TUGAS AKHIR Analisa Pipa Komposit Serat Batang Pisang Polyester Dengan Orientasi Serat 45/-45 Terhadap Pengujian Tarik Dengan Variasi Temperatur Ruang Uji.

(1)

i

TUGAS AKHIR

ANALISA PIPA KOMPOSIT SERAT BATANG PISANG

POLYESTER

_{DENGAN ORIENTASI SERAT 45}

0

_{/ -45}

0

TERHADAP PENGUJIAN TARIK DENGAN VARIASI

TEMPERATUR RUANG UJI

Diajukan Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh : AHMAD WIDIYANTO

NIM : D 200.10.0031

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

iii

(4)

(5)

(6)

MOTTO

“Hai orang-orang yang beriman, jadikanlah sabar dan sholatmu sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar”

(AL-Baqarah:153)

Allah akan meninggikan derajat orang-orang yang beriman diantara kamu dan orang-orang yang memiliki ilmu pengetahuan”

(Al-Mujadillah:11)

“Barang siapa menginginkan kebahagiaan di dunia dan di akhirat maka haruslah memiliki banyak ilmu”

(HR. Ibnu Asakir)

Siapapun yang menempuh suatu jalan untuk mendapatkan ilmu, maka Allah akan memberikan kemudahan jalannya menuju surga”

(7)

vii

ANALISA PIPA KOMPOSIT SERAT BATANG PISANG POLYESTER DENGAN ORIENTASI SERAT 450/ -450 TERHADAP PENGUJIAN

TARIK DENGAN VARIASI TEMPERATUR RUANG UJI

Ahmad Widiyanto, Ngafwan, Agus Yulianto Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol pos 1 pabelan, Surakarta Email : ahmadwidi.aw@gmail.com

ABSTRAKSI

Penelitian ini bertujuan untuk mendiskripsikan kekuatan tarik pipa komposit polyester serat batang pisang dengan perubahan temperatur dan untuk mengetahui struktur makro pipa komposit polyester serat batang pisang setalah pengujian tarik akibat perubahan temperatur ruang uji.

Proses awal pengambilan kulit batang pisang 4 lapis dari kulit luar. Pengambilan serat batang pisang dengan cara dipress untuk menghancurkan daging dari kulit batang pisang kemudian direndam dengan menggunakan air dalam waktu 1 bulan,supaya mudah dalam pengambilan serat. Penjemuran pada temperatur ruang selama 1 hari dengan panjang serat 100 cm.Perlakuan alkalisasi dengan kalium permangate ( KmnO4 ) kadar 2% per 1 liter aquadest selama 2 jam

perendaman 2 jam. Penjemuran pada temperatur ruang dilanjutkan proses pengeringan menggunakan oven pada suhu 350 C selama 1 jam agar kadar air 10%. Proses pembuatan pipa komposit metode hand lay up dengan orientasi serat 450 /-450 . Pengujian tarik dengan standart ASTM D 2105 dengan variasi temperatur ruang dan temperatur uji 350 C,450 C, dan 550 C serta mendeskripsikan kekuatan tarik dan foto makro pipa komposit polyester serat batang pohon pisang akibat perubahan temperatur ruang uji.

Hasil pengujian disimpulkan bahwa terjadi fenomena kekuatan tarik paling tinggi pada temperatur ruang uji 35 0C yaitu kekuatan tariknya 1,009 N/mm2 kemudian mengalami penurunan dengan meningkatnya temperatur ruang uji.Pada struktur makro patahan spesimen komposit yang mengalami pull out fiber yang panjang diakibatkan kekuatan matrik menurun.

(8)

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Warahmatullah Hiwabarakatu.

Syukur alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan.

Tugas Akhir berjudul “ANALISA PIPA KOMPOSIT SERAT BATANG PISANG POLYESTER_{DENGAN ORIENTASI SERAT 45}0_{/ -45}0 TERHADAP PENGUJIAN TARIK DENGAN VARIASI TEMPERATUR RUANG UJI “ dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untik itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan

keiklasan hati menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT, Ph.D. sebagai Dekan Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Tri Widodo Bersar R., ST, MSc, Ph.D, Selaku Ketua

Jurusan Teknik Mesin.

3. Bapak Ir. Ngafwan, MT. selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam

(9)

ix

4. Bapak Agus Yulianto, ST. MT. selaku dosen pendamping kedua

yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar

dan ramah.

5. Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada

penulis selama mengikuti kegiatan kuliah.

6. Ibu tercinta yang sedang berjuang menghadapi penyakit kanker

semoga ibu segera sembuh. Terima kasih setiap waktu selalu mendoakan, memberikan semangat dan dorongan, serta atas semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini

sehingga semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Semoga doa dan kasih sayang yang tulus darimu akan selalu mengiringi

langkahku. Semangat Berjuang Ibu

7. Bapak, Kakak dan Adik yang setiap waktu selalu mendoakan, memberikan semangat dan dorongan, Semua doa dan kasih

sayang yang tulus darimu akan selalu mengiringi langkahku. 8. Sahabat seperjuangan Sigit Prasetyo, Sigit Asmoro, Ervan,

Mirwan, Reza, Anda, Agung, Yahya, Wahyu dan teman seperjuangan lainnya terima kasih atas bantuannya dan atas

(10)

(11)

xi

DAFTAR ISI

Halaman judul ... i

Pernyataan Keaslian Topik Tugas Akhir ... ii

Halaman Persetujuan ... iii

Halaman Pengesahan ... iv

Lembar Tugas Akhir ... v

Daftar Lampiran ... xviii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

2.2.2 Klasifikasi Material Komposit ... 9

2.2.3 Sifat Dari Komposit ... 15

2.2.4 Bagian Utama Dari Komposit... 16

2.2.5 Serat ... 18

(12)

2.2.7 Serat Batang Pohon Pisang ... 21

2.2.8 Matrik ... 23

2.2.9 Perlakuan KMnO4 ... 25

2.2.10 Pengujian Kekuatan Tarik ... 25

2.2.11 Kurva Tegangan Regangan Komposit Berpenguat Serat..30

2.2.12 Patahan (Fracture) ...32

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 38

3.1 Diagram Alir Penelitian ... 38

3.2 Prosedur Penelitian ... 39

3.2.1 Studi Pustaka ... 39

3.2.2 Studi Lapangan ... 39

3.2.3 Persiapan Bahan ... 39

3.2.4 Pengambilan Serat Batang Pisang ... 39

3.2.5 Perendaman dan Pengeringan Serat Tahap Pertama ... 40

3.2.6 Treatment Serat Menggunakan Cairan Kimia KMnO4... 41

3.2.7 Pengeringan Serat Tahap Kedua ... 42

3.2.8 Pemotongan dan Penataan Serat ... 42

3.2.9 Pembuatan Cetakan ... 43

3.2.10 Pembuatan Komposit ... 43

3.2.11 Pengujian Tarik Pipa... 44

3.2.12 Foto Makro ... 46

3.3 Bahan dan Alat ... 47

3.3.1 Bahan ... 47

3.3.2 Alat yang Digunakan ... 49

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 58

4.1 Pengujian Spesimen Komposit ... 58

4.1.1 Pengujian Tarik ... 58

4.1.2 Pembahasan Pengujian Tarik ... 67

4.1.3 Foto Makro Spesimen ... 69

4.1.4 Pembahasan Foto Makro ... 73

(13)

xiii

5.1 Kesimpulan ... 76 5.2 Saran ... 76 DAFTAR PUSTAKA

(14)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.7 Sifat Komposit Pada Pengujian Tarik ... 30

Gambar 2.8. Kurva Tegangan Regangan Komposit Matrix Failure Mode... 31

Gambar 2.9. Kurva Tegangan Regangan Komposit Fibre Failure Mode ... 32

Gambar 2.10. Skematik patah liat ... 35

Gambar 2.11. Tahap pada patahan cawan dan kerucut ... 36

Gambar 2.12. Skematik patah getas ... 37

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ... 38

Gambar 3.2. Pengambilan Serat Batang Pisang ... 40

Gambar 3.3. Pengeringan Serat Tahap Pertama ... 41

Gambar 3.4. Treatment Cairan Kimia ... 41

Gambar 3.5. Pengeringan Serat Tahap Kedua ... 42

Gambar 3.6. Pemotongan dan Penataan Serat ... 42

(15)

xv

Gambar 3.14. Aquadest ...... 49

Gambar 3.15. Alat Roll ... 50

Gambar 3.16. Alat Penggulung ... 50

Gambar 3.17. Timbangan Digital ... 51

Gambar 3.18. Alat Suntik ... 51

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Antara Tegangan Tarik Dengan Regangan Pada Temperatur Ruang... 61

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Antara Tegangan Tarik Dengan Regangan Pada Temperatur Ruang Uji 35 0C... 62

Gambar 4.5. Grafik Hubungan Antara Tegangan Tarik Dengan Regangan... 66

Gambar 4.6. Histogram Modulus Elastisitas Spesimen Komposit... 67

(16)

Gambar 4.8. Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen Komposit Uji Tarik Dengan Temperatur RuangUji 35 0C..71 Gambar 4.9. Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen

Komposit Uji Tarik Dengan Temperatur RuangUji 45 0C..72 Gambar 4.10. Foto Makro Patahan Perbesaran 50 Kali Pada Spesimen

(17)

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Komposisi Unsur Kimia Serat Alam ...... .22 Tabel 2.2. Tabel Kekuatan Tarik Serat Alam ... 22 Tabel 2.3. Karakteristik Unsaturated Polyester Resin 157

BQTN-EX...... 24 Tabel 4.1. Geometri Pengujian Tarik ASTM D 638 ... 58 Tabel 4.2. Hasil Pengujian Tarik Variasi Temperatur Ruang Uji...59 Tabel 4.3. Hasil Pengolahan Data Pengujian Tarik Pada

Temperatur Ruang ... 60 Tabel 4.4. Hasil Pengolahan Data Pengujian Tarik Pada

Temperatur Ruang Uji 35 0C ... 61 Tabel 4.5. Hasil Pengolahan Data Pengujian Tarik Pada

Temperatur Ruang Uji 45 0C ... 62 Tabel 4.6. Hasil Pengolahan Data Pengujian Tarik Pada

(18)

DAFTAR LAMPIRAN

1. Grafik Pengujian Tarik Pada Temperatur Ruang Uji 35 0C

2. Data Tegangan Regangan Pengujian Tarik Temperatur Ruang Uji 35

0_C

3. Pengolahan Data Menggunakan Model Standart Deviation

4. Hasil Pengolahan Data Pengujian Tarik Pada Temperatur Ruang Uji

35 0C

0_C

7. Hasil Pengolahan Data Pengujian Tarik Pada Temperatur Ruang Uji 45 0C

0_C

10. Hasil Pengolahan Data Pengujian Tarik Pada Temperatur Ruang Uji 55 0C

11. Grafik Pengujian Tarik Pada Temperatur Ruang