Mekanisme Interfasa atau Antar Fasa pada Komposit

Pada umumnya suatu bahan komposit terdiri dari dua fasa yang berlainan yang dipisahkan oleh antar muka kedua fasa tersebut. Daya sentuh dan daya kohesif antar muka sangat penting, karena antar muka pengisi-matriks berfungsi untuk memindahkan beban (tegangan) dari fasa matriks ke fasa pengisi, (Hull, 1992 dalam Faisal, 2008).

Untuk kerja dan stabilitas dari bahan komposit yang diperkuat oleh serat tergantung kepada suatu ikatan antar muka antara serat dan matriks. Pada komposit-komposit yang diperkuat dengan pengisi alami biasanya terdapat suatu kekurangan pada adhesi antar muka di antara serat-serat selulosa hidrofilik dengan resin-resin hidrofobik yang berpengaruh terhadap ketidakserasian (incompability). Keberadaan senyawa-senyawa waxy pada permukaan serat juga akan berakibat tidak efektifnya ikatan antara resin dengan serat serta mengakibatkan pembasahan pada permukaan yang tidak baik. Selain hal tersebut di atas, keberadaan air dan gugus-gugus hidroksil khususnya daerah amorf melemahkan kemampuan dari serat untuk memperbaiki karakteristik adhesi dengan bahan pengikat. Kandungan air dan penyerapan kelembapan yang tinggi pada serat-serat selulosa menyebabkan pembengkakan (swelling) dan efek pemplastikan yang menyebabkan ketidakstabilan dimensional dan menurunkan sifat-sifat mekanik, (Mwaikambo dan Ansel, 1999 dalam Faisal, 2008). Pemindahan beban ini bergantung pada daya ikatan yang terbentuk pada antar muka.

Ada berbagai teori yang menerangkan pengikatan pada antar muka dan kebanyakannya melibatkan ikatan kimia dan mekanik. Menurut Hull (1992) dan Schwartz (1983) terdapat lima mekanisme pada antar muka yaitu:

a.       Adsorpsi dan Pembasahan.

Untuk pembasahan pengisi yang baik, leburan fasa matriks (resin) harus menutupi seluruh permukaan pengisi agar udara dapat disingkirkan.

b.      Interdifusi

Suatu ikatan akan terbentuk apabila molekul-molekul polimer meresap dari suatu permukaan ke dalam struktur molekul permukaan yang lain. Kekuatan ikatannya bergantung pada jumlah kekusutan molekul dan jumlah molekul yang terlibat. Jumlah peresapan bergantung pada konfirmasi molekul, konstituen yang terlibat dan kemudahan pergerakan molekul. Selain itu, resapan juga dapat ditingkatkan dalam kehadiran pelarut dan pemplastik.

c.       Daya Tarikan Elektrostatik

Pengikatan daya tarikan elektrostatik berhasil apabila terdapat perbedaan kutub antara dua konstituen. Kekuatan pengikatan bergantung pada perbedaan kutub antara dua konstituen ini. Mekanisme ini tidak begitu berpengaruh kepada ikatan antar muka kecuali apabila agen penghubung digunakan.

d.      Pengikatan Kimia

Pengikatan kimia terjadi apabila komposit digunakan bersama-sama agen penghubung atau bahan penyerasi. Pengikatan terbentuk sebagai hasil suatu reaksi kimia antara senyawa kimia di atas permukaan pengisi (fasa penguat) dengan senyawa kimia yang serasi dengan matriks. Kekuatan pengikatannya bergantung pada jenis ikatan kimia.

e.       Pengikatan mekanik

Pengikatan mekanik berlaku secara interlocking mekanik apabila geometri permukaan fasa matriks dan fasa pengisi tidak rata. Walau bagaimanapun, kekuatan pada arah tegangan melintang adalah lemah dibandingkan pada arah tegangan menegak. Beberapa faktor yang mempengaruhi pengikatan mekanik ialah kekasaran permukaan (faktor utama dan terpenting), aspek geometri, tekanan dalam dan tekanan residual yang berhasil pada saat proses fabrikasi.

Pustaka

Hull, D., (1992), An Introduction to Composite Materials, Cambridge University Press, London.

Schwartz, M. M., (1983), Composites Material Handbook, McGraw Hill Book Company, New York.

Jenis - jenis Komposit

Klasifikasi komposit dapat dibentuk dari sifat dan stukturnya. Bahan komposit dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. Secara umum klasifikasi komposit yang sering digunakan antara lain seperti;

1. Klasifikasi menurut kombinasi material utama, seperti metal-organic atau metalanorganic.

2. Klasifikasi menurut karakteristik bulk-form, seperti sistem matrik atau laminate.

3. Klasifikasi menurut distribusi unsur pokok, seperti continous dan discontinous.

4. Klasifikasi menurut fungsinya, seperti elektrikal atau struktural (Schwartz,1984).

Sedangkan klasifikasi untuk komposit serat (fiber-matrik composites) dibedakan

menjadi beberapa macam antara lain;

1. Fiber composites (komposit serat) adalah gabungan serat dengan matrik.

2. Flake composites adalah gabungan serpih rata dengan matrik.

3. Particulate composites adalah gabungan partikel dengan matrik.

4. Filled omposites adalah gabungan matrik continous skeletal dengan matrik yang kedua.

5. Laminar composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina (Schwartz, 1984 : 16).

Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber composite). Bahan komposit partikel terdiri dari partikel-partikel yang diikat oleh matrik. Bentuk partikel ini dapat bermacam-macam seperti bulat, kubik, tetragonal atau bahkan bentuk-bentuk yang tidak beraturan secara acak. Sedangkan bahan komposit serat terdiri dari serat-serat yang diikat oleh matrik. Bentuknya ada 2 macam yaitu serat panjang dan serat pendek.

1. Bahan Komposit Partikel

Dalam struktur komposit, bahan komposit partikel tersusun dari partikel-partikeldisebut bahan komposit partikel (particulate composite). Menurut definisinya partikelnya berbentuk-beberapa macam seperti bulat, kubik, tetragonal atau bahkan bentuk-bentuk yang tidak beraturan secara acak, tetapi secara rata-rata berdimensi sama. Bahan komposit partikel umumnya digunakan sebagai pengisi dan penguat bahan komposit keramik (ceramic matrik composites (Hadi, 2000). Bahan komposit partikel pada umumnya lebih lemah dibanding bahan komposit serat. Bahan komposit partikel mempunyai keunggulan, seperti ketahanan terhadap aus, tidak mudah retak dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik.

2. Bahan Komposit Serat

Unsur utama komposit adalah serat yang mempunyai banyak keunggulan, oleh karena itu bahan komposit serat yang paling banyak dipakai. Bahan komposit serat tediri dari serat-serat yang diikat oleh matrik yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continuos fiber) dan serat pendek ( short fiber atau whisker). 

Pengunaan bahan komposit serat sangat efisien dalam menerima beban dan gaya. Karena itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat ( Hadi, 2000).

D. Tipe Komposit Serat

Untuk memperoleh komposit yang kuat harus dapat memempatkan serat dengan benar. Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu

1. Continuous Fiber Composite

Continuous atau uni-directional, mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina diantara matriknya. Jenis komposit ini paling sering digunakan. Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisahan antar lapisan. Hal ini dikarenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya.

2. Woven Fiber Composite (bi-dirtectional)

Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan akan melemah.

3. Discontinuous Fiber Composite

Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek. Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 kelompok (Gibson, 1994 : 157):

a) Aligned discontinuous fiber

b) Off-axis aligned discontinuous fiber

c) Randomly oriented discontinuous fiber

4. Hybrid Fiber Composite

Hybrid fiber composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat menganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

Pustaka

Gibson, F.R., 1994, “Principles of Composite material Mechanis”, International Edition”, McGraw-Hill Inc, New York.

Schwartz, M. M. 1984. Composite Materials Handbook. McGraw-Hill Inc : New York

Pengertian Komposit

Didalam dunia industri kata komposit dalam pengertian bahan komposit berarti terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabung atau dicampur menjadi satu. Menurut Kaw (1997) dalam Rusmiyatno (2007) komposit adalah struktur material yang terdiri dari dua kombinasi bahan atau lebih, yang dibentuk pada skala makroskopik dan menyatu secara fisika. Kata komposit dalam pengertian bahan komposit berarti terdiri dari dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabung atau dicampur secara makroskopis. Sedangkan menurut Diharjo dan Triyono (1999) dalam Rusmiyatno (2007) mengemukakan bahwa kata komposit (composite) merupakan kata sifat yang berarti susunan atau gabungan. Composite berasal dari kata kerja “to compose“ yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan.

            Menurut Matthews dkk. (1993) dalam Widodo (2008), komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen, dimana sifat mekanik dari masing-masing material pembentuknya berbeda. Dari campuran tersebut akan dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya. Material komposit mempunyai sifat dari material konvensional pada umumnya dari proses pembuatannya melalui percampuran yang tidak homogen, sehingga kita leluasa merenanakan kekuatan material komposit yang kita inginkan dengan jalan mengatur komposisi dari material pembentuknya. Komposit merupakan sejumlah sistem multi fasa sifat dengan gabungan, yaitu gabungan antara bahan matriks atau pengikat dengan penguat.

Pustaka :

Diharjo, K.dan Triyono. 1999.The Effect of Alkali Treatment on Tensile Properties of Random Kenaf Fiber Reinforced Polyester Composite, Part III of Doctorate Dissertation Research Result, Post Graduate Study.Universitas Gadjah Mada : Yogyakarta

Kaw, K. A. 1997. Mechanics of Composite Materials. CRC Press : Boca Raton

Matthews, F.L. dan Rawlings, R. D. 1993. Composite Material Enginering and Science. Imperial College of Science Technology and Madicine : London

Mujiyono dan Didik H. 2009. Pemanfaatan Serat Daun Nanas Sebagai Penguat Material Komposit. UNY : Yogyakarta

Rusmiyatno, F. 2007. Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Tarik dan Kekuatan Bending Komposit Nylon/Epoxy Resin Serat Pendek Random. Universitas Negeri Semarang : Semarang

salam kenal...

salam kenal bro, aku anggi, aku ni domisili medan.. anak medann broo.. B)) bukan cewek ato cowok, aku lakik.. :p, ini pertama kalinya ni main2 di blog akibat penasaran, pasalnya kemarin2 gua liat langsung liputan berita mengenai kehidupan para blogger tu di TV, mulai dari blogger biasa, publisher, marketer, sampe yg profesional juga ada.. tw ngga..? tu orang2 katanya bisa ngasilin duit sampe 9 digit rupiah sebulannya.. kebayang ngga? haha.. klu aku sih kebayang.. tapi ya gitu lah.. cuma bisa ngebayangin aja.. -_-.. gini ceritanya.. klu blogger yg dikalangan mahasiswa ni ya, rata2 tu bisa ngantongin duit ampe belasan juta, bisa dibilang isi blognya cuma tulisan2 ringan, misalnya cerpen2, ato ngebahas gosip2 yang lagi IN juga ada... haha.. tapi jgn salah.. meski cuma tulisan2 ringan, tu visitornya rame juga.. sampe ratusan yg aktif perminggunya.. nah, katanya klu semakin banyak visitor blognya, maka kesempatan buat nyaring duit juga makin banyak, bisa dari iklan2 yang bakalan numpang eksis di blognya, ato jadi ladang komunikasi buat jual beli online, lumayan buat orang2 yang hobinya ngenet semalam suntuk bisa dapat rezeki dari hobinya.. haha.. nah, mumpung sama2 belajar mengenal ni dunia blog, mohon sharing klu boleh asal ada info terbaru tag nama aku juga boleh kok... haha.. sekalian nyari teman dan sahabat senusantara ni bro2 sekalian.. haha.. nih kalo mw dapat duit dari blog harus ada yg diperhatikan mengenai keberadaan dan kualitas blognya kamu2, untuk infonya gimana biar caranya bisa dapat uang dengan jadi blogger bisa cek di link blog yg satu ni bro.. :
http://storyspeaks.blogspot.com/2013/02/cara-mendapatkan-uang-dari-blog.html

smoga2 tu info bisa guna ya.. haha.. salam blogger..!!! oiya.. buat yg mw kenal samaku ni dikasi alamat social network akun punya ku..

facebook : syahrinal anggi daulay, follow twitter : @ghozza_gigi