Pengaruh Variasi Fraksi Massa Komposit Hibrid Serat Goni/E-Glass Terhadap Kekuatan Tarik Dan Kekuatan Bending
Abstract
Material komposit menjadi pilihan utama dalam berbagai sektor industri karena keunggulannya yang ringan, tahan korosi, dan memiliki kekuatan mekanik tinggi dibanding logam konvensional. Salah satu pengembangan komposit adalah pemanfaatan serat alami dan serat sintetis dalam pembuatan komposit hibrid. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi fraksi massa komposit hibrid serat goni/e-glass terhadap kekuatan tarik dan kekuatan bending. Spesimen dibuat menggunakan metode hand lay up dengan variasi fraksi massa serat goni/e-glass yaitu A (19%:11%), B (12%:18%), C (15%:15%), dan D (23%:7%). Uji tarik dan bending dilakukan masing-masing sesuai standar ASTM D638 dan D790. Hasil pengujian tarik menunjukkan bahwa spesimen B memiliki nilai tegangan tarik dan modulus elastisitas tertinggi sebesar 117,199 MPa dan 3881,312 MPa, namun memiliki regangan tarik yang lebih rendah yang menandakan sifat material tersebut lebih getas. Sementara itu, hasil uji bending menunjukkan bahwa spesimen A menghasilkan tegangan bending dan modulus elastisitas bending tertinggi sebesar 41,106 MPa dan 689,987 MPa. Analisis makro mengungkapkan adanya kegagalan delaminasi, fiber breaking, void, dan deformasi pada patahan spesimen. Semua spesimen telah memenuhi standar minimal kekuatan tarik untuk bahan outer helm SNI. Secara keseluruhan, komposisi fraksi massa serat dan penempatan susunan serat berpengaruh signifikan terhadap sifat mekanik komposit hibrid ini.
Full Text:
PDFReferences
A. R. Fauzi, V. Ariandha, M. S. B. Alamsyah, R. A. Fauzi, H. D. Alisyifa, and A. Choliq, “Analisis Material Komposit dengan Penguat Serat Alam dan Limbah Plastik Menggunakan Alat Uji Lendutan Batang Adi,” J. Rekayasa Mesin, vol. 19, no. 3, pp. 375–384, 2024.
F. Jayadi, J. Supardi, Masykur, Adib, and B. Tripoli, “Analisa Kekuatan Tarik Pada Komposit Serat Abaka Berdasarkan Variasi Fraksi Volume,” J. Mekanova Mek. Inov. dan Teknol., vol. 10, no. 2, pp. 538–545, 2024.
A. Nayan and T. Hafli, “Analisa Stuktur Mikro Material Komposit Polimer Berpenguat Serbuk Cangkang Kerang,” Malikussaleh J. Mech. Sci. Technol., vol. 6, no. 1, pp. 15–24, 2022, doi: 10.29103/mjmst.v6i1.8184.
R. F. Septiyanto and A. H. D. Abdullah, “Perbandingan komposit serat alam dan serat sintetis melalui uji tarik dengan bahan serat jute dan e-glass,” Gravity J. Ilm. Penelit. dan Pembelajaran Fis., vol. 2, no. 1, 2016, doi: https://dx.doi.org/10.30870/gravity.v2i1.912.
V. Yudha, F. Yudhanto, and J. Waluyo, “Analisa Sifat Fisis Dan Mekanis Komposit Hibrid Serat Jute/Karbon Yang Dibuat Dengan Metode Vacuum Infusion Sebagai Alternatif Bahan Helm,” Sci. J. Mech. Eng. Kinemat., vol. 8, no. 1, pp. 25–35, 2023, doi: 10.20527/sjmekinematika.v8i1.248.
A. P. Irawan et al., “An Experimental Investigation into Mechanical and Thermal Properties of Hybrid Woven Rattan/Glass-Fiber-Reinforced Epoxy Composites,” Polymers (Basel)., vol. 14, no. 24, p. 5562, 2022, doi: https://doi.org/10.3390/ polym14245562.
W. Tanoto, “Pengaruh Orientasi Arah Serat Terhadap Kekuatan Tarik dan kekuatan Bending Komposit Berpenguat Serat E-Glass Dengan Matrik Epoxy,” JTM, vol. 9, no. 3, pp. 53–58, 2021.
F. Zahra, F. Safriwardy, M. Habibi, and M. N. Rizki, “Analisis Kekuatan Tarik Komposit Serat Daun Nanas Dengan Variasi Fraksi Volume Menggunakan Resin Polyester Bening,” Malikussaleh J. Mech. Sci. Technol., vol. 8, no. 2, pp. 201–208, 2024.
S. H. Mahmud et al., “Fabrication and mechanical performance investigation of jute/glass fiber hybridized polymer composites: Effect of stacking sequences,” Next Mater., vol. 5, p. 100236, 2024, doi: 10.1016/j.nxmate.2024.100236.
F. Paundra, Z. Z. Muttaqin, F. P. Nurullah, E. Pujiyulianto, and F. B. Darsono, “Pengaruh Variasi Fraksi Volum Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Hybrid Berpenguat Serat Pelepah Pisang Dan Serat,” J. Sci. Technol. Virtual Cult., vol. 2, no. 2, pp. 6–8, 2022.
T. da C. Dias, A. A. X. da Silva, M. L. P. Tonatto, and S. C. Amico, “Experimental Investigation on the Mechanical and Physical Properties of Glass/Jute Hybrid Laminates,” Polymers (Basel)., vol. 14, no. 21, 2022, doi: 10.3390/polym14214742.
S. Y. Nayak et al., “Influence of stacking sequence on the mechanical properties of 3D E-glass/bamboo non-woven hybrid epoxy composites,” Mater. Today Proc., vol. 38, pp. 2431–2438, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2020.07.385.
A. D638-22, “Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics,” 2022, doi: 10.1520/D0638-22.1.
A. D790-00, “Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials,” vol. 08, no. Reapproved 1989, pp. 3–4, 2000, doi: 10.1520/C1709-18.
Y. R. Hanovatias and A. Mahyudin, “Karakterisasi Sifat Mekanik dan Biodegradable Komposit Hibrid Polipropilena dengan Pati Singkong Menggunakan Serat Pinang dan Serat Eceng Gondok,” J. Fis. Unand, vol. 12, no. 3, pp. 459–465, 2023, doi: 10.25077/jfu.12.3.458-464.2023.
A. Kirana, M. Farid, and V. M. Pratiwi, “Efek Penambahan Serat Gelas pada Komposit Polyurethane Terhadap Sifat Mekanik dan Sifat Fisik Komposit Doorpanel,” J. Tek. ITS, vol. 5, no. 2, pp. 538–540, 2016, doi: 10.12962/j23373539.v5i2.18560.
S. Rahman, S. C. Das, J. Saha, and M. A. Khan, “Fabrication and Physico-mechanical Characterization of Short Natural/Synthetic Fiber–Reinforced Hybrid Composites: Effects of Biodegradation and Chemical Aging,” Mater. Circ. Econ., vol. 6, pp. 1–13, 2024, doi: 10.1007/s42824-024-00105-0.
F. F. Nurdiansyah, Sulardjaka, and N. Iskandar, “Pengaruh Fraksi Massa Dan Arah Orientasi Serat Terhadap Kekuatan Lentur Komposit Berpenguat Serat Rami Dengan Matriks Gondorukem,” J. Tek. Mesin, vol. 9, no. 1, pp. 81–90, 2021.
H. N. Beliu, Y. M. Pellle, and J. U. Jarson, “Analisa kekuatan tarik dan bending pada komposit widuri - polyester,” J. Tek. Mesin UNDANA - Lontar, vol. 03, no. 02, pp. 11–20, 2016.
M. A. Altaee and N. H. Mostafa, “Mechanical properties of interply and intraply hybrid laminates based on jute-glass/epoxy composites,” J. Eng. Appl. Sci., vol. 70, pp. 1–30, 2023, doi: 10.1186/s44147-023-00293-7.
K. Kumar et al., “Exploration of stacking effects of carbon/glass fabric in polymer hybrid composites: analysis of mechanical properties,” Discov. Appl. Sci., vol. 6, no. 12, 2024, doi: 10.1007/s42452-024-06348-5.
W. Wu, Q. Wang, A. Ichenihi, Y. Shen, and W. Li, “The effects of hybridization on the flexural performances of Carbon/Glass interlayer and intralayer composites,” Polymers (Basel)., vol. 10, no. 5, 2018, doi: 10.3390/polym10050549.
S. Singh, H. G. Hanumantharaju, S. R. T. Yadla, S. H. R. Yadav, and S. Srivatsa, “Investigation of bending properties of E-Glass fiber reinforced polymer matrix composites for applications in micro wind turbine blades,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 1473, no. 1, 2020, doi: 10.1088/1742-6596/1473/1/012047.
G. Tefera, S. Adali, and G. Bright, “Flexural and Viscoelastic Properties of FRP Composite Laminates under Higher Temperatures: Experiments and Model Assessment,” Polymers (Basel)., vol. 14, no. 11, 2022, doi: 10.3390/polym14112296.
V. P. Aesha, Sulardjaka, and Norman Iskandar, “Analisis Kekuatan Lentur Komposit Berpenguat Serat Rami Dengan Matriks Gondorukem Pada Fraksi Massa 15% Dan 30%,” J. Tek. Mesin, vol. 11, no. 1, pp. 22–31, 2023.
DOI: https://doi.org/10.35308/jmkn.v11i2.12662
Refbacks
- There are currently no refbacks.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
p-ISSN: 2477-5029 I e-ISSN: 2502-0498 I DOI: 10.35308
Jl. Alue Peunyareng, Ujong Tanoh Darat, Meureubo, Kabupaten Aceh Barat, Aceh 23681, Indonesia
is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License