Pembuatan dan Karakterisasi Papan Komposit Menggunakan Serat Sisal dan Resin Poliester

(1)

LAMPIRAN A

PERHITUNGAN DATA PENGUJIAN

1. Menghitung densitas sampel komposit SR-P

Keterangan:

ρ = kerapatan / densitas (gr.cm-3) m = massa (gr)

V = volume (cm3) - Tanpa Serat

m = 7,04 gr V = 6,0291 cm3

cm A2= m = 7,04 gr

V = 5,9055 cm3

cm

- Berat serat 0,1 gr B1= m = 8,11 gr

V = 1,9234 cm3

cm B2= m = 8,10 gr

V = 6,6339 cm3

cm

- Berat serat 0,2 gr C1= m = 9,83 gr


(2)

cm C2= m = 9,68 gr

V = 7,7952 cm3

cm

- Berat serat 0,3 gr D1= m = 8,30 gr

V = 5,1648 cm3

cm D2= m = 8,44 gr

V = 6,8352 cm3

cm

2. Menghitung daya serap air (porositas) sampel komposit SR-P

Keterangan:

DSA = daya serap air (%)

mb = massa basah (gr)

mk = massa kering (gr)

- Komposit Tanpa Serat A1= mb = 4,98 gr

mk = 4,95 gr

A2= mb = 5,02 gr


(3)

- Berat serat o,1 gr

B1= mb = 3,34 gr

mk = 2,92 gr

- Panjang Serat 1 cm

mb = 5,86 gr

mk = 5,81 gr

- Panjang Serat 1,5 cm

mb = 5,78 gr

mk = 5,68 gr

- Panjang Serat 2 cm

mb = gr

mk = gr

- Panjang Serat 2,5 cm

mb = 5,26 gr

mk = 5,21 gr

- Panjang Serat 3 cm


(4)

mk = 5,26 gr

3. Menghitung kekuatan tarik sampel

Keterangan:

σ = Kuat Tarik (MPa)

F = Gaya (N)

A = Luas Permukaan (m2)

- Komposit tanpa Serat

F = load x a = 24,827 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 243,304 10-9N A = W x T = 7 mm x 2,34 mm = 16,38 mm2

- Komposisi SR 0,2 gr panjang Serat 0,5 cm

F = load x a = 36,646 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 359,138 10-9N A = W x T = 7 mm x 2,16 mm = 15,16 mm2

- Variasi Panjang Serat 1 cm

F = load x a = 55,659 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 545,458 10-9N A = W x T = 7 mm x 2,64 mm = 18,48 mm2

- Variasi Panjang Serat 1,5 cm

F = load x a = 52,226 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 10-9N A = W x T = 7 mm x 2,23 mm = 15,61 mm2


(5)

- Variasi panjang Serat 2 cm

F = load x a = 56,074 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 10-9N A = W x T = 7 mm x 2,34 mm = 14,04 mm2

- Variasi panjang serat 2,5 cm

F = load x a = 93,313 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 914,467 10-9N A = W x T = 7 mm x 2,88 mm = 17,28 mm2

-- Variasi panjang serat 3 cm

F = load x a = 95,080 10-9 kgf x 9,8 ms-2 = 10-9N A = W x T = 7 mm x 2,89 mm = 20,23 mm2

4. Menghitung kekuatan impak sampel komposit SR-P

Keterangan:

Is = Kuat Impak (J.m-2)

E = Energi Serap (J) A = Luas Permukaan (m2)


(6)

- Variasi tanpa serat E =

A = W x T = 15 mm x 3,77 mm = 56,55 mm2

- Variasi panjang Serat 0,5 cm E =

A = W x T = 15 mm x 3,16 mm = 47,4 mm2

- Variasi panjang serat 1 cm E = 484382,7

A = W x T = 15 mm x 3,05 mm = 45,75 mm2

- Variasi panjang serat 1,5 cm E =

A = W x T = 15 mm x 3,22 mm = 48,3 mm2

- Variasi panjang 2 cm E =

A = W x T = 15 mm x 2,96 mm = mm2


(7)

- Variasi panjang 2,5 cm E =

A = W x T = 15 mm x 2,87 mm = 43,05 mm2

- Variasi panjang serat 3 cm E =

A = W x T = 15 mm x 3,30 mm = 49,50 mm2


(8)

LAMPIRAN B

GAMBAR PERALATAN DAN BAHAN

Aluminium Foil Jangka Sorong

Wolpert Al-7000 (Jepang)


(9)

Gelas Ukur

Tissu gulung Kertas pasir

Gunting


(10)

Pisau Carter

Poliester dan katalis mexpo

Spatula

Universal Testing Machine (Jepang)


(11)

Mirror Glaze Wax Oven 1000 C


(12)

DAFTAR PUSTAKA

Campbell , F.C. 2010. Structural Composite Materials .ASM International Copyright.

Beckwith,S.W. 2012. Thermoset Composite Resin Matrices. SAMPE Journal, Vol 48, No. 6.

Hebi, A. 2011.Sifat Kelenturan Komposit Hibrid Serat Gelas-Coremat

denganMatriks

Poliester 157 BQTN-EX.[Skripsi]. Medan: Universitas SumateraUtara.

Jamasri,Ir. 2008. Prospek Pengembangan Komposit Serat Alam Komposit

diIndonesia.

Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar pada Fakultas TeknikUniversitas Gadjah

Mada Yogyakarta.

Lokantara,I.P. 2012. Analisis Kekuatan Impact Komposit Polyester Serat

TapisKelapa

Dengan Variasi Panjang Dan Fraksi Volume Serat Yang Diberi Perlakuan NaOH.Vol 2 No.1. Jurnal Dinamika Teknik Mesin.

Najiyati , sri .2006. Kopi:Budi Daya dan Penanganan Pascapanen. Edisi XIV. Jakarta:Penebar Swadaya

Rowell, R. M. 1997. Paper and Composites from Agro-Base Resources. Florida:C.R.C.Lewis

Pulisher.

Ristadi, FA. 2011. Studi Mengenai sifat Mekanis Komposit Polylactic Acid(PLA)

Diperkuat

Serat Rami.[Tesis] .Program Pasca Sarjana JurusanTeknik Mesin Fakultas

Teknik

Universitas Gadjah Mada.Yogyakarta.

Schwartz, M. M.1984. Composite Materials Handbook. New York: Mcgraw-Hill Book

Company.

Surdia, T. 2003. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta:Pradnya Paramita.

Stevens,M.P. 2001. Kimia Polimer. Cetakan Pertama. Jakarta : Pradnya Paramita.

Suwanto, B. 2012. Pengaruh Temperatur Post-Curing terhadap Kekuatan

Tarik Komposit Epoksi Resin yang Diperkuat Woven Serat Pisang. E-Jurnal

Wahana.


(13)

Setyawan,P.D dkk. 2012. Pengaruh Orientasi dan Fraksi Volume Serat Daun

Nanas (Anans

Comous) Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Polyester tak Jenuh (UP).

Dinamika

Teknik Mesin, Volume 2 No.1, Teknik Mesin Universitas Mataram NTB. Oroh, J, dkk. 2013. Analisis Sifat Mekanik Material Komposit dari Serat SabutKelapa

Teknik

Mesin, Universitas Sam Ratulangi Manado.


(14)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di laboratorium Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan di laboratorium Teknik kimia Universitas Sumatera Utara .

3.2 Peralatan dan Bahan 3.2.1 Peralatan

Alat – alat yang digunakan untuk pembuatan sampel komposit plastik yaitu:

1. Neraca analitik digital

Berfungsi untuk menimbang serat rami dan poliester yang dibutuhkan sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan.

2. 1 set motor stirrer berfungsi sebagai pengaduk poliester dengan katalis 3. Plat besi

Berfungsi sebagai alas dan penutup cetakan. 4. Cetakan spesimen

Berfungsi untuk mencetak sampel uji dengan bentuk yang diinginkan sesuai dengan standar yang dibutuhkan.

5. Alumunium foil

Berfungsi untuk melapisi plat besi agar sampel tidak keluar dari cetakan. 6. Kempa panas (hot press)

Berfungsi untuk menekan alat cetakan agar diperoleh sampel uji yang padat sesuai dengan ketebalan cetakan.

7. Spatula

Berfungsi untuk memindahkan perekat saat menimbang dan meratakan perekat saat pencampuran dengan serat kulit rotan.

8. Uji Tarik 9. Uji Impak 10. Uji Kuat lentur 11. Uji Densitas 12. Uji Daya serap air 13. Alat-alat lain


(15)

Perlengkapan lain yang digunakan antara lain: penggaris, serbet, gunting, pisau, sarung tangan, masker, plastik, kertas label dan lain-lain.

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan untuk pembuatan komposit plastik :

1. Serat sisal ( filler) sebagai bahan utama pembuatan papan komposit berbasis serat alam.

2. Resin Poliester

3. Katalis metyl etyl keton perioksida (MEKPO) untuk mempercepat proses reaksi percobaan

4. Mirror glaze / MGH no 8 Wax 5. NaOH 5 % sebanyak 200 gram 6. Aquadest 2 liter

3.3Prosedur Percobaan

1. Disediakan semua bahan dan peralatan yang diperlukan. 2. Dipilih serat sisal dengan diameter yang sama dan di potong 3. Di timbang serat sisa dengan massa 0,1 gr ;0,2 gr; dan 0,3 gr

4. Setelah itu di ambil cetakan dan di olesi dengan wax dan di letakkan serat dengan metode jejar di cetakan

5. Dihidupkan kempa panas dan diatur suhunya pada 500 C. 6. Dibersihkan papan cetakan dari kotoran dan diolesi Mgh

7. Dilapisi kedua plat yang telah dibasahi dengan air menggunakan alumunium foil untuk bagian alas dan penutup cetakan

8. Diletakkan cetakan di atas plat alas yang sudah dilapisi alumunium foil 9. Dituang Poliester dan katalis di atas serat dan diratakan menggunakan

spatula ke segala arah

10.Ditutup cetakan dengan plat penutup yang telah dilapisi alumunium foil 11.Diletakkan cetakan pada kempa panas dengan suhu 50o C kemudian

ditekan secara berulang-ulang untuk mendapatkan ketebalan yang sesuai dengan cetakan selama 20 menit


(16)

13.Dikeluarkan sampel dari cetakan dengan cara melepaskan plat besi dari alumunium foil kemudian alumunium foil ditarik secara perlahan dari cetakan.

14.Dilakukan pembuatan sampel pertama (tanpa serat), untuk sampel 2,sampel 3, sampel 4, masing-masing dengan masing-masing massa serat 0,1 gr; 0,2 gr dan 0,3 gr


(17)

3.3 Diagram alir penelitian

Persiapan Sampel

Resin Poliester+ Katalis (100 : 1)

Serat sisal

PENCETAKAN (METODE ACAK/RANDOM) PENGEMPAAN (PRESS)

50 ºC , 20 menit PENGKONDISIAN

(1 X 24 JAM)

PAPAN KOMPOSIT DATA HASIL DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN SELESAI Dibersihkan seratnya

Dipotong serat masing-masing 15 cm

UJI TARIK(ASTM D-638-08) UJI IMPAK(ASTM D-256) UJI KUAT LENTUR(ASTM D-790) UJI KERAPATAN UJI DAYA SERAP AIR Diaduk sampai homogen ANALISA DATA

Ditimbang serat sesuai persentasi yang ditentukan

Gambar 3.1 Tahapan Penelitian pembuatan papan komposit serat sisal dan resin poliester.


(18)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Fisis 4.1.1 Pengujian Densitas

Densitas atau kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat per satuan volume. Dalam pengujian densitas ini, sampel yang saya uji adalah sampel dengan variasi komposisi massa serat sisal 0,1 gram, 0,2 gram dan 3 gram Hasil pengujian densitas komposit serat sisal dengan poliester dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut:

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas N o M a s s a

s e r a t ( g r )

M a s s a k o m p o s i t ( g r )

V o l u m e k o m p o s i t

( c m3)

D e n s i t a s K o m p o s i t

( g r / c m3)

1 0 7 , 0 4 4 , 3 8 1 , 6 0 7 0

2 0 , 1 8 , 1 1 6 , 5 3 1 , 2 4 1 7 3 0 , 2 8 , 3 0 6 , 8 5 1 , 2 0 1 0 4 0 , 3 8 , 3 6 7 , 1 5 1 , 1 6 7 6 Dengan bertambahnya pengisi/serat pada sampel I sampai dengan IV yang digunakan maka, nilai densitasnya akan mengalami penurunan dan sebaliknya dengan berkurangnya pengisi yang digunakan maka nilai densitasnya akan mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan karena massa jenis dari sisal poliester lebih besar daripada massa jenis dari serat sisal sehingga semakin banyak pengisi atau serat sisal yang digunakan, maka semakin ringan lah papan komposit yang akan dihasilkan. Nilai densitas maksimum terdapat pada sampel I sebesar 1,6070 gr/cm3 dan nilai densitas minimum terdapat pada sampel IV sebesar 1,1676 gr/cm3.

Dari Tabel 4.1 diatas, dapat dibuat grfik hubungan antara densitas dengan komposisi serat sisal seperti yang tampak pada grafik berikut:


(19)

Grafik 4.1 Hubungan antara komposisi Serat Palem Saray dengan Densitas

Dari Grafik 4.1, tampak bahwa densitas komposit serat sisal dengan poliester( SS-P) pada komposit dengan massa serat 0,3 gram yaitu 1,1676 g/cm3 dan yang tertinggi pada komposit tanpa serat yaitu 1,6070 g/cm3.

4.1.2 Pengujian Daya Serap Air (DSA)

Pengujian daya serap air dilakukan untuk menentukan besarnya persentase air yang terserap oleh sampel yang direndam dengan perendaman selama 24 jam. Data hasil penimbangan massa kering dan massa basah komposit serat palem saray-poliester (SPS-P) ditampilkan seperti pada Tabel 4.2 berikut ini :

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air (DSA) N o V a r i a s i

M a s s a s e r a t ( g r )

M a s s a B a s a h ( g r )

M a s s a k e r i n g ( g r )

D a y a s e r a p a i r ( % )

1 0 4 , 9 8 4 , 9 5 0 , 6

2 0 , 1 3 , 8 5 3 , 7 9 1 , 5

3 0 , 2 4 , 2 0 4 , 0 3 4 , 2

4 0 , 3 3 , 5 0 3 , 3 2 5 , 4

Dari Tabel 4.2 di atas dapat dibuat grafik hubungan antara daya serap air komposit SPS-P vs komposisi SPS seperti yang tampak pada Grafik 4.2

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2

0 0.1 0.2 0.3

D e n si ta s ko m p o si t ( g r/ cm 3 )

massa serat sisal (gr)

Grafik hubungan antara Massa serat sisal dengan Densitas komposit


(20)

berikut ini :

Grafik 4.2 Hubungan antara komposisi Serat Palem Saray dengan Daya Serap Air

Pada Grafik 4.2 di, dapat dilihat nilai daya serap air minimum untuk komposit tanpa serat sisal yaitu 0,6 % dan daya serap air tertinggi untuk komposit dengan massa 0,3 gram yaitu 5,4 %. Jadi dapat disimpulkan semakin banyak atau semakin besar persentase serat sisal maka daya serap airnya akan semakin besar.

Berdasarkan JIS A 5905 : 2003, nilai daya serap air sampel papan serat maksimum adalah 25% . Daya serap air komposit serat sisal-poliester masing– masing komposisi telah memenuhi syarat yang ditetapkan untuk menjadi Papan Serat.

0 1 2 3 4 5 6

0 0.1 0.2 0.3

D

a

y

a

s

e

ra

p

a

ir

(

%

)

massa serat sisal ( gr)

Grafik hubungan antara komposisi massa serat sisal dengan daya serap air komposit


(21)

4.2 Pengujian Sifat Mekanik

4.2.1 Pengujian Kuat Tarik ( Tensile Strength Test )

Uji tarik adalah uji stress-strain mekanik yang bertujuan mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dengan melakukan uji tarik kita mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material bertambah panjang. Pengujian ini menggunakan standar ASTM 638 D. Data hasil pengujian kuat tarik komposit (SPS-P) dapat dilihat pada table berikut ini:

Tabel 4.3 Hasil Uji Kuat Tarik Komposit

N o m a s s a s e r a t ( g r )

P a n j a n g ( m m )

L e b a r ( m m )

T e b a l ( m m )

K u a t T a r i k ( M P a ) 1 0 1 1 2 6 2 , 4 2 1 3 , 8 5 9 4 0 , 1 1 1 4 6 1 , 9 6 4 6 , 0 2 6 7 0 , 2 1 1 2 6 2 , 0 6 4 5 , 4 7 4 8 0 , 3 1 1 4 6 2 , 0 6 4 4 , 7 6 9

Dari Tabel 4.3 di atas, maka dapat ditampilkan hubungan antara kuat tarik komposit serat sisal dengan komposisi massa komposit, seperti pada Grafik 4.3 berikut ini:


(22)

Grafik 4.3 Hubungan antara Kuat Tarik dengan massa serat komposit

Pada Grafik 4.3, tampak bahwa kuat tarik minimum adalah pada komposit tanpa serat yaitu 13,859 MPa, dan kuat tarik maksimum pada komposit serat sisal poliester (SS-P) dengan komposisi serat sisal dengan massa 0,3 gram yaitu 44,769 MPa. Kuat tarik semakin naik seiring dengan pertambahan komposisi serat palem saray.

Berdasarkan Japanese Industrial Standard JIS A 5905 : 2003, Papan Serat mensyaratkan kuat tarik harus lebih besar dari 0,4 MPa. Masing – masing komposit SS-P dengan komposisi serat sisal yang berbeda telah memenuhi standar tersebut.

4.2.2 Pengujian Kuat Lentur (Flexural Strength Test )

Pengujian kuat lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan komposit polimer terhadap pembebanan sesuai standar ASTM D-790. Dalam metode ini yang digunakan adalah metode tiga titik lentur. Pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada permukaan bagian atas sampel yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada permukaan bawah sampel akan terjadi tarikan. Pada pengujian ini terhadap sampel uji diberikan

0 10 20 30 40 50 60

0 0.1 0.2 0.3

ku a t ta ri k ko m p o si t (M P a )

massa serat sisal ( gr )

Grafik hubungan komposisi massa serat sisal dengan kuat tarik komposit


(23)

pembebanan yang arahnya tegak lurus terhadap sampel.

Data–data yang dihasilkan untuk pengujian kuat lentur komposit serat palem saray-poliester adalah sebagai berikut:

Tabel 4.4 Hasil Uji Kuat Lentur Komposit N o M a s s a

s e r a t ( g r )

P a n j a n g ( m m )

L e b a r ( m m )

T e b a l ( m m )

K u a t L e n t u r

( M P a )

1 0 1 2 8 1 5 3 , 1 0 4 4 , 8 8

2 0 , 1 1 2 8 1 5 3 , 5 1 5 2 , 3 3 2 3 0 , 2 1 2 8 1 5 3 , 4 8 6 0 , 2 2 0 4 0 , 3 1 2 8 1 5 3 , 5 6 6 9 , 1 3 9

Dari Tabel 4.4 di atas, maka dapat ditampilkan hubungan antara komposisi massa serat sisal dengan kuat lentur komposit serat sisal-poliester (SS-P) seperti Grafik 4.4 di bawah ini:

Grafik 4.4 Hubungan antara Kuat Lentur dengan massa serat komposit

Dari Grafik 4.4 tampak bahwa kuat lentur maksimum komposit SS-P terdapat pada komposisi massa serat 0,3 gram yaitu sebesar 69,139 MPa dan kuat lentur minimum komposit SS-P terdapat pada komposit tanpa serat yaitu sebesar 44,88 MPa. Kuat lentur komposit bertambah seiring dengan bertambahnya komposisi serat sisal yang digunakan.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 0.1 0.2 0.3

ku a t le n tu r ko m p o si t (M P a )

massa serat sisal (gr)


(24)

4.2.3 Pengujian Kuat Impak (Impact Strength Test )

Pengujian ini menggunakan alat Wolperts Type : CPSA Com. No. 8803104/0000 diberikan perlakuan dengan pemukul (godam) sebesar 4 Joule menggunakan standart ASTM 256 D. Setelah dilakukan uji impak pada masing masing sampel, didapat hasilnya sebagai berikut:

Tabel 4.5 Hasil Uji Kuat Impak Komposit N o M a s s a

s e r a t ( g r )

P a n j a n g ( m m )

L e b a r ( m m )

T e b a l ( m m )

K u a t I m p a k ( J / c m2) 2 0 1 2 8 1 5 3 , 6 1 2 2 0 6 , 7 3 0 , 1 1 2 8 1 5 3 , 5 1 2 4 1 2 , 1 6 0 , 2 1 2 8 1 5 3 , 2 8 2 5 9 6 , 4 7 0 , 3 1 2 8 1 5 3 , 2 8 2 8 2 2 , 2

Data hasil pengujian kuat impak komposit serat sisal–poliester di atas, maka dapat dibuat grafik hubungan antara kuat impak komposit dengan massa komposit.

Grafik 4.5 Hubungan antara Kuat Impak dengan massa serat komposit 0 500 1000 1500 2000 2500 3000

0 0.1 0.2 0.3

K u a t im p a k ( J/ cm 2 )

Massa serat sisal (gr)

Grafik hubungan komposisi massa serat sisal dengan kuat impak komposit


(25)

Dari Grafik 4.5 di atas, kuat impak yang paling tinggi yaitu komposit dengan komposisi massa serat sisal 0,3 gram sebesar 2822,2 J/m2 dan yang terendah pada komposit tanpa serat yaitu sebesar 2206,7 J/m2. Kuat impak komposit semakin meningkat seiring dengan bertambahnya komposisi serat yang digunakan. Bertambahnya jumlah serat yang digunakan pada sampel, maka kemampuan sampel dalam menerima gaya yang diberikan semakin besar, dimana serat mampu meneruskan gaya yang diberikan oleh matrik dengan baik.

4.2.3 Pengujian Sifat Mekanik Untuk Sampel Tanpa Serat ( Vf = 0%)

Pengujian sifat mekanik untuk sampel tanpa serat (Vf = 0 %) dapat dilihat

pada table berikut ini:

Tabel 4.7 Hasil Uji Sifat Mekanik Sampel Tanpa Serat ( Vf =0%)

NO Pengujian Legth Width Thick Hasil Uji (mm) (mm) (mm)

1 Kuat Tarik 85 13 2.20 13,859 Mpa

2 Kuat Lentur 108 20 2.39 44,88 MPa


(26)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari data dan hasil uji penelitian komposit serat sisal dan resin poliester yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Nilai densitas maksimum pada sampel tanpa serat yaitu sebesar 1,6070 gr/cm3 dan nilai densitas minimum pada sampel dengan massa serat 0,3 gram sebesar 1,1676 gr/cm3. Daya serap air (DSA) komposit sebesar 0,6 % - 5,4 %. Daya serap maksimum pada sampel massa serat 0,3 gram sebesar 5,4 % dan minimum pada komposit tanpa serat sebesar 0,6%. 2. Besar Kuat Tarik maksimum pada sampel pada massa serat 0,1 gram

sebesar 46,026 MPa, dan minimum pada sampel tanpa serat sebesar 13,859 MPa. Kuat Lentur maksimum pada sampel massa serat serat 0,3 gram sebesar 69,139 MPa, dan minimum pada sampel tanpa serat sebesar 44,88 MPa. Nilai Kuat Impak maksimum pada sampel massa serat 0,3 gram sebesar 2822,2 J.m-2, dan nilai minimum pada sampel tanpa serat sebesar 2206,7 J.m-2 .

5.2 Saran

1. Diharapkan peneliti selanjutnya lebih memperhatikan pencampuran antara Resin dengan Hardener (pengeras) agar didapat campuran yang lebih homogen

2. Sebaiknya peneliti selanjutnya menggunakan metode pembuatan komposit yang lebih bervariasi agar didapat komposit dengan hasil mekanik yang lebih baik lagi.

3. Sebaiknya peneliti selanjutnya lebih teliti dalam hal pengukuran dan pembuatan sampel, agar hasil perhitungan yang didapat lebih akurat.


(27)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Komposit

Komposit adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya, baik itu sifat kimia maupun fisikanya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut (Nurun, 2013). Material komposit dapat didefinisikan sebagai kombinasi dari dua atau lebih bahan yang menghasilkan sifat yang lebih baik daripada sifat bahan penyusunnya (Campbell, 2010). Menurut Lokantara (2012), komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material, dimana sifat mekanik dari material pembentuknya berbeda-beda dimana satu material sebagai fasa pengisi (matriks), dan yang lainnya sebagai fase penguat (reinforcement).

Pada umumnya suatu bahan komposit adalah tunggal, dimana merupakan susunan dari paling tidak terdapat dua unsur yang bekerja bersama untuk menghasilkan sifat-sifat bahan yang berbeda terhadap sifat unsur bahan penyusunnya.Dalam prakteknya komposit terdiri dari suatu bahan utama (matriks) dan suatu jenis penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik.Penguatan ini biasanya dalam bentuk serat (fibre/fiber).Beberapa faktor yang mempengaruhi Fiber-Matriks Composite antara lain:

1. Jenis serat, serat digunakan untuk dapat memperbaiki sifat dan struktur matik, mampu menjadi bahan penguat matrik pada komposit untuk menahan gaya yang terjadi.

2. Orientasi serat, menentukan kekuatan mekanik komposit yang mempengaruhi kinerja komposit tersebut.

3. Panjang serat, sangat berpengaruh terhadap kekuatan dimana serat panjang lebih kuat dibandingkan serat pendek.

4. Bentuk serat, pada umumnya semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit yang semakin tinggi.

5. Jenis matrik, matrik berfungsi sebagai pengikat serat menjadi sebuah unit struktur, melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan atau memindahkan beban eksternal pada bidang geser antara serat dan matrik. 6. Ikatan serat-matrik, keberadaan void dalam komposit akan mengurangi


(28)

kekuatan komposit yang disebabkan ikatan interfacial antara matrik dan serat yang kurang besar.

7. Katalis / pengeras, digunakan untuk membantu proses pengeringan resin dan serat dalam komposit. (Setyawan, 2012).

2.1.1 Manfaat Bahan Komposit

Bahan komposit dapat digunakan dalam berbagai bidang, seperti : 1. Luar angkasa : komponen pesawat terbang, komponen

helikopter, dan komponen satelit. 2. Auto mobile : komponen mobil, komponen kereta, komponen

mesin.

3. Olahraga dan rekreasi :stik golf, sepatu olahraga, raket tenis, sepeda. 4. Industri pertahanan : komponen jet tempur, peluru, komponen kapal

selam.

5. Industri pembinaan : jembatan, terowongan, tank.

6. Kesehatan : kaki palsu, sambungan sendi pada pinggang. 7. Marine/kelautan : kapal layar, kayak.

2.1.2 Klasifikasi Komposit

Menurut (Schwartz,1984), secara garis besar ada lima jenis komposit berdasarkan penguat yang digunakan yaitu:

1. Komposit serat (fiber composite)

Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau satu lapisan menggunakan serat penguat. Serat yang digunakan biasanya berupa serat gelas, serat karbon, serat aramid, dan sebagainya. Serat ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. Komposit yang diperkuat dengan serat dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu:

(a) Komposit serat pendek (short fiber composite)

Komposit yang diperkuat dengan serat pendek umumnya sebagai matriknya adalah resin termoset yang amorf atau semikristalin. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek dapat dibagi menjadi dua bagian, :


(29)

b. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang mengandung orientasi secara acak (inplane random orientation). Secara acak biasanya derajat orientasi dapat terjadi dari suatu bagian ke bagian yang lain. Akibat langsung dari distribusi acak serat ini adalah nilai fraksi volume lebih rendah dalam material yang menyebabkan bagian resin lebih besar. Fraksi berat yang lebih rendah berhubungan dengan ketidakefisienan balutan dan batasan-batasan dalam proses pencetakan.

c. Material komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang terorientasi atau sejajar antara satu dengan yang lain.Tujuan pemakaian serat pendek adalah memungkinkan pengolahan yang lebih mudah, lebih cepat, produksi yang lebih murah, dan lebih beraneka ragam (Emma,1992).

b. Komposit serat panjang (longfiber composite)

Keistimewaan komposit serat panjang adalah akan lebih mudah untuk diorientasikan, jika dibandingkan dengan serat pendek. Walaupun demikian serat pendek memiliki rancangan yang lebih banyak. Secara teoritis, serat panjang dapat menyalurkan pembebanan atau tegangan dari suatu titik pemakaiannya. Pada prakteknya hal ini tidak mungkin terjadi, karena variabel pembuatan komposit serat panjang tidak mungkin memperoleh kekuatan tarik melampaui panjang nya.

Perbedaan serat panjang dan serat pendek yaitu serat pendek dibebani secara tidak langsung, atau kelemahan matriks akan menentukan sifat dari produk komposit tersebut yakni jauh lebih kecil dibandingkan dengan besaran yang terdapat pada serat panjang. Bentuk serat panjang memiliki kemampuan yang tinggi, disamping itu kita tidak perlu memotong-motong serat.

Fungsi penggunaan serat sebagai penguat secara umum adalah sebagai bahan yang dimaksudkan untuk memperkuat komposit, disamping itu penggunakan serat juga untuk mengurangi penggunaan resin, sehingga akan diperoleh suatu bahan komposit yang lebih kuat, kokoh, dan tangguh jika dibandingkan produk bahan komposit yang tidak menggunakan serat penguat (Emma,1992).


(30)

(a) (b) (c) (d)

Gambar 2.1 Komposit Serat (fibrous composites ) ; (a) Continous FiberComposite (b)Woven fiber composite (c) Chopped Fiber Composite (d) Hybrid Composite

d. Komposit laminat (laminated composite)

Merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabungkan menjadi satu, dan setiap lapisannya memiliki karakteristik khusus. Komposit laminat ini terdiri dari empat jenis, yaitu komposit serat kontinyu, komposit serat anyam, komposit serat acak, dan komposit serat hibrid.

Komposit yang terdiri dari lapisan yang diperkuat oleh matrik sebagai contoh adalah plywood yangs erring digunakan bahan bangunan dan kelengkapannya. Pada umumnya, manipulasi makroskopis yang dilakukan yang tahan terhadap korosi, kuat, dan tahan terhadap temperatur.

Gambar 2.2 Komposit Lapis (laminated composite)

e. Komposit pertikel (particulated composite)

Merupakan komposit yang menggunakan partikel atau serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriks. Komposit yang terdiri dari partikel dan matriks yaitu butiran (batu, pasir) yang diperkuat semen yang kita jumpai sebagai beton, senyawa komplek ke dalam senyawa komplek.


(31)

Komposit partikel merupakan produk yang dihasilkan dengan menempatkan partikel-partikel dan sekaligus mengikatnya dengan suatu matriks bersama-sama dengan satu atau lebih unsur-unsur perlakuan seperti panas, tekanan, kelembaban, katalisator dan lain-lain. Komposit partikel ini berbeda dengan jenis serat acak sehingga bersifat isotropis. Kekuatan komposit serat dipengaruhi oleh tegangan koheren diantara fase partikel dan matriks yang menunjukkan sambungan yang baik.

Gambar 2.3 Komposit Partikel

f. Komposit serpihan (flake composite)

Pengertian dari serpihan adalah partikel kecil yang telah ditentukan sebelumnyayang dihasilkan dalam peralatan yang khusus dengan orientasi serat sejajar permukaannya. Suatu komposit serpihan terdiri atas serpih-serpih yang saling menahan dengan mengikat permukaan atau dimasukkan kedalam matriks. Sifat-sifat khusus yang dapat diperoleh dari serpihan adalah bentuknya besar dan datar sehingga dapat disusun dengan rapat untuk menghasilkan suatu bahan penguat yang tinggi untuk luas penampang lintang tertentu. Pada umumnya serpihan-serpihan saling tumpang tindih pada suatu komposit sehingga dapat membentuk lintasan fluida ataupun uap yang dapat mengurangi kerusakan mekanis karena penetrasi atau perembesan.

g. Komposit pengisi (filler composite)

Komposit ini terdiri dari struktur sambungan tiga dimensi yang menerobos struktur dimensi atau impregnasi dengan dua phase material pengisi. Pengisi juga mempunyai bentuk tiga dimensi yang ditentukan oleh kekosongan di dalam matriks.


(32)

2.2 Serat

Serat secara umum terdiri dari dua jenis yaitu serat alam dan serat sintetis.Serat alam adalah serat yang diperoleh langsung dari alam.Serat atau fiber dalam bahan komposit berperan sebagai bagian utama penahan beban, sehingga besar kecilnya kekuatan bahan komposit sangat tergantung dari kekuatan serat pembentuknya. Semakin kecil bahan (diameter serat mendekati ukuran kristal) maka semakin kuat bahan tersebut, karena minimnya cacat pada material (Oroh dkk, 2013).

Serat merupakan bahan yang kuat, kaku, dan getas. Karena serat yang terutama menahan gaya luar, ada dua hal yang membuat serat menahan gaya yaitu:

1. Perekatan (bonding) antara serat dan matriks (intervarsial bonding) sangat baik dan kuat sehingga tidak mudah lepas dari matriks (debonding). 2. Kelangsingan (aspec ratio) yaitu perbandingan antara panjang serat

dengan diameter serat cukup besar.

Serat dicirikan oleh modulus dan kekuatannya yang sangat tinggi, elongasi (daya rentang yang baik ), stabilitas panas yang baik, kemampuan untuk diubah menjadi filamen–filamen dan sejumlah sifat–sifat lain yang bergantung pemakaian (Stevens,2001).

2.2.1 Serat sebagai Penguat

Secara umum dapat dikatakan bahwa fungsi serat adalah sebagai penguat bahan untuk memperkuat komposit sehingga sifat mekaniknya lebih kaku, tangguh dan lebih kokoh dibandingkan dengan tanpa serat penguat, selain itu serat juga menghemat penggunaan resin.

Dalam penggabungan antara serat dan resin, serat akan berfungsi sebagai penguat (reinforcement) yang biasanya mempunyai kekuatan dan kekakuan tinggi, sedangkan resin berfungsi sebagai perekat atau matrik untuk menjaga posisi serat, mentransmisikan gaya geser dan juga berfungsi sebagai pelapis serat. Matriks biasanya mempunyai kekuatan relatif rendah tetapi ulet, karena itu serat secara dominan akan menentukan kekuatan dan kekakuan komposit.

Sifat mekanik komposit sangat dipengaruhi oleh orientasi seratnya, komposit bisa bersifat quasi-isotropic ketika digunakan serat pendek yang diorientasikan secara acak, anisotropic ketika digunakan serat panjang yang diorientasikan pada beberapa arah, atau orthotropic ketika digunakan serat panjang yang diorientasikan terutama pada arah yang saling tegak lurus.Kekuatan komposit sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti jenis, geometri, arah,


(33)

distribusi, dan kandungan serat (Jamasri, 2008).

Beberapa syarat dari serat untuk dapat memperkuat matriks antara lain: 1. Mempunyai modulus elastisitas yang tinggi

2. Kekuatan lentur yang tinggi

3. Perbedaan kekuatan diameter serat harus relative sama

4. Mampu menerima perubahan gayadari matriks dan mampu menerima gaya yang bekerja padanya.

2.2.2 Serat Alam

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 yang dapat langsung diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dan binatang. Serat yang banyak digunakan oleh manusia diantaranya adalah kapas, wol, sutera, pelepah pisang, sabut kelapa, ijuk, bambu, nanas dan kenaf atau goni. Salah satu serat yang terbaru adalah serat palem saray. Serat alam memiliki kelemahan yaitu ukuran serat yang tidak seragam, kekuatan serat sangat dipengaruhi oleh usia.

Serat sintetis adalah serat yang dibuat dari bahan-bahan anorganik dengan komposisi kimia tertentu. Serat sintetis mempunyai beberapa kelebihan yaitu sifat dan ukurannya yang relatif seragam, kekuatan serat dapat diupayakan sama sepanjang serat. Serat sintetis yang telah banyak digunakan antara lain serat gelas, serat karbon, kevlar, nylon, dan lain-lain.

Perbedaan antara serat alami dan serat sintetis yang digunakan pada pembuatan komposit dapat dilihat pada tabel perbandingan berikut :

Tabel 2.1 Perbandingan antara Serat Alami dan Serat Sintetis

Parameter Serat alam Serat sintesis

Massa jenis Rendah 2x serat alami

Biaya Rendah Lebih tinggi dari serat alam

Terbarukan Ya Tidak

Kemampuan didaur ulang Ya Tidak

Konsumsi energy Rendah Tinggi


(34)

Menetralkan CO2 Ya Tidak

Menyebabkan abrasi Tidak Ya

Resiko kesehatan Tidak Ya

Limbah Biodegradable Tidak Biodegradable

2.2.3 Serat sisal

Tanaman sisal adalah tanaman perdu dengan daun-daun yang menjulang berbentuk pedang dengan panjang 1,5 sampai 2 meter. Tanaman ini dapat bertahan hidup dalam kondisi kering, dapat tumbuh pada tanah cadas atau

berbatu-batu dengan kemiringan lebih dari 30o. Umumnya ada dua tipe klom sisal yaitu yang tepi daunya berduri dan yang tidak berduri. Klasifikasi dari tanaman sisal adalah sebagai berikut :

Gambar 2. Tanaman sisal Kingdom : Plantae

Divisi : Magnoliophyta Kelas : Liliopsida Ordo : Liliales Famili : Agavaceae Genus : Agave

Spesies : Agave sisalana

Dari tanaman sisal ini yang dapat diolah hanyalah daunnya. Dari daun sisal dapat diperoleh serat-serat yang bisa diolah lagi menjadi bermacam-macam produk. Di industri tradisonal serat sisal digunakan untuk pembuatan karung, tali temali, keset dan sapu. Kebutuhan dunia industri terhadap serat terus meningkat seiring dengan perkembangan agroindustri yang berbahan baku serat seperti industri rumah tangga, industri tali temali, interior mobil dan industri pulp kertas.


(35)

Bahan serat seperti sisal memiliki potensi pasar yang besar untuk menggantikan serat sintetis yang terbuat dari plastik.

2.3 Matriks

Matriks adalah fasa dalamkomposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Syarat pokok matriks yang digunakan dalam komposit adalah matrik harus bisa meneruskan beban, sehingga serat harus bisa melekat pada matrik dan kompatibel antara serat dan matrik, artinya tidak ada reaksi yang mengganggu. Umumnya matriks dipilih yang mempunyai ketahanan panas yang tinggi (Jamasri, 2008).

Pada umumnya matriks berfungsi sebagai :

a. Untuk melindungi komposit dari kerusakan, baik kerusakan mekanik maupun kimiawi.

b. Untuk mengalihkan / meneruskan beban dari luar kepada serat. c. Sebagai pengikat.

d. mentransfer tegangan ke serat.

e. membentuk ikatan koheren permukaan matrik/serat.

Adapun sifat resin yang harus dimiliki adalah sebagai berikut : 1. Sifat-sifat mekanis yang bagus.

2. Sifat-sifat daya rekat yang bagus. 3. Sifat-sifat ketangguhan yang bagus.

4. Ketahanan terhadap degradasi lingkungan bagus .

(Ellyawan,2008) Secara umum matriks terbagi atas 2 kelompok, yaitu :

1. Termoplastik, yaitu polimer yang bisa mencair dan melunak. Hal ini disebabkan karena polimer - polimer tersebut tidak berikatan silang (linier atau bercabang) biasanya bisa larut dalam beberapa pelarut. Termoplastik merupakan bahan yang mudah menjadi lunak kembali apabila dipanaskan dan mengeras apabila didinginkan sehingga pembentukan dapat dilakukan berulang-ulang karena mempunyai struktur yang linier. Keistimewaan dari termoplastik ini adalah bahan-bahan termoplastik yang telah


(36)

mengeras dapat diolah kembali dengan mudah sedangkan termoset sulit dan bahkan tidak bisa diolah kembali. Contoh termoplastik PVC (polivinil

clorida), FE (polietilen), nilon 66, poliamida, poliasetal dan

lain-lain(Hebi, 2011).

2. Termoset, yaitu polimer yang tidak mau mencair atau meleleh jika dipanaskan. Polimer - polimer termoset tidak bisa dibentuk dan tidak dapat larut karena pengikatan silang, menyebabkan kenaikan berat molekul yang besar (Steven,2001). Beberapa resin termoset yang sangat terkenal sering digunakan oleh masyarakat umum: resin poliester dan epoksi (Beckwith,2012)

2.4 Pengujian Sifat Fisis

2.4.1 Pengujian Densitas (density)

Densitas merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat per satuan volume.

Persamaan yang digunakan untuk menghitung densitas yaitu :

……… (2.1)

Dengan:

ρ = densitas atau kerapatan (g/cm3) m = massa komposit (gram) V = volume komposit (cm3)

2.4.2 Pengujian Daya Serap Air

Pengujian daya serap air dilakukan untuk menentukan besarnya persentase air yang terserap oleh sampel yang direndam dengan perendaman di dalam air (aquadest) selama 24 jam. Daya serap sampel terhadap air dapat dihitung menggunakan persamaan berikut ini :


(37)

Dengan :

Mk = Massa kering komposit (gram) Mb = Massa basah komposit (gram)

2.4.3 Pengujian Kadar Air

Pengujian kadar air dilakukan untuk menentukan besarnya kandungan air di dalam suatu benda, caranya dengan memasukkan sampel pada oven suhu 100o C selama 3 jam. Kadar air suatu benda dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

..……… (2.3)

Dengan :

m1= Massa akhir komposit (gram) m2 = Massa awal komposit (gram)

2.5 Pengujian Sifat Mekanik

Untuk mengetahui sifat mekanik suatu material harus dilakukan pengujian. Masing-masing pengujian memiliki cara yang berbeda-beda, secara umum dapat dikatakan pembebanan secara statik dan pembebanan secara dinamik.

2.5.1 Pengujian Kekuatan Tarik (Tensile Strength Test)

Pengujian tarik (tensile stength test ) adalah pengujian mekanik secara statis dengan cara sample ditarik dengan pembebanan pada kedua ujungnya dimana gaya tarik yang diberikan sebesar F (Newton). Tujuannya untuk mengetahui sifat-sifat mekanik tarik (kekuatan tarik) dari komposit yang diperkuat dengan serat palem saray.

Pengujian kekuatan tarik (tensile stength test ) ini akan mengubah bentuk dari komposit yaitu dengan adanya pertambahan panjang pada komposit tersebut. Pengujian tarik (tensile stength test ) ini dapat dilihat pada gambar :


(38)

σ = ………..…………. (2.4)

ε = x 100 % ……… (2.5)

Dengan :

σ = Kuat tarik (Mpa) F = Gaya (N)

Ao = Luas permukaan (mm2)

ε = Regangan ( % )

ΔL = Pertambahan panjang(mm) Lo = Panjang mula-mula (mm)

Sesuai dengan hukum Hooke, tegangan adalah sebanding dengan regangan.Kesebandingan tegangan terhadap regangan dinyatakan sebagai perbandingan tegangan satuan terhadap regangan satuan.

Pada bahan kaku tetapi elastis seperti baja, kita peroleh bahwa tegangan satuan yang diberikan menghasilkan perubahan bentuk satuan yang relatif kecil.Perkembangan hukum Hooke tidak hanya pada hubungan tegangan – regangan saja, tetapi berkembang menjadi modulus young atau modulus elastisitas (E). Modulus Elastisitas tersebut dapat dihitung dengan persamaan berikut ini:

……… … (2.6)

Dengan :

E = modulus elastisitas (N/m2)

σ= tegangan (N/m2 atau MPa)

ε= regangan

(Prasetyo, 2010)


(39)

2.5.2 Pengujian Kekutan Lentur (Ultimate Flexural Strenght )

Pengujian kekuatan lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan komposit terhadap pembebanan pada tiga titik lentur.Di samping itu pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan.Pada pengujian ini terhadap sampel uji diberikan pembebanan yang arahnya tegak lurus terhadap arah penguatan serat. Pembebanan yang diberikan yaitu pembebanan dengan tiga titik lentur, dengan titik-titik sebagai bahan penahan berjarak 90 mm dan titik pembebanan diletakkan pada pertengahan panjang sampel.Pembebanan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

P h b

L

Gambar 2.6 : Pengujian Kuat Lentur (flexural strength test)

Persamaan berikut digunakan untuk memperoleh nilai kekuatanlentur adalah :

………. (2.7)

Dengan: :

UFS = kekutan lentur (N/m2) P= gaya penekan (N)

L= jarak dua penumpu (m) b = lebar sampel (m) h = tebal sampel uji (m)

(Prasetyo, 2010)

2.5.3 Pengujian Impak (Impact Test)

Pengujian impak bertujuan untuk mengukur berapa energi yang dapat diserap suatu material sampai material tersebut patah.Pengujian impak ini


(40)

merupakan respon terhadap beban yang tiba – tiba yang bertujuan mengetahui ketangguhan suatu bahan terhadap pembebanan dinamis, sehingga dapat diketahui apakah suatu bahan yang diuji rapuh atau kuat.

Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi. Semakin banyak energi yang terserap maka akan semakin besar kekuatan impak dari suatu beban. Pengujian Impak

dapat digambarkan sebagai berikut:

Nilai kekuatan Impak dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Is = ………. (2.8) Dengan :

Is = Kekuatan Impak (J/mm2) Es= Energi serap (J)

A = Luas permukaan (mm2)


(41)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat mendorong berbagai pihak untuk menemukan beberapa teknologi alternatif sebagai cara dalam memenuhi kebutuhan masyarakat. Khususnya pada bahan material untuk berbagai kebutuhan masyarakat seperti peralatan elektronik, peralatan rumah tangga, peralatan olah raga, dan lain-lain. Komposit adalah salah satu alternatif untuk menghasilkan material yang dari sifat mekaniknya lebih baik dari material lainnya.

Komposit merupakan suatu matrial yang berbentuk dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya berbeda-beda. Dikarenakan berbeda-beda.Dikarenakan kareakteristik pembentuknya berbeda-beda, maka akan dihasilkan material baru yaitu komposit yang mempunyaisifat mekanik dan karakteristik yang berbeda darimaterial- material pembentuknya (Schwartz,1984)

Penguat dalam komposit berperan sebagai bagian utama yang menahan beban serta memberikan sifat kekakuan,kekuatan,stabilitas panas dalam komposit.Matriks dalam komposit berperan sebagai pengikat serat filler dan mendistribusikan tegangan pada saat pembebanan.Serat yang digunakan biasanyapada umumnya seratalam dan serat sintesis. Salah satu contoh serat alam yaitu serat rami.

Seiring perkembangan teknologi bahan tersebut, banyaknya komposit polimer serat alam mulai tergantikan oleh jenis bahan serat sintesis, seperti: gelas, karbon, rayon, akril, dan nilon. Tapi penggunaan serat sintesis di berbagai bidang dapat mengakibatkan permasalahan limbah non-organik. Untuk itu serat alam kembali mendapat perhatian sebagai bahan komposit yang ramah lingkungan dan biaya produksi murah. Serat alami yang dimaksud dalam komposit adalah serat yang berasal dari alam, tanpa melalui proses kimia dan industri . Pertimbangan pemilihan serat untuk komposit sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter diantaranya adalah kekuatan dan modulus elastisitas komposit yang diinginkan, perpanjangan ketika patah, stabilitas termal, ikatan antara serat dan matriks, perilaku dinamik, massa jenis, harga, biaya proses, ketersediaan dan kemudahan daur ulang.

Selama ini, penelitian yang dilakukan banyak menggunakan serat sintesis. Hal ini dikarenakan serat sintesis mudah didapat, praktis, dan sifat mekaniknya telah tertentu. Namun limbah serat sintesis memberikan dampak lingkungan yang tidak baik sehingga beralih pada serat alam. Oleh karena itu, peneliti tertarik untuk mengetahui sifat fisis dan sifat mekanik komposit serat sisal dengan matriks


(42)

Poliester. Komposit serat sisal dengan resin poliester dirancang untuk mendapatkan komposit yang kuat, kokoh, lentur dan ringan.

1.2Rumusan Masalah

1. Apakah serat sisal dapat dimanfaatkan sebagai penguat pada komposit?

2. Bagaimana pengaruh variasi komposisi serat sisal dan resin poliester sifat fisis dan mekanik komposit.

1.3.Pembatasan Masalah

1. Variasi komposisi serat sisal masin-masing : 0,1 gr ; 0,2 gr dan 0,3 gr 2. Pengujian yang dilakukan meliputi uji fisis (densitas, daya serap air,

kadar air) dan uji mekanik (tarik, lentur, dan impak).

1.4. Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui sifat fisis dan mekanik serat sisal sebagai penguat komposit.

2. Untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi serat sisal dan Resin Poliester .

1.5. Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi tentang pembuatan papan komposit berbahan serat sisal dan poliester dan mengetahui sifat fisis dan mekanik papan komposit yang dihasilkan sebagai alternatif bahan baku industri yang lebih baik.


(43)

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT

MENGGUNAKAN SERAT SISAL DAN RESIN POLIESTER

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh komposisi massa serat sisali dengan resin poliester terhadap sifat fisis dan mekanik komposit. Pembuatan komposit dilakukan dengan menggunakan metode jejar dengan variasi massa serat sisal. Variasi massa serat sisal yang digunakan adalah 0,1 gr ; 0,2 gr dan 0,3 gr . Hasil uji meliputi, Nilai densitas : 1,6070 gr/cm3, daya serap : 5,4 % , kuat tarik : 44,769 MPa , kuat impak : 2822,2 J/m2 , kuat lentur : 69,139 MPa. Pengujian ini dilakukan menurut prosedur ASTM D-638-08 untuk uji tarik, ASTM D-256 untuk uji Impak, ASTM D-790 untuk uji kuat lentur.


(44)

ABSTRACT .

Has conducted research about effect of hemp fiber filler length of physical and mechanical properties of composite. The composite made of random method depending.The variation of length fiber are 0,5 cm; 1 cm ; 1,5 cm ; 2 cm ; 2,5 cm and 3 cm and the mass of each fiber filler is 0,2 gram. Results include hemp fiber composite density values of 1,2969 gr/cm3 ; water absorbtion ability values of 0,95 %, Tensile strength values of 53,010 MPa, Flexural srength values of 52,280 MPa and impact strength values of 13623,2 J/m2. The results characteristic with ASTM D-638-08 procedure for tensile strength, ASTM D-266 for impact strength and ASTM D-790 for flexural strength.

Keyword : hemp fiber, Polyester, physical properties of composite, mechanical properties of composite.


(1)

2.5.2 Pengujian Kekutan Lentur (Ultimate Flexural Strenght )

Pengujian kekuatan lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan komposit terhadap pembebanan pada tiga titik lentur.Di samping itu pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan.Pada pengujian ini terhadap sampel uji diberikan pembebanan yang arahnya tegak lurus terhadap arah penguatan serat. Pembebanan yang diberikan yaitu pembebanan dengan tiga titik lentur, dengan titik-titik sebagai bahan penahan berjarak 90 mm dan titik pembebanan diletakkan pada pertengahan panjang sampel.Pembebanan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:

P h b

L

Gambar 2.6 : Pengujian Kuat Lentur (flexural strength test)

Persamaan berikut digunakan untuk memperoleh nilai kekuatanlentur adalah :

………. (2.7)

Dengan: :

UFS = kekutan lentur (N/m2) P= gaya penekan (N)

L= jarak dua penumpu (m) b = lebar sampel (m) h = tebal sampel uji (m)

(Prasetyo, 2010)

2.5.3 Pengujian Impak (Impact Test)

Pengujian impak bertujuan untuk mengukur berapa energi yang dapat diserap suatu material sampai material tersebut patah.Pengujian impak ini


(2)

merupakan respon terhadap beban yang tiba – tiba yang bertujuan mengetahui ketangguhan suatu bahan terhadap pembebanan dinamis, sehingga dapat diketahui apakah suatu bahan yang diuji rapuh atau kuat.

Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi. Semakin banyak energi yang terserap maka akan semakin besar kekuatan impak dari suatu beban. Pengujian Impak

dapat digambarkan sebagai berikut:

Nilai kekuatan Impak dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Is = ………. (2.8)

Dengan :

Is = Kekuatan Impak (J/mm2) Es= Energi serap (J)

A = Luas permukaan (mm2)


(3)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat mendorong berbagai pihak untuk menemukan beberapa teknologi alternatif sebagai cara dalam memenuhi kebutuhan masyarakat. Khususnya pada bahan material untuk berbagai kebutuhan masyarakat seperti peralatan elektronik, peralatan rumah tangga, peralatan olah raga, dan lain-lain. Komposit adalah salah satu alternatif untuk menghasilkan material yang dari sifat mekaniknya lebih baik dari material lainnya.

Komposit merupakan suatu matrial yang berbentuk dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya berbeda-beda. Dikarenakan berbeda-beda.Dikarenakan kareakteristik pembentuknya berbeda-beda, maka akan dihasilkan material baru yaitu komposit yang mempunyaisifat mekanik dan karakteristik yang berbeda darimaterial- material pembentuknya (Schwartz,1984)

Penguat dalam komposit berperan sebagai bagian utama yang menahan beban serta memberikan sifat kekakuan,kekuatan,stabilitas panas dalam komposit.Matriks dalam komposit berperan sebagai pengikat serat filler dan mendistribusikan tegangan pada saat pembebanan.Serat yang digunakan biasanyapada umumnya seratalam dan serat sintesis. Salah satu contoh serat alam yaitu serat rami.

Seiring perkembangan teknologi bahan tersebut, banyaknya komposit polimer serat alam mulai tergantikan oleh jenis bahan serat sintesis, seperti: gelas, karbon, rayon, akril, dan nilon. Tapi penggunaan serat sintesis di berbagai bidang dapat mengakibatkan permasalahan limbah non-organik. Untuk itu serat alam kembali mendapat perhatian sebagai bahan komposit yang ramah lingkungan dan biaya produksi murah. Serat alami yang dimaksud dalam komposit adalah serat yang berasal dari alam, tanpa melalui proses kimia dan industri . Pertimbangan pemilihan serat untuk komposit sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter diantaranya adalah kekuatan dan modulus elastisitas komposit yang diinginkan, perpanjangan ketika patah, stabilitas termal, ikatan antara serat dan matriks, perilaku dinamik, massa jenis, harga, biaya proses, ketersediaan dan kemudahan daur ulang.

Selama ini, penelitian yang dilakukan banyak menggunakan serat sintesis. Hal ini dikarenakan serat sintesis mudah didapat, praktis, dan sifat mekaniknya telah tertentu. Namun limbah serat sintesis memberikan dampak lingkungan yang tidak baik sehingga beralih pada serat alam. Oleh karena itu, peneliti tertarik untuk mengetahui sifat fisis dan sifat mekanik komposit serat sisal dengan matriks


(4)

Poliester. Komposit serat sisal dengan resin poliester dirancang untuk mendapatkan komposit yang kuat, kokoh, lentur dan ringan.

1.2Rumusan Masalah

1. Apakah serat sisal dapat dimanfaatkan sebagai penguat pada komposit?

2. Bagaimana pengaruh variasi komposisi serat sisal dan resin poliester sifat fisis dan mekanik komposit.

1.3.Pembatasan Masalah

1. Variasi komposisi serat sisal masin-masing : 0,1 gr ; 0,2 gr dan 0,3 gr 2. Pengujian yang dilakukan meliputi uji fisis (densitas, daya serap air,

kadar air) dan uji mekanik (tarik, lentur, dan impak).

1.4. Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui sifat fisis dan mekanik serat sisal sebagai penguat komposit.

2. Untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi serat sisal dan Resin Poliester .

1.5. Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi tentang pembuatan papan komposit berbahan serat sisal dan poliester dan mengetahui sifat fisis dan mekanik papan komposit yang dihasilkan sebagai alternatif bahan baku industri yang lebih baik.


(5)

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT

MENGGUNAKAN SERAT SISAL DAN RESIN POLIESTER

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh komposisi massa serat sisali dengan resin poliester terhadap sifat fisis dan mekanik komposit. Pembuatan komposit dilakukan dengan menggunakan metode jejar dengan variasi massa serat sisal. Variasi massa serat sisal yang digunakan adalah 0,1 gr ; 0,2 gr dan 0,3 gr . Hasil uji meliputi, Nilai densitas : 1,6070 gr/cm3, daya serap : 5,4 % , kuat tarik : 44,769 MPa , kuat impak : 2822,2 J/m2 , kuat lentur : 69,139 MPa. Pengujian ini dilakukan menurut prosedur ASTM D-638-08 untuk uji tarik, ASTM D-256 untuk uji Impak, ASTM D-790 untuk uji kuat lentur.

Kata kunci : serat sisal, poliester, sifat fisis komposit, sifat mekanik komposit.


(6)

ABSTRACT

.

Has conducted research about effect of hemp fiber filler length of physical and mechanical properties of composite. The composite made of random method depending.The variation of length fiber are 0,5 cm; 1 cm ; 1,5 cm ; 2 cm ; 2,5 cm and 3 cm and the mass of each fiber filler is 0,2 gram. Results include hemp fiber composite density values of 1,2969 gr/cm3 ; water absorbtion ability values of 0,95 %, Tensile strength values of 53,010 MPa, Flexural srength values of 52,280 MPa and impact strength values of 13623,2 J/m2. The results characteristic with ASTM D-638-08 procedure for tensile strength, ASTM D-266 for impact strength and ASTM D-790 for flexural strength.

Keyword : hemp fiber, Polyester, physical properties of composite, mechanical properties of composite.