Gambar 3.9 Gerinda 9 Penggaris
Berfungsi untuk mengukur komposit sesuai pada ukuran yang sudah ditentukan lihat Gambar 3.10.
Gambar 3.10 Penggaris 10 Mesin milling
Berfungsi untuk membentuk spesimen sesuai dengan ASTM yang sudah ditentukan lihat Gambar 3.11.
Gambar 3.11 Mesin milling 11 Mesin uji tarik
Berfungsi untuk mengetahui sifat mekanis dari komposit yang telah dibuat lihat Gambar 3.12.
Gambar 3.12 Mesin uji tarik
3.2.2 Bahan-Bahan Yang Digunakan
Bahan-bahan yang dipakai dalam proses pembuatan benda uji komposit berpenguat serat adalah:
1. Limbah cangkang kepiting
Bahan penguat reinforcement yang digunakan dalam pembuatan benda uji komposit adalah limbah cangkang kepiting yang dapat dilihat pada Gambar
3.13.
Gambar 3.13 Limbah cangkang kepiting 2.
Resin polyester dan katalis
Resin yang dipakai pada pembuatan komposit ini adalah resin polyester yukalac dengan massa jenis 1,19 grcm
3
yang kemudian akan dicampur dengan katalis yang berfungsi sebagai bahan yang mempercepat proses pengeringan atau
pengerasan dapat dilihat pada Gambar 3.14. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 3.14 Resin polyester dan katalis 3.
Alkalisasi menggunakan NaOH
Perlakuan alkalisasi menggunakan NaOH yang berbentuk kristal kemudian dilarutkan dengan air. NaOH kristal dapat dilihat pada Gambar 3.15.
Gambar 3.15 NaOH 4.
Release Agent Release Agent digunakan sebagai pelicin pada cetakan sehingga
mempermudah melepas komposit yang dibuat dengan cetakan yang terbuat dari kaca. Mirror Glaze adalah jenis bahan release agent yang digunakan dapat dilihat
pada Gambar 3.16. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 3.16 Release Agent Mirror Glaze
3.3 Perhitungan Komposisi Partikel
Komposisi pada komposit dibuat dengan menggunakan fraksi volume bahan penguat partikel terhadap volume total cetakan bahan komposit. Variasi
fraksi volume partikel yang digunakan adalah presentasi volume partikel 10, 20 dan 30. Perhitungan komposisi komposit dihitung berdasarkan perhitungan
volume total cetakan. Di bawah ini adalah perhitungan yang dilakukan:
3.3.1 Mencari Massa Jenis Partikel
1. Massa partikel Massa partikel cangkang kepiting yang diperoleh setelah ditimbang
menggunakan timbangan digital adalah 1,2259 gr. Bagian cangkang kepiting yang ditimbang adalah bagian karapas.
2. Volume partikel Mencari volume partikel dilakukan dengan dimasukan cangkang kepiting
kedalam gelas ukur yang berisi air kemudian dilihat berapa banyak kenaikan air dalam gelas ukur. Dari metode yang dilakukan diperoleh volume cangkang kepiting
adalah 1 cm
3
. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3. Massa jenis partikel Berikut adalah persamaan yang digunakan untuk menghitung massa jenis
partikel: � =
� �
= ,
�� ��
2
, ����
2
Keteragan;
= massa jenis partikel cangkang kepiting
m
= massa partikel cangkang kepiting V = volume partikel cangkang kepiting
Dengan menggunakan perhitungan diatas, dapat diperoleh massa jenis partikel cangkang kepiting sebagai bahan penguat reinforcement adalah 1,2259
grcm
3
. 3.3.2
Mencari Volume Cetakan
Langkah selanjutnya ialah mencari volume cetakan dengan asumsi sebagai berikut:
Volume cetakan = volume komposit total V
cetakan
= V
komposit
Maka volume komposit: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
V
komposit
= 20 cm × 30 cm × 0.5 cm = 300 cm
3
3.3.3 Mencari Volume Cetakan Pada Setiap Fraksi Volume Partikel
Menghitung komposisi serat tandan kosong kelapa sawit, resin dan katalis berdasarkan volume cetakan dan prosentase komposisi yang diinginkan. Langkah-
langkah perhitungannya adalah sebagai berikut:
1 Fraksi volume 10 V
partikel
= 10 × V
komposit
= ×
cm
2
= cm
2
M
partikel
=
ρ
partikel
×
V
partikel
= , grcm
2
× cm
2
= ,
gr
V
katalis
= 0,3 × V
resin
= .
× cm
2
= , ml
V
resin
= 100-10 = 90 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
= − ,
× cm
2
= . ml
2 Fraksi volume 20 V
partikel
= 20 × V
komposit
= ×
cm
2
= cm
2
M
partikel
=
ρ
partikel
×
V
partikel
= , grcm
2
× cm
2
= ,
gr
V
katalis
= 0,3 × V
resin
= ,
× , cm
2
= , ml
V
resin
= 100-20 = 80
= − ,
× cm
2
= , ml
3 Fraksi volume 30 V
partikel
= 30 × V
komposit
= ×
cm
2
= cm
2
M
partikel
=
ρ
partikel
×
V
partikel
= , grcm
2
× cm
2
= ,
gr
V
katalis
= 0,3 × V
resin
= ,
× cm
2
= , ml
V
resin
= 100-30 = 70
= − ,
× cm
2
= , ml
3.4 Proses Pembuatan Komposit Berpenguat Partikel Cangkang Kepiting
Proses yang dilakukan dalam pembuatan benda uji komposit adalah proses hand lay-up dengan menggunakan standar ASTM D638-14. Berikut adalah
langkah-langkah pembuatan benda uji komposit:
1. Cangkang kepiting disiapkan, cangkang kepiting dibersihkan dari kotoran dengan cara direndam selama 6 jam dengan sabun dan disikat setelah itu seperti
pada Gambar 3.17.
Gambar 3.17 Membersihkan cangkang kepiting 2. Cangkang kepiting yang telah bersih, dijemur selama 1 sampai 2 jam seperti
pada Gambar 3.18.
Gambar 3.18 Pelakuan alkalisasi 3. Cangkang kepiting yang sudah kering kemudian direndam dalam NaOH
alkalisasi selama 2 jam. Setelah itu cangkang kepiting dibilas dengan air bersih hingga bersih. lihat Gambar 3.19.
Gambar 3.19 Penjemuran cangkang kepiting 4. Cangkang kepiting kemudian ditumbuk hingga berukuran partikel. lihat
Gambar 3.20.
Gambar 3.20 Menumbuk cangkang kepiting 5. Saringan atau ayakan disiapkan, cangkang kepiting yang telah berukuran
partikel kemudian diayak menggunakan ayakan berukuran 100 mesh. lihat Gambar 3.21.
Gambar 3.21 Penyaringan partikel 6. Cetakan dipersiapkan, cetakan yang telah dibersihkan kemudian diberikan
Release Agent Mirror Glaze agar hasil benda uji tidak merekat pada cetakan.
7. Resin dan katalis disiapkan, resin dan katalis dicampur kedalam gelas ukur sesuai pada perhitungan masing-masing fraksi volume, lalu diaduk secara
perlahan-lahan hingga menjadi homogen lihat Gambar 3.22.
Gambar 3.22 pencampuran resin dan katalis PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8. Penuangan bahan resin matrik dan partikel cangkang kepiting reinforcement dilakukan metode disusun sandwich, resin sebanyak 50
dari 100 dituangkan terlebih dahulu kemudian didiamkan selama 3 jam dan dilanjutkan dengan menaburkan partikel ke seluruh permukaan resin
secara merata kemudian resin sisa dituang kembali lihat Gambar 3.23.
Gambar 3.23 Penaburan partikel cangkang kepiting 9. Tutupan cetakan disiapkan, saat bahan resin matrik dan partikel cangkang
kepiting reinforcement telah berada didalam cetakan kemudian cetakan ditutup secara perlahan-lahan, untuk menghindari void atau udara yang
terjebak dalam cetakan. 10. Komposit ditunggu sampai kering. Proses pengeringan maksimal
membutuhkan waktu ± sekitar 48 jam. 11. Setelah komposit kering kemudian komposit diangkat dari cetakan. lihat
Gambar 3.24 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 3.24 komposit cangkang kepiting 12. Komposit diukur, dipotong dan dibentuk sesuai dengan standar yang sudah
ditentukan. 13. Setelah melewati pengukuran, pemotongan dan pembentukan sesuai dengan
standar ASTM D638-14. 14. Komposit disiapkan untuk dilakukan pengujian.
3.5 Standar Pengujian Dan Dimensi Benda Uji
3.5.1 Uji Tarik
Dimensi dan bentuk benda uji komposit yang digunakan menurut standar ASTM American standard testing and material D638-14 ditunjukan pada
Gambar 2.4 dan Tabel 2.16.
3.5.1.1 Langkah-Langkah Pengujian Tarik
Komposit yang sudah dibentuk akan diuji menggunakan metode pengujian tarik. Pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari komposit.
Langkah-langkah untuk pengujian tarik dari spesimen uji komposit adalah sebagai berikut:
1. Spesimen uji yang sudah dibentuk disiapkan dengan memberi tanda parameter pada daerah perhitungan.
2. Kertas millimeter blok diletakkan pada printer mesin uji tarik. 3. Mesin kemudian dinyalakan, lalu benda uji dipasang pada grip.
4. Grip dikencangkan dan diatur dengan kekuatan secukupnya agar tidak merusak benda uji.
5. Pemasangan extensometer pada benda uji dan nilai elongationnya diatur menjadi nol.
6. Nilai beban di atur juga menjadi nol. 7. Kecepatan uji diatur, area start ditekan sebanyak dua kali kemudian tombol
down ditekan. 8. Setelah data dari pengujian tarik didapatkan, proses pengujian tarik diulang
untuk benda uji komposit selanjutnya sampai selesai.
3.5.2 Uji Impak
Pada pengujian uji impak dimensi dan bentuk dari komposit disesuaikan dengan bentuk ASTM American standard testing and material D611-02.
Seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.2 dan Tabel 2.18. 3.5.2.1
Langkah-Langkah Pengujian Impak
Berikut adalah cara atau langkah-langkah melakukan pengujian komposit
berpenguat cangkang kepiting
1. Sebelum melakukan pengujian benda uji di sket dan diukur. 2. Naikkan pendulum sesuai sudut yang telah disesuaikan, kunci dan perhatikan
titik. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3. Jarum penunjuk diposisikan ke sudut dial lengan ayun. 4. Pengunci pendulum dilepas sehingga beban berayun tanpa ditahan benda uji.
5. Sudut bebas benda uji diamati dan dicatat sebagai sudut a. 6. Benda uji dipasang pada anvil dudukan dengan posisi takikan berada di sisi
belakang pendulum dan senter. 7. Pendulum dinaikkan sesuai sudut yang telah ditentukan seperti langkah b
8. Pengunci dilepaskan, pendulum berayun dan mematahkan benda uji. 9. Sudut yang dihasilkan pendulum diamati setelah mematahkan pengunci pada
jarum penunjuk sebagai β.
10. Patahan benda uji dan penampang patahannya di sket, beberapa benda uji kemudian dibandingkan.
11. Harga keuletan dihitung dan lembar pengamatan diisi dan komposit di sket.
60
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian
Dalam penelitian ini dilakukan dua pengujian, yaitu pengujian tarik untuk mengetahui tegangan, regangan dan modulus elastisitas komposit dan pengujian
impak untuk mengetahui keuletan komposit berpenguat cangkang kepiting.
4.2 Pengujian Tarik
Dari hasil pengujian tarik benda uji komposit diperoleh grafik hubungan antara beban gaya dan pertambahan panjang. Data-data beban gaya dan
pertambahan panjang selanjutnya dapat diolah dan dibuat grafik tegangan, regangan dan modulus elastisitas.
Pengujian tarik pada benda uji komposit dilakukan pada spesimen atau tanpa bahan penguat dan spesimen atau spesimen komposit dengan variasi fraksi
volume partikel 10, 20 dan 30 dengan orientasi partikel disusun dengan metode sandwich. Dari hasil pengujian, diperoleh print out grafik hubungan antara
beban dengan pertambahan panjang. Dari data tersebut dapat dihitung nilai tegangan dan regangan dari benda uji komposit dari setiap variasi fraksi volume.
Data hasil pengujian benda uji tarik komposit diurutkan dari spesimen atau benda tanpa bahan penguat, dilanjutkan dengan spesimen atau benda uji dengan
variasi fraksi volume bahan penguat 10, penguat 20 dan penguat 30. kemudian diambil rata-rata dari setiap fraksi volume yang akan dijadikan
perbandingan dengan rerata spesimen tanpa bahan penguat. Berikut adalah data-
data yang diperoleh dari pengujian yang dilakukan:
1 Data pada spesimen tanpa bahan penguat Data pengujian pada spesimen tanpa bahan penguat dapat dilihat pada Tabel
4.1 sd 4.3 dan grafik pada Gambar 4.1 sd 4.3. Tabel 4.1 Dimensi masing-masing spesimen tanpa bahan penguat
No Spesimen
Lebar mm Tebal mm
A mm
2
1 RC-1
13.20 4.70
62.04 2
RC-2 13.20
4.70 62.04
3 RC-3
13.20 4.70
62.04 4
RC-4 13.70
4.80 65.76
Rara-rata 13.33
4.73 62.97
Tabel 4.2 Kekuatan tarik masing-masing spesimen tanpa bahan penguat Spesimen
A mm
2
Beban kg Kekuatan Tarik
kgmm
2
Kekuatan Tarik MPa
RC-1 62.04
145.80 2.35
23.05 RC-2
62.04 160.60
2.59 25.39
RC-3 62.04
127.30 2.05
20.13 RC-4
65.76 154.20
2.34 23.00
Rata-rata 62.97
146.98 2.33
22.90 Tabel 4.3 Regangan dan modulus elastisitas masing-masing spesimen
tanpa bahan penguat Spesimen Lo mm
L mm ΔL mm
Regangan Modulus
Elastisitas MPa RC-1
50 52.25
2.25 4.50
5.12 RC-2
50 53.80
3.80 7.60
3.34 RC-3
50 51.70
1.70 3.40
5.92 RC-4
50 52.80
2.80 5.60
4.11 Rata-rata
50 52.64
2.64 5.28
4.62 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 4.1 Grafik nilai kekuatan tarik pada spesimen tanpa bahan penguat
Gambar 4.2 Grafik nilai regangan pada spesimen tanpa bahan penguat
Gambar 4.3 Grafik nilai modulus elastisitas pada spesimen tanpa bahan penguat
23.05 25.39
20.13 23.00
22.90
5 10
15 20
25 30
RC-1 RC-2
RC-3 RC-4
Rata-rata
K ek
u a
ta n
T a
rik M
Pa
4.50 7.60
3.40 5.60
5.28
1 2
3 4
5 6
7 8
RC-1 RC-2
RC-3 RC-4
Rata-rata
Reg a
n g
a n
5.12 3.34
5.92 4.11
4.62
1 2
3 4
5 6
7
RC-1 RC-2
RC-3 RC-4
Rata-rata
M o
d u
lu s E
la st
is ita
s M
Pa
