PERSETUJUAN
Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI
POLIPROPILENA BEKAS−SERBUK KULIT TANDUK KOPI
Kategori : SKRIPSI
Nama : EMIDOLA ELISABET PINEM Nomor Induk Mahasiswa : 100801035
Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA
PERNYATAAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI
POLIPROPILENA BEKAS
−
SERBUK KULIT TANDUK KOPI
SKRIPSI
Saya mengaku bahwa skripsi ini adaah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2014
EMIDOLA ELISABET PINEM
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala anugrah dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “PEMBUATAN DAN
KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI POLIPROPILENA BEKAS − SERBUK KULIT TANDUK KOPI ”. Skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam
menyelesaikn studi program sarjana (S1) program studi fisika fakultas matematika dan ilmu
pengetahuan alam Universitas Sumatera Medan.
Rasa hormat dan terima kasih, penulis berikan kepada ayah (T.Pinem) dan ibu (N.
TARIGAN) saya atas kasih sayang, doa, serta dukungan moral dan materi yang
berkesinambungan sehingga menghantarkan penulis ke jenjang sarjana. Penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada saudara (Eva Timuria pinem, Alberta herwina Pinem, Nomi
nanda pinem, dan Mamosa lea marsiana Pinem) dan keluarga besar Pinem yang memberikan
motivasi dan dukungan kepada penulis.
Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini, penulis telah banyak mendapat
bimbingan, pengarahan, saran, dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini dengan
segala kerendahan hati, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
- Ibu Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku dosen pembimbing penulis, yang telah rela meluangkan banyak waktu untuk memberikan
perhatian, pengarahan, dorongan, dukungan serta motivasi kepada penulis sampai pada
penyelesaian skripsi ini.
- Tim penguji skripsi Bapak Dr. Anwar Darma, S.,MS, Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, Ibu Dr. Diana Alemin Barus,M.Sc dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc yang telah membantu penulis dalam menyempurnakan skripsi ini.
- Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika S1 Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
- Bapak Sutarman M.Sc. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Universitas Sumatera Utara.
- Seluruh pegawai Departemen Fisika, Kak Tini, Kak Yusfa, dan Bang Jo atas bantuan kepada penulis dalam hal pengurusan administrasi.
- Stambuk Phisic inside tersayang: Ririn, Lya oktavia , Theresya simajuntak, Mentari, Rika, Itha Alemina, Ataran, Samuel, Desi, Marisa Marpaung, Nuraini, Edi saputra,
Ikwan, Bibah, Amal, Roni, Sahat, Desmar, Jantiber, Ronal, Sarah, Juan, Eka, Riki efendi,
Dahniar, Usi, Juli, Lasmini, Lamhot, Amin, Baik, Jekson, Fadli, Riki Darmawan, Faisal,
Esna, Rahel, Irman, Fransiskus, Nasrul dan Antony. Terkhusus untuk Rolina dan Melisa
yang menjadi orang terdekat penulis selama menjalani perkuliahan di Fisika USU.
- Adik-adik angkatan 2011 (Togar, Rahel,Wahyu, Eman, Lilis, dkk), adik-adik angkatan 2012, dan 2013.
- Laboran laboratorium polimer FMIPA USU (Bang Edy).
Semoga segala kebaikan yang pernah mereka berikan kepada penulis mendapatkan imbalan yang
setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa.
Penulis juga menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan, oleh karena itu penulis memohon maaf apabila terdapat kesalahan selama penulis
melalukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Penulis berharap semoga skripsi ini
memberikan sumbangan pikiran yang berguna bagi fakultas, universitas, dan masyarakat.
Akhir kata, penulis menerima masukan dan saran yang membangun dari pembaca agar
tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, Juli 2014 Penulis,
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI
POLIPROPILENA BEKAS
−
SERBUK KULIT TANDUK KOPI
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan dan karakterisasi komposit polimer dari polipropilena bekas - kulit tanduk kopi . Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi serbuk kulit kaca kopi dan polipropilena bekas terhadap karakteristik komposit plastik. Perbandingan komposisi polipropilena bekas, polipropilena termodifikasi asam akrilat, dan serbuk kulit kaca kopi, yang digunakan masing-masing (100 : 0 : 0) gr, (65 : 10 : 25) gr, (55 : 10 : 35) gr, (45 : 10 : 45) gr, (35 : 10 : 55) gr, dan (25 : 10 : 65) gr, dengan asam akrilat yang berfungsi sebagai kompatibilizer (penyesuai) dan benzoil peroksida sebagai inisiator pembentuk ikatan silang. Pembuatan komposit plastik ini menggunakan metode refluks dengan menambahkan 300 ml xylene sebagai pelarut. Karakterisasi yang dilakukan meliputi pengujian fisis (densitas dan daya serap air) serta pengujian mekanik (kuat impak dan kuat tarik). Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik komposit plastik dipengaruhi oleh komposisi serbuk kulit kaca kopi. Hasil penelitian yang diperoleh untuk uji densitas sebesar 0,6991 gr.ml-1 – 0,538 gr.ml-1 memenuhi standar SNI 03-2105-2006 (0,5 g.ml-1–0,9 gr.ml-1); uji daya serap air sebesar 0,304 % - 2.077 % memenuhi standar SNI 03-2105-2006 (<14%); uji tarik sebesar 2,290MPa –18,445MPa memenuhi standar ASTM D-638 (≥ 3,08 ) untuk sampel 1 – IV; uji impak sebesar 1532,5 J.m-2 – 4843,1 J.m-2 memenuhi standar ASTM D–256.
MANUFACTURE AND CHARACTERIZATION POLYMER
COMPOSITE UTILIZED A TRACE OF POLYPROPYLENE
−
PARCHMENT OF COFFEE BEAN
ABSTRACT
Research of the manufacture and characterization of the polymer composite utilized a trace of polypropylene and parchment of coffee bean had been done. The research aims to determine the effect of variations in the composition of the parchment of coffee bean and the trace polypropylene on the characteristics of composite plastic. Comparison of the composition of the trace polypropylene, acrylic acid modified polypropylene, and parchment of coffee bean, which are used, respectively (100: 0: 0) g, (65: 10: 25) g, (55: 10: 35) g, (45: 10: 45) g, (35: 10: 55) g, and (25: 10: 65) g, with acrylic acid as compatibilizer ( adjustment) and benzoyl peroxide as an initiator forming crosslinks. The plastic composite manufacturing method was refluxed by adding 300 ml of xylene as a solvent. Characterization testing was conducted on the physical properties (density and water absorption) as well as the testing of mechanical properties (impact strength and tensile strength). The results of the research showed that the characteristics of the plastic composite is affected by the composition of the parchment of coffee bean. The result that getting from the research for test of density viz 0,6991 gr.ml-1–0,538 gr.ml-1fulfill SNI 03–2105–2006 standard (0,5 g.ml-1–0,9 gr.ml-1); test of water absorption viz 0,304 % - 2.077 % fulfill SNI 03–2105–2006 standard (<14%);
test of tensile strength viz 2,290MPa – 18,445MPa fulfill ASTM D – 638 standard (≥ 3,08 ) for sample I – IV; test of impact strength viz 1532,5 J.m-2 – 4843,1 J.m-2fulfill
ASTM D–256 standard.
DAFTAR ISI
Daftar Gambar dan Grafik ...x
BAB I PENDAHULUAN
2.2.1 Sifat–sifat Polimer ...6
2.3 Hemiselulosa...7
2.4 Komposit Plastik...8
2.5 Polipropilena ...8
2.5.1 Sifat–sifat Polipropilena...9
2.6 Asam akrilat ...9
2.7 Benzoil peroksida...10
2.8 Modifikasi Polipropilena ...10
2.9 Sifat Mekanik Polimer ...12
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.3.2 Pembentukan & pengujian Komposit...19
3.4 Pengujian Sifat Fisis ...21
3.4.1 Kerapatan...21
3.5 Pengujian Sifat Mekanik...22
3.5.1 Kuat Tarik...22
3.5.2 Kuat Impak ...22
3.6 Diagram Alir Penelitian ...23
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Mekanik ...24
4.1.1 Pengujian Kekuatan Impak ...24
4.1.2 Pengujian Kekuatan Tarik ...26
4.2 Pengujian Fisis ...27
4.2.1 Pengujian Densitas ...27
4.2.2 Pengujian Daya Serap Air ...28
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...30
5.2 Saran ...30
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Persentase komponen–komponen Yang Terkandung Dalam Kulit
Kaca Kopi ...6
Tabel 2.2 Komposisi Kulit Tanduk Kopi...13
Tabel 3.1 Komposisi komposit Plastik ...18
Tabel 4.1Hasil Pengujian Impak...24
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik ...26
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Densitas ...27
DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK
Gambar 2.1 Bagian-bagian kulit kopi...5
Gambar 2.2 Skema Penempelan Gugus Akrilat Pada Polipropilena ...12
Gambar 2.3 Gaya Tarik terhadap Pertambahan Panjang. ...13
Gambar 2.4 Uji Tarik ASTM D 638M ...13
Gambar 2.5 Kurva Tegangan dan Regangan Hasil Uji Tarik ...15
Gambar 2.6 Ilustrasi skematik pembebanan impak pada benda uji Charpy dan Izod ...17
Grafik 4.1 Hubungan antara tipe sampel dengan Impak...25
Grafik 4.2 Hubungan antara tipe sampel dengan kuat Tarik ...26
Grafik 4.4 Hubungan antara tipe sampel dengan densitas ...28
