PEMBUATAN DAN UJI SIFAT MEKANIK KOMPOSIT HYBRID P O L I P R O P I L E N A D A U R U L A N G B E R P E N G U AT
SERBUK BATANG DAN SERAT SABUT KELAPA
Oleh:
Berkat Waruwu NIM 409540001 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala berkat dan rahmatNya kepada penulis sehingga penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik sesuai waktu yang telah direncanakan.
Skripsi berjudul “Pembuatan dan Uji Sifat Mekanik Komposit Hybrid
Polipropilena Daur Ulang Berpenguat Serbuk Batang dan Serat Sabut Kelapa”,
disusun untuk memperoleh gelar sarjana sains, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNIMED.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini mulai dari pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan sampai penyusunan skripsi antara lain Bapak Drs. Usler Simarmata, M.S selaku dosen pembimbing skripsi serta Bapak Motlan , M.Sc, Ph.D selaku dosen penguji I, Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si selaku dosen penguji II dan Ibu Mariati E Doloksaribu, M.Si selaku dosen penguji III. Disamping itu penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Bapak Drs. Khairul Amdani, M.Si selaku dosen Pembimbing Akademik yang selama ini telah memberikan bimbingan dan saran dalam perkuliahan. Kepada Ibu Dr. Derlina, M.Si selaku Ketua Jurusan Fisika dan Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si selaku Ketua Program Studi Fisika FMIPA UNIMED serta seluruh staf pegawai jurusan Fisika FMIPA UNIMED. Ucapan terimakasih kepada Bapak Dr. Yugia Muis, M.Si yang telah memberikan izin penelitian di Laboratorium Kimia Polimer dalam pembuatan sampel dan kepada Bapak Edi Suratno yang telah memberikan bimbingan maupun saran kepada peneliti sehingga penelitian skripsi ini dapat berjalan dengan baik dan lancar selama melakukan penelitian di Laboratorium Kimia Polimer USU.
teman-teman satu kos dan kepada adik kelas saya Imron, Emiliani, Fandi Hulu, Nitha Gustyana Gulo, yang telah memberi dukungan dalam menyesesaikan skrispi ini.
Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada saudara seperjuangan Fisika non dik 2009, Andreas Purba, Vikar Mendrofa, Envil Harefa, Remi Napitupulu, Veryon Harahap, Phipson Munthe, Rantonius, Yohana, Greta serta teman-teman Fisika Nondik ’09 yang telah memberikan semangat kepada penulis dan teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan pembuatan komposit polimer.
Medan, Agustus 2014 Penulis
DAFTAR ISI
2.2. Defenisi dan Klasifikasi Material Komposit 7
2.2.1. Defenisi Komposit 7
2.2.2. Klasifikasi Komposit 7
2.2.3. Kegunaan Komposit 8
2.2.4. Kelebihan dan Kegunaan Bahan Komposit 9 2.2.4.1. Kelebihan Bahan Komposit 9 2.2.4.2. Kekurangan Bahan Komposit 11
2.2.5. Komposit Hybrid 11
2.3. Serat 12
2.3.1. Serat Sebagai Penguat 12
2.3.3 Serbuk Gergajian Batang Kelapa 14
2.4. Matriks 15
2.5. Plastik 16
2.5.1 Pengertian dan Penggunaan Polipropilena 17
2.5.2. Pengertian Polipropilena 17
2.5.3. Penggunaan Polipropilena 17
2.5.4. Perendaman 18
2.5.5. Larutan NaOH 18
2.6. Sifat-safat Mekanik 19
2.6.1. Pengujian Kekuatan Tarik 20
2.6.2. Pengujian Kekuatan Lentur 22
2.6.3. Pengujian Kekuatan Impak 23
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.4.1. Persiapan Pembuatan Serat Abu Kelapa 26 3.4.2. Perendaman Serat Sabut Kelapa 35 3.4.3. Pengeringan Serat Sabut Kelapa 36 3.4.4. Persiapan Pembuatan Serat Batang Kelapa 36 3.4.5. Pembuatan Polipropilena Daur Ulang 26
3.4.6. Pembuatan Komposit 28
3.4.7. Pembuatan Sampel 28
3.5. Prosedur Pengujian 29
3.5.2. Prosedur Pengujian Lentur 30
3.5.3. Prosedur Pengujian Impak 31
3.6. Diagram Penelitian 32
3.7. Analisis Data 33
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Mekanik
4.1.1. Kekuatan Tarik 34
4.1.2. Kekuatan Lentur 35
4.1.3. Kekuatan Impak 37
4.1.4. Diagram Hasil Penelitian Untuk masing-masing Sampel
Terhadap Uji Mekanik 39
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 42
5.2. Saran 42
DAFTAR PUSTAKA 43
LAMPIRAN 45
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Karakteristik Kelapa 14
Tabel 2.2. Sifat Kimia dan Komposisi Serbuk Penggergajian Batang
Kelapa 15
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Komposit Hybrid 11
Gambar 2.2. Serat Sabut Kelapa 14
Gambar 2.3. Serbuk Gergaji Batang Kelapa 15 Gambar 2.4 Kurva Tegangan Regangan 16 Gambar 2.5. Alat Pengujian Tarik dan Lentur 23 Gambar 2.6. Alat Pengujian Impak 24 Gambar 3.1 Bentuk Sampel Pengujian Kekuatan Tarik. 29 Gambar 3.2 Bentuk Sampel Pengujian Lentur 29 Gambar 3.3 Alat Pengujian Tarik dan Lentur 30
Gambar 3.4 Gambar Diagram Alir 32
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Tipe Sampel Dengan Kekuatan
Lentur 35
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Tipe Sampel Dengan Kekuatan
Impak 36
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Tipe Sampel Dengan Kekuatan
Tarik 38
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 : Perhitungan pengujian 44 Lampiran 2 : Dokumentasi Penelitian 49 Lampiran 3 : Surat izin penelitian 51 Lampiran 4 : surat balasan tempat penelitian 52
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kemajuan teknologi belakangan ini sangat begitu pesat, baik di Negara-negara maju maupun di Negara-Negara-negara berkembang. Dimana banyak sekarang industry berkembang dengan teknologi yang bergerak di bidang konstruksi maka dituntut bahan-bahan kontruksi yang berkualitas. Untuk berbagai upaya dan penelitian dilakukan dengan maksud untuk memperoleh bahan yang kuat dan efisien. Dalam industry sekarang telah diperoleh bahan-bahan konstruksi dari material komposit (Oktaviani, 2012)
Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen, dimana sifat mekanik dari masing-masing material pembentuknya berbeda (widodo,208). Adapun kegunaan bahan-bahan komposit dalam kehidupan sehari-hari tampak dalam berbagai aplikasi antara lain Auto mobile, untuk komponen mesin, komponen kereta, dalam olahraga dan rekreasi, untuk sepeda, stick golf, raket tenis, sepatu olahraga, dalam industry pertahana untuk komponen jet tempur, peluru, komponen kapal selam, dalam industry pembinaan untuk jembatan, terowongan, rumah, dalam kesehatan untuk kaki palsu, sambungan sendi pada punggung dan masih banyak kegunaan yang lain.
Sabut kelapa merupakan hasil samping, dan merupakan bagian yang terbesar dari buah kelapa, yaitu sekitar 35 persen dari bobot buah kelapa. Dengan demikian, apabila secara rata-rata produksi buah kelapa pertahun adalah sebesar 5,6 juta ton, maka berarti terdapat sekitar 1,7 juta ton sabut kelapa yang dihasilkan. Potensi produksi sabut kelapa yang sedemikian besar belum dimanfaatkan sepenuhnya untuk kegiatan produktif yang dapat meningkatkan nilai tambahnya.
Serat sabut kelapa, atau dalam perdagangan dunia dikenal sebagai Coco
Fiber, Coir Fiber, Coir Mats dan Rugs, merupakan produk hasil pengolahan sabut
kelapa. Secara tradisioanl serat sabut kelapa hanya dimanfaatkan untuk bahan pembuat sapu, keset, tali dan alat-alat rumah tangga lain. Perkembangan teknologi, sifat fisika-kimia serat, dan kesadaran konsumen untuk kembali ke bahan alami, membuat serat sabut kelapa dimanfaatkan menjadi bahan baku industri karpet, jok dan dashboard kendaraan dll ( Milawirna.,2012)
Seiring dengan perkembangan teknologi, kebutuhan akan plastic terus meningkat. Menurut (Hartono, 1998)komposisi sampah atau limbah plastik yang dibuang oleh setiap rumah tangga adalah 9,3 % dari total sampah rumah tangga. jabotabek rata rata setiap pabrik menghasilkan satu ton limbah plastik setiap minggunya. jumlah tersebut akan terus bertambah, di sebabkan sifat sifat yang di miliki plastik, antara lain tidak dapat membusuk, tidak terurai secara alami, tidak dapat menyerap air maupun tidak dapat berkarat, dan pada akhirnya masalah bagi lingkungan.
pembuatan, dapat diaplikasikan untuk berbagai keperluan, serta bersifat dapat di daur ulang (recycleable).
Penelitian sebelumnya mengenai “Pengujian Sifat Mekanik Komposit
Polietilena dengan filler sabut kelapa” oleh Apriani Sijabat(2010). Hasil yang
diperoleh untuk uji tarik pada komposit polietilena dengan filler serat sabut kelapa yang memiliki fraksi selama 40 menit diperoleh tegangan maksimum sebesar 10,2 Mpa, dan pada pengujian lentur pada vasiasi waktu cetak tekan panas selama 60 menit diperoleh kekuatan lentur maksimum sebesar (UFS=13,12) MPa.dari penelitian ini diperoleh bahwa waktu cetak tekan panas selama 40 menit memiliki kuat tarik yang maksimal pada komposit polietilena.
Dari hasil penelitian Romels, Dkk(2011) dalam pengujian sifat mekanik komposit hybrid polyester berpenguat serbuk batang dan serat sabut kelapa, diperoleh bahwa variasi fraksi volume serbuk batang kelapa dan serat sabut kelapa pada resin polyester berpengaruh pada kekuatan tarik dan ketangguhan komposit dengan nilai maksimum pada fraksi volum (30:10) yaitu komposisi hybrid fraksi volum 30% serat dan 10%serbuk didapatkan nilai kekuatan tarik rata-rata pada 97,356 N/mm kuadrat dan harga modulus elastisitas pada fraksi volum 10% serat dan 30% serbuk rata-rata 880,357N/mm kuadrat. Pada Vf 30% serat dan 10% serbuk yaitu sebesar 0,068J/mm kuadrat, harga impak rata-rata sebesar 0,068J/mm kuadrat.
Berdasarkan uraian yang di atas maka peneliti tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul“Pembuatan dan Uji Sifat Mekanik Komposit Hybrid Polipropilena Daur Ulang Berpenguat Serbuk Batang dan Serat Sabut
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
1.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini diperoleh kesimpulan :
1. Papan komposit yang memiliki kekuatan tarik maksimum (σmaks)
terdapat pada variasi (20:0:80)% yaitu sebesar 18,994 MPa. Papan komposit yang memiliki kekuatan tarik (σmaks) yang minimum terdapat
pada variasi (0:20:80) % yaitu sebesar 6,925 MPa.
2. Papan komposit yang memiliki Kekuatan Lentur (UFSmaks) terbesar
adalah papan komposit pada perbandingan fraksi massa (10:10:80) sebesar 18,218 MPa. Papan komposit yang memiliki Kekuatan Lentur minimum(UFSmin) terdapat pada komposisi fraksi massa (15:5:80)%
yaitu sebesar10,226 MPa.
3. Papan komposit yang memiliki kekuatan Impak terbesar adalah papan komposit yang perbandingan fraksi massanya (10:10:80)yaitu sebesar 4197,5 J/mm2. Papan komposit yang memiliki kekuatan Impak minimum terdapt pada fraksi massa (5:15:80) 1991,6 J/mm2.
4. Dari penelitian yang telah dilakukan uji tarik dan uji lentur tidak efektif untuk polimer.
1.2 Saran
1. Perlu menambahkan senyawa penghubung ( bahan adiktif ) untuk meningkatkan interaksi antara serat sabutkelapa dan serbuk batang kelapa dengan polipropilena.
2. Memperhatikan lagi besar ukuran serat yang akan dimasukkan ke dalam ekstruder.
