PENGARUH TEKANAN PENGEPRESAN TERHADAP KEKUATAN GESER TEKAN DAN BENDING KOMPOSIT LIMBAH KERTAS HVS - SEKAM PADI.

(1)

(2)

commit to user

(3)

commit to user

iii

PENGARUH TEKANAN PENGEPRESAN

TERHADAP KEKUATAN GESER TEKAN DAN BENDING KOMPOSIT LIMBAH KERTAS HVS - SEKAM PADI

Willy Saputra

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta

willysaputr4@gmail.com

Abstrak

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh tekanan pengepresan terhadap MOR, MOE dan kekuatan geser tekan komposit limbah kertas HVS-sekam padi.

Bahan komposit dibuat dari limbah kertas HVS dan sekam padi. Komposit ini diproduksi dengan menggunakan metode press mold selama 10 menit waktu pengepresan. Komposisi komposit yang digunakan adalah 10% PVAc, 70% limbah kertas HVS dan 20% sekam padi (w/w). Variasi tekanan pengepresan ditentukan pada 0,79 MPa, 1,18 MPa, 1,58 MPa dan 1,97 MPa. Spesimen dilakukan pengujian menggunakan Universal Testing Machine untuk uji bending dan uji geser tekan mengacu pada ASTM D-1037. Pengamatan permukaan patahan spesimen diperoleh dengan menggunakan SEM (scanning electron microscope).

Meningkatnya tekanan pengepresan meningkatkan ikatan antar muka antara biofiber limbah kertas HVS dan partikel sekam padi. Peningkatan tekanan pengepresan pada 1,97 MPa meningkatkan MOR (108.08%), MOE (92.22%) and kekuatan geser tekan (85.09%) terhadap spesimen dengan tekanan pengepresan 0,79 MPa.

(4)

iv

THE EFFECT OF PRESSING PRESSURE ON SHEAR PRESS STRENGTH AND BENDING OF

WASTE HVS PAPER-RICE HUSKS COMPOSITE Willy Saputra

Department of Mechanical Engineering, Engineering Faculty Sebelas Maret University, Surakarta

willysaputr4@gmail.com

Abstract

The aim of this research is to investigate the effect of pressing pressure on the MOR, MOE and shear press strength of the waste HVS paper-rice husks composite.

Composites material was made from waste HVS paper and rice husks. The composite was produced by using a press mold method for 10 minutes of pressing time. The composition of composite were 10 % of PVAc, 70 % of waste HVS paper and 20 % of rice husks (w/w). The variation of pressing pressure were determined at 0.79 MPa, 1.18 MPa, 1.58 MPa and 1.97 MPa. The specimens were conducted to Universal Testing Machine for bending dan shear press tests referring to ASTM D-1037. The fracture surface of the specimens were obtained by using SEM (scanning electron microscopy).

The increasing of pressing pressure increased the surface bonding between biofiber of waste HVS paper dan rice husks particles. The increasing of pressing pressure at 1,97 MPa increased MOR (108.08%), MOE (92.22%) and shear press strength (85.09%) to that specimens at 0.79 MPa of pressing pressure.

(5)

commit to user

v KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat ijin-Nya penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini. Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk

memenuhi sebagian persyaratan mencapai gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah

berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada :

1. Kedua orang tua terutama ibu Sutarmi yang selalu mendoakan penulis, ayah

Sunardi yang mengajarkan tentang tanggung jawab, saudara-saudara tercinta

Heni Puji Lestari S.T., dan Anis Sholikah dan seluruh keluarga terima kasih

atas do’a, kasih sayang, dan semangat yang diberikan sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I

yang dengan ikhlas dan sabar memberikan banyak bantuan dalam penelitian

dan penulisan skripsi ini.

3. Bapak Ir. Wijang Wisnu R., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah

memberikan banyak masukan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

4. Bapak Heru Sukanto, S.T., M.T., Bapak Teguh Triyono, S.T., dan Bapak

Purwadi Joko Widodo, S.T., M. Kom., selaku dosen penguji.

5. Bapak Rendy Adhi R., S.T., M.T., dan Bapak Tri Istanto, S.T., M.T., selaku

pembimbing akademik.

6. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah memberikan ilmu yang

sangat berguna bagi penulis.

7. Nur Hajriyani Fajarwati yang telah memberikan motivasi, dukungan dan

semangat yang besar hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Selalu

sabar dan tidak pernah berhenti memberi teguran dan masukan. Terima

kasih juga atas do’anya dan perhatianya, terima kasih banyak.

8. Teman-teman Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin UNS terutama angkatan

2007 (Supardi, Khamdan, Sukma, Dani, Eko, Eko Sriwahyudi, Bayu,

(6)

vi

semua teman-teman Teknik Mesin Reguler tanpa terkecuali yang telah

memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi.

9. Kakak tingkat Fakultas Teknik Mesin UNS angkatan 2005, dan 2006 (mas

Albert, mas Dhidit, mas Aji, mas Arif, mas Tri Laksono, mas Dony, dan

semuanya tanpa terkecuali) yang telah memberikan semangat.

10.Bu Elisa, Mas Har, Pak Endras, & Semua Karyawan Fakultas Teknik terima

kasih karena selalu mau untuk penulis repotkan.

11.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. Adanya saran, koreksi dan kritik demi kesempurnaan skripsi ini akan

penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih.

Surakarta, Agustus 2013

(7)

commit to user

vii

MOTTO

“Tegapkan kepala hadapi tantangan untuk mengejar hari esok yang lebih baik” (Penulis)

“sebuah tali simpul yang rumit tidak bisa dikerjakan dengan emosi, tapi butuh kepala dingin dan keuletan untuk menyelesaikannya”

(8)

DAFTAR ISI

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Perumusan Masalah ... 3

1.3. Batasan Masalah ... 3

1.4. Tujuan Penelitian ... 3

1.5. Sistematika Penulisan ... 3

BAB II. DASAR TEORI ... 5

2.1. Tinjauan Pustaka ... 5

2.2. Teori Tentang Komposit ... 8

2.2.1. Klasifikasi Komposit Panel ... 9

2.2.2. Filler ... 12

2.2.3. Matrik ... 14

2.3. Karakteristik Komposit ... 15

2.4. Pencampuran Serbuk ... 17

BAB III. METODE PENELITIAN ... 19

3.1. Tempat Penelitian ... 19

3.2. Bahan Penelitian ... 19

3.3. Alat Penelitian ...19

3.4. Alat Uji ... 20

3.5. Parameter ... 21

3.6. Langkah Kerja Penelitian ... 22

3.7. Diagram Alir Penelitian ... 25

BAB IV. HASIL DAN ANALISA ... 26

4.1. Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Densitas Komposit... 26

4.2. Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kekuatan Bending... 27

4.2.1. Modulus of Rupture (MOR)... 27

4.2.2. Modulus of Elasticity (MOE)... 28

4.2.3. Pengamatan Patahan Bending... 29

4.3. Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kekuatan Geser Tekan.... 31

4.4. Potensi Penggunaan Komposit Limbah Kertas HVS-Sekam Padi... 32

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 34

5.1. Kesimpulan ... 34

5.2. Saran ... 34

(9)

commit to user

ix DAFTAR TABEL

(10)

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap nilai MOR dan MOE

komposit ... 6

Gambar 2.2. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap densitas dan hardness komposit ... 6

Gambar 2.3. Contoh produk komposit, playwood, OSB, particleboard, MDF, hardboard ... 9

Gambar 2.4. Klasifikasi wood composite board berdasarkan ukuran partikel, densitas dan tipe prosesnya ... 10

Gambar 2.5. Sekam padi ... 14

Gambar 2.6. Three point bending ... 16

Gambar 2.7. Pengujian geser tekan ... 17

Gambar 2.8. Mekanisme pencampuran serbuk ... 18

Gambar 3.1. Bahan penelitian : (a.) Sekam Padi, (b.) Kertas HVS, (c.) PVAc ... 19

Gambar 3.2. UTM ... 21

Gambar 3.3. Desktop SEM ... 21

Gambar 3.4. Dimensi spesimen bending ... 24

Gambar 3.5. Dimensi spesimen geser tekan ... 24

Gambar 3.6. Diagram alir metode penelitian ... 25

Gambar 4.1. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap densitas komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi ... 26

Gambar 4.2. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap nilai MOR komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi. ... 27

Gambar 4.3. Pengaruh tekanan pengepresan terhadap nilai MOE komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi. ... 29

Gambar 4.4. Pengamatan Foto SEM (a.) variasi tekanan pengepresan 0,79 MPa; (b.) variasi tekanan pengepresan 1,97 MPa ... 30

(11)

commit to user

xi DAFTAR LAMPIRAN

Perhitungan Tekanan Pengepresan

Perhitungan T-1 (Tekanan Pengepresan 2000 kgf) Perhitungan T-2 (Tekanan Pengepresan 3000 kgf) Perhitungan T-3 (Tekanan Pengepresan 4000 kgf) Perhitungan T-4 (Tekanan Pengepresan 5000 kgf)

Tabel Hasil Pengukuran Variasi Tekanan Pengepresan

Tabel 1. Pengukuran Densitas Spesimen Komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi.

Tabel 2. Nilai Rata - Rata Densitas Spesimen Komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi.

Tabel 3. Perhitungan MOR Spesimen Bending Komposit Limbah Kertas

HVS - Sekam Padi.

Tabel 4. Nilai Rata - Rata MOR Spesimen Bending Komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi.

Tabel 5. Perhitungan MOE Spesimen Bending Komposit Limbah Kertas

HVS - Sekam Padi.

Tabel 6. Nilai Rata - Rata MOE Spesimen Bending Komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi.

Tabel 7. Perhitungan Spesimen Geser Tekan Komposit Limbah Kertas

HVS - Sekam Padi.

Tabel 8. Nilai Rata - Rata Spesimen Geser Tekan Komposit Limbah Kertas HVS - Sekam Padi.

ANSI A208.1-1999 (Particleboard)

(12)