• Tidak ada hasil yang ditemukan

PENGARUH PERLAKUAN KIMIA SERAT PANDAN ALAS ( PANDANUS DUBIUS) TERHADAP KEKUATAN MEKANIS KOMPOSIT DENGAN MATRIK EPOXY TUGAS AKHIR - Pengaruh perlakuan kimia serat pandan alas (Pandanus dubius) terhadap kekuatan mekanis komposit dengan matrik epoxy - USD Re

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2019

Membagikan "PENGARUH PERLAKUAN KIMIA SERAT PANDAN ALAS ( PANDANUS DUBIUS) TERHADAP KEKUATAN MEKANIS KOMPOSIT DENGAN MATRIK EPOXY TUGAS AKHIR - Pengaruh perlakuan kimia serat pandan alas (Pandanus dubius) terhadap kekuatan mekanis komposit dengan matrik epoxy - USD Re"

Copied!
110
0
0

Teks penuh

(1)

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin

Disusun oleh :

WAHYU BRAFIANTO

NIM : 025214103

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

(2)

A FINAL PROJECT

Submitted for The Partial Fulfillment of The Requirements for The Degree of Mechanical Engineering of

Mechanical Engineering Study Program

By :

WAHYU BRAFIANTO

Student Number : 025214103

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2008

(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)

serat alam sebagai pengganti serat sintetis yang selama ini dipakai. Salah satu alasannya karena polusi yang disebabkan oleh material sintetis yang pada umumnya sulit didaur ulang dan juga serat alam memiliki ketersediaan yang melimpah,serat tersebut pada umumnya ramah lingkungan karena dapat terurai. Pohon pandan alas (pandanus dubius) merupakan tumbuhan yang banyak terdapat di daerah-daerah di Indonesia. Namun demikian pemanfaatannya masih sangat terbatas dan belum memberikan nilai ekonomis yang berarti bagi masyarakat, padahal didalamnya tersimpan potensi yang sangat besar salah satunya sebagai bahan komposit.

Penelitian yang dilakukan menggunakan serat pandan alas sebagai penguat dan resin epoxy sebagai matriknya. Sebelum pembuatan komposit, serat pandan alas direndam dalam larutan NaOH selama 3 jam lalu direndam dengan larutan NaCl selama 2 jam pada temperatur 70 oC yang bertujuan untuk membersihkan serat dari lemak dan kotoran serta menghilangkan bakteri atau mikroorganisme sehingga diharapkan dapat menguatkan ikatan serat dengan matrik karena serat tidak mengalami kerusakan. Konsentrasi NaOH dan NaCl yang digunakan adalah 2.5%, 5%, 7,5% dan Tanpa Perendaman NaOH dan NaCl. Faktor orientasi serat dalam pembuatan komposit ini adalah serat acak. Adapun pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik pada komposit serat pandan alas (ASTM A 370) dan matrik (ASTM D 638) untuk memperoleh nilai kekuatan tarik dan regangan komposit dan pengujian impak (ASTM A 370) untuk mengetahui ketahanan patah dan keuletan komposit serta melakukan observasi terhadap struktur mikro dan bentuk patahannya.

Pengaruh perlakuan kimia NaOH dan NaCl serat pandan alas adalah turunnya kekuatan tarik setelah di lakukan perlakuan kimia NaCl dan NaOH, penurunan terbesar pada konsentrasi 5% yaitu 2,414 kg/mm2. Regangan semakin bertambah besar setelah perlakuan kimia NaCl dan NaOH pada setiap konsentrasi. Kenaikan regangan tertinggi pada saat konsentari 2.5 % yaitu 3,904 % dan penurunan paling besar adalah pada konsentrasi 5 % yaitu 3,716 %.

Pengaruh perlakuan kimia serat dengan NaOH dan NaCl adalah naiknya tenaga patah dan keuletan pada setiap konsentrasi perendaman. kenaikan tenaga patah dan regangan paling besar pada terjadi pada konsentrasi 5 % yaitu 0,672982 joule dan keuletan tertinggi yaitu 0,006863 joule/mm2.

Dari hasil bentuk patahan menunjukkan ikatan yang terjadi antara matrik dan serat tidak begitu kuat. Jenis patahan yang terjadi adalah patahan campuran.

(9)

kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa

Tugas Akhir ini tidak mungkin dapat terselesaikan dengan baik tanpa bantuan dari

berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Dr. Ir.P.Wiryono P.,S.J, Rektor Universitas Sanata Dharma.

2. Ir. Greg Heliarko, SJ., SS.,B.ST., MA., M.Sc., Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T.,M.T., Wakil Dekan I Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma dan Dosen Pembimbing

Akademik.

4. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin dan Ketua

Program Studi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Drama.

5. Bapak I Gusti Ketut Puja S.T, M.T. atas bimbingan dan nasehatnya selama

penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Pak Martono, Pak Intan dan Pak Ronny yang telah membantu dalam

penelitian Tugas Akhir ini.

7. Bapak Doody Purwadianto, S.T., M.T , Kepala Laboratorium Manufaktur

Universitas Sanata Dharma.

8. Pak Tri yang telah membantu dalam birokrasi selama penyusunan Tugas

Akhir ini.

(10)

x

semangat dan materi yang sudah diberikan.

11.Teman-teman kelompok Tugas Akhir : Lambang, Budi, Lukas, Kirun,

Sigit, Wibi, Beny, Angga dan Donny atas kerjasamanya selama

penyusunan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini baru permulaan dan sekiranya ada kekurangannya, Penulis

mohon saran dan kritik yang membangun untuk Tugas Akhir ini. Semoga Tugas

Akhir ini dapat bermanfaat dan berguna bagi para pembacanya.

Yogyakarta, 30 September 2008

Penulis

(11)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ………i

HALAMAN JUDUL (INGGRIS)... ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... iii

HALAMAN PENGESAHAN... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ... v

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... vi

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vii

INTI SARI... viii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI... xi

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL... xviii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan Penelitian ... 4

1.3. Batasan Masalah……….4

1.4. Metodologi Penulisan ... 5

BAB II DASAR TEORI ... 6

2.1. Pengertian Komposit... ………...6

(12)

2.2. Penggolongan Komposit ... 7

2.3. Komponen Bahan Komposit ... ………9

2.4. Komposit Serat... ……….10

2.4.1. Faktor Matrik ... 10

2.4.2 Faktor Serat ... 12

2.4.3. Faktor Komposisi dan Bentuk Serat ... 13

2.4.4. Faktor Orientasi Serat...14

2.4.5. Faktor Bahan-bahan Tambahan...15

2.5. Fraksi Volume... 15

2.6. Pengujian Tarik ... 17

2.7. Uji Impak / Kejut ... 18

BAB III METODE PENELITIAN ... 22

3.1. Skema Penelitian... 22

3.2. Persiapan Benda Uji... 23

3.2.1. Bahan dan Alat... 23

3.2.2. Preparasi Serat Pandan Alas... 26

3.2.3. Perlakuan Serat Pandan Alas ... 30

3.3. Pembuatan Cetakan ...35

3.3.1. Cetakan Untuk Pengujian Tarik...36

3.3.2. Cetakan Untuk Pengujian Impak... 38

3.4. Pembuatan Benda Uji ………... 39

3.4.1. Benda Uji Matrik / Resin... 40

(13)

3.4.1.1. Benda Uji Matrik untuk Pengujian Tarik...41

3.4.1.2. Benda Uji Matrik untuk Pengujian Impak...43

3.4.2. Benda Uji Komposit...45

3.4.2.1. Benda Uji Komposit Tanpa/Dengan Perendaman...47

3.4.2.2. Mencetak Komposit Tanpa/Dengan Perendaman...48

3.5. Metode Pengujian...50

3.5.1. Metode Pengujian Tarik...50

3.5.2. Pengujian Impak/Kejut...51

3.6. Standard dan Ukuran...53

3.6.1. Standard dan Ukuran untuk Pengujian Tarik...53

3.6.1.1. Benda Uji Matrik...53

3.6.1.2. Benda Uji Komposit...54

3.6.2. Standard dan Ukuran untuk Pengujian Impak...54

3.6.2.1. Benda Uji Matrik...54

3.6.2.2. Benda Uji Komposit...55

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 56

4.1. Hasil Pengujian Impak... 56

4.2. Hasil Pengujian Tarik... 65

4.2.1. Hasil Pengujian Tarik Matrik Epoxy... 66

4.2.2. Hasil Pengujian Tarik Komposit...67

4.4. Analisis Struktur Mikro ... 78

(14)

xiv

BAB V KESIMPULAN... 84

DAFTAR PUSTAKA ...85

(15)

Gambar 2.1 Bentuk-Bentuk Reinforcement Agent ...10

Gambar 2.2 Jenis-Jenis Orientasi Serat ...14

Gambar 2.3 Mesin Uji Tarik ...17

Gambar 2.4 Alat Uji Impak Charpy ...19

Gambar 2.5 Prinsip Pengujian Impak...19

Gambar 2.6 Bentuk Patahan ...21

Gambar 3.1 Skema Penelitian ...22

Gambar 3.2 Resin dan Hardener Epoxy...24

Gambar 3.3 Tumbuhan Pandan Alas... ...25

Gambar 3.4 Realese Agent (MAA)...26

Gambar 3.5 Daun dipukul dengan palu……….…27

Gambar 3.6 Daun yang sebagian gajih sudah dibersihkan ……….27

Gambar 3.7 Daun yang setiap bagian telah dibersihkan ……….... ..28

Gambar 3.8 Serat basah yang sudah dibersihkan dari gajih...29

Gambar 3.9 Serat pandan yang telah dikeringkan……….29

Gambar 3.10 NaOH pro analisis ...30

Gambar 3.11 Akuarium sebagai tempat perendaman serat... 33

Gambar 3.12 Serat dipotong ± 30 cm………..33

Gambar 3.13 Serat dimasukkan kedalam larutan NaOH dan aquades...34

Gambar 3.14 Serat Direndam NaOH dan NaCl dan yang tidak Direndam...35

Gambar 3.15 Cetakan matrik dan Komposit……….…………...37

Gambar 3.16 Cetakan matrik dan komposit untuk pengujian impak …….……39

Gambar 3.17 Mesin Uji Tarik ……….…50

Gambar 3.18 Mesin uji impak Charpy……….……52

Gambar 3.19 Bentuk dan geometri spesimen uji matrik ...53

Gambar 3.20 Bentuk dan geometri spesimen uji komposit ………...……54

Gambar 3.21 Bentuk dan geometri spesimen uji matrik ………..….55

Gambar 3.22 Bentuk dan geometri spesimen uji komposit ………..….55

(16)

Gambar 4.3 Grafik Tenaga Patah Rata-rata Benda Uji Komposit Konsentrasi

perendaman 5% ………..…. 60

Gambar 4.4 Grafik Tenaga Patah Rata-rata Benda Uji Komposit Konsentrasi perendaman 7,5% ……… ………...…… 60

Gambar 4.5 Grafik Keuletan Rata-rata Benda Uji Komposit Konsentrasi Perendaman 2,5% ………..…. 61

Gambar 4.6 Grafik Keuletan Rata-rata Benda Uji Komposit Konsentrasi Perendaman 5% ………..……….61

Gambar 4.7 Grafik Keuletan Rata-rata Benda Uji Komposit Konsentrasi Perendaman 7,5% ………...…….62

Gambar 4.8 Patahan pada matrik ...64

Gambar 4.9 Patahan pada komposit (tanpa perendaman) ...64

Gambar 4.10 Patahan pada komposit (2,5%NaOH dan NaCl) ...64

Gambar 4.11 Patahan pada komposit (5%NaOH dan NaCl) ...65

Gambar 4.12 Patahan pada komposit (7,5%NaOH dan NaCl) ...65

Gambar 4.13. Patah pada matrik ...67

Gambar 4.14. Sifat Mekanis Matrik Epoxy ...67

Gambar 4.15. Grafik Kekuatan Tarik (σ) Rata-rata Benda Uji Komposit semua konsentrasi, Resin, dan Tanpa Perlakuan ...70

Gambar 4.16. Grafik Kekuatan Tarik (σ) Rata-rata Benda Uji Komposit Konsentrasi 2,5% ...70

Gambar 4.17. Grafik Kekuatan Tarik (σ) Rata-rata Benda Uji Komposit Konsentrasi 5% ...71

Gambar 4. 18. Grafik Grafik Kekuatan Tarik (σ) Rata-rata Benda Uji Komposit Konsentrasi7,5% ...71

Gambar 4. 19. Grafik Regangan (ε) Rata-rata Benda Uji Komposit Konsentrasi 2,5% ...72

Gambar 4. 20. Grafik Regangan (ε) Rata-rata Benda Uji Komposit

(17)

xvii

Gambar 4.23. Patahan pada komposit (tanpa perendaman) ...76

Gambar 4.24. Patahan pada komposit (2,5%NaOH,NaCl) ...76

Gambar 4.25. Patahan pada komposit (5%NaOH) ...76

Gambar 4.26. Patahan pada komposit (7,5%NaOH) ...77

Gambar 4.27. Foto matrik epoxy ...78

Gambar 4.28. Foto Mikro Komposit Tanpa Perendaman Serat...79

Gambar 4.29. Foto Mikro Komposit Perendaman Serat (2,5% NaOH dan NaCl) ...79

Gambar 4.30. Foto Mikro Komposit Perendaman Serat (5 % NaOH dan NaCl) ...80

Gambar 4.31. Foto Mikro Komposit Perendaman Serat (7,5 % NaOH dan NaCl) ...80

Gambar 4.32. Foto Mikro Retak / Crack Pada Komposit ………81

(18)

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Impak Resin epoxy...56

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Impak Komposit Tanpa Perendaman Serat...57

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Impak Komposit Serat (2,5% NaOH,NaCl)...57

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Impak Komposit Serat (5% NaOH,NaCl)...57

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Impak Komposit Serat (7,5% NaOH,NaCl)...57

Tabel 4.6. Energi Patah Rata-rata dan Keuletan Rata-rata Bahan dan Perlakuan.58 Tabel 4.7. Tenaga Patah Rata-rata dan Keuletan Rata-rata NaOH,NaCl...58

Tabel 4.8. Tenaga Patah Rata-rata dan Keuletan Rata-rata NaOH...58

Tabel 4.9. Sifat Mekanik Matrik Epoxy...66

Tabel 4.10. Sifat Mekanik Komposit Tanpa Perendaman Serat...67

Tabel 4.11. Sifat Mekanik Komposit Perendaman Serat (2,5%NaOH,NaCl)...68

Tabel 4.12. Sifat Mekanik Komposit Perendaman Serat (5%NaOH,NaCl)...68

Tabel 4.13. Sifat Mekanik Komposit Perendaman Serat (7,5%NaOH,NaCl)...68

Tabel 4.14. Kekuatan Tarik dan Regangan Rata-Rata Bahan dan Perlakuan ...69

Tabel 4.15. Kekuatan Tarik dan Regangan Rata-Rata Komposit Serat Perendaman ...69

Tabel 4.16. Kekuatan Tarik dan Regangan Rata-Rata Komposit Serat Perendaman NaOH ...69

(19)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar belakang

Dalam memproduksi suatu barang, bahan adalah komponen yang

sangat penting diantara komponen penting lainnya. Logam adalah bahan yang

paling banyak digunakan untuk aplikasi peralatan sehari-hari. Bahan logam

berasal dari sumber daya mineral yang ada di bumi ini, sumber daya mineral

dapat habis sehingga sehingga dicari bahan yang dapat menggantikan bahan

utama logam. Material komposit saat ini sudah banyak dikembangkan sebagai

bahan alternatif pengganti bahan utama logam. Komposit dibuat sebagai

alternative bahan penggati logam yang mempunyai banyak kelebihan

dibandingkan logam.

Konsep bahan komposit sudah ada sejak zaman dulu kala yaitu untuk

mengkombinasikan bahan-bahan yang berbeda untuk menghasilkan bahan

baru yang lebih baik dari sebelumnya. Pada umumnya bahan komposit adalah

kombinasi antara dua bahan atau lebih dari tiga bahan yang memiliki

sejumlah sifat yang tidak mungkin dimiliki oleh masing-masing

komponennya.

Keunggulan komposit dibandingkan dengan bahan logam adalah sebagai

berikut (Robert J.M,1975:1) :

1. Dapat dirancang dengan kekuatan dan kekakuan tinggi, sehingga dapat

memberikan kekuatan dan kekakuan spesifik yang melebihi sifat logam.

(20)

2. Sifat kekakuan dan kekerasan yang baik.

3. Dapat dirancang sedemikian rupa sehingga terhindar dari korosi.

4. Daya redam bunyi yang baik

5. Bahan komposit dapat memberikan penampilan dan permukaan yang lebih

baik.

Komposit serat merupakan perpaduan antara serat sebagai komponen

penguat dan matrik sebagai komponen penguat serat. Serat biasanya

mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih besar dari pada matrik dan

pada umumnya bersifat ortotropik. Pada saat serat dan matrik dipadukan

menjadi komposit, sifat yang dimiliki kedua komponen masih di pertahankan.

Sehingga akan berpengaruh terhadap sifat komposit yang dihasilkan. Dapat

dikatakan nilai kekakuan dan kekuatan komposit terletak diantara kekakuan

dan kekuatan serat dan matrik yang dipergunakan. Dalam artian bahwa

kemampuan komposit terdapat diantara kemampuan serat dan marik

pengikatnya serta memiliki sifat-sifat dari bahan yang menjadi komponen

penyusunnya. Dapat dilihat pada gambar 1.1

(21)

Pada komposit serat, serat berfungsi sebagai bahan reinforcing.

Penampangnya dapat berbentuk bulat, segitoga atau heksagonal. Pada umumnya

dibedakan menjadi dua:

1. Serat sintetik

2. Serat organik.

Serat sintetik adalah serat yang terbuat dari bahan-bahan anorganik,

Seperti serat kaca, serat carbon,serat boron, serat keramik dan lain-lain.

Keuntungan serat sintetis mempunyai kekuatan yang tinggi, penghantar listrik

yang baik, homogen. Untuk kekurangan dari serat sintetik tidak dapat didaur

ulang, pada serbuk atau debu dari serat kaca dapat menjadi racun apabila terserap

masuk kedalam tubuh kita. Serat alami yaitu serat yang terbuat dari bahan organik

seperti serat kelapa, serat rami, serat nanas, serat pandan alas dan serat alam

lainnnya. Kelebihan serat alam mudah diperoleh dan merupakan sumber daya

alam yang dapat diolah kembali, harganya relatif murah, dan komposit berpenguat

serat alam lebih ramah lingkungan serta komponen yang dihasilkan lebih ringan.

Kekurangan serat alam struktur serat tidak homogen, kekuatan serat tidak merata

dan tidak tahan terhadap suhu tinggi.

Hampir semua serat yang dipakai sebagai bahan dasar pembuatan

komposit serat alam dapat ditemukan di Indonesia. Sehungga komposit serat alam

adalah material yang memiliki potensi yang baik untuk dikembangkan di

Indonesia. Salah satunya adalah serat pandan alas, serat ini bayak dijumpai di

lingkungan sekitar kita. Bahan dasar dari serat alam tersebut tersedia melimpah di

(22)

wilayah DI Yogyakarta mempunyai persediaan pohon pandan alas yang sangat

melimpah. Sampai saat ini pandan alas sebagian besar digunakan sebagai bahan

tikar dan cambuk. Apabila dikelola dengan sentuhan teknologi maka barang yang

dapat diproduksi dari serat alam tersebut mempunyai nilai jual yang lebih tinggi.

Saat ini pandan alas biasanya digunakan sebagai tanaman hias, bahan

pembuat pecut, bahan kerajinan tangan dan masih tersebar sebagai tanaman liar.

Pandan alas apabila diolah dengan sentuhan teknologi dapat dimanfaatkan

menjadi bahan komoditi yang mempunyai nilai jual yang tinggi. Untuk membuat

serat dari pandan alas bagian yang diambil sebagai serat adalah bagian daunnya.

1.1Tujuan Penelitian

Penelitian ini mempunyai tujuan untuk mengetahui :

1. Pengaruh perlakuan kimia pada serat pandan alas terhadap kekuatan

tarik dan regangan pada pengujian tarik komposit serat.

2. Pengaruh perlakuan kimia pada serat pandan alas terhadap tenaga

patah dan keuletan pada pengujian impak.

3. Bentuk patahan bahan komposit yang telah dilakukan pengujian tarik

dan impak

1.2Batasan masalah

Pada komposit serat sangat dipengaruhi oleh sifat dan senis bahan

(23)

1. Pengujian yang dilakukan pada komposit adalah pengujian tarik

dan pengujian impak.

2. Matrik sebagai bahan pengikat yang digunakan adalah resin epoxy

dengan merk DYNASTI.

3. Perlakuan kimia yang dilakukan pada serat pandan alas adalah

perendaman serat dengan NaOH selama 3 jam lalu direndam

dengan NaCl selama 2 jam pada suhu 70° Celcius.

4. Menggunakan orientasi serat acak.

5. Fraksi volume serat 5%.

1.4 Metodologi Penulisan

Pada BAB I ini, penulis membahas latar belakang, tujuan, batasan masalah

serta sistematika penulisan selanjutnya pada BAB II akan diuraikan tentang

pengertian komposit dan jenis–jenis komposit, khususnya komposit serat, bahan

penguat dan matrik penggikat dimana bahan-bahan ini adalah bagian-bagian dari

komposit. Urutan tentang proses pembuatan spesimen beserta penggujian fisik

dan mekaniknya akan diuraikan pada BAB III, data dan pembahasan tentang

hasil pengujian akan dibahas pada BAB IV, kemudian kesimpulan akan dibahas

(24)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Pengertian Komposit

Komposit didefinisikan sebagai penggabungan dua macam bahan atau

lebih dengan fase yang berbeda. Fase pertama disebut matrik yang berfungsi

sebagai pengikat dan fase kedua disebut penguat (reinforcement) yang berfungsi

sebagai penguat bahan komposit secara keseluruhan. Unsur utama komposit

adalah serat. Serat inilah yang merupakan unsur yang menentukan karakteristik

komposit, seperti kekakuan, kekuatan serta sifat-sifat mekanis yang lainnya. Serat

juga yang menahan sebagian besar gaya-gaya yang bekerja pada komposit.

Sedangkan matrik berfungsi untuk melindungi dan mengikat serat agar dapat

bekerja dengan baik (Hadi, B.K, 2000).

Komposit serat dapat diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis tergantung

pada geometri dan jenis seratnya. Hal ini dapat dipahami karena serat merupakan

unsur utama dalam komposit tersebut. Banyaknya serat dan ukurannya

menentukan kemampuan komposit dalam menahan gaya-gaya yang bekerja.

Semakin panjang ukuran serat, semakin efisien pula dalam menahan gaya yang

bekerja pada arah serat. Serat yang panjang tersebut juga menghilangkan

kemungkinan terjadinya retak sepanjang batas pertemuan antar serat dan matrik.

Oleh karena itu komposit serat kontinyu sangat kuat dan liat dibandingkan dengan

komposit serat tidak kontinyu. Selain bahan serat, bahan lain pembuat komposit

yang penting adalah bahan matrik. Hal ini dapat dimengerti karena sekumpulan

(25)

serat tanpa matrik tidak dapat menahan gaya dalam arah tekan dan transversal.

Matrik juga berguna untuk meneruskan gaya dari satu serat ke serat lain.

2.2. Penggolongan Komposit

Penggolongan bahan komposit sangat luas, jenis komposit sering dibedakan

menurut bentuk dan bahan matriks pengikat sebagai bahan penguatnya. Secara

umum komposit dapat dikelompokkan kedalam tiga jenis (Jones, R.M ,1975) :

1. Fibrous composites

Pada komposit ini bahan penguat yang digunakan adalah serat (dapat

berupa serat organik atau serat sintetik) yang memiliki kekuatan dan

kekakuan lebih besar bila dibandingkan dengan bahan pengikat atau

matriks. Bahan pengikat yang digunakan dapat berupa polymer, logam

maupun keramik.

Agar dapat membentuk produk yang efektif dan baik maka komponen

penguat harus memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada

matriknya selain itu juga harus ada ikatan permukaan antara komponen

pengguat dan matriks (Van Vlack, 1985).

2. Laminated composites

Komposit ini terdiri dari dua atau lebih material yang disusun

berlapis-lapis. Pelapisan ini bertujuan untuk mendapatkan sifat-sifat yang baru

seperti kekuatan, kekakuan, ketahanan korosi, sifat termal juga untuk

(26)

3. Particulated composites

Particulated composites terdiri dari partikel-partikel yang ada dalam

matriks. Material partikel bisa dibuat dari satu jenis ataupun lebih dari satu

jenis material dan biasanya material partikel ini terbuat dari bahan metal

atau dari bahan non-metal.

Jenis-jenisParticulated composites:

• Partikel komposit organik

• Partikel komposit non organik

Sedangkan untuk komposit menurut jenis matrik yang digunakan dapat

dapat dibedakan menjadi :

1. Komposit Matrik Logam (Metal Matriks Composite)

Pada komposit ini matriks yang digunakan adalah logam sedangkan

bahan penguatnya dapat berupa parikel keramik atau fiber yang dapat

terdiri dari logam, keramik, karbon dan boron.

Cermet merupakan salah satu tipe paling umum dari komposit matrik

logam. Cermet merupakan suatu bahan komposit matrik logam dengan

reinforcing agent berupa keramik.

2. Komposit Matriks Keramik (Ceramik Matriks Composite)

Keramik memiliki sifat-sifat yang cukup menarik seperti : kekakuan,

kekerasan dan kekuatan tekan yang tinggi serta kerapatan yang rendah.

Bahan ini juga memiliki beberapa kelemahan yaitu ketangguhan

(27)

matriks keramik sangat sulit dan memerlukan biaya yang mahal.

Metode yang biasa digunakan adalah metode metalurgi serbuk.sebagai

matrik dapat digunakan : Alumina (Al2O3), Karbida boron (B4C),

Nitrid boron (BN), Karbida silicon (SiC), Nitrid silicon (Si3N4),

Karbida titanium (TiC). Sebagai fibernya dapat digunakan karbon, SiC

dan Al2O3.

3. Komposit Matriks Polimer ( Polimer Matriks Composite)

Komposit jenis ini adalah jenis yang paling banyak digunakan karena

mudah dalam proses pembuatannya dan murah. Bahan pengguat dari

komposit ini dapat berupa fiber, partikel dan flake, yang

masing-masing dibedakan lagi menjadi bahan penguat organik dan metal.

2.3 Komponen Bahan Komposit

Bahan komposit merupakan penggabungan dua macam bahan atau

lebih yaitu matrik dan reinforcement agent atau penguat. Matrik dalam

komposit memiliki gaya adhesif yang cukup kuat. Matrik bahan komposit

dapat berupa logam, keramik dan polimer. Sedangkan fase kedua atau sering

disebut renforcing agent berfungsi untuk memperkuat bahan komposit

secara keseluruhan.

Reinforcement agent pada komposit dapat berbentuk:

1. Fiber (Serat)

2. Partikel

(28)

Gambar 2.1 Bentuk-Bentuk Reinforcement Agent

2.4 Komposit Serat

Komposit serat merupakan suatu bahan yang terbentuk dari susunan serat

yang tersebar didalam matriks pengikat. Komposit serat dapat dibuat dari serat

dan matriks logam maupun non logam atau kombinasi dan keduanya.

2.4.1. Faktor Matrik

Matrik merupakan komponen penyusun komposit dengan jenis yang

bermacam-macam. Dari berbagai macam jenis yang ada, matrik tersebut

mempunyai fungsi yang sama yaitu:

1. Sebagai transfer beban, yaitu mendistribusikan beban kepada serat yang

memiliki modulus kekuatan yang lebih tinggi,

2. Sebagai pengikat fase serat pada posisinya, pada proses pembuatan

komposit fiber-reinforced plastic, matrik harus mempunyai system

adhesi yang baik terhadap serat untuk menghasilkan struktur komposit

yang sempurna karena berhubungan erat dengan transfer beban. Jika

sifat adhesi yang dimiliki kurang baik, maka transfer beban tidak akan

sempurna. Hal ini mengakibatkan kegagalan berupa lepasnya ikatan

(29)

3. Menjaga serat terdispersi dan tidak terpisah (tidak ada perambatan

retakan atau kegagalan).

Fungsi matrik terutama sebagai pemegang serat agar tidak bergeser,

pelindung filament terhadap keausan, goresan, dan zat kimia ganas, serta sebagai

pelintas (transfer) tegangan ke serat. Matrik untuk komposit polimer dapat berupa

resin polyester unsaturated dan resin epoxy.

Bahan matriks jenis polimer dibagi menjadi dua jenis :

1. Polimer Termoset

Adalah bahan matrik yang dapat menerima suhu tinggi atau tidak

berubah karena panas. Contohnya : Poliimid, Poliimid Amid dan

Polidifenileter.

2. Polimer termoplastik

Adalah bahan matrik yang tidak dapat menerima suhu tinggi atau akan

berubah karena panas. Contohnya : PEEK (Poly-Ether-Ether-Ketone),

PEI(Poly-Ether-Imide), Nilon, dll.

Epoxy adalah bahan yang terdiri dari dua komponen yaitu resin dan

hardener, bila dicampur dengan perbandingan yang tepat akan menghasilkan

massa yang padat dan dapat melekat dengan baik pada logam, kulit, kayu maupun

beton. Karakteristik epoxy yaitu ringan dan tidak menimbulkan tegangan, tahan

bahan kimia / tahan korosi, tahan minyak, kuat tapi dapat dimesin dan dicat,

(30)

tahan benturan. Jenis epoxy ini dapat diperkuat dengan logam, keramik,

bermacam-macam serat sehingga jauh menguntungkan bila hanya menggunakan

epoxy atau serat saja.

Kekerasan dan keuletan dapat ditentukan dengan mengatur perbandingan

antara resin dan hardener dan proses pengeringannya (dingin-panas), epoxy

kebanyakan dipakai untuk perbaikan peralatan dari logam, perawatan mesin,

perekat bagi logam yang tidak boleh dilas. Keistimewaan lain yaitu mempunyai

sifat susut muai yang sangat rendah, tahan tekanan, erosi dan abrasi.

Resin polyester relatif lebih murah jika dibanding epoxy, tetapi tidak

sekuat epoxy. Resin polyester banyak digunakan sebagai matrik pada

fiber-reinforced plastic.

2.4.2. Faktor Serat

Serat digunakan sebagai bahan penguat komposit. Kekuatan komposit

dapat diatur dari persentase jumlah serat, pada umumnya semakin banyak jumlah

serat maka kekuatan komposit akan bertambah. Serat organik adalah salah satu

bahan yang biasa digunakan dalam pembuatan komposit yaitu serat yang berasal

dari alam, misalnya tumbuhan pandan alas.

Untuk mendapatkan komposit yang baik diperlukan syarat khusus dari

tiap fase penyusunnya agar sistem benar-benar bekerja sebagai komposit. Prasarat

serat antara lain : kekuatan ultimate besar, kekuatan antarserat masing-masing

setaraf, serat stabil dan tetap kuat selama proses pembuatan, serta luas dan

(31)

Secara garis besar komposit serat terbagi menjadi dua macam, yaitu serat

kontinyu (continous) dan serat tidak kontinyu (discontinous). Berdasarkan ukuran

panjang, serat dibagi menjadi serat kontinu (continue) dan serat tidak kontinu

(discontinue). Ciri-ciri serat yang baik adalah luas dan diameter seragam. Secara

teori, serat panjang akan lebih efektif dalam hal transmisi beban. Namun pada

kenyataannya, prasyarat di atas sulit terwujud pada aplikasinya, mengingat faktor

manufaktur yang tidak memungkinkan dihasilkannya kekuatan optimum pada tiap

panjang serat pada proses pembuatan komposit, karena pada aplikasinya terdapat

ketidaksamaan penerimaan beban pada serat. Sehingga pada proses pembebanan

yang mendekati kekuatan patahnya, sebagian serat akan patah mendahului bagian

yang lain.

2.4.3. Faktor komposisi dan bentuk serat

Berdasarkan bentuk, secara umum serat penguat mempunyai penampang

lingkaran dan beberapa bentuk lain, misalnya bujur sangkar. Kekuatan serat dapat

juga dilihat dari diameter serat, diameter serat yang semakin kecil maka

kekuatannya akan semakin besar, sebaliknya jika diameter semakin besar maka

kekuatan akan berkurang.

Berdasar komposisinya, serat yang digunakan sebagai bahan penguat

komposit dibedakan menjadi:

1. Serat organik: yaitu serat yang berasal dari bahan organik, misalnya

selulosa, polipropilena, grafit, serat rami, serat pandan alas, serat kapas,

(32)

2. Serat anorganik: yaitu serat yang dibuat dari bahan-bahan anorganik,

misalnya glass dan keramik. Adapun serat yang mempunyai kekuatan

tinggi dan tahan panas (hybrid fibre).

2.4.4. Faktor Orientasi serat

Orientasi serat dapat menentukan kekuatan suatu bahan komposit.

Secara umum penyusunan serat pada komposit dapat dibedakan menjadi:

1. Unidirectional: serat disusun secara searah parallel satu sama lain,

sehingga didapat kekakuan dan kekuatan optimal pada searah serat

sedangkan kekuatan paling kecil terjadi pada arah tegak lurus serat.

2. Bidirectional: serat disusun secara tegak lurus satu sama lain

(orthogonal). Pada susunan ini kekuatan tertinggi terdapat pada arah

pemasangan serat.

3. Isotropic: penyusunan serat dilakukan secara acak, sifat dari susunan ini

adalah isotropic, yaitu kekuatan pada satu titik pengujian mempunyai

kekuatan yang sama.

(33)

2.4.5. Faktor Bahan-bahan tambahan

Katalis adalah bahan pemicu (initiator) yang berfungsi untuk

mempersingkat proses curing pada temperatur ruang. Komposisi katalis pada

komposit harus sangat diperhatikan. Komposit dengan kadar katalis yang terlalu

sedikit akan mengakibatkan proses curing yang terlalu lama. Dan apabila pada

proses pembuatan terjadi kelebihan katalis, maka akan menimbulkan panas yang

berlebihan sehingga akan merusak produk. Tetapi di dalam resin epoxy,

katalisnya biasa disebut sebagai hardener. Sedangkan komposisi pencampuran

antara resin dan hardener adalah 1 : 1 atau 2 : 1.

Karena proses pembuatan akan mengakibatkan lengketnya produk dengan

cetakan, maka untuk menghindari itu harus diadakan proses pelapisan terhadap

cetakan yaitu dengan mengunakan release agent. Release agent atau zat pelapis

yang berfungsi untuk mencegah lengketnya produk pada cetakan saat proses

pembuatan. Pelapisan dilakukan sebelum proses pembuatan dilakukan. Release

agent yang biasa digunakan antara lain waxes (semir), MAA, mirror glass,

vasielin, polyvinyl alcohol, film forming, dan oli.

2.5 Fraksi Volume

ρm = massa jenis matrik Vf = volume serat

Vm = volume matrik

Persamaan diatas dapat ditulis sebagai berikut:

ρc = ρfVf + ρm(1-Vf) ... 2.4

(34)

Sehingga fraksi volume serat dapat diketahui dari persamaan:

(Hadi, B.K, 2000).

Vf =

m f

m c

ρ ρ

ρ ρ

− −

……….. 2.6

Dengan mengetahui besar massa jenis total komposit dan komponen

penyusunnya maka fraksi volume serat akan dapat diketahui.

Fraksi volume serat dalam komposit merupakan parameter penting dalam

mengatur sifat mekanik komposit lamina yang dihasilkan. Pada umumnya besar

fraksi volume bahan komposit berkisar 20% sampai 65%. Terdapat berbagai

macam cara untuk mengetahui basarnya fraksi volume komposit, salah satunya

adalah dengan menimbang bobot total komposit dan komponen-komponen

penyusunnya untuk menghitung massa jenisnya kemudian diselesaikan dengan

persamaan di atas

Pada bahan komposit jumlah fraksi volume komponen penyusunnya harus

sama dengan satu, dengan mengasumsikan tidak adanya void:

Vf + Vm = 1 ... 2.1

Dengan Vf = fraksi volume serat

Vm = fraksi volume matrik

Sedangkan fraksi berat dapat ditulis sebagai berikut:

Wf + Wm = 1 ... 2.2

Dengan Wf = fraksi berat serat

(35)

Massa jenis total komposit merupakan gabungan dari massa jenis

komponen penyusunnya:

ρc = ρf Vf + ρmVm ... 2.3

Dengan ρc = massa jenis komposit

ρf = massa jenis serat

2.6 Pengujian Tarik

Pengujian tarik yang dilakukan adalah untuk mengetahui kekuatan tarik

dan regangan dari matrik, maupun komposit serat. Metode yang digunakan adalah

benda uji dijepit pada mesin uji dengan pembebanan perlahan-lahan meningkat

sampai suatu beban tertentu dan akhirnya benda uji patah. Beban tarik yang

bekerja pada benda uji akan menimbulkan pertambahan panjang disertai

pengecilan diameter benda uji. Perbandingan antara pertambahan panjang (∆L)

dengan panjang awal benda uji (L) disebut regangan. Pengujian tarik ini

dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam Universitas Sanata Dharma.

(36)

Untuk mengetahui kekuatan tarik dan regangan dari matrik, maupun

komposit serat diperlukan suatu perhitungan. Rumus dari kekuatan tarik adalah

sebagai berikut:

A P σ=

dengan σ : kekuatan tarik

P : beban maksimal

A : luas penampang pengujian.

Dan untuk menghitung regangan, dipergunakan rumus sebagai berikut:

% 100 L

ΔL ε

0

× =

dengan ε : regangan

ΔL : pertambahan panjang

L0 : panjang mula-mula

2.7 Uji Impak / Kejut

Prinsip dasar pengujian ini adalah ayunan beban yang dikenakan pada

benda uji (spesimen). Energi yang diperlukan untuk mematahkan spesimen

dihitung langsung dari perbedaan energi potensial pendulum pada awal

(dijatuhkan) dan akhir (setelah menabrak spesimen). Untuk memastikan bagian

spesimen yang patah, perlu dibuat takikan pada spesimen tersebut. Pengukuran

impak yang dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam Universitas Sanata Dharma

(37)

Gambar 2.4 alat uji impak Charpy

(38)

Adapun persamaan yang digunakan untuk mengetahui sifat getas / liat

bahan ataupun harga keuletan dari matrik, maupun komposit serat adalah :

Tenaga patah = G . R . (cos ß – cos α) ………. (Joule)

Harga Keuletan =

angPatahan LuasPenamp

h TenagaPata

……… Joule/mm²

Dengan:

W = Tenaga patah (joule)

α = Besar sudut pada saat palu akan dilepaskan tanpa benda uji

β = Sudut yang dibentuk palu setelah mematahkan benda uji

G = Berat pendulum / massa dikali dengan percepatan grafitasi(N)

R = Jarak titik putar palu sampai titik berat palu = 0,3948 m

Harga keliatan suatu bahan dapat dicari dengan menggunakan rumus:

Keliatan = A W

(kJ/m2) ……….. 2.10

Dengan:

W = tenaga patah (kJ)

A = luas patahan benda uji (m2)

Dari metode ini dapat diperoleh keuntungan sebagai berikut:

1. Bentuk benda uji yang digunakan sangat cocok untuk mengukur

ketangguhan tarik pada bahan kekuatan rendah.

(39)

3. Dapat juga digunakan untuk perbandingan pengaruh paduan dan

perlakuan panas pada ketangguhan takik

Disamping beberapa keuntungan diatas pada metode ini, terdapat juga

kerugian yang terjadi, diantaranya:

1. Hasil uji impak tidak bisa dimanfaatkan dalam perancangan, karena uji

ini bersifat merusak.

2. Tidak terdapat hubungan antara data uji impak dengan ukuran cacat.

2.1 Bentuk-Bentuk Patahan

Getas Liat Campuran

Gambar 2.6. Bentuk Patahan

Patahan benda uji impak berbeda-beda, ini dipengaruhi oleh

kandungan serat dan void. Patahan getas adalah patahan pada benda uji yang

rata dan mempunyai permukaan yang mengkilap. Bentuk Patahan liat adalah

permukaan yang tidak rata, berserat dan warna patahannya buram. Patahan

liat mempunyai nilai pukulan takik yang tinggi. Bentuk patahan campuran

(40)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Skema Penelitian

Agar lebih sistematis dalam penelitian, maka dibuat alur jalannya penelitian

seperti gambar 3.1 di bawah ini.

Persiapan Bahan-bahan Resin Epoxy DYNASTI Serat Alam (Serat Pandan Pengujian:

1.Pengujian tarik 2.Pengujian impak 3.Foto bentuk patah

Pembuatan benda uji:

1.Resin 2.Komposit tanpa

perlakuan 3.Komposit dengan

kadar perendaman NaOH dan NaCl 2.5%, 5% dan &.7.5%.

Analisis Hasil penelitian

Kesimpulan

Perendaman Serat : 1. NaOH 2. NaCl 3. Thermostatic

Gambar 3.1. Skema Jalannya Penelitian

(41)

3.1 Persiapan Benda Uji

3.2.1

Bahan dan alat

Pada dasarnya untuk membuat suatu komposit diperlukan serat sebagai

penguat, dan matrik yang berfungsi mengikat serat satu sama lain. Pada pembuatan

komposit ini digunakan serat Pandan Alas dengan jenis susunan acak. Sebagai

matrik, digunakan resin Epoxy. Sebagai pemacu proses curing, digunakan katalis

yang disebut hardener. Dan untuk cetakan, dibuat cetakan dari kaca.

Proses pembuatan komposit ini diperlukan beberapa alat yang digunakan

selama proses pembuatan dan finishing. Alat yang digunakan adalah:

1. Timbangan digital, yang digunakan untuk menimbang massa serat yang

akan digunakan.

2. Cetakan, yang terbuat dari kaca.

3. Gelas ukur, untuk mendapatkan volume resin yang akan dipakai dan

mencampur resin dengan katalis / hardener.

4. Meteran, untuk mengukur luasan serat sesuai luasan cetakan.

5. Gunting, untuk memotong serat sesuai dengan luasan cetakan.

6. Vaselin atau MAA, digunakan sebagai pelapis pada kaca yang berfungsi

agar komposit yang telah mengering mudah dilepas dari cetakan.

(42)

8. Pengaduk kaca, untuk mengaduk campuran resin dan katalis / hardener

sebelum dituang pada cetakan. Dipilih bahan kaca, supaya mudah

dibersihkan dari sisa resin yang mengering.

9. Sekrap, untuk melepaskan komposit yang sudah kering dari cetakan, juga

untuk membersihkan cetakan dari sisa resin.

Bahan-bahan yang digunakan untuk membuat komposit serat organik (serat

pandan alas) adalah sebagai berikut :

1. Resin

Resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah Resin Epoxy dengan merk

DYNASTY. Dengan ciri-ciri resin ini berwarna putih (bening). Resin epoxy ini

disertai katalis atau biasa disebut hardener (berwarna kuning)dengan perbandingan

pencampuran antara resin dengan hardenernya adalah

1 : 1 atau 2 : 1 .

(43)

2. Serat

Dalam penelitian ini serat yang digunakan adalah serat organik yaitu serat

pandan alas (Pandanus dubius). Bahan serat ini diambil dari daerah Kulon Progo,

Unggaran dan Pakem, Sleman.

Gambar 3.3. Tumbuhan Pandan Alas

3. Release Agent

Karena proses pembuatan akan mengakibatkan lengketnya produk dengan

cetakan, maka untuk menghindari itu harus diadakan proses pelapisan terhadap

cetakan yaitu dengan mengunakan release agent. Release agent atau zat pelapis yang

berfungsi untuk mencegah lengketnya produk pada cetakan saat proses pembuatan.

Pelapisan dilakukan sebelum proses pembuatan dilakukan. Pelapisan dilakukan

dengan menggunakan kuas dan pelapisan ini harus dilakukan dengan teliti dan merata

(44)

dipisahkan. Release agent yang biasa digunakan antara lain MAA, waxes (semir),

mirror glass, vasielin,polyvinyl alcohol, film forming, dan oli.

Gambar 3.4. Release Agent ( MAA )

3.2.2. Preparasi serat pandan alas

Untuk mendapatkan serat daun pandan alas seperti yang diinginkan, maka

diperlukan langkah-langkah yang tepat sehingga diperoleh serat yang panjang dengan

kekuatan yang optimal. Adapun langkah-langkah untuk mendapatkan serat daun

pandan alas adalah sebagai berikut :

a) Daun pandan alas yang sudah cukup tua dipotong sepanjang ujung

sampai pangkal daun, kemudian dijemur hingga layu selama 6-10 jam.

b) Daun yang sudah layu dipotong di bagian ujung daun (yang berduri)

(45)

c) Daun yang sudah layu tadi dipukul-pukul dengan menggunakan palu

sampai daun memar agar proses pembersihan dapat dilakukan dengan

mudah. Seperti dapat dilihat pada gambar 3.6 di bawah ini.

Gambar 3.5. Daun dipukul dengan palu

d) Setelah daun sudah memar, Daun bagian atas dikerjakan lebih lanjut,

dengan menggunakan bagian yang tumpul dari pisau. Gajih daun

dikerok hingga terkelupas sehingga diperoleh serat daun yang terpisah

sebagian dari gajih daun. Seperti dapat dilihat pada gambar 3.7 di bawah

ini.

(46)

e) Setelah bagian atas daun sudah dikerok sampai bersih, proses

selanjutnya adalah membersihkan bagian bawah yang masih ada sisa

gajih. Prosesnya adalah dengan cara membalik daun tersebut. Sekarang,

setelah daun terbalik maka bagian yang ada sisa gajih berada di atas.

Lalu bersihkan gajih daun dengan cara dikerok dengan menggunakan

bagian yang tumpul dari pisau hingga terkelupas dan didapat hasil

berupa serat yang masih basah. Seperti dilihat pada gambar 3.8 di bawah

ini.

Gambar 3.7. Daun yang setiap bagian telah dibersihkan

f) Setelah didapatkan serat yang masih basah, maka serat harus dibersihkan

dari sisa gajih daun yang masih menempel. Seperti ditunjukkan pada

(47)

Gambar 3.8. Serat basah yang sudah dibersihkan dari gajih

g) Kemudian serat dikeringkan dengan diangin-anginkan hingga kering.

Hal ini bertujuan untuk menurunkan kadar air pada serat, sebelum

disimpan agar tahan lama. Dan didapatlah serat pandan yang sudah

kering. Seperti ditunjukkan pada gambar 3.9 di bawah ini.

Gambar 3.9. Serat pandan yang telah dikeringkan

h) Serat yang sudah kering disimpan dalam tempat yang sejuk dan kering

(48)

3.2.3 Perlakuan Serat pandan alas

Perlakuan serat pandan alas dimaksudkan untuk mempersiapkan serat

yang tahan terhadap serangan bakteri / mikroorganisme dan membersihkan

serat dari minyak atau kotoran-kotoran yang melekat. Perlakuan serat yang

dilakukan adalah perendaman dengan menggunakan NaOH (natrium

hidroksida) selama 3 jam setelah itu dilakukan perendaman dengan NaCl

(sodium chlorite) selama 2 jam pada temperatur 700 Celcius.

Gambar 3.10. NaOH pro analisis

Untuk membuat variasi konsentrasi NaOH ( natrium hdroksida )

dengan prosentase 2,5 % ; 5 % ; dan 7,5 % yang dilarutkan dengan air suling

(Aquades) dengan komposisi masing-masing dihitung berdasarkan persamaan

(49)

1 liter ( aquades ) = 1000 mL ( aquades )

Prosentase yang digunakan untuk setiap 1 liter larutan adalah :

• 2,5 % NaOH ►

100 5 , 2

x 1000 mL = 25 gram NaOH

• 5 % NaOH ► 100

5

x 1000 mL = 50 gram NaOH

• 7,5 % NaOH ► 100

5 , 7

x 1000 mL = 75 gram NaOH

Begitu juga menentukan kadar NaCl yang digunkan dalam 1 liter larutan:

• 2,5 % NaCl ► 100

5 , 2

x 1000 mL = 25 gram NaCl

• 5 % NaCl ► 100

5

x 1000 mL = 50 gram NaCl

• 7,5 % NaCl ► 100

5 , 7

x 1000 mL = 75 gram NaCl

Setelah setiap konsentrasi dan volume aquades diketahui, maka alat yang

(50)

• Akuarium (sebagai wadah untuk merendam serat)

• Gunting (sebagai pemotong serat agar serat dapat dimasukkan ke

dalam wadah akuarium)

• NaOH dan NaCl

• Sendok (digunakan untuk mengambil NaOH dan NaCl sesuai

dengan ukuran)

• Timbangan digital (digunakan untuk menimbang NaOH dan NaCl

yang diperlukan)

• Air suling (Aquades)

• Gelas ukur (digunakan untuk mengukur volume aquades)

• Pengaduk kaca (digunakan untuk mengaduk NaOH dengan

aquades)

• Jam (sebagai penunjuk waktu)

• Loyang (sebagai wadah setelah perendaman serat untuk proses

pengeringan)

• Sarung Tangan (digunakan untuk mengambil serat setelah proses

perendaman selesai)

Setelah seluruh alat tersedia, langkah-langkah yang perlu dilakukan untuk

proses perendaman serat adalah :

1. Mempersiapkan wadah, yaitu akuarium yang telah dibersihkan.

(51)

Gambar 3.11. Akuarium sebagai tempat perendaman serat

2. Mempersiapkan serat, dengan cara dipotong ± 30 cm, agar serat dapat

dimasukkan ke dalam akuarium dengan mudah. Pada Gambar 3.12

Gambar 3.12. Serat dipotong ± 30 cm

3. Menimbang berat NaOH dengan timbangan digital

4. Menuang air suling (aquades) ke dalam gelas ukur sesuai dengan volume

(52)

5. Melarutkan NaOH yang telah ditimbang ke dalam aquades yang berada di

dalam akuarium.

6. Mengaduk dengan pengaduk kaca sampai rata / sampai NaOH dengan air

suling (aquades) sudah benar-benar bercampur (cair).

7. Memasukkan serat yang telah dipotong ± 30 cm tadi ke dalam larutan

NaOH. Ditunjukkan pada Gambar 3.13

Gambar 3.13. Serat dimasukkan kedalam larutan NaOH

8. Mengaduk serat dengan pengaduk kaca, dimaksudkan agar setiap serat

dapat benar-benar terendam dengan larutan NaOH.

9. Setelah 1 jam, serat diambil dari dalam akuarium dengan menggunakan

sarung tangan.

10. Setelah diambil dari aquarium serat dimasukkan ke larutan NaCl sesuai

(53)

11. larutan NaCl yang telah direndami serat dimasukkan ke dalam oven yang

temperaturnya telah diset pada temperature 70 derajat Celcius.

12. Proses perendaman serat dengan NaCl dilakukan selama 2 jam. Setelah itu

serat di bersihkan dan dibilas dengan air lalu dikeringkan.

13. Setelah serat kering, maka serat tersebut dapat siap dibuat sebagai bahan

komposit.

Serat Tanpa Perendaman Serat Setelah Direndam NaOH dan NaCl

Gambar 3.14. Serat Direndam NaOH dan NaCl Dengan Yang tidak Direndam.

3.3. Pembuatan cetakan

Komposit yang akan dibuat adalah komposit dengan serat acak. Bahan yang

digunakan untuk membuat cetakan adalah kaca, dengan alasan bahwa kaca

mempunyai rata permukaan yang bagus, sehingga tidak diperlukan pengerjaan

permukaan. Alat yang digunakan dalam pembuatan cetakan antara lain:

1. Pemotong kaca, untuk memotong kaca yang akan digunakan sebagai

(54)

2. Lem kaca (silicon sealant), untuk mengelem susunan kaca sehingga

membentuk suatu cetakan. Lem ini juga berfungsi sebagai penutup pada

celah antar kaca, sehingga cairan resin tidak merembes keluar cetakan.

3.3.1 Cetakan Untuk Pengujian Tarik

Dalam proses pembuatan komposit serat pandan alas untuk uji tarik dan

impak, membutuhkan sebuah cetakan yang nantinya bentuk dan dimensi dari

cetakan ini akan menjadi bentuk dan dimensi dari produk yang dibuat dalam

cetakan tersebut, pembuatan dan media yang digunakan untuk membuat cetakan

untuk uji tarik dan impak, tapi berbeda dalam ukuran dan dimensi cetakan.

1. Persiapan kaca-kaca beserta dimensi dan ukurannya,sbb:

• 250 (panjang) x 25(lebar) x 4 (tebal) mm, sebanyak 4 (dua) buah

• 300 (panjang) x 25 (lebar) x 5 (tebal) mm, sebanyak 2 (dua) buah

sebagai kaca dasar dan tutup dari cetakan.

2. Persiapan alat-alat pemotong (gunting),dan perekat (double tip)

3. Melekatkan doble-tip pada kaca-kaca yang akan dilekatkan pada kaca

dasar.

4. Kaca-kaca tersebut ditempelkan pada kaca dasar, membentuk empat

persegi panjang di dalam 250 x 200 x 4 mm. Bentuk dan ukuran

cetakan uji tarik Gambar 3.15

(55)
(56)

3.3.2 Cetakan Untuk Pengujian Impak

Cetakan yang diperlukan untuk pembuatan benda uji impak komposit ini adalah empat buah cetakan, disesuaikan dengan keperluan untuk pengujian impak.

Cetakan pada matrik unutk pembuatan benda uji impak ini adalah satu buah cetakan.

1. Mempersiapkan kaca-kaca beserta ukuran dan dimensinya sebagai

berikut:

ƒ 210 (panjang) x 30 (lebar) x 10 (tebal) mm, 2 buah

ƒ 60 (panjang) x 30 (lebar) x 10 (tebal) mm, 2 buah

ƒ 210 (panjang) x 120 (lebar) x 5 (tebal) mm, 2 buah sebagai

kaca dasar dan tutup pada cetakan.

2. Persiapan alat-alat pemotong (gunting),dan perekat (double tip)

3. Melekatkan doble-tip pada kaca-kaca yang akan digunakan.

4. Kaca-kaca tersebut ditempelkan pada kaca dasar, membentuk empat

persegi panjang 150 x 60 x 10 mm. Bentuk dan ukuran uji impak pada

gambar 3.16

(57)

Gambar 3.16. Cetakan matrik dan komposit untuk pengujian impak

3.4. Pembuatan benda uji

Pembuatan benda uji matrik dan komposit menggunakan cetakan berbahan

kaca yang telah diolesi pelapis. Metode pembuatan yang dipakai adalah cara Hand

Lay-Up karena cara ini paling mudah, dan sesuai diterapkan untuk produksi skala

(58)

3.4.1 Benda uji matrik / resin

Secara umum cara / proses dalam pembuatan benda uji resin mempunyai

langkah-langkah sebagai berikut :

1. Pertama-tama melakukan proses pelapisan permukaan dan dinding

cetakan dengan MAA, hal ini dilakukan untuk mempermudah pemisahan

resin dari cetakan.

2. Menyiapkan resin dan hardener sesuai dengan volume cetakan

menggunakan gelas ukur. Perbandingan antara resin dan hardener adalah

1 : 1.

3. Mencampur resin dan hardener kedalam gelas kaca. Campuran resin dan

hardener diaduk hingga rata. Pengadukan ini harus dilakukan secara cepat

agar dapat tercampur dengan baik sebelum menjadi kental dan mengeras.

Selain itu dihindari pengadukan yang menyebabkan gelembung, sebab

gelembung yang timbul pada waktu proses pengadukan akan

menimbulkan void pada matrik yang dicetak.

4. Setelah resin dan hardener tercampur dengan merata, adonan tersebut

dituang dalam cetakan yang sudah disiapkan.

5. Proses pengeringan membutuhkan waktu ± 24 jam (satu hari). Setelah

resin menjadi kering, resin dikeluarkan dari cetakan.

6. Melakukan pemotongan sesuai dengan ukuran yang diinginkan dan

(59)

3.4.1.1. Benda uji matrik (epoxy) untuk pengujian tarik

Langkah awal pembuatan benda uji matrik untuk pengujian tarik adalah

menyiapkan cetakan yang sudah bersih dan telah diolesi pelapis (MAA). Penggunaan

pelapis sebaiknya benar-benar merata (tidak terlihat guratan-guratan timbul) dan tidak

terlalu banyak. Hal ini dilakukan untuk menghindari terbentuknya gelembung udara

dari penguapan air yang terkandung dalam MAA, akibat pemanasan yang

ditimbulkan oleh reaksi resin-hardener.

Selanjutnya dilakukan pengukuran volum resin dan volum hardener.

Cetakan yang digunakan berukuran 250 mm x 250 mm x 4 mm. Sehingga volume

cetakan / volume komposit yang digunakan adalah:

Vcetakan = Vcomposit = p x l x t

(

)

3 3 mm 250000 mm 250000 1 mm 4 250 250 1 Vc 100% Vc = × = × × × = × =

= 250 cm³ = 250 ml

Dengan :

Vc = Volume cetakan / komposit

Apabila fraksi volum cetakan / komposit dan hasil perhitungannya telah

diketahui, maka dapat ditentukan prosentase volum resin dan volume hardener, yaitu

(60)

Maka volume matrik / resin adalah :

(

)

3 3 mm 125000 mm 250000 0,5 mm 4 250 250 0,5 Vc 0,5 Vm = × = × × × = × =

= 125 cm³ = 125 ml

Dengan :

Vm = Volume matrik

Vc = Volume cetakan / komposit

Maka volume hardener adalah :

(

)

3 3 mm 125000 mm 250000 0,5 mm 4 250 250 0,5 Vc 0,5 Vh = × = × × × = × =

= 125 cm³ = 125 ml

Dengan :

Vh = Volume hardener

Vc = Volume cetakan / komposit

Setelah volum kedua bahan diketahui dan diukur, dicampur ke dalam gelas

ukur, diaduk merata secara perlahan sehingga tidak menimbulkan gelembung udara.

Kemudian setelah teraduk secara merata, dituang dalam cetakan, dan diratakan

(61)

Setelah diratakan dengan bilah kaca, maka campuran bahan tadi didiamkan

± 10 menit agar setiap bagian cetakan dapat terisi dengan baik / penuh. Setelah itu

bagian atas dari cetakan kita tutup secara perlahan dengan menggunakan penutup

yang terbuat dari bahan kaca.

Setelah ± 24 jam campuran resin dengan hardener tadi sudah mengering dan

siap dilepas. Biasanya proses pelepasan dari cetakan dilakukan secara hati-hati

dengan menggunakan sekrap. Setelah bahan dilepas dari cetakan maka bahan tersebut

siap untuk dilakukan pemotongan sesuai dengan keperluan untuk pengujian tarik.

3.4.1.2. Benda uji matrik (epoxy) untuk pengujian impak

Langkah awal pembuatan benda uji matrik untuk pengujian impak adalah

menyiapkan cetakan yang sudah bersih dan telah diolesi pelapis (MAA). Penggunaan

pelapis sebaiknya benar-benar merata dan tidak terlalu banyak.

Selanjutnya dilakukan pengukuran volum resin dan volum hardener.

Cetakan yang digunakan berukuran 300 mm x 10 mm x 10 mm. Disesuaikan untuk

keperluan pengujian impak. Sehingga volume cetakan / volume komposit yang

digunakan adalah

Vcetakan = Vcomposit = p x l x t

(

)

3 3 mm 30000 mm 30000 1 mm 10 10 300 1 Vc 100% Vc = × = × × × = × =
(62)

Dengan :

Vc = Volume cetakan / komposit

Apabila fraksi volum cetakan / komposit dan hasil perhitungannya telah

diketahui, maka dapat ditentukan prosentase volum resin dan volume hardener, yaitu

perbandingannya 1 : 1 .

Maka volume matrik / resin adalah :

(

)

3 3 mm 15000 mm 30000 0,5 mm 10 10 300 0,5 Vc 0,5 Vm = × = × × × = × =

= 15 cm³ = 15 ml

Dengan :

Vm = Volume matrik

Vc = Volume cetakan / komposit

Maka volume hardener adalah :

(

)

3 3 mm 15000 mm 30000 0,5 mm 10 10 300 0,5 Vc 0,5 Vh = × = × × × = × =

= 15 cm³ = 15 ml

Dengan :

Vh = Volume hardener

(63)

Setelah volum kedua bahan diketahui dan diukur, dicampur ke dalam gelas

ukur, diaduk merata secara perlahan sehingga tidak menimbulkan gelembung udara.

Kemudian setelah teraduk secara merata, dituang dalam cetakan, dan diratakan

menggunakan bilah kaca.

Setelah diratakan dengan bilah kaca, maka campuran bahan tadi didiamkan

± 10 menit agar setiap bagian cetakan dapat terisi dengan baik / penuh. Setelah itu

bagian atas dari cetakan kita tutup secara perlahan dengan menggunakan penutup

yang terbuat dari bahan kaca.

Setelah ± 24 jam campuran resin dengan hardener tadi sudah mengering dan

siap dilepas. Biasanya proses pelepasan dari cetakan dilakukan secara hati-hati

dengan menggunakan sekrap. Setelah bahan dilepas dari cetakan maka bahan tersebut

siap untuk dilakukan pemotongan sesuai dengan keperluan untuk pengujian impak.

3.4.2. Benda uji komposit

Langkah pertama dalam pembuatan benda uji komposit adalah menghitung

massa jenis (ρ) serat pandan alas.

Adapun metode penghitungan massa jenis (ρ) serat pandan alas adalah

sebagai berikut :

1. Menimbang massa serat pandan alas dan dicatat.

2. Menimbang massa plastik dan dicatat.

(64)

4. Memvakumkan plastik tadi yang telah dimasuki serat pandan alas.

5. Memasukkan air kedalam gelas ukur dan dicatat volume air yang ada

didalamnya.

6. Memasukkan plastic saja ke dalam gelas ukur dan dicatat pertambahan

volume air yang naik dan dipakai sebagai volume plastic.

7. Memasukkan plastic yang telah dimasuki serat pandan alas dan telah

divakumkan tadi ke dalam gelas ukur dan mencatat pertambahan

volume air (∆V) yang naik.

8. Pertambahan volume air yang naik tadi dicatat dan hasilnya dikurangi

volume plastik

9. Melakukan perhitungan dengan rumusan sebagai berikut:

ρ = V m

Δ

dengan : m = massa serat pandan alas

ρ = massa jenis serat pandan alas

∆V = pertambahan volume air

Dengan menggunakan perhitungan rumus diatas, dari percobaan yang

dilakukan berulang-ulang maka didapatkan :

(65)

3.4.2.1.Benda uji komposit tanpa / dengan perendaman serat

Langkah yang dilakukan untuk membuat benda uji komposit meliputi benda uji

komposit tanpa perendaman serat atau perendaman serat dengan 2,5%, 5% dan 7,5%

adalah menghitung prosentase fraksi volume serat pandan alas, resin dan hardener

berdasarkan volume cetakan. Langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai

berikut :

a. Untuk pengujian tarik :

1. Menghitung volume cetakan.

Vcetakan = p x l x t

= 250 x 250 x 4

= 250.000 mm3 = 250 cm3

2. Menghitung fraksi volume serat pandan alas, resin dan hardener.

• Digunakan fraksi volume 5 % serat pandan alas :

Serat = 250 3 0,94 / 3

100 5

cm gr

cm ×

×

= 11,75 gram.

Resin + hardener = 250 3

100 95

cm

×

= 237,5 cm3

atau setara dengan 237,5 ml.

Karena perbandingan resin dan hardener adalah 1 : 1, maka

(66)

b. Untuk pengujian impak :

1. Menghitung volume cetakan.

Vcetakan = p x l x t

= 300 x 10 x 10

= 30.000 mm3 = 30 cm3

2. Menghitung fraksi volume serat pandan alas, resin dan hardener.

• Digunakan fraksi volume 5 % serat pandan alas :

Serat = 30 3 0,94 / 3

100 5

cm gr

cm ×

×

= 1,41 gram.

Resin + hardener = 30 3

100 95

cm

×

= 28,5 cm3

atau setara dengan 28,5 ml.

Karena perbandingan resin dan hardener adalah 1 : 1, maka

volume resin = 14,25 ml dan hardenernya = 14,25 ml

3.4.2.2. Mencetak komposit tanpa / dengan perendaman serat

Adapun langkah-langkah dalam pencetakan komposit tanpa / dengan

(67)

a. Melapisi dinding dan dasar dan penutup cetakan dengan MAA,

hal ini dilakukan untuk memudahkan pelepasan benda dari

cetakan.

b. Menyiapkan serat pandan alas, resin dan hardener sesuai dengan

perhitungan yang didapat.

c. Mencampur resin dan hardener kedalam gelas ukur lalu

mengaduknya hingga menjadi homogen.

d. Memasukkan serat pandan alas kedalam campuran resin dan

hardener dan mengaduknya dengan cepat sampai homogen.

Pengadukan kurang lebih lima menit.

e. Setelah selesai pengadukan maka bahan-bahan komposit tersebut

siap untuk dituangkan kedalam cetakan.

f. Setelah ± 24 jam, komposit telah kering dan dapat dilepas dari

cetakan.

g. Pemotongan komposit sesuai dengan ukuran yang diinginkan

dan kemudian difinishing dengan menggunakan kikir dan

(68)

3.5. Metode Pengujian

3.5.1. Metode Pengujian Tarik

Pengujian tarik yang dilakukan adalah untuk mengetahui kekuatan tarik dan

regangan dari matrik, maupun komposit tanpa perendaman serat ataupun dengan

perendaman serat. Metode yang digunakan adalah :

1. Benda uji / specimen dipasang vertical, dijepit pada mesin uji tarik (tensile

testing machine)

2. Bagian atas mesin tetap (fix) sedangkan bagian bawah bergerak ke bawah

dengan kecepatan rendah (konstan).

3. Spesimen tertarik dan mengalami pertambahan panjang (∆L)

4. Data pertambahan panjang dan beban dapat dilihat pada mesin.

5. Data dicatat dan digunakan untuk membuat diagram tegangan-regangan

(69)

Untuk mengetahui kekuatan tarik dan regangan dari matrik, maupun

komposit tanpa perendaman serat ataupun dengan perendaman serat, diperlukan suatu

perhitungan. Rumus dari kekuatan tarik adalah sebagai berikut:

A P σ=

Dengan σ : kekuatan tarik maksimal

P : beban maksimal

A : luas penampang pengujian.

Dan untuk menghitung regangan, dipergunakan rumus sebagai berikut:

% 100 L

ΔL ε

0

× =

Dengan ε : regangan

ΔL : pertambahan panjang

L0 : panjang mula-mula

3.5.2. Pengujian Impak / Kejut

Prinsip dasar pengujian impak adalah ayunan beban yang dikenakan pada

benda uji (spesimen). Energi yang diperlukan untuk mematahkan spesimen dihitung

langsung dari perbedaan energi potensial pendulum pada awal (dijatuhkan) dan akhir

(setelah menabrak spesimen). Untuk memastikan bagian spesimen yang patah, perlu

(70)

Gambar 3.18. Mesin uji impak Charpy

Adapun persamaan yang digunakan untuk mengetahui sifat getas / liat bahan

ataupun harga keuletan dari matrik, maupun komposit tanpa perendaman serat

ataupun dengan perendaman serat, adalah :

Tenaga patah = G . R . (cos ß – cos α) ………. Joule

Harga Keuletan =

angPatahan LuasPenamp

h TenagaPata

……… Joule/mm²

Dengan :

G = Berat pendulum / massa dikalikan dengan percepatan grafitasi (N)

R = Radius Pendulum (m)

(71)

ß = Sudut ayun akhir / sudut yang dibentuk pendulum setelah mematahkan

benda uji

3.6. Standard dan Ukuran

3.6.1. Standard dan Ukuran untuk Pengujian Tarik 3.6.1.1. Benda Uji Matrik

Standard pengujian benda uji matrik menggunakan standard ASTM D 638

dengan ukuran sebagai berikut.

(72)

3.6.1.2. Benda Uji Komposit

Benda uji komposit menggunakan standar ASTM A 370. Ukurannya adalah

sebagai berikut.

Gambar 3.20. Bentuk dan geometri specimen uji komposit

3.6.2. Standard dan Ukuran untuk Pengujian Impak 3.6.2.1. Benda Uji Matrik / Komposit

Ukuran benda uji / specimen berbentuk persegi panjang dengan

(73)

Gambar 3.21. Bentuk dan geometri specimen uji matrik

3.6.2.2. Benda Uji Komposit

Ukuran benda uji / specimen berbentuk persegi panjang dengan

menggunakan standard ASTM A 370. Ukurannya adalah sebagai berikut :

(74)

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui beberapa sifat mekanik

komposit serat pandan alas dan matrik pengikat resin epoxy. Dalam penelitian ini,

dilakukan beberapa pengujian yaitu pengujian tarik untuk mengetahui kekuatan

tarik dan regangan sedangkan pada pengujian impak untuk mengetahui ketahanan

patah dan keuletan. Setelah dilakukan pengujian tarik dan impak dilakukan foto

mikro dan makro. Hasil pengujian dan perhitungan disajikan dalam bentuk tabel

dan grafik, sedangkan analisis dalam bentuk tulisan.

4.1. Hasil Pengujian Impak

Pengujian yang dilakukan dengan menggunakan alat yaitu mesin uji impak

Charpy diperoleh hasil seperti di bawah ini sesuai dengan rumus yang ada :

Tabel 4.1. Hasil Perhitungan Impak Resin Epoxy

Tebal Lebar Luas α β Tenaga Patah (joule) Keuletan (joule/mm²)

8,25 10,15 83,7375 147o 144 o 0,155723637 0,001859664 8,4 10,25 86,1 147 o 144 o 0,155723637 0,001808637 8,25 10,3 84,975 147 o 144 o 0,155723637 0,001832582 8,25 10,5 86,625 147 o 143,5 o 0,18281514 0,00211042

8,3 10,35 85,905 147 o 144 o 0,155723637 0,001812742

143,9 0,161141938 0,001884809

(75)

Tabel 4.2. Hasil Perhitungan Impak Komposit Tanpa Perendaman Serat

Tebal Lebar Luas α β Tenaga Patah (joule) Keuletan (joule/mm²) 8 10,6 84,8 147 o 143,5 o 0,18281514 0,002155839 8,25 10,45 86,2125 147 o 144 o 0,155723637 0,001806277 8,25 10,6 87,45 147 o 138,5 o 0,471056126 0,005386577 8,3 10,5 87,15 147 o 144 o 0,155723637 0,001786846 8,55 10,55 90,2025 147 o 144 o 0,155723637 0,001726378

142,8 0,224208435 0,002572383

Tabel 4.3. Hasil Perhitungan Impak Komposit Serat (2,5% NaOH dan NaCl)

Tebal Lebar Luas α β Tenaga Patah(joule) Keuletan(joule/mm²) 8,5 11 93,5 147 o 140 o 0,38132865 0,004078381 8,6 11,5 98,9 147 o 143 o 0,21022166 0,002125598 8,4 10,5 88,2 147 o 142 o 0,265979752 0,003015643 8,4 11,4 95,76 147 o 138,5 o 0,471056126 0,004919132 8,5 11,4 96,9 147 o 139,5 o 0,410940292 0,00424087

140,6 0,347905296 0,003675925

Tabel 4.4. Hasil Perhitungan Impak Komposit Serat (5% NaOH dan NaCl)

Tebal Lebar Luas α β Tenaga Patah(joule) Keuletan(joule/mm²) 9,1 10,9 99,19 147 o 135 o 0,690780813 0,006964218 8,7 10,8 93,96 147 o 134 o 0,756146939 0,008047541 8,9 11,1 98,79 147 o 135 o 0,690780813 0,006992416 9,1 10,8 98,28 147 o 138,5 o 0,471056126 0,004793001 8,9 11,3 100,57 147 o 134 o 0,756146939 0,007518613

135,3 0,672982326 0,006863158

Tabel 4.5. Hasil Perhitungan Impak Komposit Serat (7,5% NaOH dan NaCl)

Tebal Lebar Luas α β Tenaga Patah(joule) Keuletan(joule/mm²)

9,2 11,1 102,12 147 o 141 o 0,323050418 0,003163439 9,5 10,9 103,55 147 o 140 o 0,38132865 0,003682556 9,6 11,1 106,56 147 o 138,5 o 0,471056126 0,004420572 9,2 11,2 103,04 147 o 141,5 o 0,294383828 0,002856986 9,3 10,8 100,44 147 o 141 o 0,323050418 0,003216352

(76)

Patah rata-rata dan Keuletan rata-rata. Setelah itu dapat dibuat grafik Tenaga

Patah rata-rata dan Keuletan rata-rata. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada

table di bawah ini.

Tabel 4.6. Energi Patah Rata-rata dan Keuletan Rata-rata Bahan dan Perlakuan

No Bahan dan Perlakuan Tenaga Patah

Rata-rata (Joule)

Keuletan Rata-rata (Joule/mm²)

1 Serat Tanpa Perlakuan Kimia 0,224208 0,002572

2 Resin Epoxy 0,161142 0,001885

Tabel 4.7. Energi Patah Rata-rata dan Keuletan Rata-rata serat perendaman NaOH dan NaCl

No Konsentrasi NaOH dan NaCl (%)

Tenaga Patah Rata-rata (Joule)

Keuletan Rata-rata (Joule/mm²) 3 2,5 % NaOH dan NaCl 0,347905 0,003676 4 5 % NaOH dan NaCl 0,672982 0,006863 5 7,5 % NaOH dan NaCl 0,358574 0,003468

Tabel 4.8. Tenaga Patah Rata-rata dan Keuletan Rata-rata Ko

Gambar

Gambar 1.1 Grafik Kekuatan Tarik Komposit dan Komponen Penyusunnya
Gambar 2.3 Mesin Uji Tarik
Gambar 3.8.  Serat basah yang sudah dibersihkan dari gajih
Gambar 3.12. Serat dipotong ± 30 cm
+7

Referensi

Dokumen terkait

Dari hasil pengujian didapat harga kekuatan tarik tertinggi dimiliki oleh komposit dengan panjang serat 100 mm yaitu 25,330 MPa, dengan modulus elastisitas 25330.74 MPa,harga impact

Mengacu pada standar ASTM D-3039 [13] tentang jenis-jenis patahan, maka patahan komposit berpenguat serat rami tanpa perlakuan dan dengan perlakuan 5% NaOH selama 2 jam,

Dalam penulisan skripsi ini penulis memberikan judul "Analisa Kekuatan Tarik Komposit Polyester Berpenguat Serat Pandan Wangi (Pandanus Amaryllifolius) dan Sekam Padi

Perlakuan alkali terhadap komposit serat sabut kelapa mempengaruhi sifat mekanik sifat kekuatan impak dari material komposit dengan kekuatan impak dan energi serap

Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh panjang serat terhadap kekuatan tarik komposit berpenguat serat ijuk dengan matrik epoxyo. Pada penelitian ini,

menggunakan jenis bahan komposit serat mengkuang yang diolah dari proses perendaman dan pengeringan dengan 5% NaOH dan perendaman selama 1 jam, kemudian pembuatan

Manfaat dari penelitian ini adalah digunakan oleh pihak terkait sebagai pertimbangan dalam pemilihan variabel perlakuan alkalisasi serat sisal menggunakan larutan NaOH

Dari gambar di atas ini terlihat bahwa pada komposit komposit hibrid berpenguat serat buah lontar dan serat kaca dengan temperatur 1000C dengan waktu pemanasan selama 1 jam memiliki