TEKNIKA
JURNAL TEKNIKA
E-ISSN : 2337-3148
P-ISSN : 1693-6329
Volume68Nomor Nomor 24 Volume Oktober 2023 September Ae 93 Ae 10 DOI: https://doi.
org/10.
52561/teknika.
Website:
https://jurnal.
id/index.
php/jte Url: https://jurnal.
id/index.
php/jte/article/view/281 KETAHANAN IMPACT KOMPOSIT HYBRID
KAIN LIMBAH GARMEN DAN SERAT GELAS
SEBAGAI MATERIAL PENDUKUNG ENERGI
TERBARUKAN
Arif Hidayat Purwono1*.
Johanes Wawan Joharwan1.
Agus Jamaldi2.
Agus Eka Laksmana1 Program Studi D-i Teknik Mesin.
Sekolah Tinggi Teknologi AuWargaAy Surakarta.
Surakarta.
Indonesia Program Studi S1 Teknik Mesin.
Sekolah Tinggi Teknologi AuWargaAy Surakarta.
Surakarta.
Indonesia *Email: arif_hp@sttw.
ABSTRAK
Program Net Zero Emission (NZE) pada tahun 2060 menjadi target negara-negara di dunia dalam mengembangkan Renewable and Green Energy termasuk di Indonesia.
Perkembangan tersebut akan lebih efektif bila didukung dengan perkembangan meterial yang ramah lingkungan.
Material baru yang unggul dapat dihasilkan dari penggabungan dua atau lebih material yang berbeda sifat.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui karakteristik bahan komposit berpenguat serat gelas dan kain limbah industri garmen sebagai alternatif material pendukung energi terbarukan.
Proses pencetakan dilakukan secara hand lay-up menggunakan matrik poliester BQTN 157 Ex Yukalac dengan persentase kandungan pengat 100% serat kain, 100% serat gelas, 25% serat kain / 75% serat gelas, 50% serat kain / 50% serat gelas, 75% serat kain / 25% serat gelas, penguat fraksi volume sebesar 40% digunakan pada masing-masing variasi.
Standart ASTM D 5941 digunakan sebagai acuan dalam prosedur pengujian impact.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa impact strength yang terbaik pada komposit berpenguat 75% gelas / 25% kain, nilainya yaitu 16,05 kJ/mA, sedangkan komposit berpenguat 100% gelas dan 50% gelas / 50% kain memiliki impact strength yang hampir sama, nilainya 11,5 kJ/mA.
Kata kunci: komposit.
serat gelas.
ABSTRACT
The Net Zero Emission (NZE) program in 2060 is the target for countries worldwide to develop Renewable and Green Energy, including Indonesia.
This development will be more effective if supported by environmentally friendly materials.
New superior materials can be produced by combining two or more materials with different properties.
This research aims to determine the characteristics of glass fiber-reinforced composite materials and garment industry waste fabric as alternative renewable energy-supporting materials.
The printing process is carried out by hand lay-up using a BQTN 157 Ex Yukalac polyester matrix with a percentage of binder content of 100% fabric fiber, 100% glass fiber, 25% fabric fiber / 75% glass fiber, 50% fabric fiber / 50% glass fiber, 75 % fabric fiber / 25% glass fiber, volume fraction reinforcement of 40% is used in each variation.
ASTM D 5941 standard is used as a reference in impact testing procedures.
The test results show that the best impact strength is the composite reinforced with 75% glass / 25% fabric, with a value of 16.
05 kJ/mA, while the composite reinforced with 100% glass and 50% glass / 50% fabric has almost the same impact strength, the value 11.
5 kJ/mA.
Keywords: composite.
glass fiber.
JTe (Teknik.
: 8 .
, pp 89-93 A Purwono.
Arif Hidayat, et.
al, 2023
PENDAHULUAN
Material dengan harga ekonomis dan memiliki karakter ringan dan kuat dengan menggabungkan dua material atau lebih mulai gencar dikembangkan, salah satu material tersebut adalah komposit .
Hal ini didukung dengan perkembangan teknologi di bidang material sehingga sangat dimungkinkan material-material baru yang tahan terhadap korosi serta unggul dengan kekuatan jenis .
trength / weigh.
, kekuatan lelah .
yang baik dan dapat diatur .
Banyak material komposit yang ramah lingkungan bersumber dari material alam yang banyak ditemui di lingkungan sekitar, seperti limbah sabut kelapa .
, .
, limbah kulit buah salak .
, sekam padi .
, serat bambu .
dan serat ampas tebu .
Penggunaan material komposit antara lain adalah sebagai bahan alternatif yang diaplikasikan pada pembuatan sudu turbin air maupun turbin angin serta door trim di kendaraan maupun bodi di kendaraan bermotor .
, .
, komponen rumah tangga .
serta untuk rekayasa alat kesehatan .
dan komponen-komponen lainnya .
Produktivitas industri garmen sampai saat ini masih tinggi.
Industri tersebut menghasilkan berbagai macam pakaian yang berbahan baku dari material alam, salah satunya yaitu serat kapas.
Sisa kain dari produksi industri garmen tersebut menghasilkan potensi untuk gagasan penelitian sebagai penguat dalam proses pembuatan material Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh komposisi serat kain terhadap serat gelas hal dalam hal ketahanan impact sehingga didapatkan sebuah material yg ringan, kaku dan kuat sebagai pendukung material energi baru terbarukan seperti pembuatan sudu turbin air maupun turbin angin.
METODE
Spesiemen uji dalam penelitian ini menggunakan kain limbah garmen dan serat eglass dengan woven roving sebagai bahan penguat.
Resin BQTN 157-EX Yukalac digunakan sebagai bahan matrik yang merupakan unsaturated polyester.
Sistem hand layup diaplikasikan dalam proses pembuatan spesimen dengan memberikan tekanan mesin press manual pada cetakan besi dan holding time 3 jam.
Spesimen yang telah siap kemudian dipotong dengan panjang 63,5 mm, lebar 12,7 mm, dan tebal 3,2 mm sesuai standart ASTM D 5941 .
Gambar 1 merupakan spesimen uji impact.
JTe (Teknik.
: 8 .
, pp 89-93 A Purwono.
Arif Hidayat, et.
al, 2023 .
Gambar 1.
Spesimen uji impact: .
Spesimen 1, 100% kain limbah garmen.
Spesimen 2, 75% kain limbah garmen dan 25% serat gelas.
Spesimen 3, 50% kain limbah garmen dan 50% serat .
Spesimen 4, 25% kain limbah garmen dan 75% serat gelas.
Spesimen 5, 100% serat Pengujian impact menggunakan alat uji impact pada Gambar 2 untuk mengetahui parameter impact strength dengan data awal berupa berat pendulum, jarak lengan pengayun serta sudut awal pendulum pada alat uji impact.
Pengujian dilakukan sebanyak 5 kali pada setiap variasinya dengan mencatat sudut akhir pendulum setelah pengujian.
Gambar 2.
Alat uji impact
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kegetasan atau keuletan dari sebuah material komposit dapat diketahui dengan metode pembebanan kejut menggunakan alat uji impact secara statis.
Standart ASTM D 5941 digunakan sebagai acuan dalam proses pengujian, mulai dari penyiapan spesimen, pemotongan spesimen sesuai standart dimana spesimen uji tidak diberi takikan.
Proses pengujian mengakibatkan perubahan bentuk spesimen uji seperti patahan atau bengkokan yang dapat mengindikasikan keuletan dari komposisi komposit tersebut.
Hasil pengujian impact pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.
JTe (Teknik.
: 8 .
, pp 89-93 A Purwono.
Arif Hidayat, et.
al, 2023
IMPACT STRENGTH
IMPACT STRENGTH (KJ/MA)
SPESIMEN KE-
Gambar 3.
Grafik pengaruh variasi penguat serat gelas dan serat nylon terhadap ketahanan impact Hasil pengujian impact dengan beberapa variasi menghasilkan trend grafik yang meningkat seiring bertambahnya persentase penguat serat gelas hingga titik optimum, kemudian kembali menurun.
Impact strength tertinggi dihasilkan ketika komposit menggunakan penguat 25% kain/ 75% serat gelas.
Rata-rata kenaikan impact strength akibat variasi penguat ini adalah sebesar 75% dibandingkan hanya menggunakan penguat 100% kain saja.
Peningkatan kekuatan impact pada penambahan serat gelas disebabkan karena sifat dari serat gelas yang kuat.
Karakteristik komposit yang memiliki sifat tahan terhadap korosi, ringan, kaku dan memiliki kekuatan yang tinggi adalah komposit yang menggunakan penguat serat gelas .
Hibrida dari serat gelas mampu meneruskan konsentrasi tegangan yang terjadi serta penggunaan serat gelas komposit dapat menerima konsentrasi tegangan yang diberikan oleh resin .
Sedangkan serat kain limbah garmen memiliki kemampuan yang lebih baik dibandingkan dengan serat gelas dalam berikatan dengan cairan resin, sehingga serat kain sulit untuk meneruskan konsentrasi yang dikenakan pada spesimen.
Dengan perpaduan serat kain atau penguat fiber-nylon yang baik akan menutup kelemahan dari penguat serat gelas sehingga didapatkan komposisi penguat terbaik untuk meningkatkan ketahanan terhadap gaya impact .
Penelitian terbaru dilakukan dengan mengganti bahan sintetis dengan bahan berbasis serat biodegradable yang diaplikasikan pada sudu turbin.
Hasil penelitian ini sejalan dengan .
, .
yang menyatakan bahwa sifat mekanik material meningkat seiring dengan bertambahnya serat alam yang digunakan.
KESIMPULAN
Kekuatan impact komposit meningkat seiring bertambahnya persentase penguat serat gelas hingga capaian optimum.
Kekuatan impact pada variasi penguat 50% kain limbah / 50% serat gelas hampir sama dengan penguat 100% serat gelas, nilainya yaitu 11,5 kJ/mA.
Besarnya kekuatan impact tertinggi diperoleh pada komposit berpenguat 25% kain dan 75% serat gelas dengan besar energi impact sebesar 16,05 kJ/mA.
Persentase kenaikan rata-rata yang terjadi sebesar 75% dibandingkan ketika komposit menggunakan penguat 100% kain limbah garmen.
JTe (Teknik.
: 8 .
, pp 89-93 A Purwono.
Arif Hidayat, et.
al, 2023
DAFTAR PUSTAKA