Chapter II.pdf - USU Institutional Repository - Universitas Sumatera ...

2.1. Polimer
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Plastik, serat, film dan sebagainya yang biasanya dipergunakan dalam
kehidupan sehari-hari mempunyai berat molekul diatas 10.000. Bahan dengan
berat molekul yang besar itu disebut polimer, mempunyai struktur dan sifat yang
rumit disebabkan oleh jumlah atom pembentuk yang lebih besar dibandingkan
senyawa yang berat atomnya rendah. Umumnya polimer dibangun oleh satuan
struktur tersusun secara berulang diikat oleh gaya tarik-menarik yang disebut
ikatan kovalen, dimana ikatan setiap atom dari pasangan menyumbangkan satu
elektron untuk membentuk sepasang elektron.
Dibawah ini dijelaskan istilah teknis yang sering dipakai bagi polimer, yaitu :
1). Monomer
Polimer yang terbentuk oleh satuan struktur secara berulang disebut monomer.
Contoh : Polietilen
H H H H H
│ │ │ │ │
C = C → ─ C ─ C ─ C ─ …..
│ │ │ │ │
H H H H H
Etilen (monomer) Polietilen
2). Berat molekul dan derajat polimerisasi.
Polipropilen terdiri dari banyak monomer propilen dalam rantai kombinasi.
CH3 H H3 H
│ │ │ │
n.C = C → ─ C ─ C ─
│ │ │ │
H H H H n
Propilen Polipropilen
26
Universitas Sumatera Utara

Sifat-sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut :
1. Kemampuan cetaknya baik. Pada temperatur rendah bahan dapat dicetak
dengan penyuntikan, penekanan, ekstruksi, dan seterusnya.
2. Produk ringan dan kuat.
3. Banyak polimer bersifat isolasi listrik. Polimer dapat bersifat konduktor.
4. Baik sekali ketahannya terhadap air dan zat kimia.
5. Produk dengan sifat yang berbeda dapat dibuat tergantung cara
pembuatannya.
6. Umumnya bahan polimer lebih murah harganya.
7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu diperhatikan
penggunaannya.
8. Kekerasan permukaan yang sangat kurang.
9. Kurang tahan terhadap pelarut.
10. Mudah termuati listrik secara elektrostatik.
11. Beberapa bahan tahan abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang
kecil.
2.2. Komposit
Komposit adalah penggabungan dua atau lebih material yang berbeda
sebagai suatu kombinasi yang menyatu. Bahan komposit pada umumnya terdiri
dari dua unsur, yaitu serat (fiber) sebagai pengisi dan bahan pengikat serat yang
disebut matrik. Didalam komposit unsur utamanya serat, sedangkan bahan
pengikatnya polimer yang mudah dibentuk. Penggunaan serat sendiri yang utama
adalah menentukan karakteristik bahan komposit, seperti kekakuan, kekuatan
serta sifat mekanik lainnya.
Sebagai bahan pengisi, serat digunakan untuk menahan gaya yang bekerja pada
bahan komposit, matrik berfungsi melindungi dan mengikat serat agar dapat
bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi. Oleh karena itu untuk bahan
27
Universitas Sumatera Utara

serat digunakan bahan yang kuat, kaku dan getas, sedangkan bahan matrik dipilih
bahan-bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap perlakuan kimia.
2.2.1. Klasifikasi Bahan Komposit
Klasifikasi komposit serat (fiber-matrik composites) dibedakan menjadi;
1. Fibre composites (komposit serat) adalah gabungan serat dengan matrik.
2. Flake composites adalah gabungan serpih rata dengan matrik.
3. Particulate composites adalah gabungan partikel dengan matrik.
4. Filled composites adalah gabungan matrik continous skeletal
5. Laminar composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina.
Klasifikasi komposit ditunjukkan pada gambar dibawah ini ;
Serat Satu
Arah
Serat
Komposit Serat
Gambar 2.1. Klasifikasi Bahan Komposit (Hadi, 2001)
Bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu komposit partikel (particulate
composite) dan komposit serat (fibre composite). Bahan komposit partikel terdiri
dari partikel yang diikat matrik. Komposit serat ada dua macam, yaitu serat
panjang (continuos fibre) dan serat pendek (short fibre atau whisker).
28
Bahan Komposit
Komposit
Serat Satu Serat Multi Arah Arah
Serat Dua
Arah (woven)
Laminat Hybrid
Serat Tidak
Arah Arah
Universitas Sumatera Utara

2.2.2. Tipe Komposit Serat
yaitu :
Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit,
1. Continuous Fibre Composite
Tipe ini mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina
diantara matriknya. Tipe ini mempunyai kelemahan pemisahan antar lapisan.
2. Woven Fibre Composite (bi-directional)
Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena
susunan seratnya mengikat antar lapisan. Susunan serat memanjangnya yang
tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan melemah.
3. Discontinous Fibre Composite
Discontinous Fibre Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek.
Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 :
a) Aligned discontinous fibre
b) Off-axis aligned discontinous fibre
c) Randomly oriented discontinous fibre
a) aligned b) off-axis c) randomly
Gambar 2.2. Tipe discontinous fibre (Gibson, 1994)
4. Hybrid Fibre Composite
Hybrid fibre composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat
lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat menganti
kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.
29
Universitas Sumatera Utara

Continous Fibre Composit Woven Fibre Composite
Randomly Oriented Discontinous Fibre Hybrid Fibre Composite
Gambar 2.3. Tipe Komposit Serat (Gibson, 1994)
2.2.3. Faktor yang mempengaruhi Performa Komposit
1. Faktor Serat
2. Letak Serat
A. One dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan pada arah axis serat.
B. Two dimensional reinforcement (planar), mempunyai kekuatan pada dua
arah atau masing-masing arah orientasi serat.
C. Three dimensional reinforcement, mempunyai sifat isotropic kekuatannya
lebih tinggi dibanding dengan dua tipe sebelumnya.
3. Panjang Serat
Serat panjang lebih kuat dibanding serat pendek. Oleh karena itu panjang dan
diameter sangat berpengaruh pada kekuatan maupun modulus komposit. Serat
panjang (continous fibre) lebih efisien dalam peletakannya daripada serat
pendek.
4. Bentuk Serat
Bentuk serat tidak mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter
seratnya. Semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit
yang tinggi.
30
Universitas Sumatera Utara

5. Faktor Matrik
Matrik berfungsi mengikat serat. Polimer sering dipakai termoplastik dan
termoset.
a. Thermoplastik
1. Polyamide (PI),
2. Polysulfone (PS),
3. Poluetheretherketone (PEEK),
4. Polypropylene (PP),
5. Polyethylene (PE) dll.
b. Thermosetting
1. Epoksi,
2. Polyester.
3. Plenol,
4. Resin Amino,
5. Resin Furan dll.
6. Katalis
Katalis digunakan untuk membantu proses pengeringan (curring) pada bahan
matriks suatu komposit. Penggunaan katalis yang berlebihan akan semakin
mempercepat proses laju pengeringan, tetapi akan menyebabkan bahan
komposit yang dihasilkan semakin getas.
2.3. Serat Sabut Kelapa
Buah kelapa terdiri dari epicarp yaitu bagian luar yang permukaannya licin,
agak keras dan tebalnya ± 0,7 mm, mesocarp yaitu bagian tengah yang disebut
sabut, bagian ini terdiri dari serat keras yang tebalnya 3–5 cm, endocarp yaitu
tempurung tebalnya 3–6 mm. Sabut merupakan bagian tengah (mesocarp) epicarp
dan endocarp.
Sabut kelapa merupakan bagian terluar buah kelapa. Ketebalan sabut kelapa
berkisar 5-6 cm yang terdiri atas lapisan terluar (exocarpium) dan lapisan dalam
(endocarpium). Endocarpium mengandung serat halus sebagai bahan pembuat
31
Universitas Sumatera Utara

tali, karpet, sikat, keset, isolator panas dan suara, filter, bahan pengisi jok
kursi/mobil dan papan hardboard. Satu butir buah kelapa menghasilkan 0,4 kg
sabut yang mengandung 30% serat.
Serat Panjang
Sabut Serat Pendek
Debu Sabut
Gambar 2.4. Produk Turunan Pengolahan Sabut Kelapa (Zainal. M.dan
Yulius,2005)
Komposisi kimia sabut kelapa terdiri atas selulosa, lignin, pyroligneous acid, gas,
arang, ter, tannin, dan potasium. Dilihat sifat fisisnya sabut kelapa terdiri dari :
a. Seratnya terdiri dari serat kasar dan halus dan tidak kaku.
b. Mutu serat ditentukan dari warna dan ketebalan.
c. Mengandung unsur kayu seperti lignin, suberin, kutin, tannin dan zat lilin.
Dari sifat mekanik nya :
a. Kekuatan tarik dari serat kasar dan halus berbeda.
b. Mudah rapuh.
c. Bersifat lentur.
32
Serat Berkaret
Matras
Kerajinan
- Keset
- Karpet
-Tali, dll
Geotekstil
Genteng
Hardboard
Cocopeat
Kompos
Hardboard
Isolator Listrik
Universitas Sumatera Utara

2.3.1. Komposisi Serat Sabut Kelapa
Hasil uji komposisi serat sabut kelapa berdasarkan SNI yang dilakukan
Sarana Riset dan Standarisasi dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut :
Tabel 2.1 Komposisi Serat Sabut Kelapa
Parameter Hasil Uji
Komposisi (%)
33
Metode Uji
Kadar Abu 2.02 SNI 14-1031-1989
Kadar Lignin ( Metode Klason) 31.48 SNI 14-0492-1990
Kadar Sari 3.41 SNI 14-1032-1989
Kadar Alfa Selulosa 32.64 SNI 14-0444-1989
Kadar Total Selulosa 55.34 Metoda Internal
Kadar Pentosan sebagai 22.70
BBPK
SNI 01-1561-1989
Hemiselulosa
Kelarutan dalam NaOH 1 % 20.48 SNI 19-1938-1990
Sumber : Sunario, 2008 dalam ( Laboratorium Balai Besar Pulp dan Kertas)
Uji komposisi sifat kimia untuk megetahui komposisi kimia yang terdapat dalam
serat sabut kelapa. Uji kadar abu untuk mengetahui kadar abu yang terdapat dalam
serat sabut kelapa. Uji lignin untuk mengetahui jumlah lignin dalam serat sabut
kelapa. Lignin adalah bagian yang terdapat dalam lamela tengah dan dinding sel
yang berfungsi sebagai perekat antar sel, dan merupakan senyawa aromatik yang
berbentuk amorf. Suatu komposit akan mempunyai sifat fisik atau kekuatan yang
baik apabila mengandung sedikit lignin, karena lignin bersifat kaku dan rapuh.
2.3.2. Morfologis Serat Sabut Kelapa
Uji morfologis bertujuan untuk mengetahui dimensi serat dan turunannya.
Pengujian yang dilakukan oleh Sunariyo, (2008) dihasilkan sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.2 Morfologi Serat Sabut Kelapa
Parameter Hasil Uji
34
Komposisi (%)
Satuan
Panjang Serat Minimal 0.37 µm
Panjang Serat Maksimal 2.49 µm
Panjang Serat Rata-rata 1.20 µm
Diamater Luar ( D) 23.23 µm
Diameter dalam ( l) 13.26 µm
Tebal Dinding (W) 4.99 µm
Bilangan Runkel (2xW/l) 0.75 µm
Kelangsingan (LD) x 1000 55.53 µm
Kekakuan (W/D) 0.21 µm
Kelenturan (l/D) 0.57 µm
Muhisiep ratio (D 2 -i 2 /D 2 x 100) 67.42 µm
Sumber : Sunario, 2008 dalam ( Laboratorium Balai Besar Pulp dan Kertas)
2.4. Matriks Unsaturated Polyester Resin (UPR)
Unsaturated Polyester Resin berupa resin cair dengan viskositas yang relatif
rendah, dapat mengeras pada suhu kamar dengan menggunakan katalis tanpa
menghasilkan gas sewaktu pengesetan. Salah satu Unsaturated Polyester Resin
adalah tipe Yukallac 157 BQTN-FR yaitu Halogenated Unsaturated Polyester
Resin yang khusus dikembangkan untuk FRP tahan api. Yukallac 157 BQTN-FR
merupakan resin yang telah berpromotor, mengandung thixotropic agent, tanpa
wax dan bersifat mencegah/mengurangi timbulnya pembakaran sehingga waktu
untuk mulai terbakar lebih lama, memperlambat penyebaran api dan berhenti
terbakar bila dijauhkan dari sumber api. Dengan spesifikasi sifat yang demikian
maka resin ini baik digunakan sebagai bahan dinding panel dengan tahan api
Universitas Sumatera Utara

Unsaturated Polyester Resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah seri
Yukalac 157 ® BQTN-FR yang memiliki spesifikasi sebagai berikut :
Tabel 2.3 Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yukalac 157® BTQN-EX
Item Satuan Nilai Tipikal Catatan
Berat Jenis - 1,215 25 0 C
Kekerasan _ 40 Barcol/GYZJ 934-1
Suhu distorsi panas
o C 70 -
Penyerapan air
% 0,188 24 jam
( suhu ruang) % 0,466 7 hari
Kekuatan Fleksural Kg/mm 2 9,4 _
Modulus Fleksural Kg/mm 2 300 _
Daya Rentang Kg/mm 2 5,5 _
Modulus Rentang Kg/mm 2 300 _
Elongasi % 2,1 _
Catatan untuk sifat-sifat Resin :
Kekentalan (Poise, pada 25 o C ) : 4,0 – 5,0
Thixotropic Index : > 1,5
Waktu gel (menit, pada 25 o C) : 20 – 30
Bilangan asam, mgKOH/gr : 20 - 30
Lama dapat disimpan (bulan) : < 6, pada 25 o C.
Formulasi : Bagian
Resin 157 BQTN – FR : 100 bagian
MEKPO : 1 bagian
2.5. Katalis Mekpo
Katalis digunakan untuk membantu proses pengeringan resin dan serat
dalam komposit. Waktu yang dibutuhkan resin untuk berubah menjadi plastik
tergantung pada jumlah katalis yang dicampurkan. Penelitian ini menggunakan
katalis metil ethyl katon peroxide (MEKPO) yang berbentuk cair dan bewarna
bening. Semakin banyak katalis yang ditambahkan pada resin maka makin cepat
35
Universitas Sumatera Utara

pula proses curringnya, tetapi apabila kelebihan katalis material yang dihasilkan
akan getas atau resin bisa terbakar. Penambahan katalis yang baik 1% dari volum
resin. Bila terjadi reaksi akan timbul panas antara 60 0 C – 90 0 C. Panas ini cukup
untuk mereaksikan resin sehingga diperoleh kekuatan dan bentuk plastik yang
maksimal sesuai dengan bentuk cetakan yang diinginkan.
2.6. Karakteristik Papan Partikel
Papan partikel umumnya berbentuk datar dengan ukuran relatif panjang,
relatif lebar, dan relatif tipis sehingga disebut panel. Ada papan partikel yang
tidak datar (papan partikel lengkung) dan mempunyai bentuk tertentu tergantung
pada acuan (cetakan) yang dipakai. Papan partikel adalah papan yang dibuat dari
partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat
organik dan dengan bantuan satu atau lebih unsur panas, tekanan, kelembaban,
ataupun katalis (Sutigno, P. 2002).
Untuk mengetahui mutu dan karakteristik papan partikel yang dihasilkan perlu
dilakukan pengujian, yaitu :
2.6.1.Sifat-sifat Mekanik
1. Pengujian Kuat Tarik (Tensile Strength).
Uji tarik adalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan mengetahui
kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dengan melakukan uji tarik kita
mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan
mengetahui sejauh mana material bertambah panjang. Bila kita terus menarik
suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap
berupa kurva. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan
perubahan panjang.
36
Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.5. Gaya Tarik terhadap Pertambahan Panjang.
Yang menjadi perhatian dalam gambar tersebut adalah kemampuan
maksimum bahan dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut
"Ultimate Tensile Strength" disingkat dengan UTS. Untuk semua bahan, pada
tahap sangat awal uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan
berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah
linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban
mengikuti aturan Hooke, yaitu :
rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan
Bentuk sampel uji secara umum digambarkan seperti gambar 2.6. berikut :
Gambar.2.6 Uji Tarik ASTM D 638M
37
Universitas Sumatera Utara

Pengujian dilakukan sampai sampel uji patah, maka pada saat yang sama
diamati pertambahan panjang yang dialami sampel uji. Kekuatan tarik atau
tekan diukur dari besarnya beban maksimum (Fmaks) yang digunakan untuk
memutuskan/mematahkan spesimen bahan dengan luas awal A0. Umumnya
kekuatan tarik polimer lebih rendah dari baja 70 kg.f/mm 2 . Hasil pengujian
adalah grafik beban versus perpanjangan (elongasi).
Enginering Stess (σ) :
F maks
σ =
…………………………… (1)
A 0
Fmaks = Beban yang diberikan arah tegak lurus terhadap penampang
spesimen (N)
A0 = Luas penampang mula-mula spesimen sebelum diberikan
pembebanan (m 2 )
σ = Enginering Stress (Nm -2 )
Enginering Strain (ε):
l 1 − l 0 Δ l
ε =
= ……………………. (2)
l 0 l 0
ε = Enginering Strain
l0 = Panjang mula-mula spesimen sebelum pembebanan
Δl = Pertambahan panjang
Hubungan antara stress dan strain dirumuskan:
σ
E = ………………………………..….……. (3)
ε
E = Modulus Elastisitas atau Modulus Young (Nm -2 )
σ = Enginering Stress (Nm -2 )
ε = Enginering Strain
38
Universitas Sumatera Utara

Dari gambar kurva hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan panjang
kita dapat membuat hubungan antara tegangan dan regangan (stress vs strain).
Selanjutnya kita dapat gambarkan kurva standar hasil eksperimen uji tarik.
Deformasi Plastis
Gambar 2.7 Kurva Tegangan dan Regangan Hasil Uji Tarik
Daerah Linear ( elastic limit)
O
A
Bila sebuah bahan diberi beban sampai pada titik A, kemudian bebannya
dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnya
hampir kembali ke kondisi semula) yaitu regangan “nol” pada titik O. Tetapi
bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi berlaku
dan terdapat perubahan permanen dari bahan tersebut. Terdapat konvensi
batas regangan permamen (permanent strain) sehingga disebut perubahan
elastis yaitu kurang 0.03%, tetapi sebagian referensi menyebutkan 0.005% .
Titik Luluh atau batas proporsional
Titik dimana suatu bahan apabila diberi suatu beban memasuki fase peralihan
deformasi elastis ke plastis. Yaitu titik sampai di mana penerapan hukum
Hook masih bisa ditolerir. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama
dengan batas elastis.
39
Universitas Sumatera Utara

Deformasi plastis (plastic deformation)
Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula, yaitu bila
bahan ditarik sampai melewati batas proporsional.
Ultimate Tensile Strength (UTS)
Merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.
Titik Putus
Merupakan besar tegangan di mana bahan yang diuji putus atau patah.
2. Pengujian Kuat Lentur (Flexural Strength).
Kekuatan lentur atau kekuatan bending adalah tegangan bending terbesar yang
dapat diterima akibat pembebanan luar tanpa mengalami deformasi besar.
Pengujian kuat lentur dilakukan untuk mengetahui ketahanan suatu bahan
terhadap pembebanan pada titik lentur dan juga untuk mengetahui
keeleksitasan suatu bahan. Cara pengujian kuat lentur ini dengan memberikan
pembebanan tegak lurus terhadap sampel dengan tiga titik lentur dan titik-titik
sebagai penahan berjarak tertentu. Titik pembebanan diletakkan pada
pertengahan panjang sampel. Pada pengujian ini terjadi perlengkungan pada
titik tengah sampel dan besarnya perlengkungan ini dinamakan defleksi (δ).
Kemudian dicatat beban maksimum (Wmaks) dan regangan saat spesimen
patah.
Pengujian dilakukan dengan three point bending.
SAMPEL
PEMBEBANAN
Gambar 2.8. Pemasangan Benda Uji Lentur
40
W
l
h
Universitas Sumatera Utara

Pada perhitungan untuk menentukan kekuatan lentur/bending, digunakan
persamaan sesuai standar ASTM D-790, yaitu :
3 Wl
K = 2 ……………… (4)
2 bh
K = Tegangan lentur maksimum (N/m 3 )
W = Beban maksimum (N)
b = Lebar dari benda uji (m)
h = Tebal benda uji (m)
l = Jarak antara penyangga (m)
3. Pengujian Kuat Impak (Impact Strength)
Kekuatan impak adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tibatiba.
Polimer mempunyai kekuatan impak jika kuat saat dipukul dengan keras
secara tiba-tiba. Kekuatan impak dilakukan untuk mengetahui kegetasan
bahan polimer. Kekuatan impak bahan polimer lebih kecil daripada kekuatan
impak logam. Bahan polimer menunjukkan penurunan besar pada kekuatan
impak kalau diberi regangan pada pencetakannya. Cara pengujian impak dapat
dilakukan dengan pengujian Charphy, Izod atau dengan bola jatuh.
2.6.2. Analisa Termal (Differential Thermal Analisis)
Analisa termal dilakukan untuk mengetahui intensitas tahanan termal panel
dinding terhadap bahan dinding tersebut. Sampai pada suhu berapa panas
berpengaruh pada bahan komposit. Sifat termal dilakukan karena sifat ini penting
untuk menentukan sifat mekanis bahan polimer. Metoda yang dapat digunakan
dalam pengujian termal adalah Differential Thermal Analysis (DTA). DTA adalah
salah satu tehnik yang dapat mencatat perbedaan antara suhu sampel dan senyawa
pembanding baik terhadap waktu atau suhu saat kedua spesimen dikenai kondisi
suhu yang sama dalam sebuah lingkungan yang dipanaskan atau didinginkan pada
laju terkendali.
41
Universitas Sumatera Utara

Sifat khas bahan polimer akan berubah oleh karena perubahan temperatur.
Apabila temperatur bahan polimer berubah, maka pergerakan molekul karena
termal akan mengubah kumpulan molekul atau mengubah struktur bahan polimer
tersebut. Selanjutnya karena panas, oksigen dan air bersama-sama memancing
reaksi kimia pada molekul-molekul dan terjadilah depolimerisasi, oksidasi,
hidrolisa dan seterusnnya, dan yang paling hebat terjadi pada temperatur yang
tinggi. Dengan demikian keadaan tersebut akan mempengaruhi sifat-sifat mekanik
bahan polimer. Hal tersebut akan mengakibatkan modulus elastiknya menurun
dan kekerasan bahannya rendah, sedangkan tegangan patahnya lebih kecil dan
perpanjangan lebih besar.
Gambar 2.9. Pola Umum Kurva DTA (Laboratorium PTKI Medan)
Perubahan temperatur dapat digunakan untuk mengetahui ketahanan panas bahan
polimer, selain dari keadaan lingkungan, bentuk bahan, macam dan jumlah
pengisi, termasuk bahan penyetabil. Temperatur yang tinggi akan memberikan
perubahan atau kerusakan yang banyak terhadap bahan polimer. Ketika zat-zat
organik dipanaskan sampai suhu tinggi mereka memiliki kecenderungan untuk
membentuk senyawa-senyawa aromatik. Agar suatu polimer layak dianggap
“stabil panas” atau “tahan panas”, polimer tersebut harus tidak terurai di bawah
suhu 400 0 C dan dapat mempertahankan sifat-sifatnya yang bermanfaat pada suhusuhu
dekat suhu dekomposisi tersebut. Stabilitas panas merupakan fungsi dari
42
Universitas Sumatera Utara

energi ikatan. Ketika suhu naik ke titik di mana energi getaran menimbulkan
putusnya ikatan, polimer tersebut akan terurai.
6.2.3. Analisa Scanning Electron Microscope (SEM)
Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) digunakan untuk
mengkarakterisasi morfologi permukaan sampel dengan menggunakan metode
Secondary Electron Image (SEI). Hasil yang didapat adalah foto polaroid dan
mampu memfoto dengan perbesaran dari 35x sampai 10000x. Sampel yang difoto
berukuran kecil, yaitu 5 mm x 5 mm untuk luas permukaan dan sampel dalam
keadaan kering. Untuk sampel yang tidak bersifat konduktif, sampel harus
dilapisi terlebih dahulu dengan bahan yang bersifat konduktif. Ion sputtering, alat
yang digunakan untuk melapisi sampel ini tersedia juga di Laboratorium Uji
Polimer (LUP). Bahan pelapisnya adalah emas (Au).
6.2.4. Pengujian Ketahanan Nyala Api
Pengujian ketahanan nyala api dilakukan sesuai sifat bahan yang sangat
mudah menyala seperti bahan yang terkandung didalamnya yaitu seluloid dan
yang dapat habis terbakar sendiri secara spontan walaupun api dipadamkan
setelah penyalaan (polikarbonat). Pengujian nyala api dilakukan dengan tujuan
untuk mengembangkan polimer dan serat-serat yang tak dapat nyala. Dengan
mengembangkan polimer dan serat yang tak dapat nyala dapat mengurangi gasgas
berasap dan beracun yang terbentuk selama proses pembakaran.
Ketahanan nyala api dilakukan dengan cara membakar ujung bahan dengan api
yang berasal dari pembakar bunsen. Cara ini telah ditetapkan dalam JIS-K6911-
1970 dan ASTM-D635-1974. Waktu yang diperlukan agar spesimen menyala
disebut waktu penyalaan dan panjang spesimen yang terbakar disebut jarak bakar.
Adapun kategori kemampuan nyala dapat di kategorikan :
1). Mampu nyala : terbakar lebih lama dari 180 detik dengan nyala.
2). Habis terbakar : jarak bakar lebih dari 25 mm tapi kurang dari 100mm.
3). Tak mampu nyala : jarak bakar kurang dari 25 mm.
43
Universitas Sumatera Utara