KARAKTERISTIK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT TANDAN
KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN FRAKSI VOLUME SERAT
3%, 5% DAN 7%MENGGUNAKAN PERLAKUAN CURING
SKRIPSI
Untuk memenuhi persyaratan mencapaiDerajat sarjana S-1 Teknik Mesin
oleh :
Simon Adiwijaya Anugraha
135214004
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
i
KARAKTERISTIK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN FRAKSI
VOLUME SERAT 3%, 5% DAN 7% MENGGUNAKAN
PERLAKUAN CURING
Untuk memenuhi persyaratan mencapai
Derajat sarjana S-1 Teknik Mesin
oleh :
Simon Adiwijaya Anugraha
135214004
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
COMPOSITE CHARACTERISTICS OF DEFLATED FIBERS
PALM OIL PALM WITH FOLLOWING VOLUME FIBER
3%, 5% AND 7% USING CURING TREATMENT
To accomplish the requirement of reach
Bachelor degree of S-1 Mechanical Engineering
by :
Simon Adiwijaya Anugraha
135214004
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
KARAKTERISTIK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN FRAKSI
VOLUME SERAT 3%, 5% DAN 7% MENGGUNAKAN PERLAKUAN CURING
Dipersiapkan dan disusun oleh:
Nama : Simon Adiwijaya Anugraha
NIM : 135214004
Telah dipertahankan di hadapan Dewan Penguji Skripsi
Pada tanggal 19 Juli 2017
Susunan Dewan Penguji
Nama lengkap Tanda tangan
Ketua : Doddy Purwadianto, S.T., M.T. ...............................................
Sekretaris : Stefan Mardikus, S.T., M.T. ...............................................
Anggota : Budi Setyahandana, S.T., M.T. ...............................................
Skripsi ini telah diterima sebagai satu persyaratan
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin
Yogyakarta, 19 Juli 2017
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta
Dekan,
Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Simon Adiwijaya Anugraha
NIM : 135214004
Program Studi : Teknik Mesin
Fakultas : Sains dan Teknologi
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya
yang pernah digunakan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan
Tinggi, dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis
diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 19 Juli 2017
Simon Adiwijaya Anugraha
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata
DharmaYogyakarta:
Nama : Simon Adiwijaya Anugraha
NIM : 135214004
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :
KARAKTERISTIK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN FRAKSI
VOLUME SERAT 3%, 5% DAN 7% MENGGUNAKAN
PERLAKUAN CURING
Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta hak untuk menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain
untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan
royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 19 Juli 2017
Simon Adiwijaya Anugraha
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
ABSTRAK
Pada era modern ini perkembangan industri kelapa sawit kian maju dengan
pesat. Hal tersebut dikarenakan oleh permintaan akan produk-produk kelapa sawit yang semakin banyak. Akibat majunya industri kelapa sawit di Indonesia semakin banyak pula limbah-limbah yang dihasilkan, antara lain limbah serabut kelapa
sawit, lumpur kelapa sawit (sludge) dan tandan kosong kelapa sawit. Limbah tandan kosong kelapa sawit tersebut selama ini hanya dimanfaatkan sebagai
pengeras jalan, pupuk dan sisanya hanya dibuang atau menjadi sampah yang mengganggu masyarakat. Oleh karena itu, penulis tertarik untuk melakukan penelitian mengenai pengunaan serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS)
menjadi penguat (reinforcement) dan matrik (resin) polyester sebagai pengikatnya dalam campuran komposit serat.
Pada penelitian ini penulis menggunakan resin polyester yang diberikan penguat berupa serat tandan kosong kelapa sawit, dengan fraksi volume sebesar 3%, 5% dan 7% serta menggunakan proses curing. Untuk pengujiannya penulis
menggunakan pengujian tarik, bertujuan untuk dapat mengetahui pengaruh fraksi volume serat pada pengujian tarik.
Hasil penelitian ini didapatkan nilai rata-rata kekuatan tarik terbaik pada komposit berpenguat serat tandan kelapa sawit dengan fraksi volume serat tandan kosong kelapa sawit sebanyak 5%, yang memiliki nilai 33,00 MPa. Untuk nilai
rata-rata regangan terbaik terdapat pada komposit dengan fraksi volume serat tandan kosong kelapa sawit sebanyak 7%, yang memiliki nilai 1,98%. Sedangkan
Untuk nilai rata-rata modulus elastisitas terbaik terdapat pada komposit fraksi volume serat 0%, tanpa penguat atau hanya resin saja, yang memiliki nilai 27,05 MPa. Dari hasil tersebut, penggunaan serat tandan kosong kelapa sawit sebagai
bahan penguat komposit sudah mendapatkan hasil yang memuaskan.
Kata Kunci : Komposit, resin polyester, serat tandan kosong kelapa sawit, sifat-
sifat mekanik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRACT
In this modern era the development of the palm oil industry is increasing
rapidly. This is due to the increasing demand for oil palm products. As a result of the progress of the palm oil industry in Indonesia, more wastes are generated,
such as palm fiber, sludge and empty palm oil bunches. The waste of oil palm empty bunches has been used only as a road hardener, fertilizer and the rest just thrown away or become garbage that disturbs the community. Therefore, the
authors are interested in conducting research on the use of empty palm bunches (TKKS) fibers into reinforcement and polyester matrix (resin) as a binder in the
fiber composite mixture.
In this study the authors used a polyester resin which was given an amplifier in the form of empty bunches of palm oil bunches, with volume
fractions of 3%, 5% and 7% and using curing process. For testing the authors use tensile testing, aims to be able to determine the effect of fiber volume fraction on
tensile testing.
The results of this research revealed that the best value of tensile strength in composite of palm bunch fiber with volume fraction of 5% palm empty bunch
of palm fiber, which has value 33,00 MPa. For the best average strain rate is found on the composite with the volume fraction of the empty bunch fiber of palm
oil as much as 7%, which has a value of 1.98%. While for the average value of modulus of elasticity is best found in the composite fraction of fiber volume 0%, without reinforcement or only resin alone, which has a value of 27.05 MPa. From
these results, the use of oil palm empty bunch fibers as a composite reinforcement material has gained satisfactory results.
Keywords: Composite, polyester resin, oil palm empty bunch fiber, mechanical properties
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGATAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena
berkat rahmat dan perlindungan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini dengan baik dan tepat pada waktunya.
Skripsi ini penulis susun sebagai salah satu syarat bagi setiap mahasiswa
program studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta Untuk
Mendapatkan Gelar Sarjana S-1 Teknik Mesin.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Namun
penulis telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun skripsi ini dengan
baik.
Selama melakukan penelitian ini, penulis telah menerima banyak
masukan, perhatian dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada
kesempatan ini dengan penuh rasa hormat penulis menyampaikan terima kasih
kepada:
1. Sudi Mungkasi, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Budi Setyahandana, M.T., selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah
memberikan petunjuk, arahan dan saran selama penyusunan skripsi.
4. Raden Benedictus Dwiseno Wihadi S.T., M.Si., selaku Dosen Pembimbing
Akademik.
5. Yp.Eko Adi S dan Ch. Dyah W, selaku orang tua yang telah memberikan doa,
semangat, motivasi selama penyusunan skripsi dan membantu menyelesaikan
perkuliahan.
6. Yoshanta Epifani, selaku teman dekat yang selalu memberikan semangat,
dukungan dan bantuan dalam penulisan skripsi ini.
7. Greg. Estu N, Robertus Paska D dan Pascalis Firman A, selaku teman
sekelompok yang selalu memberikan masukan, bantuan yang luar biasa,
menyemangati dan menghibur penulis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
8. Para sahabat penulis lainnya yang selalu memberikan masukan, dukungan
dan menghibur penulis.
9. Seluruh teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang
memberikan doa, dukungan dan masukan kepada penulis.
10. Seluruh staff pengajar dan laboran Program Studi Teknik Mesin Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta yang telah memberikan bimbingan dan
memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
Harapan penulis semoga penulisan skripsi ini dapat menambah
pengetahuan bagi para pembaca. Untuk ke depannya dapat memperbaiki bentuk
maupun menambah isi skripsi ini agar menjadi lebih baik lagi.
Karena keterbatasan pengetahuan serta pengalaman penulis, penulis
menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempuran dan masih banyak
kekurangannya. Saran dan kritikan sangat diharapkan dari berbagai pihak untuk
kesempurnaan skripsi ini. Akhirnya penulis mengucapkan banyak terima kasih
dan meminta maaf bila ada kesalahan penulisan didalam laporan ini.
Yogyakarta, 19 Juli 2017
Simon Adiwijaya Anugraha
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................... i
TITTLE PAGE ............................................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iii
HALAMAN PENGEJAHAN ....................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ....................................................... v
LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ................... vi
ABSTRAK ...................................................................................................... vii
ABSTRACT ................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR .................................................................................. ix
DAFTAR ISI ................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR..................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xvii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xix
BAB I PENDAHULUAN.............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................ 3
1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................... 3
1.4 Manfaat Penelitian ....................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah .......................................................................... 4
BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ............................ 5
2.1 Dasar Teori................................................................................... 5
2.1.1 Pengertian Komposit ........................................................ 5
2.1.2 Komponen Bahan Komposit ............................................ 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
2.1.3 Pengelompokan Komposit ............................................... 8
2.1.4 Komposit Berpenguat Serat ............................................. 15
2.1.5 Matrik (Pengikat) ............................................................. 19
2.1.6 Bahan Tambahan .............................................................. 20
2.1.7 Aturan Pencampuran Komposit (Rules of Mixture ) ........ 22
2.1.8 Fraksi Volume .................................................................. 23
2.1.9 Presentasi Jumlah Serat ................................................... 23
2.1.10 Sifat Mekanik ................................................................... 25
2.1.11 Proses Curing ................................................................... 26
2.1.12 Uji Tarik ........................................................................... 28
2.2 Tinjauan Pustaka .......................................................................... 29
BAB III METODE PENELITIAN .............................................................. 31
3.1 Skema Penelitian.......................................................................... 31
3.2 Pembuatan Komposit dan Tempat penelitian .............................. 32
3.3 Penyiapan Benda Uji.................................................................... 32
3.3.1 Bahan Komposit ............................................................... 32
3.3.2 Cetakan dan Alat Bantu.................................................... 36
3.4 Proses Mencetak Komposit.......................................................... 41
3.4.1 Proses Mencetak Komposit Sebagai Benda Uji Tanpa
Serat TKKS ...................................................................... 41
3.4.2 Proses Mencetak Komposit Sebagai Benda Uji Dengan
Serat TKKS ...................................................................... 42
3.5 Bentuk dan Dimensi Benda Uji ..................................................... 49
3.5.1 Benda Uji Pada Pengujian Uji Tarik ................................... 49
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
3.6 Metode Pengujian ........................................................................... 50
3.6.1 Perlakuan Curing ................................................................. 50
3.6.2 Uji Tarik .............................................................................. 51
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................... 56
4.1 Hasil Pengujian .................................................................................... 56
4.1.1 Proses Pengolahan Hasil Pengujian Tarik ............................... 56
4.1.2 Hasil Pengujian Tarik Pada Semua Spesimen ......................... 57
4.1.3 Hasil Rata-rata Pengujian Kekuatan Tarik Komposit.............. 60
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 79
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 79
5.2 Saran ..................................................................................................... 80
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 81
LAMPIRAN....................................................................................................... 84
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Logam .......................................................................................... 7
Gambar 2.2 keramik......................................................................................... 7
Gambar 2.3 Polimer ......................................................................................... 7
Gambar 2.4 Bentuk Reinforcement Agent........................................................ 8
Gambar 2.5 Tiga Jenis Komposit Secara Umum ............................................. 8
Gambar 2.6 Jenis-jenis Penysunan Serat Dua Dimensi ................................... 11
Gambar 2.7 Tiga Jenis Komposit Berdasarkan Matriknya .............................. 12
Gambar 2.8 Contoh Keramik ........................................................................... 13
Gambar 2.9 Contoh Logam.............................................................................. 14
Gambar 2.10 Contoh Polimer .......................................................................... 15
Gambar 2.11 Sketsa Hasil Cetakan Dengan Berbagai Unsur Didalamnya .... 22
Gambar 2.12 (a)Terjadinya Crack Dan (b)Interface ....................................... 22
Gambar 2.13 Alat Uji Tarik Dan Grafik Hasil ................................................ 28
Gambar 3.1 Skema Alur Penelitian ................................................................. 31
Gambar 3.2 Serat TKKS Sebelum Dibersihkan Dan Diurai............................ 32
Gambar 3.3 Serat TKKS setelah diproses dan di timbang menjadi (a) 3%,
(b) 5%, dan (c) 7%. ......................................................................
33
Gambar 3.4 Resin Polyester............................................................................. 33
Gambar 3.5 Katalis Yang digunakan ............................................................... 34
Gambar 3.6 Bentuk NaOH............................................................................... 35
Gambar 3.7 Realese Agent Mirror Glaze......................................................... 35
Gambar 3.8 Cetakan Kaca ............................................................................... 36
Gambar 3.9 Gelas Ukur 1000ml ...................................................................... 36
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
Gambar 3.10 Suntikan 3ml .............................................................................. 37
Gambar 3.11 Gunting....................................................................................... 37
Gambar 3.12 Kuas............................................................................................ 38
Gambar 3.13 Kape (Sekrap Tangan)................................................................ 38
Gambar 3.14 Sarung Tangan ........................................................................... 38
Gambar 3.15 Timbangan Digital ..................................................................... 39
Gambar 3.16 Gerinda ....................................................................................... 39
Gambar 3.17 Amplas ....................................................................................... 40
Gambar 3.18 Sumpit Plastik ............................................................................ 40
Gambar 3.19 Bentuk Spesimen Menurut ASTM D638-14 Type III................ 50
Gambar 3.20 Oven Listrik ............................................................................... 51
Gambar 3.21 Mesin Uji Tarik tipe GOTECH KT-7010A2 TAIWAN,R.O .... 52
Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tarik Dan Rata-ratanya Bahan Resin
Polyester.......................................................................................
62
Gambar 4.2 Grafik Regangan Dan Rata-ratanya Bahan Resin Polyester........ 63
Gambar 4.3 Grafik Modulus Elastisitas Dan Rata-ratanya Bahan Resin
Polyester.......................................................................................
63
Gambar 4.4 Grafik Kekuatan Tarik Dan Rata-ratanya Fraksi Volume Serat
3% ................................................................................................
65
Gambar 4.5 Grafik Regangan Dan Rata-ratanya Fraksi Volume Serat 3%..... 65
Gambar 4.6 Grafik Modulus Elastisitas Dan Rata-ratanya Fraksi Volume
Serat 3% .......................................................................................
66
Gambar 4.7 Grafik Kekuatan Tarik Dan Rata-ratanya Fraksi Volume Serat
5% ................................................................................................
70
Gambar 4.8 Grafik Regangan Dan Rata-ratanya Fraksi Volume Serat 5%..... 70
Gambar 4.9 Grafik Modulus Elastisitas Dan Rata-ratanya Fraksi Volume
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Serat 5% ....................................................................................... 71
Gambar 4.10 Grafik Kekuatan Tarik Dan Rata-ratanya Fraksi Volume Serat
7% ..............................................................................................
74
Gambar 4.11 Grafik Regangan Dan Rata-ratanya Fraksi Volume Serat 7%... 74
Gambar 4.12 Grafik Modulus Elastisitas Dan Rata-ratanya Fraksi Volume
Serat 7% .....................................................................................
75
Gambar 4.13 Grafik Kekuatan Tarik Rata-Rata Dari Spesimen Resin,
Spesimen Berpenguat Serat TKKS dan Serat TKKS ................
76
Gambar 4.14 Grafik Regangan Rata-Rata Dari Spesimen Resin Dengan
Spesimen Berpenguat Serat TKKS ............................................
77
Gambar 4.15 Grafik Modulus Elastisitas Rata-Rata Bahan Resin dan Variasi
Komposit Berpenguat Serat TKKS............................................
77
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis-Jenis Penyusunan Komposit Serat ............................................ 11
Tabel 2.2 Sifat Resin Polyester dan Epoxy........................................................ 20
Tabel 3.1 Rata-rata diameter dan berat gulungan serat TKKS, Serta
rata-rata massa jenisnya ..................................................................... 43
Tebel 3.2 Ukuran spesimen menurut ASTM D638-14 ...................................... 50
Tabel 4.1 Data Kekuatan Tarik Serat TKKS ..................................................... 56
Tabel 4.2 Data kekuatan tarik fraksi volume serat 0% (resin) dengan
UTS adalah kekuatan tarik ................................................................. 58
Tabel 4.3 Data kekuatan tarik fraksi volume serat 0% (resin) setelah
melalui perhitungan standar deviasi ................................................... 59
Tabel 4.4 Dimensi komposit fraksi volume serat 0% (resin).............................. 60
Tabel 4.5 Perolahan data dari komposit fraksi volume serat 0% (resin),
dengan L0 :50mm ............................................................................... 60
Tabel 4.6 Proses penyeleksian data komposit fraksi volume serat
0% (resin) dengan standar deviasi ...................................................... 61
Tabel 4.7 Data hasil dari penyeleksian komposit fraksi volume serat 0%
(resin) dengan standar deviasi ........................................................... 61
Tabel 4.8 Data dimensi komposit fraksi volume serat 0% (resin) setelah
diseleksi dengan standar deviasi......................................................... 61
Tabel 4.9 Perolehan data komposit fraksi volume serat 0% (resin) dengan
L0 : 50mm setelah diseleksi dengan standar deviasi ........................... 62
Tabel 4.10 Data dimensi komposit fraksi volume serat 3% ............................... 64
Tabel 4.11 Perolahan data dari komposit fraksi volume serat 3%, dengan
L0 : 50mm ......................................................................................... 65
Tabel 4.12 Dimensi komposit fraksi volume serat 5% ...................................... 67
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
Tabel 4.13 Perolahan data dari komposit fraksi volume serat 5%,
dengan L0 : 50mm ............................................................................. 68
Tabel 4.14 Proses penyeleksian data komposit fraksi volume serat 5%
dengan standar deviasi ...................................................................... 68
Tabel 4.15 Data hasil dari penyeleksian komposit fraksi volume serat 5%
dengan standar deviasi ...................................................................... 69
Tabel 4.16 Data dimensi komposit fraksi volume serat 5% setelah diseleksi
dengan standar deviasi ...................................................................... 69
Tabel 4.17 Data hasil pengujian tarik komposit fraksi volume serat 5%
dengan L0 : 50 mm setelah diseleksi dengan standar deviasi ............ 69
Tabel 4.18 Dimensi komposit fraksi volume serat 7% ....................................... 72
Tabel 4.19 Perolahan data dari komposit fraksi volume serat 7%
dengan L0: 50mm ............................................................................. 72
Tabel 4.20 Proses penyeleksian data komposit fraksi volume serat 7%
dengan standar deviasi ...................................................................... 72
Tabel 4.21 Data hasil dari penyeleksian komposit fraksi volume serat 7%
dengan standar deviasi ...................................................................... 73
Tabel 4.22 Data dimensi komposit fraksi volume serat 7% setelah
diseleksi dengan standar deviasi ....................................................... 73
Tabel 4.23 Perolehan data komposit fraksi volume serat 7% dengan
L0 : 50mm setelah diseleksi dengan standar deviasi.......................... 73
Tabel 4.24 Data rata-rata hasil pengujian kekuatan tarik dari
tiap spesimen .................................................................................... 76
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xix
DAFTAR LAMPIRAN
1. Foto Komposit Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit 3% ............................. 84
2. Foto Komposit Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit 5% ............................. 84
3. Foto Komposit Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit 7% ............................. 84
4. Lembar Pengamatan Uji Tarik ..................................................................... 85
5. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik ...................................................................... 86
6. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Spesimen Resin Polyester ............................ 87
7. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Spesimen Fraksi Volume Serat 3% .............. 88
8. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Spesimen Fraksi Volume Serat 5% .............. 89
9. Hasil Grafik Mesin Uji Tarik Spesimen Fraksi Volume Serat 7% .............. 90
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAHAN
1.1 Latar Belakang
Pada era modern ini perkembangan industri kelapa sawit kian maju
dengan pesat. Hal tersebut dikarenakan oleh permintaan akan produk-
produk kelapa sawit yang semakin banyak. Akibat majunya industri kelapa
sawit di Indonesia semakin banyak pula limbah-limbah yang dihasilkan,
antara lain limbah serabut kelapa sawit, lumpur kelapa sawit (sludge) dan
tandan kosong kelapa sawit. Tandan kosong kelapa sawit ini adalah limbah
padat yang paling banyak di hasilkan, yaitu sekitar 22–23% dari total tandan
buah segar yang diolah (Fauzi et al.,2002). Total jumlah limbah tandan
kosong kelapa sawit seluruh Indonesia pada tahun 2009 diperkirakan
mencapai 4,2 juta ton (uwityangyoyo.wordpress.com).
Limbah tandan kosong kelapa sawit tersebut selama ini hanya
dimanfaatkan sebagai pengeras jalan, pupuk dan sisanya hanya dibuang atau
menjadi sampah yang mengganggu masyarakat. Bersamaan dengan
berkembangnya kebutuhan masyarakat dan ilmu pengetahuan maka pada
saat ini pemanfaatan kelapa sawit tidak hanya pada buahnya saja yang
digunakan untuk pembuatan minyak. Saat ini batang, serat, tempurung,
daun, pelepah dan buahnya pun telah dapat dimanfaatkan menjadi suatu
produk antara lain margarin, sabun, kertas, makanan ternak dan masih
banyak lagi.
Tandan kosong kelapa sawit adalah salah satu limbah organik yang
dihasilkan dari buah sawit itu sendiri. Saat ini penelitian tentang tandan
kosong kelapa sawit masih jarang dilakukan terutama tentang serat tandan
kosong kelapa sawit sehingga pemanfaatan untuk serat tandan kosong
kelapa sawit juga masih jarang dilakukan, maka dari itu penulis tertarik
untuk melakukan penelitian tentang serat tandan kosong kelapa sawit,
terutama tentang karakteristik komposit serat tandan kosong kelapa sawit.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Komposit adalah gabungan antara dua buah bahan atau lebih dengan
bahan utamanya adalah matriks atau pengikat dan reinforcement atau
penguat yang berupa serat, partikel, atau flake. Maka sangat banyak
kemungkinan-kemungkinan untuk pembuatan komposit sesuai dengan sifat
dan kebutuhan yang diinginkan. Pada umumnya bahan material yang
digunakan dalam pembuatan reinforcement berupa serat-serat yang panjang,
namun di sini penulis dan rekan-rekan akan mencoba menggunakan serat
dengan ukuran yang lebih pendek serta memberi larutan NaOH pada serat
tandan kosong kelapa sawit, untuk mengetahui karakteristik komposit yang
penulis dan rekan-rekan buat.
Penelitian serupa sudah pernah dilakukan oleh Abral dan kawan-
kawan, 2014 menyatakan bahwa kekuatan komposit TKS sangat tergantung
pada compability dan intetface adhesion state antara serat TKS dan matrik
Polypropolene (PP). Dalam usaha meningkatkan compatibility dan intetface
adhesion state tersebut ditambahkan zat adictive Maleic Anhydride (MAH)
ke dalam komposit TKS dengan teknik pemvakuman. Dengan teknik
pemvakuman akan dapat menghilangkan lapisan batas antara serat TKS
dengan matrik PP, sehingga matrik PP dapat mengikat kuat permukaan serat
TKS.
Dikarenakan komposit terbuat dari dua bahan yang berbeda maka
tidak dapat dipungkiri bila komposit dapat menjadi material alternat if
pengganti kayu, plastik, atau pun besi dengan karakteristik yang lebih baik.
Sebab campuran dua buah bahan akan menghasilkan karakteristik yang
unggul, antara lain :
o Memiliki kekuatan yang tinggi.
o Memiliki kekakuan yang tinggi.
o Memungkinkan terhindarnya material terkorosi.
o Memiliki penampilan dan kehalusan permukaan yang lebih baik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1.2 Rumusan masalah
Komposit merupakan material yang sangat dipengaruhi oleh sifat dan
jenis dari bahan yang menjadi penyusunnya. Agar mendapat sifat dan
karakteristik yang baik dari komposit, maka perlu memperhatikan beberapa
faktor. Dari latar belakang diatas, dapat dirumuskan masalah, yaitu:
Seberapa kuat komposit berpenguat serat tandan kosong kelapa sawit saat
mendapatkan beban atau pengujian yang akan diberikan setelah dilakukan
proses curing?
1.3 Tujuan Penelitian
Dalam penulisan ini tujuan penulis akan melakukan penelitian tentang
serat tandan kelapa sawit adalah untuk :
a. Mengetahui nilai fraksi volume serat tertinggi terhadap kekuatan tarik
komposit serat tandan kosong kelapa sawit yang di curing dengan
suhu 80°C selama dua jam.
b. Mengetahui nilai fraksi volume serat tertinggi terhadap regangan
komposit serat tandan kosong kelapa sawit yang di curing dengan
suhu 80°C selama dua jam.
c. Mengetahui nilai fraksi volume serat tertinggi terhadap modulus
elastisitas komposit serat tandan kosong kelapa sawit yang di curing
dengan suhu 80°C selama dua jam.
d. Mengetahui bentuk patahan dari komposit berpenguat serat tandan
kosong kelapa sawit yang di curing dengan suhu 80°C selama dua
jam.
e. Mengetahui perubahan bentuk spesimen setelah melalui proses curing
dengan suhu 80°C selama dua jam.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang didapat dari penelitian yang dilakukan penulis adalah :
a. Dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang komposit
khususnya karakteristik komposit serat tandan kosong kelapa sawit.
b. Hasil dari penelitian dapat dijadikan artikel ilmiah, yang dapat
digunakan untuk penelitian selanjutnya atau dapat digunakan sebagai
pertimbangan dalam pemanfaatan limbah kelapa sawit.
c. Mengetahui karakteristik dari komposit setelah dibarikan pengujian
dalam rangkaian penelitian.
1.5 Batasan Masalah
Dikarenakan begitu banyak hal yang dapat diteliti serta yang dapat
mempengaruhi karakteristik dari komposit serat tandan kosong kelapa sawit,
maka penulis memiliki batasan pada hal-hal sebagai berikut :
a. Pengujian yang dilakukan penulis pada komposit adalah pengujian tarik
untuk mengetahui kekuatan lentur benda uji.
b. Bahan penguat koposit adalah serat tandan kosong kelapa sawit yang
mempunyai ukuran panjang 4cm - 6cm dengan fraksi volume serat
sebesar 3%,5% dan 7%.
c. Serat tandan kosong kelapa sawit direndam dengan larutan NaOH.
d. Menggunakan cetakan yang terbuat dari kaca dengan ukuran : Panjang
30cm, lebar 20cm dan tebal 5mm.
e. Matrik yang digunakan sebagai bahan pengikat adalah resin polyester.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
2.1.1 Pengertian Komposit
Kata komposit sendiri berasal dari kata kerja “to compose” yang
berarti menyusun atau menggabung. Komposit dapat didefinisikan sebagai
penggabungan dua macam bahan atau lebih dengan fase yang berbeda. Fase
yang pertama disebut sebagai matrik yang berfungsi sebagai pengikat dan
fase yang kedua disebut reinforcement yang berfungsi penguat bahan
komposit. Campuran keduanya akan menghasilkan material ketiga yang
memiliki sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material
pembentuknya. Mengkombinasikan sifat-sifat bahan yang berbeda untuk
menghasilkan bahan baru yang memiliki sifat maupun tampilan yang lebih
baik, namun tidak semua bahan dapat digunakan dalam pembuatan
komposit dengan semua kondisi lingkungan yang berbeda. Seperti pendapat
dari Robert M. Jones dalam Mechanics of Composite Material (1999) yang
mengatakan bahwa, bahan komposit berarti dua atau lebih bahan berbeda
yang digabung atau dicampur secara makroskopis menjadi suatu bahan yang
berguna. Bahan tersebut mempertahankan sifatnya dalam komposit yaitu,
saling tidak larut atau menggabungkan sepenuhnya satu sama lain.
Biasanya, komponen dapat diidentifikasi secara fisik dan menunjukan
sebuah antarmuka antara satu sama lain.
Bahan komposit mempunyai ciri-ciri dan komposisi yang berbeda
untuk menghasilkan suatu bahan yang mempunyai sifat dan ciri tertentu
yang berbeda dari sifat dan ciri konstituen asalnya. Konstituen-konstituen
ini dapat dikenal pasti secara fisikal. Dengan kata lain, bahan komposit
adalah bahan heterogen yang terdiri dari fasa tersebar dan fasa yang
berterusan (Agrarwal dan Broutman, 1997).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Bahan komposit dibagi menjadi dua bahan yaitu organik dan anorganik,
contoh komposit dari bahan organik adalah bambu, kayu, serat kelapa, serat
tandan kosong kelapa sawit, dan masih banyak lainnya. Sedangkan
komposit dari bahan anorganik adalah serat karbon, serat gelas, aramid, dan
masih banyak lainnya.
Komposit adalah penggabungan dari beberapa bahan maka pada
umumnya sifat komposit lebih unggul setelah dilakukan penggabungan,
keunggulan sifatnya antara lain (Jones, R. M, 1975 : 1) :
1. Rapatannya rendah (ringan).
2. Komposit dapat dirancang terhindar dari korosi, hal ini akan sangat
menguntungkan pada pemakaian sebagai elemen-elemen tertentu pada
kendaraan bermotor.
3. Bahan komposit dapat memberi penampilan (appearance) dan kehalusan
permukaan yang lebih baik.
4. Dengan bahan komposit dimungkinkan untuk mendapatkan sifat-sifat
yang lebih baik dari keramik, logam atau polimer.
5. Sifat produk dapat diatur dulu sesuai dengan terapannya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
2.1.2 Komponen Bahan Komposit
Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua
atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen.
Dua bahan utama pada komposit yaitu matrik dan reinforcement agent.
Contoh matrik pada komposit adalah :
a. Logam
b. Keramik
c. Polimer
Gambar 2.1 Logam
(http://1.bp.blogspot.com/-9Q1LK6BIKyw/VmE3ywl5HiI/AAAAAAAAAms/QfiRtgKv6A8/s1600/logam.jpg)
Gambar 2.2 Keramik
(http://scontent.cdninstagram.com/t51.2885-
15/s480x480/e35/13108508_1093560950704711_1447184260_n.jpg?ig_cache_k
ey=MTI1NDkxMDc0ODc2MDA1MjEzOQ%3D%3D.2)
Gambar 2.3 Polimer
http://www.huaxiajie.com/photo/pl5836380-
colored_wood_plastic_composite_wpc_decking_flooring_for_outdoor_space_140_25mm.jpg
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Contoh Reinforcement agent pada komposit adalah :
a. Fiber (serat)
b. Partikel
c. flake
Serat Partikel Flake
Gambar 2.4 Bentuk Reinforcement agent
2.1.3 Pengelompokan Komposit
Matrik dalam komposit berfungsi sebagai bahan pengikat serat menjadi
sebuah unit struktur, melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan atau
memindahkan beban eksternal pada bidang geser antara serat dan matrik,
sehingga serat dan matrik dapat saling mengikat.
A. Berdasarkan bentuk penguatnya secara umum komposit dapat di
kelompokan kedalam tiga jenis (Robert. M. Jones : 7), yaitu:
Gambar 2.5 Tiga Jenis Komposit Secara Umum
(http://pengertian-menurut.blogspot.co.id) tahun 2016
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
1. Particulated Composites
Merupakan komposit yang mengandung bahan penguat berbentuk
partikel atau serbuk. Komposit ini bisa dibuat dengan satu jenis material
ataupun dengan lebih dari satu material, yang digabungkan atau
dikombinasikan dalam skala makroskopis (dapat terlihat langsung oleh
mata) sehingga dapat menjadi material baru yang lebih berguna. Ukuran,
bentuk, dan material partikel merupakan faktor yang mempengaruhi sifat
mekanik dari komposit partikel. Hal yang perlu diperhatikan dalam
pembuatan komposit partikel adalah dengan menghilangkan unsur udara
dan air karena adanya udara dan air disela-sela partikel dapat mengurangi
kekuatan dan mengurangi ketahanan retak bahan.
a. Sifat-sifat komposit partikel dipengaruhi beberapa faktor, antara lain :
Rancangan partikel.
Ukuran dan bentuk partikel.
Sifat-sifat atau bahan partikel.
Rasio perbandingan antara partikel.
b. Pengaruh peningkatan kehalusan partikel pada komposit antara lain :
Meningkatkan kerapatan.
Memperkecil diameter pori.
Meningkatkan nilai porositas.
Meningkatkan kekuatan tekan dan kekuatan lentur.
c. Keuntungan membuat komposit menggunakan reinforcement
berbentuk partikel :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
Kekuatan lebih seragam pada berbagai arah .
Dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan
kekerasan material.
Cara penguatan dan pengerasan oleh partikular adalah dengan
menghalangi pergerakan dislokasi.
d. Jenis-jenis Particulated Composite:
Partikel komposit organik
Partikel komposit non-organik
2. Fibrous Composites
Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu laminat atau
satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat atau fiber. Serat
yang digunakan bisa berupa serat yang memiliki kekuatan dan kekakuan
lebih besar bila dibandingkan dengan bahan pengikat atau matriknya.
Contohnya glass fibers, carbon fibers, dan aramid fibers (poly aramide ).
Serat ini dapat disusun menjadi tiga macam yaitu:
a. Bentuk linear
o continuous fiber (serat panjang) dan
o discontinuous/whiskers fiber (serat pendek)
b. Bentuk dua dimensi penyusunan yang berorientasi dengan sumbu x,
dan y. Bentuk penyusunan dua dimensi dapat dibedakan menjadi 6
yaitu, serat panjang secara searah (unidirectional continuous), serat
panjang secara dua arah (bidirectional continuous), serat panjang
secara banyak arah (multidirectional continuous), serat panjang secara
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
acak (random continuous), serat pendek secara searah (unidirectional
discontinuous), dan serat pendek secara acak (random discontinuous).
Skema penyusunan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
c. Bentuk tiga dimensi penyusunan yang berorientasi dengan sumbu x, y,
dan z.
Agar lebih jelas, berikut tabel dari jenis-jenis penyusunannya.
Tabel 2.1 Jenis-Jenis Penyusunan Komposit Serat
(Composite Engginering Handbook., 1997)
Tabel 2.1 Jenis-Jenis Penyusunan Komposit Serat (Composite Engginering
Handbook., 1997)
Gambar 2.6 Jenis-Jenis Penyusunan Serat Dua Dimensi
(Composite Engginering Handbook., 1997)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
3. Laminated Composites ( struktur )
Komposit ini terdiri dari dua atau lebih material yang disusun
berlapis-lapis. Pembuatan tumpukan lapisan ini bertujuan untuk
mendapatkan sifat-sifat yang baru seperti kekuatan, kekakuan, ketahanan
akan korosi, dan juga untuk mendapatkan penampilan yang lebih atraktif.
B. Berdasarkan jenis matriknya komposit dapat digolongkan menjadi
tiga macam, yaitu:
a. Ceramic Matrix Composite ( Komposit Matrik Keramik)
CMC merupakan material keramik yang mengandung fasa inklusi
sekunder. Fasa inklusi sekunder ini dapat berupa fiber, wishker,
platelet, atau partikulat. Keramik memiliki sifat-sifat yang menarik
seperti kekakuan, kekerasan, tahan korosi dan kekuatan tekan yang
tinggi serta kerapatan yang rendah. Namun bahan ini juga memiliki
kelemahan yaitu ketangguhan dan tegangan tarik yang rendah.
Pembuatan keramik sangat sulit dan memerlukan biaya yang mahal.
Inklusi fasa sekunder mampu meningkatkan toleransi terhadap
kerusakan, meningkatkan kelenturan dan tegangan yang tinggi.
Gambar 2.7 Tiga Jenis Komposit Berdasarkan Matriknya
(http://pengertian-menurut.blogspot.co.id) tahun 2016
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Keuntungan dari CMC :
Dimensinya stabil bahkan lebih stabil daripada logam.
Sangat tangguh, hampir sama dengan ketangguhan dari cast iron.
Mempuyai karakteristik permukaan yang tahan halus.
Unsur kimianya stabil pada suhu tinggi.
Tahan pada temperatur tinggi (creep).
Tahan terhadap korosi.
contoh bendanya :
Gambar 2.8 Contoh Keramik
b. Metal Matrix Composites ( Komposit Matrik Logam)
MMC merupakan komposit yang menggunakan logam seperti
alumnium sebagai matriknya dan penguatnya dengan serat seperti
silikon karbida. Komposit jenis ini banyak digunakan dalam dunia
perindustrian.
MMC memiliki sifat-sifat yang lebih baik dibandingkan
PMC, yaitu:
Tahan terhadap temperatur tinggi.
Tidak menyerap kelembapan.
Kekuatan tekan dan geser yang baik.
Tidak mudah terbakar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Ketahanan aus dan muai termal yang lebih baik.
Transfer tegangan dan regangan yang baik.
Contoh bendanya:
Gambar 2.9 Contoh Logam
c. Polymer Matrix Composite ( Komposit Matrik Polimer )
Komposit ini merupakan komposit yang paling sering digunakan
dan ditemui pada barang-barang disekitar. PMC sering disebut juga
dengan polimer berpenguat serat (FRP: Fibre Reinforced Polymers or
Plastics) bahan ini menggunakan suatu polimer berdasarkan resin
sebagai matriknya, dan dengan serat kaca, atau karbon, atau armid
(Kevlar) sebagai penguatnya.
Jenis-jenis polimer yang sering digunakan (Sudira, 1985) :
Thermoplastic
Merupakan plastik yang dapat dilunakan berulangkali (recycle)
dengan menggnakan panas. Thermoplastic merupakan polimer
yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic akan
meleleh jika dipanaskan pada suhu tertentu, dan melekat mengikuti
perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat balik (reversibel)
kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan.
contoh : poliester, nylon 66, dan poliester sulfon.
Thermoset
Merupakan plastik yang tidak dapat mengikuti perubahan suhu
(irrevesibel ). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
dapat dilunakkan kembail. Pemanasan yang tinggi tidak akan
melunakkan thermoset melainkan akan membentuk arang dan
terurai, karena sifatnya yang demikian maka thermoset sering
dipakai sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Plastik
jenis thermoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang
karena selain sulit penangannya juga volumenya jauh lebih sedikit
(sekitar 10%) dari volume jenis plastik yang bersifat thermoplastic.
Contohnya : Epoksida, Bismaleimida (BMI), dan Poli- imida (PI).
Kelebihan PMC :
o Biaya pembuatan lebih rendah.
o Dapat dibuat dengan produksi masal.
o Ketangguhan baik.
o Tahan simpan.
o Lebih ringan.
o Kemampuan mengikuti bentuk yang baik
Contoh bendanya :
Gambar 2.10 Contoh Polimer
2.1.4 Komposit Berpenguat Serat
Komposit berpenguat serat merupakan komposit yang terdiri dari
matrik dan serat, dimana serat berfungsi sebagai reinforcement agent.
Sehingga matrik akan mengikat serat yang berada di dalamnya. Untuk
mendapatkan komposit berpenguat serat yang lebih baik, dapat digunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
serat yang panjang karena mempunyai kekuatan yang lebih dibanding serat
yang berbentuk curah (bulk). Serat yang panjang juga memiliki struktur
yang lebih sempurna karena struktur kristal tersusun sepanjang sumbu serat
dan kecacatan internal pada serat lebih sedikit dibanding dengan serat
bentuk curah.
Penelitian mengenai komposit yang mengabungkan antara matrik dan
penguat yang berupa serat harus memperhatikan beberapa faktor. Adapun
faktor- faktor yang mempengaruhi performa fibermatrik composites antara
lain :
1. Faktor Serat
Serat adalah bahan pengisi matrik yang digunakan untuk dapat
memperbaiki sifat dan struktur matrik yang tidak dimilikinya, juga
diharapkan mampu menjadi bahan penguat matrik pada komposit untuk
menahan gaya yang terjadi.
2. Letak Serat
Dalam pembuatan komposit tata letak dan arah serat dalam matrik yang
akan menentukan kekuatan mekanik komposit, dimana letak dan arah dapat
mempengaruhi kinerja komposit tersebut. Menurut tata letak dan arah serat
diklasifikasikan menjadi 3 bagian yaitu: pertama adalah one dimensional
reinforcement, mempunyai kekuatan dan modulus maksimum pada arah
axis serat. Kedua adalah two dimensional reinforcement (planar),
mempunyai kekuatan pada dua arah atau masing-masing arah orientasi serat.
Ketiga adalah three dimensional reinforcement, mempunyai sifat isotropic
kekuatannya lebih tinggi dibanding dengan dua tipe sebelumnya. Pada
pencapuran dan arah serat mempunyai beberapa keunggulan, jika orientasi
serat semakin acak (random) maka sifat mekanik pada salah satu arahnya
akan melemah, bila arah tiap serat menyebar maka kekuatannya juga akan
menyebar ke segala arah maka kekuatan akan meningkat.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
3. Panjang Serat
Panjang serat dalam pembuatan komposit serat pada matrik sangat
berpengaruh terhadap kekuatan. Ada dua penggunaan serat dalam campuran
komposit yaitu serat pendek dan serat panjang. Serat panjang lebih kuat
dibanding serat pendek. Serat alami jika dibandingkan dengan serat sintetis
mempunyai panjang dan diameter yang tidak seragam pada setiap jenisnya.
Oleh karena itu panjang dan diameter sangat berpengaruh pada kekuatan
maupun modulus komposit. Panjang serat berbanding diameter serat sering
disebut dengan istilah aspect ratio. Bila aspect ratio makin besar maka
makin besar pula kekuatan tarik serat pada komposit tersebut. Serat panjang
(continous fiber) lebih efisien dalam peletakannya dari pada Pada umumnya,
serat panjang lebih mudah penanganannya jika dibandingkan dengan serat
pendek. Serat panjang pada keadaan normal dibentuk dengan proses
filament winding, dimana pelapisan serat dengan matrik akan menghasilkan
distribusi yang bagus dan orientasi yang menguntungkan. Ditinjau dari
teorinya, serat panjang dapat mengalirkan beban maupun tegangan dari titik
tegangan ke arah serat yang lain. Pada struktur continous fiber yang ideal,
serat akan bebas tegangan atau mempunyai tegangan yang sama. Selama
fabrikasi, beberapa serat akan menerima tegangan yang tinggi dan yang lain
mungkin tidak terkena tegangan sehingga keadaan di atas tidak dapat
tercapai (Schwartz, 1984). Sedangkan komposit serat pendek, dengan
orientasi yang benar, akan menghasilkan kekuatan yang lebih besar jika
dibandingkan continous fiber. Hal ini terjadi pada whisker, yang mempunyai
keseragaman kekuatan tarik. Komposit berserat pendek dapat diproduksi
dengan cacat permukaan yang rendah sehingga kekuatannya dapat mencapai
kekuatan teoritisnya (Schwartz, 1984). Faktor yang mempengaruhi variasi
panjang serat chopped fiber composites adalah critical length (panjang
kritis). Panjang kritis yaitu panjang minimum serat pada suatu diameter
serat yang dibutuhkan pada tegangan untuk mencapai tegangan saat patah
yang tinggi (Schwartz, 1984).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
4. Bentuk Serat
Bentuk Serat yang digunakan untuk pembuatan komposit tidak begitu
mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Pada
umumnya, semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan
komposit yang lebih tinggi. Selain bentuknya kandungan seratnya juga
mempengaruhi (Schwartz, 1984).
5. Faktor Matrik
Pembuatan komposit serat membutuhkan ikatan permukaan yang kuat
antara serat dan matrik. Selain itu matrik juga harus mempunyai kecocokan
secara kimia agar reaksi yang tidak diinginkan tidak terjadi pada
permukaan kontak antara keduanya. Untuk memilih matrik harus
diperhatikan sifat-sifatnya, antara lain seperti tahan terhadap panas, tahan
cuaca yang buruk dan tahan terhadap goncangan yang biasanya menjadi
pertimbangan dalam pemilihan material matrik. Juga kemampuan
bertambahnya elongasi saat patah yang lebih besar dibandingkan dengan
penguat. Selain itu juga perlu diperhatikan berat jenis, viskositas,
kemampuan membasahi penguat, tekanan dan suhu curring, penyusutan.
6. Faktor Ikatan Fiber-Matrik
Komposit serat yang baik harus mampuan untuk menyerap matrik yang
memudahkan terjadi antara dua fase (Schwartz, 1984). Selain itu komposit
serat juga harus mempunyai kemampuan untuk menahan tegangan yang
tinggi, karena serat dan matrik berinteraksi dan pada akhirnya terjadi
pendistribusian tegangan. Kemampuan ini harus dimiliki oleh matrik dan
serat. Selain itu gaya-gaya yang berpengaruh pada ikatan antara serat-matrik
di antaranya yaitu gaya coulomb dan gaya adhesi.
7. Katalis
Banyak sedikitnya katalis yang diberikan pada pembuatan komposit
juga berpengaruh pada sifat mekanik yang dihasilkan oleh komposit
nantinya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
8. Void
Void atau gelembung udara merupakan akibat yang tidak bisa
dihindari pada saat proses pembuatan. Untuk itu sebisa mungkin
meminimalkan void yang dihasilkan pada bahan komposit. Voids
(kekosongan) yang terjadi pada matrik sangatlah berbahaya, karena pada
bagian tersebut penguat tidak didukung oleh matrik, sedangkan penguat
selalu akan mentransfer tegangan ke matrik. Hal seperti ini menjadi
penyebab munculnya crack, sehingga komposit akan gagal lebih awal.
Kekuatan komposit terkait dengan void adalah berbanding terbalik yaitu
semakin banyak void maka komposit semakin rapuh dan apabila sedikit
void komposit semakin kuat. Void juga dapat mempengaruhi ikatan antara
serat dan matrik , yaitu adanya celah pada serat atau bentuk serat yang
kurang sempurna yang dapat menyebabkan matrik tidak akan mampu
mengisi ruang kosong pada cetakan. Bila komposit tersebut menerima
beban, maka daerah tegangan akan berpindah ke daerah void sehingga akan
mengurangi kekuatan komposit tersebut. Pada pengujian tarik komposit
akan berakibat lolosnya serat dari matrik. Hal ini disebabkan karena
kekuatan atau ikatan interfacial antara matrik dan serat yang kurang besar
(Schwartz, 1984).
2.1.5 Matrik (Pengikat)
Dalam pembuatan komposit bahan yang penting selain reinforcement
agent sebagai penguat adalah matrik. Matrik atau resin yang berfungsi
sebagai kulit dari komposit sekaligus pengikat penguat. Matrik yang sering
digunakan selama ini merupakan jenis polimer thermosetting yang terdiri
dari :
A. Resin Polyester
Resin polyester adalah salah satu resin thermosetting yang memiliki
beberapa keunggulan, yaitu :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Penggunaanya sangat luas.
Harga lebih murah dibanding resin epoxy.
Dapat dilakukan proses curing, dangan suhu kamar.
Resin polyester banyak dipergunakan untuk membuat komposit
berpenguat serat gelas, contohnya tangki penyimpanan air, kapal nelayan,
dan sebagainya.
B. Resin Epoxy
Resin ini memiliki beberapa keunggulan dibanding resin
polyester, yaitu :
Setelah proses curing penyusutan atau deformasi bentuk relatif lebih
kecil, dibandingkan resin polyester.
Kekuatan lebih tinggi dibanding resin polyester
Saat pencetakan akan lebih sedikit menghasilkan void (gelembung
udara).
Resin epoxy banyak dipergunakan untuk membuat komposit berpenguat
serat karbon atau kevlar.
Tabel 2.2 Sifat Resin Polyester dan Epoxy
Sifat Polyester Epoxy
Kekuatan Tarik (Mpa) 40 – 90 55 – 130
Modulus Elastisitas (Gpa) 2,0 – 4,4 2,8 – 4,2
Kekuatan Impak (J/m) 10,6 – 21,2 5,3 – 53
Kerapatan (g/m3 ) 1,10 – 1,46 1,2 – 1,3
2.1.6 Bahan Tambahan
1. Katalis
Bahan pemicu (inititor) yang berfungsi untuk memulai dan
mempersingkat reaksi pengeringan pada temperatur ruang adalah katalis.
Kelebihan katalis akan menimbulkan panas saat proses pengeringan dan
hal ini bisa merusak produk yang dibuat jika pencampuran katalis ke
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
dalam resin terlalu banyak atau tidak sesuai takaran. Katalis yang bereaksi
dengan resin akan memberikan reaksi berupa panas.
2. Natrium Hidroksida (NaOH)
Biasa dikenal sebagai soda api atau sodium hidroksida, merupakan
sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari, oksida
basa Natrium Hidroksida yang dilarutkan dalam air. Apabila NaOH
dilarutkan kedalam air, NaOH akan membentuk larutan alkalin yang kuat,
dan juga akan mengeluarkan panas karena pada proses pelarutannya
didalam air bereaksi secara eksotermis.
NaOH biasanya digunkan dalam bidang perindustrian sebagai basa
dalam proses produksi bubur kayu, tekstil, air minum, sabun dan deterjen.
NaOH memiliki kemampuan untuk menyerap karbon dioksida dari udara
bebas.
Sebagai contohnya :
Natrium Hidroksida digabungkan dengan Asam Klorida, akan
membentuk Natrium Klorida
NaOH (aq) + HCI(aq) – NaCI(aq) + H2O
3. Release Agent
Release Agent merupakan zat pelapis cetakan yang berfungsi untuk
mencegah produk akan lengket pada cetakan saat proses pencetakan.
Proses pelapisan dilakukan sebelum produk dituang pada cetakan, dan
sebaiknya saat pelapisan harus merata agar produk tidak menjadi cacat
setelah diambil dari cetakan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
2.1.7 Aturan Pencampuran Komposit (Rules of Mixture)
Ketika pemilihan bahan komposit, sebaiknya pilih kombinasi yang
paling optimum dari sifat masing-masing bahan penyusun agar
menghasilkan komposit yang baik. Sifat-sifat komposit ditentukan oleh
bentuk geometri bahan penyusunnya, phase maktriks dan phase reinforcing
sebagai bahan penyusunnya, dan interaksi antara phase penyusun komposit.
Beberapa hal yang harus dihindari saat pencampuran antara matrik dengan
reinforcing adalah rongga udara (void), rusak atau retaknya serat (crack),
tidak merekatnya reinforcing pada matrik (interface), dan adanya rongga
antara reinforcing dengan matrik (interphase).
Gambar 2.11 Sketsa hasil cetakan dengan berbagai unsur didalamnya
Gambar 2.12 (a) terjadinya crack dan (b) interface
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Pembuatan komposit sendiri bertujuan untuk memperbaiki sifat-sifat
dari bahan penyusunnya. Contohnya serat yang memiliki sifat getas tetapi
memiliki kekuatan tarik yang tinggi kemudian dipadukan dengan matrik
yang memiliki kekuatan tarik yang rendah namun memiliki regangan yang
besar. Perpaduan terebut akan menciptakan komposit yang memiliki sifat
dari kedua bahan tersebut, namun dengan sifat yang lebih baik.
2.1.8 Fraksi Volume
Fraksi volume (%) adalah perbandingan volume bahan pembentuk
komposit terhadap volume komposit.
Misal : : % Reinforcing
: % Matrik
: % Catalis
: 100%
Maka : (2.1)
2.1.9 Presentasi Jumlah Serat
Presentase jumlah serat mempengaruhi karakteristik dari komposit
yang dihasilkan. Presentase dapat dihitung berdasarkan fraksi volume
maupun fraksi berat komposit. Fraksi volume merupakan rasio antara
volume komponen peyusun dengan volume total komposit. Berikut ini
adalah persamaan-persamaan perhitungan presentase serat berdasarkan
fraksi volume komposit.
Pada bahan komposit, jumlah fraksi volume komponen penyusunnya
sama dengan satu, dan dengan mengasumsikan tidak adanya rongga udara:
(2.2)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Dengan :
= fraksi volum serat
= fraksi volum matrik
Sedangkan fraksi berat dapat dituliskan
(2.3)
Dengan :
= fraksi berat serat
= fraksi berat matrik
Massa jenis total komposit merupakan gabungan dari massa jenis
komponen penyusunnya :
(2.4)
Dengan :
= massa jenis komposit
= massa jenis serat
= massa jenis matrik
= fraksi volume serat
= fraksi volume matrik
Persamaan diatas dapat ditulis sebagai berikut:
–
– (2.5)
Sehingga fraksi volume serat dapat diketahui dari persamaan:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
(2.6)
Dengan mengetahui besar massa jenis total komposit dan
komponen penyusunnya maka fraksi volume serat akan dapat
diketahui. Fraksi volume serat dalam komposit merupakan parameter
penting dalam mengatur sifat mekanik komposit lamina yang
dihasilkan. Pada umumnya besar fraksi volume bahan komposit
sekitar 2 % sampai 8 %, tergantung serat yang digunakan dan
disesuaikan dengan kebutuhan.
2.1.10 Sifat Mekanik
Sifat mekanik bahan komposit berbeda dengan bahan konvensional
lainnya. Tidak seperti bahan teknik lainnya yang pada umumnya bersifat
homogen isotropik. Sifat heterogen bahan komposit terjadi karena bahan
komposit tersusun atas dua atau lebih bahan yang mempunyai sifat-sifat
mekanis yang berbeda sehingga analisis mekanik komposit berbeda
dengan bahan teknik konvensional. Sifat mekanik bahan komposit
merupakan fungsi dari:
1. Sifat mekanik komponen penyusunnya.
2. Geometri susunan masing-masing komponen.
3. Inter fase antar komponen.
Mekanika komposit dapat dianalisis dari dua sudut pandang yaitu
dengan analisa mikro dan analisa makro mekanik, dimana analisa mikro
bahan komposit dengan memperlihatkan sifat-sifat mekanik bahan
penyusunnya dan hubungan antara komponen penyusunnya tersebut
dengan sifat-sifat akhir dari komposit yang dihasilkan. Sedangkan analisis
makro mekanik memperlihatkan sifat-sifat bahan komposit secara umum
tanpa memperlihatkan sifat maupun hubungan antar komponen
penyusunnya (Jones, R.M, 1975:11).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
2.1.11 Proses Curing
Proses curing adalah proses pengeringan bahan-bahan penyusun
komposit, baik itu matriknya ataupun penguatnya. Kecepatan proses
curing ini berbeda-beda tergantung dari persentase katalis yang dipakai
dan tergantung dari besarnya panas yang dipakai dalam prose curing.
Proses curing ini bertujuan untuk membuang air atau bahan yang mudah
menguap, memberi kesempatan resin untuk mengalir sehingga dapat
terdistributor dengan merata sehingga dapat meningkatkan kekuatan tarik
komposit, mereaksikan kembali katalis yang tidak bereaksi dibawah suhu
kritis, dan mengurangi rongga-rongga yang ada di dalam komposit
sehingga dapat menghasilkan komposit yang berkualitas lebih baik.
Terdapat beberapa macam proses curing, yaitu:
a. Proses curing dengan oven
Oven bertenaga listrik atau gas dengan sirkulasi udara panas adalah
jenis oven yang sering digunakan. model ini tergolong mahal dan dapat
digunakan dalam skala besar. Tekanan sering ditambahkan dalam proses
ini dengan sebuah kantong vacum. Energi yang digunakan jelas lebih besar
dibanding dengan proses curing lainnya. Hal ini disebabkan karena energi
dipakai untuk memanaskan seluruh ruang termasuk udara, casing,
pennyangga oven, bahkan lantai juga terkena panas.
b. Proses curing dengan minyak panas
Metode ini sering dipakai pada komposit atau matrik dengan waktu
yang sangat cepat, biasanya membutuhkan waktu kurang dari 15 menit.
Minyak panas digunakan untuk mendapatkan pemanasan yang sangat
cepat. Suhu curing pada metode ini berkisar antara 150 - 240°C.
c. Proses curing dengan lampu
Panas lampu digunakan pada komposit yang permukaannya
memantulkan cahaya. Panasnya mencapai sekitar 170°C. Selain mudah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
digunakan, penanganan yang tepat juga diperlukan agar proses curing bisa
merata pada seluruh bahan komposit. Metode lain pada proses ini
menggunakan lampu xenon (Pulsed Xenon Lamp), dimana katalis yang
dipakai adalah katalis yang peka terhadap cahaya.
d. Proses curing dengan uap / steam
Metode ini memakai uap sebagai sumber panas. Pada proses ini
memakai beberapa saluran pipa untuk sirkulasi air dan udara. Pada ujung
mandrel besi (alat penggulung serat) terdapat alat pengatur jalannya air
dan uap. Setelah katup dibuka, uap panas mengalir dan disirkulasikan
melalui mandrel berongga (hollow mandrel) untuk melakukan proses
curing. Setelah proses curing selesai, air dingin dialirkan untuk
mendinginkan mandrel.
e. Proses curing dengan autoclave
Untuk mendapatkan komposit berkualitas baik untuk bahan pesawat
luar angkasa perlu memakai proses curing autoclave, dengan bantuan
ruang hampa udara (vacum). Meskipun tidak digunakan dalam produksi
massal, cara ini mampu menghasilkan tekanan 1,4 – 2,1 Mpa dan
temperatur sekitar 371°C. Kelemahan dari proses ini adalah lamanya
proses dan tidak dapat digunakan dalam produksi masal
f. Proses curing dengan microwave
Penggunaan metode ini dapat memberikan keuntungan yang
signifikan pada komposit, terutama pada serat glass dan serat aramid.
Panas dari microwave bisa diserap dengan cepat oleh matrik/resin dan
seratnya. Energi yang digunakan dalam proses ini tidak sedik it dan
membutuhkan biaya yang cukup besar. Proses curing dengan microwave
ini tidak dapat digunakan pada bahan yang bersifat konduktif, seperti serat
karbon.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
2.1.12 Uji Tarik
Pengujian tarik (tensile test) adalah pengujian mekanik secara statis
dengan cara sampel ditarik dengan pembebanan pada kedua ujungnya
dimana gaya tarik yang diberikan sebesar P (Newton). Tujuannya untuk
mengetahui sifat-sifat mekanik tarik (kekuatan tarik) dari komposit yang
diuji. Pertambahan panjang (Δl) yang terjadi akibat gaya tarikan yang
diberikan pada sampel uji disebut deformasi. Regangan merupakan
perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang mula-mula.
Regangan merupakan ukuran untuk kekenyalan suatu bahan yang
harganya biasanya dinyatakan dalam persen (Sears, 2002).
Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan. Hubungan
tegangan-regangan pada tarikan memberikan nilai yang cukup berubah
tergantung pada laju tegangan, temperature, kelembaban, dan seterusnya.
Kekuatan tarik diukur dengan menarik sekeping sampel dengan
dimensi yang seragam. Tegangan tarik (ζ) adalah gaya yang diaplikasikan,
F, dibagi dengan luas penampang A yaitu: Satuan yang dipakai adalah
dyne per sentimeter kuadrat (CGS) atau Newton per meter kuadrat (MKS).
Perpanjangan tarik ε adalah perubahan panjang (Δl) sampel dibagi dengan
panjang awal (l): Perbandingan tegangan (ζ) terhadap perpanjangan (ε)
disebut modulus tarik E
Gambar 2.13 Alat Uji Tarik dan grafik hasil
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
2.2 Tinjauan Pustaka
Berdasarkan skripsi yang ditulis oleh Johane Martin Khristianto (2006)
yang berjudul “Sifat-Sifat Fisis dan Mekanis Komposit Serabut Kelapa”.
Serat alam yang digunakan adalah serabut kelapa dalam bentuk potongan
dengan panjang antara 0.5 cm – 1.5 cm, yang disusun secara acak (random
orientation). Sedangkan matrik pengikat yang digunakan adalah res in
poliester, sejenis plastik termoseting.
Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik untuk mengetahui
ketahanannya terhadap beban tarik, dan pengujian impak untuk mengetahui
ketahanannya terhadap beban impak. Dari pengujian tarik yang dilakukan,
didapatkan hasil bahwa semakin meningkatnya fraksi volume serat dalam
komposit membuat daya tahan komposit tersebut terhadap beban tarik
semakin rendah. Sedangkan dari pengujian impak yang telah dilakukan,
didapatkan hasil bahwa semakin meningkatnya fraksi vo lume serat dalam
komposit membuatnya semakin tahan terhadap beban impak.
“Study Perlakuan Alkali Dan Fraksi Volume Serat Terhadap
Kekuatan Bending, Tarik, DanImpact Komposit Berpenguat Serat Rami
Bermatrik Polyester BQTN 157” oleh Ludi Hartanto (2009). Penulis
melakukan penelitian untuk mengetahui kekuatan bending, tarik, dan
impact yang optimal dari komposit serat rami pada fraksi volume 20%,
30%, 40%, dan 50% dengan variasi ketebalan 1 mm hingga 5 mm, dengan
perlakuan alkali, menggunakan polyester BQTN 157 sebagai matriknya.
Pembuatan dengan cara press mold, pengujian bending yang dilakukan
dengan acuan standart ASTM D 790-02, tarik dengan standart ASTM 638-
02 dan impack charpy dengan acuan standart ASTM D 256-00.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Hasil pengujian didapat pengaruh alkali 2,4,6,dan 8 jam pada fraksi
volume 20%, 30%, 40%, dan 50%, dengan variasi tebal 1mm hingga
5mm. Pada pengujian bending optimal rata-rata pada volume fraksi 40%
dengan ketebalan 3mm dan paling optimal pada alkali 2 jam, sedangkan
pada uji tarik, optimal pada volume fraksi 50% ketebalan 5mm dan paling
optimal pada alkali 2 jam, dan pada uji Impak optimal rata–rata pada
volume fraksi 40% dan 50% pada ketebalan 5mm dan paling optimal pada
volume fraksi 50% alkali 6 jam.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Skema Penelitian
Berikut ini merupaka diagram alur penelitian yang penulis lakukan
Gambar 3.1 Skema alur penelitian
Bahan
Serat TKKS NaOH Polyester
Katalis
Pembuatan Benda Uji : 1. Pembuatan Cetakan 2. Pencetakan komposit tanpa serat 3. Pencetakan komposit dengan komposisi
fraksi volume 3%, 5%, dan 7%
Perlakuan Curing dengan suhu 80°C
Pengujian dengan uji tarik
Hasil Penelitian
Pembahasan
Kesimpulan
Studi Pustaka
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
3.2 Pembuatan Komposit dan Tempat Penelitian
Pembuatan komposit dilakukan di kost Robertus Paska D, daerah
Paingan. Sedangkan untuk tempat penelitian seperti menimbang serat dan
melakukan pengujian tarik dilakukan di laboratorium Fakultas Farmasi dan
laboratorium material jurusan Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta.
3.3 Penyiapan Benda Uji
3.3.1 Bahan Komposit
a) Serabut tandan kelapa sawit
Pada penelitian ini, komposit yang digunakan adalah serat tandan
kelapa sawit. Untuk mendapatkan serat tandan kelapa sawit harus melalui
beberapa proses, yaitu :
Membersihkan serabut tandan kelapa sawit.
Memotong serabut menjadi serat pendek.
Merendam dengan larutan NaOH selama 2 jam.
Menjemur serat tandan kosong kelapa sawit hingga kering.
Menimbang sesuai kebutuhan dengan persentase 3%, 5%, dan 7%.
Gambar 3.2 Serat TKKS sebelum dibersihkan dan diurai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
b) Matrik atau Resin
Resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah resin polyester.
Resin polyester ini sering disebut juga Unsaturated Polyester Resin
(UPR), merupakan jenis polimer termoset. Resin Polyester memiliki
viskositas yang cukup rendah, dan dapat mengeras pada suhu kamar.
Gambar 3.4 Resin Polyester
Gambar 3.3 Serat TKKS setelah diproses dan di timbang menjadi (a) 3%, (b)
5%, dan (c) 7%.
(a) (b) (c)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
c) Bahan tambahan
Katalis
Katalis merupakan bahan tambahan dalam pembuatan bahan
komposit. Katalis berfungsi sebagai pemicu dalam proses
mempercepat pengeringan. Penulis menggunakan 1,2 mililiter sebagai
pencampuran pada pembuatan komposit.
Gambar 3.5 Katalis yang digunakan
Natrium Hidroksida (NaOH)
NaOH merupakan salah satu senyawa ion yang bersifat basa,
kaustik serta memiliki sifat korosif dan higroskopik (suka menyerap
air). Bentuk dari NaOH adalah kristal berwarna putih, NaOH dalam
penelitian ini berguna untuk menghilangkan minyak yang terdapat
pada serat tandan kosong kelapa sawit.
Penulis menggunakan NaOH sebanyak 50 gr dan dilarutkan dengan
air satu liter.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Gambar 3.6 Bentuk NaOH
(https://bisakimiadotcom.files.wordpress.com/2014/12/potassium-hydroxide-
48-90-e1418727460111.jpg?w=350&h=200&crop=1)
Release Agent
Release agent berfungsi untuk melapisi cetakan sebelum adonan
komposit dituang, hal ini bertujuan untuk mencegah komposit tidak
lengket pada cetakan. Sehingga dapat memudahkan pelepasan
komposit pada cetakan. Penulis menggunakan Mirror Glaze produk
dari Meguiars sebegai release agent.
Gambar 3.7 Release agent Mirror Glaze
(http://i.ebayimg.com/00/s/MTYwMFgxNTk4/z/-
yMAAOSwT6pViZsd/$_35.JPG)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
3.3.2 Cetakan dan Alat Bantu
a) Cetakan Kaca
Dalam proses pembuatan komposit berpenguat serat tandan kelapa
sawit, digunakan sebuah cetakan kaca yang mempunyai ukuran
sebagai berikut :
Panjang : 30 cm
Lebar : 20 cm
Tebal kaca : 0,5 cm
b) Gelas ukur
Gelas ukur yang digunakan berbahan plastik dengan volume
1000ml. Gelas ini berfungsi untuk mengukur resin serta sebagai
tempat pencampuran resin dan katalis.
(http://i00.i.aliimg.com/img/pb/697/888/203/1206173172006jpg.jpg)
Gambar 3.8 Cetakan kaca
Gambar 3.9 Gelas ukur 1000ml
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
c) Suntikan
Suntikan ini berguna untuk mengambil katalis serta mengukurnya
sebelum dicampurkan dengan resin yang ada di dalam gelas ukur.
Penulis menggunakan suntikan dengan ukuran 3 ml.
d) Gunting
Gunting ini berguna untuk memotong-motong serat yang masih
melekat pada tandan kosong dan juga untuk memotong serat yang
teralu panjang.
e) Kuas
Kuas ini berguna untuk membersihkan cetakan dari sisa-sisa
kotoran komposit. Selain itu kuas ini juga berguna untuk mengoleskan
release agent pada cetakan.
Gambar 3.10 Suntikan 3ml
Gambar 3.11 Gunting
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Gambar 3.14 Sarung tangan
f) Kape (sekrap tangan)
Kape atau yang sering kita sebut sekrap tangan, berguna
untuk mengambil komposit dari cetakan. Selain itu kape berguna
untuk membersihkan cetakan dan tutup cetakan dari sisa-sisa resin
yang menempel pada cetakan.
g) Sarung Tangan
Sarung tangan yang digunakan berbahan karet, berfungsi untuk
melindungi tangan dari resin dan katalis.
Gambar 3.12 Kuas
Gambar 3.13 Kape (sekrap tangan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
h) Timbangan
Timbangan ini berfungsi untuk menimbang serat yang akan
digunakan, sebelum dicampurkan dengan resin. Timbangan yang
penulis pergunakan merupakan timbangan digital laboraturium yang
memiliki penutup agar angin dan debu tidak bisa masuk.
i) Gerinda
Gerinda ini berguna untuk memotong komposit menjadi beberapa
bagian, sehingga dapat memudahkan untuk membentuk komposit
menjadi benda uji.
Gambar 3.15 Timbangan digital
(http://1.bp.blogspot.com/-
enkrNodgyTY/U1ndwaV0iRI/AAAAAAAAAGA/MGwH
p46rPF0/s1600/ME203E.png)
Gambar 3.16 Gerinda tangan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
j) Amplas
Amplas ini berguna untuk menghaluskan sisi-sisi bekas potongan
dari benda uji. Penulis menggunakan amplas dengan ukuran 1000
k) Pengaduk
Penulis menggunakan sumpit bekas sebagai pengaduk untuk
mencampurkan resin dan katalis yang telah dimasukkan ke da lam
gelas ukur.
Gambar 3.17 Sarung tangan
Gambar 3.18 Sumpit plastik
(https://encrypted-
tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS25d_QgjZ_Bq-
CpkrYDylNa9IFHaCN_R6sXaUpEWOokHmgRLha)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
3.4 Proses Mencetak Komposit
Pada penelitian ini dalam proses mencetak komposit sebagai benda uji,
penulis melakukan dua macam pencetakan komposit yang pertama proses
mencetak komposit tanpa serat tandan kosong kelapa sawit, dan yang kedua
proses mencetak komposit dengan serat tandan kosong kelapa sawit. Berikut
adalah proses-prosesnya :
3.4.1 Proses Mencetak Komposit Sebagai Benda Uji Tanpa Serat TKKS
Dalam pembuatan komposit tanpa serat tandan kosong kelapa sawit
mempunyai langkah–langkah sebagai berikut :
1. Menyiapkan resin polyester, katalis, cetakan kaca dan tutup cetakan,
kape (sekrap tangan), gelas ukur, suntikan, satu batang sumpit, sarung
tangan, Mirror Glaze, kuas, dan amplas.
2. Membersihkan cetakan beserta tutupnya dengan kuas dan sekrap
tangan (kape), hingga bersih.
3. Melapisi cetakan beserta tutupnya dengan Mirror Glaze menggunakan
kuas, sampai merata. Hal ini berguna untuk memudahkan melepas
hasil cetakan dari cetakan kaca.
4. Menuang resin polyester kedalam gelas ukur sebanyak 298,8 ml
namun dilebihkan menjadi 300 ml, dan ambil katalis menggunakan
suntikan sebanyak 1,2 ml. Dengan persentase 99,6% resin polyester
dan 0,4% katalis.
5. Mencampur katalis kedalam resin polyester yang ada di gelas ukur
lalu diaduk hingga rata. Pengadukan ini dilakukan selama kurun
waktu 2 – 3 menit secara perlahan, agar dapat tercampur dengan baik
sebelum mengeras, dan tidak menyebabkan adanya gelembung udara.
6. Menuang adonan resin polyester dan katalis, kedalam cetakan kaca
yang sudah disiapkan. Kemudian tutup cetakan, dan press dengan
menggunakan galon yang diisi air setengah dari volume galon.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
7. Menunggu hasil cetakan selama 24 jam agar kering dengan sempurna.
8. Potong hasil cetakan yang sudah kering untuk membuat benda uji,
dengan menggunakan gerinda dan bentuk sesuai ukuran dengan mesin
milling.
9. Menghaluskan sisi-sisi bekas potong dan miling menggunakan amplas
10. Melakukan proses curing dengan suhu 80°C selama kurun waktu dua
jam.
3.4.2 Proses Mencetak Komposit Sebagai Benda Uji Dengan Serat TKKS
Dalam pembuatan komposit dengan serat tandan kosong kelapa sawit
mempunyai langkah- langkah yang secara garis besar sama dengan
pembuatan komposit tanpa serat, hanya pada proses ini ditambahkan serat
tandan kosong kelapa sawit. Langkah- langkahnya terbagi menjadi tiga
bagian, yaitu :
a. Proses membersihkan serat tandan kosong kelapa sawit
Pada proses ini penulis menggunakan beberapa langkah untuk
membersihkan serat tandan kosong kelapa sawit, yaitu:
1. Menyiapkan serat tandan kosong kelapa sawit, NaOH, gunting,
baskom atau ember, timbangan roti, gelas plastik, sarung tangan
plastik, dan gelas ukur 1000ml.
2. Merendam serat tandan kosong kelapa sawit dengan air, sembari
mencabuti atau memotong-motong serat tandan kosong kelapa sawit
dari tandan kosongnya, dan memilah-milah serat tandan kosong
kelapa sawit yang layak dipakai dan tidak layak dipakai.
3. Mencuci serat tandan kosong kelapa sawit dengan sabun atau sampo,
sebanyak dua kali pencucian.
4. Menjemur serat tandan kosong kelapa sawit dibawah sinar matahari
hingga kering.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
5. Menimbang NaOH sebanyak 50 gr, dan melarutkannya dengan air
sebanyak 1000 ml didalam baskom. Sebaiknnya menggunakan sarung
tangan agar tangan tidak terkena bahan kimia.
6. Merendam serat tandan kosong kelapa sawit dengan larutan NaOH,
ditekan-tekan hingga serat tandan kosong kelapa sawit terendam
semuanya, dan diamkan selama dua jam.
7. Mencuci serat tandan kosong kelapa sawit dengan air biasa, dan
menjemurnya dibawah sinar matahari hingga kering.
b. Menghitung Komposisi Serat TKKS dan Menimbang Serat
TKKS
1. Menyiapkan serat tandan kosong kelapa sawit yang telah
dipilin/diplintir, buku atau kertas, pensil, kalkulator, gunting,
penggaris, jangka sorong (caliper) dan timbangan laboratorium.
2. Memotong serat tandan kosong kelapa sawit dengan panjang 8cm.
3. Menggulung serat tandan kosong kelapa sawit menjadi enam buah
gulungan. mulai dari yang berdiameter kecil hingga berdiameter besar.
4. Mengukur diameter tiap gulungan dan menimbangnya. Pada tabel
dibawah ini merupakan hasil dari pengukuran diameter dan berat tiap
gulungan, serta rata-rata massa jenis serat TKKS, sebagai berikut :
No Sampel
Panjang (mm)
Diameter (mm)
Massa (gr)
Volume (mm3)
Volume (cm3)
ρ (gr/cm3)
1 80 0,96 0,025 57,876 0,058 0,435
2 80 1,04 0,034 67,924 0,068 0,499
3 80 2,08 0,130 271,698 0,272 0,478
4 80 2,14 0,157 287,599 0,288 0,547
5 80 2,68 0,250 451,055 0,451 0,555
6 80 2,92 0,265 535,458 0,535 0,494
rata-rata 80 1,97 0,1435 278,60 0,279 0,501
Tabel 3.1 Rata-rata diameter dan berat gulungan serat TKKS, serta rata-
rata massa jenisnya
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
5. Mencari volume gulungan serat TKKS secara manual, penulis
menggunakan contoh sampel gulungan serat nomor satu dengan
perhitungan sebagai berikut :
(3.1)
Dengan:
Volume gulungan serat 1 TKKS (cm3)
Diameter gulungan serat 1 TKKS (cm)
Panjang gulungan serat TKKS (cm)
6. Mencari massa jenis gulungan serat TKKS secara manual, penulis
menggunakan contoh sampel gulungan serat nomor satu dengan
perhitungan sebagai berikut:
(3.2)
Massa jenis serat yang akan digunakan dalam perhitungan selanjutnya
merupakan massa jenis rata-rata dari tiap massa jenis sampel gulungan
serat, berikut merupakan perhitungan secara manualnya :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Dengan :
Massa jenis gulungan serat TKKS (gr/cm3)
Massa jenis rata-rata gulungan seratTKKS (gr/cm3)
Massa rata-rata dari gulungan serat TKKS (gr)
Voulume rata-rata dari gulungan serat TKKS (cm3)
7. Menghitung volume cetakan, dengan perhitungan sebagai berikut :
(3.3)
8. Menghitung fraksi volume serat tandan kosong kelapa sawit, dengan
variasi fraksi volume serat tandan kosong kelapa sawit 3%, 5%, dan
7%. Dengan perhitungan sebagai berikut :
Fraksi volume serat TKKS 3%
(3.4)
(3.5)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
(3.6)
(3.7)
Fraksi volume serat TKKS 5%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Fraksi volume serat TKKS 7%
c. Proses Pencetakan Komposit Berpenguat Serat TKKS
1. Menyiapkan serat tandan kosong kelapa sawit, resin polyester, katalis,
cetakan kaca dan tutup cetakan, kape (sekrap tangan), gelas ukur,
suntikan, satu batang sumpit, sarung tangan, Mirror Glaze, kuas, dan
amplas.
2. Menimbang serat tandan kosong kelapa sawit sesuai dengan
perhitungan diatas, dan dipisahkan menurut persentasennya.
3. Merendam serat tandan kosong kelapa sawit dengan air, dan
menyusun serat tandan kosong kelapa sawit pada cetakan dengan
merata.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
4. Menjemur serat tandan kosong kelapa sawit dengan diberi penutup
dan dipresss, agar serat tandan kosong kelapa sawit menjadi rata
5. Membersihkan cetakan baru beserta tutupnya dengan kuas dan sekrap
tangan (kape), hingga bersih.
6. Melapisi cetakan beserta tutupnya dengan Mirror Glaze menggunakan
kuas, sampai merata. Hal ini berguna untuk memudahkan melepas
hasil cetakan dari cetakan kaca.
7. Memindah serat yang telah dipress ke dalam cetakan baru yang telah
diberi Mirror Glaze.
8. Menuang resin polyester kedalam gelas ukur sebanyak 289,8 ml
(untuk 3%) namun dilebihkan menjadi 350 ml, dan ambil katalis
menggunakan suntikan sebanyak 1,2 ml.
9. Mencampur katalis kedalam resin polyester yang ada di gelas ukur
lalu diaduk hingga rata. Pengadukan ini dilakukan selama kurun
waktu 2 – 3 menit secara perlahan, agar dapat tercampur dengan baik
sebelum mengeras, dan tidak menyebabkan adanya gelembung udara.
10. Menuang adonan resin polyester dan katalis, kedalam cetakan kaca
yang sudah diberi serat tandan kosong kelapa sawit, secara perlahan
dan merata. Kemudian tutup cetakan, dan press dengan menggunakan
galon yang diisi air setengah dari volume galon.
11. Menunggu hasil cetakan selama 24 jam agar kering dengan sempurna.
12. Ulangi langkah 3-11, hingga ketiga persentase serat tandan kosong
kelapa sawit telah tercetak semua. Namun pada langkah kedelapan
banyaknya resin yang dibutuhkan sesuai dengan persentase serat
tandan kosong kelapa sawit yang akan di cetak. Lebih baik volume
resin dilebihkan menjadi 350 ml, untuk menjaga agar tidak
kekurangan resin saat proses pecetakan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
13. Potong hasil cetakan yang sudah kering untuk membuat benda uji,
dengan menggunakan gerinda dan bentuk sesuai ukuran dengan mesin
milling.
14. Menghaluskan sisi-sisi bekas potong dan miling menggunakan amplas
15. Melakukan proses curing dengan suhu 80°C selama kurun waktu dua
jam.
3.5 Bentuk dan Dimensi Benda Uji
Pada penelitian ini penulis membuat benda uji yang memiliki bentuk
dan dimensi yang mengacu pada standar yang sudah ditetapkan yaitu ASTM
(American Standart for Testing Materials).
3.5.1 Benda Uji Pada Pengujian Uji Tarik
Pada pengujian uji tarik ini, penulis membuat benda uji (spesimen)
yang telah disesuaikan dengan standar pengujian tarik yang berlaku. Standar
yang digunakan sebagai acuan penulis membuat spesimen adalah ASTM
D638-14 type I, sedangkan untuk melakukan pengujian tariknya dilakukan
di laboratorium ilmu logam Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Ukuran-ukuran spesimen yang lebih spesifik dapat dilihat pada Gambar
3.19 dan Tabel 3.2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
3.6 Metode Pengujian
3.6.1 Perlakuan Curing
Proses curing adalah proses pengeringan bahan-bahan penyusun
komposit yang sedang dibuat. Kecepatan dari proses curing ini berbeda-
beda tergantung dari katalis dan temperatur lingkungan sekitar dicetaknya
bahan komposit tersebut. Diharapkan pada proses curing tersebut dapat
mengurangi rongga yang ada di dalam komposit dan merata pada seluruh
Gambar 3.19 Bentuk spesimen menurut ASTM D638-14 type III
Tabel 3.2 Ukuran spesimen menurut ASTM D638-14
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
bagian dari bahan komposit sehingga komposit yang dihasilkan berkualitas
baik.
Pada perlakuan curing ini penulis menggunakan oven listrik dan
termometer digital sebagai cara melihat suhu pada bagian dalam oven,
karena oven yang digunakan tidak bisa mengatur suhunya sendiri secara
otomatis. Penulis menggunakan suhu 80°C untuk memanaskan spesimen
selama 2 jam
3.6.2 Uji tarik
Uji tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat
suatu spesimen terutama mengetahui kekuatan tarik dari spesimen
tersebut. Sedangkan kekuatan tarik sendiri adalah kemapuan suatu material
untuk menahan beban tarik. Dengan melakukan uji tarik ini kita akan
mengetahui bagaimana spesimen tersebut bereaksi terhadap beban tarikan
serta dapat juga mengetahui kekuatan tarik, pertambahan panjang,
modulus elastisitas, tegangan, regangan, dan pengurangan luas penampang
dari suatu spesimen.
Gambar 3.20 Oven listrik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Pada pengujian uji tarik ini penulis menggunakan mesin uji tarik
dengan tipe GOTECH KT-7010A2 TAIWAN,R.O.C, yang terdapat pada
laboraturium logan Universitas Sanata Dharma, berikut adalah
penampakan dari mesin uji tarik di Universitas Sanata Dharma:
a. Langkah- langkah yang penulis lakukan pada saat pengujian tarik,
sebagai berikut :
1. Mempersiapkan spesimen yang telah melalui proses curing, jangka
sorong (kaliper), kertas milimeter blok, label, spidol, penggaris,
amplas dengan tingkat kekasaran paling tinggi serta dipotong sesuai
lebar spesimen, dan kertas HVS.
2. Mengukur panjang dan tebal awal semua spesimen dengan jangka
sorong dan mencatatnya.
3. Membuat dua garis pada permukaan setiap spesimen dengan tujuan
sebagai batas area patah, dengan jarak antar garis sebesar 5cm.
4. Memberi label atau tanda pada setiap spesimen yang akan diuji.
5. Menghidupkan mesin uji tarik.
Gambar 3.21 Mesin Uji Tarik tipe GOTECH KT-7010A2 TAIWAN,R.O.C
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
6. Memasang milimeter blok pada bagian atas mesin uji tarik yang
telah disediakan, untuk dapat mencatat grafik yang dihasilkan.
7. Memasang spesimen pada penjepit bagian atas dengan ujung
spesimen telah diberi lapisan ampls, agar tidak licin. Menurunkan
penjepit bagian bawah sehingga spesimen bagian bawah dapat
masuk pada penjepit dengan lurus, dan tepat, serta ujung bawah
juga diberi amplas.
8. Mengatur kecepatan pada 5mm/menit.
9. Mengatur load indicator, switch diatur pada satuan beban (kg),
satuan luas (mm2), angka tampilan pada display (force), dan kondisi
pengujian (normal).
10. Memasukan harga beban tarik maksimum sesuai yang diinginkan,
dengan cara menekan anak panah () sampai lampu MAXLOAD
menyala.
11. Menekan tombol area start sebanyak dua kali hingga lampu pada
start menyala, dan mesin siap untuk menguji
12. Menekan tombol down untuk memulai penarikan, dan
memperhatikan data-data yang terdapat pada operation control
system.
13. Mencatat data-data yang ada.
14. Mengulangi langkah 7-13 hingga semua spesimen telah selesai diuji
tarik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Perhitungan yang dapat digunakan untuk mengetahui hasil pengujian
kekuatan tarik (Tensile Strength) adalah sebagai berikut:
a. Tensile Strength adalah gaya per unit luas dari material yang menerima
gaya tersebut. Menggunakan rumusnya sebagai berikut:
(3.8)
Dengan:
σ = Stress atau tegangan (N/m2).
Fmaks = Pembebanan maksimal (N).
A0 = Luas penampang awal (m2).
b. Tensile Strain merupakan ukuran perubahan panjang dari suatu material.
Adapun rumus untuk menghitung tensile strain adalah sebagai berikut:
Dengan :
Regangan.
Panjang spesimen sebelum penarikan.
Panjang spesimen setelah penarikan.
Pertambahan panjang
(3.9)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
c. Modulus elastisitas adalah perbandingan antara tegangan (stress) dengan
regangan (strain). Rumus perhitungan modulus Young adalah sebagai
berikut:
Dengan :
E = Modulus elastisitas (N/m2).
σ = Tegangan
= Regangan
(3.10)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian
Dari Hasil pengujian tarik spesimen komposit berpenguat serat tandan
kosong kelapa sawit, dapat dilakukan pengolahan data dan perthitungnnya.
Hasil data dan perhitungan yang diperoleh akan ditampilkan dalam bentuk
tabel dan grafik.
4.1.1 Kekuatan Tarik Serat TKKS
Serat tandan kosong kelapa sawit yang akan digunakan di uji kekuatan
tariknya terlebih dahulu, dengan menggunakan sampel enam helai serat
TKKS. Serat TKKS di uji secara terpisah, dengan cara ujung atas serat
TKKS di ikatkan pada timbanagan digital dengan kapasitas timbangan 1
gram dan ujung bawah serat TKKS di ikatkan pada plastik dan diberikan
air, air tersebut berfungsi sebagai beban tarik. Hasil pengujian tarik serat
TKKS dapat dilihat pada Tabel 4.1
Kekuatan Tarik Serat TKKS
Spesimen D
(mm)
A
(mm2)
Beban
(kg)
Kekuatan
Tarik (MPa)
S - 1 0,32 0,08 0,61 74,80
S - 2 0,36 0,10 0,57 55,92
S - 3 0,30 0,07 0,85 119,12
S - 4 0,30 0,07 0,55 77,08
S - 5 0,28 0,06 0,68 111,18
S - 6 0,36 0,10 0,46 44,33
Rata-rata 0,08 0,62 80,41
Tabel 4.1 Data Kekuatan Tarik Serat TKKS
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
4.1.2 Proses Pengolahan Hasil Pengujian Tarik
Pengujian tarik ini menggunakan empat variasi fraksi volume serat
yaitu, fraksi volume serat 0% (resin saja), fraksi volume serat 3%, fraksi
volume serat 5% dan fraksi volume serat 7%, masing-masing berjumlah
enam spesimen, namun yang akan penulis gunakan hanya empat data saja.
Setelah melakukan pengujian tarik didapatkan data dari pertambahan
panjang dan beban. Dari data yang didapat, penulis dapat menghitung
kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas dari spesimen. Adapun
langkah-langkah perhitungannya sebagai berikut:
1. Menghitung luas penampang spesimen sebelum melakukan pengujian
tarik. Dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Sebagai contoh, penulis menggunakan sampel perhitungan dari data
spesimen fraksi volume serat A-0%, dapat dilihat pada perhitungan
dibawah ini :
2. Menyeleksi data yang akan digunakan, pada fraksi volume serat 0%
(resin), 3%, 5% dan 7%, karena data yang diambil berlebih dan yang
dibutuhkan hanya empat data. Maka untuk menyeleksi data-data
tersebut, penulis menggunakan standar deviasi. Berikut adalah rumus
dari standar deviasi dan contoh penggunaan rumus dalam
penghitungan fraksi volume secara manual:
(4.1)
(4.1)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
No spesimen UTS(MPa) UTS²
1 A - 0% 34,92 1219,41
2 B - 0% 33,31 1109,56
3 C - 0% 33,45 1118,90
4 D - 0% 35,71 1275,20
5 E - 0% 30,05 903,00
6 F - 0% 27,50 756,25
∑A-F 194,94 6382,32
Rata-rata 32,49 1063,72
TS2
TS 2
2 2
19 9 2
Data Terbesar = 32,49 + 3,121
= 35,611
Data Terkecil = 32,49 – 3,121
= 29,369
Dari perhitungan menggunakan standar deviasi diatas,
penulis dapat menyeleksi data pada fraksi volume serat 0% (resin)
menjadi empat data dengan range data yang saling mendekati satu
sama lain. Empat data itu sebagai berikut :
Tabel 4.2 Data kekuatan tarik fraksi volume serat 0% (resin)
dengan UTS adalah kekuatan tarik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
No Spesimen UTS
(MPa)
1 A - 0% 34,92
2 B - 0% 33,31
3 C - 0% 33,45
4 E - 0% 30,05
Rata-rata 32,93
Untuk mepercepat penyeleksian data dengan standar deviasi,
penulis menggunakan bantuan aplikasi Microsoft Excel.
3 Mengihitung tegangan, dengan menggunakan data beban maksimal
dari hasil pengujian tarik. Untuk contoh perhitungannya penulis
menggunakan data dari spesimen fraksi volume serat A – 0%, sebagai
berikut :
4 Menghitung regangan, dengan menggunakan data panjang awal dan
pertambahan panjang yang didapat dari pengujian tarik. Untuk contoh
perhitungannya penulis menggunakan data dari spesimen fraksi
volume serat A – 0%, sebagai berikut :
5 Menghitung modulus elastisitasnya, dengan menggunakan data hasil
perhitungan tegangan dan regangan. contoh perhitungannya sebagai
berikut:
Tabel 4.3 Data kekuatan tarik fraksi volume serat 0% (resin) setelah melalui perhitungan standar deviasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
Tabel 4.4 Dimensi komposit fraksi volume serat 0% (resin)
Tabel 4.5 Perolahan data dari komposit fraksi volume serat 0% (resin),
deengan L0 :50mm
4.1.3 Hasil Pengujian Tarik Pada Semua Spesimen
a. Spesimen fraksi volume serat 0% (resin)
Pada spesimen fraksi volume serat 0% (resin), penulis mendapat
beberapa data yang sudah diolah. Data-data tersebut dibagi menjadi dua
macam, yaitu :
1. Data sebelum diseleksi menggunakan standar deviasi
Kom
posi
t S
erat
TK
KS
0%
curi
ng 8
0°C
Dimensi Komposit
No Spesimen Lebar
(mm)
Tebal
(mm)
A
(mm²)
1 A - 0% 13,00 4,00 52,00
2 B - 0% 13,75 4,55 62,56
3 C - 0% 12,60 5,00 63,00
4 D - 0% 13,30 4,35 57,86
5 E - 0% 13,30 4,10 54,53
6 F - 0% 13,20 4,15 54,78
Rata-rata 13,19 4,36 57,45
kom
posi
t se
rat T
KK
S 0
%
curi
ng 8
0°C
Kekuatan Tarik Komposit
Spesimen A
(mm²) Beban (kg)
Kekuatan Tarik (MPa)
L (mm)
ΔL (mm)
Regangan (%)
Modulus Elastisitas
(MPa)
A - 0% 66,25 235,80 34,92 52,10 2,10 4,20 8,31
B - 0% 65,00 220,70 33,31 51,15 1,15 2,30 14,48
C - 0% 66,25 225,90 33,45 51,05 1,05 2,10 15,93
D - 0% 66,25 247,90 36,71 51,65 1,65 3,30 11,12
E - 0% 67,50 206,80 30,05 51,45 1,45 2,90 10,36
F - 0% 66,25 185,70 27,50 51,00 1,00 2,00 13,75
Rata-rata 66,25 220,47 32,66 51,40 1,40 2,80 12,33
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Tabel 4.6 Proses penyeleksian data komposit fraksi volume serat 0% (resin) dengan standar deviasi
Tabel 4.7 Data hasil dari penyeleksian komposit fraksi volume
serat 0% (resin) dengan standar deviasi
Tabel 4.8 Data dimensi komposit fraksi volume serat 0%
(resin) setelah diseleksi dengan standar deviasi
2. Data setelah diseleksi menggunakan standar deviasi
No Spesimen UTS
(MPa) UTS²
1 A - 0% 34,92 1219,41
2 B - 0% 33,31 1109,56
3 C - 0% 33,45 1118,90
4 D - 0% 35,71 1275,20
5 E - 0% 30,05 903,00
6 F - 0% 27,50 756,25
Has
il
Per
hitungan
Jumlah 194,94 6382,32
Rata-rata 32,49 1063,72
Standar
Deviasi 3,12
Data terbesar 35,61
Data terkecil 29,37
No Spesimen UTS
(MPa) UTS²
1 A - 0% 34,92 1219,41
2 B - 0% 33,31 1109,56
3 C - 0% 33,45 1118,90
4 E - 0% 30,05 903,00
Rata-rata 32,93 1087,72
Kom
posi
t S
erat
TK
KS
0%
curi
ng 8
0°C
Dimensi Komposit
No spesimen lebar
(mm)
tebal
(mm)
A
(mm²)
1 A - 0% 13,25 5,00 66,25
2 B - 0% 13,00 5,00 65,00
3 C - 0% 13,25 5,00 66,25
4 E - 0% 13,50 5,00 67,50
Rata-rata 13,25 5,00 66,25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Tabel 4.9 Perolehan data komposit fraksi volume serat 0% (resin) dengan L0: 50mm
setelah diseleksi dengan standar deviasi
Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tarik dan rata-ratanya bahan resin polyester
Setelah data-data selesai diolah dan layak untuk di dapat, penulis
dapat membuat diagram dari kekuatan tarik, regangan dan modulus
elastisitas. Diagram tersebut dapat dilihat pada bagian bawah ini :
Kom
po
sit se
rat
TK
KS
0%
cu
rin
g
80
°C
Kekuatan tarik komposit
Spesimen A
(mm2)
Beban (kg)
Kekuatan Tarik (MPa)
L (mm)
ΔL (mm)
Regangan (%)
Modulus Elastisitas
(MPa)
A - 0% 66,25 235,80 34,92 52,10 2,10 4,20 8,31
B - 0% 65,00 220,70 33,31 51,15 1,15 2,30 14,48
C - 0% 66,25 225,90 33,45 51,05 1,05 2,10 15,93
E - 0% 67,50 206,80 30,05 51,45 1,45 2,90 10,36
Rata-rata 66,3 222,3 32,93 51,44 1,44 2,88 12,27
34,9 33,3 33,5
30,1
32,9
,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
A - 0% B - 0% C - 0% E - 0% Rata-rata
KE
KU
AT
AN
TA
RIK
(M
Pa
)
MATRIK
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
Gambar 4.3 Grafik modulus elastisitas dan rata-ratanya bahan resin polyester
Gambar 4.2 Grafik regangan dan rata-ratanya bahan resin polyester
4,2
2,3
2,1
2,9 2,9
,000
,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
4,500
A - 0% B - 0% C - 0% E - 0% Rata-rata
RE
GA
NG
AN
(%
)
MATRIK
8,3
14,5
15,9
10,4
12,3
,000
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
16,000
18,000
A - 0% B - 0% C - 0% E - 0% Rata-rata
MO
DU
LU
S E
LA
ST
ISIT
AS
(M
Pa
)
KOMPOSIT SERAT TKKS 0%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Tabel 4.10 Data dimensi komposit fraksi volume serat 3%
Setelah melakukan pengujian tarik, penulis dapat menyampaikan
pembahasan seperti, dari Gambar 4.1 nilai rata-rata kekuatan tarik pada
spesimen dengan fraksi volume 0% (resin) adalah sebesar 32,93 MPa, data
terrendah terdapat pada spesimen E – 0% dengan nilai 30,05 MPa, sedangkan
data tertinggi terdapat pada spesimen A – 0% dengan nilai 34,92 MPa. Dari
gambar 4.2 nilai rata-rata regangan pada spesimen dengan fraksi volume 0%
(resin) adalah 2,88%, data terrendah terdapat pada spesimen C – 0% dengan
nilai 2,10%, sedangkan data tertinggi terdapat pada spesimen A – 0% dengan
nilai 4,20%. Dari gambar 4.3 nilai rata-rata modulus elastisitas pada spesimen
dengan fraksi volume 0% (resin) adalah sebesar 12,27 Mpa, data terrendah
terdapat pada spesimen A – 0% dengan nilai 8,31 MPa, sedangkan data
tertinggi terdapat pada spesimen C – 0% dengan nilai 15,93 Mpa.
b. Spesimen fraksi volume serat 3%
Pada spesimen fraksi volume serat 3% , penulis mendapat beberapa
data yang sudah diolah. Namun karena hanya memiliki empat data maka
penulis tidak menerapkan proses penyelaksian menggunakan standar
deviasi, data-data tersebut, yaitu :
Kom
po
sit
Sera
t T
KK
S
3%
cu
rin
g 8
0°C
Dimensi Komposit
No Spesimen Lebar (mm) Tebal (mm) A (mm2)
1 A - 3% 12,60 4,85 61,11
2 B - 3% 12,50 4,95 61,88
3 E - 3% 12,25 5,10 62,48
4 F - 3% 12,25 4,80 58,80
Rata-rata 12,32 4,92 60,56
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
Gambar 4.4 Grafik Kekuatan Tarik dan rata-ratanya fraksi volume serat 3%
Tabel 4.11 Perolahan data dari komposit fraksi volume serat 3%, dengan L0 : 50mm
Penulis dapat membuat diagram dari kekuatan tarik, regangan dan
modulus elastisitas dari data-data yang ada. Diagram tersebut dapat
dilihat pada bagian bawah ini :
Kom
posi
t S
erat
TK
KS
3%
curi
ng
80°C
kekuatan tarik komposit
spesimen A
(mm²) Beban (kg)
Kekuatan Tarik
(MPa)
L (mm)
ΔL (mm)
regangan (%)
Modulus Elastisitas
(MPa)
A - 3% 61,11 204,40 32,81 50,65 0,65 1,30 25,24
B - 3% 61,88 195,40 30,98 50,55 0,55 1,10 28,16
E - 3% 62,48 165,00 25,91 50,55 0,55 1,10 23,55
F - 3% 61,88 184,60 29,27 50,50 0,50 1,00 29,27
Rata-rata 61,83 187,35 29,74 50,56 0,56 1,13 26,56
32,8 31,0
25,9
29,3 29,7
,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
A - 3% B - 3% E - 3% F - 3% Rata-rata
KE
KU
AR
AN
T
AR
IK (
MP
a)
KOMPOSIT
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
Gambar 4.5 Grafik regangan dan rata-ratanya fraksi volume serat 3%
Gambar 4.6 Grafik modulus elastisitas dan rata-ratanya fraksi volume serat 3%
Dari Gambar 4.4 nilai rata-rata kekuatan tarik pada spesimen dengan
fraksi volume serat tandan kosong kelapa sawit 3% adalah 29,74 Mpa, data
terrendah terdapat pada spesimen E – 3% dengan nilai 25,91 MPa, sedangkan
data tertinggi terdapat pada spesimen A – 3% dengan nilai 32,81 MPa. Dari
1,3
1,1 1,1 1,0
1,1
,000
,200
,400
,600
,800
1,000
1,200
1,400
A - 3% B - 3% E - 3% F - 3% Rata-rata
RE
GA
NG
AN
(%
)
KOMPOSIT
25,2
28,2
23,6
29,3
26,6
,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
A - 3% B - 3% E - 3% F - 3% Rata-rata
MO
DU
LU
S E
LA
ST
ISIT
AS
(M
Pa)
KOMPOSIT
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Tabel 4.12 Dimensi komposit fraksi volume serat 5%
Gambar 4.5 nilai rata-rata regangan pada spesimen dengan fraksi volume
serat tandan kosong kelapa sawit 3% adalah 1,13%, data terrendah terdapat
pada spesimen F – 3% dengan nilai 1,00%, sedangkan data tertinggi terdapat
pada spesimen A – 3% dengan nilai 1,30%. Dari gambar 4.6 nilai rata-rata
modulus elastisitas pada spesimen dengan fraksi volume serat tandan kosong
kelapa sawit 3% adalah sebesar 25,56 Mpa, data terrendah terdapat pada
spesimen E – 3% dengan nilai 23,55 MPa, sedangkan data tertinggi terdapat
pada spesimen F – 3% dengan nilai 29,27 Mpa.
c. Spesimen fraksi volume serat 5%
Pada spesimen fraksi volume serat 5% , penulis mendapat beberapa
data yang sudah diolah. Data-data tersebut dibagi menjadi dua macam,
yaitu :
1. Data sebelum diseleksi menggunakan standar deviasi
Kom
posi
t S
erat
TK
KS
5%
curi
ng 8
0°C
dimensi komposit
No spesimen lebar (mm)
tebal (mm)
A (mm2)
1 A - 5% 12,90 5,00 64,5
2 B - 5% 12,90 5,00 65,5
3 C - 5% 12,80 5,00 64,0
4 D - 5% 12,80 5,00 64,0
5 E - 5% 12,80 5,10 65,3
6 F - 5% 12,95 5,05 65,4
Rata-rata 12,86 5,03 64,61
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
Tabel 4.13 Perolahan data dari komposit fraksi volume serat 5%, dengan
L0 : 50mm
Tabel 4.14 Proses penyeleksian data komposit fraksi volume serat 5% dengan standar deviasi
2. Data Setelah diseleksi menggunakan standar deviasi
Kom
po
sit
Sera
t T
KK
S 5
% C
uri
ng
8
0°C
Kekuatan Tarik Komposit
Spesimen A
(mm2)
Beban (kg)
Kekuatan Tarik (MPa)
L (mm)
ΔL (mm)
Regangan (%)
Modulus Elastisitas
(MPa)
A - 5% 64,50 222,80 33,886 50,70 0,70 1,40 24,2
B - 5% 64,50 239,70 36,457 50,70 0,70 1,40 26,0
C - 5% 64,00 222,80 34,151 50,70 0,70 1,40 24,4
D - 5% 64,00 222,20 34,059 50,75 0,75 1,50 22,7
E - 5% 65,28 199,00 29,905 50,65 0,65 1,30 23,0
F - 5% 65,40 181,50 27,226 50,65 0,65 1,30 20,9
Rata-rata 64,61 214,67 32,614 50,69 0,69 1,38 23,6
No spesimen UTS
(MPa) UTS²
1 A - 5% 33,886 1148,261
2 B - 5% 36,457 1329,113
3 C - 5% 34,151 1166,291
4 D - 5% 34,059 1160,015
5 E - 5% 29,905 894,309
6 F - 5% 27,226 741,255
Hasi
l
Per
hit
un
gan
Jumlah 195,684 6439,244
Rata-rata 32,614 1073,207
Standar Deviasi 3,382
Data terbesar 35,996
Data terkecil 29,232
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
Tabel 4.15 Data hasil dari penyeleksian komposit fraksi volume serat 5% dengan standar deviasi
Tabel 4.16 Data dimensi komposit fraksi volume serat 5% setelah diseleksi dengan standar deviasi
Tabel 4.17 Data hasil pengujian tarik komposit fraksi volume serat 5% dengan L0 : 50 mm setelah diseleksi dengan standar deviasi
Kom
posi
t R
esin
Dimensi Uji Tarik Komposit
No Spesimen Lebar (mm)
Tebal (mm)
A (mm2)
1 A - 5% 12,90 5,00 64,50
2 C - 5% 12,80 5,00 64,00
3 D - 5% 12,80 5,00 64,00
4 E - 5% 12,80 5,10 65,28
Rata-rata 12,83 5,03 64,45
Setelah data-data selesai diolah dan layak untuk di dapat, penulis
dapat membuat diagram dari kekuatan tarik, regangan dan modulus
elastisitas. Diagram tersebut dapat dilihat pada bagian bawah ini :
No Spesimen UTS
(MPa) UTS²
1 A - 5% 33,886 1148,261
2 C - 5% 34,151 1166,291
3 D - 5% 34,059 1160,015
4 E - 5% 29,905 894,309
Rata-rata 33,00025 1092,219
Kom
po
sit
Sera
t T
KK
S 5
%
Cu
rin
g 8
0°C
Kekuatan Tarik Komposit
Spesimen A
(mm2)
Beban (kg)
Kekuatan Tarik (MPa)
L (mm)
ΔL (mm)
Regangan (%)
Modulus
Elastisitas (MPa)
A - 5% 64,50 222,8 33,9 50,7 0,7 1,4 24,2
C - 5% 64,00 222,8 34,2 50,7 0,7 1,4 24,4
D - 5% 64,00 222,2 34,1 50,8 0,7 1,5 22,7
E - 5% 65,28 199,0 29,9 50,7 0,6 1,3 23,0
Rata-rata 64,45 216,7 33,0 50,7 0,7 1,4 23,6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
Gambar 4.7 Gafik Kekuatan Tarik dan rata-ratanya fraksi volume serat 5%
Gambar 4.8 Grafik regangan dan rata-ratanya fraksi volume serat 5%
1,4 1,4 1,5
1,3
1,4
,000
,200
,400
,600
,800
1,000
1,200
1,400
1,600
A - 5% C - 5% D - 5% E - 5% Rata-rata
RE
GA
NG
AN
(%
)
KOMPOSIT
33,9 34,2 34,1
29,9
33,0
,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
40,000
A - 5% C - 5% D - 5% E - 5% Rata-rata
KE
KU
AT
AN
TA
RIK
(M
Pa
)
KOMPOSIT
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
Gambar 4.9 Diagram modulus elastisitas dan rata-ratanya fraksi volume serat 5%
Dari Gambar 4.7 nilai rata-rata kekuatan tarik pada spesimen dengan
fraksi volume serat tandan kosong kelapa sawit 5% adalah 33,00 Mpa, data
terrendah terdapat pada spesimen E – 5% dengan nilai 29,90 MPa, sedangkan
data tertinggi terdapat pada spesimen C – 5% dengan nilai 34,15 MPa. Dari
Gambar 4.8 nilai rata-rata regangan pada spesimen dengan fraksi volume
serat tandan kosong kelapa sawit 5% adalah 1,40%, data terrendah terdapat
pada spesimen E – 5% dengan nilai 1,30%, sedangkan data tertinggi terdapat
pada spesimen D – 5% dengan nilai 1,50%. Dari gambar 4.9 nilai rata-rata
modulus elastisitas pada spesimen dengan fraksi volume serat tandan kosong
kelapa sawit 5% adalah sebesar 23,58 Mpa, data terrendah terdapat pada
spesimen D – 5% dengan nilai 22,71 MPa, sedangkan data tertinggi terdapat
pada spesimen C – 5% dengan nilai 24,39 Mpa.
d. Spesimen fraksi volume serat 7%
Pada spesimen fraksi volume serat 7% , penulis mendapat beberapa
data yang sudah diolah. Data-data tersebut dibagi menjadi dua macam,
yaitu :
24,2 24,4
22,7 23,0
23,6
,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
A - 5% C - 5% D - 5% E - 5% Rata-rata
MO
DU
LU
S E
LA
ST
ISIT
AS
(M
Pa
)
KOMPOSIT
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
Tabel 4.19 Perolahan data dari komposit fraksi volume serat 7% dengan L0: 50mm
Tabel 4.20 Proses penyeleksian data komposit fraksi volume
serat 7% dengan standar deviasi
Tabel 4.18 Dimensi komposit fraksi volume serat 7%
1. Data sebelum diseleksi menggunakan standar deviasi
kom
posi
t se
rat T
KK
S 7
%
Curi
ng 8
0°C
Dimensi Komposit
No Spesimen Lebar (mm)
Tebal (mm)
A (mm2)
1 A - 7% 12,85 5,20 66,82
2 B - 7% 13,15 5,05 66,41
3 C - 7% 12,85 5,00 64,25
4 E - 7% 13,05 5,00 65,25
5 F - 7% 13,00 5,05 65,65
Rata-rata 12,98 5,06 65,68
2. Data Setelah diseleksi menggunakan standar deviasi
Kom
po
sit
Sera
t T
KK
S 7
% C
uri
ng
80
°C
Kekuatan Tarik Komposit
Spesimen A
(mm2)
Beban (kg)
Kekuatan Tarik (MPa)
L (mm)
ΔL (mm)
Regangan (%)
Modulus Elastisitas (MPa)
A - 7% 66,8 144,3 21,2 50,6 0,6 1,1 19,3
B - 7% 66,4 68,9 10,2 51,1 1,1 2,2 4,6
C - 7% 64,3 76,3 11,7 50,9 0,9 1,8 6,5
E - 7% 65,3 58,0 8,7 50,8 0,8 1,5 5,8
F - 7% 65,7 59,7 8,9 50,8 0,8 1,6 5,6
Rata-rata 65,7 81,4 12,1 50,8 0,8 1,6 8,4
No spesimen UTS
(MPa) UTS²
1 A - 7% 21,185 448,804
2 B - 7% 10,178 103,592
3 C - 7% 11,65 135,723
4 E - 7% 8,720 76,038
5 F - 7% 8,921 79,584
Hasi
l
Per
hit
un
gan
Jumlah 60,65 843,74
Rata-rata 10,11 140,62
Standar Deviasi 5,20
Data terbesar 15,30
Data terkecil 4,91
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
73
Tabel 4.21 Data hasil dari penyeleksian komposit fraksi volume serat 7% dengan standar deviasi
Tabel 4.23 Perolehan data komposit fraksi volume serat 7% dengan L0 : 50mm setelah diseleksi dengan standar deviasi
Tabel 4.22 Data dimensi komposit fraksi volume serat 7%
setelah diseleksi dengan standar deviasi
Kom
po
sit
Sera
t T
KK
S
7%
Cu
ring
80
°C Dimensi Uji Tarik Komposit
No Spesimen Lebar
(mm)
Tebal
(mm)
A
(mm2)
1 B - 7% 13,15 5,05 66,41
2 C - 7% 12,85 5,00 64,25
3 E - 7% 13,05 5,00 65,25
4 F - 7% 13,00 5,05 65,65
Rata-rata 13,00 5,03 65,44
Setelah data-data selesai diolah dan layak untuk di dapat, penulis
dapat membuat diagram dari kekuatan tarik, regangan dan modulus
elastisitas. Diagram tersebut dapat dilihat pada bagian bawah ini :
No Spesimen UTS
(MPa) UTS²
1 B - 7% 10,178 103,592
2 C - 7% 11,65 135,723
3 E - 7% 8,720 76,038
4 F - 7% 8,921 79,584
Rata-rata 9,87 98,73
Kom
po
sit
Sera
t T
KK
S 7
%
Cu
rin
g 8
0°C
Kekuatan Tarik Komposit
Spesimen A
(mm2)
Beban (kg)
Kekuatan Tarik (MPa)
L (mm)
ΔL (mm)
Regangan (%)
Modulus Elastisitas
(MPa)
B - 7% 66,41 68,90 10,2 51,1 1,1 2,2 4,6
C - 7% 64,25 76,30 11,7 50,9 0,9 1,8 6,5
E - 7% 65,25 58,00 8,7 50,8 0,8 1,5 5,8
F - 7% 65,65 59,70 8,9 50,8 0,8 1,6 5,6
Rata-rata 65,44 68,30 10,3 50,9 0,9 1,9 5,6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
Gambar 4.10 Grafik Kekuatan Tarik dan rata-ratanya fraksi volume serat 7%
Gambar 4.11 Diagram regangan dan rata-ratanya fraksi volume serat 7%
10,2
11,7
8,7 8,9
10,3
,000
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
B - 7% C - 7% E - 7% F - 7% Rata-rata
KE
KU
AT
AN
TA
RIK
(M
Pa
)
KOMPOSIT
2,2
1,8
1,5 1,6
1,9
,000
,500
1,000
1,500
2,000
2,500
B - 7% C - 7% E - 7% F - 7% Rata-rata
RE
GA
NG
AN
(%
)
KOMPOSIT
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
75
Gambar 4.12 Grafik modulus elastisitas dan rata-ratanya fraksi volume serat 7%
Dari Gambar 4.10 nilai rata-rata kekuatan tarik pada spesimen dengan
fraksi volume serat tandan kosong kelapa sawit 7% adalah 10,25 Mpa, data
terrendah terdapat pada spesimen E – 7% dengan nilai 8,72MPa, sedangkan
data tertinggi terdapat pada spesimen C – 7% dengan nilai 11,65 MPa. Dari
Gambar 4.11 nilai rata-rata regangan pada spesimen dengan fraksi volume
serat tandan kosong kelapa sawit 7% adalah 1,87%, data terrendah terdapat
pada spesimen E – 7% dengan nilai 1,50%, sedangkan data tertinggi terdapat
pada spesimen B – 7% dengan nilai 2,20%. Dari gambar 4.12 nilai rata-rata
modulus elastisitas pada spesimen dengan fraksi volume serat tandan kosong
kelapa sawit 7% adalah sebesar 5,56 Mpa, data terrendah terdapat pada
spesimen B – 7% dengan nilai 4,63 MPa, sedangkan data tertinggi terdapat
pada spesimen C – 7% dengan nilai 6,47 Mpa.
4,6
6,5
5,8 5,6 5,6
,000
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
B - 7% C - 7% E - 7% F - 7% Rata-rata
MO
DU
LU
S E
LA
ST
IS (
%)
KOMPOSIT
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
Tabel 4.24 Data rata-rata hasil pengujian kekuatan tarik
Gambar 4.13 Grafik kekuatan tarik rata-rata dari spesimen resin,
spesimen berpenguat serat TKKS dan serat TKKS
4.1.4 Hasil Rata-rata Pengujian Kekuatan Tarik Komposit
Dari hasil pengujian kekuatan tarik untuk fraksi volume 0%(resin),
3%, 5% dan 7%, penulis mendapatkan rata-rata untuk kekuatan tarik, rata-
rata untuk regangan dan rata-rata untuk modulus elastisitasnya. Tabel 4.24
dan Gambar 4.13, Gambar 4.14, Gambar 4.15 dibawah ini merupakan data
hasil pengujian tarik dan juga grafik tiap-tiap data.
Rerata Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Komposit
Spesimen Kekuatan
Tarik (MPa) Regangan
(%)
Modulus
Elastisitas (MPa)
RERATA 0% - CURING 80° 32,9 2,9 12,3
RERATA 3% - CURING 80° 29,7 1,1 26,6
RERATA 5% - CURING 80° 33,0 1,4 23,6
RERATA 7% - CURING 80° 10,3 1,9 5,6
RERATA SERAT TKKS 80,5 - -
32,9 29,7
33,0
10,3
80,5
,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
90,000
RERATA 0% - CURING 80°
RERATA 3% - CURING 80°
RERATA 5% - CURING 80°
RERATA 7% - CURING 80°
RERATA SERAT TKKS
KE
KU
AT
AN
TA
RIK
(M
Pa
)
KOMPOSIT FRAKSI VOLUME 0%,3%,5%,7% DAN SERAT TKKS
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
Gambar 4.14 Grafik regangan rata-rata dari spesimen resin dengan spesimen
berpenguat serat TKKS
Gambar 4.15 Grafik modulus elastisitas rata-rata dari spesimen resin dengan
spesimen berpenguat serat TKKS
2,9
1,1
1,4
1,9
,000
,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
RERATA 0% - CURING 80°
RERATA 3% - CURING 80°
RERATA 5% - CURING 80°
RERATA 7% - CURING 80°
RE
GA
NG
AN
(%
)
KOMPOSIT FRAKSI VOLUME 0%,3%,5%,7%
12,3
26,6
23,6
5,6
,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
RERATA 0% - CURING 80°
RERATA 3% - CURING 80°
RERATA 5% - CURING 80°
RERATA 7% - CURING 80°
MO
DU
LU
S E
LA
ST
ISIT
AS
(M
Pa)
KOMPOSIT FRAKSI VOLUME 0%,3%,5%,7%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78
Dari Gambar 4.13 dapat dilihat hasil rata-rata kekuatan tarik pada
spesimen fraksi volume 0% (resin polyester) dengan variasi fraksi volume
komposit berpenguat serat tandan kosong kelapa sawit. Hasil yang didapatkan
pada rata-rata spesimen resin polyester yaitu 32,93 MPa. Dari grafik tersebut
menunjukkan bahwa terlalu banyak fraksi volume serat yang digunakan maka
kekuatan tariknya akan menurun. Nilai rata-rata terbesar pada fraksi volume
serat tandan kosong kelapa sawit adalah 33,00 MPa pada fraksi volume serat
5%. Pada fraksi volume serat 3% memiliki kekuatan lebih rendah dari 5%
namun tidak terlalu signifikan, dengan nilai 29,74 MPa. Sedangkan pada
fraksi volume serat 7% memiliki nilai kekuatan tarik rata-rata yang paling
rendah dengan nilai 10,25 MPa. Namun rata-rata kekuatan tarik serat TKKS
tanpa digabungkan dengan resin sangat tinggi dibanding dengan rata-rata
kekuatan spesimen resin dan spesimen komposit fraksi volume serat 3%, 5%
dan 7% dengan nilai 80,54 MPa.
Dari Gambar 4.14 dapat dilihat hasil rata-rata regangan pada spesimen
resin polyester dengan variasi fraksi volume komposit berpenguat serat
tandan kosong kelapa sawit. Hasil yang didapatkan pada rata-rata spesimen
resin polyester yaitu 2,88%. Dari grafik tersebut menunjukkan bahwa
semakin banyak fraksi volume serat yang digunakan maka regangannya
semakin meningkat. Nilai rata-rata terbesar pada fraksi volume serat tandan
kosong kelapa sawit adalah 1,87% pada fraksi volume serat 7%, namun masih
tidak bisa mengungguli spesimen resin polyester. Pada fraksi volume serat
5% dan 3% memiliki penurunan regangan, yaitu dengan nilai 1,40% pada
fraksi volume serat 5% dan 1,13% pada fraksi volume serat 3%.
Dari Gambar 4.15 dapat dilihat hasil rata-rata modulus elastisitas pada
spesimen resin polyester dengan variasi fraksi volume komposit berpenguat
serat tandan kosong kelapa sawit. Hasil yang didapatkan pada rata-rata
spesimen resin polyester yaitu 12,27 MPa. Dari grafik tersebut menunjukkan
bahwa semakin banyak fraksi volume serat yang digunakan maka modulus
elastisitasnya akan semakin menurun. Nilai rata-rata terbesar pada fraksi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
volume serat tandan kosong kelapa sawit adalah 26,56 MPa pada fraksi
volume serat 3%. Pada fraksi volume serat 5% dan 7% memiliki penurunan
modulus elastisitas, yaitu dengan nilai 23,58 MPa pada fraksi volume serat
5% dan yang penurunnya paling signifikan dengan nilai 5,56 MPa pada fraksi
volume serat 7%.
Berdasarkan pada nilai kekuatan tariknya membuktikan bahwa serat
tandan kosong kelapa sawit cukup berpengaruh pada bertambahnya
kekuatan tarik dibandingkan hanya menggunakan resin saja walaupun
jaraknya tidak terlalu jauh.
Kerusakan yang terjadi pada komposit berbahan resin saja dan komposit
berpenguat serat tandan kelapa sawit, diakibatkan oleh adanya gelembung-
gelembung udara (void), hal tersebut menyebabkan volume resin saat
pencetakan menjadi berkurang dan dapat menurunkan kekuatan menahan
beban tarik. Pada komposit berpenguat serat tandan kelapa sawit kerusakan
tidak hanya terjadi akibat adanya void, namun juga dapat terjadi karena serat
tidak melekat secara sempurna dengan resin hal itu disebut dengan
debonding. Badan spesimen yang cacat akibat proses pemotongan, atau
penggunaan resin yang tidak bagus juga dapat mempengaruhi kekuatan
komposit pada saat dilakukan pengujian tarik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah penulis lakukan, penulis dapat
mengambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Kekuatan tarik tertinggi adalah komposit dengan fraksi volume serat
tandan kelapa sawit 5% yang memiliki nilai 33,00 MPa. Pada fraksi
volume serat 7%, komposit mengalami penurunan kekuatan tarik
2. Regangan tertinggi adalah spesimen matrik yang memiliki nilai
2,88%. Penambahan serat dari 3%,5% dan 7%, menyebabkan
peningkatan regangan
3. Modulus elastisitasnya tertinggi adalah komposit dengan fraksi
volume serat 3% yang memiliki nilai 25,56 MPa. Penambahan serat
dari 5% sampai 7%, menyebabkan penurunan modulus elastisitas
4. Jenis patahan yang terjadi pada komposit berpenguat serat tandan
kelapa sawit adalah jenis patahan debounding. Hal tersebut
dikarenakan adanya interphase atau void yang timbul akibat serat
tidak terikat sempurna dengan resin, serta proses pencetakan yang
kurang sempurna.
5. Setelah melakukan proses curing pada suhu 80°C selama dua jam,
banyak spesimen yang mengalami derformasi bentuk seperti
melengkung.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
80
5.2 Saran
Setelah melakukan penelitian masih ada beberapa kekurangan
yang terjadi. Untuk itu penulis akan memberikan saran yang kira-kira dapat
berguna untuk penelitian selanjutnya. Saran-saran yang dapat diberikan
adalah :
1. Pada penelitian selanjutnya dapat dilakukan pengujian impak
dengan serat yang acak untuk semakin mengetahui kekuatan serat
TKKS.
2. Pada saat membeli resin dan katalis kiranya mencari yang
kualitasnya bagus.
3. Pada proses membersihkan serat tandan kosong kelapa sawit,
sebaiknya lakukan dengan teliti dan sangat bersih supaya tidak ada
sisa-sisa minyak yang masih menempel.
4. Pada saat menutup cetakan komposit sebaiknya dilakukan dengan
perlahan dan hati-hati sehingga tidak menimbulakan gelembung
udara (void).
5. Pada proses pencetakan komposit, untuk mendapatkan hasil yang
maksimal sebaiknya penutup cetakan beri beban yang besar
sehingga dapat menekan tutup cetakan dengan sempurna dan dapat
mengurangi terjadinya gelembung udara (void).
6. Pada penelitian selanjutnya dapat dicoba melakukan pembuatan
komposit secara lamina.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
DAFTAR PUSTAKA
Bukit, N., (1988), Beberapa Pengujian Sifat Mekanikdari Komposit yang
Diperkuat dengan Serat Gelas, Skripsi, FMIPA, USU, Medan.
Chang, S.H., 2014, An Overview of Empty Fruit Bunch from Oil Palm as
Feedstock for Biooil Production, Biomass & Bioenergy, 1-8
ChandrabaUTSy, Sri., 2011. Pengaruh Panjang Serat Tertanam Terhadap
Kekuatan Geser Interfacial Komposit Serat Batang Melinjo Matriks Resin
Epoxy. Jurnal Skripsi. Teknik Mesin.Universitas Tadulako, Palu.
Diharjo, K. dan Triyono, T., 200 , “Buku Pegangan Kuliah Material Teknik”,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Gibson, Ronald F. 1994. Principles Of Composite Material Mechanics. New
York: Mc Graw Hill,Inc
Groover, Mikell P. 1996. Fundamentals Of Modern Manufacturing. Leghigh
University : New Jersey.
Hartanto, Ludi, 2009. Study Perlakuan Alkali Dan Fraksi Volume Serat Terhadap
Kekuatan Bending, Tarik, Dan Impak Komposit Berpenguat Serat Rami
Bermatrik Polyester BQTN 157. Jurnal Tugas Akhir. Teknik Mesin.
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Herawan, T., Rivani, M., 2013, Pemanfaatan Limbah Padat Kelapa Sawit untuk
Produksi Green Product. Prosiding Pertemuan Teknis Kelapa Sawit 2013.
JCC Jakarta 7-9 Mei 2013. ISBN 978-602-7539-16-7, 181- 190
Jamasri, 2008, Prospek Pengembangan Komposit Serat Alam Di Indonesia,
Pengukuhan Jabatan Guru besar, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah
Mada.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
82
Jones, R. M. 1975, “Mechanics of Composite Materials”, McGraw-Hill
Kogakusha, LTD, Wasingthon D.C.
Jones, R. M. 1999, “Mechanics of Composite Materials”. Second Edition. Taylor
& Francis.
Martin, S. M. 1988. Palm oil and protest: An economic history of the Ngwa
region, south-eastern Nigeria, 1800—1980. Cambridge.
Malcolm, P.S., 2001. Polymer Chemistry : An Introduction, diterjemakankan oleh
Lis Sopyan, cetakan pertama, PT Pradnya Paramita : Jakarta.
Nayiroh, Nurun. 2013. “Teknologi Material Komposit”. Lecture Material.
Malang: Universitas Islam Negeri Malang.
Rindrawan, Felicitas N.F., 2016. Karakteristik Kekuatan Komposit Serabut
Kelapa Dengan Variasi Arah Serat. Skripsi Teknik Mesin, Fakultas Sains
dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Yogyakarta.
Schwartz, M. M., 1984, Composite Material Handbook, Mc Graw Hill, New
York.
Sihotang, Herwin. 201 . Karakteristik Curing 0˚C, 100˚C dan 120˚C Komposit
Serabut Kelapa. Skripsi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,
Universitas Sanata Dharma. Yogyakarta
Tamaela, Vinna M., 2016. Karakteristik Curing 0˚C dan 100˚C Komposit Serat
E-Glass. Skripsi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas
Sanata Dharma. Yogyakarta
Tantra, Addriyanus. 2015. “Pengaruh Komposisi dan Ukuran Makro Serbuk Kulit
Kerang Darah (Anadora Granosa) Terhadap Komposit Epoksi-PS/Serbuk
Kulit Kerang Darah (SKKD)”. Skripsi S-1 Fakultas Teknik. Universitas
Sumatera Utara.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
83
http://download.portalgaruda.org/article.php?article=270063&val
=6935&title=PEMANFAATAN%20TANDAN%20KOSONG%20KELA
PA%20SAWIT%20SEBAGAI%20MATERIAL%20TEKSTIL%20DENG
AN%20PEWARNA%20ALAM%20UNTUK%20PRODUK%20KRIYA
diakses pada tanggal 5 April 2017
http://www.academia.edu/9452673/Pemanfaatan_limbah_Tandan
_Kosong_Kelapa_Sawit_TKKS_dalam_embuatan_Bioetabol_dengan_Met
ode_Hidrolisis_dan_Fermentasi diakses tangal pada 5 April 2017
https://uwityangyoyo.wordpress.com/2012/01/04/tandan-kosong-
kelapa-sawit-TKKS-sebagai-alternatif-pupuk-organik/#comment-10425
diakses pada tanggal 29 April 2017
http://repository.unand.ac.id/id/eprint/2095 diakses pada tanggal
29 April 2017
repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28237/5/Chapter%20I.
pdf diakses pada tangal 20 Mei 2017
https://books.google.co.id/books?hl=id&lr=&id=e1id9bKG100C
&oi=fnd&pg=PR3&dq=handbook+of+composite+materials&ots=Viace7E
UyM&sig=jTiUMtKX1BBkhpVLPKwwi9v5F0o&redir_esc=y#v=onepag
e&q=handbook%20of%20composite%20materials&f=false diakses pada
hari Kamis, 29 Juni 2017
http://eprints.ums.ac.id/5941/1/D200020185.pdf diakses pada
tanggal 29 Juni 2017
http://royalnapp.blogspot.co.id/2014/03/proses-curing-pada-
composite_12.html diakes pada hari Kamis, 29 Juni 2017
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
84
LAMPIRAN
1. Foto Komposit Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit 3%
2. Foto Komposit Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit 5%
3. Foto Komposit Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit 7%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
85
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
86
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
87
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
88
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
89
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI