#10 Fiberglass

Plastik berserat kaca (glass-reinforced plastic – GRP), yang juga dikenal sebagai plastik yang diperkuat oleh serat kaca (glass fiber-reinforced plastic – GFRP), merupakan suatu polimer yang diperkuat. Polimer ini terbuat dari bahan plastik yang diperkuat oleh serat-serat halus yang terbuat dari kaca. Bahan ini juga dikenal dengan nama GFK yang merupakan kepanjangan dari Glasfaserverstärkter Kunststoff, atau yang biasanya lebih akrab dikenal oleh serat kaca yang digunakan dalam proses penguatannya, yang dalam bahasa inggrisnya disebut fiberglass.

GRP adalah suatu material yang ringan dan kuat dengan banyak kegunaan, seperti dalam pembuatan perahu, mobil, tangki air, atap, perpipaan, pelapisan, dll.

Jenis bahan plastik yang digunakan dapat berupa epoxy, plastik thermosetting (pada umumnya poliester atau vinilester) atau thermoplastik.

Proses Produksi

Proses manufaktur dibuatnya serat kaca ini atau fiberglass menggunakan tungku pembakaran yang besar untuk melelehkan pasir atau bahan campuran kimia secara perlahan hingga cair. Kemudian bahan cair tersebut diproses melalui serangkaian lubang yang sangat kecil (biasanya berdiameter sekitar 17-25 mikrometer untuk E-Glass, 9 mikrometer untuk S-Glass) untuk membentuk filamen. Filamen-filamen ini kemudian direkatkan menggunakan larutan kimia untuk membentuk sebuah roving atau sebuah gulungan filamen yang panjang seperti benang. Diameter dari filamen-filamen tersebut dan juga jumlah filamen di dalam satu ikatan akan menentukan beratnya. Biasanya berat akan dinyatakan dalam satuan yield-yards per pon (yaitu berapa yard fiber dalam satu pon bahan, sehingga angka yang lebih kecil berarti gulungan yang lebih berat, contoh dari ukuran yield standar adalah 225 yield, 450 yield, 675 yield) atau dalam tex-gramsper km (berapa gramkah berat gulungan fiber sepanjang 1 km itu. Angka ini merupakan kebalikan dari yield, sehingga angka yang lebih kecil akan menunjukkan gulungan yang lebih ringan. Contoh dari tex standar adalah 750 tex, 1100 tex, 2200 tex).

Gulungan-gulungan ini dapat digunakan untuk aplikasi teknik gabungan seperti teknik pultrusion, filament winding (untuk pipa), gun roving (alat otomatis yang akan mencacah kaca menjadi potongan yang kecil-kecil dan menjatuhkannya kedalam semprotan resin yang nantinya akan diproyeksikan di permukaan suatu cetakan). Atau dapat juga digunakan dalam teknik perantara, untuk memproduksi bahan seperti chopped strand mat (CSM) yang terbuat dari fiber yang dipotong kecil-kecil secara tidak beraturan dan diikat menjadi satu, kain tenunan, kain rajutan atau kain multi-arah.

Proses Perekatan

Adalah proses yang melibatkan semacam lapisan atau sering disebut primer, yang akan melindungi filamen kaca untuk proses produksi atau manipulasi. Lapisan ini juga akan menjamin ikatan yang kuat antara filamen kaca tersebut dengan bahan resin. Sehingga hal ini akan membantu proses transfer beban dari serat kaca (yang dapat melengkung jika terbebani) ke plastik thermoset (yang dapat menangani beban dengan cukup baik). Tanpa proses “pengikatan” ini, serat kaca dapat “terselip” di dalam matriks bahan dan cacat produksi sebagian dapat terjadi. Biasanya juga merupakan bahan dasar dalam pembuatan kain.

Sifat

Setiap helai serat kaca yang terstruktur memiliki sifat kaku dan kuat dalam proses perengangan dan saat melalui proses kompresi atau pemberian tekanan di sepanjang sumbunya. Walaupun pada umumnya diasumsikan bahwa serat sebenarnya lemah dibawah proses kompresi atau penekanan, sebenarnya asumsi ini lebih didasarkan oleh rasio penampilan dari serat itu sendiri. Dalam artian; oleh karena bentuk serat tersebut tipis dan panjang, maka serat dianggap dapat bengkok dengan mudah. Disisi lain, serat kaca paling tidak kaku dan tidak kuat pada ketebalannya – yaitu, di lintang sumbunya. Oleh karena itu, jika sekumpulan serat dapat diatur arahnya secara permanen sesuai dengan yang diinginkan di dalam suatu material, dan jika serat-serat tersebut dapat dicegah dari pembengkokan saat dalam tekanan, maka material tersebut akan menjadi sangat kuat sesuai dengan arah yang diinginkan untuk diperkuat.

Lebih jauh lagi dalam pembahasan ini; dengan menumpuk lebih dari satu lapisan serat satu diatas yang lainnya, kemudian tiap lapisannya diorientasikan dalam berbagai arah yang berbeda sesuai dengan keinginan, faktor kekakuan dan kekuatan dari keseluruhan material dapat dikontrol dengan lebih efisien. Dalam kasus plastik berserat kaca, adalah bahan plastiklah yang akan menampung serat kaca yang terstruktur tersebut sesuai dengan arah yang dipilih oleh desainer produknya. Sementara pada kasuschopped strand mat, dasar pengaturan arahnya terletak pada 2 lempengan berbentuk dua dimensi dengan kain tenun atau lapisan yang tanpa pengaturan arah khusus. Dengan demikian, arah dari kekakuan dan kekuatan bahan tersebut akan dapat dikontrol dengan lebih presisi dari dalam lempengan itu sendiri.

Komponen dari plastik berserat kaca pada dasarnya terbuat dari konstruksi “kulit” tipis, kadang bagian dalamnya diisi dengan busa struktural, seperti dalam kasus pembuatan papan selancar. Komponennya bisa juga dibuat dengan bentuk yang hampir serampangan tetapi masih didalam batas kerumitan dan toleransi bentuk cetakan yang digunakan untuk memproduksi kulit luar tersebut.

Kegunaan Fiberglass

GRP adalah suatu bahan serba guna yang mengkombinasikan keringanan bahan dengan kekuatan intrinsik untuk menyediakan suatu lapisan luar yang tahan segala cuaca, dengan berbagai variasi tekstur permukaan dan cakupan pilihan warna yang tidak terbatas

GRP dikembangkan di Inggris pada jaman PD II sebagai pengganti tripleks yang dibentuk untuk digunakan pada radome (radar dome atau kubah penutup radar) di pesawat-pesawat (sebab gelombang mikro mampu melewati GRP). Kegunaannya yang pertama di dunia sipil adalah dalam pembuatan perahu, dimana bahan ini diterima secara umum di tahun 1950an. Kegunaannya sekarang telah merambah bidang otomotif dan perlengkapan olahraga seperti juga model pesawat terbang, walaupun untuk yang disebut terakhir ini, kegunaannya sekarang sebagian telah diambil alih oleh bahan carbon fiber yang beratnya lebih ringan per volumenya namun lebih kuat baik secara volume maupun beratnya. Kegunaan GRP juga meliputi bak air panas, perpipaan untuk air minum dan pembuangan air limbah, kotak display di kantor atau pabrik serta sistem atap datar.

Teknik produksi canggih seperti pre-pregs dan fiber rovings akan menambah kegunaannya serta kemungkinan kekuatan regangan dengan plastik yang diperkuat dengan serat.

GRP juga digunakan dalam industri telekomunikasi untuk menyelubungi penampilan luar dari antena. Hal ini disebabkan oleh kemampuannya untuk menyerap RF atau frekuensi radio dan kemampuannya untuk menurunkan kemungkinan pemancaran sinyal yang rendah. Dapat juga digunakan sebagai penyelubung tampilan luar dari peralatan lain dimana penyerapan tanpa gelombang sangat dibutuhkan, seperti pada lemari perlengkapan dan struktur penyokong berbahan baja. Hal ini disebabkan oleh kemudahan bahan ini dibentuk, diproduksi dan dicat sesuai dengan desain khusus yang diinginkan, seperti untuk membaur dengan struktur yang telah berdiri sebelumnya atau dinding bata. Kegunaan lainnya lagi meliputi GRP berbentuk lembaran yang dibuat menjadi insulator elektrik dan komponen struktural lainnya yang umum ditemukan pada industri pembangkit tenaga.

Sumber: http://fcfibreglass.com/fiberglass-serat-kaca/