Penggabungan material yang berbeda bertujuan untuk menemukan material baru yang mempunyai sifat antara (intermediate) material penyusunnya yang tidak akan diperoleh jika material penyusunnya berdiri sendiri. Sifat material hasil penggabungan ini diharapkan saling memperbaiki kelemahan dan kekurangan material penyusunnya. Sifat-sifat yang dapat diperbaiki : kekuatan, kekakuan, ketahanan bending, berat jenis, pengaruh terhadap temperatur, isolasi termal, dan isolasi akustik (Jones, 1975).
Karakteristik dan sifat komposit dipengaruhi oleh material penyusunnya, susunan struktur dan interaksi antar unsur-unsur penyusunnya. Interaksi antar unsur penyusun komposit, yaitu serat dan matrik sangat berpengaruh terhadap kekuatan ikatan antarmuka (interfacial strength) (Gibson, 1994). Kekuatan ikatan antar muka (interfacial strength) yang optimal antara matrik dan serat merupakan aspek yang penting dalam penunjukan sifat-sifat mekanik komposit.
Menurut bentuk material dan penyusunnya, komposit dapat dibedakan dalam lima jenis, yaitu : (Schwartz,1984)
a. Komposit serat (fibrous composite).
b. Komposit partikel (particulate composite).
c. Komposit serpih (flake).
d. Komposit sketal (filled).
e. Komposit laminat (laminate composite).
Komposit serat merupakan jenis komposit yang paling banyak digunakan. Hal ini disebabkan karena komposisi serat lebih kuat dari pada butiran, mempunyai kekakuan serat yang solid dan matriknya lebih fleksibel (Schwartz, 1984).
1. Core
Core merupakan penyusun komposit sandwich yang terletak diantara skin. Secara mekanis core pada komposit sandwich berfungsi untuk mendistribusikan beban aksial menjadi beban geser pada seluruh luasan yang terjadi akibat pembebanan gaya dari luar. Salah satu faktor utama dari material komposit adalah core yang ringan, sehingga memperkecil berat jenis dari komposit. Terdapat beberapa pilihan jenis core yang bisa digunakan dalam struktur sandwich, seperti kayu, polyurethane (PU), poly vinylchlorida (PVC), struktur honeycomb, dan lain sebagainya. Kardus juga dapat digunakan sebagai core komposit (Pflug,1999).
Berdasarkan persyaratan performanya, banyak material yang bisa digunakan sebagai core. Material core yang digunakan dalam komposit dapat digolongkan :
a. Berat jenis rendah, material padat : foam susunan struktur sel terbuka atau tertutup, balsa dan jenis kayu lainnya
b. Berat jenis medium dikembangkan dalam format selular : sarang lebah
c. Berat jenis tinggi, material dikembangkan dalam format berkerut
2. Serat
Salah satu unsur penyusun bahan komposit adalah serat. Serat inilah yang terutama menentukan karakteristik komposit, seperti kekakuan, kekuatan serta sifat-sifat mekanik lainnya. Serat dalam bahan komposit berperan sebagai bagian utama yang menahan beban, sehingga besar kecilnya kekuatan bahan komposit sangat tergantung dengan kekuatan pembentuknya. Orientasi dan kandungan serat akan menentukan kekuatan mekanis dari komposit. Perbandingan antara matrik dan serat juga merupakan faktor yang sangat menentukan dalam memberikan karakteristik mekanis produk yang dihasilkan.Serat secara umum terdiri dari dua jenis, yaitu serat alam dan serat sintetis. Serat alam adalah serat yang dapat langsung diperoleh dari alam, biasanya berupa serat organik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan dan binatang. Beberapa serat alam telah banyak digunakan oleh manusia, diantaranya adalah kapas, wol, sutera, pelepah pisang, sabut kelapa, ijuk, nanas, serat kenaf serta juga termasuk serat kayu dan kertas. Sedangkan serat sintetis yang sering digunakan manusia seperti rayon, polyester, akril, dan nilon (Schwartz,1984).
Serat alam (natural fiber) sebagian besar mengandung selulosa. Keunggulan yang dimiliki serat alam apabila dibandingkan dengan serat anorganik adalah : berat jenis rendah, kekuatan dan modulus tinggi, dapat diperbaiki dan biaya untuk memperolehnya murah (George, dkk, 2001). Serat alam diperoleh dari tanaman serat yang banyak sekali terdapat di daerah tropis. Sehingga peluang pengembangan komposit serat alam terbuka lebar dan merupakan sumber yang potensial untuk pengembangan agro industri
3. Matrik
Gibson (1994) mengatakan bahwa matrik dalam struktur komposit bisa berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik. Matrik secara umum berfungsi untuk mengikat serat menjadi satu struktur komposit. Matrik memiliki fungsi :
a. Mengikat serat menjadi satu kesatuan struktur
b. Melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi lingkungan
c. Mentransfer dan mendistribusikan beban ke filler.
d. Menyumbangkan beberapa sifat seperti, kekakuan, ketangguhan dan tahanan listrik.
Berdasarkan bahan penyusunnya matrik terbagi atas matrik organik dan anorganik. Matrik organik terbentuk dari bahan – bahan organik yang diproses dengan cara sintesis. Matrik organik banyak digunakan karena proses pembentukan menjadi komposit cepat dan sederhana dengan biaya yang murah. Salah satu matrik organik konvensional yang banyak digunakan adalah resin polyester. Sedangkan beberapa jenis matrik anorganik proses pembentukan menjadi komposit sangat lama dan komplek dengan biaya yang mahal, diantaranya adalah matrik logam dan matrik keramik. Meskipun demikian, sifat mekaniknya lebih baik dibanding matrik organik. Sebagai alternatif banyak digunakan matrik yang lebih ramah terhadap lingkungan.
Sedangkan berdasarkan sifatnya, terdapat dua jenis matrik polimer yang biasa digunakan sebagai unsur penyusun komposit serat, yaitu matrik termoset dan termoplastik. Matrik termoset bersifat tidak mencair pada suhu tinggi dan bersifat lebih stabil serta tidak mampu balik (irreversible). Matrik termoplastik dapat mencair apabila mengalami pemanasan dan akan mengeras kembali setelah didinginkan.
0 komentar:
Posting Komentar