Bahan Komposit
Istilah komposit memberikan suatu pengertian yang sangat luas dan berbeda-beda mengikuti situasi perkembangan bahan itu sendiri. Gabungan dua atau lebih bahan merupakan suatu konsep yang diperkenalkan untuk menerangkan defenisi komposit (Hendra S Ginting, 2002). Struktur komposit menjanjikan keuntungan khusus, selain kekuatan, juga mempunyai nilai ekonomi dan ketahanan korosi. Sejarah perkembangan teknologi komposit mencatat berbagai temuan yang bersifat inovatif, bahkan ide yang menakjubkan. Akhirnya pada skala yang lebih halus, kita mempertimbangkan penerapan prinsip komposit terhadap konstituan mikro struktur (nanokomposit). Di sini digunakan model mekanika yang relatif sederhana tetapi cukup memadai untuk memperkenalkan kaidah dasar untuk desain dan menjelaskan komposit (Smallman & Bishop 2000).
Dalam bidang rekayasa di mana kekuatan mekanik dan kekakuan merupakan persyaratan utama, istilah “komposit” dikaitkan dengan bahan yang mengkombinasi fasa matriks dengan campuran filament yang berfungsi sebagai fasa penguat (penguatan). Komposit dikembangkan dari gagasan yang sederhana dan praktis di mana dua atau lebih bahan homogen dengan sifat yang sangat berbeda digabungkan. Keuntungan bahan komposit adalah mempunyai kualitas baik dengan sifat-sifat bahan yang diperbaiki sebagai berikut: (Smallman & Bishop 2000)
- Kekuatan 5. Konduktifitas panas
- Kekakuan 6. Sifat temperatur
- Kekuatan Fatik 7. Ketahanan aus
- Berat 8. Ketahanan korosi
Pada umumnya tidak semua sifat bahan di atas dapat dikembangkan pada waktu yang bersamaan pada satu bahan, tetapi disesuaikan dengan kondisi dan penggunaannya. Namun yang perlu diperhatikan pada komposit yang diperkuat agar dapat membentuk produk yang efektif adalah: (Smallman & Bishop 2000).
a. Komponen penguat harus memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi dari pada komponen matriksnya.
b. Harus ada ikatan permukaan yang kuat antara komponen penguat dengan matriksnya.
Serat
Seperti yang telah diketahui bahwa performa suatu bahan komposit ditentukan tidak hanya melalui sifat kimia secara konstituen tetapi juga melalui karakteristik geometriknya seperti panjang serat, diameter, bentuk dan orientasinya. Sebagai contoh serat yang diorientasikan dalam satu arah dan searah dengan beban sangat proporsional untuk kinerja suatu serat tersebut dengan orientasi volume dalam arahnya.
Berikut ini beberapa tipe umum orientasi sebaran serat dalam suatu bahan komposit :
Gambar 1 :
Macam Sebaran Serat
Kekuatan komposit sebenarnya ada pada seratnya. Daya rekat suatu serat justru meningkat bila diameter mengecil, misalnya kekuatan tariknya, juga modulusnya. Serat seperti silika, alumina, aluminium silika, titania, zirkonia, boron, boron karbida, silikon karbida, silikon nitrida, dipakai pada komposit dengan media matriks berupa polimer, logam, keramik juga termasuk jenis keramik yang sama dengan seratnya. (Hartomo Anton J, 1992).
Tiap serat mempunyai kemampuan tersendiri sehingga dalam pembuatan komposit sangat penting untuk memperhatikan spesifikasi dari serat tersebut untuk menyesuaikan dengan perlakuan yang diberikan. Umumnya bahan serat mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dari pada bahan matriksnya. Fungsi serat adalah sebagai penguat pada suatu bahan.
Beberapa karakter sutera yang penting untuk penilaian kualitasnya, antara lain adalah karakter kokon dan karakter seratnya. Berat kokon merupakan karakter kokon yang paling penting secara komersial. Hal ini ini disebabkan karena penjualan kokon di pasaran berdasarkan beratnya. Oleh karena itu semakin berat kokon yang dihasilkan maka semakin bagus (Lee, 1999). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kisaran berat kokon adalah 5,849 + 0,378 gram.
Karakter serat yang digunakan dalam menilai kualitas sutera antara lain adalah kekuatan serat dan daya serap terhadap kelembaban. Kekuatan serat dan daya serap terhadap kelembaban merupakan parameter penting dalam penilaian karakter dan kenampakan serat secara fungsional, seperti: pemeliharaan, kenyamanan dan penanganannya. (Prachayawarakorn and Klairatsamee, 2005).
Nilai daya serap terhadap kelembaban berkisar antara 20,214 + 0,618 %. Menurut Lee (1999) serat sutera dapat menyerap kelembaban sekitar 20%. Hal ini dapat menyebabkan kain yang dibuat dengan bahan ini cenderung sejuk bila dipakai, sehingga relatif baik dari sisi kenyamanan.
Kekuatan tarik serat mengindikasikan besarnya kekuatan serat yang dapat mendukung sebelum putus. Hasil penelitian menunjukkan kekuatan tarik serat sebesar 14,444 + 5,270 gram. Nilai tersebut menunjukkan bahwa kekuatan tarik serat cukup bagus karena nilai kisaran kekuatan tarik serat antara 2,6 – 4,8 gram (Lee, 1999).
Kekuatan mulur serat didefinisikan sebagai panjangnya serat yang dapat mulur sebelum putus. Kekuatan mulur serat sebesar 2,184 + 2,168 %. Hal ini menunjukkan kekuatan mulur serat cenderung rendah jika dibandingkan dengan karakter serat yang bagus dengan nilai lebih besar dari 18 % (Lee, 1999).
Hasil tersebut di atas yang menunjukkan tingginya kekuatan tarik serat dan rendahnya kekuatan mulur serat kemungkinan disebabkan pada saat pengukuran kondisi serat sangat kering. Menurut Lee (1999) faktor yang berperngaruh terhadap kekuatan serat serat adalah kelembaban. Semakin besar kelembaban semakin besar pula kekuatan mulur serat dan sebaliknya. Namun hal ini berlawanan untuk kekuatan tarik serat, semakin besar kelembaban akan cenderung menurunkan kekuatan tarik.
