Sifat Dan Karakteristik Komposit Poliester Tak Jenuh Berpengisi Abu Sekam Padi Putih Dengan Menggunakan Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP)

SIFAT DAN KARAKTERISTIK KOMPOSIT

POLIESTER TAK JENUH BERPENGISI

ABU SEKAM PADI PUTIH DENGAN

MENGGUNAKAN KATALIS METIL ETIL

KETON PEROKSIDA (MEKP)

SKRIPSI

Oleh

090405001

CAROLINE OKTAVIANA

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

SIFAT DAN KARAKTERISTIK KOMPOSIT

POLIESTER TAK JENUH BERPENGISI

ABU SEKAM PADI PUTIH DENGAN

MENGGUNAKAN KATALIS METIL ETIL

KETON PEROKSIDA (MEKP)

SKRIPSI

Oleh

090405001

CAROLINE OKTAVIANA

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

SIFAT DAN KARAKTERISTIK KOMPOSIT POLIESTER TAK JENUH BERPENGISI ABU SEKAM PADI PUTIH DENGAN MENGGUNAKAN

KATALIS METIL ETIL KETON PEROKSIDA (MEKP)

yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Sumatera Utara maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.

Medan, 03 Februari 2014

NIM 090405001

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan YME atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Sifat dan Karakteristik Komposit Poliester Tak Jenuh Berpengisi Abu Sekam Padi Putih dengan Menggunakan Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP)”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi gambaran kepada dunia industri tentang pemanfaatan abu sekam padi yang dapat diolah lebih lanjut sehingga didapat silika yang memiliki potensi untuk dijadikan pengisi dalam pembuatan komposit polimer.

Karya ilmiah yang telah diterima untuk terbit pada Jurnal Teknik Kimia USU dengan judul “KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM INFRA RED DAN KEKUATAN BENTUR KOMPOSIT POLIESTER TAK JENUH BERPENGISI ABU SEKAM PADI PUTIH”.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ibu Dr. Maulida, ST, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing atas kesabarannya dalam membimbing penulis pada penyusunan dan penulisan skripsi ini serta meberikan izin bagi penulis untuk menggunakan alat uji mekanik. 2. Ibu Dr. Halimatuddahliana, ST, M.Sc, selaku Dosen Penguji I yang telah

memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.

4. Elmer Surya, ST, selaku teman yang telah membantu penulis untuk menguji kekuatan mekanik dari komposit.

5. Teman-teman stambuk 2009

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan, Februari 2014

DEDIKASI

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama: Caroline Oktaviana NIM: 090405001

Tempat/Tgl. Lahir: Medan, 21 Oktober 1992 Nama orang tua: Jannes Hutagalung

Alamat orang tua:

Jl. Lembaga P. Gg. Horas No. 343B

Asal Sekolah

• SD Neg. 066049 Medan, tahun 1997-2003

• SMP Neg. 18 Medan, tahun 2003-2006

• SMA St. Thomas 3 Medan, tahun 2006-2009

Pengalaman Organisasi/ Kerja :

1. HIMATEK periode 2012 – 2013

Artikel yang telah diterima untuk dipublikasikan pada Pertemuan Ilmiah:

1. Jurnal Teknik Kimia USU dengan judul “KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM INFRA RED DAN KEKUATAN BENTUR KOMPOSIT

ABSTRAK

Abu sekam padi putih (ASPP) yang berasal dari limbah penggilingan padi yang murah dan mudah diperoleh berpotensi menjadi pengisi (filler) bahan komposit. Kajian tentang pemanfaatan ASPP sebagai pengisi di dalam matriks poliester telah dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan komposisi pengisi ASPP di dalam komposit poliester tidak jenuh (UPR) dalam menghasilkan sifat mekanik seperti kekuatan tarik (tensile strength), kekuatan lentur (flexural strength) dan kekuatan bentur (impact strength) yang terbaik. Dalam penelitian ini, UPR dicampurkan dengan ASPP yang sebelumnya telah diayak dengan ukuran 100 dan 250 mesh dengan perbandingan berat 95:5; 90:10; 85:15; dan 80:20, setelah itu diberi katalis MEKP 1% (b/b) dengan menggunakan metoda pencampuran terbuka. Dari hasil karakterisasi FTIR diperoleh bahwa ikatan antara matriks dan pengisi yang dihasilkan hanya berupa interaksi penjangkaran mekanik dan ikatan hidrogen. Hasil pengujian sifat-sifat mekanik menunjukkan bahwa, pada rasio UPR:ASPP 85:15; diperoleh kekuatan tarik maksimum sebesar ukuran partikel 100 dan 250 mesh, yaitu sebesar 30,255 MPa dan 33,473 MPa. Sementara itu, nilai modulus Young terus meningkat sedangkan sifat pemanjangan pada saat putus mengalami penurunan seiring bertambahnya jumlah ASPP. Analisa terhadap sifat kekuatan lentur diperoleh bahwa penurunan terjadi seiring bertambahnya jumlah ASPP. Analisa terhadap sifat kekuatan bentur diperoleh bahwa peningkatan terjadi seiring bertambahnya ASPP dan kekuatan bentur maksimal diperoleh pada rasio 90:10 yaitu sebesar 7031 J/m2 untuk ukuran partikel 100 mesh dan pada rasio 80/20 yaitu sebesar 8297,333 J/m2 untuk ukuran partikel 250 mesh. Hasil uji mekanik selanjutnya didukung oleh analisa scanning electron microscopy (SEM).

ABSTRACT

White Rice Husk Ash (WRHA) wastes derived from rice milling which is cheap and easy to obtain can be potentially used as fillers in composite materials. The study on the utilization of WRHA as filler in polyester matrix had been done with the purpose to obtain the best WRHA fillers composition in Unsaturated Polyester (UPR) composites in producing mechanical properties such as: tensile strength, flexural strength and impact strength. In this research, UPR was mixed with ASPP previously been sieved a particle size of 100 and 250 mesh with mass ratio 95:5; 90:10; 85:15; and 80:20, then added with 1% (w/w) MEKP by using open mixing method. The result of FTIR characterization shows that bonding between matrix and fillers is mechanical anchoring and hyroden bonding. The results of mechanical properties shows at ratio of UPR: WRHA 95:5, the maximum tensile strength obtained for particle size of 100 and 250 mesh are 30,255 MPa dan 33,473 MPa. Meanwhile the value of Young's Modulus continues to increase while the value of elongation at break decreases as the amount of WRHA increased. An analysis of flexural strength properties shows that decreased as the amount of WRHA increased. An analysis of impact strength properties shows that increased as the amount of WRHA increased and the maximum impact strength obtained for particle size of 100 and 250 mesh are 7031 J/m2 (90/10) and 8297,333 J/m2 (80/20). The results of mechanical properties are supported by scanning electron microscopy (SEM).

DAFTAR ISI

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI PENGESAHAN

PRAKATA DEDIKASI

RIWAYAT HIDUP PENULIS ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR SINGKATAN DAFTAR SIMBOL Halaman i ii iii v vi vii viii ix xii xiv xv xvi xvii

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 LATAR BELAKANG 1

1.2 PERUMUSAN MASALAH 4

1.3 TUJUAN PENELITIAN 4

1.4 MANFAAT PENELITIAN 4

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 6

2.1 PENGERTIAN KOMPOSIT 6

2.2 KONSTITUEN KOMPOSIT 6

2.3 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KOMPOSIT 8

2.4 POLIESTER TIDAK JENUH 10

2.5 ABU SEKAM PADI 11

2.6 METIL ETIL KETON PEROKSIDA 13

2.7 METODA PENCETAKAN TERBUKA 13

2.8.2 ANALISA KEKUATAN BENTUR(IMPACT STRENGTH)14 2.8.3 ANALISA KEKUATAN LENTUR (FLEXURAL

STRENGTH) 15

2.8.4 ANALISA KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM

INFRA RED(FT-IR) 15

2.8.5 ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY

(SEM) 16 2.9 APLIKASI DAN KEGUNAAN PRODUK KOMPOSIT 16

2.10 ANALISIS BIAYA 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 21

3.1 LOKASI PENELITIAN 21

3.2 BAHAN DAN PERALATAN 21

3.2.1 BAHAN 21

3.2.2 PERALATAN 22

3.3 TAHAPAN PENELITIAN 22

3.4 DIAGRAM KERJA 24

3.5 PROSEDUR PENELITIAN 25

3.5.1 PENYEDIAAN KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH BERPENGISI ABU SEKAM PADI PUTIH

DENGAN KATALIS MEKP 25

3.5.2 PENGUJIAN KOMPOSIT 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 KARAKTERISTIK FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA-RED (FTIR) POLIESTER TIDAK JENUH

(UPR), ASPP DAN KOMPOSIT UPR-ASPP 28

4.2 PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL BAHAN PENGISI TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)

KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH (UPR) 31 4.3 PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN

PARTIKEL BAHAN PENGISI TERHADAP

(ELONGATION AT BREAK) KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH (UPR)

4.4 PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL BAHAN PENGISI TERHADAP KEKUATAN LENTUR (FLEXURAL STRENGTH)

KOMPOSIT TIDAK JENUH (UPR) 34

4.5 PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL BAHAN PENGISI TERHADAP KEKUATAN BENTUR (IMPACT STRENGTH)

KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH (UPR) 36 4.6 MODULUS YOUNG POLIESTER TIDAK JENUH

(UPR) DAN KOMPOSIT POLIESTER TIDAK

JENUH BERPENGISI ABU SEKAM PADI PUTIH 37 4.7 KARAKTERISTIK SEM (SCANNING ELECTRON

MICROSCOPE) POLIESTER TIDAK JENUH (UPR),

KOMPOSIT UPR-ASPP 90/10 100 MESH DAN

KOMPOSIT UPR-ASPP 80/20 250 MESH 38

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN 40

5.2 SARAN 41

DAFTAR PUSTAKA 42

LAMPIRAN 1 DATA PERNELITIAN 46

LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI PENELITIAN 49

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Bentuk-Bentuk Konstituen Yang Berbeda 7

Gambar 2.2 Struktur Poliester 10

Gambar 2.3 Persentase Resin Yang Digunakan Dalam Industri Otomotif 11 Gambar 2.4 Persentase Aplikasi UPR Dalam Industri Otomotif 11 Gambar 2.5 Beberapa Aplikasi Komposit UPR dalam Industri Otomotif 11 Gambar 2.6 Sekam padi dan abu sekam padi putih 11

Gambar 2.7 Metoda Terbuka 13

Gambar 2.8 Pipa Komposit Kemrock 17

Gambar 2.9 Bumper Tanduk Belakang Cabin Cat Hitam 3 20 Gambar 3.1 Cetakan Plastisin Penyediaan Komposit 23 Gambar 3.2 Diagram Kerja Pembuatan dan Pengujian Komposit 24 Gambar 3.3 Ukuran Dimensi Spesimen Metoda Izod ASTM D 4812-11 25

Gambar 3.4 Sketsa Spesimen Uji Tarik 26

Gambar 3.5 Ukuran Dimensi Spesimen Kekuatan Flexural ASTM D-790 27 Gambar 4.1 Karakteristik FTIR Poliester Tidak Jenuh (UPR) 28

Gambar 4.2 Karakteristik FTIR ASPP 29

Gambar 4.3 Karakteristik FTIR Komposit UPR-ASPP 30 Gambar 4.4 Pengaruh Kandungan Dan Ukuran Partikel Bahan Pengisi Terhadap

Kekuatan Tarik Komposit UPR Berpengisi ASPP 31 Gambar 4.5 Pengaruh Kandungan Dan Ukuran Partikel Bahan Pengisi Terhadap

Pemanjangan Pada Saat Putus Komposit UPR Berpengisi ASPP 33 Gambar 4.6 Pengaruh Kandungan Dan Ukuran Partikel Bahan Pengisi Terhadap

Kekuatan Lentur Komposit UPR Berpengisi ASPP 34 Gambar 4.7 Pengaruh Kandungan Dan Ukuran Partikel Bahan Pengisi Terhadap

Kekuatan Bentur Komposit UPR Berpengisi ASPP 36

Gambar 4.8 Analisis SEM 39

Gambar L2.1 Penyediaan Komposit Cetakan Plastisin Komposit 49

Gambar L2.2 Penyediaan Komposit UPR-ASPP 49

Gambar L2.4 Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Flexural 50

Gambar L2.5 Alat Impact Tester GOTECH 51

Gambar L2.6 FTIR SHIMADZU IR-PRESTIGE 21 51

Gambar L2.7 SEM JEOL-JSM-6510 LV 52

Gambar L3.1 Hasil FTIR Poliester Tidak Jenuh (UPR) 54

Gambar L3.2 Hasil FTIR ASPP 54

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Spesifikasi Unsaturated Poliester Resin Yukalac 157® BTQN-EX 10

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Abu Sekam Padi 12

Tabel 2.3 Rincian Biaya Bahan Pembuatan Komposit UPR-ASPP 18 Tabel 2.4 Rincian Biaya Peralatan Pembuatan Komposit UPR-ASPP 18 Tabel 2.5 Rincian Biaya Analisa Pembuatan Komposit UPR-ASPP 18 Tabel 2.6 Perkiraan Rincian Biaya Pembuatan Produk 19 Tabel 4.1 Nilai Modulus Young Poliester Tidak Jenuh (UPR) dan Komposit

UPR berpengisi ASPP untuk ukuran partikel 100 mesh 37 Tabel 4.2 Nilai Modulus Young Poliester Tidak Jenuh (UPR) dan Komposit

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN 1 DATA PENELITIAN 46

L1.1 DATA HASIL MODULUS YOUNG 46

L1.2 DATA HASIL KEKUATAN TARIK [MPa] 46 L1.3 DATA HASIL PEMANJANGAN PADA SAAT

PUTUS [%]

47

L1.4 DATA HASIL KEKUATAN LENTUR [MPa] 47 L1.5 DATA HASIL KEKUATAN BENTUR [J/m2] 48

LAMPIRAN 2 DOKUMENTASI PENELITIAN 49

L2.1 PENYEDIAAN KOMPOSIT UPR- ASPP 49 L2.2 ALAT UNIVERSAL TESTING MACHINE (UTM)

GOTECH AL-7000 M GRID TENSILE

50

L2.3 ALAT UNIVERSAL TESTING MACHINE (UTM) GOTECH AL-7000 M GRID FLEXURAL

50

L2.4 ALAT IMPACT TESTER GOTECH 51

L2.5 FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FTIR) SHIMADZU IR-PRESTIGE 21

51

L2.6 SCANNING ELECTON MICROSCOPY (SEM) JEOL-JSM-6510LV

52

LAMPIRAN 3 HASIL PENGUJIAN LAB ANALISIS DAN INSTRUMEN

54

L3.1 HASIL FTIR POLIESTER TIDAK JENUH (UPR) 54

L3.2 HASIL FTIR ASPP 54

DAFTAR SINGKATAN

ASPP

UPR MEKP FTIR SEM ASTM LDPE HDPE UTM DP

Abu Sekam Padi Putih Unsaturated Poliester Resin

Metil Etil Keton Peroksida Fourier Transfrom Infra-Red

Scanning Electron Microscopy

American Standard Testing and Material

Low Density Poly Etilene

High Density Poly Etilene

Universal Testing Machine

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Dimensi

τt Kekuatan tarik Mpa

Fmaks Beban maksimum Kgf

A0 Luas Penampang mula – mula m2

m Massa pendulum

g Gaya gravitasi m/s2

h0 Tinggi awal pendulum

ABSTRAK

Abu sekam padi putih (ASPP) yang berasal dari limbah penggilingan padi yang murah dan mudah diperoleh berpotensi menjadi pengisi (filler) bahan komposit. Kajian tentang pemanfaatan ASPP sebagai pengisi di dalam matriks poliester telah dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan komposisi pengisi ASPP di dalam komposit poliester tidak jenuh (UPR) dalam menghasilkan sifat mekanik seperti kekuatan tarik (tensile strength), kekuatan lentur (flexural strength) dan kekuatan bentur (impact strength) yang terbaik. Dalam penelitian ini, UPR dicampurkan dengan ASPP yang sebelumnya telah diayak dengan ukuran 100 dan 250 mesh dengan perbandingan berat 95:5; 90:10; 85:15; dan 80:20, setelah itu diberi katalis MEKP 1% (b/b) dengan menggunakan metoda pencampuran terbuka. Dari hasil karakterisasi FTIR diperoleh bahwa ikatan antara matriks dan pengisi yang dihasilkan hanya berupa interaksi penjangkaran mekanik dan ikatan hidrogen. Hasil pengujian sifat-sifat mekanik menunjukkan bahwa, pada rasio UPR:ASPP 85:15; diperoleh kekuatan tarik maksimum sebesar ukuran partikel 100 dan 250 mesh, yaitu sebesar 30,255 MPa dan 33,473 MPa. Sementara itu, nilai modulus Young terus meningkat sedangkan sifat pemanjangan pada saat putus mengalami penurunan seiring bertambahnya jumlah ASPP. Analisa terhadap sifat kekuatan lentur diperoleh bahwa penurunan terjadi seiring bertambahnya jumlah ASPP. Analisa terhadap sifat kekuatan bentur diperoleh bahwa peningkatan terjadi seiring bertambahnya ASPP dan kekuatan bentur maksimal diperoleh pada rasio 90:10 yaitu sebesar 7031 J/m2 untuk ukuran partikel 100 mesh dan pada rasio 80/20 yaitu sebesar 8297,333 J/m2 untuk ukuran partikel 250 mesh. Hasil uji mekanik selanjutnya didukung oleh analisa scanning electron microscopy (SEM).

ABSTRACT

White Rice Husk Ash (WRHA) wastes derived from rice milling which is cheap and easy to obtain can be potentially used as fillers in composite materials. The study on the utilization of WRHA as filler in polyester matrix had been done with the purpose to obtain the best WRHA fillers composition in Unsaturated Polyester (UPR) composites in producing mechanical properties such as: tensile strength, flexural strength and impact strength. In this research, UPR was mixed with ASPP previously been sieved a particle size of 100 and 250 mesh with mass ratio 95:5; 90:10; 85:15; and 80:20, then added with 1% (w/w) MEKP by using open mixing method. The result of FTIR characterization shows that bonding between matrix and fillers is mechanical anchoring and hyroden bonding. The results of mechanical properties shows at ratio of UPR: WRHA 95:5, the maximum tensile strength obtained for particle size of 100 and 250 mesh are 30,255 MPa dan 33,473 MPa. Meanwhile the value of Young's Modulus continues to increase while the value of elongation at break decreases as the amount of WRHA increased. An analysis of flexural strength properties shows that decreased as the amount of WRHA increased. An analysis of impact strength properties shows that increased as the amount of WRHA increased and the maximum impact strength obtained for particle size of 100 and 250 mesh are 7031 J/m2 (90/10) and 8297,333 J/m2 (80/20). The results of mechanical properties are supported by scanning electron microscopy (SEM).

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Penggunaan polimer dan komposit dewasa ini semakin meningkat di segala bidang. Komposit berpenguat serat banyak diaplikasikan pada alat-alat yang membutuhkan material yang mempunyai dua perpaduan sifat dasar, yaitu kuat dan ringan. Pada saat ini komposit dengan material penyusun sintetis mulai beralih pada komposit dengan material penyusun dari bahan alami Adapun penelitian tentang komposit polimer pada tahun-tahun terakhir lebih difokuskan pada pengisi alami daripada pengisi non alami [1].

Komposit adalah perpaduan dari bahan yang dipilih berdasarkan kombinasi sifat fisik masing-masing material penyusun untuk menghasilkan material baru dengan sifat yang unik dibandingkan sifat material dasar sebelum dicampur dan terjadi ikatan permukaan antara masing-masing material penyusun [2].

Material dasar pembentuk komposit merupakan material-material konvensional seperti logam, polimer dan keramik. Material dasar komposit, yang populer dan telah diaplikasikan dalam kehidupan kita, cukup banyak kita miliki di bumi Indonesia. Polimer adalah bahan/material yang terbuat dari bahan baku organik. Bahan organik telah dipakai sejak lama sebagai bahan teknik. Misalnya kulit, gasket, serat, minyak pelumas, dan resin [3].

Secara umum resin adalah bahan yang akan diperkuat dengan serat. Resin bersifat cair dengan viskositas yang rendah, yang akan mengeras setelah terjadinya proses polimerisasi. Resin berfungsi sebagi pengikat (bounding) antara serat yang satu dengan yang lainnya sehingga menghasilkan ikatan yang kuat terbentuk material komposit yang padu, yaitu material yang memiliki kekuatan pengikat (bound strength) yang tinggi [4].

Dalam pembuatan komposit, poliester telah banyak dimodifikasi dengan beberapa serat alami misalnya serbuk kayu, serat tandan kosong kelapa sawit (TKS), serat kayu kelapa sawit (KKS), serat buah pinang dan serat sintetik misalnya fiber glass. Penelitian yang telah dilakukan oleh Ratri Pantoro tahun 2007 diperoleh

bahwa variasi ukuran filler dan jenis filler berpengaruh terhadap kekuatan mekanik komposit [6] dan penelitian oleh Rahmatunisa tahun 2009, dimana peneliti menggunakan matriks poliester tak jenuh berpengisi sekam padi. Dan diperoleh hasil kekuatan bentur komposit meningkat dengan pertambahan komposisi pengisi [5].

Serat alami adalah serat yang dihasilkan dari bahan-bahan alam. Serat alami yang sering dimanfaatkan pengisi komposit, diantaranya eceng gondok, daun nanas, jerami dan masih banyak serat alami yang lain yang biasa dimanfaatkan. Serat alami mengandung selulosa yang banyak ditemukan pada tanaman [8].

Serat alami mempunyai banyak kelebihan jika dibandingkan dengan serat sintetis, di antaranya lebih ringan, dapat di daur ulang dan biodegradable. Di samping terbarukan, serat alami memiliki kekuatan dan kekakuan yang relatif tinggi. Untuk beban yang tidak terlalu tinggi, serat alam bahkan memiliki sifat mekanis yang lebih tinggi dari serat sintetik. Meskipun demikian serat alami mempunyai beberapa kelemahan, antara lain tidak tahan kelembaban, kualitas sangat bervaiasi dan stabilitas termal yang rendah. Untuk beberapa kasus tertentu serat alami sendiri memiliki kekakuan yang tinggi namun kompositnya tidak mencapai tingkat kekuatan yang setara dengan komposit serat sintetis [9]. Salah satu contoh bahan alami yang dapat digunakan untuk pembuatan komposit adalah abu sekam padi putih.

Abu sekam padi putih merupakan hasil dari sekam padi yang dibakar dengan suhu tinggi. Pembakaran sekam padi akan menghasilkan abu sekam padi putih dan hitam. Abu sekam padi hitam masih mengandung lignoselulosa, sedangkan abu sekam padi putih tidak mengandung lignoselulosa karena telah habis terbakar (pembakaran sempurna).

adalah merupakan sumber silika yang potensial untuk digunakan sebagai bahan pengisi dalam pembuatan kompon. Atas dasar inilah, dilakukan penelitian penggunaan abu sekam padi yang kaya akan silika sebagai bahan pengisi dalam kompon yang diharapkan dapat menggantikan bahan pengisi seperti clay, kaolin, dan silika [10].

Abu sekam padi putih biasanya dimanfaatkan sebagai pupuk, sebagai abu pencuci piring, dibuang atau dibiarkan saja tertimbun di atas tanah. Padahal jika dimanfaatkan sebagai filler komposit, seperti yang dijabarkan pada penelitian oleh Darwin Yunus Nasution, dapat menghasilkan produk yang berkualitas dan dapat menaikkan nilai dari abu sekam padi putih itu sendiri.

Beberapa penelitian yang telah dilakukan tentang komposit poliester tidak jenuh berpengisi abu sekam padi putih yaitu:

1. Turmanova (2012) pada matriks polipropilena dengan abu sekam padi putih dan hitam sebagai pengisi. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa polipropilena berpengisi abu sekam padi putih dan hitam akan membuat komposit memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah seiring bertambahnya pengisi [11].

2. Najmi (2009) pada matriks polieter tidak jenuh berpengisi sekam padi. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa kekuatan bentur komposit meningkat dengan pertambahan komposisi pengisi [5].

3. Michael dkk (2012) mempelajari Cashew Nut Shell Resin (CNSR) berpengisi sekam padi. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa kekuatan komposit naik dengan bertambahnya persen pengisi dan menurun dengan membesarnya ukuran partikel [12].

4. Rahman dkk (2010) mempelajari pengaruh treatment sekam padi terhadap komposit polietilena dan hasilnya menyatakan bahwa kekuatan tarik semakin menurun seiring bertambahnya sekam padi dan hasil yang terbaik didapat dari komposit sekam padi tanpa treatment terlebih dahulu [13].

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Dalam penelitian ini yang menjadi masalah adalah bagaimana sifat mekanik dan karakteristik komposit yang dihasilkan dengan perbandingan komposisi dan ukuran partikel antara matriks poliester dengan pengisi abu sekam padi putih seperti kekuatan bentur (impact strength), kekuatan tarik (tensile strength), sifat pemanjangan pada saat putus, kekuatan lentur (flexural strength), karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR) dan Scanning Electron Microscopy (SEM).

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik dan karakteristik komposit yang dihasilkan dengan perbandingan komposisi dan ukuran partikel antara matriks poliester tak jenuh dengan pengisi abu sekam padi putih, seperti kekuatan bentur (impact strength), kekuatan tarik (tensile strength), sifat pemanjangan pada saat putus, kekuatan lentur (flexural strength) dan karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR) dan Scanning Electron Microscopy (SEM) serta mengetahui

komposisi dan ukuran partikel mana yang paling baik dari abu sekam putih untuk digunakan sebagai bahan pengisi pada material komposit.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :

1. Salah satu alternatif untuk menaikkan nilai ekonomi abu sekam padi putih yang biasanya hanya dimanfaatkan sebagai pupuk, sebagai abu pencuci piring, dibuang atau dibiarkan saja tertimbun di atas tanah.

2. Memberikan informasi tambahan bagi dunia industri tentang pemanfaatan abu sekam padi putih.

3. Memberikan informasi terutama dalam bidang penelitian komposit tentang bagaimana sifat dan karakteristik komposit yang dihasilkan dengan pengaruh perbandingan komposisi poliester dengan pengisi abu sekam padi berwarna putih sehingga dapat diketahui komposisi dan ukuran partikel terbaiknya.

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

Sumatera Utara. Adapun bahan baku yang digunakan pada penelitian ini yaitu poliester sebagai matriks dan abu sekam padi berwarna putih sebagai pengisi. Variabel yang digunakan adalah :

1. Ukuran partikel abu sekam padi yang dipakai 100 mesh dan 250 mesh. 2. Perbandingan komposisi poliester dengan pengisi adalah 100:0, 95:5,

90:10, 85:15, dan 80:20 (b/b).

Uji yang dilakukan pada komposit poliester tersebut adalah uji bentur (impact strength) ASTM D1822-06, uji tarik (tensile strength) ASTM D-638, sifat

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1PENGERTIAN KOMPOSIT

Perkataan komposit memberikan suatu pengertian yang sangat luas dan berbeda-beda mengikut situasi dan perkembangan bahan itu sendiri. Gabungan dua atau lebih bahan untuk mencari sifat material yang lebih baik merupakan suatu konsep yang diperkenalkan untuk menerangkan definisi komposit [14].

Walaupun demikian defenisi ini terlalu umum karena komposit ini merangkumi semua bahan termasuk plastik yang diperkuat dengan serat, logam alloy, keramik, kopolimer, plastik berpengisi atau apa saja campuran dua bahan atau lebih untuk mendapatkan suatu bahan yang baru [14].

Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang digunakannya, yaitu [14] :

1. Fibrous Composites (Komposit Serat) Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat / fiber. Fiber yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers (poly aramide), dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman.

2. Laminated Composites (Komposit Laminat) Merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.

3. Particulalate Composites (Komposit Partikel) Merupakan komposit yang menggunakan partikel/serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya.

2.2KONSTITUEN KOMPOSIT

ditunjukkan pada Gambar 2.1. Matriks merupakan konstituen utama yang melindungi dan memberikan bentuk pada komposit. Serat, partikel, laminae, serpihan, dan pengisi merupakan konstituen struktural. Hal ini berarti bahwa mereka menentukan struktur internal dari komposit. Secara umum, meskipun tidak selalu konstituen struktural dianggap sebagai fasa tambahan [15].

Gambar 2.1 Bentuk-bentuk konstituen yang berbeda [15]

2.3 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SIFAT MEKANIK KOMPOSIT Penelitian yang mengabungkan antara matrik dan serat harus memperhatikan beberapa faktor yang mempengaruhi komposit antara lain [16] :

1.Faktor Serat

Serat adalah bahan pengisi matrik yang digunakan untuk dapat memperbaiki sifat dan struktur matrik yang tidak dimilikinya, juga diharapkan mampu menjadi bahan penguat matrik pada komposit untuk menahan gaya yang terjadi.

2.Letak Serat

Dalam pembuatan komposit tata letak dan arah serat dalam matrik yang akan menentukan kekuatan mekanik komposit, dimana letak dan arah dapat mempengaruhi kinerja komposit tersebut. Menurut tata letak dan arah serat diklasifikasikan menjadi 3 bagian yaitu :

a. One dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan dan modulus maksimum pada arah axis serat.

b. Two dimensional reinforcement (planar), mempunyai kekuatan pada dua arah atau masing-masing arah orientasi serat.

c. Three dimensional reinforcement, mempunyai sifat isotropic kekuatannya lebih tinggi dibanding dengan dua tipe sebelumnya.

Pada pencampuran dan arah serat mempunyai beberapa keunggulan, jika orientasi serat semakin acak ( random ) maka sifat mekanik pada 1 arahnya akan melemah, bila arah tiap serat menyebar maka kekuatannya juga akan menyebar ke segala arah maka kekuatan akan meningkat.

3.Panjang Serat

Akan tetapi, serat pendek lebih mudah peletakannya dibanding serat panjang. Panjang serat mempengaruhi kemampuan proses dari komposit serat. Pada umumnya, serat panjang lebih mudah penanganannya jika dibandingkan dengan serat pendek. Serat panjang pada keadaan normal dibentuk dengan proses filament winding, dimana pelapisan serat dengan matrik akan menghasilkan distribusi yang

bagus dan orientasi yang menguntungkan. Ditinjau dari teorinya, serat panjang dapat mengalirkan beban maupun tegangan dari titik tegangan ke arah serat yang lain. Pada struktur continous fiber yang ideal, serat akan bebas tegangan atau mempunyai tegangan yang sama. Selama fabrikasi, beberapa serat akan menerima tegangan yang tinggi dan yang lain mungkin tidak terkena tegangan sehingga keadaan di atas tidak dapat tercapai. Sedangkan komposit serat pendek, dengan orientasi yang benar, akan menghasilkan kekuatan yang lebih besar jika dibandingkan continous fiber. Hal ini terjadi pada whisker, yang mempunyai keseragaman kekuatan tarik setinggi 1500 kips/in2 (10,3 GPa). Komposit berserat pendek dapat diproduksi dengan cacat permukaan yang rendah sehingga kekuatannya dapat mencapai kekuatan teoritisnya Faktor yang mempengaruhi variasi panjang serat chopped fiber composites adalah critical length (panjang kritis). Panjang kritis yaitu panjang minimum serat pada suatu diameter serat yang dibutuhkan pada tegangan untuk mencapai tegangan saat patah yang tinggi.

4.Bentuk Serat

Bentuk Serat yang digunakan untuk pembuatan komposit tidak begitu mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Pada umumnya, semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit yang lebih tinggi. Selain bentuknya kandungan seratnya juga mempengaruhi.

5.Faktor Matrik

2.4 POLIESTER TIDAK JENUH (UNSATURATED POLYESTER RESIN)

Poliester tak jenuh merupakan resin sintetik yang tersusun dari rantai lurus, yang dihasilkan dari reaksi glikol dengan asam difungsional seperti asam maleat, asam adipat, dll. Penggunaan umum dari poliester tak jenuh ini adalah untuk impregnasi fiber glass yang selanjutnya dicetak menjadi bentuk yang diinginkan dengan proses ikatan silang menjadi produk plastik yang bersifat lebih ringan dari pada aluminium, atau dapat lebih kuat dari baja [38]. Unsaturated Polyester Resin (UPR) merupakan sebuah makromolekul dengan adanya gugus poliester dan tergolong kategori resin termoset dimana resin ini merupakan produk dari reaksi tahap demi tahap (step-growth) antara asam jenuh seperti asam phtalat atau isophtalat dengan asam tidak jenuh seperti asam maleat atau fumarat yang dikondensasikan dengan alkohol dihidris [44]. UPR berupa resin cair dengan viskositas yang cukup rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin termoset lainnya.

Gambar 2.2 Struktur Poliester [42]

Unsaturated Polyester Resin (UPR) yang digunakan dalam penelitian ini

[image:31.595.119.528.558.754.2]

adalah seri Yukalac 157® BQTN-EX Series, dimana memiliki beberapa spesifikasi yang dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yukalac 157® BTQN-EX [17]

Item Satuan Nilai Tipikal Catatan

Berat Jenis - 1,215 250 C

Kekerasan _ 40 Barcol/GYZJ 934-1

Suhu distorsi panas oC 70

Penyerapan air

( suhu ruang)

% 0,188 24 jam

% 0,466 7 hari

Kekuatan Fleksural MPa ±90 _

Modulus Fleksural kg/mm2 300 _

Daya Rentang kg/mm2 5,5 _

Modulus Rentang kg/mm2 300 _

[image:32.595.232.421.130.222.2]

Poliester tak jenuh juga sering digunakan dalam industri otomotif. Gambar 2.5 dapat dilihat persentase resin yang digunakan dalam industri otomotif.

Gambar 2.3 Persentase Resin Yang Digunakan Dalam Industri Otomotif [39] Dari Gambar 2.5 diketahui bahwa 19 % industri otomotif menggunakan UPR sebagai matriks pada produknya. Gambar 2.6 dapat dilihat persentase aplikasi UPR dalam industri otomotif. Gambar 2.7 menunjukkan beberapa aplikasi komposit UPR dalam industri otomotif.

[image:32.595.153.506.338.585.2]

Gambar 2.4 Persentase Aplikasi UPR Dalam Industri Otomotif [39]

Gambar 2.5 Beberapa Aplikasi Komposit UPR dalam Industri Otomotif [39]

2.5 ABU SEKAM PADI

sebanyak 40 – 60 phr kedalam karet dapat menghasilkan viskositas kompon antara 40 – 60 satuan Mooney, suatu harga yang umum dipakai di dalam pengolahan komposit [14]. Gambar 2.2 menunjukkan gambar sekam padi dan hasil pembakaran sekam padi berupa abu sekam padi putih.

(a) (b) Gambar 2.6 Sekam Padi (a) dan Abu Sekam Padi Putih (b)

[image:33.595.107.422.521.730.2]

Abu sekam padi putih merupakan hasil dari sekam padi yang dibakar dengan suhu tinggi. Pembakaran sekam padi akan menghasilkan abu sekam padi putih dan hitam. Abu sekam padi hitam masih mengandung lignoselulosa, sedangkan abu sekam padi putih tidak mengandung lignoselulosa karena telah habis terbakar (pembakaran sempurna). Dari Tabel 2.2 dapat kita lihat komponen dan % berat abu sekam padi.

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Abu Sekam Padi [18]

Komponen % Berat

SiO2 86,90 – 97,30

K2O 0,58 – 2,50

Na2O 0,00 – 1,75

CaO 0,20 – 1,50

MgO 0,12 – 1,96

Fe2O3 0,00 – 0,54

P2O5 0,20 – 2,84

SO3 0,10 – 1,13

2.6 METIL ETIL KETON PEROKSIDA (MEKP)

Metil Etil Keton Peroksida (MEKP) adalah suatu bahan kimia yang dikenal dengan sebutan katalis. Katalis ini termasuk senyawa polimer dengan bentuk cair, berwarna bening. Fungsi dari katalis adalah mempercepat proses pengeringan (curing) pada bahan matriks suatu komposit. Semakin banyak katalis yang dicampurkan pada cairan matriks akan mempercepat proses laju pengeringan, tetapi akibat mencampurkan katalis terlalu banyak adalah membuatan komposit menjadi getas. Penggunaan katalis sebaiknya diatur berdasarkan kebutuhannya [19].

2.7 METODA PENCETAKAN TERBUKA

[image:34.595.252.435.434.545.2]

Metoda pencetakan terbuka merupakan metoda pencetakan komposit yang dilakukan di dalam keadaan terbuka (suhu ruangan). Awalnya matriks dan pengisi dicampurkan beaker glass, lalu dituang ke dalam cetakan plastisin yang berada di atas kaca, yang sebelumnya telah dilapisi dengan release agent secara terbuka. Gambar 2.3 menunjukkan gambar pencetakan komposit dengan menggunakan cetakan plastisin.

Gambar 2.7 Menunjukkan Pencetakan Komposit Dengan Cetakan Clastisin Menggunakan Metoda Terbuka [44]

2.8 PENGUJIAN/KARAKTERISASI BAHAN KOMPOSIT

2.8.1 ANALISA KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH₎

Kekuatan tarik merupakan salah satu sifat bahan polimer yang terpenting dan sering digunakan untuk uji sifat suatu bahan polimer. Penarikan suatu bahan biasanya menyebabkan terjadi perubahan bentuk dimana penipisan pada tebal dan pemanjangan. Kekuatan tarik (tensile strength) suatu bahan ditetapkan

Alas Kaca

Release Agent

dengan membagi gaya maksimum dengan luas penampang mula-mula, dimensinya sama dengan tegangan [20]. Persamaan untuk tegangan tarik adalah : ) 1 ...( ) ( Permukaan Luas gaya Tegangan tarik Tegangan = ) 2 ...( ) (Pa A F = τ

Tegangan tarik (kekuatan tarik) tergantung pada gaya yang diberikan, waktu, suhu, struktur dan morfologi bahan polimer (non Kristal, semi kristal atau kristal). Jika pada suatu bahan dikenakan beban tarik, maka bahan tersebut akan mengalami perubahan panjang yang disebut dengan pemanjangan (elongation). Persamaan untuk pemanjangan :

) 3 ...( Awal Panjang panjang Perubahan an Perpanjang = ) 4 ...( %) 100 ( o o l l l− = ε

Sementara sifat elastisitas suatu bahan polimer (modulus young) merupakan perbandingan antara tegangan tarik dengan pemanjangan, atau :

) 5 ...( ε τ = E

Pada peregangan suatu bahan polimer, pemanjangan tidak selalu berbanding lurus dengan beban yang diberikan, dan pada penurunan kembali beban, sebahagian regangannya hilang, karena bahan polimer bukan merupakan bahan sepenuhnya elastis tetapi ada sifat viskositasnya [20].

2.8.2 ANALISA KEKUATAN BENTUR (IMPACT STRENGTH)

Kekuatan impak adalah suatu kriteria penting untuk mengetahui ketegasan bahan atau ketahanan bahan terhadap daya dengan kecepatan tinggi (hantaman). Kekuatan impak suatu bahan polimer dapat diukur dengan menggunakan alat impact test.

dan berlanjut sebelum terjadinya yelding. Ciri-ciri yang ditunjukkan biasanya bagian yang putus/patah menunjukkan permukaan yang halus dan kaku. Untuk bahan ductile, akan terbentuk yelding di mana akan tampak stress whitening pada daerah yang putus. Pengujian impak biasanya dilakukan

dengan metoda Charphy atau Izod [20]. Adapun rumus kekuatan bentur dapat dilihat di bawah ini.

(J/m) n

Tebal baha

atah an untuk p g dibutuhk

Energi yan Kekuatan=

2.8.3 ANALISA KEKUATAN LENTUR (FLEXURAL STRENGTH)

Material komposit mempunyai sifat tekan lebih baik dibanding tarik, pada perlakuan uji lentur spesimen, bagian atas spesimen terjadi proses tekan dan bagian bawah terjadi proses tarik sehingga kegagalan yang terjadi akibat uji bending yaitu mengalami patah bagian bawah karena tidak mampu menahan tegangan tarik [30].

2.8.4 KARAKTERISASI FOURIER-TRANSFORM INFRA-RED _{(FT –}

IR).

2.8.5 KARAKTERISASI SCANNING ELECTRON MICROSCOPE

(SEM)

Analisa SEM dilakukan untuk mempelajari sifat morfologi terhadap sampel. SEM adalah adalah alat yang dapat membentuk bayangan permukaan spesimen secara mikroskopik. Berkas elektron dengan diameter 5-10 nm diarahkan pada spesimen. Interaksi berkas elektron dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan balik berkas elektron, sinar X, elektron sekunder, dan absorpsi elektron [21].

Teknik SEM pada hakekatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Data atau tampilan yang diperoleh adalah data dari permukaan atau dari lapisan yang tebalnya sekitar 20 um dari permukaan. Gambar permukaan yang diperoleh merupakan tofografi dengan segala tonjolan, lekukan dan lubang pada permukaan. Gambar toforgrafi diperoleh dari penangkapan elektron sekunder yang dipancarkan oleh spesimen. Sinyal elektron sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor yang diteruskan ke monitor. Pada monitor akan diperoleh gambar yang khas menggambarkan struktur permukaan spesimen. Selanjutnya gambar di monitor dapat dipotret dengan menggunakan film hitam putih atau dapat pula direkam ke dalam suatu disket [21].

Sampel yang dianalisa dengan teknik ini harus mempunyai konduktifitas yang tinggi, karena polimer mempunyai konduktifitas rendah, maka bahan perlu dilapisi dengan bahan konduktor (bahan pengantar) yang tipis. Bahan yang biasa digunakan adalah perak, tetapi jika dianalisa dalam waktu yang lama, lebih baik digunakan emas atau campuran emas dan pallladium [21].

2.9 APLIKASI DAN KEGUNAAN PRODUK KOMPOSIT

atau tidaknya sifat – sifat mekanik dan karakteristiknya. Misalnya komposit poliester tidak jenuh dengan nilai flame retardant yang tinggi, biasanya digunakan pada industri peralatan listrik dan lampu [34].

[image:38.595.245.408.380.488.2]

Salah satu aplikasi dari komposit poliester tak jenuh pada industri adalah pipa bermerk Kemrock. Komposit pipa Kemrock diproduksi dengan poliester, vinilester, dan resin epoksi baik menggunakan teknik filament heliks ganda berliku (discontinuous) maupun teknik mandrel filament berliku (continouos). Pipa yang dihasilkan memiliki spesifikasi yang berbeda hingga diameter 3000 mm. Pipa bermerk Kemrock ini memiliki ketahan korosi yang unggul, sifat mekanik dan fisik yang tinggi serta kemudahan penanganan, transportasi, dan instalasi bila dibandingkan dengan bahan – bahan tradisional. Kemrock adalah salah satu produsen pipa komposit yang juga memproduksi resin thermosetnya sendiri, sehingga kualitas dari pasokan resin ke pabrik lebih diperhatikan [35]. Gambar 2.4 menunjukkan gambar produk pipa komposit bermerk Kemrock.

Gambar 2.8 Pipa Komposit Kemrock [35]

2.10 ANALISIS BIAYA

Dalam penelitian ini, dilakukan suatu analisa biaya terhadap pembuatan komposit poliester tidak jenuh (UPR) berpengisi abu sekam padi putih (ASPP). Adapun biaya untuk perancangan bahan mentah (raw material) produk membutuhkan bahan-bahan yakni sebagai berikut:

1. Poliester Tidak Jenuh Yukalac 157® BTQN-EX

2. Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP)

3. Abu Sekam Padi Putih (ASPP)

4. Biaya Tambahan seperti release agent

Rincian biaya bahan, peralatan dan analisa diberikan dalam Tabel 2.3, Tabel 2.4 dan Tabel 2.5.

Tabel 2.3 Rincian Biaya Bahan Pembuatan Komposit UPR Berpengisi ASPP Bahan dan Peralatan Jumlah Harga (Rp) Biaya Total (Rp)

Poliester Tidak Jenuh Yukalac 157® BTQN EX

5 kg Rp 37.000,-/kg 185.000,-

Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP)

2 botol Rp 10.000,-/botol 20.000,-

Lilin Cetakan (Malam) 2 buah Rp 10.000,-/buah 20.000,- Abu Sekam Padi Putih

(ASPP)

2 goni Rp 30.000,-/goni 60.000,-

Release Agent (KIT) 1 botol Rp. 20.000,-/botol 20.000,-

TOTAL 305.000,-

Tabel 2.4 Rincian Biaya Peralatan Pembuatan Komposit UPR Berpengisi ASPP Bahan dan Peralatan Jumlah Harga (Rp) Biaya Total (Rp)

Pembuatan Besi Cetakan Uji Bentur

1 buah Rp 5.000,-/ buah 5.000,-

Pembuatan Besi Cetakan Uji Lentur

1 buah Rp 5.000,-/ buah 5.000,-

Kaca 8 buah - -

TOTAL 10.000,-

Tabel 2.5 Rincian Biaya Analisa Pembuatan Komposit UPR Berpengisi ASPP Bahan dan Peralatan Jumlah Harga (Rp) Biaya Total (Rp) Analisa Sifat Mekanik 36 sampel - 300.000,-

Analisa Fourier Transform Infra-Red

(FTIR)

3 sampel Rp 75.000,-/sampel 225.000,-

Analisa Scanning Electron Microscopy

(SEM)

4 sampel Rp 75.000,-/ sampel

300.000,-

TOTAL 825.000,-

Dari rincian biaya yang telah dilakukan diatas maka total biaya yang diperlukan untuk membuat komposit UPR-ASPP yaitu sebesar Rp 1.140.000,-.

Syarat sebuah bumper mobil layak untuk dipakai apabila memiliki kekuatan lentur di atas 32 MPa [43] pada produk ini memiliki nilai kekuatan lentur 69.744 MPa. Spesifikasi bumper yang ingin dibuat, yaitu memiliki panjang 1,5 m, berdiameter 5 cm dan memiliki ketebalan 3,5 mm. Maka pembuatan bumper membutuhkan poliester tak jenuh dan abu sekam padi putih sebanyak :

Volume bumper = (p x l x t) + (2 x п x r2)

= (150 cm x 0,35 cm x 5 cm) + (2 x 3,14 x 2,52)

= 262,5 + 39,25

= 301,75 cm3 ≈ 302 cm3

Densitas bumper = Densitas Komposit pada komposisi 80 : 20

= 1,570 gr/cm3

Massa bumper = Densitas bumper x Volume bumper

= 1,570 x 302

= 474,14 gram = 0,474 kg ≈ 0,48 kg

Pembuatan bumper dibuat atas dasar perbandingan poliester tak jenuh : abu sekam padi putih (95:5 b/b). Karena pada komposisi ini lah niai kekuatan benturnya yang paling baik diantara semua komposisi.

Massa UPR yang digunakan = 95% x massa bumper

= 0,95 x 0,48 kg

= 0,456 kg

Massa abu sekam padi putih yang digunakan = 5% x massa bumper

= 0,05 x 0,48

= 0,024 kg

Maka, biaya pembuatan bumper untuk 1 buah dapat dilihat pada Tabel 2.6.

Tabel 2.6 Perkiraan Rincian Biaya Pembuatan Produk

Bahan dan Peralatan Jumlah yang diperlukan

Biaya Total (Rp)

Poliester Tidak Jenuh Yukalac 157® BTQN-EX

1 kg 37.000,-

Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP)

Pelat Besi 1 buah 50.000,- Pelat Besi Lingkaran 2 buah 20.000,- Abu Sekam Padi Putih

(ASPP)

1 goni 30.000,-

Cetakan Plastisin 10 buah 100.000,-

Total Rp 247.000,-

Gambar 2.8 merupakan gambar bumper bagian belakang yang ingin dibuat. Bumper ini bisa digunakan untuk mobil double cabin seperti Mitsubishi Triton, Mitsubishi Strada L200, Ford Ranger dan Toyota Hilux [40].

Gambar 2.8 Bumper Tanduk Belakang Cabin Cat Hitam 3 [40]

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1LOKASI PENELITIAN

Penelitian dilakukan di Laboratorium Penelitian Fakultas Teknik Departemen Teknik Kimia dan Laboratorium Farmasi Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara.

3.2BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 BAHAN

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

1. Poliester tak jenuh sebagai matriks, diperoleh dari PT. Justus Kimia Raya memiliki data teknis sebagai berikut:

a. Densitas (ρ) : 1363 kg/m

b. Kekuatan tarik (σ) : 13,97 N/mm

c. Modulus elastisitas (E) : 1,24.10 N/mm

d. Poison rasio (υ) : 0,33

(merk dagang YUKALAC 157 BQTN-EX)

2. Abu sekam padi sebagai pengisi dengan sifat – sifat [10 dan 14] :

a. Wujud : serbuk

b. pH : 8

c. Luas permukaan butiran : 68 m2/gr pada ukuran butir 325 mesh d. Mengandung sekitar 85% - 90% senyawa silika (SiO2)

3. Metil Etil Keton Peroksida (MEKP) sebagai katalis, dengan sifat – sifat [22] : a. Rumus Molekul : C8H16O4

b. Wujud : Larutan

3.2.2 PERALATAN

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Neraca digital

2. Gelas Ukur 3. Beaker Glass 4. Neraca digital

5. Ayakan (siever) dengan ukuran 100 mesh dan 250 mesh 6. Alas Kaca

7. Plastisin

8. Batang Pengaduk 9. Alat Uji Bentur 10.Alat Uji Tarik 11.Alat Uji Lentur

12.Scanning Electron Microscopy (SEM)

3.3TAHAPAN PENELITIAN

Adapun tahapan – tahapan penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Penyediaan Bahan Baku

Abu sekam padi putih diambil dari Kilang Padi Ginting yang berada di Jalan Tanjung Selamat Kecamatan Sunggal. Sebelum digunakan abu sekam padi terlebih dahulu dikeringkan di bawah terik matahari dan diayak dengan ukuran ayakan 100 mesh dan 250 mesh. Sedangkan Poliester tak jenuh dan katalis MEKP dibeli dari PT. Justus Kimia Raya.

2. Pencampuran

Semua bahan baku yang telah disiapkan, selanjutnya masuk ke tahap pencampuran. Semua bahan baku dicampurkan dengan perbandingan komposisi poliester dengan pengisi abu sekam padi putih 100:0, 95:5, 90:10, 85:15 dan 80:20 (b/b) di dalam beaker glass dan diaduk sampai rata.

3. Pencetakan

[image:44.595.188.484.145.368.2]

yang telah mengeras, diangkat dari cetakan dan dilakukan pengujian. Gambar 3.1 menunjukkan cetakan plastisin yang telah disediakan untuk pembuatan komposit.

Gambar 3.1 Menunjukkan Cetakan Plastisin Penyediaan Komposit 4. Pengujian

Komposit yang telah mengeras, kemudian diuji sifat mekaniknya seperti, kekuatan bentur (impact strength), kekuatan tarik (tensile strengt), kekuatan lentur (flexural strength), karakteristik FTIR (Fourier Transform Infra Red) dan SEM (Scanning Electron Microscope). Pengujian kekuatan bentur (impact strength), kekuatan lentur (flexural strength), kekuatan tarik (tensile strengt) dilakukan di Laboratorium Penelitian Fakultas Teknik, Departemen

Unsaturated

Poliest

MEKP 1 % Abu sekam padi putih

Diaduk menggunakan spatula

Dicampur dengan perbandingan komposisi 100:0 90:10 95:15 85:15 dan

Kekuatan tarik FTIR

Uji

Ditunggu hingga kering ± 24 jam lalu dilepaskan dari cetakan Dicetak pada cetakan plastisin sesuai dengan bentuk analisa

Diayak dengan ukuran partikel 100 dan 250 mesh

SEM Kekuatan lentur

Kekuatan bentur DIAGRAM KERJA

[image:45.595.106.535.169.525.2]

Diagram kerja penelitian pembuatan komposit dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

3.5 PROSEDUR PENELITIAN

3.5.1 PENYEDIAAN KOMPOSIT POLIESTER BERPENGISI ABU SEKAM PADI PUTIH DENGAN KATALIS METIL ETIL KETON PEROKSIDA(MEKP).

Komposit dapat dibuat dengan prosedur sebagai berikut :

1. Abu sekam padi berwarna putih diayak terlebih dahulu dengan ayakan (siever) dengan ukuran 100 mesh.

2. Resin poliester tidak jenuh dicampurkan dengan katalis metil etil keton peroksida (MEKP) dengan konsentrasi 0,01 (b/b) dari jumlah matriks.

3. Campuran diaduk sampai homogen.

4. Dibuat campuran dengan perbandingan matriks dengan pengisi adalah 100:0, 95:5, 90:10, 85:15 dan 80:20 (b/b) ke dalam beaker glass.

5. Campuran kemudian dicetak ke dalam cetakan plastisin yang terlebih dahulu disediakan.

6. Ditunggu hingga kering ± 24 jam lalu dilepaskan dari cetakan. 7. Dilakukan pengujian terhadap komposit yaitu uji kekuatan bentur (impact

strength), kekuatan lentur (flexural strength), dan kekuatan tarik (tensile

strengt), karakteristik FTIR dan SEM.

8. Dilakukan prosedur yang sama untuk ukuran partikel 250 mesh, dengan perbandingan komposisi yang sama.

3.5.2 PENGUJIAN KOMPOSIT

3.5.2.1 UJI KEKUATAN BENTUR (IMPACT STRENGTH₎

DENGAN ASTM D1822-06

Spesimen yang akan diuji bentur mengikuti metoda Unnotched Izod.

Gambar 3.3 Ukuran Dimensi Spesimen Metoda Izod ASTM D 4812-11 12,5 mm

3.5.2.2UJI KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH₎

DENGAN ASTM D-638

Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat

kekukatan tarik (τt) menggunakan alat tensometer. Secara praktis kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum (Fmaks) yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampang bahan.

Gambar 3.4 Sketsa Spesimen Uji Tarik

Komposit hasil spesimen dipilih dan dipotong membentuk spesimen untuk pengujian kekuatan tarik (uji tarik). Pengujian kekuatan tarik dilakukan dengan tensometer terhadap tiap spesimen dengan ketebalan 4 mm. Tensometer terlebih dahulu dikondisikan pada beban 100 kgf dengan kecepatan 50 mm/menit, kemudian dijepit kuat dengan penjepit yang ada dialat. Mesin dihidupkan dan spesimen akan tertarik ke atas spesimen diamati sampai putus, dicatat tegangan maksimum dan regangannya.

3.5.2.3UJI KEKUATAN LENTUR (FLEXURAL STRENGTH)

DENGAN ASTM D-790

Spesimen yang akan diuji kekuatan lenturnya memiliki bentuk slab dan pengujian dilakukan dengan perlakuan uji tiga titik tekuk (three point bend test). Gambar 3.3 menunjukkan ukuran dimensi spesimen

kekuatan lentur ASTM D-790. 13 mm

165 mm 115 mm 57 mm

4 mm

19 mm

Gambar 3.5 Ukuran Dimensi Spesimen Kekuatan Flexural ASTM D-790

3.5.2.4KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM INFRA-RED

(FTIR)

Sampel yang dianalisa yaitu berupa poliester tak jenuh murni, abu sekam padi putih dan komposit UPR berpengisi ASPP untuk melihat ada atau tidak terbentuknya gugus baru pada komposit. Analisa FTIR dilakukan di Laboratorium Farmasi Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara.

3.5.2.5 KARAKTERISTIK SEM

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. KARAKTERISTIK FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA RED) POLIESTER TIDAK JENUH (UPR), ABU SEKAM PADI PUTIH (ASPP) DAN KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH BERPENGISI ABU SEKAM PADI PUTIH (ASPP).

[image:49.595.107.539.385.606.2]

Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red) Poliester Tidak Jenuh (UPR), abu sekam padi putih dan Komposit Poliester Tidak Jenuh berpengisi abu sekam padi putih dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi dari senyawa poliester tidak jenuh (UPR) komposit berpengisi abu sekam padi putih (ASPP). Karakteristik FTIR dari poliester tidak jenuh dapat dilihat pada Gambar 4.1 di bawah ini.

Gambar 4.1 Karakteristik FTIR Poliester Tidak Jenuh (UPR)

Variasi gugus fungsi poliester tidak jenuh disebabkan oleh adanya campuran asam yang berbeda, glikol, dan monomer-monomer yang memiliki sifat berbeda dalam proses pembuatan poliester tidak jenuh [24] sehingga poliester tidak jenuh memiliki sifat yang bervariasi seperti penyusutan yang rendah, dapat dicetak pada

1446,61 (C=C) 2918,30 (C-H)

1602,8

(C=C) 1735,93 (C=O)

1068,56

(C O)

suhu ruangan, viskositas yang sangat rendah, ketahanan termal yang baik dan mengeluarkan aroma khas stirena ketika terpapar di lingkungan [24-27]. Dari hasil FTIR poliester tidak jenuh dapat dilihat bahwa gugus -OH pada panjang gelombang 3024,38 cm-1 menunjukkan adanya potensi interaksi antara gugus -OH dengan gugus fungsi pada pengisi abu sekam padi putih (ASPP).

[image:50.595.114.530.241.499.2]

Karakteristik FTIR dari abu sekam padi putih dapat dilihat pada Gambar 4.2 di bawah ini.

Gambar 4.2 Karakteristik FTIR Abu Sekam Padi Putih

Dari hasil FTIR abu sekam padi putih dapat dilihat bahwa spektrum FTIR ASPP menunjukkan adanya gugus –H dan –O pada sekitar gugus silika. ASPP yang telah dibakar sebelumnya degan suhu tinggi pada dasarnya tidak mempunyai unsur karbon dan hidrat. Namun, dari hasil FTIR abu sekam padi putih dapat dilihat adanya gugus hidrat yang terikat dengan Si pada panjang gelombang 794,67cm-1.

1064,71 (Si-O)

794,67

[image:51.595.113.527.81.402.2]

Gambar 4.3 Karakteristik FTIR Komposit Poliester Tidak Jenuh berpengisi ASPP

Pada Gambar 4.3 dapat kita lihat bahwa adanya gugus Si-H dan Si-O terikat pada komposit UPR-ASPP pada hasil karakteristik FTIR. Dari gambar juga dapat dilihat bahwa tidak adanya reaksi yang dihasilkan antara pengisi abu sekam padi putih (ASPP) dengan matrik poliester tidak jenuh (UPR). Hal ini diperkuat dengan tidak munculnya gugus baru pada komposit UPR-ASPP.

Ada tiga faktor yang mempengaruhi ikatan yakni: penjangkaran mekanik (mechanical anchoring), ikatan kimia antara serat alam dan resin dimana gugus hidroksil (-OH) pada rantai belakang resin (poliester tidak jenuh) menyediakan sebuah daerah untuk mengadakan ikatan hidrogen terhadap serat alam yang mengandung banyak gugus hidroksil dalam struktur kimianya dan gaya molekular atraktif (gaya van der Waals dan ikatan hidrogen) [24].

2947,23 (

1735,93 (

1265,30

( 779,24 (Si-H) 1064,71

4.2. PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL BAHAN PENGISI TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)

[image:52.595.115.532.202.429.2]

KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH (UPR).

Gambar 4.4 menunjukkan pengaruh kandungan dan ukuran partikel bahan pengisi abu sekam padi putih (ASPP) pada matriks UPR terhadap kekuatan tarik komposit dengan ukuran partikel 100 dan 250 mesh.

Gambar 4.4 Pengaruh Kandungan Dan Ukuran Partikel Bahan Pengisi Terhadap Kekuatan Tarik Komposit UPR Berpengisi ASPP

Dari Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa hasil dari uji tarik komposit dengan rasio 95/5 diperoleh bahwa kekuatan tarik maksimum untuk pengisi abu sekam padi putih (ASPP) untuk ukuran partikel 100 dan 250 mesh, yaitu sebesar 30,255 MPa dan33,473 MPa. Nilai kekuatan tarik maksimum berpengisi tersebut berada di bawah nilai kekuatan tarik untuk UPR murni yaitu sebesar 38,247 MPa. Hal ini disebabkan oleh ikatan yang lemah antara filler hidrofilik dan matriks polimer hidrofobik menghalangi propagasi stress, sehingga mengakibatkan kekuatan tarik menurun, dan membuat nilai kekuatan komposit berada dibawah matriks murninya [29].

(rasio 90/10); 24,6197 MPa (rasio85/15) ; 19,226 MPa (rasio 80/20) untuk ukuran partikel 250 mesh. Hal ini disebabkan oleh karena semakin banyak jumlah abu sekam padi putih sebagai pengisi sedangkan jumlah matriks semakin menurun, maka hal ini dapat membuat daerah antarfasa menjadi lemah sehingga kekuatan yang dimiliki bahan komposit untuk menerima tegangan (stress) menurun. Hal ini didukung oleh teori yang menyatakan bahwa peningkatan kandungan bahan pengisi menyebabkan terbentuknya aglomerat yang besar pada partikel pengisi. Ketika tingkat aglomerasi meningkat, maka interaksi antara pengisi dan matriks menjadi lemah [11].

4.3. PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL BAHAN PENGISI TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN (ELONGATION BREAK)

PADA SAAT PUTUS KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH (UPR).

[image:54.595.115.525.209.456.2]

Gambar 4.5 menunjukkan pengaruh kandungan dan ukuran partikel bahan pengisi terhadap pemanjangan pada saat putus (elongation at break) poliester tidak jenuh (UPR) dan komposit UPR berpengisi ASPP.

Gambar 4.5 Pengaruh Kandungan Dan Ukuran Partikel Bahan Pengisi Terhadap Pemanjangan Pada Saat Putus Komposit UPR Berpengisi ASPP

Hasil pengujian komposit menunjukkan bahwa pemanjangan pada saat putus menurun dengan meningkatnya meningkatnya kandungan bahan pengisi abu sekam padi putih. Pemanjangan pada saat putus yang terendah diperoleh pada rasio 80/20, yaitu sebesar 3,648% untuk ukuran partikel 100 mesh dan 4,324% untuk ukuran partikel 250 mesh, sedangkan yang tertinggi diperoleh pada rasio 95/5 yaitu sebesar 5,439% dengan ukuran partikel 100 mesh dan 6,242% dengan ukuran partikel 250 mesh. Hal ini menunjukkan bahwa semakin bertambahnya bahan pengisi akan

mengakibatkan bahan komposit menjadi lebih kaku (tidak elastis).

Hal ini disebabkan oleh pembatasan mobilitas matriks dan deformabilitas oleh penambahan bahan pengisi [31].

4.4. PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL BAHAN PENGISI TERHADAP KEKUATAN LENTUR (FLEXURAL

STRENGTH_{) KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH (UPR).}

[image:55.595.112.526.280.500.2]

Gambar 4.6 menunjukkan pengaruh kandungan dan ukuran partikel bahan pengisi terhadap kekuatan lentur (Flexural Strength) polester tidak jenuh (UPR) dan komposit UPR berpengisi ASPP.

Gambar 4.6 Pengaruh Kandungan Dan Ukuran Partikel Bahan Pengisi Terhadap Kekuatan Lentur Komposit UPR Berpengisi ASPP

Dari Gambar 4.5 diatas menunjukkan kekuatan lentur maksimum untuk pengisi abu sekam padi putih untuk ukuran partikel 100 dan 250 mesh, yaitu sebesar 58,005 MPa dan 69,744 MPa. Nilai kekuatan lentur maksimum berpengisi tersebut berada di bawah nilai kekuatan tarik untuk UPR murni yaitu sebesar 99,903 MPa. Hal ini disebabkan oleh tegangan permukaan yang tinggi menyebabkan adhesi permukaan antara matriks dan pengisi yang lemah, dengan kata lain, menurunnya interaksi antar muka diantara bahan pengisi dengan matriks [31].

pengisi, yaitu 58,005 MPa (rasio 95/5); 55,848 MPa (rasio 90/10); 50,420 MPa (rasio 85/15) dan 45,904 MPa (rasio 80/20) untuk ukuran partikel 100 mesh dan 69,744 MPa (rasio 95/5); 58,141 MPa (rasio 90/10); 51,162 MPa (rasio85/15) ; 46,863 MPa (rasio 80/20) untuk ukuran partikel 250 mesh. Hal ini disebabkan oleh semakin banyaknya pengisi abu sekam padi putih yang diberikan pada bahan matriks UPR, berarti semakin banyak kandungan silika di dalam komposit, dimana silika meyebabkan interaksi permukaan yang rendah dengan sebagian besar polimer, ini ada kaitannya dengan sifat kimianya [31].

Dalam pengujian lentur, komposit diuji berdasarkan pengepresan (compression), tegangan (tension), dan peregangan (shear stress). Dalam pengujian, kegagalan (failure) terjadi karena adanya pembengkokan (bending) dan pengoyakan (shearing) [20]. Penurunan kekuatan lentur ini menunjukkan bahwa semakin meningkatnya kandungan bahan pengisi dalam bahan komposit maka bahan komposit akan semakin kaku (tidak elastis).

4.5. PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL BAHAN PENGISI TERHADAP KEKUATAN BENTUR (IMPACT STRENGTH)

[image:57.595.117.522.207.444.2]

KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH (UPR).

Gambar 4.7 menunjukkan pengaruh kandungan dan ukuran partikel bahan pengisi abu sekam padi putih (ASPP) pada matriks UPR terhadap kekuatan bentur komposit.

Gambar 4.7 Pengaruh Kandungan Dan Ukuran Partikel Bahan Pengisi Terhadap Kekuatan Bentur Komposit UPR Berpengisi ASPP

Dari Gambar 4.7 diatas dapat dilihat bahwa nilai uji bentur komposit UPR berpengisi ASPP, yaitu 5947,333 J/m2 (rasio 95/5); 7031 J/m2 (rasio 90/10); 4925,667 J/m2 (rasio 85/15); dan 4206 J/m2 (rasio 80/20) untuk ukuran partikel 100 mesh dan 4502 J/m2 (rasio 95/5); 5837,667 J/m2 (rasio 90/10); 6821,333 J/m2 (rasio 85/15); dan 8297,333 J/m2 (rasio 80/20) untuk ukuran partikel 250 mesh. Nilai kekuatan bentur komposit berpengisi tersebut berada di atas nilai kekuatan bentur untuk UPR murni yaitu sebesar 4413,667 MPa kecuali untuk rasio 80/20 ukuran partikel 100 mesh dimana nilai kekuatan bentur komposit lebih rendah dari UPR murni.

pemindahan tegangan (stress transferring medium) [32]. Dalam penelitian ini, kekuatan bentur meningkat karena adanya fleksibilitas jaringan antar fasa yang baik antara matriks dengan pengisi [32] sehingga dengan meningkatnya kandungan bahan pengisi maka bahan komposit akan menyerap energi benturan yang lebih tinggi [33].

Dari grafik diatas dapat kita lihat juga bahwa, hasil uji bentur untuk komposit UPR berpengisi abu sekam padi (ASPP) dengan ukuran partikel 250 mesh lebih baik atau lebih tinggi dari pada komposit UPR berpengisi abu sekam padi (ASPP) dengan ukuran partikel 100 mesh. Hal ini disebabkan oleh ukuran partikel yang lebih kecil memudahkan partikel abu sekam padi putih meyebar lebih merata dan reaksi antarfasa akan meningkat sehingga sifat komposit yang dihasilkan dari ukuran partikel yang lebih kecil akan lebih baik.

4.6. MODULUS YOUNG POLIESTER TIDAK JENUH (UPR) DAN KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH BERPENGISI ABU SEKAM PADI PUTIH.

Tabel 4.1 dan 4.2 menunjukkan nilai Modulus Young UPR murni dan komposit UPR berpengisi ASPP.

Tabel 4.1 Nilai Modulus Young Poliester Tidak Jenuh (UPR) dan Komposit UPR Berpengisi ASPP untuk ukuran partikel 100 mesh

Material Modulus Young [MPa] PoliesterTidakJenuh (UPR) 306,0957

Komposit UPR-ASPP 95/5 394,8552 Komposit UPR-ASPP 90/10 403,6868 Komposit UPR-ASPP 85/15 453,0526 Komposit UPR-ASPP 80/20 518,1837

Tabel 4.2 Nilai Modulus Young Poliester Tidak Jenuh (UPR) dan Komposit UPR Berpengisi ASPP untuk ukuran partikel 250 mesh

Material Modulus Young [MPa] PoliesterTidakJenuh (UPR) 306,0957

Komposit UPR-ASPP 95/5 333,2909 Komposit UPR-ASPP 90/10 348,6142 Komposit UPR-ASPP 85/15 365,5488 Komposit UPR-ASPP 80/20 464,5409

menunjukkan bahan yang fleksibel dan nilai Modulus Young yang besar menunjukkan bahan yang kaku dan getas (stiffness and rigidity) [28].

Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 menunjukkan bahwa semakin banyak kandungan bahan pengisi ASPP yang ditambahakan ke dalam matriks maka semakin tinggi pula nilai modulus young komposit. Dari kedua tabel diatas, dapat kita lihat bahwa nilai modulus Young untuk komposit UPR-ASPP 80/20 memiliki nilai Modulus Young terbesar baik untuk ukuran partikel 100 dan 250 mesh yaitu 518,1837 MPa dan 464,5409 MPa. Ini menunjukkan bahwa Poliester Tidak Jenuh yang sifatnya sudah kaku getas apabila ditambahkan pengisi dengan abu sekam padi putih akan membuat komposit semakin kaku dan getas. Adapun nilai Modulus Young dari komposit poliester tidak jenuh berpengisi ASPP yang berukuran partikel 100 mesh lebih tinggi dibandingkan dengan yang berukuran 250 mesh.

4.7. KARAKTERISTIK SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE)

POLIESTER TIDAK JENUH (UPR), KOMPOSIT UPR-ASPP 80/20 250

MESH_.

Karakterisasi morfologi permukaan patahan ditunjukkan dengan analisis Scanning Electron Microscopy (SEM). Gambar 4.8 dibawah menunjukkan

morfologi patahan UPR dan komposit UPR-ASPP 80/20 250 mesh di perbesaran 500x.

a) Morfologi patahan UPR murni dengan perbesaran 500x

Gambar 4.8 Analisis Scanning Electron Microscope

Dari Gambar 4.8 (a) dapat dilihat morfologi patahan uji bentur dari poliester tidak jenuh (UPR) murni yang memiliki struktur kaku dan rapuh. Dari gambar dapat juga kita lihat adanya sejumlah kecil void pada komposit. Gambar 4.8 (b) menunjukkan morfologi patahan dari komposit poliester tidak jenuh berpengisi ASPP 80/20 dengan ukuran partikel 250 mesh. Dari gambar dapat juga kita lihat bahwa penyebaran ASPP pada matriks UPR kurang merata. Adapun sampel yang dikirim untuk dianalisa karakteristik SEMnya adalah sampel dengan kekuatan benturnya yang paling baik di setiap variabel ukuran partikel 100 dan 250 mesh.

b) Morfologi patahan Komposit UPR- ASPP 80/20 250 mesh dengan

perbesaran 500x

Matriks

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1KESIMPULAN

Dari hasil analisis spektrum (FT-IR), uji kekuatan tarik, uji pemanjangan pada saat putus, uji lentur, dan uji bentur komposit poliester tidak jenuh (UPR) serta uji Scannning Electron Microscope (SEM) berpengisi abu sekam padi putih dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain :

1. Dari hasil analisis karakterisasi FT-IR terhadap poliester tidak jenuh (UPR), abu sekam padi putih (ASPP), dan komposit UPR berpengisi ASPP diketahui terdapat penjangkaran mekanik dan ikatan hidrogen.

2. Pengisi abu sekam padi putih menurunkan kekuatan tarik komposit UPR-ASPP rasio 95/5 untuk ukuran partikel 100 dan 250 mesh, yaitu sebesar 30,255 MPa dan 33,473 MPa dari UPR murni yaitu sebesar 38,247 MPa.

3. Dari hasil analisis sifat pemanjangan pada saat putus komposit, meningkatnya kandungan abu sekam padi putih, maka sifat pemanjangan pada saat putus cenderung akan semakin menurun.

4. Pengisi abu sekam padi putih menurunkan kekuatan lentur komposit UPR-ASPP rasio 95/5 untuk ukuran partikel 100 dan 250 mesh, yaitu sebesar 58,005 MPa dan 69,744 MPa dari UPR murni yaitu sebesar 99,903 MPa.

5.2 SARAN

Demi kesempurnaan penelitian ini, maka peneliti menyarankan :

1. Diperlukan perlakuan awal pada abu sekam padi putih seperti perlakuan penggandeng (coupling agent) ataupun treatment pada pengisi agar meningkatkan interaksi antara matriks dengan pengisi.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Badri M, Muftil, “Pengaruh Pembebanan Statik Terhadap Perilaku Mekanik Komposit Polimer Yang Diperkuat Serat Alam”. Jurnal Dinamis Volume II No. 4 Januari 2009.Universitas Riau.

[2] Pramono, “Material Komposit Tangguh Berbasis Serat Alam”. 1999.

[3] Judawisastra, Hermawan, “Material Komposit Tangguh Berbasis Serat

Alam”.

[4] Budinski Keneth G., “Engineering Material Properties and Selection”. Prentice Hall, New Jesey. 2003.

[5] Najmi, Noor, “Sifat Mekanik dan Terma Komposit Hibrid Poliester Berpengisi Nano Zarah Tanah Liat dan Gentian Kenaf Diperkuat Getah Asli Cecair”. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Kebangsaan Malaysia. 2010.

[6] Pantoro, Ratri, “Studi Komparasi Sifat Mekanik Komposit Resin Poliester dengan Variasi Filler Serbuk Kayu”. Tugas Akhir. Fakultas Teknologi Industri. Institut Teknologi Sepuluh November. Surabaya. 2007.

[7] Ugheoke, B. Iyenagbe dan Mamat, Othman, “A Critical Assesment and New Research Direction of Rice Husk Silica Processing Methods and Properties”. Maejo International Journal of SScience and Technology. 2012.

[8] Jayanto, Eka Roy, “Potensi Serat Buah Pinang Sebagai Pengisi Penguat Komposit Poliester dengan Menggunakan Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKP)”. Universitas Sumatera Utara. Medan. 2011.

[9] Ristadi, Febrianto Amri, “Studi Mengenai Sifat Mekanis Komposit Polilactic Acid (PLA) Diperkuat Serat Alami. Penelitian Mandiri Program Pasca Sarjana”. Fakultas Teknik. Universitas Gajah Mada. Yogyakarta. 2011.

[10] Nasution, Darwin Yunus, “Pengaruh Ukuran Partikel dan berat Abu Sekam Padi Sebagai Bahan Pengisi Terhadap Sifat Kuat Sobek, Kekerasandan Ketahanan Abrasi Kompon”. Jurnal Sains Kimia Vol. 10. FMIPA. USU. 2006 .

[11] Turmanova, Sevdalina, dkk., "Obtaining Some Polymer Composites Filled with Rice Husk Ash-A Review". International Journal of Chemistry. Vol. 4 No. 4. 2012.

[13] Rahman, Md. Rezaur, dkk., “Effect of Chemical Treatment on Rice Husk (RH0 Reinforced Polyethilene (PE) Composites”. Article of Bioresources. 2010.

[14] Kurniawan ,dkk., “Polimer dan Komposit”. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin Jember. 2008.

[15] Schwartz, M. M., Composite Materials Handbook, (New York : McGraw. Hill Book Company, 1984), hal 76

[16] Rusmiyatno, Fandhy, “Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Tarik dan Kekuatan Bending Komposit Nylon/ Epoksi Resin Serat Pendek Random”. Skripsi. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang. 2007.

[17] Justus Kimia Raya, 2001.

[18] Universitas Medan, 2013. 2013.

[19] Porwanto, D.A., “Karakterisasi Komposit Berpenguat Serat Bambu dan Serat Gelas Sebagai Alternatif Bahan Baku Industri”. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Fisika FTI ITS Surabaya. 2011.

[20] Faisal, Tengku, Z. H., “Pengaruh Modifikasi Kimia Terhadap Sifat-Sifat Komposit Polie