STUDI KELAYAKAN KOMPOSIT HYBRID EPOKSI - ANYAMAN SERAT RAMI DAN SS 304L SCREEN MESH SEBAGAI PANEL TAHAN PELURU LEVEL II STANDAR NIJ

Alaya Fadlu Hadi Mukhammad, Prof. Ir. Jamasri, Ph.D., IPU., ASEAN Eng

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Serat rami (Boehmeria Nivea Linn) merupakan salah satu jenis serat alam yang memiliki kekuatan tinggi dan telah dimanfaatkan sebagai penguat dalam komposit dengan matriks polimer. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui ketebalan optimal panel komposit epoksi-ramie sebagai panel tahan peluru level II standar NIJ dan mengetahui pengaruh penambahan Stainless Steel Screen Mesh pada komposit hybrid epoksi yang diperkuat anyaman ramie dan Stainless Steel Screen Mesh terhadap ketahanan tembak peluru level II standar NIJ, kekuatan tarik dan kekuatan impak. Serat rami direndam dalam larutan 5% wt NaOH selama 2 jam. Serat rami kemudian dibentuk lamina dengan cara ditenun untuk mempertahankan orientasi serat. Matriks yang digunakan dalam penelitian ini adalah epoksi Bakelite dan hardener Versamide 140 dengan perbadingan 1:1. Panel komposit dibuat dalam fraksi volume serat optimal yaitu vf ?60% Pembuatan komposit dilakukan dengan metode hand lay up yang dilanjutkan dengan metode cetak tekan. Langkah awal untuk menentukan ketebalan optimal komposit epoksi yang diperkuat anyaman ramie adalah dengan melakukan pengujian tembak pada panel komposit yang diperkuat dengan variasi jumlah lamina yaitu 12, 14, dan 16 lamina ramie. Langkah selanjutnya adalah mengurangi 4 lamina rami kemudian diganti dengan variasi penambahan 4 stainless steel screen mesh sampai berat komposit hybrid epoksi rami-stainless steel screen mesh tidak melebihi komposit epoksi rami dengan ketebalan optimal sebagai panel tahan peluru level II standar NIJ. Hasil pengujian tembak menunjukkan bahwa panel komposit yang diperkuat 14 lamina rami dan memiliki ketebalan 23,20 mm merupakan ketebalan optimal komposit epoksi rami sebagai panel tahan peluru level II standar NIJ, sedangkan hasil pengujian tembak panel komposit hybrid epoksi yang diperkuat dengan 10 lamina rami dan variasi jumlah stainless steel screen mesh yaitu 4,8,12 lapis menunjukkan bahwa semua panel tidak mampu menahan penetrasi peluru dengan fenomena kegagalan tembus, pecah, dan delaminasi di bagian belakang panel. Hasil pengujian tarik menunjukkan bahwa kekuatan tarik mengalami peningkatan seiring penambahan stainless steel screen mesh, tetapi kekuatan tarik spesifik mengalami penurunan seiring penambahan stainless steel screen mesh, sedangkan hasil pengujian impak menunjukkan bahwa kekuatan impak dan kekuatan impak spesifik mengalami peningkatan seiring penambahan stainless steel screen mesh.

Ramie fiber (Boehmeria Nivea Linn) is one of the natural fibers that has high mechanical strength and is used as reinforcement in the composite. The goals of this research are to find out the optimal thickness of epoxy-ramie composite as bulletproof panel level II NIJ standard and to find out the effects of Stainless Steel Screen Mesh addition in the bulletproof panels, in the tensile strength, and in the impact strength. Ramie fibers was soaked in the 5% wt of NaOH solution for 2 hours. Ramie fibers was then formed into laminate by being weaved to maintain the orientation of fiber. The matrix used in this research was Epoxy Eposchon and versamide 140 hardener in the ratio of 1:1. Composite panel was made in the optimal fiber volume fraction which was vf≈60%. Composite was made by using hand lay up method continued by using press molding method. The initial step to find the optimal thickness epoxy ramie composite was doing a shooting test on the composite panel with variation of the total laminate, they were 12,14, 16 ramie laminate. The next step was decreasing 4 ramie laminate then changed by adding the variation of 4 Stainless Steel Screen Mesh until the weight of ramie-Stainless Steel Screen Mesh epoxy composite weight did not exceed the weight of ramie-epoxy composite with the optimal thickness as bullet proof panels level II NIJ standard. The result of the shooting test shows that composite panel which is reinforced with 14 ramie laminate and has 23,20 mm thickness is the optimal thickness of epoxy-ramie composite as bulletproof panels level II NIJ standard, while the result of the shooting test of the hybrid epoxy composite which is reinforced with 10 ramie laminate and the total variation of Stainless Steel Screen Mesh was 4, 8, 12 in layers shows that all panels are not able to restrain bullet’s penetration by showing the phenomenon such as penetrated failure, fracture and delamination in the back part of the panel. The result of the tensile testing is maximum tensile strength increasing but the specific tensile strength decreasing as the Stainless Steel Screen Mesh added, while the impact testing gives the result that the impact strength and the specific impact strength are increasing as the Stainless Steel Screen Mesh added

Kata Kunci : komposit, hybrid, epoksi, rami, SS screen mesh, uji tembak, level II, NIJ, uji tarik, uji impak.