Studi Sifat Mekanik Dari Campuran Bahan Serat Tandan Kelapa Sawit Dengan Polypropylene Dan Polystyrene Pada Proses Injection Moulding

Teks penuh

(1)

METALURGI SERBUK

STUDI SIFAT MEKANIK DARI CAMPURAN BAHAN SERAT

TANDAN KELAPA SAWIT DENGAN

POLYPROPYLENE

DAN

POLYSTYRENE

PADA PROSES INJECTION MOULDING

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

HARYSTON KAROLUS SITEPU NIM. 110421062

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)

i KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih karunia-Nya yang telah memberi kekuatan, kesehatan dan segala sesuatu yang penulis terima dari-Nya yang begitu besar dan berharga bagi kehidupan penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi dengan baik dan tepat pada waktunya.

Skripsi yang berjudul “STUDI SIFAT MEKANIK DARI

CAMPURAN BAHAN SERAT TANDAN KELAPA SAWIT DENGAN POLYPROPYLENE DAN POLYSTYRENE PADA PROSES INJECTION MOULDING“ disusun untuk menyelesaikan pendidikan guna meraih gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Mesin, Universitas Sumatera Utara.

Dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini penulis telah banyak menerima bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun secara tidak langsung, dan pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara;

2. Bapak Ir. Syahrul Abda, M.Sc, selaku koordinator Program Pendidikan Sarjana Ekstensi Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara;

3. Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah banyak membantu dalam penyusunan skripsi ini;

4. Seluruh staf pengajar Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara;

5. Bapak Nisfan Bahri, S.T., M.T. selaku Kepala Laboratorium Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;

6. Bapak Surya Dharma, S.T., M.T. selaku pembimbing selama melakukan penelitian di Laboratorium Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;

7. Seluruh staff Laboratorium Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;

(10)

ii 8. Orang tua penulis yang selama ini telah banyak memberikan dorongan dan

dukungan;

 Alm. S. Sitepu

 B. Br. Ginting, S.Pd, M.M

9. Buat abang dan adik penulis yang selalu memberikan semangat;  Aditia Oktavianus Sitepu, ST

 Roipati Antonius Sitepu

 Teguh Ersada Natail Sitepu, ST

10. Keluarga besar yang telah memberikan semangat;

11. Teman-teman mahasiswa teknik mesin yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan dukungan dan inspirasi selama masa kuliah dan selama penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa laporan skripsi ini masih belum sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari para pembaca.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Medan, 28 Mei 2014 Penulis,

Haryston Karolus Sitepu NIM. 110421062

(11)

iii ABSTRAK

Pada masa sekarang ini, penggunaan produk dalam kehidupan sehari-hari dengan bahan baku plastik cukup tinggi. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya produk yang dijual di pasaran dengan berbagai model atau bentuk dan juga harga yang dapat dijangkau seluruh lapisan masyarakat. Bahan baku plastik tersebut dapat menjadi berbagai macam bentuk dengan cara mencairkan dan kemudian dicetak dengan proses injection moulding. Untuk dapat mengurangi biaya yang cukup tinggi dalam pengadaan bahan baku dalam proses pencetakan dan pembuatan produk dengan bahan plastik, maka dilakukan penelitian terhadap berbagai macam alternatif bahan baku. Salah satu komponen yang terdapat pada serat kelapa sawit adalah selulosa, dimana selulosa memungkinkan untuk digunakan sebagai salah satu bahan baku pembuatan produk dengan bahan plastik. Proses pencetakan material akan menggunakan bahan baku serat kelapa sawit, polypropylene (PP), polystyrene (PS) yang dicampurkan. Selanjutnya campuran bahan baku ini akan

dicetak melalui proses injection moulding. Setelah proses injection moulding, akan dilakukan proses uji tarik sehingga dapat diketahui tegangan tarik dari material tersebut.

Kata kunci : Serat tandan kelapa sawit, polypropylene (PP), polystyrene (PS), injection moulding machine, uji tarik

(12)

iv

2.1.1. Proses Pengolahan Kelapa Sawit ... 4

2.1.2. Limbah Kelapa Sawit ... 5

2.1.3. Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 5

2.1.3.1. Komposisi Serat Tandan Kelapa Sawit ... 6

2.1.3.2. Manfaat Serat Tandan Kelapa Sawit ... 7

2.2. Plastik ... 8

2.2.1. Klasifikasi Plastik ... 9

2.2.2. Polypropylene ... 12

2.2.2.1. Komposisi Penyusun Polypropylene ... 12

2.2.2.2. Sifat Kimia Dan Sifat Fisik Polypropylene ... 13

2.2.3. Polystyrene ... 15

2.2.3.1. Komposisi Penyusun Polystyrene ... 15

(13)

v

2.2.3.2. Sifat Dan Karakteristik Polystyrene ... 16

2.3. Proses Manufakturing Plastik ... 16

2.3.1. Klasifikasi Proses Manufakturing Plastik ... 16

2.3.2. Injection Moulding ... 17

2.3.2.1. Bagian Dan Fungsi Injection Moulding ... 19

2.3.2.2. Proses Injection Moulding ... 21

2.3.2.3. Parameter Proses Injection Moulding ... 23

(14)

vi DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Jenis, Potensi Dan Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit ... 5

Tabel 2.2. Kandungan Nutrisi Serat Kelapa Sawit ... 6

Tabel 2.3. Parameter Tipikal Serat Kelapa Sawit per Kg ... 7

Tabel 2.4. Sifat – sifat Polypropylene ... 14

Tabel 3.1. Perbandingan Komposisi Bahan Baku ... 38

Tabel 3.2. Berat Bahan Baku ... 39

Tabel 3.3. Total Berat Bahan Baku ... 40

(15)

vii DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Diagram Proses Pengolahan TBS ... 4

Gambar 2.2.a. Buah Kelapa Sawit ... 6

Gambar 2.2.b. Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 6

Gambar 2.3. Struktur Molekul Polypropylene ... 12

Gambar 2.4. Reaksi Polystyrene ... 15

Gambar 2.5. Kelebihan Injection Moulding ... 18

Gambar 2.6. Keistimewaan Injection Moulding ... 18

Gambar 2.7. Injection Moulding Machine ... 19

Gambar 2.8.a. Toggle Clamp ... 19

Gambar 2.8.b. Hidroulic Clamp ... 19

Gambar 2.9 Bagian Plastic Injection Moulding ... 20

Gambar 2.10. Proses Plastic Injection Moulding ... 21

Gambar 2.11. Pengisian Bahan Plastik Kedalam Cetakan (Mold) ... 22

Gambar 2.12. Masa Penenangan Sekaligus Pendinginan ... 22

Gambar 2.13. Pengisian Bahan Plastik Sekaligus Pendinginan ... 23

Gambar 2.14. Pembukaan Kedua Mold Sekaligus Pengeluaran Hasil Cetakan ... 23

Gambar 2.15. Kurva Tegangan-Regangan ... 25

Gambar 2.16. Profil Data Hasil Uji Tarik ... 27

Gambar 2.17. Kelakuan Tarikan Bahan Polimer ... 31

Gambar 2.18. Kelakuan mulur dalam kurva tegangan-regangan bahan polimer ... 31

Gambar 3.1. Diagram Alir Prosedur Penelitian ... 33

Gambar 3.2. Cetakan Dua Pelat (Two Plate) ... 34

Gambar 3.3. Injection Mouding Machine RN.350 ... 35

Gambar 3.4. Universal Tensile Strength Machine ... 36

Gambar 3.5. Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 37

Gambar 3.6. Polypropylene (PP) ... 38

Gambar 3.7. Polystyrene (PS) ... 38

Gambar 3.8. Proses Penuangan Bahan Baku di Hopper ... 41

(16)

viii

Gambar 3.9. Setting Temperatur Injection Moulding Machine ... 41

Gambar 3.10. Setting Nozzel di Cetakan ... 42

Gambar 3.11. Tombol Kontrol Injection Moulding Machine ... 42

Gambar 3.12. Spesimen hasil cetakan ... 43

Gambar 3.13. Produk spesimen ... 43

Gambar 3.14. Spesimen ... 44

Gambar 3.15. Spesimen uji tarik ... 44

Gambar 3.16. Spesimen uji tarik yang putus ... 45

Gambar 3.17. Pengukuran perubahan pada spesimen uji tarik ... 45

Gambar 3.18. Spesimen hasil pengujian kekuatan tarik ... 46

Gambar 4.1. Spesimen Uji Tarik ... 47

(17)

ix NOTASI DAN SATUAN

SIMBOL ARTI SATUAN

σ = Tegangan Tarik MPa

F = Gaya N

A = Luas Penampang mm2

ε = Regangan akibat gaya tarik %

Lo = Panjang Awal mm

L = Panjang Akhir mm

E = Modulus Elastisitas atau Young Modulus MPa

ΔL = Perubahan Panjang mm

Figur

Tabel 2.1.

Tabel 2.1.

p.14

Referensi

Memperbarui...