Pengaruh fraksi volume dan orientasi serat terhadap kekuatan tarik dan impak bahan komposit serat rami kontinu bermatrik polyester

YUSUF, Edy, Ir. Heru S.B.R, M. Eng., Ph.D

2009 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Tujuan utama penelitian ini adalah mengkaji pemanfaatan serat rami untuk pembuatan komposit. Penelitian komposit serat rami kontinyu bermatrik polyester dikonsentrasikan pada sifat-sifat fisis dan mekanisnya. Orientasi arah serat, fraksi volume, ukuran, dan bentuk serta material serat adalah faktor-faktor yang mempengaruhi properti mekanik dari laminat. Dengan memvariasikan orientasi arah serat dan fraksi volume dari rami, diharapkan agar mendapat hasil properti mekanik komposit yang maksimal, untuk dapat mendukung pemanfaatan komposit alternatif. Tujuan penelitian ini adalah menyelidiki pengaruh fraksi volume dan orientasi serat terhadap kekuatan tarik dan impak komposit berpenguat serat rami kontinyu bermatrik polyester. Serat rami direndam di dalam larutan alkali (5% NaOH) selama 2 jam. Selanjutnya, serat rami tersebut dicuci menggunakan air bersih dan dikeringkan secara alami. Matrik yang digunakan adalah Unsaturated Polyester Resin 157 BQTN dengan hardener MEKPO 1% (v/v). Komposit dibuat dengan metode hand lay-up pada ≈ 37,9%, 47,5% dan 57,2%. Semua spesimen dilakukan post cure pada suhu 62°C selama 4 jam. Pengujian tarik dilakukan dengan mesin uji tarik, Spesimen uji tarik dan impak dibuat mengacu pada standar ASTM D 638-99 dan ASTM D 256-97. Hasil pengujian didapatkan kekuatan tarik komposit pada ≈ 47,5% dengan nilai 115,84 MPa dan kekuatan impak komposit pada ≈ 37,9% dengan nilai 0,27 Joule, merupakan hasil penguatan yang tinggi. Pengaruh orientasi serat terhadap kekuatan tarik dan impak adalah pada penguatan maksimum pada orientasi serat 0/0/0/0. Penampang patahan yang terjadi adalah fiber pull out pada ≈ 57,2% pada orientasi serat 0/90/0/90, 90/0/0/90. Pada ≈ 47,5% dengan orientasi serat 0/0/0/0 penampang patah yang terjadi adalah fiber splitting in multiple area. Pada ≈ 37,9% dan pada orientasi serat 90/90/90/90 adalah patah tunggal. Sedangkan hasil pengujian impak penampang patah yang terjadi adalah fiber pull out. Penampang patah diselidiki untuk mengindentifikasi makanisme perpatahannya

The main objective of this research is the utilization of hemp fiber for the composite. Research hemp fiber composite continuous matriks polyester concentrate on the nature and mechanical properties. Direction of fiber orientation, volume faction, the size, shape and material and fibers are the factors that affect the mechanical properties of laminat. By varying the orientation and direction of fiber volume faction of ramie, is expected to get the mechanical properties of composite maximum, to be able to support the use of a composite alternative. Goal of this research is to investigate the influence of volume faction of the fiber orientation tensile strength and impact ramie fiber composite continuous matriks polyester. Ramie fiber soaked in alkali (5% NaOH) up to 2 hours.The continuous ramie fiber was washed using fresh water and dried naturally. The Matriks used in this research is Unsaturated Polyester Resin 157 BQTN with MEKPO hardener 1% (v/v).The composite were made by method of hand lay-up on ≈ 37,9%, 47,5% and 57,2%. All specimens were post cure at 62°C for 4 hours. The tensile and impact test specimens were produced according to ASTM D 638-99 and ASTM D256-97. The results of tensile strength at ≈ 47,5% with have optimum value 115,84 MPa and impact strength in the composite ≈ 37,9% with the value 0,27 Joule. The influence of fiber orientation and the power of attraction is the impact on fiber orientation 0/0/0/0.The fracture section of fiber is going pull out on ≈ 57,2% in the fiber orientation 0/90/0/90, 90/0/0/90. On ≈ 47,5% with the fiber orientation 0/0/0/0 cut that happens is a broken fiber splitting in multiple areas. On ≈ 37,9% and the fiber orientation is broken 90/90/90/90 single.While the impact test results section is broken going fiber pull out. Broken section is to identify break makanisme.

Kata Kunci : Rami,Unsaturated polyester,Fraksi volume,Orientasi arah serat,Kekuatan tarik,Energi serap, Ramie, unsaturated polyester, volume faction, fiber orientation direction, pull strength, energy absorption