Karakteristik Kekuatan Tarik Pada Komposit Hybrid, Serat Rami , Fiberglass, Dan Resin Polyester
Sarudin 1) , Sudarsono 2) , Yuspian Gunawan 3)
1 Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Unuversitas Halu Oleo
2,3 Staf Pengajar Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Unuversitas Halu Oleo Jl. H.E.A Mokodompit Kampus Baru Tridharma Anduonohu, Kendari
Email Penulis: sarudinst@gmail.com Article Info Abstrak Available online December 14, 2019 Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  dan  menganalisa  karakteristik kekuatan  tarik  pada  komposit hybrid,  fiberglass, serat  rami  dan  resin polyester . Dalam  penelitian  ini  pembuatan  komposit  menggunakan  metode hand  lay-up. Pembuatan  spesimen  sesuai  standar  ASTM  D638-02  dan  untuk  uji  tarik menggunakan standar ASTM D790-02. Metode yang digunakan dalam analisa data yaitu  analisis  data  secara  grafik  untuk  melihat  hubungan  antara  parameter- parameter  yang  saling  berkaitan  dan  ketergantungan,  yaitu  ukuran  spesimen  13 mm  dan  jumlah  variasi  komposisi  campuran  spesimen.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  komposisi  campuran  yang  memiliki  tegangan  tarik  paling tinggi  terdapat  pada  fraksi  dengan  komposisi  pencampuran  resin  50%, fiberglass 30%,  dan  serat  rami  20%  pada speciment tiga  (3)  dengan  nilai  36.687  N/mm 2 , sedangkan  yang  memiliki  nilai  dengan  grafik  terendah  terdapat  pada  komposisi dengan pencampuran resin 50%, dan serat rami 50%, yaitu pada speciment dua (2) dengan nilai 21.819 N/mm 2 .
Kata kunci: Komposit hybrid , s erat rami , f iberglass , resin poliester.

## Abstract
The  purpose  of  this  research  is  to  know  and  analyze  the  characteristics  of  tensile strength  on  hybrid  composite,  fiberglass,  flax  fiber  and  polyester  resin.  In  this research the manufacturing of composites uses hand lay-up method. Manufacture of specimens in accordance with ASTM standard D638 – 02 and for tensile testing using  standard  ASTM  D790-02.  The  method  used  in  data  analysis  is  graph  data analysis  to  see  the  relationship  between  interconnected  parameters  and dependence, which is the size of the specimen 13 mm and the number of variations in the composition of specimen mixture. The results showed that the composition of the  mixture  that  has  the  highest  tensile  voltage  is  in  the  fraction  with  the composition  of  resin  mixing  50%,  fiberglass  30%, and  hemp  fiber  20%  in  three  (3) speciment  with  a  value  of  36,687  N/mm2,  while  the  Has  a  value  with  the  lowest chart  found  in  the  composition  with  a  resin  mixing  50%,  and  hemp  fiber  50%, namely in the two (2) speciment with a value of 21,819 N/mm2.
Keyword : Composite hybrid, hemp fiber, fiberglass, polyester resin.

## 1. Pendahuluan
Komposit  adalah  suatu  material  yang terbentuk  dari  penggabungan  atau  kombinasi dua  atau  lebih  material  pembentuknya  melalui campuran  yang  tidak  homogen,  dimana  sifat
mekanik dari masing-masing material pembentuknya berbeda.
Pada umumya penggabungan  bahan  komposit  tersusun  dari dua  jenis  material  yang  berbeda  yaitu matriks yang  berfungsi  sebagai  bahan  pengikat  dan reinforcement yang  berfungsi  sebagai  bahan
ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
penguat,  biasanya  serat  yang  banyak  digunakan adalah serat fiberglass.
Pembuatan komposit dengan menggunakan serat fiberglass memiliki kelebihan dan kekurangan,  yaitu fiberglass memiliki  kelebihan jika  terkena  hantaman  maka fiberglass lebih mudah  diperbaiki  dan  kembali  seperti  bentuk yang semula. Fiberglass juga memiliki kekurangan, yaitu memiliki diameter yang sangat kecil  dan  membuat  serat  kaca  mudah  untuk tertekuk atau buckling, maka perlunya dilakukan pembuatan serat fiberglass dengan menggunakan  susunan  atau  lapisan  berbeda untuk  mendapatkan  sifat  mekanik  yang  baik pada material ini.
Penelitian  tentang  pengaruh  perlakuan alkali (5% NaOH) pada serat rami dengan variasi perendaman 0, 2, 4, dan 6 jam, dimana komposit dibuat  dengan  orientasi  serat  lurus,  hasilnya didapatkan kekuatan tarik yang optimum 190,27 MPa,  pada  perendaman  serat  selama 2  jam  [1]. Pengaruh perlakuan alkali (5% NaOH) pada serat kenaf  dan  serat glass dengan core kayu  sengon laut dengan waktu perendaman 2, 4, 6,dan 8 jam menghasilkan  kekuatan  tarik  dan  bending komposit  tertinggi  pada  perlakuan  serat  selama 2 jam [2].
[3], melakukan penelitian tentang komposit yang  diperkuat  serat  kelapa  dengan  matriks resin polyester dengan  persentase  konsentrasi NaOH  0,  2,  5,  dan  8%  diperoleh  kesimpulan bahwa  konsentrasi  5%  NaOH  menghasilkan komposit  dengan nilai optimum untuk kekuatan tariknya yaitu sebesar 97,356 MPa.
Hasil penelitian awal yang dilakukan oleh [4] menunjukkan  bahwa  diameter  serat  rami  (jenis rami  Cina  super)  dari  garut  adalah  sekitar    0,34 mm. Menurut [5], massa jenis serat rami adalah 1,5 – 1,6  gr/cm 3 dan  kekuatan  tarik  serat  rami berkisar 400-1050 MPa. Modulus  elastisitas  dan renggangan  adalah  sekitar  61,5  GPa  dan  3,6%. Dalam  penelitiannya  menyatakan  material komposit  yang  dibuat  menggunakan  matriks epoksi  dengan  penguat  serat  aren  (ijuk) diperoleh kekuatan tarik komposit tertinggi pada fraksi  berat  serat  40%  dari  variasi  fraksi volume serat  20%,  30%,  40%,  50%  dan  60%,  pada komposisi berat serat 20% dan 30%, dari ke tiga spesimen  yang  telah  diuji  didapatkan  kekuatan tarik  rata-rata  sebesar  2,58  MPa  dan  2,25  MPa, lebih  menurun  dibandingkan  dengan  komposisi 100% epoxy yaitu  5,13  MPa,  3,92  MPa,  3,76 MPa.  Hal  tersebut  dapat  dilihat  spesimen
dengan  komposisi  serat  40%  mempunyai kekuatan  tarik  rata-rata  yang  tertinggi,  namun hanya setengah dari kekuatan asal serat ijuk [6].

## 1.1. Komposit
Material  komposit  merupakan  gabungan lebih  dari  1  jenis  material.  Contoh  yang  paling umum  adalah fiberglass ,  yang  terdiri  atas  serat gelas  (keramik)  sebagai  penguat  di  dalam material  polimer.  Komposisi  didesain  untuk memperoleh  efek  sinergis  dari  sifat-sifat material penyusunnya. Pada fiberglass , misalnya, material  didesain  agar  memiliki  kekuatan  yang cukup  tinggi  (kontribusi  dari  material  gelas), tetapi  memiliki  fleksibilitas  yang  cukup  baik (kontribusi dari material polimer).

## 1.2. Serat Rami
Serat  rami  yaitu  serat  alami  (tumbuhan) yang  dihasilkan  oleh  tanaman  rami.  Yang  kulit batangnya banyak digunakan untuk baku tekstil. Serat  rami  juga  biasa  dipintal  jadi  benang  yang akan  dirajut  menjadi  kain.  Karakternya  sama dengan kapas, tetapi rami lebih mengkilap, kuat, jauh dari bakteri dan dapat menyerap air dengan sangat  baik.  Serat  rami  sangat  digemari  oleh perancang  karena  teksturnya  yang  nyaman  dan baik digunakan untuk busana apapun.

## 1.3. Fiberglass
Material fiberglass adalah  salah  satu  jenis bahan fiber komposit yang memiliki keunggulan yaitu  kuat  namun  tetap  ringan.  Walaupun  tidak sekaku  dan  seringan  bahan carbon  fiber , fiberglass lebih  ulet  dan  relatif  lebih  murah  di pasaran. Fiberglass biasa digunakan untuk bahan pembuatan  pesawat  terbang,  perahu,  bodi  atau interior  mobil,  perlengkapan  kamar  mandi, kolam renang, septic tank , tangki air, atap, pipa, dinding  isolator,  papan  selancar,  tong  sampah dan lain-lain.

## 1.4. Resin Poliester
Resin polyester tak  jenuh  atau  sering disebut polyester merupakan  matriks  dari komposit. Resin ini juga termaksud dalam resin termoset.  Pada  polimer  termoset  resin  cair diubah  menjadi  padatan  yang  keras  dan  getas
yang terbentuk oleh ikatan silang kimiawi yang membentuk rantai polimer yang kuat.

## 1.5. Katalis
Katalis merupakan suatu zat atau substansi yang dapat mempercepat reaksi (dan mengarahkan  atau  mengendalikan),  tanpa terkonsumsi  oleh  reaksi,  namun  bukannya tanpa  bereaksi.  Katalis  sebagai  suatu  substansi yang  mengubah  laju  suatu  reaksi  kimia  tanpa mengalami  perubahan  secara  kimiawi  pada akhir  reaksi.  Bahan  katalis  dalam  pembuatan fiberglass merupakan bahan pembuat fiberglass yang  berwarna  bening  dan  fungsinya  sebagai pengecer.

## 1.6. Mirror Glass
Mirror  glass merupakan  salah  satu  bahan yang  digunakan  dalam  pembuatan  komposit. Bahan  ini  dibutuhkan  untuk  melicinkan  cairan resin  yang  mengeras  dengan  cetakannya.  Agar cairan  resin  yang  mengeras  dapat  dilepaskan dari  cetakannya  dengan  mudah.  Mirror berwujud  seperti  pasta  dan  mempunyai  warna yang bermacam-macam.

## 2. Metode Penelitian
2.1. Alat dan Bahan
Adapun  alat-alat  yang  digunakan  dalam penelitian ini adalah:
1. Cetakan komposit Ukuran 30 x 30 x 1 cm 3
2. Timbangan Digital
3. Alat untuk uji tarik dan uji bending
4. Gergaji tripleks
5. Alat bantu lainnya:
a. Kuas,  digunakan  untuk  meratakan  cairan matriks di dalam cetakan.
b. Mistar,  digunakan  untuk  mengukur  serat komposit yang akan dibuat.
c. Gunting,  digunakan  untuk  memotong- motong  serat fiberglass yang  akan  dibuat komposit.
d. Gelas  ukur,  digunakan  untuk  mencampur resin  yukalac  157  dan  hardener  pada pembuatan komposit.
e. Pahat,  digunakan  untuk  melepaskan komposit  pada  cetakan  yang  telah mengeras.
f. Cutter, untuk  membersihkan  spesimen dari sisa-sisa matriks yang menempel.

## 2.2. Bahan
Adapun  bahan-bahan  yang  digunakan dalam penelitian ini adalah:
Matriks  yang  digunakan  adalah  resin  jenis polyester
1. Hardener
2. Fiberglass

## 2.3. Tahapan Penelitian
Adapun prosedur dalam penelitian ini adalah: 1. Membuat  komposit  pada  cetakan  berukuran 30  x  30  x  1  cm 3 ,  untuk  masing-masing perbandingan resin yukalac dan fiberglass.
2. Membuat  spesimen  berjumlah  1  buah  untuk masing-masing perbandingan.
3. Melakukan pengujian tarik dengan menggunakan  alat  eksperimen  yang  dibuat khusus.
4. Beban  sebesar  45  kg  (parameter  tekanan bukan merupakan kajian penelitian ini).
5. Setelah  mengeras  dengan  waktu  ±  6  jam, maka dilakukan pembongkaran.
6. Menyiapkan bahan atau spesimen.
7. Mencampur resin polyester dan hardener dan selanjutnya menuangkan ke seluruh permukaan  serat  yang  dibantu  dengan  kuas agar lebih merata.
8. Memasukkan serat kedalam cetakan.
9. Menutup  cetakan  dan  kemudian  ditekan menggunakan
3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Proses Pengujian Tarik
Pengujian  tarik  dilakukan  dengan  mesin  uji tarik  atau  dengan universal  testing  standar (standar ASTM D 638-02) tipe  4. Pengujian tarik ini  dilakukan  dengan  memberikan  gaya  secara perlahan dan menarik spesimen hingga putus.
Gambar 1. Proses pengujian tarik.
Berikut adalah foto makro setelah dilakukan proses  uji  tarik  pada  campuran  komposisi  resin polyester 50% dan fiberglass 50%.
Gambar 2. Foto patahan setelah uji tarik Kekuatan  tarik  pada  komposit hybrid ,  serat rami, fiberglass , dan resin polyester dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 1. Kekuatan tarik resin polyester hardener dengan variasi lapisan yang berbeda
Komposisi (%) Tegangan (N/mm 2 ) RS 50: FG 50 RS 50 : SR RS 50 : SR 20 : FG 30 RS 50 : SR 30 : FG 20 RS 50 : SR 25 : FG 25 31,16 21,82 363,69 34,63 32,26 Dimana:
RS  = Resin SR  = Serat Rami FG  = Fiberglass
Tabel 2. Kekuatan tarik bahan komposit dengan variasi lapisan yang berbeda
Berdasarkan  tabel  di  atas  menunjukkan bahwa kekuatan tarik paling tinggi terdapat pada komposisi campuran resin 50 %, fiberglass 30 %, dan  serat  rami  20  %  terdapat  pada speciment empat  (4)  dengan  nilai  rata-rata  tegangan  tarik sebesar  36.687  N/mm 2 .  Sementara  nilai tegangan  tarik  paling  rendah  pada  komposisi campuran  resin  50  %,  dan  serat  rami  50  % terdapat  pada speciment dua  (2)  dengan  nilai 21.819 N/mm 2 .
Berikut  adalah  grafik  yang  menunjukkan tegangan  tarik  berdasarkan  komposisi  masing- masing fraksi.
Gambar 4. Grafik Tegangan Tarik Pada grafik hubungan tegangan tarik di atas antara  RS  (resin),  FG  ( fiberglass ),  dan  RM  (serat
rami)  dapat  dilihat  grafik  yang  bervariasi  atau berbeda  pada  masing-masing speciment, hal tersebut diakibatkan oleh beberapa faktor, yaitu dari  komposisi  masing-masing  fraksinya,  serta proses  pencampuran  tiap speciment uji.  Dapat dilihat  pada  grafik  yang  memiliki  nilai  tertinggi terdapat pada fraksi dengan komposisi pencampuran  resin  50  %, fiberglass 30  %,  dan serat rami 20 % pada speciment tiga (3) dengan nilai  36.687  N/mm 2 ,  sedangkan  yang  memiliki nilai  dengan  grafik  terendah  terdapat  pada komposisi dengan pencampuran Resin 50 %, dan serat  rami  50  %,  yaitu  pada speciment dua  (2) dengan  nilai  21.819  N/mm 2 .  Berdasarkan  grafik di  atas  dapat  dikatakan  bahwa  semakin  banyak jumlah  komposisi fiberglass, dibandingkan komposisi  serat  rami  maka  nilai  tegangan tariknya semakin tinggi, begitupun sebaliknya.

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan  data  hasil  penelitian  dan pembahasan  pada  bab  sebelumnya  maka  dapat ditarik  kesimpulan  bahwa  komposisi  campuran yang  memiliki  tegangan  tarik  paling  tinggi terdapat pada fraksi dengan komposisi pencampuran  resin  50  %, fiberglass 30  %,  dan serat rami 20 % pada speciment tiga (3) dengan nilai  36.687  N/mm 2 ,  sedangkan  yang  memiliki nilai  dengan  grafik  terendah  terdapat  pada komposisi dengan pencampuran resin 50 %, dan serat  rami  50  %,  yaitu  pada speciment dua  (2) dengan nilai 21.819 N/mm 2 .
Jadi, untuk komposisi campuran yang ideal, terdapat pada fraksi dengan komposisi pencampuran  resin  50  %, fiberglass 30  %,  dan serat rami 20 % pada speciment tiga (3) dengan nilai 36.687 N/mm 2 .
6. Saran
1. Perlu  dilakukan  pengujian  komposisi  kimia untuk  mengetahui  pengaruh  perubahan reaksi kimia yang terjadi.
2. Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut tentang  perbandingan  komposisi  campuran komposit.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  K.  Diharjo,  "Pengaruh  Perlakuanb  Alkali Terhadap  Sifat  Tarik  Bahan  Komposit  Serat Rami Polyester," jurnal teknik mesin, 2006.
[2]  A.  Hariyanto,  "Pengaruh  Perlakuan  Alkali Pada  Rekayasa  Bahan  Komposit  Berpenguat Serat  Rami  Bermatriks  Polyester  Terhadap Kekuatan Mekanis," 2010.
[3]  Budha  Maryanti,  Ahmad  As'ad  Sonief  and  S. Wahyudi,  "Pengaruh  Alkali  Komposit  Serat Kelapa-Poliester  Terhadap  Kekuatan  Tarik," Rekayasa Mesin, vol. 2, pp. 123-129, 2011.
[4]  E.  Marsyahyo,  "Perlakuan  Permukaan  Serat Rami  (Boehmeria  Nivea)  Dan  Kompotibilitas Serat Matrik Pada Komposit Matrik Polimer," 2009.
[5]  D.  Mueller  and  A.  Krobjilowski,  "New Discovery  in  the  Sifates  of  Composites Reinforced  with  Natural  Fibers," Journal  of industrial textiles, vol. 33, 2003.
[6]  B.  Widodo,  "Analisa  Sifat  Mekanik  Komposit Epoksi  Dengan  Penguat  Serat  Pohon  Aren (Ijuk)  Model  Lamina  Berorientasi  Sudut  Acak (Random)," jurnal  Teknologi  Technoscientia, 2008.
[7]  E.  S.  R.  J.  Marsyahyo,  "Preliminary Investigation  on  Bulletproo  Panels  Made from Ramie Fiber Reinforced Composites  for NIJ Level II, IIA, and IV," Journal of Industrial Textiles, vol. 39, 2009.