Kata kunci : kenaf, komposit serat alam, perambatan retak, fatik
Santoso, Kuncoro Diharjo*)
LPPM UNS, Penelitian, DP2M, Fundamental, 2009
Aplikasi komposit serat alam di bidang otomotive berkembang meningkat sangat signifikan. Sebagai contoh, komposit serat alam yang diperkuat serat kenaf telah digunakan oleh Toyoya untuk panel-panel interior pada mobil kelas premium. Sesungguhnya, panel-panel itu menerima beban dinamis dan kegagalannya dapat disebabkan oleh fatik. Berkaitan dengan masalah di atas, penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki karakteristik perambatan retak dari komposit serat alam yang dibebani beban dinamis (beban fatik).
Material utama yang digunakan adalah serat kenaf (acak, kontinyu, anyam) unsaturated polyester, methyl ethyl keton peroxide (MEKPO) dan NaOH. Serat dilakukan perlakuan arutan alkali (5% NaOH). Komposit dibuat dengan metode cetak tekan untuk fraksi volume serat sekitar 50%. Laminat divariasi untuk serat acak, anyam, kontinyu dan kombinasi. Untuk pengujian perambatan retak, spesimen-spesimen dibebani dengan beban fatik tarik untuk stress rasio (R) 0,4; 0,2; 0; -0,2 dan -0,2. Semua spesimen uji fatik dilakukan pengujian dengan menggunakan sebuah mesin uji fatik. Data yang diamati pada pengujian fatik adalah jumlah siklus beban dan panjang retak (perambatan retak). Hasil penelitian ini akan dipresentasikan dalam persamaan PC Paris, da/dN = C(DK)m.
Untuk variabel jenis serat, persamaan PC Paris dari komposit yang diperkuat serat anyam, anyam acak, dan acak secara berurutan adalah da/dN = 5.10-10(DK)2.7509; da/dN = 2.10-9(DK)2.5864; and da/dN = 5.10-9(DK)2.5041. Hasil ini menunjukkan bahwa komposit yang diperkuat serat kenaf acak memiliki ketahanan fatik yang tinggi, karena komposit tersebut memiliki nilai “m” (angka eksponential) terendah. Kurva komposit serat kenaf acak juga berlokasi pada posisi lebih bawah. Kedua “rendahnya harga m dan posisi kurva yang rendah” mengindikasikan bahwa laju perambatan retak material tersebut adalah lambat dan material memiliki ketahanan lelah yang baik. Untuk variasi stress rasio, komposit yang dibebani dengan nilai stress rasio negatif memiliki nilai m yang tinggi, dan material ini tidak memiliki ketahanan lelah yang baik. Untuk R = 0,4; 0,2; 0; -0,2; dan -0,4; persamaan PC Paris dari komposit yang diperkuat serat kombinasi acak-kontinyu masing-masing adalah da/dN = 7.10-7(DK)0.7944; da/dN = 4.10-7(DK)0.8475; da/dN = 4.10-8(DK)1.1956; da/dN = 5.10-9(DK)1.65; and da/dN = 5.10-9(DK)1.3399. Untuk komposit yang diperkuat serat kontinyu, retak mengalami kesulitan merambat pada spesimen.