METODE PENELITIAN
3.3 Perhitungan Komposisi Serat
Komposisi dari komposit yang dibuat adalah menggunakan fraksi volume serat sebesar 4%, 6%, 8% serat TKKS, 96%, 94%, 92% resin polyester. Penulis telah melakukan uji kekuatan resin tanpa serat dengan campuran katalis 0,5%, 0,4% dan 0,3%. Setelah melakukan pengujian tarik didapatkan hasil yang terkuat adalah 0,4%, maka dari itu peneliti memilih menggunakkan 0,4% katalis sebagai bahan tambah nya. Perhitungan komposisi komposit dihitung berdasarkan perhitungan volume total cetakan, namun sebelumnya peneliti harus mencari massa jenis dari serat tandan kosong kelapa sawit terlebih dahulu. Mencari massa jenis serat dan perhitungan antara lain yang dilakukan:
a. Pembuatan benda uji komposit adalah dengan mencari massa jenis (
) serat tandan kosong kelapa sawit. Adapun metode perhitungan massa jenis (
) serat tandan kosong kelapa sawit adalah sebagai berikut:1. Membuat pilinan serat dengan variasi 6 perbesaran, menimbang 6 variasi massa serat tandan kosong kelapa sawit, panjang serat 80 mm.
2. Mengukur diameter 6 variasi pilinan serat tandan kosong kelapa sawit. 3. Melakukan perhitungan dengan rumusan sebagai berikut:
Menghitung volume serat tandan kosong kelapa sawit pada setiap pilinan serat dengan rumus : T D v 2 4 (3.1) Dimana:
v = volume serat tandan kosong kelapa sawit D = diamater serat tandan kosong kelapa sawit
T = tinggi atau panjang dari serat tandan kosong kelapa sawit 4. Menghitung massa jenis serat aemua variasi, dengan rumus :
Menghitung massa jenis: V m (3.2) Dimana:
m = massa serat tandan kosong kelapa sawit
= jenis serat massa tandan kosong kelapa sawitV = volume serat tandan kosong kelapa sawit
Tabel 3.1 Hasil Perhitungan Mencari Massa Jenis Serat No Spesimen D V (mm3) Massa (gr) ρ Serat (gr/cm3)
1 Serat 0,96 57,9 0,025 0,435 2 Serat 1,04 67,9 0,034 0,499 3 Serat 2,08 271,7 0,130 0,478 4 Serat 2,14 287,6 0,157 0,547 5 Serat 2,68 451,1 0,250 0,555 6 Serat 2,92 535,5 0,265 0,494 Rata-rata 1,97 278,6 0,144 0,501
Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan mendapatkan nilai ata-rata massa jenis serat yaitu :
rata-rata serat TKKS= 0,501 gr/cm3b. Langkah selanjutnya setelah mendapatkan massa jenis dari serat TKKS adalah menghitung komposisi serat tandan kosong kelapa sawit, resin dan katalis berdasarkan volume cetakan dan prosentase komposisi yang diinginkan. Langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut:
1. Menghitung volume cetakan Dengan asumsi:
Volume cetakan = volume komposit total Vcetakan = Vkomp
Maka, volume cetakan:
Vcetakan= 20 cm x 30 cm x 0,5 cm = 300 cm3
2. Menghitung komposisi serat tandan kosong kelapa sawit, resin dan katalis
• Untuk fraksi volume 4% serat tandan kosong kelapa sawit: Serat = x 300 cm3x 0,501 gr/cm3 = 12 cm3x 0,501 gr/cm3 = 6,012 gr Resin = , x 300 cm3 = 288 cm3 = 286,8 ml Katalis = , x 286,8 cm3 = 1,147cm3 = 1,1 ml
• Untuk fraksi volume 6% serat tandan kosong kelapa sawit: Serat = x 300 cm3 x 0,501 gr/cm3 = 18 cm3x 0,501 gr/cm3 = 9,018 gr Resin = , x 300 cm3 = 280,8cm3 = 280,8 ml
Katalis = ,
x 280,8 cm3
= 1,123 cm3 = 1,1 ml
•Untuk fraksi volume 8% serat tandan kosong kelapa sawit: Serat = x 300 cm3 x 0,501 gr/cm3 = 24 cm3 x 0,501 gr/cm3 = 12,024 gr Resin = , x 300 cm3 = 274,2 cm3 Katalis = , x 274,2 cm3 = 1,104 cm3 = 1,09 ml 3.4 Pembuatan benda uji
3.4.1 Pembuatan Benda Uji Resin (polyester)
pembuatan benda uji resin atau tanpa bahan tambah serat TKKS, resin menggunakan jenis resin Yukalac 157. Langkah-langkah pembuatan benda uji resin antara lain:
1. Mencuci cetakan dan kaca penutup dengan air mengalir hingga bersih, kemudian cetakan di jemur hingga kering dengan bantuan sinar matahari. 2. Menyiapkan release agent, setelah cetakan dan penutup kering dilapisi
3. Resin dan katalis disiapkan, resin dituang pada gelas ukur secara perlahan agar menggurangi void pada resin, sebanyak 300 ml
4. Menambahkan resin dengan katalis sebanyak 1,2 ml dengan menggunakan suntikan yang berukuran 3 ml.
5. Resin dan katalis diaduk secara perlahan dan stabil selama 5-7 menit, hal ini bertujuan agar katalis tercampur secara merata. Proses pengadukan yang kurang stabil akan menimbulkan banyak void yang dapat menyebabkan kekuata resin menurun.
6. Setelah resin dan katalis tercampur, resin dituang secara merata pada cetakan agar tidak ada bagian yang kosong atau tidak terisi dengan resin.
7. Cetakan dititup dengan kaca penutup, supaya bertujuan permukaan atas komposit resin bisa halus.
8. Proses pengeringan bisa mencapai 2 hari (48jam).
9. Komposit yang sudah kering dilepas dan melakukan proses pemotongan sesuai dengan ASTM D-638.
3.4.2 Proses Pembuatan Komposit Berbahan Tambah Serat
Proses yang dilakukan dalam pembuatan benda uji komposit adalah proses hand lay-up. Berikut adalah langkah-langkah pembuatan benda uji komposit:
1. Serat tandan kosong kelapa sawit disiapkan, sebelum serat di cetak sebelumnya serat dilakukan proses alkali terlebih dahulu dengan menggunakan NaOH. Proses perendaman serat tersebut pertama ember dan NaOH disiapkan, lalu NaOH sebanyak 5 gr dilarutkan pada 1 liter air. Perendaman serat dengan NaOH berlangsung selama 2 jam, setelah 2 jam serat diangkat dan dicuci dengan menggunakan air mengalir sampai bersih, proses ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan minyak yang masih ada pada serat. Perendaman serat menggunakan NaOH dapat dilihat pada Gambar 3.23.
Gambar 3.23 Perendaman Serat
2. Cetakan dan penutup disiapkan dan dicuci, kemudian cetakan dan penutup dilapisi dengan menggunakan release agent
3. Serat yang sudah mendapat perlakuan alkali di siapkan, kemudian di cuci dan jemur. Serat setelah proses alkalisasi dapat dilihat pada Gambar 3.24.
4. Resin dan katalis disiapkan, tuang resin pada gelas ukur sesuai perhitungan dan tambahkan katalis sebanyak 1,1 ml.
5. Campuran resin dan katalis diaduk secara perlahan dan teratur, agar kedua zat tersebut dapat tercampur secara sempurna.
6. Resin dituang pada cetakan sebanyak setengah dari cetakan.
7. Serat yang tadi di jemur di masukan pada cetakan, metode yang digunakan untuk menata serat adalah metode acak, serat yang dimasukan sesuai dengan banyaknya tiap variasi.
8. Setelah serat selesai ditata, resin sisa dituangkan sampai habis.
9. Kemudian cetakan ditutup menggunakan penutup, saat proses menutup dilihat apakah ada void atau tidak. Jika terdapat void bisa di ambil void tersebut menggunakan kayu kecil.
10.Proses penutupan selesai lalu tunggu cetakan sampai kering selama 2 hari (48 jam).
11. Setelah kering komposit dilepas dari cetakan, kemudian komposit dipotong sesuai ukursn yang sudah dientukan.