PERSETUJUAN
Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI
KOMPOSIT POLIMER DARI
POLIPROPILENA BEKAS SERBUK KULIT TANDUK KOPI
Kategori : SKRIPSI
Nama : EMIDOLA ELISABET PINEM
Nomor Induk Mahasiswa : 100801035
Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) USU
Dilaksanakan di :
Medan, Agustus 2014
Diketahui/Disetujui:
Departemen Fisika FMIPA USU
Pembimbing I Pembimbing II
Dr.DianaAleminBarus,M.Sc Drs.SyahrulHumaidi,M.Sc
NIP.196607291992032002 NIP.196505171993031009
Ketua Program Studi Fisika
PERNYATAAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI
POLIPROPILENA BEKAS
SERBUK KULIT TANDUK KOPI
SKRIPSI
Saya mengaku bahwa skripsi ini adaah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2014
EMIDOLA ELISABET PINEM
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala anugrah dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “PEMBUATAN DAN
KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI POLIPROPILENA BEKAS
SERBUK KULIT TANDUK KOPI ”. Skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam
menyelesaikn studi program sarjana (S1) program studi fisika fakultas matematika dan ilmu
pengetahuan alam Universitas Sumatera Medan.
Rasa hormat dan terima kasih, penulis berikan kepada ayah (T.Pinem) dan ibu (N.
TARIGAN) saya atas kasih sayang, doa, serta dukungan moral dan materi yang
berkesinambungan sehingga menghantarkan penulis ke jenjang sarjana. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada saudara (Eva Timuria pinem, Alberta herwina Pinem, Nomi
nanda pinem, dan Mamosa lea marsiana Pinem) dan keluarga besar Pinem yang memberikan
motivasi dan dukungan kepada 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:
- Ibu Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku
dosen pembimbing penulis, yang telah rela meluangkan banyak waktu untuk memberikan
perhatian, pengarahan, dorongan, dukungan serta motivasi kepada penulis sampai pada
penyelesaian skripsi ini.
- Tim penguji skripsi Bapak Dr. Anwar Darma, S.,MS, Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, Ibu
Dr. Diana Alemin Barus,M.Sc dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc yang telah
membantu penulis dalam menyempurnakan skripsi ini.
- Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika S1 Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
- Bapak Sutarman M.Sc. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Universitas Sumatera Utara.
- Seluruh pegawai Departemen Fisika, Kak Tini, Kak Yusfa, dan Bang Jo atas bantuan
kepada penulis dalam hal pengurusan administrasi.
- Stambuk Phisic inside tersayang: Ririn, Lya oktavia , Theresya simajuntak, Mentari,
Rika, Itha Alemina, Ataran, Samuel, Desi, Marisa Marpaung, Nuraini, Edi saputra,
Ikwan, Bibah, Amal, Roni, Sahat, Desmar, Jantiber, Ronal, Sarah, Juan, Eka, Riki efendi,
Esna, Rahel, Irman, Fransiskus, Nasrul dan Antony. Terkhusus untuk Rolina dan Melisa
yang menjadi orang terdekat penulis selama menjalani perkuliahan di Fisika USU.
- Adik-adik angkatan 2011 (Togar, Rahel,Wahyu, Eman, Lilis, dkk), adik-adik angkatan
2012, dan 2013.
- Laboran laboratorium polimer FMIPA USU (Bang Edy).
Semoga segala kebaikan yang pernah mereka berikan kepada penulis mendapatkan imbalan yang
setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa.
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 masukan dan saran yang membangun dari pembaca agar
tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juli 2014 Penulis,
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI
POLIPROPILENA BEKAS
SERBUK KULIT TANDUK KOPI
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan dan karakterisasi komposit polimer dari polipropilena bekas - kulit tanduk kopi . Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi serbuk kulit kaca kopi dan polipropilena bekas terhadap karakteristik komposit plastik. Perbandingan komposisi polipropilena bekas, polipropilena termodifikasi asam akrilat, dan serbuk kulit kaca kopi, yang digunakan masing-masing (100 : 0 : 0) gr, (65 : 10 : 25) gr, (55 : 10 : 35) gr, (45 : 10 : 45) gr, (35 : 10 : 55) gr, dan (25 : 10 : 65) gr, dengan asam akrilat yang berfungsi sebagai kompatibilizer (penyesuai) dan benzoil peroksida sebagai inisiator pembentuk ikatan silang. Pembuatan komposit plastik ini menggunakan metode refluks dengan menambahkan 300 ml xylene sebagai pelarut. Karakterisasi yang dilakukan meliputi pengujian fisis (densitas dan daya serap air) serta pengujian mekanik (kuat impak dan kuat tarik). Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik komposit plastik dipengaruhi oleh komposisi serbuk kulit kaca kopi. Hasil penelitian yang diperoleh untuk uji densitas sebesar 0,6991 gr.ml-1 – 0,538 gr.ml-1 memenuhi standar SNI 03-2105-2006 (0,5 g.ml-1–0,9 gr.ml-1); uji daya serap air sebesar 0,304 % - 2.077 % memenuhi standar SNI 03-2105-2006 (<14%); uji tarik sebesar 2,290MPa –18,445MPa memenuhi standar ASTM D-638 ( 3,08 ) untuk sampel 1 – IV; uji impak sebesar 1532,5 J.m-2 – 4843,1 J.m-2 memenuhi standar ASTM D–256.
MANUFACTURE AND CHARACTERIZATION POLYMER
COMPOSITE UTILIZED A TRACE OF POLYPROPYLENE
PARCHMENT OF COFFEE BEAN
ABSTRACT
Research of the manufacture and characterization of the polymer composite utilized a trace
of polypropylene and parchment of coffee bean had been done. The research aims to
determine the effect of variations in the composition of the parchment of coffee bean and the
trace polypropylene on the characteristics of composite plastic. Comparison of the
composition of the trace polypropylene, acrylic acid modified polypropylene, and parchment
of coffee bean, which are used, respectively (100: 0: 0) g, (65: 10: 25) g, (55: 10: 35) g, (45:
10: 45) g, (35: 10: 55) g, and (25: 10: 65) g, with acrylic acid as compatibilizer ( adjustment)
and benzoyl peroxide as an initiator forming crosslinks. The plastic composite manufacturing
method was refluxed by adding 300 ml of xylene as a solvent. Characterization testing was
conducted on the physical properties (density and water absorption) as well as the testing of
mechanical properties (impact strength and tensile strength). The results of the research
showed that the characteristics of the plastic composite is affected by the composition of the
parchment of coffee bean. The result that getting from the research for test of density viz
0,6991 gr.ml-1–0,538 gr.ml-1fulfill SNI 03–2105–2006 standard (0,5 g.ml-1–0,9 gr.ml-1);
test of water absorption viz 0,304 % - 2.077 % fulfill SNI 03–2105–2006 standard (<14%);
test of tensile strength viz 2,290MPa – 18,445MPa fulfill ASTM D – 638 standard (
3,08 ) for sample I – IV; test of impact strength viz 1532,5 J.m-2 – 4843,1 J.m-2fulfill ASTM D–256 standard.
DAFTAR ISI
Daftar Gambar dan Grafik ...x
BAB I PENDAHULUAN
2.2.1 Sifat–sifat Polimer...6
2.3 Hemiselulosa...7
2.4 Komposit Plastik...8
2.5 Polipropilena ...8
2.5.1 Sifat–sifat Polipropilena...9
2.6 Asam akrilat ...9
2.7 Benzoil peroksida...10
2.8 Modifikasi Polipropilena ...10
2.9 Sifat Mekanik Polimer ...12
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.3.2 Pembentukan & pengujian Komposit...19
3.4 Pengujian Sifat Fisis ...21
3.5 Pengujian Sifat Mekanik...22
3.5.1 Kuat Tarik...22
3.5.2 Kuat Impak ...22
3.6 Diagram Alir Penelitian ...23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Mekanik ...24
4.1.1 Pengujian Kekuatan Impak ...24
4.1.2 Pengujian Kekuatan Tarik ...26
4.2 Pengujian Fisis ...27
4.2.1 Pengujian Densitas ...27
4.2.2 Pengujian Daya Serap Air ...28
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...30
5.2 Saran ...30
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Persentase komponen–komponen Yang Terkandung Dalam Kulit
Kaca Kopi ...6
Tabel 2.2 Komposisi Kulit Tanduk Kopi...13
Tabel 3.1 Komposisi komposit Plastik ...18
Tabel 4.1Hasil Pengujian Impak...24
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik ...26
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Densitas ...27
DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK
Gambar 2.1 Bagian-bagian kulit kopi...5
Gambar 2.2 Skema Penempelan Gugus Akrilat Pada Polipropilena ...12
Gambar 2.3 Gaya Tarik terhadap Pertambahan Panjang. ...13
Gambar 2.4 Uji Tarik ASTM D 638M ...13
Gambar 2.5 Kurva Tegangan dan Regangan Hasil Uji Tarik ...15
Gambar 2.6 Ilustrasi skematik pembebanan impak pada benda uji Charpy dan Izod ...17
Grafik 4.1 Hubungan antara tipe sampel dengan Impak...25
Grafik 4.2 Hubungan antara tipe sampel dengan kuat Tarik ...26
Grafik 4.4 Hubungan antara tipe sampel dengan densitas ...28
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI
POLIPROPILENA BEKAS
SERBUK KULIT TANDUK KOPI
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan dan karakterisasi komposit polimer dari polipropilena bekas - kulit tanduk kopi . Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi serbuk kulit kaca kopi dan polipropilena bekas terhadap karakteristik komposit plastik. Perbandingan komposisi polipropilena bekas, polipropilena termodifikasi asam akrilat, dan serbuk kulit kaca kopi, yang digunakan masing-masing (100 : 0 : 0) gr, (65 : 10 : 25) gr, (55 : 10 : 35) gr, (45 : 10 : 45) gr, (35 : 10 : 55) gr, dan (25 : 10 : 65) gr, dengan asam akrilat yang berfungsi sebagai kompatibilizer (penyesuai) dan benzoil peroksida sebagai inisiator pembentuk ikatan silang. Pembuatan komposit plastik ini menggunakan metode refluks dengan menambahkan 300 ml xylene sebagai pelarut. Karakterisasi yang dilakukan meliputi pengujian fisis (densitas dan daya serap air) serta pengujian mekanik (kuat impak dan kuat tarik). Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik komposit plastik dipengaruhi oleh komposisi serbuk kulit kaca kopi. Hasil penelitian yang diperoleh untuk uji densitas sebesar 0,6991 gr.ml-1 – 0,538 gr.ml-1 memenuhi standar SNI 03-2105-2006 (0,5 g.ml-1–0,9 gr.ml-1); uji daya serap air sebesar 0,304 % - 2.077 % memenuhi standar SNI 03-2105-2006 (<14%); uji tarik sebesar 2,290MPa –18,445MPa memenuhi standar ASTM D-638 ( 3,08 ) untuk sampel 1 – IV; uji impak sebesar 1532,5 J.m-2 – 4843,1 J.m-2 memenuhi standar ASTM D–256.
MANUFACTURE AND CHARACTERIZATION POLYMER
COMPOSITE UTILIZED A TRACE OF POLYPROPYLENE
PARCHMENT OF COFFEE BEAN
ABSTRACT
Research of the manufacture and characterization of the polymer composite utilized a trace
of polypropylene and parchment of coffee bean had been done. The research aims to
determine the effect of variations in the composition of the parchment of coffee bean and the
trace polypropylene on the characteristics of composite plastic. Comparison of the
composition of the trace polypropylene, acrylic acid modified polypropylene, and parchment
of coffee bean, which are used, respectively (100: 0: 0) g, (65: 10: 25) g, (55: 10: 35) g, (45:
10: 45) g, (35: 10: 55) g, and (25: 10: 65) g, with acrylic acid as compatibilizer ( adjustment)
and benzoyl peroxide as an initiator forming crosslinks. The plastic composite manufacturing
method was refluxed by adding 300 ml of xylene as a solvent. Characterization testing was
conducted on the physical properties (density and water absorption) as well as the testing of
mechanical properties (impact strength and tensile strength). The results of the research
showed that the characteristics of the plastic composite is affected by the composition of the
parchment of coffee bean. The result that getting from the research for test of density viz
0,6991 gr.ml-1–0,538 gr.ml-1fulfill SNI 03–2105–2006 standard (0,5 g.ml-1–0,9 gr.ml-1);
test of water absorption viz 0,304 % - 2.077 % fulfill SNI 03–2105–2006 standard (<14%);
test of tensile strength viz 2,290MPa – 18,445MPa fulfill ASTM D – 638 standard (
3,08 ) for sample I – IV; test of impact strength viz 1532,5 J.m-2 – 4843,1 J.m-2fulfill ASTM D–256 standard.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kopi merupakan salah satu tanaman komoditas penting di dunia baik secara ekonomi
maupun sosial. Tanaman ini merupakan komoditi ekspor utama negara – negara penghasil
kopi. Indonesia sebagai negara tropis merupakan salah satu negara penghasil kopi terbanyak
di dunia. Hingga akhir tahun 2013, Indonesia menempati urutan ketiga setelah negara Brazil
dan Negara Vietnam sebagai negara penghasil kopi terbanyak di dunia (Sri Edi
Purnomo,2013). Hasil penjualan biji kopi merupakan pendapatan utama para petani kopi,
sedangkan hasil sampingan yaitu kulit tanduk biji kopi atau kulit kaca biji kopi yang belum
dimanfaatkan secara optimal bahkan sebagai sampah yang tidak diolah dan mengurangi
keindahan lingkungan.
Pada tahap – tahap pengolahan buah kopi, biji kopi yang telah kering digiling kasar
menggunakan mesin. Pada tahap ini akan terkelupas dan terpisah antara kulit tanduk/kulit
kaca dengan biji kopi. Proses ini biasanya terjadi di tempat penggilingan, sehingga kulit kaca
biji kopi yang tidak dimanfaatkan tersebut menumpuk sebagai hasil sampingan penggiling
kopi. Biasanya, kulit ini hanya ditebarkan kembali pada lahan perkebunan, hal ini
dimaksudkan agar menjadi pupuk, tetapi sebagian besar hanya dibuang atau dibakar.
Seiring dengan perkembangan teknologi, kebutuhan akan plastic terus meningkat.
Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS), selama Januari hingga Juli 2013, nilai impor
plastik dan barang dari plastik mencapai US$ 4,5 miliar, naik 9,7% ketimbang periode yang
sama tahun 2012 lalu. Kenaikan impor plastik tertinggi sepanjang tahun ini terjadi pada Juli
2013. Saat itu, impor plastik mencapai US$ 774 juta. Angka ini naik 28,1% dari posisi Juni
2013. Jumlah tersebut diperkirakan akan terus meningkat pada tahun – tahun selanjutnya.
Sebagai konsekuensinya, peningkatan sisa olahan plastikpun tidak terelakkan(BPS, 2013).
Dengan melihat hasil penelitian sebelumnya (Misri Yanty Lubis, 2009) yang
dengan menggunakan polipropilena yang dimodifikasi dengan asam akrilat sebagai bahan
penghubung antara matriks dan pengisi. Berdasarkan penelitian tersebut dihasilkan bahwa
asam akrilat dapat memodifikasi polipropilena. Dan polipropilena yang dimodifikasi dengan
asam akrilat dapat digunakan sebagai bahan penghubung pada pembuatan komposit kayu
plastik. Zulkarnaen Manalu pada tahun 2013 telah membuat papan komposit dari dari
campuran polipropilena komersial, serat sabut kelapa, dan kulit kaca/tanduk kopi. Dari
penelitian tersebut menghasilkan kuat tarik yang mengalami penurunan dan kuat impak
mengalami kenaikkan seiring dengan penambahan serat sabut kelapa dan kulit kaca kopi
sebagai variabel tetap.
Pemanfaatan limbah plastik merupakan upaya menekan pembuangan plastik
seminimal mungkin dan dapat diolah menjadi bahan baru dengan sifat mekanis dan fisis yang
lebih baik dan bernilai ekonomis . Hal ini dilakukan dengan pengolahan limbah plastik
polipropilena bekas dengan kulit kaca biji kopi menjadi komposit plastik sehingga bahan
yang dianggap limbah tersebut nilai ekonomisnya dapat ditingkatkan dengan memberikan
masukan ilmu, teknologi permesinan, dan lainnya sehingga dapat lebih bermanfaat.
Pembuatan komposit dari limbah kulit kaca biji kopi dan limbah plastik polipropilena
ini dapat menghasilkan produk yang inovatif sebagai bahan pembuatan komposit.
Keunggulan produk ini antara lain: bahan bakunya melimpah, kerapatannya rendah, lebih
bersifat biodegrable(dibanding plastik), menjadikan bahan lebih ringan, memiliki sifat –sifat
yang lebih baik dibandingkan bahan baku asalnya, dapat diaplikasikan untuk berbagai
keperluan, serta bersifat dapat didaur ulang (recycleable). Beberapa contoh penggunaan
produk ini antara lain sebagai komponen interior kendaraan (mobil, kereta api, dan otomotif
lainnya), perabot rumah tangga, maupun komponen bangunan (jendela atau pintu)
1.2. Perumusan Masalah
1. Bagaimana menghubungkan dan meningkatkan keserasian diantara pengisi
SKK yang bersifat hidrofilik dan matriks polipropilena bekas yang bersifat
hidrofobik yang melemahkan sifat komposit?
2. Bagaimanakah pengaruh serbuk kulit kaca kopi sebagai filler komposit
terhadap uji tarik , uji impak, uji densitas dan uji daya serap air pada
komposit?
3. Apakah kombinasi seruk kulit tanduk kopi dan polipropilena bekas dapat
menghasilkan komposit yang memenuhi standar?
1.3. Pembatasan Masalah
1. Polipropilena yang digunakan adalah polipropilena bekas dari limbah aqua
gelas.
2. Jenis kulit kaca kopi yang digunakan adalah kulit kaca kopi ateng dari daerah
Sidikalang .
3. Karakterisasi komposit plastik meliputi : uji tarik, uji impak, uji densitas dan
uji daya serap air.
1.4. Tujuan Penelitian
1. Untuk menghubungkan dan meningkatkan keserasian diantara pengisi SKT
yang bersifat hidrofilik (polar) dan matriks polipropilena bekas yang bersifat
hidrofobik (non polar).
2. Untuk mengetahui pengaruh komposisi serbuk kulit kaca kopi sebagai filler
komposit terhadap uji tarik , uji impak, uji densitas dan uji daya serap air
(porositas) komposit.
3. Untuk mengetahui kualitas komposit yang dihasilkan dari paduan serbuk kulit
1.5. Manfaat Penelitian
1. Mengurangi limbah padat kulit kaca kopi.
2. Sebagai bahan informasi tambahan tentang pembuatan komposit plastik.
3. Sebagai pengembangan dari teori yang telah didapat peneliti selama
perkuliahan.
4. Meningkatkan nilai ekonomis limbah padat kulit kaca kopi dan aqua gelas.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada masing–masing bab adalah:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, rumusan masalah, batasan
masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, tempat penelitian dan sistematika
penulisan.
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
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan
dalam bentuk terikat, dan 15% bahan koloid yang tidak mengandung air. Bagian ini bersifat
koloid hidrofilik yang terdiri dari ±80% pectin dan ±20% gula. Bagian buah yang terletak
antara daging buah dengan biji (endosperm) disebut kulit tanduk. Densitas serbuk kulit kaca
kopi ±0.65 g/m3(Baon, 2005). Berikut komposisi kimia kulit kaca pada biji kopi dapat dilihat
pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Persentase komponen–komponen Yang Terkandung Dalam Kulit Kaca Kopi
Komponen Kandungan (%)
Kulit tanduk berperan sebagai pelindung biji kopi dari kerusakan mekanis yang mungkin
terjadi pada waktu pengolahan (Sifat – sifat Kopi .pdf. Universitas Negeri Sebelas Maret,
2011).
2.2. Polimer
2.2.1. Sifat–sifat Polimer
Polimer alam umumnya mudah menyerap air, tidak stabil karena pemanasan dan
sukar dijadikan berbagai macam bentuk. Polimer sintetik mempunyai sifat yang berbeda
dengan polimer alam. Polimer sintetik sukar diuraikan mikroorganisme, dan tahan terhadap
air atau tidak menyerap air.
Sifat – sifat polimer ditentukan oleh empat hal, yaitu: panjangnya rantai, gaya antar
molekul, percabangan, dan ikatan silang anatar rantai polimer. Kekuatan dan titik leleh
polimer naik dengan bertambah panjangnya rantai polimer. Bila gaya antar molekul pada
rantai polimer besar, makapolimer menjadi kuat dan sukar meleleh. Rantai polimer yang
bercabang banyak daya regangnya rendah dan lebih mudah meleleh. Ikatan silang antar rantai
Makin banyak ikatan silang makin kaku polimer dan mudah patah. Polimer yang
mempunyai ikatan silang bersifat termoset artinya hanya dapat dipanaskan satu kali yaitu
pada saat pembuatannya, selanjutnya apabila pecah tak dapat disambung lagi dengan
pemanasan, karena susunan molekul– molekulnya pada ikatan silang antar rantai akan rusak
apabila dipanaskan lagi. Sebaliknya polimer yang tidak memiliki ikatan silang bersifat
termoplastik artinya dapat dipanaskan berulang – ulang. Ketika dipanaskan, polimer yang
bersifat termoplastik meleleh dan kembali mengeras ketika didinginkan. Jadi apabila pecah
polimer termoplastik dapat disambung kembali dengan cara dipanaskan atau dapat dicetak
ulang dengan cara dipanaskan. Contoh polimer termoset ialah bakelit, sedangkan polimer
termoplastik ialah polietilena dan polipropilena (Hartomo, 1993).
2.3. Hemiselulosa
Hemiselulosa merupakan suatu polisakarida lain yang terdapat dalam tanaman dan
tergolong senyawa organik. Kandungan hemiselulosa pada kulit tanduk kopi sebesar 11,60%.
Hemiselulosa bersifat nonkristalin dan tidak bersifat serat, mudah mengembang karena itu
hemiselulosa sangat berpengaruh terhadap terbentuknya jalinan antara serat pada saat
pembentukan lembaran, lebih mudah larut dalam pelarut alkali dan lebih mudah dihidrolisis
dengan asam menjadi komponen monomernya yang terdiri dari glukosa, Dmanosa,
D-galaktosa, D-silosa dan L-arabinosa (Humala Simanjuntak, 2007).
Hemiselulosa berfungsi sebagai bahan pendukung dalam dinding sel dan berlaku
sebagai perekat antara sel tunggal yang terdapat didalam kulit tanduk kopi dan tanaman
lainnya. Perbedaan Hemiselulosa dengan Selulosa yaitu : Hemiselulosa mudah larut dalam
alkali tapi sukar larut dalam asam, sedangkan selulosa adalah sebaliknya.
Hemiselulosa bukan merupakan serat-serat panjang seperti selulosa. Hasil hidrolisis
selulosa akan menghasilkan D-glukosa, sedangkan hasil hidrolisis hemiselulosa
menghasilkan D-xilosis dan monosakarida. Kandungan hemiselulosa yang tinggi
memberikan kontribusi pada ikatan antara serat, karena hemiselulosa bertindak sebagai
perekat dalam setiap serat tunggal. Hemiselulosa kayu lunak tersusun atas
galaktoglukomanan (15-20%) dan xylan (7-10%).
Komposit adalah penggabungan dua atau lebih material yang berbeda sebagai suatu
kombinasi yang menyatu. Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu serat
(fiber) sebagai pengisi dan bahan pengikat serat yang disebut matrik. Didalam komposit unsur utamanya serat, sedangkan bahan pengikatnya polimer yang mudah dibentuk.
Penggunaan serat sendiri yang utama adalah menentukan karakteristik bahan
komposit, seperti kekakuan, kekuatan serta sifat mekanik lainnya. Sebagai bahan pengisi,
serat digunakan untuk menahan gaya yang bekerja pada bahan komposit, matrik berfungsi
melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang
terjadi. Oleh karena itu untuk bahan serat digunakan bahan yang kuat, kaku dan getas,
sedangkan bahan matrik dipilih bahan-bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap perlakuan
kimia.
Pembuatan komposit plastik dengan memanfaatkan polipropilena bekas dari
kumpulan limbah aqua gelas sebagai matriksnya dan serbuk kulit kaca kopi sebagai filler atau
pengisinya. Penelitian mengenai pemanfaatan plastik polipropilena daur ulang sebagai
substitusi perekat termoset dalam pembuatan papan partikel telah dilakukan oleh febrianto,
2001. Pada proses pembuatan komposit plastik, polipropilena bekas dimodifikasi terlebih
dahulu, kemudian bahan pengisi dicampur secara bersamaan didalam alat pengadon dan
dibentuk menjadi komposit plastik (Han dan Shiraishi, 1990)
2.5. Polipropilena
Polipropilena adalah merupakan suatu komoditas yang menarik dari polimer
termoplastik. Ketertarikan terhadap polipropilena ini ditimbulkan karena adanya aplikasinya
dalam bidang komposit, bioteknologi, teknologi serbuk, bidang elektronik dan pendukung
katalisasi untuk bioreaktor dan pada pengeringan air ( Paik, 2007).
Polipropilena atau polipropilena (PP) adalah sebuah polimer termo plastik yang dibuat
oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil
(contohnya tali, pakaian, dan karpet), alat tulis, berbagai tipe wadah yang dapat dipaki
berulang-ulang, perlengkapan laboratorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang
kertas polimer. Polimer adisi yang terbuat dari monomer polipropilena pada permukaannya
tidak rata serta memiliki sifat resistan yang tidak biasa terhadap kebanyakan pelarut kimia,
Polipropilena biasanya didaur ulang, dan symbol daur ulangnya adalah nomor 5.
Pengolahan lelehan polipropilena bisa dicapai melalui ekstruksi dan pencetakkan. Metode
ekstruksi (pelelehan) yang umum menyertakan produksi serat pintal ikat dan tiup (hembus)
leleh untuk membentuk yang panjang buat nantinya diubah menjadi beragam produk yang
berguna sekali dalam kehidupan masyarakat seperti masker muka, penyaring, lap, dan popok
(http://en.wikipedia.org.wiki.Polypropylene).
2.5.1 Sifat-sifat polipropilena
Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang ringan,dengan densitas
0,90-0,92g/ml dan memiliki kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil
terhadap panas dikarenakan adanya hidrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan penguat
memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan polimer dan
tahan terhadap pemecahan karena tekanan (strees-cracking) walaupun pada temperatur tinggi.
Kerapuhan Polipropilena dibawah 0oC dapat dihilangkan dengan penggunaan bahan pengisi.
Dengan bantuan pengisi dan penguat, akan terdapat adhesi yang baik (Gacther,1990).
2.6. Asam Akrilat
Asam akrilat (acrylic acid atau prop-2-enoic acid) mempunyai nama lain acroleic
acid, Ethilenecarboxylic acid, Propene acid, propenoic acid dan vinylformic acid. Rumus
molekulnya CH2=CHCOOH dan rumus kimianya C3H4O2. Asam akrilat dapat bercampur
dengan air, alcohol, eter, dan kloroform dan diproduksi dari propena dengan proses
penyulingan.
Massa molar asam akrilat adalah 72,06 g/mol dengan densitas: 1,051 g/mL, titik
leburnya 12oC (285 K, 54oF), titik didihnya 139oC (412 K, 282 oF), konstanta dissosiasinya
5,50 x 10-5, viskositasnya 1,1 cp pada suhu 25oC (Kirk Othmer, 2001).
Asam akrilat merupakan senyawa vinil karboksilat, berbau tajam dan menyengat,
merupakan asam lemah tetapi lebih korosif disbanding asam asetat, sehingga perlu penangan
yang hati – hati, dan harus dihindarikontak langsung dengan kulit. Sama dengan monomer
lainnya, asam akrilat dapat berpolimerisasi dalam keadaan tak terhambat sehingga
penyimpanannya harus dihindari dari banyak monomer pada temperature tertentu. Juga harus
dihindari terjadinya polimerisasi prematur sehingga dalam penyimpanan dan
2.7. Benzoil Peroksida
Benzoil peroksida mempunyai nama IUPAC: diphenylperoxyanhydride dengan
rumus strukturnya adalah C6H5-COO-OOC-C6H5, PhCO-O-O-COPh, dan (PhCO)2O2,
disingkat dengan Bz2O2. Rumus molekul benzoil peroksida adalah C14H10O4 dan massa
molarnya 242,227 g/mol. Densitasnya 1,334 g/cm3(Kirk Othmer, 2001).
Benzoil peroksida merupakan senyawa peroksida yang berfungsi sebagai inisiator
dalam proses polimerisasi dan dalam pembentukan ikatan silang berbagai polimer dan
materialnya. Senyawa peroksida ini dapat digunakan sebagai pembentuk radikal bebas
(Siriwardena, 2001).
Benzoil peroksida adalah golongan komia peroksida, terdiri dari dua gugus benzoil (asam
benzoic dan H dari asam karboxyl yang dipindahkan) yang dihubungankan oleh gugus
peroksida. Benzoil peroksida ini dapat diproleh dengan mereaksikan sodium peroksida dan
benzoil klorida yang menghasilkan benzoil peroksida dan sodium klorida (Al Malaika, 1997).
2.8. Modifikasi polipropilena
Polimer hidrokarbon jenuh seperti polipropilena dapat terfungsional dengan cara
pencangkokan menggunakan monomer reaktif, misalnya: anhidrida maleat, glisidil
metakrilat, akrilamida dan asam akrilat untuk menghasilkan polimer yang bergugus reaktif,
sehingga dapat bereaksi lebih lanjut dengan polimer yang sesuai (Al malaika, 1997)
Modifikasi polipropilena bertujuan untuk menurunkan hidrofobisitasnya dengan cara
penambahan bahan yang bersifat sebagai bahan pengikat, dilaporkan bahwa anhidrida malat
dapat ditempelkan ke matriks polietilena dan terikat secara kimiawi dengan bantuan inisiator
benzoil peroksida dan juga telah berhasil melakukan melakukan ikatan ester ke dalam matriks
polipropilena yang dapat berikatan kimia dengan serat selulosa (Joli, 1996).
Wirjosentono dan Guritno (1998) telah berhasil menempelkan gugus akrilat pada
matrik polipropilena mengunakan inisiator dikumil peroksida yang terikat secara kimia
sehingga dapat diisi serbuk kulit kaca kopi. Modifikasi polipropilena dapat meningkatkan
kepolarannya sehingga dapat berinteraksi dengan polimer lain yang bersifat polar seperti
Peroksida membentuk radikal yang memicu reaksi pengikat silangan. Penguraian
peroksida membentuk radikal yang memicu reaksi pengikat silangan dapat dilihat pada reaksi
dasar proses ikat silang sebagai berikut:
Disosiasi termal : I R + R
(atau R1 + R2 )
Penarikan hydrogen : R + PH RH + P
Rekombinasi/gabungan ulang : R + P R — P
Rekombinasi : R + R R —R
Ikat silang : P + P P —P
Dimana :
I =Peroksida
R /R1 / R2 =Radikalperoksida
P =Polimer
H =Hidrogen
P =Radikal polimer
Mekanisme penempelan gugus fungsi pada matriks polipropilena melalui
pembentukan radikal pada atom C tersier dengan adanya inisiator benzoil peroksida maka
atom H terlepas dan terbentuk radikal, selanjutnya akan berinteraksi melalui gugus vinil asam
Gambar 2.2 Skema Penempelan Gugus Akrilat Pada Polipropilena (Al Malaika, 1997)
2.9. Sifat mekanik Polimer
1. Pengujian Kuat Tarik (Tensile Strength).
Uji tarik adalah salah satu 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. Bila kita terus menarik suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan
profil tarikan yang lengkap berupa kurva. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya
σ =
………(1)
Fmaks= Beban yang diberikan arah tegak lurus terhadap penampang spesimen (N)
Ao = Luas penampang mula-mula spesimen sebelum diberikanpembebanan (m2)
σ = Enginering Stress (Nm-2)
Enginering Strain (ε):
ε =
=
………. (2)
ε = Enginering Strain
lo= Panjang mula-mula spesimen sebelum pembebanan
Δ l = Pertambahan panjang
Hubungan antara stress dan strain dirumuskan:
E = ………..….……. (3)
E = Modulus Elastisitas atau Modulus Young (Nm-2)
σ = Enginering Stress (Nm-2)
ε = Enginering Strain
Dari gambar kurva hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan panjang kita dapat
membuat hubungan antara tegangan dan regangan (stress vs strain). Selanjutnya kita dapat
Gambar 2.5 Kurva Tegangan dan Regangan Hasil Uji Tarik
Daerah Linear(elastic limit)
Bila sebuah bahan diberi beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan,
maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnya hampir kembali ke kondisi
semula) yaitu regangan “nol” pada titik O. Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A,
hukum Hooke tidak lagi berlaku dan terdapat perubahan permanen dari bahan tersebut.
Terdapat konvensi batas regangan permamen (permanent strain) sehingga disebut perubahan
elastis yaitu kurang 0.03%, tetapi sebagian referensi menyebutkan 0.005% .
Titik Luluhatau batas proporsional
Titik dimana suatu bahan apabila diberi suatu beban memasuki fase peralihan
deformasi elastis ke plastis. Yaitu titik sampai di mana penerapan hokum Hook masih bisa
ditolerir. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis.
Deformasi plastis(plastic deformation)
Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula, yaitu bila bahan
ditarik sampai melewati batas proporsional.
Ultimate Tensile Strength (UTS)
Merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.
Merupakan besar tegangan di mana bahan yang diuji putus atau patah.
2. Pengujian Kuat Lentur (Flexural Strength).
Kekuatan lentur atau kekuatan bending adalah tegangan bending terbesar yang dapat
diterima akibat pembebanan luar tanpa mengalami deformasi besar. Pengujian kuat lentur
dilakukan untuk mengetahui ketahanan suatu bahan terhadap pembebanan pada titik lentur
dan juga untuk mengetahui keeleksitasan suatu bahan. Cara pengujian kuat lentur ini dengan
memberikan pembebanan tegak lurus terhadap sampel dengan tiga titik lentur dan titik-titik
sebagai penahan berjarak tertentu. Titik pembebanan diletakkan pada pertengahan panjang
sampel. Pada pengujian ini terjadi perlengkungan pada titik tengah sampel dan besarnya
perlengkungan ini dinamakan defleksi (δ). Kemudian dicatat beban maksimum (Wmaks) dan
regangan saat specimen patah. Pada perhitungan untuk menentukan kekuatan lentur/bending,
digunakan persamaan sesuai standar ASTM D-790, yaitu :
K= ………..…… (4)
K = Tegangan lentur maksimum (N/m3)
W = Beban maksimum (N)
b = Lebar dari benda uji (m)
h = Tebal benda uji (m)
l = Jarak antara penyangga (m)
3. Pengujian Kuat Impak (Impact Strength)
Kekuatan impak adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tibatiba.
Polimer mempunyai kekuatan impak jika kuat saat dipukul dengan keras 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
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di laboratorium Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan di laboratorium polimer Teknik
kimia Universitas Sumatera Utara .
3.2 Peralatan dan Bahan
3.2.1 Peralatan
Alat–alat yang digunakan untuk pembuatan sampel komposit plastik yaitu:
1. Hot plate berfungsi sebagai pemanas.
2. 1 set motor stirrer berfungsi sebagai pengaduk.
3. Labu alas leher tiga berfungsi sebagai tempat untuk mengaduk.
4. Hot press berfungsi sebagai penekan specimen.
5. Neraca analytic berfungsi untuk menimbang atau menentukan jumlah/massa komposit.
6. Ayakan / shaker (150 mess) berfungsi untuk mengayak serbuk kulit kaca kopi yang sudah
dihaluskan.
7. Oven berfungsi untuk mengeringkan komposit.
8. Lemari asam berfungsi untuk mengeringkan setelah keluar dari refluks.
9. Electronic system universal tensile machine berfungsi untuk uji tarik.
10. Wolpert impact tester berfungsi untuk uji impak.
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan untuk pembuatan komposit plastik :
2. Asam akrilat berfungsi untuk meningkatkan kesesuaian komposit (kompatibilizer)
3. Benzoil peroksida berfungsi sebagai inisiator (pembentukan ikatan silang) dalam proses
polimerisasi.
4. Polipropilen bekas berfungsi sebagai matriks.
5. Xilen berfungsi sebagai pelarut.
6. Alumilinium voil berfungsi untuk melapisi cetakan.
7. Minyak goreng berfungsi untuk memanaskan labu leher tiga pada proses refluks.
3.3 Prosedur Percobaan
3.3.1. Peyiapan serbuk kulit kaca kopi
1. Kulit kaca kopi didapat dari pabrik penggilingan kopi di Bunga Terompet
Kel. Sempakata Medan Selayang.
2. Kulit kaca kopi digiling dengan blender sampai halus dan diayak menggunakan shave
shaker.
3. Dihasilkan kulit tanduk kopi 150 mess.
3.3.2. Pembentukan dan Pengujian Komposit
1. Direfluks polipropilena bekas dengan xilen di labu alas leher tiga pada suhu 1700C
2. Dimodifikasi polipropilena bekas yang sudah direfluks dengan asam akrilat dan benzoil
peroksida dengan berat masing–masing : polipropilena bekas (92%), asam akrilat (6%),
3. Ditimbang polipropilena bekas , polipropilena yang dimodifikasi dengan asam akrilat,
dan serbuk kaca kopi 150 mess, masing–masing sesuai dengan perbandingan berikut:
Tabel 3.1 Komposisi komposit Plastik
Sampel Polipropilena bekas (%)
Polipropilena bekas termodofikasi asam
akrilat (%)
Serbuk kulit kaca biji kopi 150 mess
(%)
1 100 0 0
2 65 10 25
3 55 10 35
4 45 10 45
5 35 10 55
6 25 10 65
4. Direfluks sampel satu sampai homogen di dalam labu alas tiga dalam waktu± 10menit. 5. Dituangkan kedalam cawan porselain.
6. Dikeringkan didalam lemari asam.
7. Dilakukan prosedur diatas untuk sampel berikutnya.
8. Decetak tekan panas hotpress pada suhu 1700C dengan waktu± 10menit. 9. Didinginkan pada suhu kamar.
10. Dilakukan uji mekanis ( uji tarik dan uji impak),dan uji fisis (densitas dan daya serap
3.4 Pengujian Sifat Fisis
Untuk mengetahui sifat-sifat fisis komposit dilakukan pengujian kerapatan (ρ) dan Daya
Serap Air seperti berikut:
3.4.1. Kerapatan (ρ)
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering
udara. Sampel ditimbang beratnya, lalu diukur rata-rata panjang. Lebar dan
tebalnya untuk menentukan volumenya. Kerapatan sampel komposit dihitung
dengan rumus:
= ………..…… (1)
dengan:
= Kerapatan (gr.cm-3)
m = massa sampel (gr)
V = volume sampel (cm3)
3.4.2. 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:
= 100% ………..…… (2)
dengan:
mb = Massa sampel dalam keadaan basah (gr)
3.5 Pengujian Sifat Mekanik
3.5.1 Kuat Tarik
Kuat tarik σ, adalah gaya yang diaplikasikan F, dibagi dengan luaspenampang A:
=
………..…… (3)Dalam satuan MKS, perpanjangan tarik ε adalah perubahan panjang sampel
dibagi dengan panjang awal.
3.5.2 Kuat Impak
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:
Is = Kuat Impak (J.m-2)
Es = Energi Serap (J)
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian mekanik
4.1.1 Pengujian Kekuatan Impak
Kekuatan impak adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tiba – tiba
yang bertujuan untuk menentukan ketangguhan sampel terhadap pembebanan. Metode impak
ini disesuaikan dengan model Izod. Kekuatan impak yang dihasilkan (Is) merupakan
perbandingan antara energi serap (Es) dengan luas penampang (A). Data – data pengujian
impak terlihat pada tabel 4.1
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Impak
No. Tipe
2 II 128 15 2,4 107330,4 2981,4
3 III 128 15 2,6 130466,7 3345,3
4 IV 128 15 2,4 126723,6 3520,1
5 V 128 15 2,6 178861,8 4586,2
6 VI 128 15 2,4 174351,6 4843,1
.
Pengujian kekuatan impak menggunakan standar ASTM D-256. Grafik kekuatan impak vs
Grafik 4.1. Hubungan antara K
Dari grafik 4.1 menunj
banyak pengisi serbuk kulit ta
semakin banyak tersebarnya
komposit sehingga komposit
datang secara tiba – tiba maki
pada sampel VI dengan nilai
terdapat pada sampel I sebesa
1532.5
Grafik Kuat Impak vs komposisi SKTK
ra Komposisi SKTK (srbuk kulit tanduk kopi) de
nunjukan terjadinya kenaikan nilai kekuatan im
t tanduk kopi semakin naik kekuatan impakny
ya serbuk kulit tanduk kopi mengisi kekosong
posit makin padat sehingga ketahanannya terhada
akin tinggi. Dalam grafik kekuatan impak m
ai impaknya sebesar 4843,1 Jm-2 dan kekuatan
sar 1532,5 Jm-2.
Grafik Kuat Impak vs komposisi SKTK
kopi) dengan kuat impak
impak. Jadi semakin
knya, ini dikarenakan
kosongan pori – pori
adap tegangan yang
k maksimum terdapat
tan impak minimum
4586.2
4843.1
60 70
4.1.2 Pengujian Kekuatan T
Uji tarik adalah uji stre
terhadap gaya tarik. Dengan m
bereaksi terhadap tenaga tarika
Data–data pengujian tarik dapa
Tabe
dijelaskan pengaruh banyakn
sampel uji.
Grafik 4.2. Hubungan antara K
18.445
Grafik Kuat Tarik vs Komposisi SKTK
an Tarik
stress-strain mekanik yang bertujuan mengetahui
n melakukan uji tarik kita mengetahui bagaima
ikan dan mengetahui sejauh mana material bert
k dapat dilihat pada tabel 4.2:
abel 4.2 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik
ang
115 6 2,5 28,232 276,675
115 6 2,5 20,736 203,22
115 6 2,4 6,8635 67,2624
115 6 2,6 4,6768 45,8328
115 6 2,4 3,6778 36,0432
115 6 2,4 3,3648 32,976
enggunakan standar ASTM D-638. Dari grafik di
knya komposisi yang digunakan terhadap ni
ra Komposisi SKTK(serbuk kulit tanduk kopi)
13.548
4.671
2.938 2.503 2.29
10 20 30 40 50 60
Komposisi SKTK (%)
Grafik Kuat Tarik vs Komposisi SKTK
tahui kekuatan bahan
ik di bawah ini, dapat
nilai kekuatan tarik
kopi) dengan kuat tarik
2.29
60 70
Pada grafik dapat dilihat terjadinya penurunan kekuatan tarik. Hal ini disebabkan
karena sebagaimana kita ketahui bahwa serbuk kulit tanduk kopi sebagai pengisi bersifat
kaku, kuat dan getas sehingga semakin banyak komposisi SKTK diberikan maka keelastisan
sampel semakin berkurang yang menyebabkan kuat tariknya makin kecil. Berikutnya dapat
dilihat juga terjadi penurunan kuat tarik yang jauh mulai dari sampel III kebawah , hal ini
disebabkan karena rentang variasi komposisi SKTK juga jauh perbedaan persennya.
Misalnya antara sampel II dan sampel IV terdapat 20% selisih komposisi SKTK. Kekuatan
tarik maksimum terdapat pada sampel I yaitu sebesar 18,445 MPa dan kekuatan tarik
minimum terdapat pada sampel IV yaitu 2,290 MPa.
4.2 Pengujian Sifat Fisis
4.2.1 Pengujian Densitas
Kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa
benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat per satuan volume. Berikut data –data
yang diperoleh:
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Densitas
No. Tipe Sampel Massa (gr) Volume (cm3) Densitas (gr.cm-3)
1 I 3,7 5,76 0,6423
2 II 3,5 5,76 0,6076
3 III 3,35 5,76 0,5816
4 IV 3,2 5,76 0,5555
5 V 3,1 5,76 0,5381
6 VI 3,07 5,76 0,5329
Dengan bertambahnya pengisi pada sampel I sampai VI yang digunakan maka, nilai
densitasnya akan mengalami penurunan dan sebaliknya dengan berkurangnya pengisi yang
digunakan maka nilai densitasnya akan mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan karena
densitas matriks yaitu polipropilena lebih tinggi dari densitas serbuk kulit tanduk kopi.
Dimana besar densitas polipropilena yaitu 0.90 g/cm3–0.92 g/cm3sedangkan densitas serbuk
kulit tanduk kopi ±0.65 g/m3. Nilai densitas maksimum terdapat pada sampel I sebesar0,6423
Grafik 4.3. Hubungan antara kom
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Day
No. Tipe Sampel Massa K
1. I 3,28
Berdasarkan SNI 03-2105-2006,
maksimal < 14 %. Hal ini me
sudah memenuhi standar SNI.
maka semakin besar daya sera
pori – pori yang terdapat pada
yang paling banyak sehingga
0.6423
Grafik Densitas vs Komposisi SKTK
ra komposisi SKTK( serbuk kulit Tanduk kopi)
aya Serap Air (DSA)
DSA) dilakukan untuk menentukan besarnya p
g direndam dengan perendaman selama 24 jam
n terhadap semua komposisi sampel uji yang
mpel kering dan massa sampel basah.
aya Serap Air
ssa Kering (gr) Massa Basah (gr) DSA (%)
3,29 0,304
2006, diketahui bahwa kandungan air dalam
menunjukkan semua sampel uji, nilai persenta
I. Dari grafik (4.4) dilihat semakin besar komposi
serap air yg dihasilkan, hal ini disebabkan karen
pada sampel. Dari ke-enam sampel maka sampe
ngga daya serap airnya paling besar. Nilai daya se
0.6076 0.5816
0.5555
0.5381 0.5329
20 30 40 50 60 70
Komposisi SKTK (%)
Grafik Densitas vs Komposisi SKTK
terjadi pada sampel VI yaitu 2,077
adalah grafik daya serap air ter
Grafik 4.4 Hubungan antara kom
0.304
Grafik DSA vs Komposisi SKTK
u 2,077 % dan minimum di sampel I yaitu 0,304terhadap sampel uji.
komposisi SKTK (serbuk kulit kaca kopi) denga
0.601
Grafik DSA vs Komposisi SKTK
0,304 %. Pada Berikut
dengan daya serap air
2.077
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Berdasarkan penelitian di atas dapat disimpulkan bahwa asam akrilat dapat
memodifikasi polipropilena bekas .
2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi dapat mempengaruhi sifat mekanik dan
sifat fisis yaitu:
a. Sifat mekanik
- Kuat Impak (1532,5 J.m-2–4843,1 J.m-2), menurut standar D-256.
- Kuat Tarik (2,290MPa – 18,445MPa), sampel I – IV memenuhi standar ASTM
D–638 ( 3,08 MPa).
b. Sifat fisis
- Densitas (0,6991 gr.ml-1 –0,538 gr.ml-1), memenuhi standar SNI 03-2105-2006
(0,5 gr.ml-1–0,9 gr.ml-1).
- Daya Serap Air (0,304 % - 2.077 %), memenuhi standar SNI 03-2105-2006
(< 14 %).
3. Dari hasil penelitian dapat diketahui bahwa serbuk kulit kaca kopi dapat digunakan
sebagaifillerdan polipropilena bekas dapat digunakan sebagai matriks. Hal itu berarti
dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan komposit polimer.
5.2 Saran
1. Diharapkan peneliti selanjutnya melakukan pengujian yang lain, seperti uji
sobek,SEM, FTIR,uji thermal, dll.
2. Sebaiknya peneliti melakukan variasi komposisi yang lebih banyak untuk
DAFTAR PUSTAKA
Al Malaika, 1997.Reaktif Modifier of Polimer. Blackie Academic and
Professional. London.
Billmeyer, (1984).Studi Sifat Bending dan Impact Komposit Serat Kenaf
Acak- Polyester. Unnes. Semarang.
Baon, 2005. Laju Dekomposisi dan Kualitas Kompos Limbah Padat Kopi : Pengaruh
Aktivator dan Bahan Baku Kompos.Pelita Perkebunan. Universitas Negeri Jember
Ellyawan. 2008.Panduan Untuk Komposit. http//:ellyawan.dosen.akprind.ac.id/?p=6
Febrianto. 1999.Kimia Populer. Diterjemahkan oleh Drs. Hary Firman, M.Pd. Bandung: ITB
Press
Gacther, 1990.Sifat–sifat polipropilena .pdf. Universitas Sumatera Utara.
Gibson, R.F. 1994. Principles Of Composite Material Mechanics. New York: McGraw-Hill
Book Co
Hartomo, (1993).Penyidikan Spektrometrik Senyawa Organik. Edisi keempat,
penerbit Erlangga, Jakarta.
Hartono, A. 1998.Material komposit. Penerbit erlangga, Jakarta.
Han, shiraishi,( 1990).Plastic Material. Edisi ketiga, thewhiterfriers press. Ltd,
London.
Joli, (1996).Polymer Composite. New Age International (P) Limited,
Muchtadi, 2010..Ilmu Pengetahuan Bahan Pangan.2010. Bogor: Alfabeta CV
Othmer, kirk. 2001 . Composite Materials Handbook. New York: McGraw-Hill Book
Company
Purnomo, Sri Edi. 2013 . Petani Kopi Indonesia Sulit Kalahkan Brasil. URL: http://www.
tempointeraktif. com/hg/bisnis/2009/07/02/brk,20090702-184943,id.html.
Siriwardena, (2001).Kayu, Kimia, Ultrastruktur, reaksi- reaksi. Gadjah Mada
University Press, Yogyakarta, hal. 7–26
Simanjuntak, Humala (2007). Polimer. Bagian proyek pengembangan
kurikulum, Surabaya, hal. 45
SNI, 2006. Mutu Papan Partikel SNI 03-2105-2006. Badan Standarisasi Nasional (DSN).
Jakarta.
http//:www.bps.go.id. Diakses pada tanggal 04 April 2013
http://en.wikipedia.org.wiki.Polypropylene , 25 april 2014.
www.academiaRedu/.../EKSTRAKSI_KAFEINA_DARI_SERBUK_KOPI). Diakses tanggal
LAMPIRAN A
PERHITUNGAN DATA PENGUJIAN
1. Menghitung densitas sampel
Densitas( ) =
Keterangan:
- Sampel V
2. Menghitung daya serap air (porositas) sampel
mk= 3,32 gr
3. Menghitung kekuatan impak sampel
I = 130466,7 x 10 J
39x 10 m = 3345,3 J. m - Sampel IV
E = 126723,6 x 10-6J
A = W x T = 15 mm x 2,4 mm = 36 mm2
I = 126723,6 x 10 J
36 x 10 m = 3520,1 J. m - Sampel V
E = 178861,8 x 10-6J
A = W x T = 15 mm x 2,6 mm = 39 mm2
I = 178861,8 x 10 J
39 x 10 m = 4586,2 J. m - Sampel VI
E = 174351,6 10-6J
A = W x T = 15 mm x 2,4 mm = 36 mm2
I = 174351,6 x 10 J
- Sampel VI
F =loadx a = 8,267 10-9kgf x 9,8 ms-2= 32,976 10-9N
A = W x T = 6 mm x 2,5 mm = 15 mm2
= 32,976 10 N
Aluminium Foil Jangka Sorong
Wolpert Perendaman Sampel
Ayakan Cetakan
Lemari Asam Alat Kempa Panas
KTK Tissue
Termometer Kertas Pasir
Spatula
Xylene
Mortal
Universal Testing Machine
Sampel II
