Techno Talk: Mengenal Tekstil Komposit

Pada tahun 1950-60an, mobil dan kendaraan bermotor lainnya terbuat dari besi. Seiring berjalannya waktu, industri otomotif mencari alternatif pengganti logam untuk mendapatkan karakter material lebih ringan namun tetap kuat, sebab material logam yang lebih berat berdampak pada konsumsi bahan bakar yang lebih banyak. “Sekarang banyak dikembangkan, seperti di BMW dan Mercedes, bodi mobil berbahan fibre, lebih ringan tapi tetap kuat, otomatis mengurangi konsumsi bahan bakar, sehingga lebih irit,” tutur Ir. Pratikno Hidayat, M.Sc. dalam program Techno Talk di Unisi Radio 104.5 FM. Dalam program yang mengudara Kamis malam (25/02/2021), Bapak Pratikno menjelaskan berbagai hal seputar tekstil komposit.

Seperti apa itu? Berikut ulasan selengkapnya.

Apa sih, Pak, tekstil komposit itu?

Jadi sebetulnya tekstil komposit itu spesifik untuk tekstil. Kalau komposit itu sendiri didefinisikan sebagai rekayasa (engineering) dari dua bahan atau material berbeda, kemudian dijadikan satu menjadi material baru, dimana karakteristiknya merupakan gabungan sifat dari bahan penyusunnya itu. Dua material atau lebih dijadikan satu sehingga menjadi material baru, itulah komposit.

Menggabungkan beberapa hal menjadi sesuatu yang baru?

Betul, contohnya triplek/plywood, lalu ban mobil juga. Triplek itu tersusun dari dua komponen, yaitu kayu (serbuk kayu) dan lem yang susunannya bisa dibolak-balik. Ban mobil tersusun dari karet, kawat, dan kain.

Berarti tujuannya untuk mempermudah?

Betul, sejarahnya dulu itu tahun 1950-60an, orang mencari alternatif bahan yang diinginkan, untuk memperbaiki sifat mekanik atau sifat fisik tertentu, seperti tahan api, tahan korosi, tahan benturan, ringan, kemudian juga untuk mempermudah desain yang sulit dibuat di pabrik. Komposit mulai dikenal 1500 tahun sebelum masehi, seperti di Mesir atau Bangsa Mesopotamia. Itu masyarakatnya membuat rumah dari dua komponen, yaitu lumpur dan tanah jerami. Lalu di Bangsa Mongol, mereka membuat bom lempar tapi belum pakai mesiu, pakai kayu dan lem dari (lemak) binatang atau pohon, sehingga menjadi bola untuk perang zaman dulu, itu sekitar 1200 tahun sesudah masehi.

Asal-usul komposit seperti apa?

Orang mengenal komposit dari dua hal. Pertama, yang sifatnya natural (alam), bahwa komposit memang tercipta dari alam. Contohnya pohon, itu tersusun dari serat selulosa dan ada lem pengikatnya yang dinamakan lignin. Kemudian batuan, di situ lapisannya tersusun dari sejumlah batuan. Lalu batu akik, itu juga ada serat-seratnya. Masih ada lagi bulu burung, gigi manusia, tulang, dan lain sebagainya.

Kedua, yang sifatnya sintetik (buatan), ada yang dibuat manusia, bisa dalam skala rumahan atau skala industri. Untuk skala rumahan, misalnya membuat bumper mobil dan modifikasi sepeda motor. Kalau industri, lebih luas lagi, misalnya pada pesawat terbang dan perosotan water boom, itu semua dari komposit.

Untuk proses pembuatan komposit, lebih rumit atau lebih mudah, Pak?

Tadi dikatakan di awal, definisi komposit adalah dua atau lebih material berbeda dijadikan satu menjadi material baru yang sifatnya tersusun dari gabungan sifat material penyusunnya. Jadi kalau dilihat dari tahapnya ada dua hal atau dua fase. Fase pertama, sebagai perekat/pengikat, yaitu matrix. Fase ini merupakan fase utama dan fraksi terbesar suatu komposit. Sebagai gambaran, kalau dalam konstruksi beton, contohnya semen. Kalau makanan seperti ampyang yang banyak dijajakan di daerah Kaliurang, gulanya itu sebagai matrix.

Fase kedua, sebagai penguat/pengisi, yaitu reinforcing agent atau disebut juga reinforcement, berfungsi sebagai penanggung beban kalau material itu mendapat tarikan, tekanan, dan sebagainya. Kalau dalam konstruksi beton, contohnya besi, pasir, kerikil. Fase kedua ini ditanamkan di fase pertama, jadi besi, pasir, dan kerikil, ditanamkan di dalam semen. Kalau ampyang tadi, kacangnya itu reinforcement, bisa diketahui di sini matrix itu lebih dominan dalam struktur penyusun komposit.

Kemudian ada fase lain sebagai aksesoris, disebutnya filler. Sifatnya ini sebagai pelengkap, misalnya supaya lebih murah. Contohnya hard board dari kayu, biasanya ditambahkan serbuk kulit kacang, serbuk bambu, supaya lebih ekonomis. Bisa juga komposit itu ditambahkan aditif berupa pewarna supaya lebih baik tampilannya, dan lain-lain. Akan tetapi, yang terpenting adalah matrix dan reinforcement.

Saya baca-baca, matrix ada banyak klasifikasinya?

Ada tiga yang umum digunakan. Pertama dari polimer (polymer matrix composite). Kedua dari logam (metal matrix composite). Kemudian ketiga dari keramik (ceramic matrix composite). Dalam hal ini, saya beri contoh untuk keramik biasanya digunakan untuk combustion, misalnya dapur untuk pengecoran logam. Contoh lain pada frame sepeda, di situ matrix-nya logam dan reinforcing agent atau penguatnya dari karbon. Polimer paling banyak digunakan.

Polimer bisa ditemukan pada jas hujan, kantong kresek, bumper mobil, tandon penampung air, dan lain-lain. Mengapa paling banyak digunakan, sebab kuat, mudah dibentuk, dan lebih murah. Polimer sendiri ada dua, yaitu termoplastik yang bisa dilunakkan berkali-kali atau bisa di-recycle. Jadi kalau sudah dibuat menjadi produk, dibentuk lagi masih bisa, contohnya polyester dan nylon. Lalu satu lagi termoset, ini kalau sudah digunakan, kaku dan (mudah) pecah, tidak bisa dibentuk lagi, contohnya epoksi. Epoksi digunakan pada bumper mobil, keras, kuat, tapi kalau sudah rusak tidak bisa digunakan lagi. Dilelehkan tidak bisa lagi.

Oh begitu, kalau reinforcement?

Fase kedua ini ada yang sifatnya seperti partikel, fibre, dan struktur. Kalau partikel, ada yang besar (batu kerikil) dan ada yang kecil (pasir). Fibre ada yang lurus, panjang, dan kontinu; ada yang tidak panjang, serat pendek. Ada yang line, ada yang random, ini terkait susunannya dalam komposit, misalnya line itu disejajarkan, bisa juga dalam bentuk random, acak atau disebar merata dalam struktur komposit. Kalau struktur, itu dalam bentuk lembaran kain atau yang sudah menjadi bentuk struktur. Contoh penggunaannya pada bumper mobil, biasanya kombinasi antara line dan random, serat gelas disebarkan merata lalu diberi epoksi. Pipa minyak juga demikian, jadi tidak lagi menggunakan logam, tapi menggunakan komposit.

Inovasi yang sangat berguna ya Pak, dari biaya lebih murah, penggunaan tidak kalah jauh dengan material yang sudah ada sebelumnya?

Tentu, contoh lagi kapal-kapal nelayan di Pantai Baron atau Pantai Depok, sebagian besar tidak lagi menggunakan kayu, tetapi komposit. Kayu harganya mahal, perlu diangkut dulu, relatif lebih sulit diproses, kalau kualitas kayu kurang baik maka kapal akan cepat rusak, sehingga lebih praktis pakai komposit dari kain dan epoksi, jadilah kapal. Begitulah manfaat Rekayasa Tekstil.

Demikian semoga bermanfaat, sampai jumpa di Techno Talk berikutnya. (ASB)