PENGARUH PERENDAMAN DALAM AIR DAN FRAKSI VOLUME (10% & 20%) TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT ECENG GONDOK.

TUGAS AKHIR

BIDANG TEKNIK PRODUKSI PEMBENTUKAN DAN MATERIAL

PENGARUH PERENDAMAN DALAM AIR DAN FRAKSI VOLUME (10% & 20%) TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT ECENG

GONDOK

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Tahap Sarjana

Oleh :

RODIANUSALAMSYAH

NBP : 07 171 044

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK – UNIVERSITAS ANDALAS PADANG

PENETAPAN

TUGAS

AKHIR

JudulTugasAkhir : PengaruhPerendamanDalamAirDanFraksiVolume(10%&

20%)TerhadapSifatMekanikKompositEcengGondok

IsiTugasAkhir :

1. Studiliteratur.

2. Penyiapanseratecenggondok(EicchorniaCrassipes).

3. Pembuatankompositseratecenggondokmelaluiproses

cetaktekan.

4. Pembuatan spesimen uji tarik dan uji bending diikuti

pengujianspesimen.

5. Pembahasanhasilpengujian

Padang, Mei2012

PembimbingI PembimbingII Mahasiswaybs,

TugasAkhir TugasAkhir

Prof. Dr.-Ing. Hairul Abral Ilhamdi, M.Eng. Rodianus Alamsyah

ABSTRAK

Perkembanganmaterialpolimerkompositdiduniasemakinpesat,salah

satualternatifterbaruyangmulaidilakukanadalahmemanfaatkanseratalam

sebagaipenggantiseratsintetisyangtelahbanyakdigunakan.NegaraIndonesia

sebagainegarayangkayaakankeanekaragamanhayatimemilikipotensiserat

alam yang sangat banyak dan bervariasi, sehingga berpeluang besar untuk

mengembangkanilmupolimerkompositdenganmenggunakanseratalam.

Serat alami sebagai penguat komposit memiliki kelemahan seperti

penurunankekuatanmekanik kompositkarena pengaruhpenyerapanair pada

serat alami. Hal ini menjadi perhatian khusus sehingga penelitian dilakukan

untukmelihatpengaruhpenyerapanairpadavariasifraksivolumeserateceng

gondok terhadap sifat mekanik komposit, yaitu kekuatan tarik dan kekuatan

flexure. Fraksi volume serat yang digunakan adalah 10% dan 20%. Proses

pembuatankompositdilakukandenganprosescetaktekan(compressionmolding)

denganpemvakuman.

Dalampenelitianinipembuatanpolimerkompositmenggunakanmatriks

jenisunsaturatedpolyesterresindanseratalamdaritumbuhanEcenggondok.

Komposit diuji dengan dua pengujian yaitu pengujian daya serap air dan

pengujian mekanik. Pengujian daya serap air dilakukan pada komposit yang

direndam dalam air selama 100 jam. Pengujian mekanik dilakukan pada

komposityangdirendamdantidakdirendam.Masing-masingperlakuanterbagi

atasduafraksivolumeyaitu10%dan20%.

Secaraumumhasilpengujiantarikdanflexure,perendamankomposit

seratecenggondokdiairselama100jammenyebabkanterjadinyapenurunan

kekuatantarikdanflexurepadafraksivolumeserat10%dan20%.Penyerapan

airpadakompositseratecenggondokmeningkatseiringdenganpertambahan

fraksivolumeserat.Fraksivolume20%memilikikekuatanmekanikyangrelatif

KATA PENGANTAR

SegalapujidansyukurpenulisprioritaskankepadaAllah,Bapayangmaha

kuasa, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis bisa

menyelesaikantugasakhir.

Pelaksanaan dan penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk memenuhi

persyaratandalammemperolehgelarsarjanastratasaru(S.1)diJurusanTeknik

Mesin Universitas Andalas Padang. Tugas akhir ini berjudul “Pengaruh Perendaman Dalam Air Dan Fraksi Volume (10% & 20%) Terhadap Sifat

MekanikKompositEcengGondok”.

Padakesempatanini penulis menyampaikanucapanterimakasih yang

sebesar-besarnya kepada pihak yang membantu dalam pelaksanaan dan

pembuatantugasakhir,yaitu:

1. Orangtuadanseluruhkeluargapenulisyangtelahmemberikandoadan

motivasinya.

2. BapakProf.Dr.-Ing.HairulAbral,selakupembimbingItugasakhir.

3. BapakIlhamdiM.Eng.,selakupembimbingIItugasakhir.

4. ArieN.,ChandraAdiTamadanKadriadi,selakurekankerjatugasakhir.

5. Rekan-rekanyangterlibatselamaprosespengerjaantugasakhirini.

6. SegenapstafpengajardiJurusanTeknikMesinUniversitasAndalas.

7. SegenapkaryawanJurusanTeknikMesinUniversitasAndalas.

8. Teman-temandiTeknikMesinUnanddansegalapihaklainnyayangtidak

mungkindisebutkansatupersatu.

Akhirkatapenulismengharapkansemogalaporaninidapatbermanfaat

danmenambahwawasanbagipembacamaupunpenulissendiri,danpenulis

menyadaribakyakkekurangandalampenulisanlaporanini.Untukitu,kritik

dansarandaripembacasangatpenulisharapkan.

Padang, mei2012

DAFTAR ISI

2.3SeratSebagaiPenguatKomposit(FibreReinforcedComposites)..5

2.4EcengGondok(EichhorniaCrassipes)... 6

2.5MatrikKomposit... 7

2.6ProsesPembuatanPolimerMatrikKompositDenganCetakTekan8 2.7PengujianMekanikYangDilakukan... 8

2.8Aplikasi... 10

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1FlowchartKerja... 12

3.2TahapanPenelitian... 13

3.2.1Studiliteratur... 13

3.2.2Pengambilanecenggondok... 14

3.2.3Ekstrakecenggondok... 14

3.2.4ProsesPembuatanKomposit... 17

3.2.6 ProsesPerendaman... 20

3.2.7PengujianSifatMekanik... 21

3.2.8PengujianTarik(TensileTest)... 22

3.2.9 PengujianFlexure(FlexuralTest)... 24

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1PengujianDayaSerapAirPadaKompositSeratEcengGondok....26

4.2PengaruhFraksiVolumeDanPerendamandiDalamAirTerhadap SifatMekanikKompositEcengGondok... 28

4.2.1PengujianTarikKompositEcengGondok... 28

4.2.2PengujianLenturKompositEcengGondok... 33

BAB V PENUTUP 5.1Kesimpulan... 38

5.2Saran... 39 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A :KurvaPengujianTarik LAMPIRAN B :KurvaPengujianBending

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1Klasifikasikompositberdasarkanpenguatnya... 4

Gambar 2.2Propertiesdariresinyangumumdigunakan... 5

Gambar 2.3Parameterseratyangmempengaruhikekuatankomposit... 5

Gambar 2.4Tumbuhanecenggondok... 6

Gambar 2.5Rumuskimiastrukturpolyester... 7

Gambar 2.6Prosescompressionmolding... 8

Gambar 2.7Skematikpengujianflexure... 10

Gambar 3.1Flowchartkerja... 13

Gambar 3.2Seratecenggondok... 14

Gambar 3.3(a)Irisan5cmecenggondok(b)Prosespenghalusanecenggondok...15

Gambar 3.4 Prosespenyaringanseratecenggondok... 16

Gambar 3.5Pengeringanecenggondokmenggunakanchannelandhairdryer....16

Gambar 3.6Alatpengeringserat(hairdryer)... 17

Gambar 3.7Pencampuranmatrikdenganseratdidalamcetakan... 18

Gambar 3.8Prosespenvakumankomposit... 18

Gambar3.9Cetakantekan(compressionmolding)denganmesinpress... 19

Gambar3.10Sampelkomposit... 19

Gambar3.11Komposit(a)Spesimenujitarik,(b)Spesimenujiflexure... 20

Gambar3.12(a)Grindingmachine,(b)Amplasbelt... 20

Gambar3.13Timbangandigital... 21

Gambar3.14Perendamansampelujimekanikkompositecenggondok... 21

Gambar3.15(a)COM–TENtestingmachine,(b)Flexurefixture... 22

Gambar3.16DimensispesimentarikberdasarkanASTMD638... 23

Gambar3.17StandarpengujianflexureASTMD790... 24

Gambar4.1Persentasepenyerapanairpadasampelujitarik... 27

Gambar4.2Persentasepenyerapanairpadasampelujibending... 27

Gambar4.3GrafikPerbandinganKekuatanTarikKomposittidakdirendam dengandirendam... 30

Gambar4.4Grafikperbandinganreganganmaksimumkompositserateceng gondokyangtidakdirendamterhadapyangdirendam... 31

gondokyangtidakdirendamterhadapyangdirendam... 32

Gambar4.6GrafikPerbandinganantarakekuatanlenturkomposittanpa

perendamanterhadapkomposityangdirendam... 35

Gambar4.7GrafikPerbandinganReganganLenturkomposittanpa

perendamanterhadapkomposityangdirendam... 36

Gambar4.8GrafikPerbandinganantaramoduluslenturkomposittanpa

DAFTAR TABEL

Tabel3.1SpesifikasiUnsaturatedPolyesterResinYukalac157®BTQN-EX... 17

Tabel3.2UkuranspesimenberdasarkanASTMD638... 23

Tabel4.1Persentasepenyerapanairolehsampelujitarikdanujibendingyang

direndamdidalamairselama100jam... 28

Tabel4.2Hasilpengujiantarikkompositseratecenggondok... 29

DAFTAR NOTASI

Simbol Arti Satuan

e Regangan %

P Tekanan Pa,mmHg

T Temperatur C

σ Tegangan MPa,psi

ρ Massajenis g/cm3

σf Kekuatanlentur MPa,psi

E Moduluselastisitas MPa,psi

EB Moduluselastisitaslentur MPa,psi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1LatarBelakang

Perkembanganmaterialpolimerkompositdiduniasemakinpesat,salah

satu alternatif terbaru yang mulai dilakukan adalah memanfaatkan serat alam

sebagaipenggantiseratsintetisyangtelahbanyakdigunakansebelumnya.Serat

alammenjadialternatifbagusdalamperkembanganmaterialpolimerkomposit

dibandingkan dengan digunakan serat sintesis karena lebih ramah lingkungan. Hal ini sejalan dengan kebijakkan pemerintah untuk lebih memperhatikan lingkungan.

EicchorniaCrassipesseringdisebutjugaecenggondokdapatdijadikan

sebagaiseratalamidanjugapotensialuntukdikembangkan.Halinidikarenakan

pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat dan cocok tumbuh dihampir

seluruhwilayahIndonesia.BahkandisebagianwilayahIndonesiatumbuhaneceng

gondok dianggap sebagai hama karena dapat merusak lingkungan perairan. Tumbuhan eceng gondok yang mati akan turun ke dasar perairan sehingga

menyebabkanpedangkalanperairan.

Serat alami sebagai penguat komposit memiliki kelemahan seperti

penurunankekuatanmekanikkompositkarenapengaruhpenyerapanairpadaserat

alami[1]_{.Halinimenjadiperhatiankhusussehinggapercobaandilakukanuntuk}

melihatpengaruhpenyerapanairpadavariasivolumefraksiseratecenggondok

terhadap sifat mekanik komposit, yaitu kekuatan tarik dan kekuatan flexure.

Volumefraksiserat yang digunakan adalah 10% dan20%.Proses pembuatan

Pen

mekanikkompositseratecenggondokpadavolumefraksi10%dan20%.

1.3 Tujuan Percobaan

Adapuntujuandaripercobaaniniadalahsebagaiberikut:

1. Mengetahuikekuatantarikdanlentur kompositberseratecenggo

ndok

(EichhorniaCrassipes).

2. Mengetahuidayaserapkompositberseratecenggondok(10%dan

20%

volumefraksi)yangdirendamdalamair.

3. Mengetahuipengaruhpenyerapanairterhadapkarakteristikkekuat

antarik

danlenturkompositberseratecenggondok(EichhorniaCrassipes

).

1.4 Batasan Masalah

tawar.Komposityangakandibuatdariseratecenggondokdanmatrikspo limer

unsaturatedpolyester.Perendamandalamairdilakukanpadasampelujise

lama