STUDI SIFAT MEKANIK KOMPOSIT HIBRID EPOKSI/CLAY/SERAT GELAS

Heribertus Sukarja, Prof. Dr. Ir. Kusmono., S.T., M.T., IPM., ASEAN Eng

2012 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan clay terhadap kekuatan tarik, kekuatan bending , modulus elastisitas bending, kekuatan impak dan ketangguhan retak dari komposit hibrid epkosi/clay/serat gelas. Penelitian ini menggunakan epoksi untuk bahan matrik, clay dan serat gelas jenis woven roving sebagai penguat dan polyaminoamide sebagai hardener. Metode handy lay-up digunakan untuk persiapan sampel. Mula-mula clay dipanaskan pada suhu 80oC selama 1 jam di dalam oven ini dilakukan untuk mengurangi kadar air pada clay. Selanjutnya epoksi dicampur clay dengan variasi 0, 1, 2, 3, 4 dan 5% fraksi berat.Diaduk dengan menggunakan mechanical stirrer selama 120 menit dengan putaran 800 rpm pada temperatur 80oC. Campuran didinginkan selama 10 menit, kemudian dilakukan penghampaan selama 5 menit setelah itu campuran clay dan epoksi ditambahkan hardener diaduk lagi selama 5 menit, selanjutnya pemvakuman dalam tabung hampa selama 3 menit.Kemudian matrik dituangkan dalam cetakan kaca, berikutnya lembaran serat gelas dan dipadatkan dengan rol baja seterusnya dituang lagi matrik, proses ini diulang sampai 4 lembar serat gelas kemudian di rol sampai ketebalan 3,2 mm. Proses selanjutnya didiamkan selama 24 jam pada temperatur ruang, dimasukkan dalam oven pemanas selama 2 jam pada temperatur 125oC kemudian spesimen dipotong dengan scroll saw machine menjadi benda uji tarik, bending, impak dan ketangguhan retak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan clay 1% fraksi berat menaikkan sifat mekanik, tetapi penambahan clay lebih dari 1% fraksi berat menurunkan kekuatan tarik, kekuatan bending, modulus elastisitas bending dan kekuatan impak dari komposit hibrid epoksi/clay/serat gelas. Pengujian uji tarik, uji bending dan uji impak menunjukkan fraksi clay yang optimum terjadi pada 1% dengan kenaikan kekuatan tarik sebesar 11,52%, kenaikan kekuatan bending sebesar 23,52% , kenaikan modulus elastisitas bending sebesar 7,1%, kenaikan kekuatan impak sebesar30,16%. Ketangguhan retak tertinggi dari komposit hibrid epoksi/clay/serat gelas dicapai pada clay 2% fraksi berat, dengan kenaikan ketangguhan retak sebesar 19,09%, tetapi penambahan clay lebih dari 2% fraksi berat menurunkan kekuatan ketangguhan retak.

The aim of this study is to evaluate the effect of addition of clay on the tensile strength, bending strength and bending modulus of elasticity, impact strength and fracture toughness of hybrid composites epoxy/clay/glass fiber. This study used epoxy for matrix material, clay and glass fibers woven roving types as reinforcement and polyaminoamide as catalist. Handy lay-up method was used for sample preparation. At first the clay was heated at 80 ° C for 1 hour at the oven is done to reduce the water content of clay. Epoxy mixed with clay variations of 0, 1, 2, 3, 4 and 5 wt%. Mixed using a mechanical Stirrer for 120 minutes with a round of 800 rpm at 80°C. The mixtures were cooled for 10 minutes,then put in a vacuum tube for 5 minutes, After that a mixture of clay and epoxy hardener is added again stirred for 5 minutes, then vacuum in the vacuum tube for 3 minutes. Then the matrix is poured into the glass mold, then compressed a glass fiber sheet with roll steel and poured another matrix, the process is repeated up to 4 sheets of glass fiber and then on the roll to a thickness of 3.2 mm.The process then allowed to stand for 24 hours at room temperature, put in heating for 2 hours at a temperature of 125oC and then the specimen was cut with a scroll saw machine into tensile test specimens, bending, impact and fracture toughness. The results show that the addition of clay 1wt% increase mechanical properties, but the addition of clay is more than 1wt% lower tensile strength, bending strength , bending modulus of elasticity and impact strength of hybrid composites of epoxy / clay / glass fiber. Tensile test and bending test and impact test showed that the optimum clay fraction occurs in 1% to increase the tensile strength of 11.52%, 23.52% increase in bending strength and bending modulus of elasticity increase of 7.1%,increase the impact strength of 30.16%. The highest fracture toughness of the composite hybrid epoxy / clay / glass fiber is achieved at 2% clay weight fraction, the fracture toughness increases by 19.09%, but the addition of more than 2% clay weight fraction lower fracture toughness strength.

Kata Kunci : epoksi,serat gelas,clay,komposit hibrid dan sifat mekanik