Adiputra, Fadli (2016) Pengaruh Variasi Penambahan Jumlah Layer Glass Fiber Dengan Perbandingan Fraksi Volume Yang Tetap Pada Komposit Epoxy – Hollow Glass Microspheres Terhadap Karakteristik Tensile. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
2111100125-Undergraduate-Theses.pdf Download (3MB) | Preview |
Abstract
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.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Additional Information: | RSM 620.118 Adi p |
| Uncontrolled Keywords: | komposit hibrida; komposit lapisan; epoxy; glass fiber; hollow glass microspheres; kekuatan tarik; hybrid composite; laminates; tensile strength. |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Anis Wulandari |
| Date Deposited: | 24 May 2017 05:43 |
| Last Modified: | 26 Dec 2018 03:39 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/41366 |
Actions (login required)
 |
View Item |