PENGARUH KANDUNGAN LEM KANJI TERHADAP SIFAT TARIK DAN DENSITAS KOMPOSIT KORAN BEKAS
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
PENGARUH KANDUNGAN LEM KANJI
TERHADAP SIFAT TARIK DAN DENSITAS
KOMPOSIT KORAN BEKAS
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
DANANG SUTO HAPSORO
I 0403021
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2010
(2)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
HALAMAN PENGESAHAN
PENGARUH KANDUNGAN LEM KANJI TERHADAP SIFAT TARIK DAN DENSITAS KOMPOSIT KORAN BEKAS
Disusun oleh:
Danang Suto Hapsoro NIM. I 0403021
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Santoso, Ir. M.Eng.Sc Kuncoro Diharjo, ST.,MT.,Dr.
NIP. 19450824 198012 1 001 NIP. 19710103 199702 1 001
Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Jumat, tanggal 30 Juli 2010:
1. Wijang Wisnu Raharjo, Ir.,MT. :………..
NIP. 19681004 199903 1 002
2. Dody Ariawan, ST.,MT. :………..
NIP. 19730804 199903 1 003
3. Muh. Nizam, ST.,MT.,Dr. :………..
NIP. 19700720 199903 1 001
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin Koordinator Tugas Akhir
Dody Ariawan, ST.,MT. Wahyu Purwo Raharjo, ST.,MT
(3)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
MOTTO
“Memberi untuk menerima lebih banyak”
(Harvey dan Azim)
“muda foya-foya, tua kaya raya, mati masuk surga”
(Penulis)
“Memberi lebih baik daripada menerima”
(Rahman Kilikili)
PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan untuk :
Bapak dan ibu
Segenap sanak saudara
GEMAPALA
Kawan-kawan semua
(4)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan lancar. Sholawat serta salam bagi Nabi Muhammad SAW sebagai sosok teladan yang patut dan harus kita ikuti semua tindak-tanduk beliau. Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam menyelesaikan skripsi ini, yaitu kepada:
1. Bapak Santoso, Ir.,M.Eng.Sc. selaku dosen pembimbing I.
2. Bapak Kuncoro Diharjo, ST.,MT.,Dr. selaku dosen pembimbing II.
3. Bapak Dody Ariawan, ST. MT. selaku ketua jurusan Teknik Mesin sekaligus pembimbing akademis.
4. Bapak-bapak dosen tim penguji.
5. Seluruh Dosen dan karyawan Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.
6. Muhamad Rafi dan Ridwan Afandi selaku kawan seperjuangan. 7. Asisten dan semua kawan-kawan di Lab. Material.
8. Seluruh kawan-kawan angkatan 2003.
9. Seluruh pihak yang telah membantu baik pikiran, tenaga, maupun materiil. Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu masukan dan saran yang berfsifat membangun penulis terima dengan lapang dada. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Surakarta, Juli 2010
(5)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
DAFTAR ISI
Hal HALAMAN JUDUL
HALAMAN PENGESAHAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN
ABSTRAK ... iv
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR NOTASI ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 2
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Penelitian... 3
1.5. Manfaat Penelitian ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 4
2.1. Studi Penelitian Terdahulu ... 4
2.2. Dasar Teori ... 5
2.2.1. Komposit ... ... 5
2.2.2. core... ... 6
2.2.3. Serat ... 6
2.2.4. Matrik / Pengikat ... ... 7
2.2.5. Kanji ... ... 8
2.2.6. Ikatan Antar Material ... 8
2.2.7. Sifat Tarik Komposit ... ... 9
2.2.8. Densitas Komposit ... 11
BAB III METODE PENELITIAN ... 12
3.1. Bahan Penelitian ... 12
3.2. Alat Penelitian ... 12
3.3. Pelaksanaan Penelitian ... 13
3.4. Uji Tarik ... 13
3.5. Uji Densitas ... 14
3.6. Tabel Proses Pembuatan Panel Komposit ... 14
3.7. Alur Penelitian ... 15
BAB IV HASIL DAN ANALISA. ... 16
4.1. Pengujian Tarik Komposit ... 16
4.1.1. Kekuatan Tarik Komposit ... 16
4.1.2. Regangan Tarik Komposit ... ... 17
4.1.3. Modulus Tarik Komposit ... 18
4.1.4. Pengamatan Permukaan Patah Uji Tarik ... ... 19
4.2. Densitas Komposit... ... 21
BAB V KESIMPULAN... 23
5.1. Kesimpulan... 23
5.2. Saran ... 23
DAFTAR PUSTAKA ... 24
(6)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 3.1 Tabel 4.1
Proses Pembuatan Panel Komposit …... Klasifikasi Komposit Panel
14 21
(7)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR GAMBAR
Hal Gambar 2.1
Gambar 2.2 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7
DebondingpadaFiber Reinforced Plastic(FRP)... Skema pengujian tarik material (ASTM D-1037)... Peralatan penelitian... Dimensi Spesimen Uji Tarik (ASTM D-1037)... Diagram alir penelitian... Kurva hubungan kekuatan tarik komposit-kandungan kanji...
Grafik Pembanding kekuatan tarik panelcorekoran bekas...
Kurva hubungan regangan tarik komposit-kandungan kanji... Kurva hubungan modulus tarik komposit-kandungan kanji ... Bentuk patahan uji tarik komposit koran bekas... Permukaan patah uji tarik komposit koran bekas... Kurva hubungan densitas komposit-kandungan kanji...
9 10 12 13 15 16 17 17 18 19 20 21
(8)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
DAFTAR NOTASI
P l w t A m
L
L c
E c
= Beban maksimum (N) = Panjang spesimen (mm) = Lebar spesimen (mm) = Tebal spesimen (mm)
= luas penampang rata-rata komposit (mm2)
= Massa komposit
= Pertambahan panjang (mm) = Panjang daerah ukur (mm) = Kekuatan tarik komposit (MPa) = Regangan
= Modulus elastisitas (MPa)
(9)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Hal Lampiran 1 Data uji tarik komposit kertas koran bekas... Lampiran 2 Data uji densitas komposit kertas koran bekas... Lampiran 3 Data uji kadar air... Lampiran 4 Grafik uji tarik komposit kertas koran bekas...
27 28 29 30
(10)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
DANANG SUTO HAPSORO ILMU BAHAN
Pengaruh Kandungan Lem Kanji Terhadap
Sifat Tarik dan Densitas Komposit Koran Bekas
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah meneliti pengaruh kandungan lem kanji terhadap densitas dan sifat tarik komposit koran bekas. Bahan utama penelitian adalah koran bekas dan lem kanji. Komposit dibuat dengan variasi kandungan lem kanji 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20% (w/w). Pengujian tarik komposit mengacu pada standar ASTM D-1037. Pengujian tarik dilakukan dengan
menggunakan Universal Testing Machine. Penampang patahan diamati
menggunakan foto makro. Pengujian densitas juga mengacu pada standar ASTM D-1037. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekuatan tarik, regangan tarik, dan densitas komposit hingga kandungan lem kanji 20% naik seiring dengan semakin banyak penambahan lem kanji, namun nilai modulus tarik komposit turun. Komposit tanpa kandungan lem kanji mempunyai nilai kekuatan tarik sebesar 0,57 MPa, nilai regangan tarik sebesar 0,0009804 mm/mm, nilai modulus tarik
sebesar 719,02 MPa, dan nilai densitas sebesar 0,6082 gram/cm3. Komposit
dengan kandungan lem kanji 20% mempunyai nilai kekuatan tarik sebesar 1,79 MPa, nilai regangan tarik sebesar 0,0006863 mm/mm, nilai modulus tarik sebesar
2965,64 MPa, dan nilai densitas sebesar 0,6633 gram/cm3. Semakin banyak
kandungan lem kanji maka ikatan antar materialnya juga semakin kuat.
(11)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Dewasa ini perkembangan material komposit di bidang rekayasa sangat pesat. Pemanfaatannya sebagai bahan pengganti logam sudah semakin luas, seperti untuk peralatan olah raga, sarana transportasi (darat, laut dan udara), konstruksi dan dunia antariksa. Keuntungan penggunaan material komposit antara lain: tahan korosi, rasio antara kekuatan dan densitasnya cukup tinggi (ringan), murah dan proses pembuatannya mudah (Gay, dkk, 2003). Dengan bertambahnya kebutuhan kayu tanpa diimbangi dengan daya dukung hutan yang memadai, maka dituntut untuk menemukan material pengganti kayu yang lebih ramah lingkungan.
Dampak global warming semakin terasa sebagai akibat dari pemakaian
teknologi secara berlebihan tanpa mempertimbangkan pengaruhnya terhadap
lingkungan. Salah satu contoh adalah kualitas udara yang semakin menurun akibat pesatnya pertumbuhan industri dan otomotif. Keadaan semakin buruk dengan adanya penebangan pohon atau penggundulan hutan untuk mencukupi kebutuhan kayu yang semakin meningkat. Hal ini terbukti dengan kebutuhan kayu di Indonesia yang setiap tahunnya defisit 45 juta meter kubik (Priyono, 2003). Saat ini sudah cukup banyak penelitian tentang panel komposit sebagai material pengganti kayu, tetapi panel komposit ini masih banyak tergantung pada kayu itu
sendiri sebagai material pengisi (filler). Pemanfaatan kertas koran bekas dengan
pengikat tepung kanji merupakan solusi kreatif sebagai material komposit pengganti kayu.
Semakin meningkatnya peredaran media masa dengan segala daya tariknya akan meningkatkan minat baca masyarakat. Salah satu media baca yang populer yaitu koran. Pada tahun 2006 terdapat 270 penerbit pers nasional dengan kebutuhan kertas sekitar 13.047.895 eksemplar per hari. Jawa pos memproduksi surat kabar sekitar 0,9 juta eksemplar per hari dengan jumlah kebutuhan 1.332,5 ton kertas per tahun (Irawan,2006). Oleh karena itu perlu suatu upaya untuk memanfaatkan koran bekas menjadi barang yang mempunyai nilai ekonomis lebih.
(12)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
Koran bekas dapat dihancurkan dengan air, kemudian dengan pengikat air atau zat pengikat lain dapat dijadikan panel komposit. Pemakaian koran bekas
sebagai bahan pengisi komposit memiliki banyak keunggulan. Koran bekas
mudah didapat dan harganya murah. Kertas koran merupakan jenis serat alam sehingga penggunaannya tentu ramah terhadap lingkungan dan tidak berbahaya. Material kertas koran mampu didaur ulang dan merupakan bahan organik yang dapat diuraikan oleh alam.
Serat alam mempunyai beberapa keunggulan. Serat alam mampu meredam suara, isolasi temperatur, memiliki densitas rendah dan kemampuan mekanik tinggi sehingga dapat memenuhi kebutuhan industri (Felix, dkk.1991; Karnani, dkk. 1997 dan Raharjo, 2002). Meskipun dapat menggantikan peran serat buatan tetapi jika ditinjau dari segi kekuatan dan rekayasa serat alam masih tertinggal. Oleh karena itu komposit serat alam dapat diterapkan pada struktur yang tidak memerlukan kekuatan tinggi. Meskipun begitu komposit ini pasti tidak akan lepas dari beban tarik.
Berdasarkan uraian di atas maka perlu diadakan penelitian untuk mendapatkan data sifat tarik dari panel komposit kertas koran. Dari penelitian ini akan diperoleh sifat tarik yang optimal pada variasi kandungan lem kanji. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat berguna secara aplikatif di lapangan.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Permasalahan dalam penelitian ini adalah pentingnya pemanfaatan kertas koran bekas sebagai bahan komposit. Bahan tersebut digunakan karena lebih ramah lingkungan dan banyak tersedia. Jawa pos memproduksi surat kabar dengan jumlah kebutuhan 1.332,5 ton kertas per tahun. Dalam aplikasinya panel komposit tak pernah lepas dari proses pembebanan, baik berupa beban tarik,
beban bending, maupun beban impak. Walaupun panel ini mengalami
pembebanan yang relatif lebih rendah tapi kita perlu juga mengetahui berapa kekuatan dari panel untuk menahan setiap pembebanan. Dengan demikian, kajian optimasi sifat tarik bahan komposit kertas koran bekas dipandang penting untuk dilakukan.
(13)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
1.3 BATASAN MASALAH
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Selama proses pencampuran distribusi kertas koran, air dan kanji yang digunakan dalam pembuatan panel ini dianggap homogen.
2. Distribusi gaya-gaya tekan yang mengenai permukaan bidang tekan diasumsikan sama atau merata.
1.4 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Menyelidiki pengaruh kandungan kanji terhadap sifat tarik panel komposit kertas koran bekas.
2. Menyelidiki penampang patahan komposit kertas koran bekas. 3. Menyelidiki densitas panel komposit kertas koran bekas.
1.5 MANFAAT PENELITIAN
Hasil penelitian yang diperoleh diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:
1. Memberikan pengetahuan tentang bahan komposit kertas koran bekas. 2. Memberikan informasi tentang sifat tarik bahan komposit kertas koran bekas.
(14)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
BAB II DASAR TEORI
2.1 STUDI PENELITIAN TERDAHULU
Krzysik dan Youngest (1991) menyatakan bahwa komposit dapat dibuat dari berbagai macam serat pertanian, sampah kertas dan sampah plastik. Komposit memiliki jangkauan yang luas sifatnya dan dapat digunakan pada berbagai macam kebutuhan dan produk unggulan, contohnya produk unggulan sebagai panel interior, pelapis tembok, penyekat, pintu, lantai, kontruksi dan material kotak pengemas, karton serta palet.
Teknologi material komposit dengan menggunakan serat alam sebagai penguat telah banyak dikembangan untuk dapat menggantikan serat sintetis. Hal ini disebabkan karena serat alam mempunyai berbagai keunggulan, diantaranya; harga murah, mampu meredam suara, ramah lingkungan, mempunyai densitas rendah, dan kemampuan mekanik yang tinggi. Komposit serat alam banyak digunakan sebagai interior mobil, peredam akustik, dan panel pintu. Penggunaan serat alam dapat mengurangi berat sampai 80 % (Schuh, 1999).
Muehl dkk (2004) menyimpulkan bahwa panel komposit yang terbuat dari sampah kertas memiliki sifat mekanik yang rendah ketika dipadukan dengan
phenollic resin5% dan 10% polypropylenedibandingkan dengan panel komposit
dari serat kenaf. Meskipun demikian, panel komposit dari sampah kertas lebih tahan terhadap kelembaban daripada panel komposit dari kenaf. Penggunaan
polypropylenedapat menurunkan sifat mekanik panel komposit.
Suatu studi awal dari sifat mekanis (kekuatan-tarik, dan kekuatan tekan) tentang komposit polyurethane dengan inti bubuk kulit kacang tanah, bahwa kekuatan-tarik meningkat secara garis besar dengan bertambahnya kandungan inti bubuk kulit kacang tanah. Efek ini disebabkan oleh sedikitnya interaksi interfacial antara serat dan matriks (Malachy dkk, 2006).
kanji merupakan produk olahan berupa tepung yang diperoleh dari ubi ketela pohon. Kanji dikenal juga sebagai aci atau tapioka. Kanji merupakan salah satu bahan yang tersedia di alam secara melimpah, dapat diperbaharui dan merupakan sumber yang tak terbatas. Kanji dapat digunakan untuk menghasilkan berbagi
(15)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
macam produk, seperti makanan, bahan perekat kertas / lem , konveksi dan farmasi. Kanji yang sudah dijadikan lem akan berubah dalam bentuk gel. Gel adalah koloid yang setengah kaku (antara padat dan cair). Penggunaan kanji sendiri mempunyai beberapa karaketristik yang baik antara lain; viskositas rekat tinggi, kejernihan tinggi, dan stabilitas pembekuan tinggi (Aris, 2007).
Arofah (2008) meneliti karakteristik pada core sampah kota. Nilai
densitas, kekuatan tarik, kekuatan desak, dan kekuatan geser komposit naik seiring dengan bertambahnya tekanan pengepresan komposit. Pada pengamatan foto SEM menunjukkan bahwa semakin meningkat tekanan pengepresan maka ikatan antar materialnya juga semakin meningkat.
2.2 DASAR TEORI 2.2.1 Komposit
Komposit dapat didefinisikan gabungan dua bahan atau lebih yang berbeda dalam bentuk atau komposisi bahan yang masing-masing tidak larut satu sama
lain (Schwartz, 1984). Komposit merupakan gabungan bahan secara makro,
sehingga bisa dibedakan secara visual. Penggabungan bahan dilakukan secara fisis dan mekanis, serta dapat dipisahkan secara fisis dan mekanis pula.
Penggabungan material yang berbeda bertujuan untuk menemukan material
baru yang mempunyai sifat antara (intermediate) material penyusunnya yang tidak
akan diperoleh jika material penyusunnya berdiri sendiri. Sifat material hasil penggabungan ini diharapkan saling memperbaiki kelemahan dan kekurangan material penyusunnya. Sifat-sifat yang dapat diperbaiki : kekuatan, kekakuan, ketahanan bending, berat jenis, pengaruh terhadap temperatur, isolasi termal, dan isolasi akustik (Jones, 1975).
Karakteristik dan sifat komposit dipengaruhi oleh material penyusunnya,, susunan struktur dan interaksi antar unsur-unsur penyusunnya. Interaksi antar unsur penyusun komposit, yaitu serat dan matrik sangat berpengaruh terhadap
kekuatan ikatan antarmuka (interfacial strength) (Gibson, 1994). Kekuatan ikatan
antar muka (interfacial strength) yang optimal antara matrik dan serat merupakan
(16)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
Menurut bentuk material dan penyusunnya, komposit dapat dibedakan dalam lima jenis, yaitu : (Schwartz,1984)
a. Komposit serat (fibrous composite).
b. Komposit partikel (particulate composite).
c. Komposit serpih (flake).
d. Komposit sketal (filled).
e. Komposit laminat (laminate composite).
Komposit serat merupakan jenis komposit yang paling banyak digunakan. Hal ini disebabkan karena komposisi serat lebih kuat dari pada butiran, mempunyai kekakuan serat yang solid dan matriknya lebih fleksibel (Schwartz, 1984).
2.2.2 Core
Core merupakan penyusun komposit sandwich yang terletak diantara skin.
Secara mekanis core pada komposit sandwich berfungsi untuk mendistribusikan
beban aksial menjadi beban geser pada seluruh luasan yang terjadi akibat pembebanan gaya dari luar. Salah satu faktor utama dari material komposit adalah
core yang ringan, sehingga memperkecil berat jenis dari komposit. Terdapat
beberapa pilihan jenis coreyang bisa digunakan dalam struktur sandwich, seperti
kayu, polyurethane (PU), poly vinyl chlorida (PVC), struktur honeycomb, dan
lain-lain. Kardus juga dapat digunakan sebagai bahancorekomposit (Pflug,1999).
Berdasarkan persyaratan performanya, banyak material yang bisa digunakan
sebagaicore. Materialcoreyang digunakan dalam komposit dapat digolongkan :
a. Berat jenis rendah, material padat : foam susunan struktur sel terbuka atau tertutup, balsa dan jenis kayu lainnya
b. Berat jenis medium dikembangkan dalam format selular : sarang lebah c. Berat jenis tinggi, material dikembangkan dalam format berkerut
2.2.3 Serat
Salah satu unsur penyusun bahan komposit adalah serat. Serat inilah yang terutama menentukan karakteristik komposit, seperti kekakuan, kekuatan serta sifat-sifat mekanik lainnya. Serat dalam bahan komposit berperan sebagai bagian utama yang menahan beban, sehingga besar kecilnya kekuatan bahan komposit
(17)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
sangat tergantung dengan kekuatan pembentuknya. Orientasi dan kandungan serat akan menentukan kekuatan mekanis dari komposit. Perbandingan antara matrik dan serat juga merupakan faktor yang sangat menentukan dalam memberikan karakteristik mekanis produk yang dihasilkan. Serat secara umum terdiri dari dua jenis, yaitu serat alam dan serat sintetis. Serat alam adalah serat yang dapat langsung diperoleh dari alam, biasanya berupa serat organik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan dan binatang. Beberapa serat alam telah banyak digunakan
oleh manusia, diantaranya adalah kapas, wol, sutera, pelepah pisang, sabut
kelapa, ijuk, nanas, serat kenaf serta juga termasuk serat kayu dan kertas.
Sedangkan serat sintetis yang sering digunakan manusia seperti rayon, polyester,
akril, dan nilon (Schwartz,1984).
Serat alam (natural fiber) sebagian besar mengandungselulosa. Keunggulan
yang dimiliki serat alam apabila dibandingkan dengan serat anorganik adalah : berat jenis rendah, kekuatan dan modulus tinggi, dapat diperbaiki dan biaya untuk memperolehnya murah (George, dkk, 2001). Serat alam diperoleh dari tanaman serat yang banyak sekali terdapat di daerah tropis. Sehingga peluang pengembangan komposit serat alam terbuka lebar dan merupakan sumber yang potensial untuk pengembangan agro industri .
2.2.4 Matrik / Pengikat
Gibson (1994) mengatakan bahwa matrik dalam struktur komposit bisa
berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik. Matrik secara umum berfungsi untuk mengikat serat menjadi satu struktur komposit. Matrik memiliki fungsi :
a. Mengikat serat menjadi satu kesatuan struktur
b. Melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi lingkungan
c. Mentransfer dan mendistribusikan beban kefiller.
d. Menyumbangkan beberapa sifat seperti, kekakuan, ketangguhan dan tahanan listrik.
Berdasarkan bahan penyusunnya matrik terbagi atas matrik organik dan anorganik. Matrik organik terbentuk dari bahan – bahan organik yang diproses
(18)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
pembentukan menjadi komposit cepat dan sederhana dengan biaya yang murah. Salah satu matrik organik konvensional yang banyak digunakan adalah resin polyester. Beberapa jenis matrik anorganik proses pembentukan menjadi komposit sangat lama dan komplek dengan biaya yang mahal, diantaranya adalah matrik logam dan matrik keramik. Meskipun demikian, sifat mekaniknya lebih baik dibanding matrik organik. Sebagai alternatif banyak digunakan matrik yang lebih ramah terhadap lingkungan (Gibson,1994).
Berdasarkan sifatnya, terdapat dua jenis matrik polimer yang biasa
digunakan sebagai unsur penyusun komposit serat, yaitu matrik termoset dan termoplastik. Matrik termoset bersifat tidak mencair pada suhu tinggi dan bersifat
lebih stabil serta tidak mampu balik (irreversible). Matrik termoplastik dapat
mencair apabila mengalami pemanasan dan akan mengeras kembali setelah didinginkan (Gibson,1994).
2.2.5 Kanji
Tepung tapioka di pasaran sering dikenal dengan nama tepung kanji merupakan tepung yang terbuat dari ubi kayu / singkong. Pembuatan tepung kanji dilakukan dengan cara memarut singkong kemudian diperas, dicuci, diendapkan, diambil sari patinya, lalu dijemur / dikeringkan. Sifat tepung kanji apabila dicampur dengan air panas akan menjadi liat / seperti lem (KumpulBlogger,2009).
2.2.6 Ikatan antar material
Material komposit merupakan gabungan dari unsur-unsur yang berbeda. Hal itu menyebabkan munculnya daerah perbatasan antara serat dan matrik seperti ditampilkan pada gambar 2.3. Daerah pencampuran antara serat dan matrik
disebut dengan daerah interphase(bonding agent),sedangkan batas pencampuran
antara serat dan matrik disebutinterface( George, 2005).
Ikatan antarmuka (interface bonding) yang optimal antara matrik dan serat
merupakan aspek yang penting dalam penunjukan sifat-sifat mekanik komposit. Transfer beban/tegangan diantara dua fase yang berbeda ditentukan oleh derajat
(19)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
permukaan antara matrik dan serat diperlukan untuk efektifnya perpindahan dan distribusi beban melalui ikatan permukaan.
Pada komposit kegagalan yang sering terjadi adalah debonding.
Debonding merupakan mekanisme lepasnya ikatan interface antar material
penyusun komposit saat terjadi pembebanan dan terkelupasnya serat dari matriks.
Hal ini disebabkan ikatan antar muka (interfacial bonding) yang lemah antara
serat dan matriks. Kondisi ikatan antar serat dan matrik yang lemah apabila diberi beban tarik, ikatan antara serat dan matrik mudah terlepas atau mengalami
debondingsebelum dapat mendistribusikan beban padacoresecara sempurna dan
mengurangi performa komposit secara keseluruhan. Oleh sebab itu diperlukan
adhesi yang kuat pada permukaan penyusun komposit agar tidak terjadi
debonding(Niu, 2001).
Peningkatan debonding antar permukaan serat dan matriks terjadi karena
meningkatnya deformasi dan akan berpengaruh pada seluruh bagian komposit.
Setelah terjadi debonding ,serabut kehilangan kemampuan menahan beban pada
arah debonding. Meskipun, serabut masih dapat mendistribusikan beban ke
matriks melalui bagian yang masih terikat. Dapat disimpulkan bahwa debonding
dipengaruhi oleh kekuatan ikatan intefacial antara serat dan matriks (Niu, 2001).
Gambar 2.1.DebondingpadaFiber Reinforced Plastic(FRP) ( Niu, 2001)
2.2.7 Sifat tarik komposit
Apabila ada suatu gaya yang mencoba meregang material, maka material tersebut akan melawan regangan tersebut sampai pada suatu tingkat tertentu. Gambar 2.1 melukiskan gaya P yang menarik spesimen, sebagai akibat adanya gaya P, di dalam spesimen timbul tegangan-tegangan tarik yang besarnya sama dengan gaya P, tetapi tegangan ini dapat membesar sedemikian rupa sehingga
(20)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
partikel-partikel spesimen saling terlepas dan terjadilah patahan. Tegangan tarik ketika terjadinya patahan disebut kekuatan tarik (ASTM D-1037).
Gambar 2.2. Skema pengujian tarik material (ASTM D-1037)
Uji tarik yang dilakukan pada penelitian ini mengacu pada standar ASTM D-1037. Dari pengujian tarik akan diperoleh data berupa beban maksimum yang dapat ditahan komposit sebelum patah dan pertambahan panjang. Dari data-data tersebut dapat dicari nilai kekuatan tarik (tegangan). Besarnya nilai kekuatan tarik komposit dapat dihitung dengan persamaan:
A P
c
... (1)
dimana: c kekuatan tarik komposit, MPa
P = beban maksimum, N
A = luas penampang rata-rata komposit, mm2
Besarnya regangan adalah jumlah pertambahan panjang akibat pembebanan
dibandingkan dengan panjang daerah ukur (gage length) dan dinyatakan dalam:
L L
... (2)
dimana: = regangan
L
= pertambahan panjang, mm
L = panjang daerah ukur (gage length), mm
Modulus elastisitas adalah harga yang menunjukkan kekuatan komposit pada daerah proporsionalnya. Pada daerah proporsional ini deformasi yang terjadi masih bersifat elastis dan masih berlaku hukum Hooke. Besarnya nilai modulus elastisitas komposit merupakan perbandingan antara tegangan dengan regangan pada daerah proporsionalnya, yang dinyatakan dengan persamaan:
P
P
(21)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
E ... (3)
dimana: E = Modulus elastisitas, MPa
c
= Kekuatan tarik komposit, MPa
= Regangan
2.2.8 Densitas komposit
Sesuai dengan ASTM D-1037 untuk panel komposit, pengukuran densitas dilakukan dengan mencari berat kering, yaitu menimbang spesimen pada kondisi kering, kemudian dilakukan pengukuran panjang, lebar dan tebal spesimen. Pengukuran densitas dilakukan untuk mengetahui kerapatan panel komposit. Densitas dapat dirumuskan sebagai berikut :
lxwxt m
...(4)
dimana : c = densitas komposit kg/m3
m =masa komposit kg
l = panjang m
w =lebar m
(22)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Kertas koran bekas
2. Tepung kanji 3. Air
3.2 Alat Penelitian
a. Cetakan b. Dongkrak hidrolik c. Timbangan digital
d. Oven e. UTM
Gambar 3.1 Peralatan penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Cetakan
b. Dongkrak hidrolik c. Timbangan digital. d. Oven
(23)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
3.3 Pelaksanaan Penelitian
a. Sebagai persiapan awal yaitu mengumpulkan koran bekas dan mengumpulkan bahan dan alat yang akan digunakan dalam penelitian ini.
b. Pembuatan benda uji
1. Perbandingan awal koran:air adalah 1:4. koran dan air kemudian di aduk hingga kertas koran hancur.
2. Membuat lem kanji dengan perbandingan air:kanji adalah 5:1.
3. Mencampur kertas koran dengan lem kanji. Variasi kandungan lem kanji adalah 5%, 10%, 15%, dan 20% dari berat kertas koran kering.
4. Mencetak campuran koran dan kanji tersebut menjadi panel dengan tekanan pada komposit sebesar 4,5 MPa.
5. Setelah itu meletakkan panel pada udara bebas di dalam ruang selama 2 hari, agar kadar air komposit turun hingga mendekati kadar air dalam udara. Kemudian melakukan pengukuran kadar air yang kemudian dapat menentukan waktu pengovenan. kadar air dalam panel yang dikehendaki yaitu 10-15 %. 6. Setelah kering kemudian menghaluskan permukaan komposit.
7. Menyimpan panel komposit pada tempat yang tidak terpengaruh kondisi
kelembaban lingkungan, serta memberisilica gel.
8. Melakukan uji pada panel komposit.
3.4 Uji Tarik
Setelah panel komposit jadi, kemudian melakukan pengujian pada panel. Pengujian yang dilakukan yaitu uji tarik (ASTM D-1037). Bentuk dan ukuran
spesimen uji tarik komposit disesuaikan dengan standar ASTM D-1037 (Tensile
strengh paralel to surface).
(24)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
3.5 Uji Densitas
Uji fisik yang dilakukan yaitu uji densitas (ASTM D-1037). Metode pengujian densitas ini sesuai dengan persamaan (4). Langkah pengujian yaitu mengukur berat dan volume komposit, kemudian membagikan berat komposit terhadap volume komposit.
3.6 Tabel Proses Pembuatan Panel Komposit
Tabel 3.1. Proses pembuatan panel komposit
Sub topic penelitian
Variabel tetap Variabel peubah Pengujian / acuan
Pengaruh kandungan lem kanji terhadap sifat tarik dan densitas komposit..
- Tekanan = 4,5 MPa - Komposisi
air:kertas = 4:1 (Wa/Wk)
- variasi
kandungan lem kanji 5%, 10%,15%,20% dari berat kertas
koran.
- Uji Tarik (ASTM D-1037) - Uji Densitas
(ASTM D-1037)
(25)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
15
3.7 Alur Penelitian
Gambar 3.3. Diagram alir penelitian
Mencetak campuran kertas dan lem kanji menjadi panel
komposit dengan tekanan 4,5 Mpa, kemudiancurepada suhu
kamar selama 2 hari
Menghancurkan kertas dengan air, kemudian mencampur dengan lem kanji. Perbandingan air:kertas adalah 4:1. Variasi kandungan lem kanji adalah 5%, 10%, 15%, dan 20% dari berat kertas koran kering.
Mulai
Persiapan
Selesai kesimpulan Analisa data
Uji kadar air kemudian melakukan pengovenan pada suhu 1050C
Uji tarik
Hasil pengujian berupa sifat tarik dan densitas komposit Menghaluskan permukaan komposit kemudian menyimpan di
dalam wadah dan memberisilica gel
(26)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
16
BAB IV
HASIL DAN ANALISA
4.1 Pengujian Tarik Komposit 4.1.1 Kekuatan Tarik Komposit
0 0.5 1 1.5 2 2.5
0 5 10 15 20
kandungan kanji (%)
k
e
k
u
a
ta
n
ta
ri
k
(M
P
a
)
Gambar 4.1 Kurva hubungan kekuatan tarik komposit-kandungan kanji
Pada komposit hingga kandungan lem kanji 20%, semakin besar kandungan lem kanji maka semakin besar pula kekuatan tarik komposit. Kekuatan tarik komposit tanpa kandungan lem kanji, yaitu dengan nilai rata-rata 0,57 MPa. Kekuatan tarik komposit dengan kandungan lem kanji 20%, yaitu dengan nilai rata-rata 1,79 MPa.
Meningkatnya kekuatan tarik komposit disebabkan oleh semakin banyaknya lem kanji yang terdapat dalam komposit. Kertas koran tanpa lem kanji sudah dapat dibuat komposit. Lem kanji yang berfungsi sebagai pengikat meningkatkan ikatan antar material kertas koran, sehingga ketika diberi beban tarik ikatan tidak mudah lepas.
Kekuatan tarik yang dimiliki oleh panelcorekertas koran bekas ini lebih baik
(27)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
17
pengikat polystyrene (S-P) memiliki kekuatan tarik 0,34 MPa. Nilai tersebut lebih
kecil dibandingkan dengan panelcorekertas koran bekas tanpa kandungan lem kanji.
panel core styrofoam brand (SB) memiliki kekuatan tarik 0,59 MPa (The Dow
chemical company, 2000).
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2
0% 5% 10% 15% 20% S-P SB
Variabel Pembanding K e k u a ta n T a ri k (M P a )
Gambar 4.2 Grafik pembanding kekuatan tarik panel core koran bekas-core lain
4.1.2 Regangan Tarik Komposit
0 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025
0 5 10 15 20
kandungan kanji (%)
re g a n g a n ta ri k (m m /m m )
(28)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
18
Pada komposit hingga kandungan lem kanji 20%, semakin meningkat kandungan lem kanji maka semakin kecil nilai regangan tarik pada komposit. Nilai regangan tarik komposit tanpa kandungan lem kanji, yaitu dengan nilai rata-rata 0,0009804 mm/mm. Nilai regangan tarik komposit dengan kandungan lem kanji 20%, yaitu dengan nilai rata-rata 0,0006863 mm/mm.
4.1.3 Modulus Tarik Komposit
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
0 5 10 15 20
kandungan kanji (%)
m
o
d
u
lu
s
ta
ri
k
(M
P
a
)
Gambar 4.4 Kurva hubungan modulus tarik komposit-kandungan kanji
Pada komposit kertas koran-kanji hingga kandungan lem kanji 20% menunjukkan peningkatan modulus tarik seiring dengan meningkatnya penambahan lem kanji. Nilai modulus tarik komposit tanpa kandungan lem kanji, yaitu dengan nilai rata-rata 719,02 MPa. Nilai modulus tarik komposit dengan kandungan lem kanji 20%, yaitu dengan nilai rata-rata 2965,64 MPa. Nilai modulus tarik sangat dipengaruhi oleh nilai kekuatan dan regangan tarik, kenaikan kekuatan tarik dan penurunan regangan tarik komposit kertas koran-kanji menyebabkan modulus tarik naik.
(29)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
19
4.1.4 Pengamatan Permukaan Patah Uji Tarik
20% 15% 10% 5% 0%
Gambar 4.5 Bentuk patahan uji tarik komposit koran bekas
Permukaan patah benda uji rata-rata terdapat di daerah panjang ukur (gage
length). Hal tersebut disebabkan distribusi komposisi penyusun komposit homogen, dan distribusi gaya tersebar merata. Pada komposit dengan kandungan lem kanji 20% mempunyai kekuatan tarik lebih besar, karena mengandung jumlah pengikat yang paling banyak sehingga ikatan antar partikel kertas koran juga semakin baik.
a) Kandungan lem kanji 0%
b) Kandungan lem kanji 5%
50 mm
Debonding
Debonding
10 mm
(30)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
20
c. Kandungan lem kanji 10%
d. Kandungan lem kanji 15%
e. Kandungan lem kanji 20%
Gambar 4.6 Permukaan patah uji tarik komposit koran bekas
Permukaan patah yang terjadi tidak mengalami perbedaan yang signifikan,
hanya pada komposit tanpa kandungan lem kanji lebih banyak mengalamidebonding
atau lepasnya ikatan antar material. Ikatan antar material kertas koran yang kurang
baik menyebabkan pada saat dikenai beban tarik ikatan material tersebut lepas, sehingga kekuatan untuk menahan beban tarik rendah. Pada komposit dengan
kandungan lem kanji 20% lebih sedikit mengalamidebonding. Kandungan lem kanji
yang lebih banyak menyebabkan ikatan antar material kertas koran semakin kuat. Ketika dikenai beban tarik ikatan tersebut tidak mudah lepas.
10 mm
10 mm
10 mm
Debonding Debonding
(31)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
21
4.2 Densitas Komposit
0.56 0.58 0.6 0.62 0.64 0.66 0.68
0 5 10 15 20
kandungan kanji (%)
d
e
n
s
it
a
s
(g
r/
c
m
3
)
Gambar 4.7. Kurva hubungan densitas komposit-kandungan kanji
Densitas komposit hingga kandungan lem kanji 20% meningkat seiring dengan peningkatan kandungan lem kanji. Komposit tanpa lem kanji mempunyai
nilai densitas dengan nilai rata-rata 0,6082 gram/cm3. Komposit dengan kandungan
lem kanji 20% mempunyai nilai densitas dengan nilai rata-rata 0,6633 gram/cm3.
Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa densitas lem kanji lebih tinggi daripada densitas kertas koran. Komposit hingga kandungan kanji 20%, semakin banyak kandungan lem kanji maka semakin tinggi nilai densitas komposit.
(32)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
22
Untuk cakupan penggunaan dan pengembangan produk khusus klasifikasi board/papan ini memerlukan definisi lebih lanjut dari produk. Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa panel komposit kertas koran bekas termasuk dalam klasifikasi
(33)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
23
BAB V PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Dari analisa hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Komposit tanpa kandungan lem kanji mempunyai nilai kekuatan tarik sebesar 0,57 MPa, nilai regangan tarik sebesar 0,0009804 mm/mm, dan nilai modulus tarik sebesar 719,02 MPa. Komposit dengan kandungan lem kanji 20%
mempunyai nilai kekuatan tarik sebesar 1,79 MPa, nilai regangan tarik
sebesar 0,0006863 mm/mm, dan nilai modulus tarik sebesar 2965,64 MPa. 2. Pada komposit hingga kandungan lem kanji 20%, semakin banyak kandungan
lem kanji menyebabkan semakin sedikitdebondingyang terjadi.
3. Densitas Komposit Koran Bekas hingga kandungan lem kanji 20% naik seiring dengan semakin banyak kandungan lem kanji. Komposit tanpa
kandungan lem kanji mempunyai nilai densitas sebesar 0,6082 gram/cm3.
Komposit dengan kandungan lem kanji 20% mempunyai nilai densitas
sebesar 0,6633 gram/cm3.
5.2 SARAN
Untuk lebih mengembangkan pemanfaatan koran bekas, maka penulis memberikan saran :
1. Perlu diteliti lebih lanjut tentang pengaruh penambahan skin pada komposit
koran bekas terhadap sifat mekanik dan karakteristiknya.
(34)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
24
DAFTAR PUSTAKA
Aris, 2007,’Pengaruh Tekanan Pembriketan, Jenis Binder, Dan Persentasi Binder
Terhadap Karakteristik Sifat Fisik Dan Mekanik Briket Biomasa’, Skripsi,
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Arofah.2008.Pengaruh Variasi Tekanan Pengepresan Terhadap Sifat Mekanik
Core Sampah Kota.Skripsi S1.
ASTM D1037, 1996, Standard Test Methods for evaluating properties of
Wood-base fibre and particle panel materialsm, American Society for Testing and Material. Book of Standard Vol 4.10 Wood. West Chonshohoken, PA. USA.
Felix, J. M dan Gatenholm, P. 1991. The Nature of Adhesion in Composites of
Modified Cellulosa Fibers and Polypropylene. Journal of Applied Polymer Science, Vol. 42, pp. 609 – 620.
Gay, dkk., 2003, “Composite Material, Desaign and Applications”,Boca Raton:
CRC Press.
George, J., dkk.2001. A Review of interface modification and characterization of
natural fiber reinforced plastic composites. Polymer Engineering and
science, Vol 41, pp. 1471 – 1486.
George, J., dkk., 2005,Short Pineapple-leaf Reinforced Low-DensityPolyethylene,
Journal of Applied Polymer Scienced, Vol. 57, pp. 843-854.
Gibson, R.F., 1994, Principles of Composites Material Mechanics, ed., p.p. 115-155, Mc Graw Hill Book Co., Singapore.
Irawan, B, 2006, Handout penjelasan tentang mekanisme produksi kertas, PT
Adiprima Suraprinta, Gresik.
Jones R.M, 1975. Mechanics of Composite Materials, Scripta Book Company,
Washington D.C., USA.
Karnani, R., 1997.Biofiber – Reinforced Polypropylene Composites.Polymer
Engineering and Science, Vol. 37 No. 2, pp. 466 – 482.
Krzysik, A. M.; Youngest, J.A. 1991, Bonding of airformed wood
fibre/polypropylene fibre composites. International Journal of Adhesion and Adhesives. 11(4): 235.240.
(35)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
25
KumpulBlogger.2009.Tugas dan catatan sekolah: tepung tapioka dan tepung maizena.
Malachy, S.; Benjamin, I. U.; Levi, T.; Theophilus, O. 2006. A Preliminary
Mechanical Characterization of Polyurethane Filled with Lignocellulosic
Material. Mechanical Engineering Department, Federal University of
Technology, Yola, Nigeria.
Muehl, J. H.; Krzysik, A.J.; Chow, P. 2004, Composite Panels Made With
Biofiber or Office Wastepaper Bonded With Thermoplastic and/or Thermosetting Resin, United States Department of Agriculture.
Niu, H. 2001. Analitycal Modeling on Debonding Failure of FRP-Strengthened
RC Flexural Structures, Ibaraki University, Hitachi.
Pflug, J., 1999, Folded Honeycomb Carboard and Core Material for Struktural
Application Applications.K.U.Leuven. Belgium.
Priyono A, 2003, Pengukuran Koefisien Absorpsi dan Impedansi Suara Bahan
Serat Enceng Gondok Dengan Metode Tabung Impedansi Dua Mikropon,
Skripsi S1 Fisika, UNS.
Raharjo, W. W. 2002. Efek Kadar Air Pada Sifat Mekanik Komposit Unsaturated Polyester yang diperkuat Serat Cantula. Usulan Penelitian untuk Thesis S – 2, pp. 1 – 9.
Setyo. 2007. Pengaruh Fraksi BeratFillerSampah Kota dan Variasi Binder,
Terhadap Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Komposit-Sampah Kota. Skripsi S1.
Schuh G.T., 1999,Renewable Materials for Automotive Applications, UNESP-Sao
Paulo State University.
Schwartz, M.M., 1984, Composite Materials Handbook, Mc Graw Hill Book
Company.
Suchland O., Woodson G. E., 1986, Fiberboard Manufacturing Practies In The
United States, Agric Handbook 640. Washington DC : U.S. Department of
Agriculture.
(1)
commit to user
c. Kandungan lem kanji 10%
d. Kandungan lem kanji 15%
e. Kandungan lem kanji 20%
Gambar 4.6 Permukaan patah uji tarik komposit koran bekas
Permukaan patah yang terjadi tidak mengalami perbedaan yang signifikan, hanya pada komposit tanpa kandungan lem kanji lebih banyak mengalamidebonding atau lepasnya ikatan antar material. Ikatan antar material kertas koran yang kurang baik menyebabkan pada saat dikenai beban tarik ikatan material tersebut lepas, sehingga kekuatan untuk menahan beban tarik rendah. Pada komposit dengan kandungan lem kanji 20% lebih sedikit mengalamidebonding. Kandungan lem kanji yang lebih banyak menyebabkan ikatan antar material kertas koran semakin kuat. Ketika dikenai beban tarik ikatan tersebut tidak mudah lepas.
10 mm
10 mm
10 mm Debonding
Debonding
(2)
commit to user
4.2 Densitas Komposit
0.56 0.58 0.6 0.62 0.64 0.66 0.68
0 5 10 15 20
kandungan kanji (%)
d
e
n
s
it
a
s
(g
r/
c
m
3
)
Gambar 4.7. Kurva hubungan densitas komposit-kandungan kanji
Densitas komposit hingga kandungan lem kanji 20% meningkat seiring dengan peningkatan kandungan lem kanji. Komposit tanpa lem kanji mempunyai nilai densitas dengan nilai rata-rata 0,6082 gram/cm3. Komposit dengan kandungan lem kanji 20% mempunyai nilai densitas dengan nilai rata-rata 0,6633 gram/cm3. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa densitas lem kanji lebih tinggi daripada densitas kertas koran. Komposit hingga kandungan kanji 20%, semakin banyak kandungan lem kanji maka semakin tinggi nilai densitas komposit.
(3)
commit to user
Untuk cakupan penggunaan dan pengembangan produk khusus klasifikasi board/papan ini memerlukan definisi lebih lanjut dari produk. Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa panel komposit kertas koran bekas termasuk dalam klasifikasi medium density fiberboard.
(4)
commit to user
23 BAB V PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Dari analisa hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Komposit tanpa kandungan lem kanji mempunyai nilai kekuatan tarik sebesar 0,57 MPa, nilai regangan tarik sebesar 0,0009804 mm/mm, dan nilai modulus tarik sebesar 719,02 MPa. Komposit dengan kandungan lem kanji 20% mempunyai nilai kekuatan tarik sebesar 1,79 MPa, nilai regangan tarik sebesar 0,0006863 mm/mm, dan nilai modulus tarik sebesar 2965,64 MPa. 2. Pada komposit hingga kandungan lem kanji 20%, semakin banyak kandungan
lem kanji menyebabkan semakin sedikitdebondingyang terjadi.
3. Densitas Komposit Koran Bekas hingga kandungan lem kanji 20% naik seiring dengan semakin banyak kandungan lem kanji. Komposit tanpa kandungan lem kanji mempunyai nilai densitas sebesar 0,6082 gram/cm3. Komposit dengan kandungan lem kanji 20% mempunyai nilai densitas sebesar 0,6633 gram/cm3.
5.2 SARAN
Untuk lebih mengembangkan pemanfaatan koran bekas, maka penulis memberikan saran :
1. Perlu diteliti lebih lanjut tentang pengaruh penambahan skin pada komposit koran bekas terhadap sifat mekanik dan karakteristiknya.
(5)
commit to user
DAFTAR PUSTAKA
Aris, 2007,’Pengaruh Tekanan Pembriketan, Jenis Binder, Dan Persentasi Binder Terhadap Karakteristik Sifat Fisik Dan Mekanik Briket Biomasa’, Skripsi, Universitas Sebelas Maret Surakarta
Arofah.2008.Pengaruh Variasi Tekanan Pengepresan Terhadap Sifat Mekanik Core Sampah Kota.Skripsi S1.
ASTM D1037, 1996, Standard Test Methods for evaluating properties of Wood-base fibre and particle panel materialsm, American Society for Testing and Material. Book of Standard Vol 4.10 Wood. West Chonshohoken, PA. USA.
Felix, J. M dan Gatenholm, P. 1991. The Nature of Adhesion in Composites of Modified Cellulosa Fibers and Polypropylene. Journal of Applied Polymer Science, Vol. 42, pp. 609 – 620.
Gay, dkk., 2003, “Composite Material, Desaign and Applications”,Boca Raton: CRC Press.
George, J., dkk.2001. A Review of interface modification and characterization of natural fiber reinforced plastic composites. Polymer Engineering and science, Vol 41, pp. 1471 – 1486.
George, J., dkk., 2005,Short Pineapple-leaf Reinforced Low-DensityPolyethylene, Journal of Applied Polymer Scienced, Vol. 57, pp. 843-854.
Gibson, R.F., 1994, Principles of Composites Material Mechanics, ed., p.p. 115-155, Mc Graw Hill Book Co., Singapore.
Irawan, B, 2006, Handout penjelasan tentang mekanisme produksi kertas, PT Adiprima Suraprinta, Gresik.
Jones R.M, 1975. Mechanics of Composite Materials, Scripta Book Company, Washington D.C., USA.
Karnani, R., 1997.Biofiber – Reinforced Polypropylene Composites.Polymer Engineering and Science, Vol. 37 No. 2, pp. 466 – 482.
Krzysik, A. M.; Youngest, J.A. 1991, Bonding of airformed wood fibre/polypropylene fibre composites. International Journal of Adhesion and Adhesives. 11(4): 235.240.
(6)
commit to user
KumpulBlogger.2009.Tugas dan catatan sekolah: tepung tapioka dan tepung maizena.
Malachy, S.; Benjamin, I. U.; Levi, T.; Theophilus, O. 2006. A Preliminary Mechanical Characterization of Polyurethane Filled with Lignocellulosic Material. Mechanical Engineering Department, Federal University of Technology, Yola, Nigeria.
Muehl, J. H.; Krzysik, A.J.; Chow, P. 2004, Composite Panels Made With Biofiber or Office Wastepaper Bonded With Thermoplastic and/or Thermosetting Resin, United States Department of Agriculture.
Niu, H. 2001. Analitycal Modeling on Debonding Failure of FRP-Strengthened RC Flexural Structures, Ibaraki University, Hitachi.
Pflug, J., 1999, Folded Honeycomb Carboard and Core Material for Struktural Application Applications.K.U.Leuven. Belgium.
Priyono A, 2003, Pengukuran Koefisien Absorpsi dan Impedansi Suara Bahan Serat Enceng Gondok Dengan Metode Tabung Impedansi Dua Mikropon, Skripsi S1 Fisika, UNS.
Raharjo, W. W. 2002. Efek Kadar Air Pada Sifat Mekanik Komposit Unsaturated Polyester yang diperkuat Serat Cantula. Usulan Penelitian untuk Thesis S – 2, pp. 1 – 9.
Setyo. 2007. Pengaruh Fraksi BeratFillerSampah Kota dan Variasi Binder, Terhadap Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Komposit-Sampah Kota. Skripsi S1.
Schuh G.T., 1999,Renewable Materials for Automotive Applications, UNESP-Sao Paulo State University.
Schwartz, M.M., 1984, Composite Materials Handbook, Mc Graw Hill Book Company.
Suchland O., Woodson G. E., 1986, Fiberboard Manufacturing Practies In The United States, Agric Handbook 640. Washington DC : U.S. Department of Agriculture.