i
TUGAS AKHIR
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERBAHAN EBONIT
DENGAN KANDUNGAN SULFUR 40 PHR YANG
DIPERKUAT SERAT BAMBU UNTUK KOMPONEN
OTOMOTIF
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
Rudy Efendi
D200.12.0143
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
MOTTO
“ Barang siapa keluar untuk mencari ilmu maka dia berada di jalan Allah „‟
(HR.Turmudzi)
“ Waktu itu bagaikan pedang, jika kamu tidak memanfaatkannya
menggunakan untuk memotong, ia akan memotongmu (menggilasmu)”
(H.R. Muslim)
" permudahlah dan jangan mempersulit, gembirakanlah dan janganlah menakut-nakuti “
(H.R Muslim)
vii
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERBAHAN EBONIT DENGAN KANDUNGAN SULFUR 40 PHR YANG DIPERKUAT SERAT BAMBU
UNTUK KOMPONEN OTOMOTIF
Rudy Efendi, Joko Sedyono.
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura email : efendi.rudy35@gmail.com
ABTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik, izod impak, dan kekerasan pada variasi kandungan serat bambu 0 gram, 272,72 gram, 520,83 gram terhadap komposit bermatrik ebonit dengan kandungan sulfur 40 phr. Penelitian ini menggunakan bahan serat bambu sebagai penguat dan ebonit sebagai matrik. Proses perlakuan permukaan serat dengan NaOH 5% selama 2 jam.
Selanjutnya proses pencampuran karet alam,serat,dan bahan kimia menggunakan mesin two roll mill , kemudian divulkanisasi menggunakan mesin hot press mold. Pengujian komposit menggunakan ASTM D256-00 untuk uji izod impak, ASTM D638-02 untuk uji tarik, ASTM D2240-81 untuk uji kekerasan.
Hasil penelitian diperoleh harga impak tertinggi rata-rata pada komposit ebonit dengan kandungan serat bambu 520,83 gram sebesar 30,51 J/mm2, untuk pengujian tarik semakin tinggi kandungan serat maka semakin tinggi kekuatan tarik yang dihasilkan yaitu 14,8 Mpa pada komposit ebonit dengan kandungan serat bambu 520,83 gram sedangkan semakin rendah kandungan serat semakin besar regangan yang dihasilkan yaitu 62,7 % pada ebonit tanpa serat dan Kekerasan tertinggi rata-rata pada komposit ebonit serat bambu 520,83 gram yaitu 81,2 skala shore D.
ABSTRACT
This study aims to determine the tensile strength, Izod impact, and hardness on the variation of the bamboo fiber content 0 gram, 272,72 gram, 520,83 gram of the composite matrix ebonite with a sulfur content of 40 phr. This study uses bamboo fiber as a reinforcement material and ebonite as a matrix. Fiber surface treatment process with NaOH 5% for 2 hours.
Furthermore, the process of mixing natural rubber, fiber, and chemicals using two roll mill machine, then vulcanised using a hot press machine mold. Testing composites using ASTM D256-00 for Izod impact test, ASTM D638-02 for tensile test, ASTM D2240-81 for testing hardness. Resault impact study showed the highest price average on the composite ebonite with bamboo fiber content of 520,83 gram of 30.51 J / mm2, for the tensile test the higher fiber content, the higher tensile strength of the resulting composite is 14.8 MPa at ebonite with bamboo fiber content of 5520,83 gram while the lower the fiber content the greater the strain produced is 62.7% in ebonite without violence fiber and the highest average on bamboo fiber composite ebonite 520,83 gram 81.2 scale shore D.
ix
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “ Pengembangan Komposit Berbahan Ebonit Dengan Kandungan Sulfur 40 Phr Yang Diperkuat Serat Bambu Untuk Komponen Otomotif “ , dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D,. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Bapak Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D, Selaku pembimbing utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
5. Bapak dan Ibu tercinta yang setiap waktu selalu mendo‟akan, memberi semangat dan dorongan, serta terimakasih atas semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini sehingga penulis semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 6. Bapak Yudi Yunus selaku pemilik CV. Trinity Rajawali Universal
Surabaya. Terimakasih telah menyediakan Tempat untuk pembuatan kompon ini dan telah memberikan ilmu yang sangat bermanfat bagi Saya dan Teman-teman.
7. Ibu Novi selalu kepala Laboratorium Riset Karet BBKKP Yogyakarta. Terimakasih telah banyak membantu dalam proses pengerjaan spesimen dalam Tugas Akhir ini. Semoga ilmu ini bermanfaat kedepannya.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan. Harapan penulis semoga tugas akir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, April 2016
xi DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Pernyataan Keaslian Topik Skripsi... ii
Halaman Persetujuan... iii
Halaman Pengesahan... iv
Lembar Soal Tugas Akhir... v
Motto... vi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 .Latar Belakang ... 1
1.2 .Perumusan masalah... 4
1.3 .Pembatasan Masalah ... 4
1.4 .Tujuan Penelitian ... 5
1.5 .Manfaat Penelitian ... 5
1.6 Sistematika Penulisan... 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustaka ... 8
2.2 Landasan Teori ... 9
2.2.1. Komposit ... 9
2.2.1.1. Klasifikasi Material Komposit ...11
2.2.1.2. Unsur-unsur Utama Pembentuk Komposit...14
2.2.3. Perlakuan Alkali Pada Serat... 19
2.2.4. Karet Alam ... 19
2.2.4.1. Bahan Kimia Pembentuk Kompon Karet... 21
2.2.4.2. Bahan - Bahan Kimia... 23
2.2.5. Rancangan Kompon ... 30
2.2.6. Vulkanisasi ... 31
2.2.7. Ebonit ... 32
2.2.8. Pengujian Tarik ... 33
2.2.9. Pengujian Kekerasan... 37
2.2.10. Pengujian Impak... 39
BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Diagram Alir... 44
3.2. Studi Literatur dan Survei Lapangan ... 45
3.3. Alat dan bahan Penelitian ... 45
3.3.1. Alat Penelitian ... 45
3.3.2. Bahan Penelitian ... 49
3.4. Alat Pengujian... 55
3.5. Lokasi Penelitian ... 57
3.6. Prosedur Penelitian ... 58
3.6.1. Tahap Pembuatan Serat... 58
3.6.2. Tahap Pembuatan Kompon... 59
3.6.3. Tahap-tahap dalam proses Vulkanizing press... 60
3.7. Sampel Uji... 61
3.8. Pengujian Spesimen... 61
3.8.1. Uji Izod Impact... 61
3.8.2. Uji Tarik... 62
3.8.3. Uji Kekerasan... 63
3.9. Hasil Penelitian... 64
xiii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Uji Tarik... 65
4.1.1. Pembahasan Hasil Uji Tarik... 66
4.2. Hasil Uji Kekerasan ... 67
4.2.1. Pembahasan Hasil Uji Kekerasan ... 68
4.3. Hasil Izod Impak ... 68
4.3.1. Pembahasan Hasil Uji Izod Impak... 69
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 70
5.2. Saran ... 70 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Komposit Serat... 12
Gambar 2.2. Komposit Partikel... 13
Gambar 2.3. Komposit Lapis... 13
Gambar 2.4. Proses Vulkanisasi... 31
Gambar 2.5. Sifat Komposit Pada Pengujian Tarik... 34
Gambar 2.6. Dimensi Uji Tarik... 37
Gambar 2.7. Kekerasan Shore A dan Shore D... 39
Gambar 2.8. Ilustrasi Skematik Pengujian Impak... 41
Gambar 2.9. Ilustrasi Skematik Pembebanan Uji Impak... 42
Gambar 2.10. Dimensi Uji Impak... 43
Gambar 3.1. Diagram Alir... 44
Gambar 3.2. Mesin Two roll Mill... 46
Gambar 3.3. Vulcanizing Press ... 46
Gambar 3.4. Rheo Meter ...47
Gambar 3.5. Timbangan Digital... 47
Gambar 3.6. Mold Atas dan Bawah... 48
Gambar 3.7. Frame ... 48
Gambar 3.8. Silicon Oil... 49
Gambar 3.9. Oven... 49
Gambar 3.10. Karet RSS I... 50
Gambar 3.11 Sulfur... 50
Gambar 3.12. Asam Stearat... 51
xv
Gambar 3.19. NaOH... 54
Gambar 3.20. Serat Bambu Apus... 55
Gambar 3.21. Alat Uji Tarik... 56
Gambar 3.22. Alat Uji Kekerasan Shore D... 56
Gambar 3.23. Alat Uji Izod Impact... 57
Gambar 3.24. Spesimen Uji Izod Impact... 62
Gambar 3.25. Spesimen Uji Tarik... 63
Gambar 4.1. Histogram Tegangan Tarik Komposit Ebonit... 65
Gambar 4.2. Histogram Regangan Komposit Ebonit... 66
Gambar 4.3. Histoigram Kekerasan Komposit Ebonit... 67
Daftar Tabel
Tabel 2.1. Sifat Mekanik Bambu Apus... 18
Tabel 2.2. Jenis-jenis Carbon Black... 28
Tabel 3.1. Formulasi Kompon... 61
Tabel 4.1. Hasil Uji Tarik... 65
Tabel 4.2. Hasil Uji Kekerasan... 67
Tabel 4.3. Hasil Uji Izod Impact ... 68
xvii
DAFTAR SIMBOL
Ao = Luas penampang patahan
σ = Tegangan Tarik F = Gaya
E = Modulus Elastis
Ɛ = Regangan
= Deformasi / Pemanjangan
