commit to user
PENGARUH PERLAKUAN ALKALI TERHADAP
SIFAT MEKANIK KOMPOSIT KENAF -
POLYPROPYLENESKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
KOMANG TRISNA ADI PUTRA NIM. I1410019
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
iii
PENGARUH PERLAKUAN ALKALI TERHADAP
SIFAT MEKANIK KOMPOSIT KENAF –POLYPROPYLENE
Komang Trisna Adi Putra Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Abstrak
Komposit berpenguat serat alam memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai material alternatif yang ramah lingkungan. Kekuatan komposit berpenguat serat alam dapat ditingkatkan dengan perlakuan kimia serat. Tujuan penelitian ini adalah menyelidiki pengaruh perlakuan alkali terhadap sifat mekanik komposit
berpenguat serat kenaf dengan matrik polypropylene.
Mat kenaf – PP direndam pada larutan NaOH dengan konsentrasi 4%, 5%,
6%, 7%, dan 8% dengan lama perendaman 2 jam. Pembuatan komposit
menggunakan metode hot press. Suhu pengepresan adalah 1800C selama 15 menit
pada tekanan 5 bar. Sifat mekanik komposit yang diuji adalah tarik, bending, dan
impact.
Hasil pengujian menunjukkan perlakuan 6% NaOH menghasilkan
komposit dengan kekuatan tarik dan bending tertinggi sebesar 15,5 MPa dan 15,9
MPa. Kekuatan impact komposit menurun setelah mendapat perlakuan alkali.
Kekuatan impact tertinggi terjadi pada komposit tanpa perlakuan alkali yaitu
sebesar 34,7 KJ/m2. Patahan bending komposit diamati menggunakan scanning
electron microscopy (SEM). Hasil pengamatan menunjukkan peningkatan
kekuatan tarik dan bending disebabkan oleh ikatan serat dan matrik yang lebih baik. Kekuatan impact komposit menurun karena perlakuan alkali menyebabkan komposit sulit meregang sehingga bersifat getas. Kekuatan tarik dan bending komposit dibawah PP murni karena parameter tekanan pengepresan dan waktu tahan yang belum maksimal.
Kata kunci : Perlakuan alkali, serat kenaf, polypropylene, hot press, sifat
commit to user
iv
THE EFFECT OF ALKALI TREATMENT ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF
KENAF FIBER REINFORCED POLYPROPYLENE COMPOSITE
Komang Trisna Adi Putra Department of Mechanical Engineering
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Abstract
Natural fibers reinforced composite have developed as an environmentally friendly material. Mechanical properties of natural fiber reinforced composite can be improved by chemical treatment of the fiber. The objective of this research is to investigate the effect of alkali treatment on the mechanical properties of kenaf fiber reinforced polypropylene composite.
Kenaf - PP mats were immersed in NaOH solutions with concentrations ranging 4% to 8% in intervals of 1%. The hot press forming method was used to
produce composite panel. The hot press parameters were 1800C at 5 bar for 15
minute.
Mechanical test result shows that alkali treatment at 6% NaOH solution produce the highest tensile and flexural properties. The highest tensile and flexural strength is 15.2 MPa and 15.9 MPa. The impact strength is decreased after alkali
treatment. The highest impact strength is 34.7 KJ/m2 occurs at composite without
alkali treatment. Scanning electron microscopy (SEM) examination shows that improvement of tensile and flexural strength is caused by good interfacial bonding between fiber and matrix. The composite impact strength is decreased because of brittle characteristic of the composite after had an alkali treatment. Tensile and flexural strength composite is lower than pure polypropylene because of parameter pressure and holding time in hot press forming is not optimal.
Key words : Alkali treatment, kenaf fiber, polypropylene, hot press, mechanical
commit to user
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkatnya
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat memperoleh gelar sarjana
teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua
pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini,
khususnya kepada:
1. Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo, MT. selaku pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan arahan dengan sangat baik selama penelitian
dan penulisan skripsi ini.
2. Bapak Heru Sukanto, ST., MT. selaku pembimbing II yang memberikan
bimbingan dengan sangat baik dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Kedua orangtua penulis yang telah mendidik dan memberikan dukungan
moral dan biaya selama penulisan skripsi ini.
4. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNS.
5. Dosen - dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membagikan ilmu selama
masa perkuliahan.
6. Maruto Adi P, ST. selaku laboran Laboratorium Material Teknik Mesin
UNS yang telah membantu penulis dalam pengujian spesimen.
7. Teman-teman dari Nonreg 2010, Asisten Lab. Material, Panca, Sahid Bayu,
Eko Yulianto yang telah memberikan motivasi dan dorongan moril baik
secara langsung maupun tidak langsung.
8. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan
dorongan semangat serta doa, terima kasih.
Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan. Oleh karena itu bila ada saran, koreksi, dan kritik demi
kesempurnaan skripsi ini.
Surakarta, September 2013
commit to user
2.2.7.Pengujian impact komposit……….... 8
commit to user
vii
BAB V PENUTUP ……….. 38
5.1.Kesimpulan ………. 38
5.2.Saran ………... 38
DAFTAR PUSTAKA ………. 39
commit to user
viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Degradasi selulosa pada perlakuan NaOH 8% ……… 5
Gambar 2.2 Kerusakan selulosa pada perlakuan NaOH 6% 24 jam ……... 5
Gambar 2.3 Struktur selulosa ………. 7
Gambar 2.4 Spesimen uji tarik ASTM D638 ………. 8
Gambar 2.5 Sudut impact pendulum……… 11
Gambar 2.6 Model void dalam komposit kenaf –pp ………... 12
Gambar 3.1 Alat penelitian………... 15
Gambar 3.2 Mat 50% kenaf 50% PP………... 15
Gambar 3.3 Alat pengujian………... 17
Gambar 3.4 Posisi mat dalam cetakan………... 18
Gambar 3.5 Suhu dan tekanan pada specimen selama hot press …………. 19
Gambar 3.4 Diagram alir penelitian………... 20
Gambar 4.1 Kurva hubungan densitas terhadap konsentrasi larutan NaOH 22 Gambar 4.2 Foto makro komposit ………... 24
Gambar 4.3 Kurva hubungan tegangan tarik terhadap konsentrasi larutan NaOH 25 Gambar 4.4 Kegagalan komposit kenaf – pp pada perlakuan 4% NaOH ... 26
Gambar 4.5 (a) Foto SEM serat kenaf tanpa perlakuan alkali ……… 27
Gambar 4.5 (b) Foto SEM serat kenaf dengan perlakuan alkali 4% NaOH 27 Gambar 4.6 Permukaan serat bersih pada perlakuan 6% NaOH………….. 28
Gambar 4.7 Patahan komposit kenaf –pp pada perlakuan 6% NaOH…… 28
Gambar 4.8 Patahan komposit kenaf –pp pada perlakuan 8% NaOH…… 29
Gambar 4.9 Pengaruh perlakuan alkali terhadap modulus tarik komposit 30 Gambar 4.10 Degradasi serat kenaf pada perlakuan 8% NaOH…………. 31
Gambar 4.11 Kurva hubungan tegangan bending terhadap konsentrasi larutan NaOH ………. 32
Gambar 4.12 Kegagalan komposit pada pengujian bending……… 33
Gambar 4.13 Kurva hubungan modulus bending terhadap konsentrasi larutan NaOH ………. 34
Gambar 4.14 Kurva hubungan kekuatan impact terhadap konsentrasi larutan NaOH ………. 35
Gambar 4.15 Patahan impact komposit……… 36
commit to user
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Datasheet mat Kenaf - PP ……….. 16
Tabel 3.2 Variasi konsentrasi larutan NaOH pada tiap specimen ………. 18
Tabel 3.3 Jadwal penelitian ……….. ……..………... 21
