PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK RESIN YUCALAC 157

(1)

i

PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN

SERAT GELAS TERHADAP KEKUATAN IMPAK

KOMPOSIT DENGAN MATRIK RESIN YUCALAC

157 TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Starta Satu (S1) Jurusan

Teknik Mesin

Disusun Oleh : Candra Kurniawan

09510090

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

(2)

ii

Poster

LEMBAR PENGESAHAN

PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK

RESIN YUCALAC 157

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :

CANDRA KURNIAWAN NIM : 09510090

Diterima dan disahkan oleh : 24 Januari 2014

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(Drs. M. Djufri, ST., MT.) (Ir. M. Lukman, MT) NIP : 196311101990101000 NIP : 108.9302.0291

Mengetahui ;

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii

ABSTRAKSI

Nama : Candra Kurniawan

No. Induk : 09510090

Pembimbing I : Drs. M. Djufri, ST., MT

Pembimbing II : Ir. M. Lukman, MT

Serat alam memiliki sifat lebih elastic dari serat gelas. Satu contoh serat alami adalah serat sabut kelapa, serat ini memiliki elastisitas lebih tinggi dari serat gelas dan serat karbon., kadar air di dalam sabut harus di kurangi sampai hampir 60% dengan menggunakan media oven. Campuran antara serat gelas dan serat kelapa yang dibuat ada 3 variabel yaitu 80%FRP+20%serat kelapa, 70%GFRP+30%serat kelapa, 60%GFRP+40% serat kelapa dan juga di but komposit dengan serat kelapa dan serat gelas untuk membandingkan nilai keuatanya dengan uji impact.

Dimensi standart komposit fiberglass untuk uji impact adalah P=100mm, L=10mm, dan T=10mm (JIS7111), dan berat specimen adalah 40gr. Dari data hasil uji impact pada komposit diatas, didapat harga impat paling tinggi adalah pada spesiment dengan komposisi 60% GFRP+40% serat gelas dengan rata rata 32 J/mm² dari 3 kali pengujian, dan nilai impact yang hanya dengan serat gelas (GFRP) mendapatkan rata rata 23 J/mm² dari 3 kali pengujian.

(8)

viii

ABSTRACT

Nama : Candra Kurniawan

No. Induk : 09510090

Pembimbing I : Drs. M. Djufri, ST., MT

Pembimbing II : Ir. M. Lukman, MT

Natural fibre have elasticity more than composit fiber, because they have water conten more than composit fiber, for example coconut fiber, it have high elastic properties more than composit fiber. If we want using cocofiber for reinforece in fiberglass composit, we have to decrease the water properties until 60% with heat treatment, and than mixing the cocofiber with GFRP with some variable, variable when I use is 80% GFRP+20%cocofiber, 70%GFRP+30%cocofiber, 60%GFRP+40cocofiber and we make composit with cocofiber and GFRP for comparing the strength values with impact testing.

Standart composite dimension for JIS7111 is L=100mm, W=10mm and H=10mm, and it have a average weight 40gr. On impact testing for some composite above, we getting a highess impact price with compotition composite 60%+40%, it have a average price 32 J/mm² from three time testing and impact price for composite with GFRP is 23 J/mm².

(9)

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat, rahmat, dan hidayah-Nya tidak lupa shalawat serta salam tercurah pada Rasulullah SAW sehingga Laporan Skripsi saya yang berjudul “Pengaruh Penguat Sabut Kelapa Dan Serat Gelas Terhadap Kekuatan Impak Komposit Dengan Matrik Yucalac 157” dapat diselesaikan dengan baik.

Dalam penyusunan Skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bantuan serta dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. ibu dan Alm. Bapak ku tersayang yang selalu memberikan bantuan materiil

maupun non materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan.

2. Bapak Ir. Mulyono, MT. Selaku Ketua Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Drs. M. Djufri, ST., MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan sekripsi ini dilakukan.

4. Bapak Ir. M. Lukman, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya sekripsi ini.

5. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis seara langsung maupun tidak langsung.

6. Teman-teman sebimbingan, rekan-rekan laboraturium di lingkungan Teknik Mesin, serta teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2009 A, B dan C.

7. Noor Maulida dan ma’un seseorang yang special, telah banyak memberikan masukan, support moril maupun materil, bersedia menjadi teman saat susah dalam mengerjakan skripsi ini.

(10)

x 9. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan

kalian semuannya.

Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT memberikan sifat rahim Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga sekripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca

Malang, 17 Januari 2014

(11)

xi

DAFTAR ISI

POSTER ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ... iv

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ... v

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI. ... vi

LEMBAR SURAT PERNYATAAN ... vii

ABSTRAK ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Batasan Masalah... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

BAB II Tinjauan Pustaka 2.1 Jenis Jenis Komposit Fiberglass. ... 4

2.2 Sifat Mekanik Komposit Fiberglass. ... 9

2.3 Perkembangan Fiberglass... 11

2.4 Bahan Penyusun Fiberglass... 11

2.5 Bahan Tambahan ... BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Flowchart Penelitian... 22

3.2. Metode Penelitian... 22

3.3 Bahan Bahan Yang Digunakan ... 25

(12)

xii

3.5 Metode Analisa Data ... 34

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN DATA 4.1 Data Hasil Pengujian Impct Pada Komposit ... 39

4.2 Pembahasan Hasil Pengujian Impact ... 40

4.3 Pembahasan Hasil Pengujian Dengan RAL ... 42

4.4. Pembahasan. ... 55

BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan ... 61

(13)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Dashboard mobil dari komposit fiberglass... 4

Gambar 2.2. Kap mobi berbahan komposit matrik logam ... 5

Gambar 2.3.Keramik lantai berbahan komposit matrik keramik ... 6

Gambar 2.4. Chemical mikro struktur... 8

Gambar 2.5. Kevlar ... 8

Gambar 2.6. Serat gelas ... 9

Gambar 2.7. Resin Yucalac 157 ... 12

Gambar 2.8. Resin thermosetting ... 13

Gambar 2.8.1. Resin epoxy ... 14

Gambar 2.8.2. Resin phenolic ... 14

Gambar 2.8.3. Resin polyester ... 16

Gambar 2.8.4 Resin silikon ... 16

Gambar 2.9. Proses pembuatan serat gelas ... 17

Gambar 2.11. Sabut kelapa ... 18

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ... 24

Gambar 3.2. Resin Yucalac BQTN 157 ... 25

Gambar 3.3. Katalis... 25

Gambar 3.5. Sabut kelapa ... 26

Gambar 3.6. Model spesimen standar JIS 7111 ... 27

Gambar .3.7. Mesin Charpy impact ... 31

Gambar 3.8. Arah penduum dan tata letak spesimen ... 32

(14)

xiv

Gambar 4.1. Grafik hasil pengujian impact kelima spesimen ... 40

Gambar 4.2. Data hasil rata rata pengujian impact ... 40

Gambar 4.3. Grafik rata rata spesimen terhadap impact ... 41

Gambar 4.4. Sabut kelapa dan serat gelas setelah uji impact... 59

(15)

xv

DAFTAR TABEL DAN GRAFIK

Tabel 2.1. Data penyebaran buah kelapa ... 19

Tabel 2.2. Komposisi serat sabut kelapa ... 21

Tabel 2.3. Morfologi serat sabut kelapa ... 21-22 Tabel 2.4. Spesifikasi resin yucalac 157 ... 22

Tabel 3.1. Daftar varian hasil olah data ... 38

Tabel 4.1. Data hasil uji impact ... 40

Grafik 4.1. Hasil pengujian terhadap kelima spesimen... 41

Tabel 4.2. Rata rata impact pada pengujian ... 41

Grafik 4.2. Perbandingan rata rata impact spesiment ... 42

Tabel 4.3. Tabel penelitian ... 43

Tabel 4.4. Tabel sidik ragam ... 44

Tabel 4.5. Tabel F uji hipotesis ... 46

Grafik 4.3. Perbandingan nilai impact komposit 60%+40% ... 52

Grafik 4.4. Perbandingan nilai impact komposit 70%+30% ... 53

(16)

xvi

DAFTAR PUSTAKA

Amin Sulistyanto, 2005, Karakteristik Pembakaran Biobriket dan Serabut kelapa Biro Pusat Statistik, 2011., Penyebaran Tanaman Kelapa Indonesia

Charles, A Harper, 1976, Handbook of Ceramic, Glasses and diamond ENDO FIBERGLASS, 2013, Pemanfaatan Fiberglass di Lingkungan Umum H. Bond, 1993., Kevlar Chemical Structure Properties

Jonathan Oroh, 2013, Analisis sifat mekanik Material Komposit Dengan Menggunakan Serat Sabut Kelapa, Skripsi, Univ. Sam Ratulangi

Jurnal Riset Industri, 2011 Vol. V, No.2, , Hal 143-151

Kenneth G. Budinski, Engineering Materials: Properties and Selection Kirk dan Othmer, 1981, FRP Compotition

Kuncoro Diharjo, 2006, Kajian Pengaruh Teknik Pembuatan Lubang Terhadap kekuatan Tarik Komposit hybrid serat gelas,Skripsi, Univ. Negeri Sebelas Maret Surakarta

Matthews, 2004, Fiberglass Composite Definition Muh Amin, 2010, SeratSabutKelapa (SSK).

Sugandi Sugiarto, 1994.Rancangan Percobaan Teori dan Aplikasi.Andi offset. Yogyakarta

www.suaraMerdeka.com

Supriadi, 1997, Dalam Manik, at al, 2004.

S. Harisha, D. Peter Michaelb, A. Benselyb, D. Mohan Lalb, A. Rajaduraic, 2008, aDepartment of Mechanical and Aerospace Engineering, Arizona State University, USA

(17)

1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Fiberglass merupakan salah satu jenis material didalam dunia teknik yang di buat dengan penggabungan dua macam bahan yang mempunyai sifat berbeda menjadi satu material baru dengan sifat yang berbeda pula (Matthews, 2004). Dalam pembentukan atau pembuatan komposit fiberglass ini campuran antara katalis dan resin harus sesuai agar mendapatkan komposit yang sesuai pula. Di dalam fiberglass terdapat serat gelas atau kaca, fungsi dari serat gelas tersebut adalah sebagai penguat, atau rangka agar komposit pada saat mendapat gaya tarik atau tekan tidak langsung pecah (getas). Dalam kejadian seperti ini akan memberikan tingkat safety yang lebih kepada pengguna atau konsumen. Pada beberapa bahan dasar atau material yang di gunakan untuk menciptakan komposit tersebut, ada yang murni 1 jenis material dan ada juga yang menggunakan campuran dengan material lain, seperti contoh pada fiberglass yang umum menggunakan serat gelas sebagai penguat pada fiberglass, reinforcement itu sendiri bisa di campur atau di ganti dengan serat rotan,serat kelapa atau kulit bambu, tujuanya adalah agar di dapatkan jenis komposit yang di inginkan tanpa menghilangkan sifat komposit itu sendiri dan menekan biaya produksi untuk komposit itu sendiri.

(18)

2 Indonesia cukup banyak (Data Tahun 2006, Sumber: www.bkpm.go.id) Ini dan bahkan harganya jauh lebih murah di bandingkan dengan reinforcement lain seperti rotan atau bambu, jurnal kelebihan dan kekurangan serabut kelapa, memiliki tarik 1,15 Mpa dan Modulus Elastisitas 4 – 6 Gpa (Supriadi, 1997 dalam Manik, at al, 2004). Material ini biasa digunakan sebagai campuran penggati serat gelas pada fiberglass sehingga biaya produksi komposit fiberglass lebih hemat di bandingkan menggunakan reinforcement serat gelas , Regangan bahan komposit polyester berpenguat serat sabut kelapa juga menunjukkan adanya optimum dengan 60% fraksi volume serat yaitu dengan harga sebesar 0,42 % hanya serabut kelapa harus di kurangi kadar air terlebih dahulu sebelum di gunakan. Metode pengurangan kadar air yang akan saya gunakan untuk serabut kelapa ini, dengan

mendapatkan suhu lebih tinggi dengan cara di oven pada suhu 80˚ selama ± 5-8 menit

(Amin Sulistyanto, Karakteristik Pembakaran Biobriket dan Serabut kelapa). Dalam kurun waktu tersebut, serabut kelapa akan mengalami pengurangan kadar air sebanyak 50% - 60% (perhitungan sebagai tolak ukur 1kg serabut basah menjadi 500-400 gram serabut kering setelah di oven) (Jurnal Riset Industri Vol. V, No.2, 2011, Hal 143-151)

1.2 PerumusanMasalah

“Mengetahui nilai impact komposit dengan paduan serat kelapa, fiberglass dengan campuran serat gelas dan serabut kelapa dengan fiberglass yang hanya menggunakan

serat gelas”.

1.3 Tujuan

 Mendapatkan komposisi paduan komposit fiberglass yang paling kuat besar

menerima impact antara sabut kelapa dan serat gelas pada komposit fiberglass.

1.4 Manfaat Penelitian

(19)

3 2. Sebagai literature pada penelitian sejenis dalam rangka pengembangan teknologi di

bidang material dan komposit.

3. Dapat mengetahui pengaruh serabut kelapa terhadap tingkat ketahan fiberglass dalam mendapatkan gaya.

1.5 Batasan Masalah