2. The tensile test results on the matrix with the mixture titanium dioxideindicate a decrease in tensile strength value. The highest tensile strength value is found on matrix without threatment with value of 44,43 MPa. While the addition of aluminium oxide to the epoxy resin matrix only shows an increase in tensile strength at 3% weight fraction. while the addition of weight fraction aluminium oxide at 5% and 7% indicates a decrease in composite tensile strength value. The highest tensile strength value is 47,65 MPa at 3% weight fraction. The decrease in composite strength with the addition of filler may be caused by weak adhesion bonds, the presence of void, agglomeration or uneven filler distribution.

Kata Kunci : Sifat-Sifat Fisis dan Mekanis, Resin Epoksi, Aluminium Oksida, Titanium Dioksida