Skema Penelitian Perhitungan Komposisi Serat

44 3. Gelas ukur Gelas ukur berfungsi untuk mengukur seberapa banyak resin yg akan dibutuhkan saat pembuatan komposit, dan juga untuk mempermudah pada saatpenuangan pada cetakan. Gambar 3.9 Gelas ukur 1000 cc 4. Suntikan Berfungsi untuk seberapa banyak katalis yang akan digunakan, agar banyak nya katalis yg diperluka tepat pada ukuran yang sudah ditentukan. Gambar 3.10 suntikan 1 ml dan 3 ml 5. Sarung tangan Berfungsi untuk melindungi tangan dari resin dan katalis pada saat pembuatan komposit. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45 Gambar 3.11 Sarung tangan karet 6. Sepatula kecil Befungsi untuk meratakan resin pada saat resin dituang ke dalam cetakan, dan juga berfungsi untuk mengambil komposit dari dalam cetakan. Gambar 3.12 Sepatula kecil 7. Kuas Berfungsi untuk meratakan release agent di dalam cetakan. Gambar 3.13 Kuas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46 8. Gunting Berfungsi untuk memotong serat sesuai dengan ukurannya. Gambar 3.14 Gunting 9. Gerinda Berfungsi untuk memotong komposit sesuai dengan ukuran spesimen yang diinginkan. Gambar 3.15 Gerinda 10. Penggaris Berfungsi untuk mengukur serat sesuai pada ukuran yang sudah ditentukan. Gambar 3.16 Penggaris PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 47 11. Jangka sorong Berfungsi untuk mengukur diameter serat. Gambar 3.17 Jangka sorong 12. Oven Berfungsi untuk membantu proses curing. Gambar 3.18 Oven 13. Termokopel Berfungsi untuk mengatur suhu ketika pada proses curing. Gambar 3.19 Termokopel PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 48 14. Mesin milling Berfungsi untuk membentuk spesimen sesuai dengan ASTM yang sudah ditentukan. Gambar 3.20 Mesin milling 15. Mesin uji tarik Berfungsi untuk mengetahui sifat mekanis dari komposit yang telah dibuat. Gambar 3.21 Mesin uji tarik PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 49

3.3 Perhitungan Komposisi Serat

Komposisi dari komposit yang dibuat adalah menggunakan fraksi volume serat sebesar 4, 6, 8 serat TKKS, 95,6, 93,6, 91,6 resin polyester dan menggunakan katalis sebesar 0,4 untuk semua pencetakan. Perhitungan komposisi komposit dihitung berdasarkan perhitungan volume total cetakan, namun sebelumnya harus dicari massa jenis dari serat tandan kosong kelapa sawit terlebih dahulu. Di bawah ini adalah cara mencari massa jenis dan perhitungan yang dilakukan: a. Langkah pertama dalam pembuatan benda uji komposit adalah dengan mencari massa jenis  serat tandan kosong kelapa sawit. Adapun metode perhitungan massa jenis  serat tandan kosong kelapa sawit adalah sebagai berikut: 1. Memilin serat untuk mencari diameter 2. Menimbang massa serat tandan kosong kelapa sawit 3. Mengukur panjang serat tandan kosong kelapa sawit, sebelum nya sudah ditentukan terlebih dahulu panjang serat yang diinginkan yaitu 8 cm 4. Melakukan perhitungan volume serat tandan kosong kelapa sawit dengan rumusan sebagai berikut: T D v    2 4  Data hasil perhitungan massa jenis dapat dilihat pada Tabel 3.1 Tabel 3.1 Hasil perhitungan massa jenis No panjang mm diameter mm massa gr volume mm3 volume cm 3 ρ grcm 3 1 80 0,96 0,025 57,876 0,058 0,435 2 80 1,04 0,034 67,924 0,068 0,499 3 80 2,08 0,130 271,698 0,272 0,478 4 80 2,14 0,157 287,599 0,288 0,547 5 80 2,68 0,250 451,055 0,451 0,555 6 80 2,92 0,265 535,458 0,535 0,494 rata- rata 80 1,97 0,144 278,60 0,279 0,501 50 Menghitung massa jenis: V m   3 279 , 144 , cm gr   3 0,501 cm gr  Dimana: m = massa serat tandan kosong kelapa sawit  = jenis serat massa tandan kosong kelapa sawit V = volume serat tandan kosong kelapa sawit Dengan menggunakan rumus diatas, dari percobaan yang dilakukan berulang-ulang maka dapat didapatkan:  rata-rata serat TKKS = 0,501 grcm 3 b. Langkah selanjutnya setelah mendapatkan massa jenis dari serat TKKS adalah 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. Menghitung volume cetakan Dengan asumsi: Volume cetakan = volume komposit total V cet = V komp Maka, volume komposit: V komp = 20 cm x 30 cm x 0,5 cm = 300 cm 3 2. Menghitung komposisi serat tandan kosong kelapa sawit, resin dan katalis  Untuk fraksi volume 4 serat tandan kosong kelapa sawit: PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 51 Serat = x 300 cm 3 = 12 cm 3 x 0,501 grcm 3 = 6,012 gr Resin = , x 300 cm 3 = 286,8 cm 3 = 286,8 ml Katalis = , x 286,8 cm 3 = 1,15 cm 3 = 1,15 ml  Untuk fraksi volume 6 serat tandan kosong kelapa sawit: Serat = x 300 cm 3 = 18 cm3 x 0,501 grcm 3 = 9,018 gr Resin = , x 300 cm 3 = 280,8 cm 3 = 280,8 ml Katalis = , x 280,8 cm 3 = 1,12 cm 3 = 1,12 ml  Untuk fraksi volume 8 serat tandan kosong kelapa sawit: Serat = x 300 cm 3 52 = 24 cm 3 x 0,501 grcm 3 = 12,024 gr Resin = , x 300 cm 3 = 274,8 cm 3 = 274,8 ml Katalis = , x 274,8 cm 3 = 1,09 cm 3 = 1,09 ml

3.4 Pembuatan Benda Uji

3.4.1 Proses Pembuatan Komposit Resin Polyester

Dalam pembuatan benda uji resin mempunyai langkah-langkah sebagai berikut: 1. Proses pelapisan permukaan dan dinding cetakan dengan menggunakan mirror glass , hal ini dilakukan untuk mempermudah pemisahan resin dari cerakan. 2. Resin dan katalis disiapkan sesuai dengan volume cetakan sebesar 300 ml menggunakan gelas ukur dan katalis sebesar 1,2 dengan menggunakan suntikan ukuran 3 ml. 3. Proses pencampuran resin dan katalis kedalam gelas ukur, campuran resin dan katalis diaduk hingga rata. Pengadukan ini harus dilakukan secara pelan namun teratur agar dapat tercampur dengan baik dan tidak terdapat gelembung, sebab gelembung yang timbul pada waktu proses pengadukan akan menimbulkan void pada matrik yang dicetak sehingga dapat mengurangi kekuatan dari bahan itu sendiri. 4. Setelah resin dan katalis tercampur dengan merata, adonan tersebut dituang dalam cetakan yang sudah disiapkan. 53 5. Proses pengeringan membutuhkan waktu kurang lebih 2 hari 48 jam. Setelah resin menjadi kering, resin dikeluarkan dari cetakan. 6. Melakukan pemotongan sesuai dengan ukuran pada standar ASTM D-638- 14

3.4.2 Proses Pembuatan Komposit Berpenguat Serat TKKS

Proses yang dilakukan dalam pembuatan benda uji komposit adalah proses hand lay-up dengan menggunakan standar ASTM D-638-14. Berikut adalah langkah-langkah pembuatan benda uji komposit: 1. Penyiapan serat tandan kosong kelapa sawit, sebelum mendapatkan serat, tandan kosong harus dikeringkan terlebih dahulu supaya mendapatkan serat nya mudah, setelah mendapatkan serat kemudian direndam dengan menggunakan NaOH sebanyak 5 selama 2 jam, setelah direndam dengan menggunakan NaOH kemudian serat dicuci dengan menggunakan air mengalir sampai benar-benar bersih supaya kadar minyak yang terdapat pada serat dapat hilang. 2. Cetakan dibersihkan, lalu diberikan mirror glass agar hasil benda uji tidak merekat pada cetakan. 3. Penyiapan serat kedalam cetakan dan ditata sesuai dengan metode yang digunakan. Disini peneliti menggunakan metode serat acak sebanyak 2 lapis. 4. Resin dan katalis dicampur kedalam gelas ukur sesuai pada perhitungan masing-masing fraksi volume, lalu mengaduknya hingga menjadi homogen. 5. Setelah selesai pengadukan kemudian campuran resin dan katalis dituang kedalam cetakan yang sudah terisi serat. Penuangan tersebut dibagi dalam beberapa tahap tergantung lapisan yang akan dibuat. 6. Setelah cetakan yang berisi serat tersebut diberi campuran resin dan katalis kemudian serat ditekan menggunakan sepatula supaya serat dapat tercampur dengan campuran resin dan katalis secara sempurna. 7. Setelah serat pertama sudah tercampur dengan resin, kemudian serat kedua diletakan diatas serat yang sudah tertutup resin, kemudian sisa campuran 54 resin dan katalis dituang semua kedalam cetakan, setelah itu serat yang kedua juga ditekan-tekan supaya dapat tercampur dengan baik. 8. Setelah selesai pencampuran, cetakan yang sudah terisi ditutup supaya hasil yg didapatkan sesuai yang diingikan. 9. Komposit ditunggu sampai benar-benar kering. 10. Setelah komposit kering kemudia komposit diangkat dari cetakan. 11. Komposit diukur, dipotong dan dibentuk sesuai dengan standar yang sudah ditentukan. 12. Setelah melewati pengukuran, pemotongan dan pembentukan sesuai dengan standar ASTM, kemudian spesimen dibagi karna pengambilan data yang akan peniliti gunakan adalah menggunakan curing dan tanpa curing.

3.5 Standar Uji dan Ukuran Benda Uji

Ukuran benda uji komposit yang digunakan menurt standar ASTM D-638-14 ” Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics” dengan dimensi yang disesuaikan seperti pada Tabel 3.2 tipe III. Tabel 3.2 Ukuran geometri ASTM D-638-14 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 55 Gambar 3.22 Ukuran standar ASTM D-638-14 Gambar 3.23 Bentuk dan ukuran spesimen uji Tarik

3.6 Proses

Curing Setelah pemotongan benda uji, proses selanjutnya adalah proses curing dengan menggunakan oven. Selain untuk meningkatkan kemampuan komposit, proses ini dilakukan dengan suhu 80 selama 2 jam. Proses curing ini menggunakan oven yang memiliki skala pengaturan suhu yang dapat diatur, untuk memantau kestabilan suhu didalam ruang oven digunakan alat termokopel. Langkah-langkah curing pada uji adalah sebagai berikut: 1. Benda uji yang akan di curing disiapkan, dan ditandai urutan untuk suhu curing. 56 2. Oven dan termokopel disiapkan, lalu suhu pada oven diatur. 3. Oven dihidupkan selama kurang lebih 30 menit dan dipantau suhunya selama 30 menit dengan termokopel hingga suhu yang dikehendaki sesuai dan stabil. 4. Benda uji dimasukkan ke dalam oven, timer diatur dan suhu terus dipantau dari termokopel. 5. Setelah 2 jam, benda uji dikeluarkan dari oven. 6. Langkah 3 sampai 5 kembali diulang. 7. Komposit yang sudah di curing siap untuk diuji tarik.

3.7 Cara Penelitian

Komposit yang diuji menggunakan metode pengujian tarik. Pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik dari komposit. Struktur mikro dilakukan untuk mengetahui perubahan dari sifat-sifat komposit yang diakibatkan dari beban tarik dan pengaruh dari perlakuan curing.

3.7.1 Uji Tarik

Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini melalui Pengujian Tarik yang bertujuan untuk mengetahui besarnya kekuatan Tarik dari bahan komposit. Pengujian dilakukan dengan mesin uji “ Universal Testing Machine ”. Spesimen pengujian Tarik di bentuk menurut standar ASTM D-638-14 yang ditunjukkan pada Gambar 3.24. Gambar 3.24 Dimensi Spesimen Uji tarik ASTM D 638-14. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 57 Langkah-langkah untuk pengujian tarik dari benda uji komposit adalah sebagai berikut: 1. Benda uji yang tanpa di curing dan benda uji yang sudah di curing disiapkan. 2. Kertas milimeter blok diletakkan pada printer. 3. Mesin kemudian dinyalakan, lalu benda uji dipasang pada grip. 4. Grip dikencangkan, dan jangan terlalu keras agar tidak merusak benda uji. 5. Pemasangan extensometer pada uji dan nilai elongationnya diatur menjadi nol. 6. Nilai beban diatur juga menjadi nol. 7. Kecepatan uji diatur, area start ditekan sebanyak dua kali kemudian tombol down ditekan. 8. Menghentikan proses penarikan secepatnya setelah spesimen patah, mencatat gaya tarik maksimum dan pertambahan panjangnya. Sesudah mendapatkan data dari pengujian tarik, proses pengujian tarik diulang untuk benda uji selanjutnya sampai selesai. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 58

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian

Dari hasil pengujian tarik benda uji komposit diperoleh grafik hubungan beban dan pertambahan panjang. Data-data beban dan pertambahan panjang selanjutnya dapat diolah dan dibuat menjadi grafik tegangan dan regangan.

4.1.1 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Serat TKKS

Pengujian tarik pada serat TKKS dilakukan dengan menggunakan timbangan. Pengujian tarik dilakukan bertujuan untuk mencari kekuatan tarik pada serat TKKS tersebut. Berikut adalah langkah-langkah dalam pengujian tarik serat TKKS; memilih serat sejumlah 6 helai, kemudian mencari diameter nya menggunakan mikroskop setelah itu serat diuji mengunakan timbangan dengan beban air untuk pemberat nya. Data hasil pengujian kekuatan tarik serat TKKS dapat dilihat pada Tabel 4.1 Tabel 4.1 Data pengujian kekuatan tarik TKKS k ek u atan ser at kekuatan tarik pada serat TKKS spesimen A mm2 Beban kg gravitasi ms kekuatan tarik kgmm2 kekuatan tarik Mpa serat 0,08 0,61 9,81 7,63 74,80 serat 0,10 0,57 9,81 5,70 55,92 serat 0,07 0,85 9,81 12,14 119,12 serat 0,07 0,55 9,81 7,86 77,08 serat 0,06 0,68 9,81 11,33 111,18 serat 0,10 0,46 9,81 4,60 45,13 Rata-rata 0,08 0,62 9,81 8,21 80,54

4.1.2 Hasil Pengujian Benda Uji Komposit

Pengujian tarik pada benda uji komposit dilakukan pada spesimen komposit dengan variasi fraksi volume 4, 6, 8, dan dengan menggunakan metode curing suhu 80 lama curing 2 jam. Pengujian tarik dilakukan bertujuan PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI