Pembuatan Dan Karakterisasi Komposit Serat Kulit Jagung Dengan Matriks Epoksi

(1)

i

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT

SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI

SKRIPSI

ELDO JONES SURBAKTI

090801026

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT

SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

ELDO JONES SURBAKTI 090801026

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

iii

PERSETUJUAN

Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI

KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI

Kategori : SKRIPSI

Nama : ELDO JONES SURBAKTI

Nomor Induk Mahasiswa : 090801026

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

(4)

PERNYATAAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT

SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI

SKRIPSI

Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 24 September 2013

ELDO JONES SURBAKTI

(5)

v

PENGHARGAAN

Penulis memanjatkan puji dan syukur atas berkat Allah di dalam nama Tuhan Yesus Kristus yang senantiasa melimpahkan Rahmat dan kasih KaruniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan judul “ Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Serat Kulit Jagung dengan Matrik Epoksi” guna melengkapi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Fisika pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik dalam bentuk materi, ide, dorongan semangat serta do’a yang tulus. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih sebesar -besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS, sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, tenaga, dan saran – saran untuk membimbing penulis menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Tua Raja Simbolon, S.Si,M.Si sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan dan saran kepada penulis untuk menyempurnakan skripsi ini.

3. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc sebagai dosen wali yang telah memberikan arahan dan saran kepada penulis.

4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA USU.

5. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M. Si, sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA USU.

6. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

7. Seluruh Bapak / Ibu staff pengajar Fisika USU serta para pegawai administrasi.

(6)

8. Ucapan terimakasih khusus penulis sampaikan kepada yang terhormat dan tercinta: Ayahanda Bapak Alm J. Surbakti dan Ibunda E. Br Ginting terimaksih atas jerih payahmu yang telah membesarkan & membimbing ananda sampai saat ini dan buat yang ku sayangi kakak saya ( Esni Br Surbakti/Denianta Pinem, Elvira Br Surbakti, Evi Yanti Br Surbakti/Reyman Tarigan) yang telah memberikan dorongan baik moril maupun materi selama penulis kuliah sampai penyelesaian skripsi ini. 9. Teman- teman stambuk 2009 : agus, gusning, sony, sabam, esra, masria,

timbul, poltak, villa, fitri harahap, monora, wenny, resdina, Septiana, josua, andrean, herdiana, nael, ade, kalam, henra, sukria, jannah, zai, istas, andico, silvi, valen, ferdy, emi, jenni, helen, stevani atas kebersamaannya dan terkhususnya kepada sahabat terbaik penulis yaitu Rieni Kalesta Sitanggang dan Suhartina Malau yang selalu memberi semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

10.Teman Guru KAKR KM8: Andi Mazmur Sinuhaji, Benda Berema Sinuhaji, Sarah Br Ketaren, Jenita Br Bangun, David Noferda Sembiring, Bermanta Ginting, Roy Cardo Sembiring, Eka Br Perangin-angin, Okta Br Surbakti. Dan Teman-teman Sepelayan Permata Golgotha GBKP KM8. Yang sudah menndukung dalam Doa kepada penulis selama penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan ilmu yang dimiliki penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran- saran dari pembaca untuk menyempurnakan skripsi ini. Kiranya Skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Penulis.

(7)

vii

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT

JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI

ABSTRAK

Pembuatan dan karakterisasi komposit serat kulit jagung dengan matriks epoksi dengan metode Chopped Strand Mat telah dilakukan dengan komposisi serat : 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% telah dilakukan dengan baik. Adapun sifat fisis dan sifat mekanik komposit yang diperoleh adalah Densitas 1,07g/cm3 - 1,25g/cm3, daya serap air 0,75 % - 3,55 %, kadar air 0,90% - 4,33 %, kuat tarik 7,73 MPa - 10,02 MPa, kuat lentur 28,62 MPa - 55,62 MPa, kuat impak 3 kJ/m2 - 18,6 kJ/m2. Hasil penelitian menunjukkan sifat fisis dan sifat mekanik adalah hampir sama dengan Standart JIS A 5905:2003. Dimana merupakan material yang digunakan sebagai bumper mobil.

(8)

PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF FIBER COMPOSITES MATRIX SKIN WITH CORN EPOXY

ABSTRACT

Preparation and characterization of corn husk fiber composites with epoxy matrix by the method of Chopped Strand Mat the fiber composition: 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% have done well. The physical properties and mechanical properties of composites were obtained as density of 1.07 g/cm3 - 1.25 g/cm3, water absorption 0.75% - 3.55%, water content 0.90% - 4.33%, tensile strength 7.73 MPa - 10.02 MPa, 28.62 MPa flexural strength - 55.62 MPa, 3 kJ/m2 strong impact - 18.6 kJ/m2. The results showed physical properties and mechanical properties are almost the same as the Standard JIS A 5905:2003. It means the material used on this reseand can be applied to outomotive car such as bumper.

(9)

ix

1.6 Sistematika Penulisan 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komposit 5

2.1.1 Definisi Komposit 5

2.1.2 Klasifikasi bahan Komposit 6

2.1.3 Aplikasi Komposit 9

2.2. Polimer 10

2.3 Material Penguat 11

2.4 Serat 12

2.4.1 Serat Sebagai Penguat 12

2.4.2 Serat Alam 13

2.4.3 Serat Kulit jagung 13

2.5 Matriks 16

2.5.1 Resin Epoksi 16

2.6 Pengujian sifat fisis dan sifat mekanik 19 2.6.1 Pengujian sifat fisis 19

2.6.1.1 Densitas 19

2.6.1.2 Penyerapan Air 20 2.6.2 Pengujian sifat mekanik 21

2.6.2.1 Kuat Tarik 21

2.6.2.2 Kuat Impak 22

2.6.2.3 Kelenturan 23

(10)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 24

3.2 Peralatan dan Bahan 24

3.2.1 Peralatan 24

3.2.2 Bahan-bahan 25

3.3 Prosedur Percobaan 26

3.3.1 Perlakuan pada Serat Kulit Jagung 26 3.3.2 Prosedur Pembuatan Komposit 26

3.4 Diagram Alir Penelitian 28

3.4.1 Penyiapan Serat Kulit Jagung 28

3.4.3 Pembuatan Komposit 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Sifat Fisis 30

4.1.1 Pengujian Densitas (Density) 30 4.1.2 Pengujian Daya Serap Air 32

4.1.3 Pengujian Kadar Air 33

4.2 Pengujian Sifat Mekanik 35

4.2.1 Pengujian Kuat Tarik

(11)

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Beberapa Sifat Resin Epoksi 19

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas Komposit 30

Serat Kulit Jagung-Epoksi (SKJE)

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air Komposit 32 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kadar Air Komposit 33 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Tarik Komposit 35 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Lentur Komposit 36 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Kuat Impak Komposit 38 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

(12)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Batang Jagung 14

Gambar 2.2 Kulit Jagung Kering 14

Gambar 2.3 Serat Kulit Jagung 14

Gambar 2.4 Pengujian kuat tarik ( tensile strength test ) 21

Gambar 2.5 Pengujian Kuat Impak 22

(13)

xiii

DAFTAR GRAFIK

Halaman Grafik 4.1 Hubungan antara Densitas

Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ 31

Grafik 4.2 Hubungan antara Daya Serap

Grafik 4.3 Hubungan antara Kadar Air

Grafik 4.4 Hubungan antara Kekuatan Tarik

Grafik 4.5 Hubungan antara Kuat Lentur

Grafik 4.6 Hubungan antara Kuat Impak

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran A 43

Lampiran B 46

Lampiran C 49