PENGARUH MEDIA PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE–SAMPAH ORGANIK

(1)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH MEDIA PERENDAMAN

TERHADAP

KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT

HDPE

–

SAMPAH ORGANIK

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

TRI PRASTYO I 1407007

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

commit to user

HALAMAN PENGESAHAN

PENGARUH MEDIA PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE–SAMPAH ORGANIK

Disusun oleh

TRI PRASTYO NIM. I 1407007

Dosen Pembimbing I

Heru Sukanto, ST,MT NIP. 19720731 199702 1 001

Dosen Pembimbing II

Ir. Wijang Wisnu Raharjo, MT NIP. 19681004 199903 1 002

Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Rabu tanggal 25 Juli 2012

1. Bambang Kusharjanta, ST,MT

NIP. 19691116 199702 1 001 :………

2. Purwadi Joko Widodo, ST,M.Kom

NIP. 19730126 199702 1 001 :………....

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Didik Djoko Susilo, ST, MT NIP. 19720313 199702 1 001

Koordinator Tugas Akhir

(3)

commit to user

Persembahan

Teruntuk :

Ibundaku

&

Rosa Pertiwi Gunadi, ST

MOTTO

“Keyakinan merupakan suatu pengetahuan di dalam hati, jauh tak terjangkau oleh bukti” (Kahlil Gibran).

“Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali

setiap kali kita jatuh” (Confusius).

“Setiap saat dalam hidupmu adalah ibarat gambar yang

belum pernah terlihat, dan gambar yang tidak akan pernah terlihat lagi. Jadi, nikmati hidupmu dan

(4)

commit to user

v

PENGARUH MEDIA PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE–SAMPAH ORGANIK

Tri Prastyo

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta

pras_tyo_07@yahoo.com

Abstrak

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik komposit HDPE-Sampah organik meliputi kekuatan bending, geser tekan, dan kekuatan impact

komposit dibawah variasi media perendaman.

Komposit terbuat dari bahan High Density Polyethylene (HDPE) daur ulang dan sampah organik. Pembuatan komposit menggunakan metode pressured sintering dengansuhu sebesar 120 oC, pada tekanan 8.7 kPa, selama 10 menit, dan fraksi volume HDPE 0.3. Pengujian water absorption mengacu ASTM D5229, Pengujian kekuatan bending dan kekuatan geser tekan mengacu ASTM D1037, sedangkan pengujian impact mengacu ASTM D5941. Pengamatan patah bending

komposit dilakukan dengan SEM (scanning electron micrograph).

Hasil penelitian menunjukkan secara keseluruhan karakteristik mekanik komposit HDPE-Sampah organik yang direndam mengalami penurunan dibandingkan spesimen yang tidak mendapatkan perlakuan perendaman. Penurunan kekuatan bending, geser tekan, dan impact terbesar terjadi pada variasi perendaman dalam air accu zuur, diikuti air laut, air detergen, dan air destilasi. Penurunan kekuatan bending sebesar 62.33%. Penurunan kekuatan geser tekan sebesar 59.56%. Penurunan kekuatan impact sebesar 60.07%.

(5)

commit to user

vi

EFFECT OF IMMERSION MEDIA TO MECHANICAL CHARACTERISTIC OF HDPE-ORGANIC WASTE COMPOSITES

Tri Prastyo

Mechanical Engineering Departement Engineering Faculty, Sebelas Maret University

Surakarta, Indonesia

pras_tyo_07@yahoo.com

Abstract

The research was conducted to investigate characteristic of HDPE– Organic waste composite. The properties tested includes are bending strength, compression shear strength and impact strength composites under variety of media immersion.

Composite material was made of High Density Polyethylene (HDPE) recycle and organic waste. The composite was made by pressured sintering method with 120oC temperature at 8.7 kPa, during 10 min, and 0.3 HDPE volume fraction. Water absorption test refers to ASTM D5229. Bending test and compression shear refers to ASTM D1037, whereas impact test refers to ASTM D5941. The fracture surface of bending test was observed SEM (scanning electron micrograph).

The result shows mechanical characteristics of HDPE-Organic waste composite that immersed have decreased compared with the specimen that did not get the immersion treatment. Decrease of bending strength, compression shear, and impact strength occurs on the variation of immersion in accu zuur water, sea water, detergent water, and distilled water. Decrease of bending strength, compression shear, impact strength are 62.33%; 59.56%; 60.07% respectively.

(6)

commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan inayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyampaikan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada :

1. Ibunda dan Ayahandaku, keluarga mas Eko Supriyanto, ST & mbak Lilin, keluarga mbak Dwi Handayani, Amd & mas Wahyu. Keponakanku Devanno-Devinno, dan Zlatan terimakasih atas doa, kasih sayang, dan semangat yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Heru Sukanto, ST, MT. selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan banyak masukan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. 3. Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo, MT. selaku dosen pembimbing II yang

dengan ikhlas dan sabar memberikan banyak bantuan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, serta sebagai pembimbing akademik selama menjalani perkuliahan.

4. Bapak Bambang Kusharjanta, ST, MT., Bapak Purwadi Joko Widodo, ST, M. Kom., dan Bapak Didik Djoko Susilo, ST, MT. selaku dosen penguji. 5. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana keilmuan. 6. Rosa Pertiwi Gunadi, ST. terima kasih atas hari-hari yang telah kita lalui bersama, karena semangat, perhatian, dan kasih sayang darimu sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

7. Firmansyah Gunadi, SH & Yulia Endah Lestari, SE terima kasih atas canda dan tawa kalian menemani penulis menyelesaikan skripsi ini.

(7)

commit to user

viii

11.Muhamad Fandy Assydiqi, ST, Didik Riyanto, ST, Agung Ibnu Wibowo, ST, Heri Saputro, ST, Pradipta Fajar Yuniarto kawan dan sahabat seperjuangan yang telah melakukan penelitian bersama-sama.

12.Teman-teman Teknik Mesin Fakultas Teknik Non Reguler UNS angkatan 2007 (Triono Karso, Wisnu, Eko Sri Wahyudi, Agus, Dany, Eko Yulianto, Frans Sukma, ST, Khamdan, Apriyan Triasmoko, Iva Irawan, Diky, Fandy DP.

13.Teman-teman Teknik Mesin Fakultas Teknik Non Reguler UNS angkatan 2006 (Aji, Dhidhit, Ocky, Bomby, Tri SS, Yayan, Hendrawan, Danang, Bagus, Andi, Arive) dan semua tanpa terkecuali yang telah memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi.

14.Kakak tingkat Fakultas Teknik Mesin UNS angkatan 2004, 2005, dan Bapak-Ibu S2 (khususnya Bu Rina dan Pak Ahmad) yang telah memberikan semangat.

15.Ibu Elisa, Mas Haryanto, Pak Endras, & Semua Karyawan Fakultas Teknik. 16.Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan

dorongan semangat serta do’anya, 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, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih..

Surakarta, Juli 2012

(8)

2.1. Tinjauan Pustaka ... 4

2.2. Teori Tentang Komposit... 6

2.2.1.Klasifikasi Komposit... 6

2.2.2. Ikatan filler-matrik... 7

2.3. Filler... 8

BAB III. METODE PENELITIAN ... 19

3.1. Tempat Penelitian ... 19

3.2. Bahan Penelitian... 19

3.3. Alat Penelitian... 21

3.4. Alat Pengujian... 22

3.5. Parameter... 24

3.6. Langkah Kerja Penelitian ... 24

3.7. Diagram Alir Penelitian ... 28

3.8. Jadwal Penelitian... 29

BAB IV. HASIL DAN ANALISA ... 30

4.1. Pengukuran Densitas Komposit HDPE-Sampah organik... 30

4.2. Pengaruh Media Perendaman Terhadap Water Absorption... 31

4.3. Pengaruh Media Perendaman Terhadap Kekuatan Bending... 32

4.4. Pengaruh Media Perendaman Terhadap Kekuatan Geser Tekan... 34

4.5. Pengaruh Media Perendaman Terhadap Kekuatan Impact... 35

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 37

5.1. Kesimpulan ... 37

5.2. Saran ... 37 DAFTAR PUSTAKA

(9)

commit to user

x

DAFTAR TABEL

(10)

Gambar 2.7 Mekanisme pencampuran serbuk ... 17

Gambar 3.1 Bahan penelitian ... 19

Gambar 4.1 Pengaruh media perendaman terhadap water absorption komposit HDPE-sampah organik ... 31

Gambar 4.2 Pengaruh waktu perendaman terhadap kekuatan bending komposit HDPE-sampah organik ... 32

Gambar 4.3 Pengamatan patah bending ... 33

Gambar 4.4 Pengaruh waktu perendaman terhadap kekuatan geser tekan komposit HDPE-Sampah organik ... 34

Gambar 4.5 Spesimen uji komposit HDPE-Sampah organik setelah pengujian geser tekan ... 35

Gambar 4.6 Pengaruh waktu perendaman terhadap kekuatan impact komposit HDPE-Sampah organik ... 35

(11)

commit to user

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Tabel 1. Pengujian Bending Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Media Perendaman.

Tabel 2. Pengujian Geser Tekan Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Media Perendaman.

Tabel 3. Pengujian Impact Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Media Perendaman.

Tabel 4. Pengukuran Densitas Spesimen Bending Komposit HDPE-Sampah Organik.

Tabel 5. Pengukuran Densitas Spesimen Geser Tekan Komposit HDPE-Sampah Organik.

Tabel 6. Pengukuran Densitas Spesimen Impact Komposit HDPE-Sampah Organik.

Tabel 7. Pengujian Water Absorption Spesimen Bending Komposit HDPE-Sampah Organik.

Tabel 8. Pengujian Water Absorption Spesimen Geser Tekan Komposit HDPE-Sampah Organik.

Tabel 9. Pengujian Water Absorption Spesimen Impact Komposit HDPE-Sampah Organik.

Tabel 10. Densitas Aktual Tanpa Perendaman.

Tabel 11. Densitas Aktual Setelah Perendaman Dalam Air Destilasi. Tabel 12. Densitas Aktual Setelah Perendaman Dalam Air Detergen. Tabel 13. Densitas Aktual Setelah Perendaman Dalam Air Laut. Tabel 14. Densitas Aktual Setelah Perendaman Dalam Air Accu Zuur. Tabel 15. Porositas Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Media

Perendaman

Lampiran Perubahan Warna Air Perendaman

(12)

Komposit polimer merupakan salah satu komposit yang diminati pembuatannya karena memiliki kekuatan yang cukup tinggi dengan harga yang relatif murah serta mampu membantu permasalahan lingkungan. Kebijakan negara Uni Eropa dan sebagian Asia telah mensyaratkan bahan daur ulang dan serat alam untuk pembuatan komponen otomotif untuk mengurangi dampak permasalahan lingkungan (End of Life Vehicle directive 2000/53/EC). Gabungan HDPE - ranting - daun merupakan salah satu alternatif bahan yang dapat digunakan untuk pembuatan komposit. Komposit HDPE - ranting - daun memiliki keunggulan jika dilihat dari sisi pembiayaan atau investasi karena lebih ekonomis.

Potensi sampah plastik HDPE di Indonesia diperkirakan akan semakin meningkat, dikarenakan semakin meningkatnnya konsumsi HDPE di sektor industri. Miyarso (2012) mengatakan, pada tahun 2012 konsumsi HDPE nasional diperkirakan mengalami kenaikan sekitar 7%-8%, ini terlihat dari produksi HDPE selama Januari sampai September 2011 sebesar 76,82%. Selama tiga kuartal pertama produksi HDPE tahun 2011 sebesar 242 ribu ton, dari kapasitas sebesar 315 ribu ton (okezone.com, Januari 2012). Indonesia dengan jumlah penduduk hingga 225 juta, setiap hari menghasilkan sampah baik organik maupun anorganik. Jumlah sampah yang dihasilkan setiap hari di Indonesia mencapai 11,330 ton per hari, dan dalam satu tahun, mencapai 4.078.800 ton per tahun (www.p-wec.org, 2012). Potensi sampah sebesar itu dapat dijadikan sesuatu yang bermanfaat dan memiliki nilai ekonomis, salah satunya menjadi komposit. Komposit dapat dibuat dari bahan yang ramah lingkungan, dan produk yang hasilnya dapat digunakan pada berbagai macam kebutuhan (Krzysik, 1991).

(13)

commit to user

2

waktu penahanan sintering, dan volume zat pengikat. Penelitian komposit HDPE dan sampah organik dengan variasi peningkatan fraksi volume HDPE dengan metode

pressured sintering dapat meningkatkan kekuatan bending, densitas, serta impaknya (Asshiddiqi, 2011).

Saat ini komposit serat alam memiliki dua permasalahan yang perlu ditangani yaitu : kecocokan resin dan pengaruh penyerapan air (Westman, 2010). Pengujian

water absorption komposit polyester-serat kenaf, dengan variasi larutan air destilasi, air laut, dan larutan asam, diperoleh kadar air maksimum (Mm) pada komposit yang direndam dalam larutan asam, diikuti dengan air laut dan air destilasi selama 21 hari dan menurunkan kekuatan mekaniknya (Nosbi, 2010). Balaji (2011) mengatakan, Peningkatan kadar asam sulfat 15 % sampai 35% terhadap pengujian water absorption komposit serat rami matrik epoxi menurunkan kekuatan mekaniknya.

Salah satu komponen penyusun komposit ini adalah material organik yang berpotensi menyerap kelembaban, karena itu diperlukan penelitian untuk mengetahui perilaku penyerapan air serta efek penyerapan air terhadap degradasi karakteristik mekanik komposit HDPE sampah organik. Komposit ini diharapkan dapat di aplikasikan di luar ruangan dan mampu memenuhi kebutuhan penggunaan bahan yang semakin meluas di segala bidang.

1.2Perumusan Masalah

Bagaimana pengaruh variasi media perendaman terhadap karakteristik mekanik komposit berbahan dasar HDPE dan sampah organik.

1.3 Batasan Masalah

Pada penelitian ini masalah dibatasi sebagai berikut:

(14)

commit to user

3

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik komposit HDPE dan Sampah organik berupa kekuatan bending, geser tekan, dan kekuatan impact

komposit dibawah variasi media perendaman.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Bab I Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, serta sistematika penulisan tugas akhir.

2. Bab II Dasar teori, berisi tinjauan pustaka serta kajian teoritis yang memuat penelitian-penelitian sejenis serta landasan teori yang berkaitan dengan permasalahan yang diteliti.

3. Bab III Metodologi penelitian, menjelaskan peralatan yang digunakan, tempat dan pelaksanaan penelitian, langkah-langkah percobaan dan pengambilan data.

4. Bab IV Data dan analisa, menjelaskan data hasil pengujian, perhitungan data hasil pengujian serta analisa hasil dari perhitungan.

(15)

commit to user

4

BAB II DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Kebutuhan penggunaan bahan yang semakin meluas di segala bidang, menjadi sebuah tantangan untuk menciptakan bahan baru yang kuat, murah, ringan, tahan korosi dan mudah dalam pembentukannya. Komposit merupakan salah satu solusinya, limbah dan serat alam sudah digunakan pabrikan Eropa untuk perakitan mobil-mobil mewah, di antaranya Audi, BMW, dan Daimler AG. Salah satu produk termewah Mercedes S Class, bahkan telah menggunakan komposit serat alam dan bahan daur ulang pada 27 bagian interiornya (Subyakto, 2011), namun komposit yang menggunakan serat alam sebagai filler atau penguat masih sedikit diaplikasikan diluar ruangan. Penurunan kekuatan komposit akan menurun apabila terkena dampak lingkungan disekitar. Diperlukan penelitian untuk mengetahui kekuatan komposit apakah layak untuk diaplikasikan diluar ruangan, serta mengetahui dampak degradasi kekuatannya.

(16)

commit to user

5

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan bahan yang terbuat dari teknologi serbuk antara lain adalah : ukuran partikel serbuk, besarnya tekanan, temperatur

sintering, lamanya waktu penahanan sintering, dan volume zat pengikat. Penelitian komposit HDPE-sampah organik dengan variasi peningkatan suhu sintering akan meningkatkan kekuatan bending dan menurunkan nilai serapan air (Riyanto, 2011). Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan waktu sintering dari 5 menit sampai 20 menit akan meningkatkan kekuatan mekanik komposit serta peningkatan densitas komposit (Wibowo, 2012). Tutuko (2007) mengatakan penambahan waktu sintering dari 10 hingga 25 menit akan meningkatkan kekuatan mekanik komposit HDPE-ban bekas.

Penelitian komposit HDPE dan sampah organik dengan variasi peningkatan fraksi volume HDPE meningkatkan kekuatan mekaniknya (Asshiddiqi, 2011). Semakin kecil ukuran serbuk akan meningkatkan kekuatan komposit (Yonanta, 2008). Fraksi volume terbaik yang digunakan untuk membuat komposit dengan HDPE adalah 20% - 40% (Oza, 2010). Peningkatan besar tekanan pada komposit HDPE dan sampah organik mempengaruhi kekuatan mekaniknya (Saputro, 2012).

(17)

commit to user

6

merendam spesimen dalam air destilasi pada suhu 25oC. Sifat tarik spesimen yang direndam dalam air dievaluasi dan dibandingkan dengan spesimen komposit kering menunjukkan penurunan kekuatan tarik komposit (Rashdi, 2010).

2.2 Teori Tentang Komposit 2.2.1 Klasifikasi Komposit

Hull (1992), mengklasifikasikan komposit berdasarkan sifat dan dimensi fasa tersebarnya yaitu :

a. Mikrokomposit

Dimensi fasa tersebarnya mikrokomposit yang memiliki ukuran antara 10-8 – 10-6 m. Mikrokomposit ini dapat dibagi atas tiga bagian berdasarkan ukuran dan bentuk fasa tersebarnya yaitu :

 Mikrokomposit menggunakan penguat sebaran

 Mikrokomposit menggunakan penguat partikel

 Mikrokomposit menggunakan penguat serat

b. Makrokomposit

Biasanya dimensi fasa tersebarnya memiliki ukuran di atas 10-6 m.

komposit sebagai sistem material yang terdiri dari gabungan dua atau lebih unsur pokok makro yang berbeda bentuk atau komposisi yang tidak dapat dipisahkan satu sama lain. Berdasarkan bentuk material pembentuknya, Schwartz (1984) mengklasifikasikan komposit menjadi lima kelas, yaitu:

 Komposit serat (fiber composite)

 Komposit serpihan (flake composite)

 Komposit butir (particulate composite)

 Komposit isian (filled composite)

 Komposit lapisan (laminar composite)

(18)

commit to user

7

tarik dan kekakuan yang bagus. Namun kelemahannya adalah struktur serat tersebut memiliki kekuatan tekan serta kekuatan tarik arah melintang serat yang kurang bagus. Secara umum komposit dengan penguatan serat tersusun dari dua material utama yaitu matrik dan serat. Antar kedua unsur material tersebut tidak terjadi reaksi kimia dan tidak larut satu sama lain, melainkan hanya ikatan antar muka diantara keduanya. Serat yang memiliki kekuatan lebih tinggi berperan sebagai komponen penguat, sedangkan matrik yang bersifat lemah dan liat bekerja sebagai pengikat dan memberi bentuk pada struktur komposit. Komposit serat dapat dibedakan berdasarkan jenis dan orientasi seratnya, yaitu komposit serat searah (continuous fiber composite), serat anyaman (woven fiber composite), serat acak (chopped fiber composite), dan gabungan beberapa jenis serat (hybrid fiber composite).

2.2.2 Ikatan filler-matrik

Mekanisme penguatan komposit filler sangat di tentukan oleh ikatan antara

filler dengan matrik. Apabila ikatan yang terjadi cukup kuat, maka filler dapat meningkatkan kekuatan komposit, tetapi apabila ikatan antar permukaan partikel dengan matrik kurang baik, yang terjadi adalah filler hanya sebagai bahan impurities, dimana filler hanya terjebak dalam matrik tanpa memiliki ikatan dengan matrik dan hanya akan mengurangi kekuatan dari matrik itu sendiri. Kekuatan komposit sangat di tentukan oleh ikatan antar muka antara serat dengan matrik seperti ditunjukkan gambar2.1.

(19)

commit to user

8

2.3 Filler

Filler merupakan komponen di dalam material komposit yang berguna untuk memperbaiki sifat mekanik dari bahan matrik yang digunakan. Syarat yang harus dimiliki filler agar dapat dipergunakan dalam komposit adalah kemampuannya berikatan dengan matrik. Kekuatan komposit akan mengalami kenaikan yang cukup tinggi dengan adanya filler. Semakin tinggi kemampuan filler untuk berikatan dengan matrik, semakin kuat pula komposit yang dihasilkan. Mekanisme penguatan sangat di tentukan oleh ikatan antara permukaan filler dengan matrik, apabila ikatan yang terjadi cukup kuat maka mekanisme penguatan akan terjadi dengan baik dan akan meningkatkan kekuatan komposit, akan tetapi apabila ikatan antar permukaan filler

dengan matrik tidak sempurna filler hanya sebagai bahan impurities, dimana filler

hanya terjebak dalam matriktanpa memiliki ikatan dengan matriknya dan hanya akan mengurangi kekuatan dari matrik itu sendiri. Penambahan filler bertujuan untuk mengurangi biaya, mewarnai atau menguatkankan bahan polimer.

Secara umum, kemampuan suatu filler dalam komposit dipengaruhi oleh tiga faktor utama yaitu ukuran, bentuk, dan sifat-sifat kimia. Pada umumnya filler

memiliki ukuran yang kecil, dan bentuk yang tidak seragam. Peningkatan sifat fisik bahan polimer dapat dikaitkan dengan ukuran partikel filler. Ukuran partikel filler

(20)

commit to user

9

Saat ini filler berkembang ke arah serat alam, karena serat alam renewable

dan dapat terdegradasi di alam, tidak seperti serat sintetis yang sangat sulit terurai kembali yang akan menambah permasalahan lingkungan. Serat alam dapat menjadi

filler dalam komposit karena kandungan selulosenya, dimana selulose ini dimiliki oleh beberapa serat seperti jute, kenaf, sisal, cantula, abaca, dan sekam padi (Ariawan, 2009). Filler juga ada yang terbuat dari bahan anorganik seperti serat kaca, serat kevlar, silica, kalsium, dan mika. Filler yang digunakan dalam komposit ini adalah sampah organik berupa serbuk ranting dan serbuk daun yang ramah lingkungan.

2.4 Matrik

Gibson R.F (1994) mengatakan, bahwa matrik dalam struktur komposit bisa berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik. Matrik secara umum berfungsi untuk mengikat serat menjadi satu struktur komposit. Matrik memiliki fungsi :

 Mengikat serat menjadi satu kesatuan struktur

 Melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi lingkungan

 Mentransfer dan mendistribusikan beban ke serat

 Menyumbangkan beberapa sifat seperti, kekakuan, ketangguhan dan tahanan

listrik.

Polimer lebih banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan (Ismail, 2004) yaitu :

a. Mudah diproses

b. Memiliki sifat mekanik yang baik c. Memiliki berat jenis yang rendah

d. Memiliki suhu pemrosesan yang lebih rendah dibandingkan suhu pemrosesan logam.

(21)

commit to user

10

dari bahan mentah minyak bumi, karena minyak bumi mengandung lebih dari 1000 macam senyawa hidrokarbon. Salah satunya adalah HDPE (High Density Polyethylene), terbentuk dari gabungan dari banyak molekul-molekul kecil/monomer yang akan membentuk makro molekul, maka disebut juga polymer. Polymer

terbentuk dari gabungan banyak molekul yang sama atau mirip jenisnya. Proses pembuatan polymer ini disebut polimerisasi, yang melibatkan energi panas dan katalisator untuk memisahkan ikatan dalam suatu molekul agar dapat terjadi ikatan dengan molekul-molekul lain yang sejenis (Billmeyer, 1994).

Polietilena berdensitas tinggi (High density polyethylene, HDPE) adalah polietilena termoplastik yang terbuat dari minyak bumi. Membutuhkan 1,75 kg minyak bumi (sebagai energi dan bahan baku) untuk membuat 1 kg HDPE. HDPE dapat didaur ulang, dan memiliki nomor 2 pada simbol daur ulang. Produksi HDPE industri nasional selama Januari sampai September 2011 masing-masing adalah sebesar 76,82 %, Produksi HDPE selama tiga kuartal pertama di 2011 adalah 242 ribu ton, dari kapasitas sebesar 315 ribu ton per tahun (Okezone.com, Januari 2012).. HDPE memiliki percabangan yang sangat sedikit, hal ini dikarenakan pemilihan jenis katalis dalam produksinya (katalis Ziegler-Natta) dan kondisi reaksi. Karena percabangan yang sedikit, HDPE memiliki kekuatan tensil dan gaya antar molekul yang tinggi. HDPE juga lebih keras dan bisa bertahan pada temperatur tinggi Tm=1300C (Ming-We, 2009).

HDPE sangat tahan terhadap bahan kimia sehingga memiliki aplikasi yang luas, diantaranya :

 Sistem perpipaan transfer panas bumi

 Sistem perpipaan gas alam

 Pipa air

(22)

commit to user

11

Gambar 2.2 Simbol recycle HDPE (Sumber : www.kaskus.us, 2012)

Sifat-sifat plastik HDPE secara umum adalah tahan terhadap zat kimia (misalkan minyak, deterjen), ketahanan impak cukup baik, memiliki ketahanan terhadap suhu, tidak tahan terhadap sinar matahari dan plastik HDPE stabil terhadap oksidasi udara (Corneliusse, 2002).

2.5 Karakteristik Komposit

Sifat-sifat komposit dapat diketahui dengan mengetahui kekuatan komposit tersebut. Material komposit merupakan gabungan dari unsur-unsur yang berbeda. Hal itu menyebabkan munculnya daerah perbatasan antara pengisi dan matrik. Ikatan antar muka sangat penting karena antar muka filler – matriks berfungsi untuk memindahkan beban dari matriks ke filler. Kemampuan pemindahan beban ke penguat tergantung pada daya ikat yang muncul pada antar muka komposit. Kemampuan tersebut dapat dihitung dengan berbagai rumus untuk mengetahui nilai dari sifat-sifat komposit yang dihasilkan.

Densitas merupakan indikator penting kemampuan suatu komposit. Hal ini menggambarkan seluruh efek dari properti material. Rumus untuk menghitung densitas (ASTM D-1037) :

Densitas (Kg/m3) =

volume massa

……...………….………...…. (2.1)

(23)

commit to user

12

perilaku penyerapan air serta efeknya dapat diketahui seberapa besar degradasi penurunan kekuatan komposit. Dengan cara menimbang spesimen secara berkala hingga mencapai berat yang setimbang. Penyerapan kelembaban dinyatakan sebagai prosentase berat berdasarkan rumus :

Persen berat penyerapan = 100%...(2.2) ker

ker

x ing

berat

ing berat

beratbasah

Sifat komposit dapat dilihat juga dari kekuatan bending sehingga dapat diketahui tegangan bending terbesar yang dapat diterima akibat pembebanan luar tanpa mengalami deformasi yang besar atau kegagalan. Akibat tegangan bending, pada bagian atas spesimen akan mengalami tekanan, dan bagian bawah akan mengalami tegangan tarik.

Komposit akan mengalami patah pada bagian bawah yang disebabkan karena tidak mampu menahan tegangan tarik yang diterima. Kekuatan bending dapat diketahui dengan mengacu ASTM D1037 dengan bentuk dan gambar spesimen seperti pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Three point bending

b L

(24)

commit to user

13

Kekuatan bending ditentukan oleh MOR (Modulus of Rupture). Rumus untuk menghitung MOR adalah :

MOR =

2

2 3

bd PL

……….. (2.3)

MOR = modulus of rupture ( pembebanan dari tengah), MPa P = beban bending maksimal, N

L = panjang span, mm b = lebar spesimen, mm d = tebal spesimen, mm

Sifat komposit dapat dilihat juga dari kekuatan impaknya, sehingga dapat diketahui kekuatan impak terbesar yang dapat diterima, dengan mengetahui kekuatan impaknya komposit dapat diaplikasikan dalam kondisi yang masih aman sesuai besar kekuatan impak yang dimiliki komposit tersebut. Untuk mengetahui kekuatan impak komposit, terlebih dahulu dihitung energi yang diserap oleh komposit (W), yaitu selisih energi potensial pendulum sebelum dan sesudah mengenai komposit.

Gambar 2.4 Sudut impak

(Sumber : modul panduan uji impak izod Lab.Pusat MIPA)

W =[w.R.(cosβ–cosα) ………... (2.4)

dimana: w = berat pendulum (N) = m . g

R = jarak dari pusat rotasi pendulum ke pusat massa (m)

(25)

commit to user

14

α = sudut naik awal lengan ayun

Bila pada kondisi pendulum diayunkan bebas (tanpa mengenai benda uji) sudut pantul lengan ayun lebih kecil daripada sudut naiknya berarti terdapat gesekan, maka nilai W dikurangi dengan energi gesekan (Wgesek).

Jadi, persamaan untuk menghitung energi total yang diserap oleh benda (W) adalah:

W = Wspesimen– Wgesek

W = w.R.(cos β –cos β’) ………... (2.5)

dimana: β’ = sudut pantul lengan ayun tanpa mengenai benda Maka, perhitungan nilai kekuatan impak benda uji adalah sebagai berikut:

3

10   

b h

W

a_iU

 

J_m2 .………... (2.6)

dimana: h = ketebalan benda uji (m) b = lebar benda uji (m)

Sifat komposit dapat dilihat juga dari kekuatan geser tekannya, sehingga dapat diketahui kekuatan geser tekan terbesar yang dapat diterima komposit. Untuk mengetahuinya kekuatan geser tekan dapat diketahui dengan bentuk dan gambar spesimen seperti pada gambar 2.5.

P

(26)

commit to user

15

Perhitungan untuk menentukan kekuatan geser maksimum adalah:

τ

.

……….………...………(2.7)

Sintering adalah pengikatan antara partikel-partikel serbuk pada suhu tinggi. Proses sintering dapat terjadi melalui mekanisme transport atom pada kondisi padat, pada beberapa kasus juga melibatkan fase cair. Proses sintering melalui pergerakan atom akan mengurangi energi permukaan (surface energy) antar partikel. Energi permukaan per unit volume berbanding terbalik dengan diameter partikel. Sedangkan energi permukaan tergantung dari luas permukaan. Oleh karena itu, partikel serbuk dengan luas permukaan spesifik yang lebih tinggi akan memiliki energi permukaan yang lebih tinggi pula dan akan memepercepat proses sintering. Luas permukaan spesifik adalah luas permukaan serbuk dibagi dengan massa serbuk (German, 1994).

Pada Gambar 2.6 diperlihatkan skema penyusutan pori-pori antar partikel serbuk selama proses sintering. Pada kondisi awal adalah kondisi setelah kompaksi, yaitu masih terdapat pori-pori antar partikel serbuk. Awal proses sintering mulai terjadi pengikatan antar partikel serbuk sehingga pori-pori mulai mengecil. Jika proses sintering terus berlanjut maka area kontak antara partikel serbuk membesar karena adanya tekanan selama proses kompaksi dan partikel serbuk mulai mengalami perubahan fase menjadi lebih lunak, dan ketika material sudah pada kondisi suhu ruang akan menghasilkan ikatan yang lebih kuat. Disamping membentuk ikatan antar partikel, siklus sintering diharapkan dapat menyeragamkan campuran serbuk dan mengurangi porositas. Proses sintering berpengaruh besar dalam menentukan sifat

A P

2

(27)

commit to user

16

produk, antara lain kekuatan produk, kekerasan, keuletan, konduktifitas panas dan listrik.

Gambar 2.6 Skema penyusutan pori selama proses sintering

(Sumber : German, 1994)

Dampak proses kompaksi terhadap hasil sintering adalah berkurangnya pori-pori, serta menambah luas area kontak antar partikel, sehingga sifat material hasil proses sintering akan mengalami peningkatan kekuatan, densitas, serta berkurangnya penyusutan saat proses sintering. Serbuk HDPE pada suhu 120°C sudah mulai melunak karena pada suhu tersebut plastik sudah mendekati titik melting. Pelunakan serbuk plastik mengakibatkan terjadinya ikatan antar serbuk plastik. Ikatan antar serbuk plastik juga dipengaruhi oleh kompaksi yang diberikan. Kompaksi yang diberikan bersamaan dengan proses sintering akan memperbesar ikatan antar serbuk plastik. Bertambahnya ikatan antar partikel serbuk plastik akan menurunkan besarnya pori (Yonanta, 2008).

2.6.1 Pencampuran Serbuk (mixing)

Pencampuran serbuk dilakukan untuk menghasilkan distribusi komposisi material dan ukuran serbuk yang seragam. Proses ini juga berguna untuk menyeragamkan distribusi ukuran serbuk sebelum kompaksi, karena pada saat penyimpanan atau proses transportasi bisa mengalami getaran yang memungkinkan terjadinya segregasi. Segregasi dapat terjadi karena perbedaan bentuk, densitas, dan ukuran partikel serbuk.

(28)

commit to user

17

serbuk masuk ke partikel serbuk yang lain. Mekanisme konveksi yaitu percampuran dengan perpindahan sekumpulan serbuk ke tempat yang lain. Sedangkan mekanisme geser yaitu pergeseran serbuk karena perputaran plat tegak. Ketiga mekanisme tersebut dapat dilihat pada gambar 2.7.

Gambar 2.7. Mekanisme pencampuran serbuk (Sumber : German, 1994)

Menurut German (1994), pencampuran serbuk yang optimal, yaitu serbuk dapat tercampur dengan baik, tergantung pada jumlah serbuk di dalam tabung dan kecepatan putar tabung. Volume pencampuran serbuk yang optimal adalah antara 20-40% dari volume tabung. Sedangkan untuk kecepatan putar tabung untuk menghasilkan campuran yang optimum dapat dihitung dari persamaan berikut:

d

N_c  42,3... (2.8)

dimana: Nc = kecepatan putar pada kondisi kritis (RPM), yaitu pada

kondisi gaya sentrifugal partikel serbuk ke dinding sama dengan gaya gravitasi.

(29)

commit to user

18

2.7Potensi Sampah

(30)

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Material Teknik Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3.2Bahan Penelitian

Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain: a. Daun

Diperoleh dari sampah-sampah daun disekitar kampus UNS. b. Ranting pohon

Diperoleh dari sampah-sampah ranting pohon disekitar kampus UNS. c. HDPE

Diperoleh dari Pengepul, Vanila Plastik, jl. Makam haji-Gawok. Km 3.6 Prampelan Waru, Baki, Sukoharjo.

d. Air Laut

Diperoleh dari Pantai Srau, Pacitan, Jawa Timur. Dengan nilai pH 8,40.

Dengan nilai salinitas 121,4 mg/L. e. Air Accu Zuur

Diperoleh dari Pabrik Air Accu Jaya Jago, Bekonang, Sukoharjo. Dengan nilai pH <1.

Dengan kadar asam sulfat 122,7 mg/L. f. Air Detergen

Diperoleh dengan mencampur 1 liter air destilasi dan 5,6 gram detergen. Dengan nilai pH 10,9.

Dengan nilai kesadahan sebesar 232 mg/L g. Air Destilasi

(31)

commit to user

20

(a) (b) (c)

(d) (e)

(f) (g)

(32)

commit to user

21

3.3Alat Penelitian

Spesifikasi alat yang digunakan dalam penelitian dan pengambilan data antara lain adalah :

a. Alat pres b. Mesh (saringan)

Mesh digunakan untuk menyaring HDPE dan sampah organik (daun, ranting) setelah proses crushing. Ukuran serbuk HDPE yang digunakan adalah yang lolos

mesh 30 dan tidak lolos mesh 40, sedangkan ukuran serbuk daun dan ranting pohon yang digunakan adalah yang lolos mesh 6 dan tidak lolos mesh 10. c. Timbangan digital

Timbangan digital digunakan untuk mengukur massa dan selanjutnya untuk menentukan fraksi berat komposit. Spesifikasi timbangan digital:

 Merk : KRISBOW

 Model : KW 0600378

 Kapasitas and Reability : 500 g x 0.01

d. Thermometer digital

Thermometer digital digunakan untuk mengetahui suhu pada saat dilakukan pembuatan sesimen maupun pada saat perlakuan pada spesimen.

e. Crusher (Pemecah/Penggiling)

Crusher digunakan untuk mengiling HDPE, ranting dan daun sebelum disaring menggunakan mesh.

f. Timer

(33)

commit to user

22

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

(34)

commit to user

23

3.4Alat Pengujian

a. Universal Testing Machine (UTM)

Alat ini digunakan untuk pengujian bending, dan geser tekan pada spesimen komposit.

b. Impact Izod

Alat ini digunakan untuk pengujian impact pada spesimen komposit. c. Scanning Electron Micrograph (SEM)

Alat ini digunakan untuk mengambil gambar mikro spesimen uji bending.

(a) (b)

(c)

(35)

commit to user

24

3.5Parameter

Dalam penelitian ini parameter yang dibuat tetap adalah: a. Suhu sintering 120ºC.

b. Tekanan 8,7 kPa

c. Waktu sintering 10 menit d. Ukuran mesh bahan adalah:

Serbuk HDPE = mesh 30-40

Sampah organik = mesh 6-10

e. Fraksi volume HDPE = 0.3

f. Sampah organik terdiri dari ranting pohon dan daun kering dengan perbandingan masing-masing ranting : daun adalah 1/ 1.

g. Waktu perendaman 504 jam (21 hari).

Parameter yang dirubah adalah media perendaman : tanpa perendaman, air laut, air accu zuur, air detergen, dan air destilasi.

3.6Langkah Kerja Penelitian

 Persiapan Bahan Dasar

Proses penyiapan bahan dasar adalah dengan pengumpulan plastik jenis HDPE yang diperoleh dari pengepul, Vanila Plastik, jl. Makam haji-Gawok. Km 3.6 Prampelan Waru, Baki, Sukoharjo. Sedangkan sampah organik yang dipakai berasal dari lingkungan sekitar kampus UNS, bahan-bahan tersebut kemudian dibersihkan dari kotoran.

 Perlakuan Awal

Perlakuan awal bahan dilakukan dengan cara penjemuran HDPE dan sampah organik dengan memanfaatkan sinar matahari.

 Crushing

Pembuatan bahan dasar komposit menjadi serbuk dilakukan dengan proses

(36)

commit to user

25

 Tahap Penyaringan

Pemilihan ukuran serbuk HDPE dilakukan dengan cara penyaringan, untuk ukuran serbuk HDPE yang digunakan adalah yang lolos mesh 30 dan tidak lolos mesh

40, sedangkan ukuran serbuk daun dan ranting pohon yang digunakan adalah yang lolos mesh 6 dan tidak lolos mesh 10.

 Pencampuran Serbuk

Proses pencampuran serbuk dilakukan untuk menyeragamkan komposisi, serta mengurangi segregasi yang biasa terjadi akibat adanya pergerakan atau getaran pada serbuk. Pencampuran serbuk dilakukan dalam keadaan kering. Fraksi volume HDPE sebesar 30% , serbuk daun 35%, dan serbuk ranting 35%, Penggunaan fraksi volume dalam pencampuran kedua serbuk tersebut untuk memudahkan dalam memperkirakan banyaknya masing-masing bahan dalam campuran, pencampuran dilakukan dalam tabung silinder yang diputar dengan kecepatan 75 rpm. Perhitungan untuk mengetahui kecepatan putar pencampuran serbuk yang optimum dapat dilihat pada persamaan (2.8). Dengan volume total serbuk di dalam tabung adalah 40% dari volume tabung.

 Pembuatan Spesimen

Spesimen dibuat dengan metode pressured sintering. Pressured sintering

adalah suatu metode yang mengaplikasikan proses kompaksi dan sintering. Sintering

dimaksudkan untuk membentuk ikatan antar partikel serbuk dengan menggunakan energi thermal pada suhu di bawah titik leleh material, dalam hal ini adalah HDPE.

Sintering dilakukan di dalam cetakan dengan lingkungan udara bebas. Suhu sintering

(37)

commit to user

26

 Pengukuran Densitas

Pengukuran densitas digunakan untuk memprediksikan sifat mekanik komposi, dengan mengacu pada ASTM D-1037. Dimensi spesimen mengacu pada pengujian yang akan dilakukan.

 Tahap Perendaman

Sebelum dilakukan pengujian mekanik spesimen terlebih dahulu mendapatkan perlakuan water absorption mengacu ASTM (D5229) dengan waktu perendaman 504 jam (21 hari), dengan variasi media perendaman yaitu : tanpa perendaman, perendaman dalam air laut, perendaman dalam air accu zuur, perendaman dalam air detergen, dan perendaman dalam air destilasi. Dimensi spesimen mengacu pada pengujian yang akan dilakukan.

 Tahap pengujian

Pengujian spesimen yang dilakukan adalah:

a. Pengujian Bending

Pengujian bending mengacu pada ASTM D1037, dengan ukuran spesimen seperti terlihat pada gambar 3.4 :

Gambar 3.4. Dimensi Spesimen bending (satuan dalam milimeter).

b. Pengujian Impact

Pengujian Impact mengacu pada ASTM D5941 dengan ukuran spesimen seperti terlihat pada gambar 3.5 :

50

(38)

commit to user

27

7 50.8

Gambar 3.5. Dimensi Spesimen Impact (satuan dalam milimeter).

c. Pengujian Geser Tekan

Pengujian geser tekan mengacu pada ASTM D1037, dengan ukuran spesimen seperti terlihat pada gambar 3.6 :

Gambar 3.6. Dimensi Spesimen geser tekan (satuan dalam milimeter)

 Pengolahan Data

Dari data yang telah diperoleh, selanjutnya dapat dilakukan analisis data yaitu dengan melakukan perhitungan terhadap besarnya kekuatan bending, kekutan impak dan geser tekan dari komposit HDPE - ranting - daun. Data hasil pengujian selanjutnya dapat disusun menjadi grafik hubungan antara variasi media perendaman terhadap kekuatan bending, kekuatan impak dan kekuatan geser tekan. Grafik digunakan untuk melihat pengaruh media perendaman terhadap degradasi penurunan kekuatan mekanik komposit HDPE - ranting - daun.

4

80

(39)

commit to user

28

3.7 Diagram Alir Penelitian

Secara umum proses penelitian ini dapat dilihat dalam diagram alir sebagai berikut:

Gambar 3.8. Bagan tata cara penelitian

Perlakuan awal

Mixing serbukranting, daun, dan HDPE pada N= 75rpm, fraksi volume HDPE= 0.3 Penyaringan dengan

Metode Pressured Sintering dengan P=8.7 kPa, T=120ºC, waktu 10 menit.

Perendaman

Waktu perendaman 504 jam (ASTM D5229). Dengan variasi media perendaman: tanpa perendaman, air laut, air accu zuur, air detergen, air destilasi

Pengukuran Densitas

(40)

commit to user

29

3.8 Jadwal Penelitian

No

BULAN

KEGIATAN

1 2 3 4 5 6

1 Mencari referensi

2 Pembuatan proposal penelitian

3 Persiapan alat pembuatan komposit

4 Pelaksanaan penelitian

5 Pengambilan data

6 Analisa data

7 Hasil & kesimpulan penelitian

(41)

commit to user

30

BAB IV

HASIL DAN ANALISA

Dalam penelitian ini dilakukan beberapa pengujian untuk mengetahui karakteristik mekanik komposit HDPE-Sampah organik dibawah variasi media perendaman. Pengujian yang dilakukan antara lain pengukuran densitas, water absorption, bending, geser tekan,dan impact.

4.1 Pengukuran Densitas Komposit HDPE-Sampah organik

Tabel hasil pengukuran densitas komposit HDPE-Sampah organik variasi media perendaman dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Densitas komposit HDPE-Sampah organik.

No.spesimen

Hasil pengukuran densitas menunjukkan nilai densitas yang relatif sama.

(42)

commit to user

31

4.2 Pengaruh Media Perendaman Terhadap Water Absorption

Grafik hasil pengukuran water absorption spesimen bending komposit HDPE-Sampah organik dalam variasi media perendaman dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Pengaruh media perendaman terhadap water absorption komposit HDPE-sampah organik

Nilai maksimum water absorption selama perendaman 504 jam diberbagai media menunjukkan perbedaan namun tidak begitu siknifikan. Perendaman didalam air destilasi didapatkan nilai 128,46%, air detergen sebesar 129,38%, air laut sebesar 131,79%, namun pada perendaman didalam air accu zuur menunjukkan kenaikan yang lebih besar dari pada spesimen yang direndam dalam media lain yaitu sebesar 132,63%. Air accu zuur adalah larutan yang terbuat dari campuran asam sulfat (H2SO4) dan air destilasi, kandungan asam ini yang

menyebabkan kerusakan bahan organik (daun dan ranting) terutama daun yang paling besar selama proses perendaman dibandingkan media perendaman yang lain. Semakin besar kerusakan yang terjadi membuat ikatan antarmuka melemah dan menciptakan pori yang lebih banyak, dengan seiring pertambahan pori air

(43)

commit to user

32

4.3. Pengaruh Media Perendaman Terhadap Kekuatan Bending

Kekuatan bending komposit dapat diketahui setelah dilakukan pengujian

bending dengan menggunakan Universal Testing Machine dengan metode three point bending. Hasil pengujian bending dapat dilihat pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Pengaruh media perendaman terhadap kekuatan bending

komposit HDPE-sampah organik.

Secara keseluruhan nilai kekuatan bending spesimen yang direndam mengalami penurunan dibandingkan spesimen yang tidak mendapatkan perlakuan perendaman. Nilai kekuatan bending spesimen tanpa perlakuan perendaman sebesar 4,30 MPa, nilai kekuatan bending setelah direndam dalam air destilasi mengalami penurunan 38,29% dengan nilai kekuatan bending sebesar 2,64 MPa. Spesimen yang direndam dalam media air detergen mengalami penurunan 46,74% dengan nilai kekuatan bending sebesar 2,34 MPa, didalam air laut mengalami penurunan 55,48% dengan nilai kekuatan bending sebesar 1,91 MPa. Penurunan kekuatan bending terbesar terdapat pada spesimen yang direndam dalam air accu zuur sebesar 62,33% dengan nilai kekuatan bending sebesar 1,61 Mpa.

Spesimen yang direndam mengalami penurunan kekuatan dibandingkan dengan spesimen yang tidak direndam. Hal ini disebabkan selama proses perendaman terjadi kerusakan bahan organik terutama daun, sehingga melemahkan ikatan antarmuka HDPE-sampah organik (debonding) yang akan mempengaruhi ukuran pori semakin besar dan banyak. Tingkat kerusakan ikatan antarmuka ini dipengaruhi oleh media perendaman, penurunan terbesar dialami oleh spesimen yang direndam dalam air accu zuur. Kandungan asam sulfat yang

4,30

(44)

commit to user

33

tinggi dalam air accu zuur adalah penyebab kerusakan terbesar ikatan antarmuka HDPE-Sampah organik (debonding), sehingga menciptakan pori yang semakin besar. Nilai kekuatan bending dipengaruhi oleh pori, karena pori merupakan tempat awal terjadinya retakan (initial crack). Fakta ini terlihat pada gambar 4.3 merupakan gambar penampang patah bending, dapat dilihat dengan pengamatan menggunakan foto SEM berikut:

(a) (b)

(c) (d)

(e)

Gambar 4.3 Pengamatan patah bending : (a) tanpa perendaman; (b) air destilasi; (c) air detergen; (d) air laut; (e) air accu zuur.

HDPE Daun Ranting

(45)

commit to user

34

4.4Pengaruh Media Perendaman Terhadap Kekuatan Geser Tekan

Kekuatan geser tekan komposit dapat diketahui setelah dilakukan pengujian geser tekan dengan menggunakan Universal Testing Machine. Hasil pengujian geser tekan dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Pengaruh media perendaman terhadap kekuatan geser tekan komposit HDPE-sampah organik

Didalam pengujian geser tekan didapatkan hasil yang menunjukkan penurunan dibandingkan spesimen tanpa perlakuan perendaman, nilai penurunan kekuatan berbeda-beda berdasarkan media perendaman. Nilai kekuatan geser tekan pada perendaman didalam air destilasi dan air detergen menunjukkan perbedaan yang cukup sedikit, namun nilai perendaman pada air laut dan air accu zuur mengalami penurunan yang cukup signifikan. Nilai pada air laut mengalami penurunan 59,56% dengan nilai kekuatan sebesar 0,18 MPa, dan penurunan pada air accu zuur sebesar 73,18% dengan nilai kekuatan sebesar 0,11 MPa. Hal ini menunjukkan selama proses perendaman terjadi kerusakan ikatan antarmuka Sampah organik yang menyebabkan luasan ikatan antarmuka HDPE-Sampah organik semakin mengecil sehingga menurunkan kekuatan geser tekannya.

(46)

commit to user

35

Gambar 4.5. Spesimen uji komposit HDPE-Sampah organik setelah pengujian geser tekan.

4.3 Pengaruh Media Perendaman Terhadap Kekuatan Impact

Kekuatan impact komposit dapat diketahui setelah dilakukan pengujian

impact. Pengujian impact dilakukan dengan menggunakan alat impactizod. grafik nilai impact komposit HDPE-sampah organik dapat dilihat pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6. Pengaruh media perendaman terhadap kekuatan impact

komposit HDPE-sampah organik.

(47)

commit to user

36

Gambar 4.6 menunjukkan pengaruh variasi media perendaman terhadap penurunan kekuatan impact komposit HDPE-sampah organik. Penurunan kekuatan impak yang terjadi cukup signifikan, penurunan terbesar terjadi pada spesimen air accu zuur sebesar 60,07% dengan nilai 2.06 KJ/m2. Besar kerusakan ikatan antarmuka HDPE-Sampah organik mempengaruhi pori semakin besar dan banyak. Hal ini akan menurunkan kemampuan spesimen untuk menahan energi atau beban kejut, sehingga kekuatan impact komposit menurun.

(48)

commit to user

37

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

1.1.Kesimpulan

Berdasarkan hasil yang diperoleh dari analisa data, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

a. Hasil penelitian variasi media perendaman merusak ikatan antarmuka komposit HDPE-sampah organik, yang menurunkan kekuatan mekanik komposit HDPE-Sampah organik dibandingkan dengan spesimen yang tidak direndam.

b. Perendaman dalam air accu zuur mengalami penurunan kekuatan

bending, geser tekan dan impact paling tinggi, diikuti perendaman dalam air laut, air detergen, dan air destilasi.

1.2.Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan mengenai variasi media perendaman terhadap karakteristik mekanik komposit HDPE-Sampah organik, penulis menyarankan :

a. Dilakukan pengujian semua kandungan kimia yang terkandung dalam larutan yang dipakai sebagai media perendaman.