Studi perlakuan Alkali dan tebal Core terhadap sifat bending dan impak komposit Hybrid Sandwich serat Kenaf dan gelas bermatrik poliester dengan core kayu sengon laut

HARIYANTO, Agus, Ir. Jamasri, Ph.D

2006 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Tujuan penelitian ini adalah menyelidiki pengaruh ketebalan core dan perlakuan alkali serat kenaf terhadap peningkatan kekuatan bending dan impak komposit hibrid sandwich kombinasi serat kenaf dan serat gelas bermatrix Polyester dengan core kayu sengon laut. Mekanisme perpatahan diamati dengan photo makro dan photo SEM. Bahan yang digunakan adalah serat kenaf (acak, anyam), serat E-Glass (anyam), resin unsaturated polyester 157 BQTN (UPRs), kayu sengon laut, dan NaOH teknis. Hardener yang digunakan adalah MEKPO dengan konsentrasi 1%. Komposit dibuat dengan metode cetak tekan. Komposit hibrid sandwich tersusun terdiri dari dua lamina komposit hibrid dengan core ditengahnya. Lamina komposit hibrid sebagai skin terdiri dari satu lamina serat gelas anyam dan 3 lamina serat kenaf (acak - anyam – acak). Fraksi volume serat komposit hibrid adalah 30%. Core yang digunakan adalah kayu sengon laut yang dipotong pada arah melintang. Variabel utama penelitian yaitu perlakuan alkali serat kenaf (0 & 2 jam) dan tebal core (5,10,15,20 mm). Spesimen dan prosedur pengujian bending dan impak charpy mengacu pada standard ASTM C 393 dan ASTM D 5942. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan ketebalan core mampu meningkatkan kekuatan bending, momen bending, dan energi serap komposit hibrid sandwich. Namun, kekuatan impak komposit hibrid sandwich tersebut menurun seiring dengan peningkatan ketebalan core. Perlakuan alkali pada serat kenaf menurunkan kekuatan bending dan kekuatan impak pada komposit hybrid sandwich. Mekanisme patahan diawali oleh kegagalan komposit skin bagian tarik, core gagal geser, dan diakhiri oleh kegagalan skin sisi tekan. Pada bagian daerah batas core dan komposit skin menunjukkan adanya kegagalan delaminasi

This study aims to investigate the effect of core thickness and alkaline treatment to the bending and impact strength of sandwich hybrid composite, made from kenaf fiber - glass fiber- polyester-albizia wood core. The fracture mechanism was visualized using macro and SEM photosgraphs. The materials used are kenaf fiber (random, woven), woven E-glass fiber, unsaturated polyester resin (UPRs) 157 BQTN, albizia wood,and NaOH. The hardener used was MEKPO with 1% contain (v/v). The composite was made using press mold method. The sandwich hybrid composite contains two laminates of hybrid composites with core in the midle of the laminates composites. The laminate hybrid composite was made from a layer of woven E-glass fiber and 3 layers of kenaf fiber (random-woven-random) the fiber volume fraction of the hybrid composite is 30%. The core used is albizia wood which was cut in cross section direction. The variable in this research are alkali treatment of kenaf fiber (untreated and 2 hours treated) and core thickness (5, 10, 15, and 20 mm). The spesimens and testing prosedure of the bending and impact tests prepared according to ASTM C 393 and ASTM D 5942, respectively. This result shows that the increasing of core thickness increases bending moment, moment strength, and breaking energy of the hybrid sandwich composite. In contrast, the impact strength of the composite decreases with the increasing of core thickness. The alkali treatment of kenaf fiber decreases bending and impact strength of the sandwich hybrid composite. The fracture mechanism was indicated by the failure of the skin composite in tension side, core shear failure, and the failure of the skin composite incompression side. In the midle of core and skin composite shows delamination failure.

Kata Kunci : Komposit Hibrid Sandwich,Kekuatan Bending dan Impak,Perlakuan Alkali, sandwich hybrid composite, bending strength, impact strength, alkali treatment, fracture mechanism