Pengaruh Panjang Serat Rami Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanik Komposit Dengan Resin Poliester

(1)

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN DATA PENGUJIAN

1. Menghitung densitas sampel komposit SR-P

(2)

_cm3

2. Menghitung daya serap air (porositas) sampel komposit SR-P

(3)

(4)

A = Luas Permukaan (m2)

- Komposit tanpa Serat

F = load x a = 24,827 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 243,304 10-9N A = W x T = 7 mm x 2,34 mm = 16,38 mm2

- Komposisi SR 0,2 gr panjang Serat 0,5 cm

- Variasi Panjang Serat 1 cm

- Variasi Panjang Serat 1,5 cm

F = load x a = 52,226 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 10-9N

A = W x T = 7 mm x 2,23 mm = 15,61 mm2

-- Variasi panjang Serat 2 cm

F = load x a = 56,074 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 10-9N

A = W x T = 7 mm x 2,34 mm = 14,04 mm2

(5)

- Variasi panjang serat 2,5 cm

- Variasi panjang serat 3 cm

F = load x a = 95,080 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 10-9N A = W x T = 7 mm x 2,89 mm = 20,23 mm2

4. Menghitung kekuatan impak sampel komposit SR-P

Keterangan:

Is = Kuat Impak (J.m-2) E = Energi Serap (J) A = Luas Permukaan (m2)

- Variasi tanpa serat

E =

A = W x T = 15 mm x 3,77 mm = 56,55 mm2

- Variasi panjang Serat 0,5 cm

E =

(6)

E = 484382,7

A = W x T = 15 mm x 3,05 mm = 45,75 mm2

- Variasi panjang serat 1,5 cm

E =

A = W x T = 15 mm x 3,30 mm = 49,50 mm2

(7)

LAMPIRAN B

GAMBAR PERALATAN DAN BAHAN

Aluminium Foil Jangka Sorong

Wolpert Al-7000 (Jepang)

Perendaman sampel

(8)

Tissu gulung Kertas pasir

Gunting

Alat Kempa Panas

Pisau Carter

(9)

Spatula

Universal Testing Machine (Jepang)

Sampel 1-7 Neraca analitik

(10)

Sampel uji tarik

(11)

LAMPIRAN C

GRAFIK HASIL PENGUJIAN KOMPOSIT

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

DAFTAR PUSTAKA

Campbell , F.C. 2010. Structural Composite Materials .ASM International Copyright. Hal 1

Christian,P. 2010. Kajian Kekuatan KompositSekam Padi sebagai Bahan Pembuat Bumper Mobil. [Skripsi]. Semarang : Universitas Diponegoro. Hal 35

Febrianto Amri Ristami. 2011. Study Mengenal Mekanis Komposit PLA yang diperkuat Serat Rami. [Tesis]. Yogyakarta : Universitas Gajah Mada. Giancoli, Douglas C. 1999. Fisika. Edisi Kelima. Jilid 1. Erlangga: Jakarta.

Hadi,B,K.2000.Mekanika Struktur Komposit. Penerbit ITB, Departemen Penerbangan. Bandung.

Hartomo, A. J. 1992. Memahami Polimer dan Perekat. Edisi Pertama. Andi Offset: Yogyakarta.

Jamasri,Ir. 2008. Prospek Pengembangan Komposit Serat Alam Komposit di

Indonesia. Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar pada Fakultas Teknik

Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. Hal 4 – 8

JIS. 2003. Japanese Industrial Standard A 5905: 2003. Japan : Japanese Standard Asosiation. Hal 7, 18 – 19

Lokantara,I.P. 2012. Analisis Kekuatan Impact Komposit Polyester Serat Tapis

Kelapa Dengan Variasi Panjang Dan Fraksi Volume Serat Yang

Diberi Perlakuan NaOH. Vol 2 No.1. Jurnal Dinamika Teknik Mesin.

Hal 1

Maloney, T. M. 1993. Modern Particleboard and Dry Process Fiberboard Munufactoring. Millner Freeman Inc. New York.

Maloney, T. M. 1997. Modern Particleboard and Drying Process Fiberbroad Manifacturing. Miller Freeman Publication San Fransisco.

Marsyahyo,E., Soekrisno,R., Rochardjo,H.S.B., Jamasri,. 2009, Preliminary Investigation on Bulletproof Panels Made from Ramie Fiber Reinforced Composites for NIJ Level II, IIA, and IV, Journal

(26)

Ristadi, FA. 2011. Studi Mengenai sifat Mekanis Komposit Polylactic Acid (PLA)

Diperkuat Serat Rami. [Tesis] .Program Pasca Sarjana Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Hal 1 – 2 Sears, Zemansky. 1982. Fisika Untuk Universitas 1. Cetakan keempat. Binacipta:

Bandung.

Sears, Zemansky. 2003. Fisika Untuk Universitas. Edisi Kesepuluh. Jilid 2.Erlangga: Jakarta.

Sembiring, A. 2007. Pengaruh Fraksi Volum terhadap Sifat Mekanis Komposit

Serat Gelas Acak dengan Matriks Epoksi setelah Dibebani.

[Skripsi]. Medan : Universitas Sumatera Utara, Program Sarjana. Hal 5-13,16.

Shafi Fauzi Rahwan.2009.Pertumbuhan Kekuatan Tarik dan Mulur Serat rami dan Pemberian Asam Giberelat dan Variasi Ketersediaan Air. [Tesis].Surakarta : Universitas Sebelas Maret

Schwartz,MM.1984.CompositeMaterial Handbook,McGraw-Hill Book Company.New York USA.

Surdia, Tata. 2005. “Pengetahuan Bahan Teknik”. Paramita Pradnya, Jakarta Yusril Irwan.2013.Pembuatan dan Uji Karakteristik Akustik Komposit Papan

Serat Sabut Kelapa. [Skripsi].Surakarta : Universitas Sebelas Maret www.http:wikipedia B.2014.Mengenal Matriks Komposit.

Diakses pada 20 september 2015

(27)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan di Laboratorium Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara .

3.2 Peralatan dan Bahan sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan.

2. 1 set motor stirrer berfungsi sebagai pengaduk poliester dengan katalis

3. Plat besi

Berfungsi sebagai alas dan penutup cetakan. 4. Cetakan spesimen

Berfungsi untuk mencetak sampel uji dengan bentuk yang diinginkan sesuai dengan standar yang dibutuhkan.

5. Alumunium foil

Berfungsi untuk melapisi plat besi agar sampel tidak keluar dari cetakan.

6. Kempa panas (hot press)

Berfungsi untuk menekan alat cetakan agar diperoleh sampel uji yang padat sesuai dengan ketebalan cetakan.

7. Spatula

Berfungsi untuk memindahkan perekat saat menimbang dan meratakan perekat saat pencampuran dengan serat kulit rotan.

(28)

Berfungsi sebagai alat untuk melakukan pengujian sifat mekanik terutama kekuatan lentur dengan kapasitas beban 100 kgf dan kekuatan tarik dengan kapasitas beban 200 kgf.

9. Impaktor Wolpert

Berfungsi untuk melakukan pengujian kekuatan impak komposit ayang dilengkapi dengan skala.

10.Oven Pengering (Oven Drying)( Tmaks = 100o C )

Berfungsi untuk memanaskan sampel yang akan diuji kadar air.

11. Alat-alat lain

Perlengkapan lain yang digunakan antara lain: penggaris, serbet, gunting,

pisau, sarung tangan, masker, plastik, kertas label dan lain-lain.

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan untuk pembuatan komposit plastik :

1. Serat rami( filler) dari tanaman rami : sebagai bahan utama pembuatan papan komposit berbasis serat alam.

2. Resin poliester 157 BQTN – Ex produk PT.Justun Kimia Raya sebagai penguat berfungsi untuk merekatkan serat rami dengan perbandingan komposisi tertentu.

3. Handneer metyl etyl keton perioksida (MEKPO) Produk PT. Justun Kimia raya cabang medan.

4. Mirror glaze / MGH no 8 Wax produk PT. Justun-Kimia Raya cabang Medan 5. NaOH 5 % sebanyak 200 gram produk Kimia Organo.

(29)

3.2.3 Prosedur Percobaan

1. Disediakan semua bahan dan peralatan yang diperlukan.

2. Dipilih serat rami dengan diameter yang sama dan potong-potong dengan variasi 0,5 cm ; 1 cm ; 1,5 cm ; 2cm ; 2,5 cm dan 3 cm .

3. Ditimbang resin poliester dengan dan Serat dengan ukuran

4. Dicampurkan resin poliester dan Mekspo dengan perbandingan 100:1 dan diaduk dengan motor stirer sampai merata.

5. Disediakan papan cetakan

6. Dihidupkan kempa panas dan diatur suhunya pada 500 C.

7. Dilapisi kedua plat yang telah dibasahi dengan air menggunakan alumunium foil untuk bagian alas dan penutup cetakan

8. Diletakkan cetakan di atas plat alas yang sudah dilapisi alumunium foil

11.Ditutup cetakan dengan plat penutup yang telah dilapisi alumunium foil 12.Diletakkan cetakan pada kempa panas dengan suhu 50o C kemudian

ditekan secara berulang-ulang untuk mendapatkan ketebalan yang sesuai dengan cetakan selama 20 menit

13.Dikeluarkan cetakan dari kempa dan dibiarkan selama 10 menit

14.Dikeluarkan sampel dari cetakan dengan cara melepaskan plat besi dari alumunium foil kemudian alumunium foil ditarik secara perlahan dari cetakan.

15.Dilakukan pembuatan sampel pertama (tanpa serat), untuk sampel 2,sampel 3, sampel 4, Sampel 5,sampel 6 dan sampel 7 masing-masing dengan variasi panjang 0,5 cm sampai 3 cm.

(30)

3.4 Tahapan penelitian

(31)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian fisis

4.1.1 Pengujian Densitas

Densitas atau kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat per satuan volume.

Massa serat sebagai penguat dalam komposit ini dibuat tetap 0,2 gram,

tetapi untuk massa tetap 0,2 gram divariasikan dengan panjang serat 0,5 cm ; 1 cm ; 1,5 cm ; 2 cm ; 2,5 cm ; 3cm hanya menambah jumlah/kuantitas fiber yang tidak akan mempengaruhi densitas komposit. Nilai densitas maksimum pada komposit tanpa serat sebesar 1,2969 g/cm3 dan densitas minimum pada komposit panjang serat 2,5 cm yaitu 1,1948 g/cm3.

4.1.2 Pengujian Daya Serap Air (DSA)

Pengujian daya serap air dilakukan untuk menentukan besarnya persentase air yang terserap oleh sampel yang direndam dengan perendaman selama 24 jam.

Data hasil penimbangan massa kering dan massa basah komposit serat rami-poliester (SR-P) ditampilkan seperti pada Tabel 4.2 berikut ini :

Tabel 4.2 Hasil Uji Daya Serap Air Komposit Serat Rami dengan Resin Poliester, dengan Massa Serat 0,2 gram

(32)

Dari Tabel 4.2 di atas dapat dibuat grafik hubungan antara daya serap air

komposit SR-P vs Variasi panjang serat rami seperti yang tampak pada Grafik 4.2

berikut ini :

Grafik 4.2 Hubungan antara Panjang Serat Rami dengan Daya Serap Air Komposit

Pada Grafik 4.2 di, dapat dilihat nilai daya serap air minimum untuk komposit tanpa serat rami yaitu 0,66 % dan daya serap air maksimum untuk komposit dengan panjang serat 2,5 cm yaitu 0,95 %. Berdasarkan JIS A 5905 : 2003, nilai daya serap air sampel papan serat maksimum adalah 25% . Daya serap air komposit serat rami dengan resin poliester masing–masing komposisi telah memenuhi syarat yang ditetapkan untuk menjadi Papan Serat.

4.2 Pengujian Sifat Mekanik

4.2.1 Pengujian Kuat Tarik ( Tensile Strength Test )

Uji tarik adalah uji stress-strain mekanik yang bertujuan mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dengan melakukan uji tarik kita mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material bertambah panjang. Pengujian ini menggunakan standar ASTM 638 D. Data hasil pengujian kuat tarik komposit (SR-P) dapat dilihat pada tabel

(33)

Tabel 4.3 Hasil Uji Kuat Tarik Komposit Serat Rami dengan Resin Poliester serat rami dengan Kuat Tarik komposit seperti pada Grafik 4.3 berikut ini:

Grafik 4.3 Hubungan antara Panjang Serat Rami dengan Kuat Tarik

Komposit

Pada Grafik 4.3, tampak bahwa kuat tarik minimum adalah pada komposit tanpa serat yaitu 14,859 MPa, dan kuat tarik maksimum pada komposit SR-P

(34)

4.2.2 Pengujian Kuat Impak (Impact Strength Test )

Pengujian ini menggunakan alat Wolperts Type : CPSA Com. No. 8803104/0000 diberikan perlakuan dengan pemukul (godam) sebesar 4 Joule menggunakan standart ASTM 256 D. Setelah dilakukan uji impak pada masing masing sampel, didapat hasilnya sebagai berikut:

Tabel 4.4 Hasil Uji Kuat Impak Komposit Serat Rami dengan Resin Poliester dengan Massa Serat 0,2 gram

No

Grafik 4.4 Hubungan antara Panjang Serat Rami dengan Kuat Impak

Komposit

(35)

panjangserat 2,5 cm dengan massa serat 0,2 gram yaitu sebesar 13623,2 J/m dan kuat impak minimum pada komposit tanpa serat yaitu sebesar 6248,8 J/m2. Kuat

impak komposit semakin meningkat seiring dengan bertambahnya panjang serat yang digunakan. Bertambahnya panjang serat yang digunakan pada sampel, maka

kemampuan sampel dalam menerima gaya yang diberikan semakin besar, dimana

serat mampu meneruskan gaya yang diberikan oleh matrik dengan baik.

4.2.3 Pengujian Kuat Lentur (Flexural Strength Test )

Pengujian kuat lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan komposit polimer terhadap pembebanan sesuai standar ASTM D-790. Dalam metode ini

yang digunakan adalah metode tiga titik lentur. Pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada permukaan bagian atas sampel yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada permukaan bawah sampel akan terjadi tarikan. Pada pengujian ini terhadap sampel uji diberikan pembebanan yang arahnya tegak lurus terhadap sampel.

Data–data yang dihasilkan untuk pengujian kuat lentur komposit serat Rami dengan resin poliester adalah sebagai berikut:

Tabel 4.5 Hasil Uji Kuat Lentur Komposit Serat Rami dengan Resin Poliester dengan Massa Serat 0,2 gram

(36)

Grafik 4.5 Hubungan antara Panjang serat rami dengan Kuat Lentur Komposit

Dari Grafik 4.5 tampak bahwa kuat lentur maksimum komposit SR-P terdapat pada panjang serat 2,5 cm, yaitu sebesar 52,280 MPa dan kuat lentur minimum

komposit SR-P terdapat pada komposit tanpa serat yaitu sebesar 31,514 MPa.

4.2.4 Pengujian Sifat Mekanik Untuk Sampel Tanpa Serat ( Vf= 0%)

Pengujian sifat mekanik untuk sampel tanpa serat (Vf = 0 %) dapat dilihat pada table berikut ini:

Tabel 4.6 Hasil Uji Sifat Mekanik Sampel Tanpa Serat ( Vf=0%)

No Pengujian Panjang (mm) lebar (mm)

(37)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

Dari data dan hasil uji penelitian komposit serat rami dan resin poliester yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Nilai densitas maksimum pada sampel tanpa serat yaitu sebesar 1,2969 gr/cm3 dan nilai densitas minimum pada sampel dengan panjang serat 2,5 cm sebesar 1,1948 gr/cm3. Daya serap air (DSA) komposit sebesar 0,66 % - 0,95 %. Daya serap maksimum pada sampel panjang serat 2,5 cm sebesar 0,95 % dan minimum pada komposit tanpa serat sebesar 0,66 %.

2. Besar Kuat Tarik maksimum pada sampel panjang serat 2,5 cm sebesar 53,01 MPa, dan minimum pada sampel tanpa serat sebesar 14,859 MPa. Kuat Lentur maksimum pada sampel panjang serat 2,5 cm sebesar 52,280 MPa, dan minimum pada sampel tanpa serat sebesar 31,514 MPa. Nilai Kuat Impak maksimum pada sampel panjang serat 2,5 cm sebesar 13623,2J.m-2, dan nilai minimum pada sampel tanpa serat sebesar 6248,8 J.m-2 .

3. Komposit Serat Rami dengan resin Poliester ini dapat dimanfaatkan untuk

bahan pembuatan bumper mobil kekuatan lentur ±32 MPa, hasil uji kuat lentur 52,280 MPa dan Bahan pembuatan helm anti peluru kuat tarik ± 52 MPa, hasil pengujian kuat tarik 53,010 MPa.

5.2 Saran

1. Sebaiknya peneliti selanjutnya dapat menambahkan variasi komposisi antara matriks dan serat yang digunakan.

2. Sebaiknya peneliti selanjutnya memperhatikan peletakan dan pendistribusian serat pada metode acak.

(38)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komposit

Beberapa faktor kunci yang berpengaruh terhadap kualitas papan komposit antara jenis kayu, bentuk partikel, kerapatan papan, profil kerapatan papan, jenis dan kadar serta distribusi perekat, kondisi pengempaan (suhu, tekanan, dan waktu), kadar air adonan, kontruksi papan, particle alignment, dan kadar air partikel (Maloney 1993).

Dalam proses pembuatan papan komposit, semakin tinggi suhu kempa yang digunakan, maka pengembangan tebal dan daya serap air semakin

rendah, keteguhan lentur dan kekuatan tarik sejajar permukaan semakin tinggi. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan maka kualitas papan komposit yang dihasilkan semakin baik. Namun karena pertimbangan biaya produksi, biasanya kadar perekat yang digunakan pada industri papan komposit tidak lebih dari 12% . penguat (reinforcement) dan matriks sebagai pengikat. Sesuai dengan defenisinya, maka bahan material komposit terdiri dari unsur-unsur penyusun, berupa unsur

organik, anorganik ataupun metalik dalam bentuk serat, serpikan, partikel dan lapisan.

(39)

1. Komposit Serat

Komposit serat, yaitu komposit yang terdiri dari serat dan matriks (bahan dasar) yang diproduksi secara fabrikasi, misalnya serat ditambahkan resin sebagai bahan perekat. Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau lapisan yang menggunakan penguat berupa fiber/serat. Fiber yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, armid fibers (poly aramide), dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak (Chopped Strand Mat) maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman.

2. Komposit Lapis (laminated composite)

Komposit laminat, merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karaktristik sifat sendiri. Komposit yang terdiri dari lapisan serat dan matriks, yaitu lapisan yang diperkuat oleh resin sebagai contoh plywood, laminated glass yang sering digunakan bahan bangunan dan kelengkapannya. Pada umunya manipulasi makroskopis yang dilakukan yang tahan terhadap korosi, kuat dan tahan terhadap

temperatur.

3. Komposit Serpihan

Serpihan adalah partikel kecil yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang khusus dengan orientasi serat sejajar permukaannya. Suatu komposit serpihan terdiri atas serpih-serpih yang saling menahan dengan mengikat permukaan atau dimasukkan ke dalam matriks. Sifat-sifat khusus yang dapat diperoleh dari serpihan adalah bentuknya besar dan datar sehingga dapat disusun dengan rapat untuk menghasilkan suatu bahan penguat yang tinggi untuk luas penampang lintang tertentu. Pada umumnya serpih-serpih saling tumpang tindih pada suatu komposit sehingga dapat membentuk lintasan fluida ataupun uap yang dapat mengurangi kerusakan mekanis karena penetrasi atau perembesan.

4. Komposit Partikel

(40)

produk yang dihasilkan dengan menempatkan partikel-partikel dan sekaligus mengikatnya dengan suatu matriks bersama-sama dengan satu atau lebih unsur-unsur perlakuan seperti panas, tekanan, kelembaban, katalisator dan lain-lain.

Komposit partikel ini berbeda dengan jenis serat acak sehingga bersifat isotropis. Kekuatan komposit serat dipengaruhi oleh tegangan koheren di antara fase partikel dan matriks yang menunjukkan sambungan yang baik.

Manfaat utama dari penggunaan komposit adalah mendapatkan kombinasi sifat kekuatan serta kekakuan tinggi, berat jenis yang ringan, biaya produksi murah dan tahan korosi. Bahan komposit memiliki banyak keunggulan, diantaranya berat yang lebih ringan, kekuatan dan kekuatan yang lebih tinggi, tahan korosi dan memiliki biaya perakitan yang lebih murah.Dengan memilih kombinasi material matriks dan serat yang tepat, kita dapat membuat suatu material komposit dengan sifat yang sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu struktur dan tujuan tertentu pula. Aplikasi serta pemakaian komposit yang diperkuat dengan serat secara luas dipakai pada industri-industri dan perabot rumah tangga. Hal ini menunjukkan perkembangan yang pesat dari material

komposit karena memiliki sifat yang unggul yakni sebagai isolator yang ketahanannya baik terhadap air dan zat kimia, sehingga bahan komposit tidak dapat berkarat.

2.3 Klasifikasi Bahan Komposit

Klasifikasi komposit dapat dibentuk dari sifat dan strukturnya. Bahan komposit dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. Secara umum klasifikasi komposit sering digunakan antara lain seperti : Klasifikasi menurut kombinasi material utama, seperti metal-organic atau metal anorganic.

1. Klasifikasi menurut karakteristik bulk-form, seperti sistem matrik atau laminate.

2. Klasifikasi menurut distribusi unsur pokok, seperti continous dan disconti

nous.

3. Klasifikasi menurut fungsinya, seperti elektrikal atau struktural (Schwart, M.M 1984).

(41)

dengan matrik.

2. Flake composites adalah gabungan serpih rata dengan matrik. 3. Particulate composites adalah gabungan partikel dengan matrik. 4. Filled composites adalah gabungan matrik continous

skeletal dengan matrik yang kedua.

5. Laminar composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina

Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan

komposit partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber

composite). Bahan komposit partikel terdiri dari partikel-partikel yang di ikat

oleh matrik. Bahan komposit partikel pada umumnya lebih lemah dibanding dengan bahan komposit serat, namun memiliki keunggulan seperti ketahan terhadap aus, tidak mudah retak, dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik. Bahan komposit serat terdiri dari serat-serat yang diikat oleh matrik yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continuos fiber) dan serat pendek (short fiber atau

whisker). Penggunaan bahan komposit serat sangat efisien dalam menerima

beban dan gaya. Karena itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat (Hadi, B.K.2000).

2.4 Komposit serat

Komposit serat adalah komposit yang terdiri dari fiber didalam matriks. Secara alami serat yang panjang mempunyai kekuatan yang lebih dibanding serat yang berbentuk curah (bulk). Serat panjang mempunyai struktur yang lebih sempurna karena struktur kristal tersusun sepanjang sumbu serat dan cacat internal pada serat lebih sedikit dari pada material dalam bentuk curah. Bahan pangikat atau penyatu serat dalam material komposit disebut matriks. Matriks secara ideal

(42)

tetap stabil secara fisika dan kimia setelah proses manufaktur. Matriks dapat berbentuk polimer, logam, karbon, maupun keramik. Beberapa faktor yang mempengaruhi Fiber-Matriks komposit antara lain:

1. Jenis serat, serat digunakan untuk dapat memperbaiki sifat dan struktur matik, mampu menjadi bahan penguat matrik pada komposit untuk menahan gaya yang terjadi.

2. Orientasi serat, menentukan kekuatan mekanik komposit yangmempengaruhi kinerja komposit tersebut.

3. Panjang serat, sangat berpengaruh terhadap kekuatan dimana serat panjang lebih kuat dibandingkan serat pendek.

4. Bentuk serat, pada umumnya semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit yang semakin tinggi.

5. Jenis matrik, matrik berfungsi sebagai pengikat serat menjadi sebuah unit struktur, melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan atau memindahkan beban eksternal pada bidang geser antara serat dan matrik.

6. Ikatan serat-matrik, keberadaan void dalam komposit akan mengurangi kekuatan komposit yang disebabkan ikatan interfacial antara matrik dan

serat yang kurang besar.

7. Katalis / pengeras, digunakan untuk membantu proses pengeringan resin dan serat dalam komposit. (Setyawan, 2012).

2.4.1 Tipe Komposit Serat

Untuk memperoleh komposit yang kuat harus dapat memempatkan serat dengan benar. Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu :

1. Continuous Fiber Composite

(43)

yaitu:

a. Komposit serat pendek (short fiber composite)

Adapun pengertian dari serat pendek adalah serat dengan perbandingan antara panjang dan diameternya < 100 mm. Komposit yang diperkuat dengan serat pendek umumnya sebagai matriknya adalah resin termoset yang amorf atau semikristalin. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek dapat dibagi menjadi dua bagian, :

1. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang mengandung orientasi secara acak (inplane random orientation). Secara acak biasanya derajat orientasi dapat terjadi dari suatu bagian ke bagian yang lain. Akibat langsung dari distribusi acak serat ini adalah nilai fraksi volume lebih rendah dalam material yang menyebabkan bagian resin lebih besar. Fraksi berat yang lebih rendah berhubungan dengan ketidakefisienan balutan dan batasan-batasan dalam proses pencetakan.

2. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang

terorientasi atau sejajar antara satu dengan yang lain. Tujuan pemakaian serat pendek adalah memungkinkan pengolahan yang lebih mudah, lebih cepat, produksi yang lebih murah, dan lebih beraneka ragam (Emma,1992).

b. Komposit serat panjang (long fiber composite)

Keistimewaan komposit serat panjang adalah akan lebih mudah untuk diorientasikan, jika dibandingkan dengan serat pendek. Walaupun demikian serat pendek memiliki rancangan yang lebih banyak. Secara teoritis, serat panjang dapat menyalurkan pembebanan atau tegangan dari suatu titik pemakaiannya. Pada prakteknya hal ini tidak mungkin terjadi, karena variabel pembuatan komposit serat panjang tidak mungkin memperoleh kekuatan tarik melampaui panjang nya.

(44)

terdapat pada serat panjang. Bentuk serat panjang memiliki kemampuan yang tinggi, disamping itu kita tidak perlu memotong-motong serat.

Fungsi penggunaan serat sebagai penguat secara umum adalah sebagai bahan yang dimaksudkan untuk memperkuat komposit, disamping itu penggunakan serat juga untuk mengurangi penggunaan resin, sehingga akan diperoleh suatu bahan komposit yang lebih kuat, kokoh, dan tangguh jika dibandingkan produk bahan komposit yang tidak menggunakan serat penguat (Emma,1992).

2. Woven Fiber Composite (bi-directional)

Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan akan melemah.

3. Discontinuous Fiber Composite

Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek.

Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 (Gibson, Ronald F. 1994) :

a) Aligned discontinuous fiber (serat pendek dengan tipe searah)

b) Off-axis aligned discontinuous fiber (serat pendek dengan tipe silang)

c) Randomly oriented discontinuous fiber (serat pendek dengan tipe acak)

4. Hybrid Fiber Composite

Hybrid fiber composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus

(45)

(a) (b) (c) (d)

Gambar 2.1 Tipe komposit serat

(a) Continous Fiber Composite (b)Woven fiber composite (c) Chopped Fiber

Composite (d) Hybrid Composite

2.5Serat sebagai Penguat

Secara umum dapat dikatakan bahwa fungsi serat adalah sebagai penguat bahan untuk memperkuat komposit sehingga sifat mekaniknya lebih kaku, tangguh dan lebih kokoh dibandingkan dengan tanpa serat penguat, selain itu serat juga menghemat penggunaan resin.

Dalam penggabungan antara serat dan resin, serat akan berfungsi sebagai penguat (reinforcement) yang biasanya mempunyai kekuatan dan kekakuan tinggi, sedangkan resin berfungsi sebagai perekat atau matrik untuk menjaga posisi serat, mentransmisikan gaya geser dan juga berfungsi sebagai pelapis serat. Matriks biasanya mempunyai kekuatan relatif rendah tetapi ulet, karena itu serat secara dominan akan menentukan kekuatan dan kekakuan komposit.

Sifat mekanik komposit sangat dipengaruhi oleh orientasi seratnya, komposit bisa bersifat quasi-isotropic ketika digunakan serat pendek yang diorientasikan secara acak, anisotropic ketika digunakan serat panjang yang diorientasikan pada beberapa arah, atau orthotropic ketika digunakan serat panjang yang diorientasikan terutama pada arah yang saling tegak lurus.Kekuatan komposit sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti jenis, geometri, arah, distribusi, dan kandungan serat (Jamasri, 2008).

Beberapa syarat dari serat untuk dapat memperkuat matriks antara lain: 1. Mempunyai modulus elastisitas yang tinggi

(46)

3. Perbedaan kekuatan diameter serat harus relatif sama

4. Mampu menerima perubahan gayadari matriks dan mampu menerima gaya yang bekerja padanya.

2.6Serat Alam

Serat secara umum terdiri dari dua jenis, yaitu serat alam dan serat sintetis.Serat alam adalah serat yang dapat langsung diperoleh dari alam.Biasanya

berupa serat yang dapat langsung diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dan binatang. Serat yang banyak digunakan oleh manusia diantaranya adalah kapas, wol, sutera, pelepah pisang, sabut kelapa, ijuk, bambu, nanas dan kenaf atau goni. Salah satu serat adalah serat rami. Serat alam memiliki kelemahan yaitu ukuran serat yang tidak seragam, kekuatan serat sangat dipengaruhi oleh usia.

Serat sintetis adalah serat yang dibuat dari bahan-bahan anorganik dengan komposisi kimia tertentu. Serat sintetis mempunyai beberapa kelebihan yaitu sifat dan ukurannya yang relatif seragam, kekuatan serat dapat diupayakan sama sepanjang serat. Serat sintetis yang telah banyak digunakan antara lain serat gelas, serat karbon, kevlar, nylon, dan lain-lain.

Perbedaan antara serat alami dan serat sintetis yang digunakan pada pembuatan komposit dapat dilihat pada tabel perbandingan berikut :

Tabel 2.1 Perbandingan antara Serat Alami dan Serat Sintetis

Parameter Serat alam Serat sintesis

Massa jenis Rendah 2x serat alami

Biaya Rendah Lebih tinggi dari serat alam

Terbarukan Ya Tidak

Kemampuan didaur ulang Ya Tidak

Konsumsi energy Rendah Tinggi

Distribusi luas Luas Luas

Menetralkan CO2 Ya Tidak

Menyebabkan abrasi Tidak Ya

Resiko kesehatan Tidak Ya

Limbah Biodegradable Tidak Biodegradable

(47)

2.7 Rami dan serat rami

Spesies : Boehmeria nivea (L.)Gaudich

Tanaman rami (B. nivea (L.) Gaudich) di Jawa Barat dikenal dengan nama

haramay, sedangkan di Minangkabau dikenal dengan romin. Menurut Ochse

(48)

Sumber: omahtenunku.blogspot.com

Gambar 2.3. Boehmeria nivea (L.) Gaudich.

b. Serat Rami

Serat rami merupakan serat yang kuat dan tahan lama, oleh karena itu, serat rami menempati urutan nilai teratas di antara serat-serat alam nabati yang ada. Serat ini tahan terhadap serangan bakteri dan kekuatannya

meningkat ketika dibasahi, serta mampu menyerap air lebih tinggi jika dibandingkan dengan serat kapas serat rami memiliki panjang 39-150 mm dan mempunyai diameter 25- Sifat mekanik serat rami dapat kita lihat pada tabel 2.2 dibawah ini.

Tabel 2.2 Referensi Sifat mekanik Serat Rami

No Sifat mekanik Mueller & Krobjilowski

(49)

rami ternyata terbukti lebih mudah dibudidayakan dibandingkan tanaman kapas, dengan warna yang lebih mengkilat seperti dapat kita lihat pada gambar 2.4 dibawah ini :

Sumber.www.jualbijibijian.com

Gambar 2.4 Serat Rami

Rami termasuk tanaman yang mudah tumbuh diberbagai kondisi lahan namun saat ini pemanfaatan serat rami di Indonesia hanya sebatas sebagai bahan dasar pembuatan kain pakaian dan kertas. Disamping itu pohon rami cocok di daerah tropis. Perkembangan teknologi komposit saat ini sudah mulai mengalami

pergeseran, dari bahan komposit berpenguat serat sintesis menjadi bahan komposit berpenguat serat alam. Serat alam rami (Boehmeria Nivea) memiliki

peluang untuk dikembangkan sebagai media penguatan pada resin polimer. (Musaddad, 2007).

2.9 Mengenal Matriks atau Resin

Matriks merupakan suatu bahan yang digunakan untuk mengikat dan menyatukan serat tanpa bereaksi secara kimia dengan serat yang mempunyai fungsi :

a. Sebagai pengikat dan pelindung komposit dari kerusakan mekanik maupun kerusakan kimiawi.

(50)

Pembagian matriks menurut pola pengerjaan pada polimer dikelompokkan yaitu termoset dan termoplastik. Dimana termoset merupakan polimer tiga dimensi yang tetap bersifat kaku meskipun memperoleh perlakuan panas atau dengan kata lain tahan terhadap temperatur tinggi, ini dipengaruhi oleh tipe struktur yang dimilikinya.

2.9.1 Termoplastik

Termoplastik adalah plastik yang dapat dilunakkan berulang kali (recycling) dengan temperatur tinggi (panas). Termoplastik merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Jika dipanaskan, material ini memiliki kemampuan untuk mengalir atau mencair kembali. Polimer termoplastik terdiri dari dua tipe struktur yang berbeda yaitu amorf dan semi kristalin.

2.9.2. Thermoset

Osswald dan Menges (1996) menyatakan bahwa thermoset adalah bahan-bahan polimer yang memiliki kemampuan untuk berikatan silang sehingga menyebabkan

tahan terhadap panas jika sudah mengalami pengerasan.Pemanasan yang tinggi melunakkan plastik thermoset tetapi akan membentuk arang atau terurai. Karena

sifatnya yang demikian, sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis melamine. Contoh plastik thermoset adalah epoxy, phenolics, dan unsaturated

polyester (Osswwald dan Menges 1996). Epoxy atau polyepoxide adalah sebuah

polimer epoxide thermosetting yang bertambah bagus bila dicampur dengan sebuah agen katalis atau "pengeras". Kebanyakan resin epoxy diproduksi dari reaksi antara epichlorohydrin dan bisphenol-A. Percobaan komersial pertama untuk menyiapkan resin dari epichlorohydrin terjadi pada 1927 di Amerika Serikat (Wikipedia 2014).

2.9.3 Polyester

Unsaturated Polyester (UP) merupakan jenis resin thermoset. Resin UP

(51)

dalam pembuatan komposit. Banyaknya penggunaan resin ini didasarkan pada pertimbangan harga relatif murah, curing cepat, warna jernih, dan mudah penanganannya.

Katalis yang sering digunakan sebagai media untuk mempercepat pengerasan cairan resin (curing) adalah hardener metyl etyl keton peroksida (MEKPO). Kadar penggunaan hardener MEKPO adalah 1% pada suhu kamar.

Curing merupakan proses pengeringan untuk merubah material pengikat resin dari

keadaan cair menjadi padat. Curing ini terjadi melalui reaksi kopolimerisasi radikal antara molekul jenis vinil yang membentuk hubungan silang melalui bagian tak jenuh dari polyester. Polyester berarti polimer yang disusun dari monomer yang mengandung gugus ester. Resin polyester adalah polimer tak jenuh yang memiliki ikatan kovalen ganda karbon–karbon rektif yang dapat dihubung–silangkan selama proses curing guna membentuk suatu material thermosetting. Untuk membantu pencampuran yang akurat antara resin dengan pengeras, produsen biasanya memformulasi komponen–komponen untuk memberikan rasio sederhana dimana dapat mudah dicapai dengan mengukur

volume atau berat dari masing– masing komponen (Suwanto, 2012).

Resin polyester sebelum dicampur dengan zat pengeras/katalis, akan tetap dalam keadan cair, dan akan mengeras setelah pencampuran dengan katalisnya setelah beberapa menit sesuai dengan jenis dan banyaknya katalis yang digunakan dalam pencampuran. Semakin banyak penggunaan katalis tersebut, maka waktu pengerasan cairan matriks (curing time) akan semakin cepat. Akan tetapi, apabila kita mengikutib aturan berdasarkan standar 1% maka hal tersebut akan menyebabkan curing time menjadi semakin cepat, sehingga dapat merusak produk komposit yang kita buat. Hal ini dikarenakan temperatur ruangan pada saat pembuatan produk komposit tidaklah terkontrol dengan baik. (Emma, 1992).

Unsaturated Polyester Resin (UPR) merupakan jenis resin termoset atau

(52)

Unsaturated Polyester Resin (UPR) yang digunakan dalam penelitian ini

adalah seri Yukalac 157® BQTN-EX Series, dimana memiliki beberapa spesifikasi sendiri, yaitu :

Tabel 2.2 Spesifikasi Unsaturated Poliester Resin Yukalac 157 BQTN-EX

perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat per satuan volume. Densitas merupakan kerapatan suatu bahan atau material. Pengujian densitas dilakukan dengan menimbang massa sampel, kemudian diukur panjang, lebar dan tebal sampel,dilakukan untuk menentukan volume sampel.

Item Satuan Nilai Tipikal Catatan

Berat jenis - 1,215 25 oC

Kekerasan - 40

Suhu distorsi panas oC 70

Penyerapan air % 0,188 24 Jam

Suhu ruang % 0,466 7 hari

Kekuatan Fleksural kg/mm2 9,4

Modulus Fleksural kg/mm2 300

Daya rentang kg/mm2 5,5

Modulus rentang kg/mm2 300

(53)

Rapat massa suatu bahan yang homogen didefenisikan sebagai massa persatuan volume. Rapat massa dilambangkan dengan huruf Yunani (rho) dan secara matematis dapat ditulis :

Berat jenis suatu bahan ialah perbandingan antara rapat massa bahan itu terhadap rapat massa air dan sebab itu berupa bilangan semata tanpa satuan. Istilah berat jenis sebenarnya merupakan istilah keliru karena tidak ada sangkut pautnya dengan gravitasi. Lebih tepat disebut rapat relatif karena lebih memperjelas konsepnya (Sears, 1982).

b. Daya Serap Air

Pengujian daya serap air (Water absorbtion) pada masing – masing sampel

dapat dilakukan dengan cara menimbang massa kering sampel dan massa basah. Massa kering adalah massa pada saat sampel dalam keadaan kering, dan massa

basah diperoleh setelah sampel mengalami perendaman selama 24 jam pada suhu kamar. Untuk mendapatkan nilai penyerapan air dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

……….(2)

dengan:

(54)

2.11 Sifat mekanik Komposit

1. Uji Kuat Tarik (Tensile Strength).

Pengujian tarik (tensile stength test ) adalah pengujian mekanik secara statis dengan cara sample ditarik dengan pembebanan pada kedua ujungnya dimana gaya tarik yang diberikan sebesar F (Newton). Tujuannya untuk mengetahui sifat- sifat mekanik tarik (kekuatan tarik) dari komposit yang diuji diperkuat dengan serat rami.

Yang menjadi perhatian dalam gambar tersebut adalah kemampuan maksimum bahan dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut

"Ultimate Tensile Strength" disingkat dengan UTS. Untuk semua bahan,

padatahap sangat awal uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan Hooke, yaitu : rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan.

Gambar 2.5 Ukuran Spesimen Uji Tarik Berdasarkan ASTM D-638

Pengujian dilakukan sampai sampel uji patah, maka pada saat yang sama diamati pertambahan panjang yang dialami sampel uji. Kekuatan tarik atau tekan diukur dari besarnya beban maksimum (Fmaks) yang digunakan untuk

(55)

kekuatan tarik polimer lebih rendah dari baja . Hasil pengujian adalah grafik beban versus perpanjangan (elongasi).

Kuat Tarik ( ) :

σ =

_………(1)

=Beban yang diberikan arah tegak lurus terhadap penampang spesimen (N) Ao= Luas penampang mula-mula spesimen sebelum diberikan pembebanan (m2)

σ

= Kuat Tarik (Nm-2)

Regangan (ε):

ε =

=

………. (2)

ε = Regangan

lo = Panjang mula-mula spesimen sebelum pembebanan

Δl = Pertambahan panjang

Hubungan antara Tegangan dan Regangan dirumuskan:

E = ………..….……. (3)

E = Modulus Elastisitas (Nm-2)

σ = Kuat Tarik (Nm-2

)

ε = Regangan( %)

2. Uji Kuat Impak (Impact Strength)

(56)

secara tiba-tiba. Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi. Kekuatan impak dilakukan untuk mengetahui kegetasan bahan polimer. Kekuatan impak bahan polimer lebih kecil daripada kekuatan impak logam.

Bahan polimer menunjukkan penurunan besar pada kekuatan impak kalau diberi regangan pada pencetakannya. Cara pengujian impak dapat dilakukan dengan pengujian Charphy, Izod atau dengan bola jatuh.

Uji impak ini bertujuan untuk menguji ketahanan sampel terhadap benturan akibat dijatuhkannya pemberat secara vertikal ke permukaannya. Harga impak yang dihasilkan (Is) merupakan perbandingan antara energi yang diserap (Es) dengan luas penampang (A). Kekuatan impak dapat dihitung dengan persamaan:

………..…… (4)

dengan:

= Kuat Impak (J.m-2)

= Energi Serap (J)

A = Luas Permukaan (m2)

(57)

3. Uji Kuat Lentur (Flexural Strength)

Kuat lentur (flexural strength) adalah sifat mekanis yang menunjukkan ukuran kekakuan dari suatu material. Flexural modulus dapat digantikan melalui pengukuran top load yaitu dengan menekan sampel hingga membengkok. Dengan mengukur ketahanan material terhadap pembengkokan, flexural modulus akan menjadi ukuran kekakuan material. Pada prinsipnya, semakin tinggi modulus lenturnya, maka material semakin kaku. Kuat lentur dapat dihitung dengan rumus:

UFS =

...(2.15)

dengan :

UFS = kuat lentur (MPa)

P = beban atau gaya yang diberikan (N) L = jarak anatara kedua penumpuh (mm) b = lebar sampel (mm)

d = ketebalan sampel (mm)

Pengujian kuat lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan material terhadap pembebanan pada tiga titik lentur dan untuk mengetahui keelastisitasan suatu bahan. Semakin besar kuat lentur, maka bahan akan semakin elastis. Skema pengujian kuat lentur dapat dilihat pada gambar 2.6 dibawah ini.

Gambar 2.6 Skema Pengujian Kuat Lentur

b Beban (P)

Sampel

(58)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Perkembangan teknologi saat ini mendorong banyaknya penelitian yang dilakukan untuk beberapa teknologi alternatif sebagai cara dalam memenuhi kebutuhan masyarakat. Dewasa ini perkembangan teknologi bahan semakin pesat. Salah satu teknologi bahan mengalami perkembangan yang pesat adalah material komposit. Hal ini sangat dipengaruhi oleh luasnya aplikasi bahan komposit dalam kehidupan sehari– hari. Penggunaan komposit dalam kehidupan kita banyak kita jumpai misalnya: helm, bola bilyard, bumper mobil, dan lain sebagainya sampai kepada peralatan modern pada industri – industri seperti kerangka telepon, antena, raket tenis, stick golf, peluru, kaki palsu, industri kapal terbang dan peralatan – peralatan militer (Sembiring A, 2007).

Seiring perkembangan teknologi bahan tersebut, banyaknya komposit polimer serat alam mulai tergantikan oleh jenis bahan serat sintesis, seperti: gelas, karbon, rayon, akril, dan nilon.Tapi penggunaan serat sintesis di berbagai bidang

dapat mengakibatkan permasalahan limbah non- organik. Untuk itu serat alam kembali mendapat perhatian sebagai bahan komposit yang ramah lingkungan dan biaya produksi murah.

Serat alami yang dimaksud dalam komposit adalah serat yang berasal dari alam, tanpa melalui proses kimia dan industri . Pertimbangan pemilihan serat untuk komposit sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter diantaranya adalah kekuatan dan modulus elastisitas komposit yang diinginkan, perpanjangan ketika patah, stabilitas termal, ikatan antara serat dan matriks, perilaku dinamik, massa jenis, harga, biaya proses, ketersediaan dan kemudahan daur ulang.

(59)

rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun fisikanya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut. Menurut Lokantara (2012), komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material, dimana sifat mekanik dari material pembentuknya berbeda-beda dimana satu material sebagai fasa pengisi (matrik) dan yang lainnya sebagai fasa penguat (reinforcement) .

Komposit serat acak ini memiliki distribusi acak dan pembuatan komposit jenis ini biasanya dilakukan dengan teknik hand lay up dan menggunakan resin termoset. Ukuran serat dipilih untuk mendapatkan perbedaan jumlah penyebaran serat selama pencetakan. Tujuan pembuatan bahan komposit dengan menggunakan serat acak adalah untuk mengurangi penjalaran keretakan pada saat dilakukan pembebanan dinamis dan memungkinkan pengolahan yang lebih mudah dan lebih cepat sehingga biaya produksi akan lebih murah (Sembiring A, 2007).

Dari sifat – sifat dan aplikasi komposit tersebut, peneliti tertarik untuk meneliti beberapa sifat fisis dan sifat mekanik komposit berpenguat serat

alam,yaitu serat rami dengan menggunakan resin poliester dengan metode acak dan diharapkan dapat memperoleh komposit dengan sifat fisis dan sifat mekanik yang lebih baik dengan memvariasikan panjang serat rami.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan Latar belakang diatas, maka permasalahan yang akan dibahas adalah bagaimana proses pembuatan papan komposit berbahan serat rami dengan matriks poliester yang menghasilkan spesimen komposit yang di aplikasikan sebagai papan komposit.

1. Bagaimana pengaruh variasi panjang serat rami sebagai penguat pada pembuatan papan komposit dengan resin poliester terhadap sifat fisis dan mekanik komposit.

(60)

1.3Pembatasan Masalah

Penelitian ini memiliki batasan masalah, yaitu :

1. Serat rami yang dipakai pada penelitian berasal dari tanaman rami dengan variasi panjang 0,5 cm ;1 cm ;1,5 cm; 2 cm; 2,5cm ;3 cm dan diameter 0,5– 0,8 mm.

2. Spesimen yang diuji merupakan campuran serat rami dan resin poliester dengan berat serat yang digunakan masing – masing 0,2 gram. melalui proses pencetakan dengan suhu 50ºC selama 20 menit.

3. Karakterisasi/ Pengujian yang dilakukan yaitu:

a. Uji Fisis meliputi uji Densitas dan uji daya serap air

b. Uji Mekanik meliputi uji Kuat tarik,kuat impak, uji kuat lentur.

1.4Tujuan Penelitian

1. Membuat papan komposit dari serat rami dan resin poliester

2. Mengetahui pengaruh variasi panjang serat rami sebagai penguat komposit terhadap sifat fisis dan mekanik komposit dan Aplikasinya. .

1.5Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi tentang pembuatan papan komposit berbahan serat rami dan poliester dan mengetahui sifat fisis dan mekanik papan komposit yang dihasilkan sebagai alternatif bahan baku industri yang lebih baik.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan pada masing–masing bab adalah:

BAB I PENDAHULUAN

(61)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa data serta pembahasan.

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram alir penelitian, prosedur penelitian, dan pengujian sampel.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahas tentang tentang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh dari penelitian.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

(62)

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS DAN

MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh panjang serat rami dengan resin poliester terhadap sifat fisis dan mekanik komposit. Pembuatan komposit dilakukan dengan menggunakan metode acak dengan variasi panjang serat rami yang digunakan adalah 0,5 cm; 1 cm ; 1,5 cm ;2 cm ; 2,5 cm dan 3 cm dengan massa serat 0,2 gram, masing-masing ditambahkan katalis MEKPO 1 % dari volume polyesternya sebagai pengeras, kemudian dituang pada cetakan dan

dipress 20 menit pada suhu 50 0C. Hasil uji meliputi, Nilai densitas : 1,2969 gr/cm3, nilai daya serap : 0,95 % ,nilai kuat tarik : 53,010 MPa , nilai kuat impak : 13623,2 J/m2 , nilai kuat lentur : 52,280 MPa. Hasil yang diperoleh sesuai dengan Standar Industri Jepang (JIS A5905-2003). Pengujian ini dilakukan menurut prosedur ASTM D-638-08 untuk uji tarik, ASTM D-256

untuk uji Impak, ASTM D-790 untuk uji kuat lentur.

(63)

THE LENGTH OF HEMP’S FIBER HAVE AN INFLUENCE ON THE

PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITE WITH

POLYESTER RESIN

ABSTRACT

The research about hemp’s fiber influence had been done using polyester resin toward physical and mechanical properties of composite. Fabrication of composite was made using a random methods by varying a length size of hemp’ fiber is 0,5 cm ; 1 cm ; 1,5cm ; 2cm ; 2,5 cm ; 3 cm in the mass of 0,2 gram. Each sample was added 1% volume of polyester resin as a hardened mold, then poured on the mold by pressing it for 20 minutes under a temperature 50oC. The testing result were obtained as follows : density values 1,2969gr/cm3, water absorption values 0,95% , tensile strength values 53,010MPa, impact values : 13623,2 J/m2 , flexural values 52,280MPa. The prosedure test is as based on the Japanese Industries Standard (JIS A5905-2003). The research is done by ASTMD-638-08 for tensile stength , ASTM D-256 for impact test, ASTM D-790 for flexural stength test.

(64)

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT

FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN

POLIESTER

SKRIPSI

MELISA FERONITA TARIGAN

100801057

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(65)

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT

FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN

POLIESTER

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

100801057

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(66)

PERSETUJUAN

Prof.Dra.Zuriah Sitorus, M.S. Dr Perdinan Sinuhaji,MS NIP. 1956726198403 2 001 NIP.195903101987031002

Ketua Program Studi Fisika

(67)

PERNYATAAN

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT

FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN

POLIESTER

SKRIPSI

Saya mengaku bahwa skripsi ini adaah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Maret 2016

(68)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala

anugerah dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudul “PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS

DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER”.

Skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam menyelesaikan studi

program sarjana (S1) program studi fisika fakultas matematika dan ilmu pengetahuan

alam Universitas Sumatera Utara, Medan.

Rasa hormat dan terima kasih, penulis berikan kepada kedua orang tua saya,

Bapak (T.Tarigan) dan mama (A.Br.Saragih, S.Sos) atas kasih sayang, doa, serta

dukungan moral dan materi sehingga menghantarkan penulis ke jenjang sarjana.

Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ika apriani tarigan S.Kom, Monita

Clara tarigan, Lisbet Tarigan Dan Andre Fernando Tarigan atas doa dan dukungan

nya terhadap penulis. Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini, penulis

telah banyak mendapat bimbingan, pengarahan, saran, dan bantuan dari berbagai

pihak. Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati, penulis ingin

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Dr. Sutarman M.Sc. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika S1

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera

Utara.

3. Bapak Dr.Kerista Sebayang, MS selaku Dosen Pembimbing Akademik

penulis.

4. Ibu Prof.Dr. Zuriah Sitorus, MS selaku dosen pembimbing I, yang telah memberikan perhatian, pengarahan, dorongan, dukungan serta motivasi

kepada penulis sampai pada penyelesaian skripsi ini.

5. Dr.Perdinan Sinuhaji, MS selaku dosen pembimbing II penulis, memberikan perhatian, pengarahan, dorongan, dukungan serta motivasi kepada penulis

(69)

6. Seluruh Bapak-ibu Dosen dan staf pengajar beserta pegawai Departemen Fisika atas bantuan kepada penulis.

7. Sahabat sahabat seperjuangan stambuk Phisic inside tersayang: Rika,Ririn,

baginda,itha, Esna, Rahel, Irman, Fransiskus, Nasrul dan Antony, wiharja.

Edi saputra, Jantiber, Lya oktavia , Theresya simajuntak, Mentari, , Ataran,

Samuel, Desi, Marisa Marpaung, Nuraini, Ikwan, Maizal, Sahat, Desmar,

Ronal, Sarah, Juan, Eka, Riki efendi, Dahniar, Usi, Juli, Lasmini, Lamhot,

Amin, Baik, Jekson, Fadli, Riki Darmawan, Faisal, Sri (Cibun), Bewa, Jenery,

Tulus, Nia, Laila, Anto, Riadi, Citra.

8. UKM KMK USU UP MIPA Tahun 2014 : winda,dahlia,tiara,cita,togi, ulan,fe

bri,ari,yuni,nova,desy,ardi,sengli,jojo. Dan buat KTB ABIGAIL: kak

borasida,kak desy sinaga,Roulina gurning, Emidola. Dan buat kelompok kecil

ku: Ria,Febriana, Elfrida, Emmy,lawmen,Rini, Kristin,sri manalu,krisdayanti

terimakasih buat doa dan dukunganya 

9. Kepala Lab Kimia Polimer beserta asisten bg edi dan teman-teman

penelitian: Fauzi, Dina,Fahmi,dea dan kak wempy.

10.Senior-senior dan alumni Fisika USU, serta adik-adik stambuk 2011, 2012,

2013, dan 2014,2015.

Penulis juga menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat

banyak kekurangan, oleh karena itu penulis memohon maaf apabila terdapat

kesalahan selama penulis melalukan penelitian dan penyusunan skripsi ini.

Penulis berharap semoga skripsi ini memberikan sumbangan pikiran yang

berguna bagi fakultas, universitas, dan masyarakat. Akhir kata, penulis menerima

(70)

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS DAN

MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh panjang serat rami dengan resin poliester terhadap sifat fisis dan mekanik komposit. Pembuatan komposit dilakukan dengan menggunakan metode acak dengan variasi panjang serat rami yang digunakan adalah 0,5 cm; 1 cm ; 1,5 cm ;2 cm ; 2,5 cm dan 3 cm dengan massa serat 0,2 gram, masing-masing ditambahkan katalis MEKPO 1 % dari volume polyesternya sebagai pengeras, kemudian dituang pada cetakan dan

dipress 20 menit pada suhu 50 0C. Hasil uji meliputi, Nilai densitas : 1,2969 gr/cm3, nilai daya serap : 0,95 % ,nilai kuat tarik : 53,010 MPa , nilai kuat impak : 13623,2 J/m2 , nilai kuat lentur : 52,280 MPa. Hasil yang diperoleh sesuai dengan Standar Industri Jepang (JIS A5905-2003). Pengujian ini dilakukan menurut prosedur ASTM D-638-08 untuk uji tarik, ASTM D-256

untuk uji Impak, ASTM D-790 untuk uji kuat lentur.

(71)

THE LENGTH OF HEMP’S FIBER HAVE AN INFLUENCE ON THE

PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITE WITH

POLYESTER RESIN

ABSTRACT

The research about hemp’s fiber influence had been done using polyester resin

toward physical and mechanical properties of composite. Fabrication of composite

was made using a random methods by varying a length size of hemp’ fiber is 0,5

cm ; 1 cm ; 1,5cm ; 2cm ; 2,5 cm ; 3 cm in the mass of 0,2 gram. Each sample was added 1% volume of polyester resin as a hardened mold, then poured on the mold by pressing it for 20 minutes under a temperature 50oC. The testing result were obtained as follows : density values 1,2969gr/cm3, water absorption values 0,95% , tensile strength values 53,010MPa, impact values : 13623,2 J/m2 , flexural values 52,280MPa. The prosedure test is as based on the Japanese Industries Standard (JIS A5905-2003). The research is done by ASTMD-638-08 for tensile stength , ASTM D-256 for impact test, ASTM D-790 for flexural stength test.

(72)