Pengaruh Variasi Penambahan Jumlah Layer Glass Fiber Dengan Perbandingan Fraksi Volume Yang Tetap Pada Komposit Epoxy – Hollow Glass Microspheres Terhadap Karakteristik Tensile

Material komposit mempunyai berbagai macam keunggulan dibandingkan material logam pada umumnya sehingga saat ini banyak sekali penggunaan komposit di berbagai bidang. Hal ini mengakibatkan banyak dilakukannya penelitian terhadap material komposit. Salah satunya yaitu material komposit dengan matriks berupa polimer dengan filler hollow glass microsphere yang telah terbukti dapat meningkatkan berbagai sifat mekaniknya terutama sifat kompresi. Telah diketahui pula dengan berbagai aplikasi dan penelitian penggunaan material komposit laminates dengan penguat glass fiber mampu meningkatkan sifat mekanik serta energy impact yang dapat diserap. Akan tetapi belum banyak penelitian mengenai hybrid composite, yaitu gabungan dari dua atau lebih penguat dengan satu matriks, terutama menggunakan komposit matriks polimer dengan filler hollow glass microsphere yang kemudian ditambahkan penguat lainnya seperti glass fiber. Dengan gabungan dari dua penguat tersebut diharapkan sifat mekanik dari material hybrid dapat meningkat secara signifikan, sehingga dapat digunakan pada rompi anti peluru, bumper kendaraan atau aplikasi lainnya yang membutuhkan ketangguhan dan kekuatan yang tinggi. Penelitian ini dilaksanakan pada komposit hybrid berbahan serat glass fiber berbentuk anyaman dan dipadukan dengan fraksi volume 16% hollow glass microsphere yang kemudian dilakukan pengujian tarik. Dengan variasi jumlah lapisan fiber glass 6, 8, 10, 12, dan 14 serta dengan urutan orientasi glass fiber [450/00/450/…./00]. Spesimen menerima dua perlakuan yang berbeda yaitu, spesimen I di-curing pada temperatur kamar (±27°C) selama 24 jam dan spesimen II dicuring pada temperatur 90°C selama 24 jam. Matriks yang digunakan adalah resin epoxy UNION dengan hardener epoxy UNION. Perbandingan antara epoxy dan hardener yaitu 1: 3. Proses pembuatan menggunakan metode hand lay-up. Hasil yang didapatkan adalah dengan peningkatan temperature curing komposit hybrid maka kekuatan tariknya akan meningkat, hal ini terjadi karena komposit yang di-curing pada temperatur tinggi memiliki ikatan crosslink lebih banyak sehingga ikatan epoxy dan HGM lebih kuat dan nilai kekuatan tarik pada komposit akan meningkat. Adanya perbedaan nilai kekuatan tarik pada variasi jumlah lapisan yang seharusnya konstan menurut teori. Perbedaan nilai ini dipengaruhi oleh beberapa hal yaitu tidak konstannya perbandingan antara fraksi volume matriks dengan fraksi volume glass fiber yang berdampak pada kekuatan ikatan matris-penguat dan terdapatnya void pada komposit. Kekuatan tarik maksimum didapatkan pada komposit dengan jumlah lapisan 12 yaitu sebesar 129,844 MPa untuk komposit temperature curing kamar selama 24 jam dan 175,706 untuk komposit temperatur curing 90C selama 24 jam. Penerapan komposit hybrid pada rompi anti peluru dengan membandingkan material komposit penelitian sebelumnya berdasarkan luasan efektif dan tebal efektif dengan data energy rompi anti peluru dan ketangguhan komposit hybrid, maka komposit hybrid membutuhkan dimensi efektif yang lebih besar dibandingkan komposit penelitian sebelumnya. =========================================================================== Generally composite materials have many advantages in compare with metal materials, hence nowadays there are many composite application on various fields. This resulting in a lot of research on composite materials. One of them is a composite material with polymer as a matrix and being reinforced by hollow glass microsphere which has been shown to increase its mechanical properties, especially compression properties. It is also known with various applications and research of laminate composites material that being reinforced by glass fiber resulting in improvement of its mechanical properties and the impact energy that can be absorbed. However there are still not many research on hybrid composite, which is a combination of two or more reinforce with a single matrix, mainly using polymer as a matrix and being reinforced by hollow glass microsphere and another reinforce such as glass fiber. Expectedly with the combination of two reinforce its mechanical properties can be enhanced significantly, so it can be used on body armor, vehicle bumper or another application that need high toughness and strength. The composite materials of woven roving hybrid composite and hollow glass microspheres with fraction volume 16% are being tested on its tensile properties, with the variation of amount glass fiber layer that are 6, 8, 10, 12, 14 and with its sequent orientation [450/00/450/…./00]. The specimen received two different treatment such as, first specimen is being cured on room temperature (±27°C) during 24 hours and second specimen is being cured on 90°C temperature during 24 hours. Matrix that being used is epoxy UNION with hardener epoxy UNION. The ratio of epoxy and hardener is 1:3. The process on this research is using hand lay-up methods. The results obtained from the research are with the increasing of curing temperature its tensile strength also increased, this happened because composite that being cured on high temperature will have more crosslink bond, and as a result the bond of epoxy and HGM is stronger and so on its tensile strength. Based on theory the differences of tensile strength on variation amount of layers should be constant. This differences are influences on several factors, such as the instability of matrix volume fraction ratio and glass fiber volume fraction ratio that will impact on the strength of matrix-reinforce bond, and another factor is the content of void on composite. Maximum tensile strength that obtained is on composite with 12 amount variation of layers i.e., 129,844 MPa for hybrid composite that being cured on room temperature during 24 hours and 175,706 MPa for hybrid composite that being cured on 90°C during 24 hours. The application of composite hybrid on body armor with the comparison of composite material based on previous research are on effective area and thickness that needed with internal energy of body armor on previous research and composite hybrid’s toughness. Then from that comparison, composite hybrid need more dimension than composite material’s previous research