STUDI SIFAT FISIK DAN SIFAT MEKANIK KOMPOSIT EPOKSI-ALUMINA

Rusnoto, Ir. Muhammad Waziz Wildan M.Sc., Ph.D., IPU

2012 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Komposit adalah gabungan dua material atau lebih dengan memiliki sifat yang tidak sama dengan sifat bahan aslinya. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh penambahan serbuk alumina pada epoksi terhadap kekuatan tarik, kekuatan bending, ketangguhan retak, keausan, kekuatan impak dan densitas pada komposit epoksi-alumina. Bahan yang digunakan adalah epoksi sebagai matrik dan alumina sebagai penguat. Epoksi jenis diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) D.E.R. 331 dari DOW Chemical England. Alumina dari Merck K Ga A Darmstadt Germany. Hardener 2,4,6 Tris (dimethylaminomethyl) phenol DMP-30 dari Sigma-Aldrich England. Penelitian dilaksanakan dengan memanaskan alumina pada suhu 80°C selama 2 jam. Komposit dibuat dengan mencampurkan alumina sebanyak 0, 10, 20 dan 30% fraksi berat ke epoksi sebagai matrix menggunakan alat pengaduk mekanik dengan putaran 800 rpm pada suhu 80?C selama 1 jam. Kemudian menambahkan hardener dalam keadaan berputar selama 1 menit. Hasil campuran dimasukkan ke dalam bejana vakum selama 1 menit untuk menghilangkan gelembung udara dan kemudian hasil campuran dituangkan ke dalam cetakan dan di curing ke dalam oven pada suhu 80C selama 1 jam. Postcuring dilakukan dengan memanaskan komposit ke dalam oven pada suhu 120?C selama 2 jam. Pengujian yang dilakukan meliputi uji tarik, uji bending, uji ketangguhan retak, uji keausan, uji densitas dan uji impak. Pengamatan strukturmikro dan permukaan patah menggunakan optical microscope dan scanning electron microscope (SEM). Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan serbuk alumina pada epoksi tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kekuatan tarik dan kekuatan bending. Penambahan 20% fraksi berat alumina pada epoksi menghasilkan nilai tertinggi didalam flexural modulus, ketangguhan retak, ketahanan aus, kekuatan impak berturut-turut 4316,1 MPa, 2,001 MPa.????1/2.,1,1x10?6 ????????2/????????, 4177,56 J/mm².

Composites material can be defined as a combination of two or more materials that differ in form and chemical composition and which are essentially insolube each other. This research aims to investigate the influence of alumina powder on tensile strength, bending strength, fracture thoughness, abrasiveness, density and impac strength of epoxy/alumina composites. Materials used in this research were epoxy as a matrix and alumina as a filler. Epoxy (with a code of DGEBA DER 331) was purchased from DOW Chemical England. Alumina was obtained from Merck K Ga A Darmstadt Germany. Hardener (with a type of 2,4,6 Tris-Dymethilaminomethyl) phenol was purchased from Sigma Aldrich England. Prior to use, the alumina powder was heated up at 80° C for 2 hours. Composites were produced with various amount of alumina powder of 0, 10, 20 and 30 wt %. Each composition of epoxy and alumina powder was mixed and stired mechanically with 800 rpm at 80°C for 1 hour. During stirring, the hardener was added. The mixture was then placed in a vacum chamber for 1 minutes to remove air bubble, and followed by pouring the mixture into a metal mould. The examples were cured at 80°C for 1 hour. Post curing of the composites was performed in a oven at 120°C for 2 hour. The specimens were carried act several mechanical testing such as tensile, three-point bending, fracture toughness, abrasiveness, density and impact test. The microstructures and fracture surfaces were observed using optical microscope and scanning electron microscope (SEM). The results of the research show the addition of alumina has no significant effect on the tensile and bending strength. Epoxy-alumina composits with 20 wt% of alumina showed highest values in flexural modulus, fracture toughness, abrasiveness, impac strength i.e., 4316,1 Mpa, 2 MPa.m1/2, 1,1x10-6 mm2/kg, 4177J/mm2, respectively.

Kata Kunci : komposit, epoksi, alumina, sifat fisik, sifat mekanik.