Pengaruh Variasi Fraksi Volume, Temperatur dan Waktu Terhadap Karakteristik Bending Komposit Polyester - Partikel Hollow Glass Microspheres

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) 1 Pengaruh Variasi Fraksi Volume, Temperatur dan Waktu Terhadap Karakteristik Bending Komposit Polyester - Partikel Hollow Glass Microspheres Kevin Yoga Pradana, Wajan Berata Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya Indonesia wayanb@me.its.ac.id Abstrak -- Dewasa ini penggunaan material pada bidang industri, bidang otomotif, dan bidang dirgantara semakin berkembang pesat sehingga dituntut tersedianya material dengan properties dan kinerja yang terbaik serta mampu menggantikan peran logam konvensional. Hal ini dikarenakan keunggulan yang dimiliki material komposit antara lain kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan terhadap korosi yang lebih tinggi dari material logam lainnya. Salah satunya pengembangan polimer foam komposit dengan penambahan Hollow Glass Microspheres (HGM). HGM sering digunakan sebagai filler karena keunggulan yamg dimiliki antara lain memberikan bobot yang ringan pada foam, konduktivitas termal rendah, dan ketahanan terhadap tegangan kompresi yang melebihi dari foam lainnya. Aplikasi dari komposit jenis ini dapat digunakan pada bemper atau body kendaraan sehingga berat total kendaraan lebih ringan dan efisiensi bahan bakarnya meningkat. Sifat mekanik komposit ini dapat dioptimalkan dengan post-curing pada temperatur tertentu. Penelitian dilakukan dengan mencampurkan dengan HGM. Dimensi spesimen uji bending dibuat sesuai standart pengujian bending ASTM D 790M-84a dengan variasi fraksi volume HGM 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, dan 30%. Material kemudian di-curing pada temperatur kamar (± 27 C) selama 24 jam. Kemudian komposit dipanaskan dalam oven konvensional untuk proses post-curing pada variasi temperatur 60 C, 90 C, dan 110 C. Masing-masing temperatur post-curing ditahan selama 3 jam dan 5 jam. Untuk mempelajari perubahan sifat mekanik yang terjadi, dilakukan pengujian bending. Hasil yang didapatkan adalah penambahan fraksi volume HGM pada polyester berpengaruh terhadap peningkatan tegangan bending dan modulus elasisitas komposit. Tegangan bending maksimum komposit didapatkan dari penambahaan fraksi volume HGM sebesar 10%. Temperatur post-curing dan waktu penahanan juga berpengaruh terhadap peningkatan tegangan bending komposit. Tegangan bending maksimum komposit didapatkan dari pada temperatur post-curing 90 C dan waktu penahanan selama 5 jam. Komposit yang dipostcuring pada temperatur 110 C tegangan bendingnya mengalami penurunan karena telah melewati glass transition temperatur dari komposit. Kata kunci bending, curing, glass transition temperature, hollow glass microspheres, komposit, polyester, post-curing. I. PENDAHULUAN PERKEMBANGAN di bidang teknologi, industri, bidang otomotif, dan bidang dirgantara mendorong material komposit banyak digunakan pada berbagai macam aplikasi produk. Hal ini dikarenakan material komposit memiliki keunggulan antara lain kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan terhadap korosi yang lebih tinggi sehingga dapat menjadi alternatif pengganti logam. Teknologi pembuatan komposit telah berkembang secara pesat dewasa ini. Untuk memenuhi kriteria material polimer komposit yang ringan dan juga aman bagi pengguna kendaraan maka dikembangkan jenis material polimer foam komposit. Salah satunya dengan penambahan Hollow Glass Microspheres (HGM). Penambahan HGM pada fraksi volume tertentu secara teoritis akan menaikkan kekuatan bendingnya. Material ini diproduksi dengan cara mencampur resin unsaturated polyester dengan HGM. Penelitian ini mempunyai kontribusi terhadap pengembangan dalam bidang otomotif, bidang industri, bidang dirgantara dan sumbangan data bagi ilmu pengetahuan, seperti pada bemper dan body mobil ITS Solar Car atau pada body pesawat terbang maka diperlukan penelitian lebih lanjut untuk memahami hubungan antara unsaturated polyester akibat penambahan HGM dengan sifat mekaniknya. II. DASAR TEORI A. Komposit Komposit adalah suatu bahan yang merupakan gabungan atau campuran dari dua material atau lebih untuk membentuk material ketiga yang lebih bermanfaat. [1]Secara umum komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu: 1). Matriks, berfungsi untuk perekat atau pengikat dan pelindung filler (pengisi) dari kerusakan eksternal. Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). 2). Penguat (reinforce) dalam teknologi komposit dapat didefinisikan sebagai suatu material yang berfungsi sebagai penguat yang memiliki sifat lebih kuat dari fase matriks dan merupakan suatu konstruksi/rangka tempat melekatnya matriks. Beberapa bentuk penguat (reinforcement) dari material komposit adalah serat (fiber), partikel, lamina, serpihan (flakes) dan rambut (whiskers). B. Hollow Glass Microspheres Hollow Glass Microsphere (HGM) merupakan kaca berdinding tipis yang berrongga dan terbuat dari kaca yang mengandung sodium borosilicate. HGM memiliki kekuatan tekan (kompresi) dan juga rasio strength-to-density yang tinggi. Pada jenis HGM K42HS m emiliki ukuran diameter 22 micron tiap butirnya, kekuatan isostatic mencapai 7500 psi dengan densitas 0,42 g/cc dan titik leleh yang tinggi

2 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) 2 (600 C). Karena sifat-sifat material tersebut maka hollow glass microspheres (HGM) banyak digunakan sebagai filler dalam material komposit ringan seperti busa sintaksis dan beton ringan. Gambar 1. Serbuk Hollow Glass Microspheres Penelitian terdahulu oleh Dr.Harry Ku dan M.Trada tentang pengaruh variasi persentase berat dari bubuk kaca pada campuran komposit dengan mencampurkan resin epoxy diisi bubuk kaca yang kemudian dikenakan tes bending. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposit dengan 25% berat serbuk kaca menghasilkan tegangan bending dan modulus Young tertinggi[2]. C. Karekterisitik Campuran Untuk memproduksi material komposit, perlu diperhatikan fraksi volume masing-masing penyusunnya[3]. Perhitungan yang diperlukan dijabarkan di bawah ini: Fraksi volume total : Vh + Vm = 1 (2.1) Fraksi volume matriks : Vm = vm / vc (2.2) Fraksi volume penguat : Vh = vh / vc (2.3) Fraksi berat total : Wh + Wm = 1 (2.4) Fraksi berat matriks : Wm = wm / wc (2.5) Fraksi berat penguat : Wh = wf /wc (2.6) Dimana m = matriks h = Hollow Glass Microsphere c = komposit V = Volume fraksi W = berat fraksi v = volume (m3) w = berat (kg) Dari persamaan , didapatkan: Vc = Vm + Vh Umumnya perhitungan komposit berdasarkan atas volume, namun dalam proses produksinya, perhitungannya berdasarkan berat. Hal ini karena dengan menggunakan berat lebih memudahkan pengerjaannya. Berikut adalah konversi dari volume terhadap berat dan sebaliknya: Massa h = ρh Vh (2.7) Massa m = ρm Vm...(2.8) Dimana: Vh = volume penguat Vm = volume matriks Wh = berat penguat Wm = berat matriks D. Post-Curing Tujuan dari dilakukan proses post-curing adalah memperbaiki sifat-sifat yang dimiliki oleh komposit. Proses post-curing dilakukan dengan cara memanaskan material benda uji tersebut pada temperatur tertentu, tetapi temperatur tersebut tidak boleh melebihi glass transition temperature (Tg), karena jika melebihi temperatur tersebut akan menyebabkan material tersebut menjadi ulet dan jika temperatur tersebut ditingkatkan lagi material akan menjadi leleh dan mencair. Pada waktu dilakukan postcuring, molekul-molekul material pada kondisi ini menerima lebih banyak energi dan meningkatkan pergerakan molekul molekul tersebut. Molekul molekul tersebut tersusun ulang dan membentuk ikatan crosslink. Hal ini menyebabkan material menjadi lebih f leksibel. Ketika material tersebut didinginkan maka mobilitas dari molekul akan turun kembali dan menyebabkan material menjadi kaku kembali. Fenomena ini menyebabkan material mengalami peningkatan tegangan bending. Dari penelitian yang pernah dilakukan oleh Aruniit A.[4], dimana membandingkan perlakuan temperatur postcuring pada particle reinforced composite antara resin polyester dengan komposisi 100 % tanpa campuran yang dicuring pada suhu kamar dan variasi post-curing pada temperatur 40 C, 60 C, 80 C, dan 90 C selama 2, 6, 12, dan 24 jam. Gambar 2. Kekuatan lentur meningkat ketika ditahan pada temperatur 60 C selama 6 jam[4] Dari grafik pada gambar 2 menunjukkan hasil kekuatan lentur yang meningkat seiring bertambahnya temperatur dan waktu penahanan pos-curing. Tegangan bending maksimum dicapai pada komposit yang di postcuring pada temperatur 90 C selama 2 jam dikarenakan belum melewati Tg dari komposit tersebut. III. METODE PENELITIAN A. Komposit Material komposit akan dibuat dengan mencampurkan hollow glass microspheres dan polyester yang kemudian dituangkan ke dalam cetakan kaca. B. Variabel Penelitian Variabel penelitian pada pembuatan material komposit campuran antara resin unsaturated polyester BQTN 157 dengan HGM adalah volume fraksi penambahan HGM yaitu 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, dan 30%. Masing-masing dari variasi volume fraksi akan diambil 3 sampel untuk diuji bending dan kemudian dirata-rata untuk mendapatkan komposit dengan hasil fraksi volume HGM yang menghasilkan tegangan bending maksimum sesuai pada tabel 1. Tabel 1. Variasi fraksi volume HGM beserta massa penyusun bahan komposit Fraksi Temperatu Kode Volume Resin HGM r Jumlah Spesimen HGM (gr) (gr) Curing ( C) (%) 0a, 0b, 0c 0% 3 27,33 0 5a, 5b, 5c 5% 3 25,97 0,675 10a, 10b, 10% 3 24,60 1,35 10c 15a, 15b, 15% 3 23,23 2,025 15c 27 20a, 20b, 20% 3 21,87 2,7 20c 25a, 25b, 25% 3 20,50 3,375 25c 30a, 30b, 30% 3 4,05 30c 19,13

3 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) 3 Setelah didapat fraksi volume yang menghasilkan tegangan bending maksimum, selanjutnya dibuat komposit dengan penambahan fraksi volume tersebut untuk variasi temperatur dan waktu post-curing sesuai pada tabel 2. Tabel 2. Variasi temperatur dan waktu post-curing pada komposit Fraksi Temp. Waktu Kode Volume Post- Jumlah Penahanan Spesimen HGM Curing (jam) (%) ( C) A.1 A A.3 B.3.1 B B.3.3 B B B.5.3 B.3.1 B.3.2 X 3 3 B.3.3 B B B.5.3 B.3.1 B B.3.3 B B.5.2 B C. Pengujian Bending Pengujian spesimen uji bending berdasarkan standar dari Standard Test Method for Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials D790-84a yang dikeluarkan oleh ASTM[5]. IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengujian Bending Komposit dengan Variasi Fraksi Volume Hollow Glass Microspheres fraksi volume HGM 30%, dengan nilai tegangan bending sebesar 43,10 MPa. Pada polyester murni tegangan bending-nya adalah 72,59 MPa. Dari gambar 3 dapat dilihat bahwa nilai tegangan bending yang didapatkan semakin besar seiring dengan penambahan fraksi volume HGM sebesar 10%. Gambar 4. Foto makro permukaan patahan hasil uji bending komposit (a) penambahan HGM 10% dengan perbesaran 12x (b) penambahan HGM 10% dengan perbesaran 10x Dari gambar 4 diatas, dapat dilihat pada penambahan fraksi volume HGM 10% tampak yang terjadi adalah pola patahan getas pada bagian atas patahan komposit akibat terkena tegangan tekan lebih sedikit daripada luas area pola patahan ulet yang relatif sedikit pada bagian bawah patahan komposit akibat terkena tegangan bending. Sedangkan pada penambahan 30% HGM tampak pola patahan getas lebih mendominasi. Pada pola patahan getas tampak lebih terang sedangkan pada pola patahan ulet tampak lebih gelap dan berserabut. Selain itu terdapat beberapa crak initiation pada komposit sebagai awal munculnya retakan yang mengakibatkan komposit patah. Peningkatan tegangan bending dan modulus elastisitas pada komposit dengan penambahan fraksi volume HGM disebabkan hollow glass microspheres yang berbentuk bulat dan berongga pada bagian dalamnya dapat membantu menahan laju retakan(crack) yang menjalar pada matriks dan turut mentransferkan beban yang terjadi ke butiran HGM lainnya. butiran HGM yang berbentuk bulat dan melekat pada matriks polyester membantu memperlambat laju retakan yang terjadi sehingga tegangan bending pada komposit juga meningkat. HGM yang telah rusak akibat menahan pembebanan bending akan menyisakan sepihan-sepihan HGM atau cangkang. B. Hasil Data Pengujian Bending Komposit Dengan Variasi Temperatur dan Waktu Penahanan Gambar 3. Grafik Hasil Uji Bending Komposit Tegangan bending (MPa) Vs. Fraksi volume HGM (%) Dari hasil pengujian bending pada gambar 3, didapatkan adanya peningkatan tegangan bending komposit polyester-hgm pada beberapa penambahan fraksi volume HGM tertentu yaitu mulai 0%, 5% dan 10%. Kemudian tegangan bending menurun pada fraksi volume penambahan HGM 15%, 20%, 25% dan 30%. Dari gambar 4.1 didapatkan tegangan bending tertinggi yaitu 73,39 MPa pada komposit dengan penambahan fraksi volume HGM 10%. Sedangkan tegangan bending terendah komposit ditemukan pada komposit dengan penambahan Gambar 5. Grafik Hasil Uji Bending Komposit dengan Penambahan HGM 10% Tegangan bending (MPa) Vs. Temperatur-Waktu Penahanan

4 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) 4 Dari hasil pengujian bending pada gambar 5, didapatkan adanya peningkatan tegangan bending komposit polyester-hgm dari temperatur kamar selama 24 jam hingga post-curing pada temperatur 90 C selama 5 Kemudian tren grafik menurun pada variasi temperaturwaktu penahanan 110 C-3 jam dan 110 C-5 jam. Dari gambar 4.10 didapatkan tegangan bending tertinggi yaitu 124,77 MPa pada spesimen komposit dengan variasi temperatur-waktu penahanan 90 C-5 jam. Sedangkan tegangan bending terendah komposit adalah komposit dengan variasi temperatur-waktu penahanan 110 C-5 jam dengan nilai tegangan bending sebesar 65,787 MPa. Pada komposit dengan variasi temperatur-waktu penahanan 27 C-24 jam tegangan bendingnya adalah 79,398 MPa. Dari gambar 5 terlihat nilai tegangan bending yang didapatkan semakin besar seiring dengan penambahan temperatur-waktu penahanan post-curing pada komposit dengan fraksi volume HGM sebesar 10%. Hal ini mengindikasikan bahwa material komposit dengan penambahan temperatur-waktu penahanan post-curing didapatkan peningkatan tegangan bending. Dari grafik pada gambar 5, terlihat nilai tegangan bending pada komposit dengan perlakuan temperatur post-curing pada 110 C selama 3 jam dan 110 C selama 5 jam lebih rendah daripada nilai tegangan bending komposit pada 27 C selama 24 jam (temperatur kamar). Hal ini disebabkan komposit dengan perlakuan post-curing 110 C baik selama 3 jam dan 5 jam telah melewati titik temperatur transisinya yaitu sekitar 97,31 C sehingga menyebabkan tegangan bending dan modulus bendingnya menurun. Hal ini berarti dalam praktiknya nilai Tg harus lebih besar dari kondisi temperatur tempat material bekerja. Penyebab lainnya adalah karena sifat fisik material mulai berubah menjadi fase viscous liquid yang lebih ulet sehingga semakin lama di dalam oven maka kekuatannya semakin menurun setelah melewati temperatur transisinya. Ada beberapa parameter penting yang berpengaruh pada proses post-curing yaitu temperatur post-curing dan lama waktu penahanan. Namun yang lebih berpengaruh terhadap kenaikan nilai tegangan bending dan modulus elastisitasnya adalah temperatur post-curing nya. Menurut literatur dijelaskan bahwa temperatur post-curing adalah faktor penting yang paling berpengaruh meningkatkan crosslink pada komposit[10]-[11]. Gambar 6. Foto makro permukaan patahan hasil uji bending komposit penambahan HGM 10% (a) Komposit di post-curing 90 C selama 5 jam dengan perbesaran 10x (b) Komposit di post-curing 110 C selama 5 jam dengan perbesaran 10x Dari hasil pola patahan komposit gambar 6 di atas, pola patahan pada komposit yang mengalami post-curing pada temperatur 90 C adalah pola patahan getas pada bagian atas akibat terkena tegangan tekan area-nya lebih luas daripada pola patahan ulet yang relatif sedikit pada bagian bawah patahan komposit akibat terkena tegangan bending. Sedangkan pada komposit yang mengalami postcuring pada temperatur 110 C yang tampak adalah pola patahan ulet pada bagian bawah patahan komposit lebih banyak dan tampak berserabut. Pada pola patahan getas tampak lebih terang sedangkan pada pola patahan ulet tampak lebih gelap dan berserabut. C. Pembahasan Hasil Pengujian Differential Scanning Calorimetry (DSC) Pengujian DSC dilakukan untuk mengetahui nilai Glass Transition Temperature (Tg) dan enthalpy dari polyester murni, HGM, komposit dengan penambahan fraksi volume HGM 15% yang memiliki hasil kekuatan paling optimal serta komposit dengan perlakuan post-curing. Spesimen diuji DSC dari temperatur kamar hingga temperatur 200⁰C dengan kenaikan 5⁰C / min. No Tabel 3. Tabel Hasil Uji DSC untuk Polyester Murni, Hollow Glass Microspheres dan komposit dengan penambahan HGM sebesar 10% Nama Bahan Uji Glass Transition Temperatur e ( C) Integral (mj) Sample weight (mg) Enthalpy (J/g) 1. Polyester 76, , ,69 2. HGM 132,79 332,76 5,6 59,42 3. Komposit 19,59 x 97,31 10% HGM ,32 Dari hasil pengujian DSC pada tabel 3 menunjukkan bahwa penambahan HGM dengan fraksi volume 10% pada polyester murni akan meningkatkan temperatur transisi (Tg) dari 76,98⁰C menjadi 97,31⁰C. Hal ini terjadi karena polyester yang memiliki Tg=76,98 C dikombinasikan dengan HGM yang memiliki Tg=132,79 C sehingga komposit menghasilkan nilai Tg=97,31 C. Hal ini berarti material komposit dapat bekerja pada kondisi temperatur sedikit lebih tinggi daripada polyester. Tg pada grafik ditunjukkan adanya panas yang diserap, karena untuk merubah fase glass menjadi viscous liquid membutuhkan panas yang lebih banyak. Dengan kenaikan Tg maka, panas yang dibutuhkan lebih banyak maka rantai polymer dapat berikatan membentuk crosslink yang lebih kuat dan akhirnya membentuk network[6]. Kenaikan crosslink memberikan beberapa keuntungan seperti tegangan bending serta tensile strength yang lebih tinggi, meningkatkan ketahanan terhadap abrasi, serta meningkatkan modulus elastisitasnya[7]. No Tabel 4. Hasil Uji DSC untuk Komposit dengan Penambahan HGM Sebesar 10% pada Variasi Temperatur dan Waktu Penahanan Post-Curing Nama Bahan Uji 27 C selama 24 jam 60 C selama 3 jam 60 C selama 5 jam Glass Transition Temperatu re ( C) 97,31 99,67 101,18 Integral (mj) 19,59 x 20,74 x 14,48 x Sample weight (mg) Enthalpy (J/g) , ,8 13,7 1063,18

5 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) 5 No Nama Bahan Uji 90 C selama 3 jam 90 C selama 5 jam 110 C selama 3 jam 110 C selama 5 jam Glass Transition Temperatu re ( C) 102,73 103,31 105,9 108,54 Integral (mj) 18,07 x 13,9 x 10,08 x 17,43 x Sample weight (mg) Enthalpy (J/g) , ,98 9, , ,07 of cure 100%, maka temperatur post-curing pada komposit dengan penambahan 10% fraksi volume HGM minimal harus diatas 90 C selama 3 jam. Hasil ini sesuai dengan hasil pengujian bending dimana tegangan bending maksimum terdapat pada komposit dengan perlakuan postcuring pada temperatur 90 C selama 5 jam. D. Hasil Scanning Electron Microscope (SEM) Untuk pengamatan secara mikro hasil pola patahan dari komposit polyester-hollow Glass Microspheres, maka dilakukan pengujian SEM. Dari hasil pengujian DSC pada tabel 4 menunjukkan penambahan temperatur dan waktu post-curing pada komposit dengan penambahan fraksi volume HGM 10% akan meningkatkan temperatur transisi (Tg). Tg dari komposit yang didiamkan pada temperatur kamar sebesar 97,31 C akan semakin naik seiring dengan penambahan temperatur post-curing. Nilai Tg tertinggi terjadi pada komposit yang di post-curing pada temperatur 110 C selama 5 jam. Temperatur transisi sendiri merupakan salah satu karakteristik termal material yang mengindikasikan titik temperatur tertentu yang apabila terlampaui maka komposit yang semula bersifat kaku dan getas akan berubah menjadi lebih ulet (seperti karet). Nilai Tg bergantung beberapa faktor seperti komposisi paduan, curing agent, temperatur dan waktu post-curing. Pengaruh waktu pada post-curing komposit juga menunjukkan hasil kenaikan Tg pada temperatur yang sama. Nilai Tg akan semakin meningkat seiring dengan kenaikan temperatur post-curing[8]. Gambar 8. Hasil SEM (a) polyester murni dengan perbesaran 500x (b) komposit dengan penambahan HGM 10% dengan perbesaran 500x Dari gambar 8.(a) dapat dilihat bahwa polyester merupakan material yang kaku dan getas sehingga apabila terjadi retakan akan menjalar dengan cepat karena tidak ada mekanisme penguatan pada matriks. Pada gambar 8.(b) dapat dilihat masih terjadi debonding antara HGM dan matriks sehingga menyebabkan bekas pada matriks berupa lingkaran yang semula menjadi tempat melekatnya HGM. Serta tampak juga bekas HGM yang telah rusak akibat tidak mampu menahan pembebanan. Pada pola patahan komposit dengan penambahan fraksi volume 10% HGM tampak HGM yang berikatan pada matriks jauh lebih banyak daripada yang mengalami debonding sehingga meningkatkan tegangan bendingnya. Gambar 7. Grafik Hasil Pengaruh Temperatur dan Waktu Post-Curing Komposit dengan Penambahan 10% HGM terhadap Percentage of Cure Dari grafik pada gambar 7 didapatkan percentage of cure (%) semakin meningkat seiring dengan kenaikan temperatur dan waktu penahanan post-curing pada komposit. Percentage of cure adalah nilai yang menunjukkan seberapa besar derajat curing pada komposit berdasarkan temperatur post-curing nya. [9]Percentage of cure merupakan nilai yang didapatkan dengan membandingkan nilai enthalpy pada area exothermic yang di-normalisasi terhadap berat sample-nya (J/g) antara komposit yang mengalami perlakuan post-curing dengan komposit pada temperatur kamar. Semakin tinggi nilai enthalpy maka akan semakin mendekati kondisi cross-link akan mendekati 100%. Untuk mencapai nilai percentage Gambar 9. Hasil SEM (a) komposit dengan penambahan HGM 10% yang di post-curing pada temperatur 90 C selama 5 jam dengan perbesaran 500x (b) a) komposit dengan penambahan HGM 10% yang di post-curing pada temperatur 110 C selama 5 jam dengan perbesaran 500x Dari hasil SEM pada gambar 9.(a), dapat dilihat meskipun terjadi beberapa debonding, jumlah HGM yang masih berikatan dengan matriks-nya masih cukup banyak dan pola patahan belum sepenuhnya ulet karena belum melewati temperatur transisinya (Tg) sehingga tegangan bendingnya maksimum Sedangkan pada gambar 9.(b), pola permukaan patahan tampak lebih ulet dan berserabut karena komposit telah melewati temperatur transisinya (Tg) dan banyak terjadi debonding sehingga tegangan bendingnya paling rendah.

6 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) 6 V. KESIMPULAN Dari serangkaian penelitian dan analisa data yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1). Penambahan fraksi volume HGM pada polyester berpengaruh terhadap peningkatan tegangan bending dan modulus elasisitas komposit. Tegangan bending optimum komposit sebesar 79,398 MPa didapatkan dari penambahaan fraksi volume HGM sebanyak 10%. 2). Perbedaan temperatur post-curing dan waktu penahanan pada komposit berpengaruh terhadap peningkatan tegangan bending dan modulus elastisitasnya apabila komposit dengan penambahan fraksi volume HGM 10% di postcuring sebelum melewati temperatur transisinya (Tg). Temperatur post-curing maksimum adalah 90 C dan waktu penahanan maksimum adalah 5 jam. 3). Penelitian lebih lanjut bisa dikembangkan dengan menggunakan HGM dengan ukuran butir yang bervariasi sehingga dapat diketahui ukuran butir Hollow Glass Microspheres ideal yang harus dicampurkan agar nilai tegangan bendingnya maksimum. 4). Perlunya peningkatan ikatan adhesi antara matriks dengan HGM untuk meningkatkan sifat mekaniknya. DAFTAR PUSTAKA [1] Jones, Robert.M, Mechanics Of Composite Materials (Materials Science & Engineering Series), Scripta Book Co., Washington,1975. [2] H. Ku, P. Wong, J. Huang, H. Fung, M. Trada, Flexural Properties of Epoxy Composites filled with Glass Powder: Preliminary Result,University of Southern Queensland, [3] Ryan S, Tamara, Studi Eksperimental Pengaruh Jumlah Lapisan Stainless Steel Mesh & Posisinya Terhadap Karakteristik Bending Bending Komposit Serat Kaca Hibrida, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, [4] A.A.Ibrahim, Flexural Properties of Glass and Graphite Particles Filled Polymer Composites, College of Technical- Baghdad, Foundation of Technical Education, [5] Annual Book of ASTM Standards, D 790M-84, Standard Test Method for Flexural and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials (Metric), American Society for Testing and Materials, [6] Polymer Science Learning Center, The Macrogalleria, Department of Polymer Science, The university of Southern Mississippi, 2005 [7] Clinton, MA, Polymer Cross-Link, Rockbestos-Surprenant Cable, East Granby, [8] Wu, C. S, Influence of and Temperature Effects on Bulk Density, Glass Transition and Stress-Strain Behavior of Imidazole-Cured Epoxy Network, Journal of Materials Science 27, [9] Aruniit, A., Kers, J., Krumme, A., Preliminary Study of the Influence of Post-Curing Parameters to the Particle Reinforced Composite s Mechanical and Physical Properties, Material Science, Vol. 18, No [10] Krishna, R., Revathi, A., Srihari, S., Rao, R. Effect on Hygrothermal Behavior of RT-cured Glass/Epoxy,Composites Journal of Reinforced Plastics and Composites 29 (3) 2010: pp [11] Lipovsky, K. Overcoming Vitrification of Polyester Solid Surface Resin for the Kitchen Environment Using Postcure, Manufacturers Convention and Trade Show American Composites Association, USA, 2006: pp 1 8.