BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Minyak dan gas bumi merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui sehingga cadanganya dari tahun ke tahun akan semakin menipis. Di sisi lain, migas merupakan sumber energi yang paling banyak digunakan daripada sumber energi lainya, sehingga perlu adanya inovasi agar pemanfaatan migas dapat berlangsung dalam kurun waktu yang lebih lama.
Gesekan dan keausan merupakan faktor yang dominan terhadap efisiensi energi dan ketahanan mekanikal suatu peralatan. Pada komponen mesin, gesekan terutama berasal dari rangkaian piston (59,5%), bantalan (8,8%), mekanisme katup (23,7%), dan lain-lain (7,9%). Efisiensi energi yang bisa sumbangkan mesin adalah 8-10% secara teori dan 3-4% disumbangkan oleh minyak lumas mesin.
Teknologi nano sudah sejak lama ada dan digunakan, seperti penggunaan
carbon black dengan ukuran sangat kecil (bisa sampai ukuran nano meter) sebagai bahan aditif dalam polymer adhesive yang digunakan untuk ban kendaraan, dibidang kesehatan telah lama menggunakan vaksin, dan lain sebagainya. Aplikasi di bidang pelumas saat ini diantaranya adalah digunakan sebagai aditif, terutama berfungsi sebagai pemodifikasi gesekan, perlindungan keausan dan sebagai
pemindah panas (heat transfer) yang efektif.
Ada banyak jenis partikel nano yang sudah dikembangkan, antara lain dari logam oksida, logam stabil (Au, Cu), karbon (carbon nanotube), intan, keramik, grafit, dan lain-lain. Pada minyak lumas mesin, partikel nano aditif ditambahkan
sehingga akan membentuk lapisan film yang pada permukaan logam komponen mesin. Partikel nano aditif bekerja berdasarkan prinsip pelumas padat (solid lubricant) yang berasal dari organik dan inorganik, yang biasa terbuat dari logam dan keramik.Keuntungan partikel nano adalah ukuranya yang sangat kecil sehingga mampu masuk ke celah-celah terkecil sekalipun, efisiensi pada suhu ruangan, dan adanya kemungkinan kombinasi berbagai material yang ada.
Penelitian ini penting karena begitu banyak manfaat yang diperoleh
dengan pengaplikasian teknologi nano ke dalam minyak lumas mesin antara lain adalah memulihkan kondisi mesin, menghaluskan suara mesin, memperpanjang usia mesin, memperbaiki kinerja mesin, meningkatkan ketahanan mesin. Dampaknya adalah terhadap penurunan konsumsi bahan bakar yang berhubungan
dengan penghematan energi dan penurunan emisi yang berhubungan dengan lingkungan.Sementara itu, Indonesia merupakan negara konsumen bahan bakar yang banyak untuk mesin khususnya mesin otomotif. Jika pengaplikasian teknologi nano ke dalam minyak lumas mesin ini diterapkan dalam skala nasional, maka negara kita juga akan sangat terbantu pada bidang ekonomi dan lingkungan.
PPPTMGB “LEMIGAS” membuka peluang kerjasama bagi mahasiswa yang mau bergabung dalam penelitian pengaplikasian teknologi nano ke dalam minyak lumas.Sebagai seorang mahasiswa jurusan Fisika Material, harus mampu dan turut ambil bagian dalam mengembangakan keilmuan dan inovasi di bidang material baik yang bersifat fundamental maupun terapan, khususnya berkaitan dengan perkembangan material nano di Indonesia.
Penelitian mengenai pengaplikasian teknologi nano ke dalam pelumas telah dilakukan oleh beberapa ilmuan.MukeshKumar Dubey dkk.(2013), menggunakan PTFE (Polytetrafluoroethylene) sebagai solid lubricant yang dicampurkan ke dalam minyak lumas dasar 150 N (Group II). Ukuran partikel 50 nm,150 nm,400 nm dan 12 µ m dengan konsentrasi 4, 8 dan 12% berat. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa ukuran partikel yang memberi efek terbaik
berurutan adalah 50 nm, sub-mikro, dan mikro.
V Sirinivas dkk. (2014), dalam penelitian “Extreme Pressure Properties of 600 N Base Oil Dispersed With Molybdenum Disulphide Nano Particles” melakukan perilaku ekstrim-tekanan 600 N minyak dasar yang tersebar dengan
partikel nano MoS2 sebanyak 1% berat dari dan 1% volume untuk
polyisobutylenesuccinamide sebagai dispersant dan menggunakan base oil sebagai fluida dasar. Hasil pengujian menunjukkan bahwa dengan penambahan partikel nano MoS2 dan polyisobutylene succinamide sifat tekanan ekstrim jauh lebih baik dibandingkan dengan base oil.
Berdasarkan uraian di atas, maka peneliti mencoba melakukan penelitian
yang berjudul karakterisasi sifat perlindungan keausan pelumas SAE 10W-30 dengan penambahan MoS2sebagai pemodifikasi gesekan.Penelitian ini berbeda dengan penelitian sebelumnya.Perbedaanya adalah pada jenis minyak lumas dasar, surfaktan, ukuran dan konsentrasi material pelumas yang digunakan. Dari
data dan analisis penelitian ini diharapkan akan bisa diaplikasikan dalam proses formulasi minyak lumas yang digunakan untuk aplikasi tertentu.
1.2 Perumusan Masalah
Tuntutan terhadap pelumas yang berkualitas tinggi semakin meningkat dengan kebijakan mengenai penghematan energi dan teknologi ramah lingkungan.Salah satu karakteristik pelumas berkualitas tinggi adalah berkaitan dengan gesekan dan perlindungan terhadap keausan.Semakin rendah koefisien gesekan dan semakin baik perlindungan keausannya maka semakin berkualitas pelumasnya. Oleh karena itu, penelitian ini fokus terhadap usaha menurunkan koefisien gesekan dan meningkatkan perlindungan keausanya dengan cara menambah nano aditif MoS2 pemodifikasi gesekan kedalam minyak lumas SAE 10W-30.
1.3 Batasan Masalah
Banyak cara yang dilakukan untuk meningkatkan kualitas pelumas, namun dalam penelitian ini dapat dibatasi untuk sekedar mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan aditif MoS2 kedalam pelumas SAE 10W-30 dapat menurunkan
koefisien gesekan dan meningkatkan perlindungan keausanyamelalui alat uji four-ball dan HFRR.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mendapatkan data jumlahoptimum penambahan aditif MoS2
2. Mendapatkan data koefisien friksi dan perlindungan keausan pelumas SAE10W-30 dengan penambahan nano aditif MoS
dan SDS ke dalam pelumas SAE 10W-30
2.
3. Mempelajari perubahan gesekan yang terjadi pada pelumas sebelum
dan sesudah ditambahkan aditif MoS2.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat darikeberhasilan penelitian ini adalah menghasilkan pelumas mesin
sepeda motor dengan SAE 10W-30 yang berkualitas tinggi, yang memiliki koefisien gesek rendah dan baik sifat perlindungan keausanya. Sehingga akan meningkatkan ketahanan mesin, memperbaiki kinerja mesin, memperpanjang usia mesin, menghaluskan suara mesin dan memulihkan kondisi mesin. Dampaknya adalah terhadap penurunan konsumsi bahan bakar yang berhubungan dengan penghematan energi dan penurunan emisi yang berhubungan dengan lingkungan.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika yang digunakan penulis dalam penyusunan skripsi untuk mempermudah dalam menalaahnya adalah sebagai berikut:
Bab 1 Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
Bab 2 Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang teori-teori dasar pelumas, base oil, aditif,
tribology, dan lain-lain. Bab 3 Metodologi Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan, proses formulasi, prosedur penelitian, instrument uji, diagram alir.
Bab 4 Hasil dan Pembahasan
Bab ini berisi data dan pembahasan hasil uji menggunakan metode
Four-Ball (ASTM D 4172), HFRR (ASTM D 6079). Bab 5 Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisikan tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan saran-saran yang diperlukan untuk perbaikan dalam penelitian selanjutnya.
