Oleh:
Devi Trisna Sinaga NIM. 409240004 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala
rahmat, berkat dan karuniaNya sehingga penelitian ini dapat terselesaikan dengan
baik dengan waktu yang telah direncanakan. Skripsi ini berjudul “Pengaruh Lama
Perendaman dengan NaOH terhadap Sifat Mekanik Komposit Epoksi
menggunakan Filler Serat Lidah Mertua”.Diajukan untuk memperoleh gelar
Sarjana Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNIMED.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak
Abdul Rais, S.Pd, ST, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan dan saran kepada penulis sejak awal sampai selesainya
penyusunan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Bapak Prof.
Dr. Mara Bangun Harahap, M.S selaku dosen penguji I, Bapak Drs.Nurdin
Siregar, M.Si selaku dosen penguji II, dan Bapak Drs. Henok Siagian, M.Si selaku
dosen penguji III yang telah memberikan masukan dan saran mulai perencanaan
penelitian sampai selesainya penyusunan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan
terimakasih kepada Bapak Prof. Drs. Motlan, M.Sc. Ph.D selaku dosen
Pembimbing Akademik yang selama ini telah memberikan bimbingan dan saran
dalam perkuliahan. Kepada Ibu Dr. Derlina, M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika dan
Bapak Drs.Pintor Simamora, M.Si selaku Ketua Program Studi Fisika FMIPA
UNIMED serta seluruh staf pegawai jurusan Fisika FMIPA UNIMED. Ucapan
terimakasih kepada Bapak Dr. Yugia Muis, M.Si yang telah memberikan izin
penelitian di Laboratorium Kimia Polimer dalam pembuatan sampel dan kepada
Bapak Edi Suratno yang telah memberikan bimbingan maupun saran kepada
peneliti sehingga penelitian skripsi ini dapat berjalan dengan baik dan lancar
selama melakukan penelitian di Laboratorium Kimia Polimer USU. Terima kasih
juga penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc., M.Phil
yang telah memberikan izin penelitian di Laboratorium Penelitian FMIPA USU
untuk pengujian sampel dan kepada Bapak Arman memberikan bimbingan
v
dengan baik dan lancar selama melakukan penelitian di Laboratorium Penelitian
FMIPA USU.
Teristimewa penulis ucapkan banyak terimakasih kepada Ayahanda
Robinhot Sinaga dan Ibunda Masdiana Hutauruk yang telah membesarkan penulis
serta memberikan bimbingan, doa dan ajaran, baik itu berupa dukungan tenaga,
moril maupun material. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Abang dan
Kakak-kakak yang penulis sayangi Robert Ziko Sinaga / Riama Maria Tobing,
Yoyo Fernando Sinaga, Sry Ayuni Sinaga, Hertati Renova Sinaga, Tulus Sampe
Tua Sinaga, dan keponakan tersayang Stevani Bagus Sinaga yang selalu
mendukung penulis di dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada saudara seperjuangan
penulis selama perkuliahaan di jurusan Fisika FMIPA UNIMED Vinni Wati
Rumapea, Lisbet Lumban Gaol, Suryani Sarumpaet, Fernita Sylverina Nainggolan
Sartika Lumbantoruan, Pesta Sigalingging, serta seluruh teman-teman Fisika
khususnya Fisika Nondik ’09 serta sahabat-sahabat lainnya yang tidak bisa
disebutkan satu persatu. Ucapan terima kasih juga untuk sahabat sekaligus saudara
Melisa Nababan, Bona Purba, Jumiaty Harahap, Ryo Sihombing, Mario Sinaga,
Merry Matondang, Donna Hutabarat, Ance Hutabarat, Ayu yang selalu memberi
semangat dan membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini hingga selesai.
Penulis telah berupaya semaksimal mungkin dalam penyelesaian skripsi ini,
namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi maupun
bahasa, untuk itu penulis mengaharapkan saran dan kritik yang bersifat
membangun dari pembaca demi kesempurnaan skripsi ini. Kiranya isi skripsi ini
ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu dan khususnya untuk tekhnologi polimer.
Medan, Agustus 2013
Penulis,
Devi Trisna Sinaga
PENGARUH LAMA PERENDAMAN DENGAN NaOH TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT EPOKSI DENGAN MENGGUNAKAN
FILLER SERAT LIDAH MERTUA
Devi Trisna Sinaga (409240004) ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi waktu
perendaman serat daun lidah mertua dengan NaOH 5% terhadap sifat mekanik
komposit-epoksi yaitu sifat mekanik uji kekuatan tarik dan uji kekuatan lentur.
Komposit ini dibuat dari bahan epoksi sebagai matriks dan serat daun lidah
mertua sebagai pengisinya. Serat daun lidah mertua direndam dengan NaOH 5%
di mana variasi komposit I 0 jam (tanpa perendaman), komposit II (direndam
selama 2 jam), komposit III (direndam selama 4 jam), komposit IV (direndam
selama 6 jam). Komposit untuk pengujian kekuatan tarik dicetak dengan ketebalan
2 mm dan komposit untuk pengujian kekuatan lentur dicetak dengan ketebalan 4
mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat tarik dan kekuatan lentur komposit
memiliki harga optimum untuk perendaman serat daun lidah mertua dengan
NaOH 5% selama 2 jam (komposit II), yaitu untuk kuat tarik memiiki tegangan
maksimum sebesar 39.75 Mpa dan regangan maksimum sebesar 4.97 serta
modulus elastisitasnya sebesar 790.37. kekuatan lentur maksimum sebesar 73.54
Mpa dan defleksi maksimum rata-rata sebesar 14.58 mm. komposit yang memiliki
kekuatan tarik dan kekuatan lentur terendah yaitu pada komposit tanpa
ix
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Klasifikasi Sansievieria 18
Tabel 2.2. Parameter weibull dan sifat mekanis serat daun lidah mertua
(Sansevieria trifasciata) 19
Tabel 4.1. Data pengukuran dimensi sampel untuk uji tarik 35
Tabel 4.2. Data hasil uji tarik 36
Tabel 4.3. Data pengukuran dimensi sampel untuk uji lentur 38
Tabel 4.4. Data hasil uji kekuatan lentur 39
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Struktur Polimer Linier 8
Gambar 2.2. Struktur Polimer Bercabang 8
Gambar 2.3. Struktur Polimer Berikatan Silang 8 Gambar 2.4. klasifikasi bahan komposit yang umum dikenal 12
Gambar 2.5. Tanaman Serat Lidah Mertua 16
Gambar 2.6. Struktur Molekul dari lignin 19
Gambar 2.7. Ikatan Kimia Epoksi 21
Gambar 2.8. Alat Uji Tarik 26
Gambar 3.1. Bentuk sampel pengujian kekuatan tarik dengan standar ASTM
D-638 32
Gambar 3.2. Bentuk sampel pengujian kekuatan lentur dengan standar ASTM
D-790 32
Gambar 3.3. Diagram alir proses pembuatan komposit 34
Gambar 4.1. Diagram kekuatan tarik maksimum komposit epoksi dengn filler
serat daun lidah mertua 37
Gambar 4.2. Diagram regangan maksimum komposit epoksi dengan filler serat
daun lidah mertua. 37
Gambar 4.3. Perbandingan kekuatan lentur Sampel 1 dengan Sampel 2 masing-masing Sampel Komposit epoksi dengan Serat daun lidah mertua
40 Gambar 4.4. Perbandingan defleksi Sampel 1 dengan Sampel 2 masing-masing
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Data Pengamatan Kekuatan Tarik Komposit 49
Lampiran 2 Data Pengamatan Kekuatan Lentur Komposit 60
Lampiran 3 Dokumentasi Penelitian 66
Lampiran 4 Grafik hasil pengujian kekuatan tarik dan kekuatan lentur 73
Lampiran 5 Surat Persetujuan Penyusunan Skripsi 76
Lampiran 6 Surat Izin Penelitian Laboratorium Kimia Polimer USU 77
Lampiran 7 Surat Izin Penelitian Laboratorium Penelitian FMIPA USU 78
Lampiran 8 Surat Keterangan Penelitian Laboratorium Kimia
Polimer USU 79
5.1. Kesimpulan
Dari analisa sampel komposit yang divariasikan pada perendaman serat
dengan NaOH 5% yaitu (komposit I) komposit tanpa perendaman serat 0 jam,
(komposit II) perendaman serat selama 2 jam, (komposit III) perendaman serat
selama 4 jam, (komposit IV) perendaman serat selama 6 jam dapat disimpulkan
bahwa:
1. Perendaman serat daun lidah mertua dengan NaOH 5% berpengaruh pada sifat
mekanik komposit. Hal ini dapat dilihat dari hasil uji tarik dan uji lentur
terbesar pada komposit serat daun lidah mertua yang direndam selama 2 jam
(Komposit II)
2. Komposit yang memiliki kekuatan tarik terbesar adalah komposit II
(perendaman serat daun lidah mertua dengan NaOH 5% selama 2 jam), dengan
tegangan maksimum rata-rata 39.75 Mpa dengan regangan maksimum rata-rata
sebesar 4.74%, modulus elastic maksimum rata-rata 538.78 Mpa.
3. Komposit yang memiliki kekuatan lentur teresar adalah Komposit II
(perendaman serat daun lidah mertau dengan NaOH 5% selama 2 jam), dengan
kekuatan lentur maksimum rata 73.54 Mpa dan defleksi maksimum
5.2. Saran
Untuk mengetahui lebih jauh tentang pengaruh perendaman serat daun
lidah mertua terhadap sifat mekanik komposit dengan menggunakan matriks
epoksi, disarankan:
1. Menggunakan NaOH dengan konsentrasi yang lebih tinggi
2. Membuat komposit dengan fraksi volume yang lebih besar
3. Melakukan pencampuran matriks dan filler sebaiknya menggunakan
Internal Mixer supaya tercampur secara homogen.
4. Menggunakan jenis resin yang lain dengan filler yang sama yaitu derat
daun lidah mertua dengan susunan serat yang berbeda
5. Membuat komposit dengan panjang serat lebih dari 3 cm.
Azizah, Utiya., (2009), Bentuk Polimer Serat :http://www.chem-is-try.org/materi-kimia/kimia-polimer/bentuk-polimer-dalam-kehidupan/bentuk-polimer-serat/ (akses 10 Desember 2012)
Enie, H. dan Karmayu, K., (1981), Pengantar Teknologi Tekstil, Departemen
Pendidikan dan Kebudayaan.
Diharjo, K.,(2008) Pengaruh Perlakuan alkali Terhadap Sifat Tarik Bahan Komposit
Serat Rami-Polyester, Fakultas Teknik Universitas Kristen Petra.
(http://www.petra.ac.id/~puslit/journals/dir.php?departmentID=MES)
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam universitas Negeri Medan, (2011),
Buku Pedoman Penulisan Skripsi Mahasiswa dan Standar Operasional (SOP) Kepembimbingan Skripsi Program Studi Pendidikan, FMIPA Unimed, Medan.
Feldman, Dorel., (1995), Bahan Polimer Konstruksi Bangunan, Terjemahan Anton J, Hartomo, Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama.
Hadi, Bambang kismono., (2000), Mekanika Struktur Komposit, Direktorat pembinaan penelitian dan pengabdian pada masyarakat, Bandung.
Kanimozhi, M., (2011), Investigating The Physical Characteristics Of Sansevieria
Trifasciata Fibre, Journal of scientific and research.1(1).1-4.
Musanif, I., S., (2011), Karakterisasi serat daun “RZ” (Sansevieria Trifasciata Prain)
Sebagai Material Penguat Komposit Berbasis Serat Alam.1(2).22-28.
Palungan, M., S., (2009), Uji Mekanik Komposit Resin Epoksi-Serat Nenas untuk
Helmet Pengaman, Teknik Mesin UKI, Paulus Makasar.
Safitri, R., Maulani, (2009), Serat Sintetis:
http://blog.ub.ac.id/riskamaulanisafitri/2012/10/19/serat-sintetis-2/ (akses 12 Desember 2012)
Smallman, R. E., dan Bishop, J., R., (2000), Metalurgi Fisik Modren dan Rekayasa
Material, Penerjemah Sriati Djaprie, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Smallman, R., E., (1991), Metalurgi Fisik Modren, edisi keempat, penerbit PT Gramedia, Jakarta
Vlack, Van., (1992), Ilmu dan Teknologi Bahan, Edisi kelima, Elangga, Jakarta.
(http://usupress.usu.ac.id/files/Polimer;%20Ilmu%20Material_Normal_bab%201.pdf) (akses 4 Desember 2012)
(http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/19860/6/Chapter%20II.pdf) (akses 6 Desember 2012)
(http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/26213/4/Chapter%20II.pdf.) (akses 8 Desember 2012)
(http://wahyuandfriends.blogspot.com/2010/11/pengertian-komposit.html) (akses 15 Desember 2012)
(http://bilangapax.blogspot.com/2011/02/epoxy.html) (akses 12 Desember 2012)
(http://sceins.blogspot.com/2011/06/pengertian-matriks.html) (akses 5 Oktober 2012)
Nurjana, Siti., (2011), Lidah Mertua Si Penyedot Bau Maut:
http://sitinurjanah16.blogspot.com/2012/03/lidah-mertua-si-penyedot-bau-maut_16.html (akses 2 Desember 2012)
