Aplikasi teknik manufaktur vacuum assested resin infusion (vari) untuk peningkatan sifat mekanik komposit plastik berpenguat serat abaca (AFRP)

Abstract

Abstrak

Inovasi dalam bidang material komposit menuntut terciptanya material yang lebih ramah lingkungan.  Saat ini komposit serat alam (green material) patut dipertimbangkan menjadi material yang sangat berpotensi untuk mensubstitusi komposit serat sintetis sebagai material teknik. Serat alam mempunyai kekurangan karena mempunyai scatter sifat mekanik yang sangat besar. Salah satu cara untuk mengatasi kekurangan tersebut adalah melalui pemilihan proses manufaktur (fabrikasi) komposit. Tujuan penelitian ini adalah membuat prototype komposit plastik berpenguat serat abaca (AFRP)  menggunakan metode Vakum (Vacum Assested Resin Infusion (VARI)). Semua spesimen dilakukan postcure pada suhu 80⁰ C selama 2 jam. Sifat mekanik dari komposit dievaluasi uji tariknya. Komposit AFRP difabrikasi dengan fraksi volume (V_f) : 20%, 30% , 40%, serta ukuran spesimen uji (140x5x1) mm. Dengan proses fabrikasi sebagai berikut: 1) Serat abaca disusun dalam cetakan kaca yang memanjang sejajar (0⁰) kemudian dimasukkan ke dalam kantong plastik vakum. 2) Resin dicampur hardener dialirkan kedalam cetakan yang sudah kondisi vakum. Metode cetakan ini dapat menghilangkan gelembung udara di dalam komposit sehingga diharapkan kekuatan tarik komposit menjadi lebih tinggi.  Bahan-bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah: Serat abaca, Resin BTQN 157-EX, Hardener MEKPO dan Wax. Peralatan yang diperlukan adalah: Instalasi cetak vakum, Alat uji tarik, Kamera digital, dan Scanning Electron Microscope (SEM). Penampang patahan diselidiki untuk mengidentifikasi mekanisme perpatahannya.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekuatan dan regangan tarik komposit memiliki harga optimum untuk (V_f) 40%, yaitu 257 Mpa dan 0.44%.  Penampang patahan komposit diklasifikasikan sebagai jenis patah slitting in multiple area sehingga dapat disimpulkan bahwa komposit plastik berpenguat serat abaca memiliki potensi yang cukup besar untuk diaplikasikan sebagai material struktural.

Kata kunci: Serat Abaca, AFRP, Kekuatan tarik, VARI, Scanning Electron Microscope

Abstract

Innovation in composite materials demands the creation of more environmentally friendly materials. Currently the composite of natural fibers (green material) should be considered to be a material that has the potential to substitute synthetic fiber composites as engineering materials. Natural fibers have disadvantages because they have a very large mechanical properties scatter. One way to overcome these shortcomings is through the selection of a composite manufacturing (fabrication) process. The purpose of this research is to make prototype of plastic composite with abaca fiber (AFRP) using Vacuum Assured Resin Infusion (VARI)). All specimens were performed postcure at 800 C for 2 hours. The mechanical properties of the composites are evaluated by the tensile test. The AFRP composite is fabricated by volume fraction (Vf): 20%, 30%, 40%, as well as test specimen size (140x5x1) mm. With the fabrication process as follows: 1) Abaca fiber is arranged in a parallel laminated glass mold (00) then put in a vacuum plastic bag. 2) The resin in the mixed hardener flowed into a mold that has a vacuum condition. This mold method can remove air bubbles inside the composite so that the expected composite tensile strength becomes higher. The materials needed in this research are: Abaca fiber, BTQN 157-EX Resin, MEKPO and Wax Hardener. The necessary equipment are: Vacuum printing installation, Tensile test equipment, Digital camera, and Scanning Electron Microscope (SEM). Fault cross sections were investigated to identify the fracture mechanism. The results showed that the strength and composite tensile strain had the optimum price for (Vf) 40%, ie 257 Mpa and 0.44%. The composite fault cross section is classified as a type of broken slitting in multiple areas so it can be concluded that the plastic composite of abaca fibers has considerable potential to be applied as a structural material.

Keywords: Abaca Fiber, AFRP, Tensile Strength, VARI, Scanning Electron Microscope