PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT TIP BLOK TERBUAT DARI SISA POTONGAN KAYU SEMBARANG DAN
TRIPLEKS SEBAGAI PENGAPIT DENGAN MENGGUNAKAN PEREKAT RESIN EPOKSI DAN FOX
TESIS
OLEH :
117026006
MINAR AMBARITA
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT TIP BLOK TERBUAT DARI SISA POTONGAN KAYU SEMBARANG DAN
TRIPLEKS SEBAGAI PENGAPIT DENGAN MENGGUNAKAN PEREKAT RESIN EPOKSI DAN FOX
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh gelar
Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika
Pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA
Universitas Sumatera Utara
OLEH :
117026006
MINAR AMBARITA
PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
PENGESAHAN TESIS
Judul : Pembuatan Dan Karakterisasi Komposit Tip Blok Terbuat Dari Sisa Potongan Kayu Sembarang Dan Tripleks Sebagai Pengapit Dengan Menggunakan Resin Epoksi Dan Fox
Nama : Minar Ambarita
Nomor Induk Mahasiswa : 117026006 Program Studi : Magister Fisika
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Menyetujui : Komisi Pembimbing
Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS
Ketua Anggota
Prof. Dr. Eddy Marlianto, MSc, PhD
Ketua Program Studi Dekan
Dr. Nasruddin MN, M.Eng. Sc.
NIP .19550706 198102 1 002 NIP. 19631026 199103 1 001 Dr. Sutarman, M.Sc
PERNYATAAN ORISINALITAS
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT TIP BLOK TERBUAT DARI SISA POTONGAN KAYU SEMBARADAN
TRIPLEKS SEBAGAI PENGAPIT DENGAN MENGGUNAKAN PEREKAT RESIN EPOKSI DAN FOX
TESIS
Deangan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, Juni 2013
MINAR AMBARITA NIM. 117026006
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Minar Ambarita
NIM : 117026006
Program Stidi : Magister Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non – Ekslisif ( Non – Ekslusif Free Right ) atas Tesis yang berjudul :
Pembuatan Dan Karakterisasi Komposit Tip Blok Terbuat Dari Sisa Potongan Kayu Sembarang Dan Tripleks Sebagai Pengapit Dengan Menggunakan Perekat Resin Epoksi Dan Fox
Beserta perangkat yang ada ( jika diperlukan ). Dengan Hak Bebas Royalti Non – Ekslisif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalihkan media, memformat mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya ini tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini diperbuat dengan sebenarnya.
Medan, Juni 2013
MINAR AMBARITA NIM. 117026006
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Minar Ambarita
NIM : 117026006
Program Stidi : Magister Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non – Ekslisif ( Non – Ekslusif Free Right ) atas Tesis yang berjudul :
Pembuatan Dan Karakterisasi Komposit Tip Blok Terbuat Dari Sisa Potongan Kayu Sembarang Dan Tripleks Sebagai Pengapit Dengan Menggunakan Perekat Resin Epoksi Dan Fox
Beserta perangkat yang ada ( jika diperlukan ). Dengan Hak Bebas Royalti Non – Ekslisif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalihkan media, memformat mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya ini tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini diperbuat dengan sebenarnya.
Medan, Juni 2013
MINAR AMBARITA NIM. 117026006
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama lengkap berikut gelar : Minar Ambarita, S.Pd Tempat dan Tanggal Lahir : Hutabayu, 09 April 1968
Alamat Rumah : Jl. Ikan Suratin Gg Bersama No: 2 Binjai Telepon/Faks/HP : 0813 7673 7890
e- mail : minar_ambarita @yahoo.com
Instansi Tempat kerja : SMA Negeri 3 Binjai
Alamat Kantor : Jl. Padang Sidempuan No: 24 Binjai Telepon kantor : 061 ( 8822630 )
DATA PENDIDIKAN
SD : SD Inpres Hutabayu Pane Tamat 1981
SMP : SMP Swasta Yosua I Medan Tamat 1984 SMA : SMA Swasta R.K Deli Murni Diski Tamat 1987 D-III : D-III Kependidikan USU Medan Tamat 1990 Strata-1 : Fakultas PMIPA UNIMED Tamat 1998 Strata-2 : PSMF PPs FMIPA USU Tamat 2013
KATA PENGANTAR
Pertama – tama kami panjatkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rakhmad dan karunia-Nya sehingga Tesis ini dapat terselesaikan.
Denagn selesainya Tesis ini perkenankanlah kami mengucapkan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc ( CTM ), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister.
Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi Mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN, M.Eng. Sc. Sekretaris Program Studi Magister Fisika, Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS. beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Univwrsitas Sumatera Utara.
Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi – tingginya kami ucapkan kepada Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS. selaku Pembimbing Utama yang penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan motivasi, demikian juga kepada Prof. Dr. Eddy Marlianto, MSc, PhD selaku Pembimbing Lapangan yang penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami sehingga selesainya penelitian ini.
Kepada Ayahnda J. Ambarita, Alm. Dan Ibunda B. Br. Simarmata dan Suami tersayang Efendi Brahmana dan anak – anakku terkasih Yohanes Putra Brahmana, Rimna M Brahmana dan Rahel Brahmana. Terima kasih atas segala pengorbanan kalian baik berupa moril maupun materil, budi baik ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, Tuhan Yang Maha Pengasih lagi Penyayang.
MINAR AMBARITA NIM. 117026006
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT TIP BLOK TERBUAT DARI SISA POTONGAN KAYU SEMBARANG DAN
TRIPLEKS SEBAGAI PENGAPIT DENGAN MENGGUNAKAN PEREKAT RESIN EPOKSI DAN FOX
ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pengembangan pembuatan tip blok komposit
yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan kayu yang semakin meningkat dan untuk memanfaatkan limbah potongan – potongan kayu dan tripleks cacat. Bahan baku tip blok komposit yang berlignoselulosa ( potongan – potongan kayu dan tripleks cacat ). Pada penelitian ini telah dievaluasi sifat fisis dari bahan tersebut diantaranya uji fisis yang dilakukan meliputi : Kerapatan dan Daya Serap Air, sifat mekanis meliputi :Uji Kuat Lentur, Uji Kuat Tarik, Uji Kuat Tekan dan Uji Impak dengan perlakuan fraksi volume tripleks cacat, potongan – potongan kayu dan perekat bervariasi yaitu: 100%, 90%, 80%, 70% dan 60 % dengan menggunakan standar JIS A – 5908 – 2003 dan SNI 03 – 2105 – 2006. Dari hasil penelitian ditunjukkan bahwa nilai sifat fisis dan sifat mekanik tip blok yang dihasilkan memenuhi standar JIS A – 5908 – 2003 dan standar SNI 03 – 2105 – 2006. Secara keseluruhan perlakuan didapat untuk sampel uji dengan persentase 60% sudah memenuhi standar yang telah ditentukan.
Kata Kunci : Mengolah Limbah, Potongan Kayu, Perekat Kayu Fox, Resin Epoksi, Sifat Fisis, Sifat Mekanik, Tip Blok dan Tripleks Cacat.
MAKING AND CHARACTERIZATION OF COMPOSITE TIP BLOCKS
MADE OF ANY WOOD AND TRIPLEX AS ITS CLAMP BY USING EPOXY RESIN AND FOX
ABSTRACT
A study concerning the development of the making of composite tip blocks that aims to meet the increasing demand for wood and to utilize the pieces of wood waste and defective triplex. The raw material of composite tip blocks which is berlignoselulosa (wood pieces and defective triplex). This study has evaluated the physical propertise of these materials by performing physical test like Power Density and Water Absorption and mechanical test like: Modulus of Rupture Test, Tensile Strength Test, and Compressive Strength Test and Impact Test with treatment fraction of defective triplex volume, the wood pieces and adhesives varied as follows: 100%, 90%, 80%, 70% and 60% using standard JIS A - 5908-2003 and SNI 03-2105 - 2006. From the results of the study indicated that the value of physical and mechanical propertise of the resulting tip blocks meet JIS standard A - 5908 - 2003 and SNI standard 03-2105 - 2006. Overall the treatment obtained for 60% already meet the standards set.
Keywords: Waste Processing, Wood Pieces, Wood Fox Adhesive, Epoxy Resins, Physical and Mechanical Propertise, Tip Blocks and Defective Triplex.
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK i
ABSTRACT ii
DAFTAR ISI iii
DAFTAR TABEL v
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vii
BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 3 1.3 Pembatasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 Sifat Kayu 5
2.2 Serbuk Kayu 7
2.3 Tripleks 9
2.4 Komposit 9
2.4.1 Klasifikasi Bahan Komposit 10
2.5 Resin Epoksi 11
2.7 Papan Blok 15
2.8 Pengujian Sifat fisik Tip Blok 17
2.8.1 Pengujian Kerapatan 17
2.8.2 Pengujian Daya Serap air 17
2.9 Pengujian Sifat Mekanik Tip Blok 17 2.9.1 Pengujian Kuat Lentur 17
2.9.2 Pengujian Kuat Tarik 18
2.9.3 Pengujian Impak 19
2.9.4 Pengujian Kuat Tekan 20
2.10 Sifat Termal 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 21
3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian 21
3.2 Alat-Alat Dan Bahan Yang Digunakan 21
3.3 Variabel penelitian 21
3.4 Prosedur Penelitian 21
3.5 Diagram Alir Penelitian 23
3.6 Pengujian Komposit 24
3.6.1 Pengujian Kerapatan 24
3.6.2 Pengujian Daya Serap Air 24
3.6.3 Pengujian Kuat Lentur 24
3.6.4 Pengujian Kuat Tarik 25
3.6.5 Pengujian Kuat Tekan 26
3.6.6 Pengujian Impak 26
3.6.7 Pengujian Titik Nyala Dan Titik Bakar 27
4.2 Sifat Mekanik Tip Blok 31 4.2.1 Hasil Pengujian Kuat Lentur 31
4.2.2 Hasil Pengujian Kuat Tarik 33
4.2.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan 34
4.2.4 Hasil Pengujian Impak 35
4.3 Sifat Termal Tip Blok 36
4.4 Nilai Ekonomis 37
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 38
5.1 Kesimpulan 38
5.2 Saran 39
DAFTAR PUSTAKA 40
LAMPIRAN L-1
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
Judul Halaman
2.1 Produksi Kayu Gergajian dan Limbah Per Tahun
8
2.2 Karakterisasi Sifat JIS Papan Partikel
14
2.3 SNI (Standar Nasional Indonesia)
15
2.4 Komposisi Bahan
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
Judul Halaman
2.1 Rantai Selulosa 6
2.2 Limbah Potongan – Potongan Kayu Sembarang 8
2.3 Tripleks 9
2.4 Struktur Kimia Ideal Untuk Epoksi 12
2.5 Struktur Kimia Ideal Untuk Epoksi n = 1 13
2.6 Resin Epoksi Yang Siap Pakai 13
2.7 Tip Blok Yang Sudah Jadi 16
2.8 Universal Testing Machine (UTM) Alat Uji MOR 18
2.9 Alat Uji Kuat Impak 20
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
Diagram Alir Proses Pembuatan Tip Blok Sampel Uji Untuk Kuat Lentur
Sampel Uji Untuk Kuat Tarik Sampel Uji Untuk Kuat Tekan Sampel Uji Untuk Kuat Impak
23 25 25 26 27
3.6 Skema Kerja Alat Uji Nyala 28
4.1 Diagram Hubungan Kerapatan Dengan Sampel 29
4.2 Diagram Hubungan Daya Serap Air Dengan Sampel 30 4.3 Diagram Hubungan Kuat Lentur Dengan Sampel 32 4.4 Diagram Hubungan Kuat Tarik Dengan Sampel 33 4.5 Diagram Hubungan Kuat Tekan Dengan Sampel 34 4.6 Diagram Hubungan Kuat Impak Dengan Sampel 35
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran Judul Halaman
A Data Hasil Pengujian Kerapatan Untuk Resin Epoksi L -1 B Data Hasil Pengujian Daya Serap Air Untuk Resin Epoksi L -2 C Data Hasil Pengujian Kuat Lentur Untuk Resin Epoksi L -3 D Data Hasil Pengujian Kuat Tarik Untuk Resin Epoksi L -4 E Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Untuk Resin Epoksi L -5 F Data Hasil Pengujian Kuat Impak Untuk Resin Epoksi L -6
G Data Hasil Pengujian Kerapatan Untuk Fox L -7
H Data Hasil Pengujian Daya Serap Air Untuk Fox L -8 I Data Hasil Pengujian Kuat Lentur Untuk Fox L -9 J Data Hasil Pengujian Kuat Tarik Untuk Fox L -10 K Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Untuk Fox L -11 L Data Hasil Pengujian Kuat Impak Untuk Fox L -12
