Pembuatan dan Karakterisasi komposit Serat Palem Saray dengan Matriks Epoksi

(1)

i

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT

SERAT PALEM SARAY DENGAN MATRIKS EPOKSI

SKRIPSI

WENNY YOWERI GULO

090801029

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ii

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT

SERAT PALEM SARAY DENGAN MATRIKS EPOKSI

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

WENNY YOWERI GULO 090801029

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

iii

PERSETUJUAN

Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI

KOMPOSIT SERAT PALEM SARAY DENGAN MATRIKS EPOKSI

Kategori : SKRIPSI

Nama : WENNY YOWERI GULO

Nomor Induk Mahasiswa : 090801029

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA NIP. 195903101987031002 NIP. 194704141974121001

(4)

iv

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala anugerah dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pembuatan dan Karakterisasi komposit Serat Palem Saray dengan Matriks Epoksi ”. Skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam

menyelesaikan studi program Sarjana (S1) Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

Penulis menyadari bahwa selama proses hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala bantuan, dukungan serta saran yang telah diberikan. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS, sebagai Dosen Pembimbing yang dengan sabar dan bijaksana memberikan bimbingan serta saran sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

2. Bapak Prof. H. M. Syukur, MS, sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan dan saran kepada penulis untuk menyempurnakan skripsi ini.

3. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS, sebagai dosen wali yang telah banyak membantu penulis selama menempuh pendidikan di Fakultas.

4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA USU.

5. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M. Sc, sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA USU.

6. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

7. Seluruh Bapak / Ibu staff pengajar Fisika USU serta para pegawai administrasi.

8. Kedua orang tua tercinta Ibu Nutiara Simanjuntak dan Bapak Alm.Tiare Gulo, kedua adik tersayang Jul Artha Rina Konnie Gulo dan Indra Ebtanas

(5)

v

Gulo, sepupu saya Herman Pasaribu yang telah banyak membantu dan memberikan dukungan penuh kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Universitas Sumatera Utara ini.

9. Kekasih hatiku tersayang Bani Nugraha Sitorus yang selalu mendoakan, memberikan semangat, dan mendukung penulis sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini .

10.Sahabat-sahabat seperjuangan Fisika angkatan 2009 : Agus Ningsih, Fitri Yuniati, Arvilla Mikartini, Sabam Simbolon, Sukria Novianti, Monora Panca, Herdiana Purba, Zainaluddin Rambe, Sony, Ade Irma, Agus P, Nurzannah, Ferdy Aulia, Masria Pane, Sally Irvina, Valentina Ginting, Eldo Jones, Yosua Pinem, Esrawati Siregar, Septiana Xaveria, Andico Sihaloho, Andrian Anshari, Helen Manurung, Yenny Toguan, Resdina Silalahi, Emy Alemmita, Stevani Sigiro, Enra Tambunan, Silviana Simbolon, Kalam Siregar, Istas Manalu, Rieni Kalesta, Suhartina Malau, Natanael Saragih, Timbul Mulya dan Poltak Simarmata yang telah memberikan kesan dan kenangan manis dan pahit bagi penulis selama masa perkuliahan.

11.Teman – teman kos Sarman No.18 terkhusus Mona Meliala yang telah memberi dukungan kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mohon maaf apabila terdapat banyak kekurangan dan kesalahan. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun orang lain yang membacanya. Amin.

Penulis,

(Wenny Yoweri Gulo)

NIM : 090801029

(6)

vi

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT PALEM

SARAY DENGAN MATRIKS EPOKSI

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pembuatan dan karakterisasi komposit serat palem saray dengan matriks epoksi dengan metode Chopped Strand Mat. Komposisi serat dibuat dengan variasi 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% terhadap massa matriks. Pembuatan komposit SPS-E yaitu, serat direndam dengan NaOH selama 1 jam, dibilas dengan air bersih dan dikeringkan, kemudian ditimbang. Epoksi dan hardenernya diaduk dengan motor stirrer kemudian dituang ke cetakan dan dipress selama 60 menit pada suhu 70oC. Tujuan dari penelitian komposit SPS-E ini adalah untuk mengetahui sifat fisis dan mekanik komposit. Nilai densitas 0,858g/cm3 sampai 1,173g/cm3, nilai daya serap air 0,75 % sampai 4,89 %, nilai kadar air 0,89% sampai 8,94 %, nilai kuat tarik 9,61 MPa sampai 13,14 MPa. nilai kuat lentur 23,52 MPa sampai 104,85Mpa, nilai kuat impak 24,3 kJ/m2 sampai 38,5kJ/m2. Komposit telah memenuhi syarat JIS A 5905:2003. Komposit serat palem saray dengan matriks epoksi dapat digunakan sebagai bahan pembuat bumper mobil.

Kata Kunci : epoksi, komposit, serat palem saray , sifat fisis, sifat mekanik.

(7)

vii ABSTRACT

Has been done the research about synthesis and characterization of composite saray palm fiber with epoxy matrix with Chopped Strand Mat method. Composition saray palm fiber has made with variation 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% to total mass of matrix and which epoxy was used as matrix. Manufacture of composite SPS-E was, fibers soaked with NaOH for 1 hour, rinsed with clean water and dried, and then weighed. Epoxy mixed with its hardener by the motor stirrer then poured into molds and pressed 60 minutes at a temperature 70oC. The aim of this research is to obtain physical and mechanical properties. Value of density is 0,858 g/cm3 to 1,173 g/cm3, value of water absorption is 0,75 % to 4,89 %, value of water content is 0,89% to 8,94 %, value of tensile strength is 9,61 MPa to13,14 MPa, value of flexural strength is 23,52 MPa to 104,85MPa and value of impact is 24,3 kJ/m2 to 38,5kJ/m2. Composites are qualified Japanese Industrial Standard JIS A 5905: 2003. Composite of saray palm fiber with epoxy matrix can be used as material for car bumper.

Key Words : epoxy, composite, saray palem fiber , physical properties, mechanical properties.

(8)

(9)

ix

(Impact Strength Test) 19

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 21

4.1 Pengujian Sifat Fisis 27

(10)

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan antara Serat Alam dan Serat Sintesis 11

Tabel 2.2 Beberapa Sifat Resin 14

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas

KompositSerat Palem Saray-Epoksi(SPS-E) 27 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air (DSA)

Komposit Serat Palem Saray-Epoksi (SPS-E) 29 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kadar Air

Komposit Serat Palem Saray-Epoksi (SPS-E) 30 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Tarik

Komposit Serat Palem Saray – Epoksi (SPSE) 32 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Lentur

Komposit Serat Palem Saray-Epoksi (SPS-E) 33 Tabel 4.6 Hasil Pengujian Kuat Impak

(11)

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Klasifikasi Bahan Komposit 7

Gambar 2.2 Komposit Serat (fibrous composites ):

(a) Continous Fiber Composite 8

(b) Woven fiber composite 8

(c) Chopped Fiber Composite 8

(d) Hybrid Composite 8

Gambar 2.3 Komposit Lapis (laminated composite) 8

Gambar 2.4 Komposit Partikel 8

Gambar 2.5 Palem Saray

(a) Pohon Palem Saray 12

(b) Serat Palem Saray 12

Gambar 2.6 Pengujian kuat tarik ( tensile strength test ) 17 Gambar 2.7 Pengujian Kuat Lentur (flexural strength test) 18

Gambar 2.8 Pengujian Kuat Impak 19

(12)

xii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Hubungan antara Densitas

Komposit SPS-E vs Komposisi SPS 28

Grafik 4.2 Hubungan antara Daya Serap

Grafik 4.3 Hubungan antara Kadar Air

Grafik 4.4 Hubungan antara Kekuatan Tarik

Grafik 4.5 Hubungan antara Kuat Lentur

Grafik 4.6 Hubungan antara Kuat Impak

(13)

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A 40

Lampiran B 43

Lampiran C 44

Lampiran D 64