LAMPIRAN 1
DATA HASIL PENELITIAN
L1.1 PENGUJIAN SIFAT KEKUATAN BENTUR ( IMPACT STRENGTH ) Tabel L1.1 Pengujian Sifat Kekuatan Bentur (Impact Strength)
Sampel Ukuran STK (mesh) Perbandingan pengisi dengan matriks Sampel I (gram) Sampel II (gram) Sampel III (gram) Rata– rata (gram) Poliester
0 100:0 3734,1 3161,4 3169 3354,83
Poliester VS Serbuk Tempurung
Kelapa
50
20:80 6383,3 5246,4 5575,7 5735,13
30:70 5432 4150,7 4960,7 4847,8
40:60 3014,2 3043,7 3029,2 3029,03
70
20:80 6283,3 5546,5 5825,31 5885,03
30:70 5479 4640,8 4625,7 4915,16
40:60 3023,6 2992,5 3146,9 3054,33
100
20:80 6101,5 6205,7 5943,2 6083,47
30:70 5461,1 4700 4916,6 5025,9
40:60 3012,4 2836,5 3548,1 3132,33
L1.2 PENYERAPAN AIR ( WATER ABSORPTION ) DENGAN ASTM D-2842
Tabel L1.2 Penyerapan Air (Water absorption) Perbandingan pengisi dengan matriks Sampel Waktu Massa I (gram) Massa II (gram) Massa III (gram) Rata– rata (gram) % Air Terabsorpsi 100 Poliester
Kering 0 4,44 3,88 4,28 4,2 0
Perendaman
1 hari 4,48 3,89 4,3 4,22 0,48 2 hari 4,48 3,91 4,3 4,23 0,24
3 hari 4,48 3,91 4,3 4,23 0
4 hari 4,48 3,91 4,3 4,23 0
50 Mesh 20:80
Kering 0 4,14 4,09 4,1 4,11 0
1 hari 4,17 4,12 4,12 4,14 0,73
2 hari 3,97 4,29 4,15 4,14 0,49
3 hari 3,97 4,29 4,15 4,14 0
4 hari 3,97 4,29 4,15 4,14 0
50 Mesh 40:60
Kering 0 4,78 4,58 5,28 4,88 0
Perendaman
1 hari 4,84 4,6 5,32 4,92 0,82
2 hari 4,84 4,6 5,32 4,92 0
3 hari 4,84 4,6 5,32 4,92 0
4 hari 4,84 4,6 5,32 4,92 0
70 Mesh 20:80
Kering 0 3,89 3,73 3,83 3,82 0
Perendaman
1 hari 3,89 3,76 3,85 3,83 0,26 2 hari 3,9 3,77 3,86 3,84 0,26
3 hari 3,9 3,77 3,86 3,84 0
4 hari 3,9 3,77 3,86 3,84 0
70 Mesh 30:70
Kering 0 4,61 4,44 4,85 4,63 0
Perendaman
1 hari 4,63 4,48 4,88 4,66 0,65
2 hari 4,63 4,48 4,88 4,66 0
3 hari 4,63 4,48 4,88 4,66 0
4 hari 4,63 4,48 4,88 4,66 0
70 Mesh 40:60
Kering 0 5,33 5,33 4,73 5,13 0
Perendaman
1 hari 5,38 5,39 4,78 5,18 0,97 2 hari 5,42 5,44 4,81 5,22 0,77
3 hari 5,42 5,44 4,81 5,22 0
4 hari 5,42 5,44 4,81 5,22 0
100 Mesh 20:80
Kering 0 3,89 4,6 4,31 4,27 0
Perendaman
1 hari 3,91 4,62 4,33 4,29 0,47
2 hari 3,92 4,63 4,34 4,29 0
3 hari 3,92 4,63 4,34 4,29 0
4 hari 3,92 4,63 4,34 4,29 0
100 Mesh 30:70
Kering 0 4,59 4,36 5,26 4,74 0
Perendaman
1 hari 4,67 4,43 5,34 4,81 1,48 2 hari 4,68 4,46 5,37 4,84 0,62
3 hari 4,68 4,46 5,37 4,84 0
4 hari 4,68 4,46 5,37 4,84 0
100 Mesh 40:60
Kering 0 4,98 5,31 5,17 5,15 0
Perendaman
1 hari 5,06 5,37 5,25 5,23 1,55 2 hari 5,13 5,45 5,31 5,3 1,34
3 hari 5,13 5,46 5,31 5,3 0
L1.3 PERHITUNGAN DENSITAS KOMPOSIT ( DALAM 15 ML AIR) Tabel L1.3 Perhitungan Densitas Komposit ( dalam 15 ml air )
Fraksi Volume (%) Massa Komposit (gram) Volume Komposit Densitas Komposit Massa Resin (gram) Densitas Resin Densitas Serat Massa Serat (gram) Fraksi Volume Serat Fraksi Volume Resin Poliester 100 %
2,08 17 0,12235 2,08 1,215 0,65 0 0,0000 10000
2,77 17,5 0,15829 2,77 1,215 0,65 0 0,0000 1,0000
3,56 18 0,19778 3,56 1,215 0,65 0 0,0000 1,0000
50 Mesh 20:80
3,78 18 0,21000 3,024 1,215 0,65 0,756 0,1307 0,8693 3,19 17,7 0,18023 2,552 1,215 0,65 0,638 0,0946 0,9054 2,3 17 0,13529 1,84 1,215 0,65 0,46 0,0512 0,9488
50 Mesh 30:70
2,42 17,2 0,14070 1,694 1,215 0,65 0,726 0,0841 0,9159 2,65 17,4 0,15230 1,855 1,215 0,65 0,795 0,0997 0,9003 3,07 17,5 0,17543 2,149 1,215 0,65 0,921 0,1330 0,8670
50 Mesh 40:60
3,61 18 0,20056 2,166 1,215 0,65 1,444 0,2384 0,7616 4,14 18,8 0,22021 2,484 1,215 0,65 1,656 0,3001 0,6999 3,89 18,5 0,21027 2,334 1,215 0,65 1,556 0,2693 0,7307
70 Mesh 20:80
3,44 18 0,19111 2,752 1,215 0,65 0,688 0,1082 0,8918 3,83 18,4 0,20815 3,064 1,215 0,65 0,766 0,1312 0,8688 2,72 17,4 0,15632 2,176 1,215 0,65 0,544 0,0700 0,9300
70 Mesh 30:70
3,91 18,4 0,21250 2,737 1,215 0,65 1,173 0,2052 0,7948 3,77 18,4 0,20489 2,639 1,215 0,65 1,131 0,1907 0,8093 3,72 18,3 0,20328 2,604 1,215 0,65 1,116 0,1867 0,8133
70 Mesh 40:60
3,66 18,3 0,20000 2,196 1,215 0,65 1,464 0,2410 0,7590 3,94 18,5 0,21297 2,364 1,215 0,65 1,576 0,2763 0,7237 3,48 18 0,19333 2,088 1,215 0,65 1,392 0,2215 0,7785 100
Mesh 20:80
3,24 17,9 0,18101 2,592 1,215 0,65 0,648 0,0965 0,9035 3,07 17,5 0,17543 2,456 1,215 0,65 0,614 0,0887 0,9113
3,5 18 0,19444 2,8 1,215 0,65 0,7 0,1120 0,8880
100 Mesh 30:70
3,44 18 0,19111 2,408 1,215 0,65 1,032 01623 0,8377 3,99 18,4 0,21685 2,793 1,215 0,65 1,197 0,2136 0,7864 3,68 18,4 0,20000 2,576 1,215 0,65 1,104 0,1817 0,8183 100
Mesh 40:60
L1.4 PENGUJIAN SIFAT KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) ASTM D-256
Tabel L1.4 Pengujian Sifat Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Sampel Ukuran STK (Mesh) Perbandingan pengisi dengan matriks Tensile Strength (MPa) Elongation Of Break (%) Yield Strength (MPa) Rata– rata Tensile Strength (MPa)
Rata–rata Elongation Of Break (%) Rata– rata Yield Strength (MPa) Poliester 0 100:0 71,277
3,805 56,378
71,661 3,867 53,789
72,045 3,928 51,199
Poliester VS Serbuk Tempurung Kelapa 50 20:80
30,198 2,454 20,153
28,518 2,399 18,962
29,690 2,465 19,694 25,667 2,277 17,038 30:70
29,858 2,303 20,323
24,662 2,153 15,427
23,958 2,043 14,124 20,171 2,112 11,834 40:60
28,903 1,659 20,624
29,095 1,873 17,442
25,700 2,111 18,673 32,683 1,850 13,028
70
20:80
40,398 3,509 25,682
42,558 3,511 22,301
44,717 3,512 18,920 30:70
21,308 2,078 11,924
20,999 2,412 9,521
22,050 2,263 8,799 19,640 2,895 7,841 40:60
14,814 2,172 5,916
21,719 1,919 12,996
22,603 1,862 12,651 27,739 1,722 20,421
100
20:80
35,820 2,439 14,287
30,763 2,493 14,180
25,706 2,547 14,072 30:70
25,857 1,958 16,061
23,563 2,002 14,377
21,269 2,046 12,692
40:60
7,897 1,607 4,190
8,859 1,773 4,710
9,821 1,938 5,229
L1.5 DATA YANG DIGUNAKAN DALAM LAPORAN
L1.5.1 Pengujian Sifat Kekuatan Bentur ( Impact Strength ) ASTM D-256 Tabel L1.5.1 Pengujian Sifat Kekuatan Bentur (Impact Strength) ASTM D-256
Sampel Ukuran STK (Mesh) Perbandingan pengisi dengan matriks Sampel I (gram) Sampel II (gram) Sampel III (gram)
Rata–rata
(gram) Poliester
100 % 0 100:0 3734,1 3161,4 3169 3354,83
Poliester VS Serbuk Tempurung
Kelapa
50 Mesh 20:80 6383,3 5246,4 5575,7 5735,13
L1.5.2 Penyerapan Air ( Water absorption ) dengan ASTM D-2842
Tabel L1.5.2 Penyerapan Air (Water absorption) dengan ASTM D-2842
Perbandingan pengisi dengan matriks Sampel Waktu Massa I (gram) Massa II (gram) Massa III (gram)
Rata–rata
(gram)
% Air Terabsorpsi
100 % Poliester
Kering 0 4,44 3,88 4,28 4,20 0
Perendaman
1 hari 4,48 3,89 4,3 4,22 0,48
2 hari 4,48 3,91 4,3 4,23 0,24
3 hari 4,48 3,91 4,3 4,23 0
4 hari 4,48 3,91 4,3 4,23 0
50 Mesh
20 : 80
Kering 0 4,14 4,09 4,1 4,11 0
Perendaman
1 hari 4,17 4,12 4,12 4,14 0,73
2 hari 4,17 4,13 4,13 4,14 0
3 hari 4,17 4,13 4,13 4,14 0
4 hari 4,17 4,13 4,13 4,14 0
70 Mesh
20 : 80
Kering 0 3.89 3,73 3,73 3,82 0
Perendaman
1 hari 3,89 3,76 3,83 3,82 0
2 hari 3,89 3,77 3,86 3,83 0,26
3 hari 3,9 3,77 3,86 3,84 0,26
4 hari 3,9 3,77 3,86 3,84 0
100 Mesh
20 : 80
Kering 0 3,89 4,6 4,31 4,27 0
Perendaman
1 hari 3,91 4,62 4,33 4,29 0,47
2 hari 3,92 4,63 4,34 4,30 0
3 hari 3,92 4,63 4,34 4,30 0
4 hari 3,92 4,63 4,34 4,30 0
L1.5.3 Perhitungan Densitas Komposit ( dalam 15 ml air ) Tabel L1.5.3 Perhitungan Densitas Komposit ( dalam 15 ml air )
Fraksi volume (%) Massa Komposit (gram) Volume Komposit Densitas Komposit Massa Resin (gram) Densitas Resin Densitas Resin Massa Serat (gram) Fraksi Volume Serat Fraksi Volume Resin Poliester 100 %
2,08 17 0,12235 2,08 0,65 1,215 0 0,0000 10000
2,77 17,5 0,15829 2,77 0,65 1,215 0 0,0000 1,0000 3,56 18 0,19778 3,56 0,65 1,215 0 0,0000 1,0000
50 Mesh 20 : 80
2,72 17,4 0,15632 2,176 0,65 1,215 0,544 0,0700 0,9300
100 Mesh
20 : 80
3,24 17,9 0,18101 2,592 0,65 1,215 0,648 0,0965 0,9035 3,07 17,5 0,17543 2,456 0,65 1,215 0,614 0,0887 0,9113 3,5 18 0,19444 2,8 0,65 1,215 0,7 0,1120 0,8880
L1.5.4 Pengujian Sifat Kekuatan Tarik ( Tensile Strength ) ASTM D-256 Tabel L1.5.4 Pengujian Sifat Kekuatan Tarik (Tensile Strength) ASTM D-256
Sampel Ukuran STK (Mesh) Perbandingan pengisi dengan matriks Tensile Strength (Mpa) Elongation of Break (%) Yield Strength (Mpa) Rata -rata Tensile Strength (Mpa)
Rata - rata Elongation of Break (%) Rata -rata Yield Strength (Mpa) Poliester
100% 0 100:0
71,277 3,805 56,378
71,661 3,867 53,789
72,045 3,928 51,199
Poliester VS Serbuk Temputu ng Kelapa
50 Mesh 20:80
30,198 2,454 20,153
28,518 2,399 18,962 29,690 2,465 19,694
25,667 2,277 17,038
70 Mesh 20:80
40,398 3,509 25,682
42,558 3,511 22,301
44,717 3,512 18,920
100 Mesh 20:80
35,820 2,439 14,287
LAMPIRAN 2
CONTOH PERHITUNGAN
L2.1 PERHITUNGAN PERSIAPAN POLIESTER TAK JENUH DAN PENGISI SERBUK TEMPURUNG KELAPA
L2.1.1 Untuk 50 mesh
Perbandingan 20 : 80 pengisi dengan matriks 20
100× 15,15 = 3,03
3,03 × 6 = 18,18
80
100× 15,15 = 12,12
12,12 × 6 = 72,72
Dalam 15,15 gram matriks maka MEKP sebanyak 5 tetes (0,25 ml), dimana 1 tetes = 0,05 ml.
72,72
15,15 × 0,25
= 1,2
Perbandingan 30 : 70 pengisi dengan mariks 30
100× 15,15 = 4,545
4,545 × 6 = 27,27
70
100× 15,15 = 10,605
10,605 × 6 = 63,63
Dalam 15,15 gram matriks maka MEKP sebanyak 5 tetes (0,25 ml), dimana 1 tetes = 0,05 ml.
63,63
15,15 × 0,25
= 1,05
Perbandingan 40 : 60 pengisi dengan matriks 40
60
100× 15,15 = 9,09
9,09 × 6 = 54,54
Dalam 15,15 gram matriks maka MEKP sebanyak 5 tetes (0,25 ml), dimana 1 tetes = 0,05 ml.
54,54
15,15 × 0,25
= 0,9
L2.1.2 Untuk 70 mesh
Perbandingan 20 : 80 pengisi dengan matriks 20
100× 15,15 = 3,03
3,03 × 6 = 18,18
80
100× 15,15 = 12,12
12,12 × 6 = 72,72
Dalam 15,15 gram matriks maka MEKP sebanyak 5 tetes (0,25 ml), dimana 1 tetes = 0,05 ml.
72,72
15,15 × 0,25
= 1,2
Perbandingan 30 : 70 pengisi dengan mariks 30
100× 15,15 = 4,545
4,545 × 6 = 27,27
70
100× 15,15 = 10,605
10,605 × 6 = 63,63
Dalam 15,15 gram matriks maka MEKP sebanyak 5 tetes (0,25 ml), dimana 1 tetes = 0,05 ml.
63,63
15,15 × 0,25
Perbandingan 40 : 60 pengisi dengan matriks 40
100× 15,15 = 6,06
6,06 × 6 = 36,36
60
100× 15,15 = 9,09
9,09 × 6 = 54,54
Dalam 15,15 gram matriks maka MEKP sebanyak 5 tetes (0,25 ml), dimana 1 tetes = 0,05 ml.
54,54
15,15 × 0,25
= 0,9
L2.1.3 Untuk 100 mesh
Perbandingan 20 : 80 pengisi dengan matriks 20
100× 15,15 = 3,03
3,03 × 6 = 18,18
80
100× 15,15 = 12,12
12,12 × 6 = 72,72
Dalam 15,15 gram matriks maka MEKP sebanyak 5 tetes (0,25 ml), dimana 1 tetes = 0,05 ml.
72,72
15,15 × 0,25
= 1,2
Perbandingan 30 : 70 pengisi dengan mariks 30
100× 15,15 = 4,545
4,545 × 6 = 27,27
70
100× 15,15 = 10,605
63,63
15,15 × 0,25
= 1,05
Perbandingan 40 : 60 pengisi dengan matriks 40
100× 15,15 = 6,06
6,06 × 6 = 36,36
60
100× 15,15 = 9,09
9,09 × 6 = 54,54
Dalam 15,15 gram matriks maka MEKP sebanyak 5 tetes (0,25 ml), dimana 1 tetes = 0,05 ml.
54,54
15,15 × 0,25
= 0,9
L2.2 PERHITUNGAN PENGUKURAN FRAKSI VOLUME SERAT DALAM KOMPOSIT
L2.2.1 Perhitungan Densitas Komposit
Vc Mc
C = ρ
Dimana :
ρ
c = densitas komposit (gr/ml) MC= massa komposit (gram)Vc = Volume komposit (ml)
Untuk menghitung densitas komposit ukuran serbuk 50 mesh dengan perbandingan 80 : 20, massa komposit 3,78 gram dan volume komposit 18 ml adalah
Vc Mc
C = ρ
=3,78 18
L2.2.2 Perhitungan Fraksi Volume Serat dalam Komposit
wf
.
ρ ρ
V f C F =
Dimana : VF= Fraksi volume serat ( ml )
ρ
C = Densitas komposit ( gr/ml)ρ
F= Densitas serat ( gr/ml)wf = Massa Serat (gram)
Untuk ukuran serbuk 50 mesh dengan perbandingan 80 : 20, massa komposit = 3,78 gram dan volume komposit = 18 ml ,dimana massa resinnya adalah :
= 80 100×
= 80
100× 3,78
= 3,024
Maka untuk menghitung fraksi volum serat dengan densitas resin = 1,215 gr/ml adalah :
Vm wf = −
= . 1
ρ ρ
V f C F
=0,1911 /
0,65 / × 0,688
= 0,2023
Jika untuk menghitung fraksi volume resin adalah :
F
R 1 V
Maka untuk densitas serat adalah :
F C C F F
V ρ M M ρ =
Dimana :
ρ
F= Densitas serat ( gr/ml )MF= Massa fraksi serat ( gr)
Mc = Massa komposit ( gr)
ρ
C = Densitas komposit ( gr/ml)VR= Fraksi volume resin ( ml)
Untuk menghitung massa serat adalah :
= −
= 3,78 − 3,024
LAMPIRAN 3
DOKUMENTASI PENELITIAN
L3.1 PENYEDIAAN KOMPOSIT UPR-STK
Gambar L3.1 Penyediaan Komposit UPR-STK
L3.3 ALAT IMPACT TESTER GOTECH
Gambar L3.3 AlatImpact TesterGOTECH
L3.4 KOMPOSIT YANG SUDAH DILEPAS DARI CETAKAN DAN SUDAH DI UJI
L3.5 SERBUK TEMPURUNG KELAPAYANG SUDAH DIAYAK
Gambar L3.5 Serbuk tempurung kelapa yang sudah diayak L3.6 POLIESTER TAK JENUH YANG SUDAH DILEPAS DARI
DAFTAR PUSTAKA
[1] Hanafi I. (2000).Pengisi dan Penguat Karet. Universitas Sains Malaysia. [2] Cowd,M.A,1991.Kimia Polimer,terjemahan oleh Firman,H.ITB,Bandung [3] Porwanto,Daniel Andri. 2012. Karakterisasi Komposit Berpenguat Serat
Bambu dan Serat Gelas sebagai Alternatif Bahan Baku Industri. Jurusan Fisika Institut Teknologi Sepuluh November: Surabaya
[4] Jamasri dkk. 2005. Kajian Sifat Tarik Komposit Serat Buah Sawit Acak Bermatrik Polyester.http://i-lib.ugm.ac.id/jurnal/download.php
[5] PT. Justus Sakti Raya,Unsaturated Polyester Resin, Jakarta, 1980.
[6] Sutigno, 2002. Komposit Papan Partikel. Universitas Sumatera Utara. Medan
[7] Hamid,Tengku Faisal.2008. Pengaruh Modifikasi Kimia terhadap Sifat –
Sifat Komposit Polietilena Densitas Rendah ( LDPE) Terisi Tempurung
Kelapa. Universitas Sumatera Utara: Medan
[8] Salmah dkk, 2008. Potensi Serbuk Tempurung Kelapa sebagai Pengisi di dalam Komposit Termoplastik. Medan : Lembaga Penelitian Universitas Sumatera Utara.
[9] Anonim, 2012a. Komposisi Kimia Tempurung Kelapa. www.wikipedia.com. Diakses tanggal 24 April 2012
[10] Anonim, 2013b. Hemiselulosa. www.wikipedia.com. Diakses tanggal 15 November 2013.
[11] Jufri, Moh.2007.Pembuatan Komposit Berbasis Poliester dengan Penguat Serat Alam.Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Malang.Malang
[12] Anonim, 2012c. Poliester. Jurusan Kimia Raya Diakses tanggal 24 April 2012.
[13] Anonim, 2001d.Metil Etil Keton Peroksida. www.wikipedia.com. Diakses tanggal 24 April 2012.
[14] Felemban, S.A., Shaaban, A.F., Nahas, N.M., “Synthesis and
characterization of some unsaturated polyester resins and their uses as
Faculty of Applied Science, Chemistry Department, Kingdom of Saudi
Arabia. 2009.
[15] Anonim, (2011a), http://www.wikipedia.org/low komposit.Diakses tanggal 10 agustus 2012.
[16] Hakim, Azki. 2007.Teknologi Material Komposit. Forum Sains Indonesia. [17] Hull, D. 1981. An Introduction to Composite Materials. Cambridge
University Press: New York.
[18] Richardson. T, 1987. Composite: A Design Guide. New York : Industrial Press.
[19] Budinski Keneth G.,2003.Engineering Material Properties and Selection, Prentice Hall, New Jesey
[20] Haryanto,U.T.2010. Polimer Termoplastik dan Termosetting. www .google. com. Diakses 24 april 2012
[21] Erakhrumen, A.A., Areghan, S.E., Ogunleye, M.B., Larinde, S.L., Odeyale, 2008, Selected physico-mechanical properties of cementbonded particleboard made from pine (Pinus caribaea M.) sawdust-coir (Cocos
nucifera L.) mixture, Scientific Research and Essay Vol. 3.
[22] Sutikno, Nathan Hindarto, Putut Marwoto, dan Supriadi Rustad.(2010).” Pembuatan bahan gesek kampas rem menggunakan serbuk pemodifikasi
gesek ”. Jurnal Fakultas matematika dan ilmu alam Universitas Negeri Semarang. Diakses 23 september 2013.
[23] Siswanto dan Kuncoro Diharjo. 2011 “ Pengaruh Fraksi Volume dan Ukuran Partikel Komposit Poliester Resin Berpenguat Partikel Genting
Terhadap Kekuatan Tarik dan Kekuatan Bending”. Jurnal Teknik Mesin UNS. Diakses 30 September 2013.
[24] Rice, B.L. 2004. Fabrication Process Assignment. Meen 4336 Composites.
[25] Callister, W.D., Material Science and Engineering. Seventh Edition. (Singapore : John Wiley & Sons, Inc, 2007), hal 596
[27] Harjono,S. 1991. Dasar – Dasar Spektroskopi. Edisi Kedua, Penerbit Liberti, Yogyakarta.
[28] Ekhlas A.Osman and Anatoli Vakhguelt. “ Kenaf/Recycled Jute Natural Fibers Unsaturated Polyester Composite: Water Absorption/ Dimensional
Stability and Mechanical Properties”. International Journal of
Computational Materials Science and Engineering. Diakses 30 September 2013.
[29] Noorshashillawati, A.B.M, (2007). Synthesis, Characterization And Properties of The New Unsaturated Polyester Resins For Composite
Applications. Master Thesis, Universiti Sains Malaysia.
[30] Rusnoto. 2012. Komposit Berbasis Poyimer dengan Matriks Epoxy yang Diperkuat Serbuk Tempurung kelapa. Progdi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Pascasakti Tegal. Jawa Tengah. Diakses 8 Oktober 2013.
[31] Arif,Dendy.2008 “Analissi Pengaruh Ukuran Bahan Pengisi Terhadap Karakteristik Komposit Polipropilena Serbuk Kayu”. Jurnal Universitas Indonesia. Diakses 23 September 2013.
[32] Ginting,H., Rosdanelli Hasibuan.2012 "Pengaruh Asam stearat terhadap Sifat Kekuatan Tarik dan Pemanjangan pada saat Putus Komposit Termoplastik Bekas Berpengisi Serbuk Tempurung Kelapa". Jurnal Seminar Nasional Teknik Kimia Soebardjo Brotohardjono IX,Surabaya, 21 Juni 2012
[33] Cheng, Y.W., Kuwn, Y.C., Phongsakorn, P.T., Dan, M.M.P. dan Saifudin, H.Y., 2009 "Tensile Properties and Morphology Study of Polymeric Biocomposite". Faculty of Manufacturing Engineering, Universiti Teknikal Malaysia Melaka. ISSN : 1985-3157 Vol.3 No.2 Juli-Desember 2009.
[35] Khalil, A.H.P.S., Marliana, M.M., Alshammari, T.,2011. “Material Properties of Epoxy-Reinforced Biocomposites With Lignin From Empty Fruit Bunch As Curing Agent”.BioResources6(4) : 5206-5223.
[36] Ray, D., Rout, J., 2005 “Thermoset Biocomposites”. Dalam Mohanty, A.K., Misra, M., Drzal, L.T., “Natural Fibers, Biopolymers, And Biocomposites”. CRC Press : U.S.A.
BAB III
METODOLOGI
3.1 LOKASI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia dan Laboratorium Penelitian Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN 3.2.1 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1. Resin Poliester Tak Jenuh
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Resin Poliester Tak Jenuh YUKALAC 157 BQTN-EX dengan data teknis sebagai berikut [ 5 ]:
a. Densitas (ρ) : 1,21 kg/m3 b. Kekuatan tarik (σ) : 13,97 N/mm2 c. Modulus elastisitas (E) : 1,24.103N/mm2 d. Poison rasio (υ) : 0,33
2. Metil Etil Keton Peroksida (MEKP)
Metil Etil Keton Peroksida (MEKP) sebagai katalis, dengan sifat – sifat sebagai berikut [ 5 ] :
a. Rumus Molekul : C8H16O4
b. Berat Molekul : 176,2 c. Titik didih : 80oC d. Tidak larut dalam air e. Tidak berwarna
3. Tempurung kelapa sebagai pengisi, dengan sifat [ 7 ]:
pH : 5,0–7,0
Kepadatan (g / cc) : 0,6-0,7
Ash Content : 1,5% max.
Nama Ilmiah : Cocos nucifera
Abu : 3,0% max.
Mohs Hardness @ 20 ° C : 3–4
Warna : coklat muda
Moisture Content :12,0% max.
Bentuk : serbuk coklat muda
Selulosa : 26,6 %
Lignin : 29,40 %
Pentosan : 27,70 %
Solven ekstraktif : 4,20 %
3.2.2 Peralatan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Beaker glass
2. Spatula 3. Ayakan
4. Neraca analitik 5. Alat Uji Tarik 6. Alat Uji Bentur 7. FTIR
8. Gelas ukur 9. Kaca
10. Malam atau lilin mainan
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
3.3.1 Penyediaan Serbuk Tempurung Kelapa
3.3.2 Persiapan Komposit Poliester Tak Jenuh Berpengisi Serbuk Tempurung Kelapa
Komposit dapat dibuat dengan prosedur sebagai berikut
1. Resin poliester tak jenuh dicampurkan dengan perbandingan pengisi dengan matriks adalah 20 : 80 ( b/b ) ke dalamBeaker glass.
2. Campuran diaduk pelan–pelan hingga merata.
3. Ditambahkan katalis metil etil keton peroksida (MEKP) sebanyak 5 tetes pipet untuk setiap 15,15 gram matriks atau bila dikonversikan dalam fraksi volume katalis yang ditambahkan sebesar 5 tetes pipet untuk setiap 18,41 ml.
4. Campuran diaduk selama 2 menit.
5. Alas cetakan kaca terlebih dahulu diberikan bahan pelicin seperti gliserin ataupun kit mobil agar resin tidak melekat pada cetakan.
6. Dituangkan campuran bahan ke dalam cetakan yang sudah disiapkan dari malam ( lilin ) dan kaca yang telah dibentuk sesuai standar ASTM D 638M-84 M 1.
7. Ratakan permukaan campuran pada cetakan. 8. Tunggu hingga kering selama kurang lebih 24 jam.
9. Komposit yang sudah kering dilepas dari cetakan kemudian bagian dihaluskan bagian-bagian permukaannya dengan alat kikir dan amplas 10. Dilakukan pengujian terhadap komposit yaitu uji kekuatan tarik (tensile
strength), uji kekuatan bentur (impact strength), daya serap air (water absorption), fraksi volume serat dalam komposit, dan analisa spektroskopi inframerah (FTIR).
3.3.3 Pengujian Komposit
3.3.3.1 Pengujian sifat kekuatan tarik (tensile strength) ASTM D-638
mm/menit pada temperatur 25 ± 3°C, kemudian dijepit kuat dengan penjepit dari alat. Lalu mesin dihidupkan dan spesimen akan ditarik ke atas, spesimen diamati sampai putus. Data uji kekuatan tarik, perpanjangan dan modulus Young dicatat secara otomatis dari komputer.
Langkah-langkah uji tarik pada bahan komposit adalah sebagai berikut : Sampel uji dipasang pada mesin uji tarik.
Dijepit dengan pencekam pada ujung-ujungnya. Ditarik ke arah memanjang secara perlahan.
Selama penarikan setiap saat tercatat dengan grafik yang tersedia pada mesin sampai sampel putus.
Amati dan catat gaya pada saat titik luluhnya dan titik ultimatenya juga pertambahan panjang dari sampel uji setelah putus.
Hasil uji tarik berupa grafik beban yang diberikan terhadap pertambahan panjang komposit.
Grafik tersebut diubah menjadi grafikstress–strain.
Bila pada grafik stress –strainperubahan daerah elastis ke daerah plastis tidak dapat diamati dengan jelas, maka untuk titik yield strength pada kurva ditentukan dengan metodeoffset
3.3.3.2 Pengujian sifat kekuatan bentur (impact strength) ASTM D-256
Spesimen yang akan diuji bentur mengikuti metodaCharpydengan ukuran 63,5 mm panjang, kedalaman 12,7 mm dan lebar 10 mm. Pada spesimen dibuat bentuk tajam dengan sudut 45o ditengah. Spesimen kemudian dihantam dengan mesin impak dan kekuatan impaknya dihitung berdasarkan energi yang diserap.
3.3.3.3 Penyerapan Air (Water Absorption) dengan ASTM D-2842
Komposit yang akan diuji dibiarkan terendam dalam waktu tertentu, selanjutnya kita dapat melihat jumlah air yang telah masuk kedalam komposit tersebut. Berat polimer akan bertambah karena air masuk kedalam jaringan polimer. Pada penelitian ini, komposit yang diuji adalah komposit yang berpengisi selulosa dan serat tandan kosong sawit. Perhitungan berat komposit setelah perendaman yang dapat dihitung dengan rumus :
% 100 × − =
Wo Wo We Wg
(3.1) Dimana :
Wg = Persentase pertambahan berat komposit We = Berat komposit setelah perendaman Wo = Berat komposit sebelum perendaman
3.3.3.4 Pengukuran Fraksi Volume Serat dalam Komposit
Densitas komposit dan fraksi volume serat pada matriks dapat dihitung berdasarkan persamaan-persamaan seperti berikut:
• Perhitungan Densitas Komposit
o Masing-masing komposit ditimbang satu per satu menggunakan timbangan digital untuk dicatat massanya.
o Komposit yang sudah ditimbang selanjutnya dimasukkan ke dalam beaker glass yang sudah berisi air dengan ketinggian 20 cm dari dasar beaker glass kemudian dicatat perubahan ketinggian cairan dari posisi semula.
o Data-data yang diperoleh kemudian digunakan untuk menghitung densitas komposit dengan menggunakan persamaan 3.2 [3]:
Vc Mc
C = ρ
(3.2) Dimana : ρc = densitas komposit (gr/ml)
MC= massa komposit (gram)
• Perhitungan Fraksi Volume Serat dalam Komposit
Bila densitas resin (ρR) dan massa resin (MR) telah diketahui maka untuk
mencari fraksi volume serat (VF) diberikan dalam persamaan berikut [ 26 ]:
Mf . V f C F ρ ρ = (3.3)
Dimana : VF= Fraksi volume serat ( ml )
Mf = Massa serat ( gr)
ρC = Densitas komposit ( gr/ml) ρf= Densitas resin ( gr/ml)
Maka untuk menghitung fraksi volume resin (VR) dan densitas serat (ρF)
dihitung berdasarkan persamaan berikut [ 3 ]:
F C C F F F R V ρ M M ρ V 1 V = − = (3.4)
Dimana : ρF= Densitas serat ( gr/ml )
MF= Massa fraksi serat ( gr)
Mc = Massa komposit ( gr) ρC = Densitas komposit ( gr/ml)
VR= Fraksi volume resin ( ml)
3.3.3.5 Analisa Spektroskopi Inframerah (FTIR)
3.4 FLOWCHAT PENELITIAN
3.4.1 Flowchat Penyediaan Serbuk Tempurung Kelapa
A
Apakah campuran tersebut sudah kering ?
Komposit yang sudah kering dilepas dari cetakan kemudian bagian dihaluskan bagian-bagian permukaannya dengan alat kikir dan amplas
Dilakukan pengujian terhadap komposit antara lain uji tarik, uji bentur, fraksi volume serat dalam komposit, analisa spektroskopi inframerah (FTIR), dan daya
serap komposit terhadap air
Selesai
Tidak
Ya
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 ANALISA SPEKTROSKOPI INFRAMERAH (FTIR) DAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA
4.1.1 Hasil Analisa FTIR Poliester Tak Jenuh
Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infra Red) Poliester Tak Jenuh dan Serbuk Tempurung Kelapa dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi dari senyawa poliester tak jenuh. Karakteristik FTIR dari komposit poliester tak jenuh dapat dilihat pada Gambar 4.1 di bawah ini.
Gambar 4.1 FTIR Poliester Tak Jenuh
Tabel 4.1 Hasil data FTIR dari poliester murni No. Frekuensi Vibrasi
(cm-1)
Ikatan yang Menyerap Inframerah
1 2 3 4 5 6 7
3750-3000 3300-2500 2400-2100 1900-1650 1675-1500 1200-1000 1000-650
Regang: O-H, N-H
Regang C-H: C≡C-H,C=C-H,Ar-H Regang : C≡C, C≡N
Regang :C=O Regang : C=C, C=N Regang : C-O-C
Tekuk C-H : C=C-H, Ar-H
4.1.2 Hasil Analisa FTIR Serbuk Tempurung Kelapa
Gambar 4.2 menunjukkan pengaruh ukuran serbuk tempurung kelapa terhadap analisa FTIR. Dari Gambar 4.2 dapat dilihat di bawah ini.
Gambar 4.2 Grafik Hasil Uji FTIR Serbuk Tempurung Kelapa
[image:31.595.125.502.167.401.2]Tabel 4.2 Hasil data FTIR dari serbuk tempurung kelapa No. Frekuensi Vibrasi
(cm-1)
Ikatan yang Menyerap Inframerah
1 2 3 4 5 6 7
3750-3000 3300-3000 3000-2700 2400-2100 1900-1650 1675-1500 1200-1000
Regang : O-H, N-H
Regang C-H: C≡C-H,C=C-H,Ar-H Regang C-H: CH3-, -CH2-,≡C-H,-CHO
Regang : C≡C, C≡N Regang :C=O
Regang : C=C, C=N Regang : C-O-C
71,661 28,518 42,558 30,763 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000
Poliester 100% 50 Mesh 70 Mesh 100 Mesh
K e ku a ta n T a ri k (M P a )
Ukuran Serbuk Tempurung Kelapa
4.2 ANALISA PENGARUH UKURAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA
TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)
KOMPOSIT UPR DENGAN ASTM D-638
[image:33.595.142.496.206.361.2]Dari Gambar 4.3 dapat dilihat pengaruh penambahan bahan pengisi serbuk tempurung kelapa dengan matriks MEKP terhadap kekuatan tarik komposit
Gambar 4.3 Pengaruh Ukuran Serbuk Tempurung Kelapa terhadap Kekuatan Tarik Komposit dengan Rasio ( STK : PE) 20 : 80
3,867 2,399 3,511 2,493 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500
Poliester 100% 50 Mesh 70 Mesh 100 Mesh
P e m a n ja n g a n p a d a s a a t P u tu s (% )
Ukuran Serbuk Tempurung Kelapa
disebabkan karena ukuran STK 100 mesh lebih halus, sehingga menyebabkan terjadinya penggumpalan (aglomerasi) STK. Ini disebabkan karena ditinjau dari luas permukaan, dimana ukuran STK 70 mesh memiliki luas permukaan besar. Sehingga terjadi reaksi antar muka yang lebih baik dibandingkan dengan ukuran STK 100 mesh.
Hasil yang sama diperoleh oleh Rusnoto [30], dimana epoxy yang tidak berpengisi lebih tinggi kekuatan tariknya dibanding dengan epoxy yang berisi serbuk tempurung kelapa. Hal ini terjadi karena penambanhan serbuk tempurung kelapa kemungkinan menyebabkan porositas dan menimbulkan konsentrasi tegangan yang mengakibatkan munculnya awal retak, sehingga kemampuan dalam menahan tegangan tarik menjadi berkurang. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Dendy [31], bahwa semakin kecil ukuran STK, maka kekuatan tarik semakin kecil.
4.3 ANALISA PENGARUH UKURAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA TERHADAP PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS KOMPOSIT UPR DENGAN ASTM D-638
Gambar 4.4 menunjukkan pengaruh ukuran serbuk tempurung kelapa terhadap pemanjangan pada saat putus (elongation at break) poliester tidak jenuh dan komposit berpengisi STK.
[image:34.595.135.492.506.671.2]Dari Gambar di atas menunjukkan bahwa hasil pemanjangan pada saat putus pada komposit dengan ukuran STK 50 mesh yaitu 2,399 %, 70 mesh yaitu 3,511 % , 100 mesh yaitu 2,493 %, dan poliester tak jenuh yaitu 3,867 %. Pemanjangan pada saat putus yang terendah diperoleh pada ukuran STK 50 mesh yaitu sebesar 2,399% dan yang tertinggi diperoleh pada ukuran STK 70 mesh yaitu sebesar 3,511%. Sementara itu, pada komposit ukuran STK 100 mesh pemanjangan pada saat putus kembali menurun. Hal ini disebabkan oleh komposit ukuran STK 100 mesh lebih halus. Sehingga poliester tak jenuh dan STK tidak terdistribusi secara homogen. Dimana pada partikel ada yang menempel antara partikel yang satu dengan yang lain (aglomerasi), sehingga poliester tak jenuh tidak dapat mengikat partikel secara homogen. Maka poliester tak jenuh mengikat partikel yang saling menempel. Nilai pemanjangan pada saat putus yang maksimum berpengisi tersebut berada di bawah nilai pemanjangan pada saat putus untuk poliester tak jenuh. Hal ini disebabkan karena ukuran dari STK yang digunakan sebagai pengisi akan mengakibatkan komposit menjadi tidak elastis dan rendahnya interaksi adhesi antar muka (interfacial adhesion) matriks dan pengisi.
3354.83
5735.13 5885.04 6083.47
0.00 1000.00 2000.00 3000.00 4000.00 5000.00 6000.00 7000.00
Poliester 100 % 50 Mesh 70 Mesh 100 Mesh
K e ku a ta n B e n tu r (J /m 2)
Ukuran Serbuk Tempurung Kelapa
4.4 ANALISA PENGARUH UKURAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA
TERHADAP KEKUATAN BENTUR (IMPACT STRENGTH)
KOMPOSIT UPR DENGAN ASTM D–256
Gambar 4.5 menunjukkan pengaruh ukuran serbuk tempurung kelapa terhadap kekuatan bentur komposit.
Gambar 4.5 Pengaruh Ukuran Serbuk Tempurung Kelapa terhadap Kekuatan Bentur Komposit dengan Rasio (STK : PE) 20: 80
Berdasarkan Grafik di atas terlihat kekuatan bentur komposit mengalami peningkatan secara signifikan dengan naiknya ukuran STK sebagai pengisi dengan perbandingan 20;80 (STK : UPR) yaitu 5735,13 J/m2 (ukuran STK 50 mesh), 5885,04 J/m2(ukuran STK 70 mesh) dan 6083,47 J/m2(ukuran 100 mesh). Nilai kekuatan bentur komposit berpengisi tersebut berada di atas nilai kekuatan bentur untuk UPR murni yaitu sebesar 3354,83 J/m2.
[image:36.595.120.488.211.356.2]4.5 HASIL ANALISA FTIR KOMPOSIT POLIESTER BERPENGISI STK Karakteristik FTIR komposit poliester berpengisi serbuk tempurung kelapa dengan ukuran serbuk 70 mesh dan perbandingan pengisi serbuk tempurung kelapa dan poliester adalah 20 : 80 dapat dilihat pada Gambar 4.6 dibawah ini.
Gambar 4.6 Grafik Hasil Uji FTIR Komposit dengan perbandingan STK : UPR ( 20: 80 )
Dari Gambar 4.1 dan 4.2 dapat dibandingkan hasil analisa FTIR dengan Gambar 4.6. Pada gugus fungsi –OH pada bilangan gelombang di bawah angka 4050,51 cm-1, gugus fungsi ester ( C = O ) pada bilangan gelombang 1751,36 cm
-1
Tabel 4.3 Hasil data FTIR dari komposit UPR berpengisi STK
Dari Tabel 4.3 di atas terlihat bahwa tidak ada puncak gugus baru yang muncul bila dibandingkan dengan karakteristik FTIR poliester tak jenuh dan STK. Ada tiga faktor yang mempengaruhi ikatan yang menyebabkan munculnya gugus baru yakni: penjangkaran mekanik (mechanical anchoring), ikatan kimia antara serat alam dan resin dimana gugus hidroksil (-OH) pada rantai belakang resin (poliester) 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) [35]. Bila dilihat pada Gambar 4.6 di atas bahwa hanya terjadi interaksi (ikatan hidrogen) antara gugus hidroksil pada resin dengan gugus hidroksil pada serat alam.
No. Frekuensi Vibrasi (cm-1)
Ikatan yang Menyerap Inframerah
1 2 3 4 5 6 7 8
3750-3000 3300-3000 3000-2700 2400-2100 1900-1650 1675-1500 1200-1000 1000-650
Regang: O-H, N-H
Regang C-H: C≡C-H,C=C-H,Ar-H Regang C-H: CH3-, -CH2-,≡C-H,-CHO
Regang : C≡C, C≡N Regang :C=O
Regang : C=C, C=N Regang : C-O-C
4.6 ANALISA PENGARUH UKURAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA
TERHADAP PENYERAPAN AIR (WATER ABSORPTION)
KOMPOSIT UPR DENGAN ASTM D-2842
Gambar 4.7 menunjukkan pengaruh pengisi serbuk tempurung kelapa terhadap penyerapan air bahan komposit yang dihasilkan
Gambar 4.7 Pengaruh Ukuran Serbuk Tempurung Kelapa Terhadap Daya Serap Air
Dari Gambar 4.7 dapat dilihat bahwa penyerapan air bahan komposit akan semakin meningkat dengan penambahan kandungan bahan pengisi. Penyerapan air terbesar terjadi pada hari kedua, kemudian diikuti pada hari ke 3 dan hari ke 4. Setelah itu, maka penyerapan air bahan komposit terlihat tidak begitu signifikan lagi. Berdasarkan Grafik di atas terlihat bahwa komposit poliester tak jenuh (UPR) berpengisi STK untuk semua komposisi pengisi yang paling banyak menyerap air adalah pada perendaman hari kedua. Komposit yang paling menyerap air terdapat pada ukuran STK 100 mesh. Hal ini disebabkan karena ukuran STK terlalu halus, sehingga menyebabkan penggumpalan atau kurang meratanya pencampuran antara poliester tak jenuh dengan STK dan mengurangnya area kontak antar serbuk, area yang tidak terjadi kontak serbuk ini dapat terisi oleh air pada saat perendaman berlangsung [36]. Untuk komposit ukuran STK 70 mesh, paling sedikit menyerap air. Hal ini disebabkan karena
3.50 3.60 3.70 3.80 3.90 4.00 4.10 4.20 4.30 4.40
1 2 3 4 5
P e n y e ra p a n A ir (b e ra t)
Waktu Penyerapan (Hari)
100 % Poliester
50 Mesh
70 Mesh
[image:39.595.130.497.194.366.2]air sulit untuk diserap oleh komposit. Adapun UPR juga menyerap air pada hari pertama namun setelah itu penyerapan air tidak lagi begitu signifikan. Hal yang menyebabkan matriks UPR masih menyerap air dikarenakan UPR memiliki gugus fungsi ester yang masih mengikat air [6].
Pada umumnya semakin tinggi sifat pengembangan tebal maka semakin tinggi pula sifat daya serap air, dan begitu juga sebaliknya semakin rendah sifat pengembangan tebal komposit maka semakin rendah pula sifat daya serap airnya [37].
4.7 HUBUNGAN UKURAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA (STK) TERHADAP PENGUKURAN FRAKSI VOLUME SERAT DALAM KOMPOSIT POLIESTER TAK JENUH (UPR)
[image:40.595.144.499.387.511.2]Tabel 4.4 menunjukkan pengaruh nilai ukuran STK terhadap fraksi volume serat pada komposit yang dihasilkan.
Tabel 4.4 Ukuran STK Terhadap Fraksi Volume Serat Ukuran Bahan Pengisi Fraksi Volume Serat
Poliester tak jenuh 0
50 mesh 0,1722
70 mesh 0,1926
100 mesh 0,1851
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Dari hasil analisa mekanis komposit, maka dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain :
1. Dari hasil analisis karakterisasi FT-IR terhadap poliester tidak jenuh (UPR), serbuk tempurung kelapa (STK), dan komposit UPR berpengisi STK diketahui tidak terjadi reaksi kimia melainkan terdapat penjangkaran mekanik dengan ikatan hydrogen dalam gaya Van der Waals.
2. Pengisi serbuk tempurung kelapa belum mampu meningkatkan kekuatan tarik komposit UPR-STK ukuran 70 mesh sebesar 42,558 MPa dari UPR murni yaitu sebesar 71,661 MPa.
3. Dari hasil analisis sifat pemanjangan pada saat putus komposit, semakin kecil ukuran serbuk tempurung kelapa sifat pemanjangan pada saat putus akan semakin meningkat.
4. Pengisi serbuk tempurung kelapa sudah mampu meningkatkan kekuatan bentur komposit UPR-STK ukuran 100 mesh sebesar 6083,47 J/m2 dari UPR murni yaitu sebesar 3354,83 J/m2.
5. Berdasarkan uji serapan air komposit diketahui bahwa daya serap air komposit berpengisi serbuk tempurung kelapa terbesar pada ukuran STK 100 mesh.
5.1 SARAN
Adapun saran yang ingin disampaikan oleh peneliti adalah :
1. Penelitian berikutnya hendaknya menggunakan pengisi gabungan antara serbuk dan serat yang panjang. Dimana seratnya terlebih dahulu dianyam. 2. Diperlukannya penggabungan metoda hand lay-up dengan hot press agar
3. Diperlukan bahan Maleic anhydride (MAH) untuk mengurangi penggumpalan pada pencampuran komposit.
4. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut agar dapat membandingkan mengenai pengisi antara serbuk dan serat terhadap sifat kekuatan tarik yang baik.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 POTENSI DAN KESINAMBUNGAN BAHAN BAKU DAN PRODUK 2.1.1 Tempurung Kelapa
[image:44.595.118.508.474.569.2]Tempurung kelapa merupakan salah satu bahan pengisi alamiah yang banyak terdapat di negara – negara tropis seperti Indonesia, Malaysia, Thailand dan Srilangka. Tempurung kelapa merupakan salah satu bagian dari produk pertanian yang memiliki nilai ekonomis tinggi yang dapat dijadikan sebagai basis usaha. Tempurung kelapa juga merupakan senyawa organik sehingga dapat diuraikan oleh mikroorganisme (biodegradasi) secara alamiah di alam, dan juga salah satu sumber bahan pengisi alamiah yang potensial dan mempunyai prospek ekonomis tinggi. Hal ini berkaitan dengan perkembangan teknologi, faktor ekonomis dan isu – isu lingkungan. Komposisi kimia yang dimiliki oleh tempurung kelapa hampir sama dengan komposisi pada batang kayu. Perbedaan yang mendesak adalah pada tempurung kelapa kandungan lignin yang lebih tinggi dan mengandung selulosa yang lebih sedikit dibandingkan dengan batang kayu [7]. Berikut dalam tabel 2.1 merupakan komposisi kimia tempurung kelapa.
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Tempurung Kelapa [9]
Komponen Rumus Kimia Persentasi (%)
Selulosa (C6H10O5)n 26,60
Hemiselulosa (C5H8O4)n 12,34
Lignin [(C9H10O3)(CH3O)]n 29,40
2.1.1.1 Selulosa
atau enzim. Selanjutnya glukosa yang dihasilkan dapat difermentasi menjadi etanol [7]. Gambar 2.1 menunjukkan struktur molekul selulosa.
Gambar 2.1 Struktur Molekul Selulosa [7]
2.1.1.2 Hemiselulosa
Hemiselolosa adalah polisakarida non selulosa yang memiliki kandungan yang bervariasi dengan komposisi dan struktur molekul yang berbeda. Hemiselulosa tergolong ke dalam heteropolimer karena disusun oleh monomer gula yang beragam yang dibedakan berdasarkan penyusun gula utamanya. Jenis gula dominan hemiselulosa dalam dinding sel kayu adalah xilan dan glukomanan. Jenis gula lain memiliki kandungan yang rendah atau kandungannya khas seperti arabinoglaktan pada kayu larch [10].
2.1.1.3 Lignin
[image:45.595.265.354.633.706.2]2.1.2 Resin Poliester Tak Jenuh
Poliester berasal dari reaksi kimia asam dibasa bereaksi secara kondensasi dengan alkohol dihidrat. Karena asam tak jenuh digunakan dengan berbagai cara sebagai bagian dari asam dibasa, yang menyebabkan terdapat nya ikatan tak jenuh dalam rantai utama dari polimer yang dihasilkan, maka disebut polyester tak januh. Kemudian, monomer vinil dicampur, yang bereaksi dengan gugus tak jenuh pada pencetakan untuk mengeset. Sifat dari polyester sendiri adalah kaku dan rapuh. Mengenai sifat termalnya, karena banyak mengandung monomer stiren, maka suhu deformasi termal lebih rendah dari pada resin termoset lainnya dan ketahanan panas jangka panjangnya kira-kira 110-140°C. Ketahanan dingin adalah baik secara relatif. Sifat listriknya lebih baik diantara resin termoset, tetapi diperlukan penghilangan lembaban yang cukup pada saat pencampuran dengan gelas [11].
Poliester resin tak jenuh merupakan material polimer kondensat yang dibentuk berdasarkan reaksi antara kelompok polyol, yang merupakan organik gabungan dengan alkoholmultiple atau gugus fungsi hidroksi, danpolycarboxylic
yang mengandung ikatan ganda. Tipikal jenis polyol yang digunakan adalah
glycol, seperti ethylene glycol. Sementara asam polycarboxylic yang digunakan adalah asamphthalicdan asammaleic.
Poliester resin tak jenuh adalah jenis polimer termoset yang memiliki struktur rantai karbon yang panjang. Matriks jenis ini memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya. Struktur material yang dihasilkan berbentuk
crosslink dengan keunggulan pada daya tahan yang lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan impak. Hal ini disebabkan molekul yang dimiliki material ini ialah dalam bentuk rantai molekul raksasa atom-atom karbon yang saling berhubungan satu dengan lainnya. Dengan demikian struktur molekulnya menghasilkan efek peredaman yang cukup baik terhadap beban yang diberikan [12].
adalah untuk impregnasifiberglassyang 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 [2]. Gambar 2.3 menunjukkan sintesa poliester tak jenuh dari etilen glikol dan asam maleat.
Gambar 2.3 Sintesa poliester tak jenuh dari etilen glikol dan asam maleat Pada polimerisasi, poliester akan mengalami beberapa fase yang berbeda sebelum mengalami perubahan menjadi keras, tebal dan padat. Resin dengan kekentalan cairan yang rendah atau sedang akan dapat larut dalam monomer. Untuk mencegah perubahan resin dari bentuk cair kebentuk agar-agar yang terlalu cepat, maka perlu dicampurkan suatu inhibitor yaitu bahan yang digunakan untuk memperlambat aktivitas kimia serta dapat memperpanjang waktu penyimpanan resin atau mengurangi kecepatan pembebasan panas yang timbul selama polimerisasi. Sedangkan bahan yang bertindak sebaliknya disebut katalisator [2].
Untuk mendapatkan hasil yang lebih kompetitif, variabel matriks poliester dan pengisinya harus divariasikan dengan rentang pencampuran homogenitas yang paling baik dan yang paling buruk.
2.1.3 Katalis
sehingga diperoleh kekuatan dan bentuk plastik yang maksimal sesuai dengan bentuk cetakan yang diinginkan [3].
Pemberian katalis untuk matriks poliester hanya untuk proses curing dan dibutuhkan dalam jumlah yang sangat sedikit karena poliester memiliki sifat mengeras pada suhu kamar. Sebab pemberian katalis pada matriks akan menghasilkan panas yang berfungsi pada saat pematangan. Hal inilah yang menyebabkan pemberian katalis tidak boleh berlebih. Gambar 2.4 menunjukkan reaksicuringpoliester tak jenuh.
[image:48.595.123.480.253.542.2]2-amino-benzena 1,3- bis (metoksi benzena) Gambar 2.4 ReaksiCuringPoliester Tak Jenuh [14] 2.1.4 Komposit
Komposit merupakan perpaduan dari dua atau lebih material yang memiliki fasa yang berbeda menjadi suatu material baru yang memiliki properties yang lebih baik dari keduanya. Komposit berguna meningkatkan sifat mekanik dari setiap material yang dipadukan [15]. Adapun kelebihan-kelebihan komposit adalah sebagai berikut [16] :
1. Kekuatannya dapat diatur (tailorability). 2. Tahanan lelah yang baik (fatigue resistance).
Poliester tak jenuh
Stirena
Metil Etil Keton Peroksida
Curing
3. Tahan korosi.
4. Memiliki kekuatan jenis (rasio kekuatan terhadap berat jenis) yang tinggi.
Komposit polimer mengandung tiga komponen penting yaitu fasa matriks, fasa tersebar (serat/partikel), dan antar muka. Serat merupakan material yang (umumnya) jauh lebih kuat dari matriks dan berfungsi memberikan kekuatan tarik. Sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan [16].
1. Fasa Matriks
Fasa matriks adalah fasa kontinu yang terdapat dalam suatu komposit di mana fasa penguat tersebar di dalamnya. Fasa matriks berfungsi sebagai pelekat untuk pengisi terbenam di dalamnya. Fasa matriks biasanya menggunakan bahan termoplastik seperti polipropilena, polistirena dan sebagainya serta dapat juga dari bahan polimer lain seperti termoset karet atau bahan elastomer (TPE) [7].
Pemilihan suatu bahan sebagai fasa matriks bergantung pada faktor-faktor berikut [7].
• Keserasian dengan fasa penguat atau fasa tersebar karena ia akan menentukan interaksi antar muka fasa matriks – fasa penguat (pengisi).
• Sifat akhir komposit yang dihasilkan
• Keperluan penggunaan seperti rentang suhu penggunaan • Bentuk komponen yang dihasilkan
• Kemudahan fabrikasi atau pemrosesan • Biaya pengolahan.
Penggunaan bahan polimer sebagai fasa matriks karena beberapa alasan yaitu sebagai berikut [7].
• Polimer lebih mudah diproses dan mempunyai massa jenis yang relatif rendah.
Secara umum fungsi fasa matriks dalam komposit adalah sebagai berikut [7]. • Mampu memindahkan gaya yang dikenakan kepada fasa tersebar
(pengisi) dan juga mendistribusikan beban yang dikenakan sesama fasa tersebar yang berdekatan.
• Menjaga fasa tersebar dari kerusakan seperti panas dan lembab. • Sebagai pengikat fasa tersebar dalam menghasilkan antar muka
fasa matriks dan fasa tersebar kuat. 2. Fasa Tersebar
Fasa tersebar merupakan bahan dalam bentuk partikel, serat, atau kepingan yang ditambahkan untuk meningkatkan sifat mekanik dan fisik bahan komposit seperti kekuatan, kekakuan, dan keliatan. Beberapa bahan pengisi/penguat yang sering digunakan adalah serat kaca, serat karbon, serat Kevlar, serat kayu, dan serat tandan kelapa sawit [17].
3. Antar muka (Matriks Tersebar)
Lazimnya untuk semua bahan komposit akan terdapat dua fasa berlainan yang dipisahkan oleh suatu kawasan yang dinamakan antar muka. Daya sentuhan dan daya kohesif pada bagian antar muka amat penting karena antar muka pengisi matriks ialah bagian yang memindahkan beban dari fasa matriks kepada fasa penguat atau fasa tersebar [17].
Secara umum resin adalah bahan yang akan diperkuat dengan serat. Resin bersifat cair dengan viskositas yang rendah, yang akan mengeras setelah terjadinya proses polymerisasi. 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 [18].
Adapun jenis–jenis dari termoseting yaitu sebagai berikut [19] : a).Phenolik
Mempunyai sifat sangat keras, rigit dengan modulus elastisitas yang baik dibanding dengan resin lainnya karena sifatnya yang keras, kuat, mudah dibentuk, mudah diberi warna dan tidak transparan.
b).Epoxy
Mempunyai sifat ulet,elastis, tidak bereaksi dengan sebagian besar bahan kimia dan mempunyai dimensi yang lebih stabil. Dilihat dari struktur kimianya epoxy sebenarnya adalah polyester, berbeda dengan polymer lain karena molekulnya lebih pendek. Bila diberi bahan penguat komposit epoxy mempunyai kekuatan yang lebih baik dibanding resin yang lain
c).Poliester
Dalam kebanyaan hal resin poliester tak jenuh ini disebut poliester saja.Karena berupa resin cair dengan viscositas yang relatif rendah, mengeras pada suhukamar dengan penggunaan katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin termoseting yang lainnya, maka tak perlu diberi tekanan untuk pencetakan.
2.1.5 Termoset
Termoseting adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dibentuk ulang kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak pertama kali (pada saat pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak dapat disambung atau diperbaiki lagi [20].
Gambar 2.5 Bentuk Struktur Ikatan Silang
Sebelumnya telah dilakukan penelitian menggunakan termoset sebagai matriks antara lain [21] melakukan studi eksperimental tentang sifat fisik dan mekanik komposit semen particleboarddari campuran serbuk gergaji kayu pinus (Pinus caribaea M.)-sabut kelapa (Cocos nucifera L.) dengan aditif CaCl2. Dari
hasil yang diperoleh didapat bahwa penyerapan air terendah terjadi pada papan yang terbuat dari 100% serbuk gergaji pinus tanpa sabut dalam rasio pencampuran semen :lignocellulosicpada 2:1, secara umum semakin banyak sabut kelapa yang ditambahkan dalam komposit maka penyerapan air oleh komposit semakin meningkat. Hasil juga menunjukkan bahwa thickness swelling meningkat seiring peningkatan jumlah komponen sabut pada rasio campuran materiallignocellulosic
dan lebih tinggi dengan mengurangi komponen semen. Nilai Modulus of Rupture
(MOR) dan Modulus of Elasticity (MOE) menurun seiring penurunan komponen semen dalam rasio campuran. Hasil juga menunjukkan bahwa papan dengan kandungan semen yang lebih tinggi memiliki nilai densitas atau kerapatan yang lebih tinggi. Sifat kekuatan juga dipengaruhi oleh kerapatan papan, papan dengan kepadatan lebih tinggi memiliki sifat-sifat kekuatan yang lebih tinggi (MOR dan MOE). Sifat polimer termoseting sebagai berikut [20].
Keras dan kaku (tidak fleksibel)
Jika dipanaskan akan mengeras.
Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang).
Tidak dapat larut dalam pelarut apapun.
Jika dipanaskan tidak akan meleleh.
Tahan terhadap asam basa.
2.2 KARAKTERISTIK / SIFAT–SIFAT BAHAN BAKU DAN PRODUK
2.2.1 Sifat dari Tempurung Kelapa
Adapun sifat - sifat dari tempurung kelapa adalah sebagai berikut ini [7] :
Kekerasan dan kerapatannya tinggi
Serapan airnya rendah
Tahan terhadap pengikisan
2.2.2 Sifat dari Resin Poliester Tak Jenuh
Adapun sifat-sifat poliester secara umum adalah [2] : a) Tembus pandang, bersih dan jernih.
b) Tahan terhadap suhu tinggi.
c) Permeabilitasnya terhadap uap air dan gas rendah.
d) Tahan terhadap pelarut organik seperti asam-asam organik dari buah-buahan, sehingga dapat digunakan untuk mengemas minuman sari buah. e) Tidak tahan terhadap asam kuat, fenol dan benzil alkohol.
f) Kuat dan tidak mudah sobek.
2.2.3 Sifat dari Katalis
Adapun sifat-sifat Metil Etil Keton Peroksida secara umum adalah [13] :
Cair dan berwarna bening
Reaksicuringmenghasilkan panas
2.2.4 Sifat dari Komposit
Sifat yang dapat diperoleh dari komposit adalah sebagai berikut [18]. 1. Peningkatan maksimum dalam sifat fisik.
2. Penyerapan kelembapan yang rendah. 3. Ketahanan terhadap panas yang baik. 4. Ketahanan terhadap bahan kimia yang baik.
2.3 PENELITIAN TERDAHULU YANG MENGGUNAKAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA DENGAN PROSES LAIN
[image:54.595.148.500.210.340.2]2.3.1 Sutikno,dkk (2008) [22], meneliti pembuatan bahan gesek kampas rem menggunakan serbuk tempurung kelapa sebagai pemodifikasi gesek.
Gambar 2.6 dibawah ini menunjukkan bahan gesek kampas rem mobil.
Gambar 2.6 Bahan gesek kampas rem mobil
Di Indonesia, banyak sekali limbah logam dan limbah organik yang dapat dijadikan bahan baku bahan gesek, misalnya tempurung kelapa. Tempurung kelapa dapat dijadikan sebagai pengganti grafit pada pembuatan bahan gesek. Banyak negara-negara maju telah menghentikan produksi bahan gesek asbes, karena bahan asbes dapat menyebabkan penyakit kanker.
pemanfaatan tempurung kelapa masih terbatas sebagai bahan bakar dan arang aktif dan bahan baku pembuatan obat nyamuk. Potensi lain pemanfaatan tempurung kelapa adalah sebagai alternatif serat penguat bahan gesek karena tempurung kelapa tersebut memiliki karakteristik fisik dan mekanik yang baik yaitu kekerasan dan kerapatannya tinggi, serta serapan airnya rendah.
Bahan komposit semakin berkembang dewasa ini, bersaing dengan komposit matriks logam dan keramik. Berbagai pemprosesan komposit terus dipicu, diarahkan ke sasaran produk yang bersifat seperti yang dikehendaki. Komposit komersial selama ini umumnya menggunakan bahan termoset. Suplai bahan baku yang terbatas mengakibatkan bahan ini relatif mahal dibandingkan polimer termoplastik yang tersedia. Polimer termoplastik seperti polietilena densitas rendah (LDPE) merupakan bahan komposit polimer komersial yang relatif murah dibandingkan polimer termoset yang tersedia. Serbuk tempurung kelapa digunakan untuk mensubstitusi bahan grafit atau serbuk batu bara. Pemilihan serbuk tempurung kelapa berdasarkan pertimbangan bahwa karbon serbuk tempurung kelapa, grafit dan serbuk batu bara memiliki karakteristik yang hampir sama. Ketiga-tiganya memiliki kandungan karbon. Tempurung kelapa dapat digunakan sebagai pemodifikasi gesek pada kadar optimum 14.82% volume [22].
2.3.2 Siswanto dan Kuncoro Diharjo (2011) [23], melakukan penelitian pengaruh fraksi volume dan ukuran partikel komposit polyester resin berpenguat partikel genting terhadap kekuatan tarik dan kekuatan bending.
seiring dengan peningkatan fraksi volume abu terbang. sedangkan sifat fisik densitas menurun seiring peningkatan fraksi volume abu terbang. Dari data hasil pengujian bending dan pengujian tarik menunjukkan bahwa komposit dengan fraksi volume partikel 30% memiliki kekuatan bending dan tarik lebih tinggi dibanding dengan komposit fraksi volume partikel 40% dan 50%. Komposit dengan fraksi volume partikel 30 % menghasilkan ikatan matrik terhadap partikel lebih kuat, matrik memiliki keleluasaan untuk mengisi daerah antara butir. Sedangkan semakin tinggi fraksi volume partikel akan menyebabkan keleluasaan kemampuan matrik untuk mengisi daerah antar butir semakin kecil yang menyebabkan menurunya daya ikatan yang dihasilkan. Ukuran partikel juga berpengaruh terhadap kekuatan komposit. Komposit dengan partikel mesh 80-100 memiliki tegangan bending dan tarik yang lebih tinggi di banding dengan ukuran mesh 40-60 maupun 60-80. Hal ini disebabkan bahwa ukuran partikel butir semakin kecil akan semakin besar luasan area partikel yang akan di ikat oleh matrik, sehingga berpengaruh pada meningkatnya kekuatan bending [23].
[image:56.595.115.507.476.625.2]2.3.3 Perbandingan Kelebihan dan Kelemahan Penelitian ini dengan Penelitian Yang Lain
Tabel 2.2 Adapun perbandingan kelebihan komposit adalah sebagai berikut : No Kelebihan Penelitian ini Kelebihan Penelitian yang Lain 1. Biaya operasional lebih murah Biaya bahan baku lebih murah 2. Kekuatan bentur meningkat Kekuatan tariknya meningkat 3. Bahan baku mudah diperoleh Bahan baku mudah diperoleh 4. Serapan airnya rendah Kekuatan bending meningkat 5. Mekanisme pengerjaan lebih
mudah
Kekuatan gesek tinggi
2.4 STUDI PUSTAKA TERHADAP MEKANISME PROSES Metoda penyediaan komposit yang umum dilakukan, yaitu [24]:
1. Metoda Vacuum Bagging yang menggunakan kombinasi ruang vakum dan sebuah film penyerap resin.
2. Metoda Vacuum Resin Transfer Moulding (RTM) menggunakan pemanasan dan proses pemvakuman.
3. Metoda Filament Winding menggunakan sebuah mesin pemintal untuk membentuk jaringan filament.
4. Metoda Pultrusi menggunakan peralatan untuk membentuk komposit menjadi bentuk-bentuk struktural. Metoda ini banyak digunakan untuk produksi dalam skala besar.
5. MetodaHand Lay-Up
Gambar 2.7 MetodaHand Lay-Up[24]
Jenis pengujian yang dilakukan adalah :
1. Uji kekuatan tarik(tensile strenght)
2. Uji kekuatan bentur (impact strength) 3. Pengukuran Fraksi volume komposit 4. Analisis spektroskopi inframerah (FTIR) 5. Pengujian daya serap terhadap air.
2.4.1 Uji Sifat 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 dengan membagi gaya maksimum dengan luas penampang mula-mula, dimensinya sama dengan tegangan [7]. Persamaan untuk tegangan tarik adalah :
Permukaan Luas
gaya Tegangan tarik
Tegangan = ( )
Ao Fmaks
= τ
(2.1) Dimana : τ = tegangan ( kgf/mm2)
Fmaks = beban ( kgf)
Ao = luas penampang mula- mula Dry Reinforcement
Fabric
Consolidation
Roller Resin
Optional Gel Coat
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 perpanjangan (elongation). Persamaan untuk perpanjangan :
Awal Panjang
panjang Perubahan
an Perpanjang =
%) 100 ( o
o
l l l−
= ε
(2.2)
Sementara sifat elastisitas suatu bahan polimer (modulus young) merupakan perbandingan antara tegangan tarik dengan perpanjangan, atau :
ε τ =
E
(2.3)
Pada peregangan suatu bahan polimer, perpanjangan tidak selalu berbanding lurus dengan beban yang diberikan, dan pada penurunan kembali beban, sebagian regangannya hilang, karena bahan polimer bukan merupakan bahan sepenuhnya elastis tetapi ada sifat viskositasnya [7].
2.4.2 Uji Sifat Kekuatan Bentur (impact strength)
Pengujian impak dilakukan untuk mengetahui karakteristik patah dari bahan. Pengujian ini biasanya mengikuti dua metoda yaitu metoda Charpy dan Izod yang dapat digunakan untuk mengukur kekuatan impak, yang kadang juga disebut seabgai ketangguhan ketok (notch toughness). Untuk metoda Charpy dan Izod, spesimen berupa dalam bentuk persegi dimana terdapat bentuk V-notch
Gambar 2.8 Spesimen V-NotchMetoda Charpy dan Izod [25]
Peralatan untuk melakukan kekuatan impak spesimen V-notch
ditunjukkan pada Gambar 2.9. Beban didapat dari tumbukan pendulum yang dilepas dari ketinggian h. Spesimen diletakkan di dasar seperti pada Gambar 2.8. Ketika dilepas ujung pisau pada pendulum akan menghantam dan mematahkan spesimen pada titik ketoknya (notch) yang bekerja sebagai titik tegangan untuk benturan kecepatan tinggi. Pendulum terus berayun, naik sampai ketinggian maksimum h' yang lebih rendah dari h. Energi yang diserap, yang diukur dari perbedaan ketinggian h dan h' merupakan pengukuran kekuatan impak. Perbedaan antara metoda Charpy dan Izod yaitu bergantung pada peletakan support
spesimen seperti ditunjukkan pada Gambar 2.8 [25].
Specimen
Anvil End of Swing
Pointer
Scale
Gambar 2.9 Skema Pengujian Impak [25]
= (2.4)
2.4.3 Pengukuran Fraksi Volume Komposit
Densitas/kepadatan merupakan suatu indikator penting suatu komposit, karena sangat mempengaruhi sifat dari material komposit. Densitas dapat diukur dengan persamaan [ 3 ]:
V m
= ρ
(2.5)
Bila densitas resin (ρR), densitas komposit (ρC), data massa komposit
(MC),dan data massa resin (MR) telah diketahui maka untuk mencari fraksi
volume resin (VR) diberikan dalam persamaan berikut [ 26 ]:
Mf f . V C F ρ ρ = (2.6)
Dimana : VF= Fraksi volume serat ( ml )
ρ
C = Densitas komposit ( gr/ml)ρ
F= Densitas serat ( gr/ml)MF= Massa Serat (gram)
Maka untuk menghitung fraksi massa serat(VF) dan densitas serat (ρC)
dihitung berdasarkan persamaan berikut [ 3 ]:
2.4.4 Analisi spektroskopi inframerah (FTIR)
Penggunaan spektrofotometer FTIR untuk analisis banyak digunakan untuk identifikasi suatu senyawa. Hal ini disebabkan spectrum FTIR suatu senyawa bersifat khas, artinya suatu senyawa yang berbeda akan mempunyai spektrum yang berbeda pula. Vibrasi ikatan kimia pada suatu molekul menyebabkan pita serapan hampir seluruhnya di daerah spektrum IR yaitu, 4000-400 cm-1.
Formulasi bahan polimer komersial dengan kandungan aditif bervariasi sebagai pemlastis dan oksidasi, memberikan kekhasan pada spektrum infra merahnya. Analisis infra merah memberikan informasi tentang kandungan aditif, panjang rantai dan struktur rantai polimer. Disamping itu, analisis IR dapat digunakan untuk karakterisasi bahan polimer yang terdegradasi oksidatif dengan munculnya gugus karbonil dan pembentukan ikatan rangkap pada rantai polimer. Gugus lain yang menunjukkan terjadinya degradasi oksidatif adalah gugus hidroksida dan karboksilat [ 27 ].
2.4.5 Pengujian daya serap terhadap air
Daya serap air papan partikel dilakukan dengan mengukur selisih berat sebelum dan setelah perendaman dalam air dingin selama 24 jam. Daya serap air tersebut dihitung dengan rumus [ 28 ]:
DSA = 100% (2.8)
Dimana :
DSA : daya serap air (%)
B1 : berat sampel uji sebelum perendaman
B2 : berat sampel uji setelah perendaman.
terlibat dan kemudahan pergerakan molekul. Selain itu, penyerapan juga dapat ditingkatkan dengan menambahkan pelarut danplastisizer[ 28 ].
Penyerapan air pada komposit memiliki peranan penting karena semakin tinggi daya serap komposit terhadap air dapat dipastikan terdapat banyak rongga atau ruang kosong sehinggadapat menurunkan sifat mekanik komposit tersebut. Selain itu, komposit akan mudah mengalami pembusukan.
Gambar 2.10 Mekanisme Penyerapan Air [ 17 ] 2.5 ANALISIS BIAYA
[image:63.595.107.514.451.634.2] [image:63.595.108.514.452.635.2]Dalam penelitian ini, dilakukan suatu analisa biaya terhadap pembuatan komposit poliester tak jenuh (UPR) berpengisi serbuk tempurung kelapa (STK). Rincian biaya diberikan dalam Tabel 2.2 berikut.
Tabel 2.4 Rincian Biaya Pembuatan Komposit UPR Berpengisi STK
Bahan dan Peralatan Jumlah Harga (Rp) Biaya
Total (Rp) Poliester Tak Jenuh Yukalac
157®BTQN-EX
3 Kg Rp 31.000,-/Kg 93.000,-Katalis Metil Etil Keton
Peroksida (MEKP)
1 botol Rp 7.000,-/botol 7.000,-Lilin Cetakan (Malam) 4 buah Rp 5.000,-/buah 20.000,-Serbuk Tempurung Kelapa
(STK)
3 kg Rp 5000,-/kg
15.000,-AnalisaFourier Transform Infra-Red(FTIR)
3 sampel Rp 75.000,-/sampel
225.000,-TOTAL
2. Poliester tak jenuh
3. Metal etil keton peroksida 4. Lilin
5. Kuas 6. Kaca
7. Cetakan bingkai foto 8. Dan lain–lain
Prosedur pembuatan bingkai foto sama seperti prosedur penelitian ini. Dimana bisa menghitung biaya pembuatan bingkai foto. Ukuran bingkai foto yang ingin kita buat adalah ukuran 30 cm x 25 cm x 1,5 cm.
1,5 cm
30 cm
25 cm
Diketahui : Panjang = 30 cm
Lebar = 25 cm
Tebal = 1,5 cm
Lebar dalam = 22 cm Panjang dalam = 27 cm
Pada ukuran bingkai foto 30 cm x 25 cm x 1,5 cm membutuhkan serbuk tempurung kelapa dan poliester tak jenuh sebanyak :
Ukuran bingkai foto 30 cm x 25 cm x 1,5 cm
Ukuran serbuk tempurung kelapa 70 mesh dan perbandingan komposisi matriks dengan pengisi yaitu poliester : STK ( 80 : 20 )
27 cm
