MUHAMMAD IQBAL PRATAMA

SKRIPSI

PENGARUH WAKTU HOLDING POST CURING SELAMA 10,

20, DAN 30 MENIT TERHADAP HASIL PENGUJIAN

BENDING DAN STRUKTUR MIKRO KOMPOSIT SEKAM

PADI DENGAN MATRIKS UREA FORMALDEHYDE 16%

MUHAMMAD IQBAL PRATAMA 03051281419084

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2018

▸ Baca selengkapnya: hasil karya muhammad iqbal

SKRIPSI

PENGARUH WAKTU HOLDING POST CURING SELAMA 10,

20, DAN 30 MENIT TERHADAP HASIL PENGUJIAN

BENDING DAN STRUKTUR MIKRO KOMPOSIT SEKAM

PADI DENGAN MATRIKS UREA FORMALDEHYDE 16%

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Sarjana Teknik Mesin Pada Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

OLEH:

MUHAMMAD IQBAL PRATAMA 03051281419084

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2018

xiii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadiran Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat dan karunia-Nya, Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Skripsi ini berjudul “Pengaruh Waktu Holding Post Curing Selama 10, 20, Dan 30 Menit Terhadap Hasil Pengujian Bending Dan Struktur Mikro Komposit Sekam Padi Dengan Matriks Urea Formaldehyde 16% ”.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya. Dalam penyusunan Skripsi ini tentunya penulis tidak bekerja sendiri, akan tetapi mendapat bantuan serta dukungan dari orang-orang, secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Tuhan Yang Maha Esa, karena rahmat, anugrah ilmu, kesempatan dan kesehatan dari-Nya, sehingga dapat diselesaikan Skripsi ini.

2. Orang tua dan keluarga penulis yang selalu mendukung baik dalam hal materi maupun doa.

3. Bapak Agung Mataram, S.T, M.T, Ph.D, selaku dosen pembimbing Skripsi yang telah membimbing, mengarahkan dan membantu penulis selama proses penyelesaian Skripsi ini.

4. Bapak Irsyadi Yani, S.T, M.Eng, Ph.D, selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijaya.

5. Bapak Amir Arifin, S.T, M.Eng, Ph.D, selaku sekretariat Jurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijaya.

6. Bapak Qomarul Hadi, S.T, M.T, yang merupakan dosen pembimbing akademik selama penulsi menjalai perkuliahan.

7. Dosen-dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijaya dan staf pengajar yang telah membekali saya dengan ilmu yang berguna sebelum menyusun Skripsi ini.

xiv

8. Staf karyawan PT. Sumatera Prima Fiber Board Pak Beno Antias, Pak Budi Irawan, Pak Ronald Immanuel, Pak Ricky Besi yang telah banyak membantu dalam proses pembuatan spesimen.

9. Semua teman Angkatan 2014 Teknik Mesin, Renaldo, Rio Apriansyah, Hidayatullah, Agra Julio, Tareqh Alam, Samuel Christian, Wahyu Agoes William, Ade Setiawan, Adrian Indrajaya, Jalil Islahuddin, Dedi Stiawan, Ardiansyah, Nur Akbar serta teman-teman yang lain.

10. Tim Skripsi seperjuangan, M. Renaldo, Bayu Apriyadi dan M Beri Priantino.

11. Teman teman bimbingan pak Agung Wahyu Agoes Wiliam, Ade Setiawan, M Beri Periantino, Bayu Apriyadi, Apriyadi, M Nico Yuganugraha Z dan Estu Pujiono.

12. Para kakak tingkat, adik tingkat dan administrasi Teknik Mesin serta pihak terkait lainnya yang membantu menyelesaikan Skripsi ini.

Penulis meyadari bahwa Skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar penelitian ini menjadi lebih baik. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan semua pihak yang berkepentingan.

Indralaya, Juli 2018 Penulis

Muhammad Iqbal Pratama NIM.03051281419084

xv

RINGKASAN

PENGARUH WAKTU HOLDING POST CURING SELAMA 10, 20, DAN 30 MENIT TERHADAP HASIL PENGUJIAN BENDING DAN STRUKTUR MIKRO KOMPOSIT SEKAM PADI DENGAN MATRIKS UREA FORMALDEHYDE 16%

Karya tulis ilmiah berupa Skripsi, Juli 2018

Muhammad Iqbal Pratama: di bimbing oleh Agung Mataram, S.T, M.T, Ph,D

The effect of holding time post curing 10, 20, And 30 Minute to bending test result and microstructure rice husk composite material using urea formaldehyde adhesive 16%

xxiii + 39 halaman, 6 tabel, 14 gambar, 5 lampiran

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui densitas dan kekuatan bending material komposit sekam padi dengan matriks urea formaldehyde. Pembuatan

papan komposit menggunakan bahan baku sekam padi dengan ukuran ± 20-30

mm, kerapatan sekam padi 0,45 g/cm3, kadar sekam padi sebanyak 675 gr dan penambahan perekat urea formaldehyde dengan perekat 16%. Papan partikel komposit kemudian dikempa dengan suhu 140 ℃ dan tekanan 27 kgf/cm2 selama 10 menit kemudian di post curring dengan suhu 60 ℃ selama 10 menit, 20 menit dan 30 menit dan pengkondisian selama 7 hari. Papan partikel yang dihasilkan kemudian di uji densitas dan pengujian bending. Menurut standar JIS A 5908 : 2003. Dari hasil penelitian sifat fisik yang memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 yaitu densitas dengan nilai 0,402 g/cm3 sampai 0,540 g/cm3. Akan tetapi, sifat mekanik papan komposit tidak memenuhi standar JIS A5908 : 2003 yaitu modulus elastisitas dengan nilai 254,93 kg/cm2 sampai 3008,17 kg/cm2 dan tegangan lentur dengan nilai 3,976 kg/cm2 sampai 24,881 kg/cm2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan komposit dari sekam padi dapat digunakan sebagai bahan baku papan partikel yang ringan.

Kata kunci : sekam padi, urea formaldehyde, pengujian densitas, bending, scanning electron microscope

xvii

SUMMARY

THE EFFECT OF HOLDING TIME POS CURING 10, 20, AND 30 MINUTE TO BENDING TEST RESULT AND MICROSTRUCTURE RICE HUSK COMPOSITE MATERIAL USING UREA FORMALDEHYDE ADHESIVE 16%

Karya tulis ilmiah berupa Skripsi, Juli 2018

Muhammad Iqbal Pratama: supervised by Agung Mataram, S.T, M.T, Ph,D

Pengaruh waktu holding post curing selama 10, 20, dan 30 menit terhadap hasil pengujian bending dan struktur mikro komposit sekam padi dengan matriks urea formaldehyde 16%.

xxiii + 39 pages, 6 tables, 14 picture, 5 appendixes

This research was conducted to find out the density, and bending strength of composite material rice husk-urea formaldehyde. Manufacture of composite boards using rice husk material with a size of 20-30 mm, the density of the rice husk 0.45 g/cm3, the levels of rice husk as much as 675 grams and the addition of urea formaldehyde adhesive with adhesive 16%. Composite particle board then felted with 140 ℃ temperature and pressure of 27 kgf/cm2 for 10 minutes then at 60 ℃ temperature post curring during 10 minutes, 20 minutes and 30 minutes and conditioning for 7 days. Particle board resulting in the density test and bending strength test according to JIS A 5908:2003 stanadard. From the results of the research of physical properties which meet the standards of JIS A 5908:2003 with the highest density i.e. 0.402 g/cm3 to 0.540 g/cm3. However, the mechanical properties of composite boards do not meet the standards of JIS A5908:2003 i.e. modulus of elasticity 254.93 kg/cm2 value up to 3008.17 kg/cm2 and bending stress 3.976 kg/cm2 value up to 24.881 kg/cm2. The results showed that the composite boards from rice husk can be used as raw material for a light particle board.

Keyword : rice husk, urea formaldehyde, density testing, bending test, Scanning electron microscope

xix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ... v

HALAMAN PENGESAHAN AGENDA ... vii

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... ix

HALAMAN PERSETUJUAN INTEGRITAS ... xi

KATA PENGANTAR ... xiii

RINGKASAN ... xv

SUMMARY ... xvii

DAFTAR ISI ... xix

DAFTAR GAMBAR ... xxi

DAFTAR TABEL ... xxiii

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Tujuan Penelitian ... 3 1.5 Manfaat Penelitian ... 3 1.6 Metode Penelitian ... 3 1.7 Sistematika Penulisan ... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1 Definisi Papan Komposit ... 7

2.2 Ikatan Komposit ... 10

2.3 Klasifikasi Komposit ... 10

2.3.1 Serat (Filler) ... 11

2.3.2 Resin (Matriks) ... 11

2.4 Persiapan Bahan Komposit ... 13

2.4.1 Reinforcement Sekam Padi ... 13

xx

2.4.3 Katalis ... 16

2.5 Post Curring ... 16

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN... 19

3.1 Diagram Alir Penelitian ... 19

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian ... 20

3.3 Alat dan Bahan ... 20

3.4 Pembuatan Spesimen ... 21 3.4.1 Persiapan Bahan ... 21 3.4.2 Pencampuran Bahan ... 21 3.4.3 Pembuatan Lembaran ... 21 3.4.4 Pengempaan ... 22 3.4.5 Pengkondisian ... 22

3.4.6 Pemotongan Contoh Uji ... 22

3.4.7 Pengeringan ... 23

3.5 Pengujian Papan Partikel ... 23

3.5.1 Pengujian Kerapatan (density) ... 23

3.5.2 Pengujian Bending ... 24

3.5.3 Pengamatan SEM ... 25

3.6 Analisis dan Pengolahan Data ... 27

3.7 Hasil Yang Diharapkan ... 27

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN... 29

4.1 Kerapatan ... 29

4.2 Pengujian Bending ... 31

4.3 Hasil pengamatan SEM ... 33

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 37

5.1 Kesimpulan ... 37

5.2 Saran ... 37

DAFTAR RUJUKAN ... i

xxi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Klasifikasi wood composite board berdasarkan ukuran partikel,

densitas dan tipe prosesnya... 8

Gambar 2.2 Ikatan pada komposit ... 10

Gambar 2.3 Sekam padi ... 13

Gambar 2.4 Urea formaldehyde ... 15

Gambar 2.5 Katalis ... 16

Gambar 3.1 Diagram alir ... 19

Gambar 3.2 Skema cetakan ... 23

Gambar 3.3 Skema pengujian Bending ... 25

Gambar 3.4 Alat pengamatan Scanning Electron Microscope (SEM) ... 26

Gambar 4.1 Kerapatan papan partikel ... 30

Gambar 4.2 Tegangan Lentur Bending ... 32

Gambar 4.3 Modulus Elastisitas ... 33

Gambar 4.4 SEM papan komposit post curing 10 menit ... 34

xxiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi komposit ... 9

Tabel 2.2 Kandungan serat Sekam Padi (% berat) ... 14

Tabel 2.3 Sifat fisik dan mekanik urea formaldehyde ... 15

Tabel 3.1 Uraian kegiatan selama pelaksanaan pengumpulan data ... 20

Tabel 4.1 Hasil Uji Density Komposit ... 29

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sekam padi merupakan limbah yang melimpah di negara Indonesia. Sekam padi adalah kulit dari butiran padi, yang merupakan sisa dari proses penggilingan padi. 20 % dari berat butir padi merupakan sekam padi (Harini and Susilowati, 2017). Sekam padi memiliki beberapa keunggulan seperti tidak mudah terbakar, kemampuan menahan kelembaban, tidak berbau, dan tidak mudah berjamur. Melihat potensi yang besar dari pemanfaatan limbah sekam padi ini maka dibuat material komposit dengan bahan dasar sekam padi.

Perekat urea formaldehyde (UF) adalah resin yang terbuat dari urea dan formalin. Pemilihan urea formaldehyde sebagai matriks karena urea

formaldehyde lebih murah dan lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan

matriks sintesis lain nya seperti PVC, polyurethane, maupun honeycomb (Muslim, 2012). Urea formaldehyde adalah hasil dari reaksi polimer kondensasi dari formaldehyde dengann urea (Sari et al., 2011).

Lastri melakukan penelitian sifat fisik mekanik papan partikel jerami padi. Penelitian yang dilakukan Lastri menggunakan kerapatan sebesar 450 gr, 540 gr, 640 gr dengan kadar perekat 12%, 14%, 16% lalu peneliti menggunakan metode hot press dalam proses pencetakan papan partikel. Dari hasil penelitian didapatkan nilai kerapatan yang sudah mencapai standar tetapi untuk pengujian fisik dan mekanik belum memenuhi standar JIS A 5908 : 2003(Gultom et al., 2008).

Muslim melakukan penelitian pengaruh berat sekam padi terhadap densitas, kekuatan bending dan kekuatan tarik komposit sekam padi dengan resin urea formaldehyde. Pada prosedur pembuatan komposit peneliti melakukan post curing selama 10 menit dengan temperatur 60°C (Muslim, 2012).

2

Universitas Sriwijaya

Dalam penelitian ini digunakan sekam padi tujuannya untuk meningkatkan fungsi guna dari limbah ini. Jenis glue yang digunakan adalah resin urea formaldehyde yang merupakan salah satu resin termoset yang mudah diperoleh dan digunakan masyarakat umum maupun industri skala kecil maupun besar. Berdasarkan uraian diatas maka penelitian dikembangkan untuk mengetahui peningkatan sifat mekanis papan komposit sekam padi dengan perekat urea formaldehyde.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana pengaruh waktu holding post curing terhadap nilai kerapatan dan kekuatan bending komposit sekam padi-urea formaldehyde serta bagaimana karakteristik material pada pengamatan scanning electron

microscope.

1.3 Batasan Masalah

Untuk menentukan arah penelitian yang lebih baik maka ditentukan batasan masalah sebagai berikut :

1. Selama proses pencampuran, distribusi sekam padi, urea

formaldehyde dan katalis yang digunakan dalam pembuatan bahan

komposit ini diasumsikan homogen.

2. Selama proses hot pressing, distribusi gaya-gaya tekan dan panas yang mengenai permukaan bidang press diasumsikan merata.

3

Universitas Sriwijaya 1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan utama yang hendak dicapai dalam penelitian ini, adalah :

1. Mengetahui pengaruh dari variasi waktu post curing terhadap kekuatan bending particleboard sekam padi.

2. Mengetahui struktur pada spesimen pengujian sifat mekanik dengan foto Scanning Electron Microscope (SEM)

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini, adalah :

1. Dapat memaksimalkan pemanfaatan limbah pertanian sebagai material komposit.

2. Memberikan kontribusi bagi industri manufaktur dan kontruksi dalam pembuatan material komposit.

3. Membuat suatu produk material komposit yang murah dan kuat dalam penggunaannya.

1.6 Metode Penelitian

Penulis menggunkan beberapa sumber yang digunakan dalam proses pembuatan skirpsi ini yaitu.

1. Literatur

Mempelajari dan mengambil data dari berbagai literatur, jurnal, referensi, dan media elektronik

4

Universitas Sriwijaya

Metode ini digunakan untuk mempelajari data-data dilapangan seperti menguji dan mengambil data di Laboraturium PT Sumatera Prima Fiberboard.

1.7 Sistematika Penulisan

Pada penulisan skripsi ini, sistematik penulisan terdiri dari bab-bab yang berkaitan satu sama lain dimana tiap babnya terdapat uraian dan gambaran yang mencakup pembahasan skripsi ini secara keseluruhan. Adapun bab-bab tersebut meliputi :

BAB 1 PENDAHULUAN

Merupakan pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metode penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Membahas tentang teori dasar yang melandasi pembahasan skripsi dan data yang akan mendukung dalam melakukan penelitian berdasarkan literatur.

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

Membahas tentang diagram alir, literatur, alat dan bahan yang digunakan, dan metode penelitian

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab yang terdiri dari data hasil yang didapat selama penelitian.

5

Universitas Sriwijaya Bab yang mencakup kesimpulan dan saran secara umum merupakan rangkuman dari hasil penelitian yang dilakukan.

39

Universitas Sriwijaya

DAFTAR RUJUKAN

Anang, S. et al. (2017) ‘Institut Teknologi Nasional Malang’, Peran Abu

Sekam Padi Pada Komposit Polimer Jenis Pet, 8, p. 10.

Ardiati, M. (2013) Sintesis dan Karakterisasi Komposit Polyester Serat Daun

Lontar Dengan Penambahan Variasi Konsentrasi Kalium Permanganat. Universitas Airlangga.

Awal Hamsa, L. J. (2016) ‘Universitas Halu Oleo Kendari’, Analisa Redaman

Suara Komposit Resin Polyester Yang Berpenguat Serbuk Kayu Jati,

(April), pp. 1–8.

Fajarwati, R. et al. (2009) ‘DENGAN JENIS PEREKAT UREA FORMALDEHYDE DAN ROSLITA FAJARWATI’.

Fauziah et al. (2014) ‘Analisis Sifat Fisik dan Mekanik Papan Partikel Berbahan Dasar Sekam Padi’, IV(2), pp. 60–63.

Gibson, R. F. (1994) PRINCIPLES OF COMPOSITE MATERIAL

MECHANICS. Edited by J. C. John and C. Eleanor.

Gultom, L. A. et al. (2008) ‘SIFAT FISIK MEKANIK PAPAN PARTIKEL JERAMI PADI Mechanical and physical properties of particleboard rice straw Lastri Anita Gultom, Dirhamsyah, Dina Setyawati’.

Harini and Susilowati, S. E. (2017) ‘Universitas 17 Agustus 1945’, Pengaruh

Kekuatan Bending Dan Tarik Bahan Komposit Berpenguat Sekam Padi Dengan Matrik Urea Formaldehide, 1, p. 6.

JIS (2003) ‘Japanese Industrial Standard’, in JIS A 5908: Particleboards, p. 28. Muslim, M. K. (2012) ‘Universitas Sebelas Maret’, Pengaruh Fraksi Berat

Sekam Padi Terhadap Densitas , Kekuatan Bending Dan Kekutan Tarik Bahan Komposit Sekam Padi- Urea Formaldehyde, p. 45.

Nurhidayat, A. and Wijoyo (2014) ‘Universitas Surakarta’, Pengaruh Fraksi

Volume Serat Cantula Terhadap Ketangguhan Impak Komposit Cantula-HDPE Daur Ulang Sebagai Bahan Core Lantai Ramah Lingkungan, p. 8.

40

Universitas Sriwijaya

HAMBATAN PANAS KOMPOSIT SEMEN-SERBUK AREN’.

Pizzi, A. (1983) ‘Wood Adhesives, Chemistry of Technology . National Timber Research Institute Council for Scientific and Industrial Research. Pretoria South Africa.’, (1).

Putro Nugroho, A. T. (2011) ‘Universitas Sebelas Maret Surakarta’, Pengaruh

Tebal Skin Dan Core Terhadap Kekuatan Bending Komposit Sanwich Serat Rami - Polyester Dengan Core Sekam Padi - Urea Formaldehyde,

p. 62.

Roslita, F. (2009) Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Jerami Dengan Jenis

Perekat Urea Formaldehyde dan Isocyanate. Institut Pertanian Bogor.

Sari, N. H. et al. (2011) ‘Ketahanan Bending Komposit Hybrid Serat Batang Kelapa / Serat Gelas Dengan Matrik Urea Formaldehyde’, 5(1), pp. 91– 97.

Suchsland, O. and Woodson, G. E. (1986) Fiberboard Manufacturing

Practices in the United States.

Suwanto, B. (2010) ‘Pengaruh Temperatur Post - Curing Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Epoksi Resin Yang Diperkuat Woven Serat Pisang’,

Chemical Engineering, 160(8), p. 2010. Available at:

https://s3.eu-

central-1.amazonaws.com/barbarabonte/fde51a5d0f3756d8e144034704f79cb3. pdf.