TUGAS AKHIR Study Sifat Fisis Dan Mekanis Bahan Polipropilena Pada Produk Penutup Spion Sepeda Motor Merk A Dan Merk B.
TUGAS AKHIR
STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION
SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B
Diajukan Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
SRIYANTO
NIM: D.200.12.0009
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan
judul: “STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA
PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN
MERK B” yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh
derajat Sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan
merupakan
tiruan
atau
duplikasi
dari
tugas
akhir
yang
sudah
dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar
kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau
instansi manapun, kecuali yang bersumber informasinya saya cantumkan
sebagimana mestinya.
Surakarta,
September 2016
Yang menyatakan,
Sriyanto
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul: “STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR
MERK A DAN MERK B”. Telah disetujui oleh Pembimbing dan diterima
untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1
pada
Jurusan
Teknik
Mesin
Fakultas
Teknik
Mesin
Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh:
Nama
: SRIYANTO
NIM
: D.200.12.0009
Disetujui pada:
Hari
: ....................................
Tanggal
: ....................................
Dosen Pembimbing
Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D.
iii
Universitas
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas
Akhir
berjudul:
“STUDY
SIFAT
MEKANIS
BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR
MERK A DAN MERK B”. Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji
dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh
derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh:
Nama
: SRIYANTO
NIM
: D.200.12.0009
Disetujui pada:
Hari
: ....................................
Tanggal
: ....................................
Tim Penguji:
Ketua
: Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D. (..........................)
Anggota 1
: Dr. Agus Dwi Anggono
(..........................)
Anggota 2
: Ir. Ngafwan, MT.
(..........................)
Dekan Fakultas Teknik
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D.
Tri Widodo B. R., ST., Msc., Ph.D.
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
v
LEMBAR MOTTO
“Sesungguhnya Allah tidak merubah nasib sesuatu kaum sehingga
mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri”
(QS. Ar Raid Ayat 11)
“khoirunnas anfa’uhum linnas, sebaik-baiknya manusia adalah yang
bermanfaat bagi manusia yang lain”
(HR. Bukhari Muslim)
“Keramahtamahan dalam perkataan akan menciptakan keyakinan,
keramahtamahan dalam pemikiran menciptakan kedamaian,
keramahtamahan dalam memberi menciptakan kasih”
(Lao Tse)
“Tiadanya keyakinan yang membuat orang takut menghadapi tantangan
dan saya percaya pada diri saya sendiri”
(Muhammad Ali)
vi
STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION
SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B
Sriyanto dan Joko Sedyono
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. Ahmad Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email : sriyantommi@gmail.com
Abstrak
Dalam tugas akhir ini, dilakukan penelitian untuk mengetahui sifat fisis
dan mekanis bahan polimer pada produk penutup spion merk A dan merk
B. Penelitian ini terbagi dalam beberapa tahapan.
Tahap pertama pengadaan spesimen dan pembuatan spesimen uji.
Pengujian dilakukan sesuai dengan standar ASTM. Uji kekuatan tarik
dengan ASTM D 638, uji kekerasan dengan standar ASTM D 2240 dan uji
impak dengan standar ASTM D 256. Untuk mengetahui sifat fisis dari
kedua produk dilakukan dengan pengujian SEM dan EDS. Tahap kedua
melakukan pengolahan data, menganalisa data dan pembahasan hasil
penelitian.
Dari hasil penelitan diperoleh kesimpulan bahwa produk penutup
spion merk B memiliki kekuatan tarik dan kekerasan yang lebih tinggi
daripada produk penutup spion merk A sedangkan untuk nilai impak
penutup spion merk A lebih tinggi daripada penutup spion merk B. Nilai
kekuatan tarik spion merk B sebesar 23,846 N/mm2 sedangkan nilai
kekuatan tarik spion merk A sebesar 18, 276 N/mm2 dan nilai regangan
spion merk B 13,333%. Untuk spion merk A nilai regangannya sebesar
14,667%. Hasil pengujian impak pada spion merk A sebesar 36,450
J/mm2 sedangkan nilai kekerasannya 64,50 Shore Hardness D. Untuk
hasil pengujian impak spion merk B didapatkan nilai 34,349 J/mm2 dan
nilai kekerasannya sebesar 66,60 Shore Hardness D. Dari hasil foto SEM
dan EDS serta dari pengamatan didapatkan bahwa spion merk B memliki
tingkat kerapatan yang lebih bagus daripada spion merk A.
Kata kunci: polimer, sifat fisis, sifat mekanik, spion.
vii
STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION
SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B
Sriyanto dan Joko Sedyono
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. Ahmad Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email : sriyantommi@gmail.com
Abstracts
In this thesis, to investigate the physical and mechanical properties of
polymer materials in products cover rearview merc A and merc B. This
study is divided into several stages.
The first phase specimen procurement and manufacture of test
specimens. Tests conducted in accordance with ASTM standards. Tensile
strength test to ASTM D 638, hardness testing to ASTM D 2240 and the
impact test with standard ASTM D 256. To determine the physical
properties of the two products is done by testing SEM and EDS. The
second stage of data processing, data analysis and discussion of research
results.
From the results of the research we concluded that the products cover
rearview merc B has a tensile strength and higher hardness than products
cover rearview merc A while for the impact rearview cover merc A higher
than the rearview cover merc B value tensile strength rearview merc B
amounted to 23,846 N/mm2, while the value of tensile strength rearview
merc A amounted to 18,276 N/mm2 and strain value rearview merc B
13,333%. To view mirror merc A strain value of 14,667%. The test results
impact on the mirror merc A of 36,450 J/mm2, while the hardness value of
64,50 Shore Hardness D. For the impact test results rearview merc B
values obtained 34,349 J/mm2 and a hardness value of 66,60 Shore
Hardness D. From the SEM images and EDS as well as from observations
showed that the rearview merc B discount densities nicer than the
rearview merc A.
Keywords: polymer, physical properties, mechanical properties, rearview.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT senantiasa penulis
panjatkan, karena berkah rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat
menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini dengan judul: “STUDY SIFAT
MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP
SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B” sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mengalami banyak
hambatan dan kesulitan, namun berkat bimbingan dan dorongan dari
berbagai
pihak
akhirnya
penulis
dapat
menyelesaikannya.
Pada
kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan terima kasih
dengan setulus hati kepada:
1. Prof. Dr. Bambang Setiadji, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
2. Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D., selaku Ketua Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4. Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D., selaku dosen pembimbing yang
dengan sabar dan bijak telah memberikan bimbingan dan pengarahan
dalam penyusunan tugas akhir ini.
ix
5. Ibu, Bapak, Kakak dan Adikku tercinta yang senantiasa mendo’akan,
memberikan motivasi, semangat serta kasih sayang yang tiada henti.
6. Seluruh staff pengajar jurusan Teknik Mesin dan seluruh staff
pengawai Balai Besar Kulit Karet dan Plastik (BBKKP) Yogyakarta
yang telah membimbing, sehingga penulis mendapatkan ilmu dan
bekal dalam cara penyusunan tugas akhir ini.
7. Keluarga
besar
Racana
Ki/Nyi
Ahmad
Dahlan
Universitas
Muhammadiyah Surakarta dan Pramuka Universitas Muhammadiyah
seluruh
Indonesia
yang
telah
mendo’akan,
memotivasi
dan
bantuannya.
8. Temen-temanku seperjuangan jurusan Teknik Mesin angkatan 2012
pada umumnya, Dhimas, Adam, Oki, Aldo, Narno, Abdun, Dany,
Prasetyo, Rudi dan Budi yang telah memberikan motivasi dan
semangat.
9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang
telah memberikan bantuan dan dukungan semangat kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir penelitian
ini jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu, segala kritik, saran dan
masukan dari pembaca sangat diharapkan oleh penulis. Semoga tugas
akhir ini dapat memberikan manfaat bagi berbagai pihak.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Surakarta, 21 September 2016
Sriyanto
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................
i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .....................................
ii
HALAMAN PERSETUJUAN .............................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN ...............................................................
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .......................................................
v
LEMBAR MOTTO ..............................................................................
vi
ABSTRAKSI ......................................................................................
vii
KATA PENGANTAR ..........................................................................
ix
DAFTAR ISI .......................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................
xv
DAFTAR TABEL ................................................................................
xviii
DAFTAR SIMBOL ..............................................................................
xix
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................
1
1.1 Latar Belakang ................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah .......................................................
4
1.3 Batasan Masalah ............................................................
4
1.4 Tujuan Masalah ...............................................................
4
1.5 Manfaat Penelitian ..........................................................
5
1.6 Sistematika Penulisan .....................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................
2.1 Kajian Teori .....................................................................
xi
7
7
2.2 Landasan Teori ...............................................................
9
2.2.1 Polipropilena .........................................................
9
2.2.2 Struktur Kristalinitas Polipropilena ........................
11
2.2.3 Degradasi Polipropilena .......................................
12
2.2.4 Karakterisasi Polipropilena ...................................
14
2.2.5 Inisiator Radikal Bebas .........................................
14
2.2.6 Komposit ...............................................................
15
2.2.7 Klasifikasi Material Komposit ................................
16
2.2.8 Sifat-Sifat Komposit ..............................................
22
2.2.9 Serat .....................................................................
23
2.2.10 Tipe Komposit Serat .............................................
25
2.2.11 Matrik ....................................................................
26
2.2.12 Pengujian Tarik .....................................................
28
2.2.13 Pengujian Kekerasan ...........................................
32
2.2.14 Pengujian Impak ...................................................
32
2.2.15 Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) dan
EDS (Energy Dispersive Spectroscopy)................
39
2.2.16 Proses Pembuatan Spion 7K LH/RH ....................
42
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................
47
3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................
47
3.2 Study Penelitian ..............................................................
48
3.2.1 Study Pustaka ......................................................
48
3.2.2 Study Lapangan ...................................................
48
3.3 Tempat Penelitian dan Pengujian ...................................
48
xii
3.4 Alat dan Bahan Penelitian ...............................................
49
3.4.1 Peralatan Penelitian .............................................
49
3.4.2 Peralatan Pengujian .............................................
50
3.4.3 Bahan Pengujian ..................................................
52
3.5 Prosedur Penelitian .........................................................
53
3.5.1 Pembuatan Spesimen ..........................................
53
3.5.2 Pengujian Tarik ....................................................
53
3.5.3 Pengujian Kekerasan ...........................................
56
3.5.4 Pengujian Impak ...................................................
57
3.5.5 Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) dan
EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) ...............
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .........................
58
60
4.1 Pengujian Tarik ...............................................................
60
4.1.1 Hasil Uji Tarik .......................................................
60
4.1.2 Pembahasan Hasil Uji Tarik .................................
61
4.2 Pengujian Kekerasan ......................................................
62
4.2.1 Hasil Uji Kekerasan ..............................................
62
4.2.2 Pembahasan Hasil Uji Kekerasan ........................
63
4.3 Pengujian Impak .............................................................
63
4.3.1 Hasil Uji Impak .....................................................
63
4.3.2 Pembahasan Hasil Uji Impak ...............................
64
4.4 Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) dan EDS
(Energy Dispersive Spectroscopy) ..................................
65
4.4.1 Hasil Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) .
65
xiii
4.4.2 Pembahasan Hasil Foto SEM (Scanning Electron
Microscopy) ..........................................................
66
4.4.3 Hasil dan Pembahasan Foto EDS (Energy
Dispersive Spectroscopy) .....................................
67
BAB V PENUTUP .............................................................................
70
5.1 Kesimpulan .....................................................................
70
5.2 Saran ...............................................................................
71
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Reaksi Kimia Polimerisasi dari Propilena Menjadi
Polipropilena .................................................................
9
Gambar 2.2 Atom Karbon Terikat Secara Tetrahedral dengan Sudut
109,5o ............................................................................
11
Gambar 2.3 Struktur Tiga Dimensi dari Polipropilena ........................
11
Gambar 2.4 Reaksi Degradasi dengan Benzoil Peroksida ................
13
Gambar 2.5 Benzoil Peroksida menjadi Benzoiloksi ..........................
15
Gambar 2.6 Fibrous Composites .......................................................
17
Gambar 2.7 Jenis Penataan Serat .....................................................
18
Gambar 2.8 Laminate Composite ......................................................
20
Gambar 2.9 Particulate Composite ....................................................
21
Gambar 2.10 Dimensi Spesimen Uji Tarik .........................................
28
Gambar 2.11 Kurva Tegangan dan Regangan ..................................
29
Gambar 2.12 Skema Pengujian Kekerasan Shore Hardness D ........
32
Gambar 2.13 Skematik Pengujian Impak ...........................................
35
Gambar 2.14 Skema Pembebanan Impak Pada Spesimen Metode
Charpy dan Izod ..........................................................
36
Gambar 2.15 Skema Mikroskop Elektron ...........................................
42
Gambar 2.16 Material Polipropilena ...................................................
43
Gambar 2.17 Material Masterbacth ....................................................
43
Gambar 2.18 Mixer Machine ..............................................................
44
xv
Gambar 2.19 Mesin Oven Dryer ........................................................
44
Gambar 2.20 Proses Pemasangan Moulding ....................................
45
Gambar 2.21 Pembersihan Produk ....................................................
46
Gambar 2.22 Crushing Machine ........................................................
46
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ...................................................
47
Gambar 3.2 Mold Untuk Spesimen Uji Kekerasan .............................
49
Gambar 3.3 Jangka Sorong ...............................................................
50
Gambar 3.4 Mikrometer .....................................................................
50
Gambar 3.5 Alat Uji Tarik ...................................................................
50
Gambar 3.6 Alat Uji Kekerasan Shore Hardness D ...........................
52
Gambar 3.7 Alat Uji Izod Impact ........................................................
52
Gambar 3.8 Alat Foto SEM dan EDS .................................................
52
Gambar 3.9 Spion Merk A ..................................................................
52
Gambar 3.10 Spion Merk B ................................................................
53
Gambar 3.11 Spesimen Pengujian ....................................................
53
Gambar 3.12 Dimensi Uji Impak Izod..................................................
57
Gambar 4.1 Histogram Tegangan Tarik Rata-Rata Produk Penutup
Spion Merk A dan Merk B .............................................
60
Gambar 4.2 Histogram Regangan Rata-Rata Produk Penutup Spion
Merk A dan Merk B .......................................................
61
Gambar 4.3 Histogram Nilai Kekerasan Rata-Rata Produk Penutup
Spion Merk A dan Merk B .............................................
62
Gambar 4.4 Histogram Harga Impak Rata-Rata Produk Penutup
Spion Merk A dan Merk B .............................................
xvi
64
Gambar 4.5 Foto SEM Produk Penutup Merk A dan Merk B
Pembesaran 1.000 kali ...............................................
65
Gambar 4.6 Foto SEM Produk Penutup Spion Merk A dan Merk B
Pembesaran 2.000 kali ...............................................
xvii
66
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakterisasi dari Polipropilena ........................................
14
Tabel 4.1 Komposisi Kimia Produk Penutup Spion Merk A dan
Merk B .............................................................................
xviii
68
DAFTAR SIMBOL
σ
: Tegangan tarik (N/mm2)
P
: Beban (N)
Ao
: Luas penampang patahan (mm2)
Ɛ
: Regangan (%)
: Deformasi atau pemanjangan (mm)
:Panjang daerah ukur (mm)
o
E
: Panjang mula-mula (mm)
: Modulus elastisitas (N/mm2)
Eserap : Energi yang diserap (Joule)
m
: Massa pendulum (kg)
g
: Percepatan gravitasi (m/s2) = 9,81 m/s2
l
: Panjang lengan (mm)
h’
: Ketinggian pendulum sebelum mematahkan spesimen (m)
h
: Ketinggian pendulum setelah mematahkan spesimen (m)
α
: Sudut pendulum sebelum diayunkan (o)
β
: Sudut ayunan pendulum setelah mematahkan spesimen ( o)
HI
: Harga impak (Joule/mm2)
A
: Luas penampang (mm2)
xix
STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION
SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B
Diajukan Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
SRIYANTO
NIM: D.200.12.0009
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan
judul: “STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA
PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN
MERK B” yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh
derajat Sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan
merupakan
tiruan
atau
duplikasi
dari
tugas
akhir
yang
sudah
dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar
kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau
instansi manapun, kecuali yang bersumber informasinya saya cantumkan
sebagimana mestinya.
Surakarta,
September 2016
Yang menyatakan,
Sriyanto
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul: “STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR
MERK A DAN MERK B”. Telah disetujui oleh Pembimbing dan diterima
untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1
pada
Jurusan
Teknik
Mesin
Fakultas
Teknik
Mesin
Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh:
Nama
: SRIYANTO
NIM
: D.200.12.0009
Disetujui pada:
Hari
: ....................................
Tanggal
: ....................................
Dosen Pembimbing
Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D.
iii
Universitas
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas
Akhir
berjudul:
“STUDY
SIFAT
MEKANIS
BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR
MERK A DAN MERK B”. Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji
dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh
derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh:
Nama
: SRIYANTO
NIM
: D.200.12.0009
Disetujui pada:
Hari
: ....................................
Tanggal
: ....................................
Tim Penguji:
Ketua
: Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D. (..........................)
Anggota 1
: Dr. Agus Dwi Anggono
(..........................)
Anggota 2
: Ir. Ngafwan, MT.
(..........................)
Dekan Fakultas Teknik
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D.
Tri Widodo B. R., ST., Msc., Ph.D.
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
v
LEMBAR MOTTO
“Sesungguhnya Allah tidak merubah nasib sesuatu kaum sehingga
mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri”
(QS. Ar Raid Ayat 11)
“khoirunnas anfa’uhum linnas, sebaik-baiknya manusia adalah yang
bermanfaat bagi manusia yang lain”
(HR. Bukhari Muslim)
“Keramahtamahan dalam perkataan akan menciptakan keyakinan,
keramahtamahan dalam pemikiran menciptakan kedamaian,
keramahtamahan dalam memberi menciptakan kasih”
(Lao Tse)
“Tiadanya keyakinan yang membuat orang takut menghadapi tantangan
dan saya percaya pada diri saya sendiri”
(Muhammad Ali)
vi
STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION
SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B
Sriyanto dan Joko Sedyono
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. Ahmad Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email : sriyantommi@gmail.com
Abstrak
Dalam tugas akhir ini, dilakukan penelitian untuk mengetahui sifat fisis
dan mekanis bahan polimer pada produk penutup spion merk A dan merk
B. Penelitian ini terbagi dalam beberapa tahapan.
Tahap pertama pengadaan spesimen dan pembuatan spesimen uji.
Pengujian dilakukan sesuai dengan standar ASTM. Uji kekuatan tarik
dengan ASTM D 638, uji kekerasan dengan standar ASTM D 2240 dan uji
impak dengan standar ASTM D 256. Untuk mengetahui sifat fisis dari
kedua produk dilakukan dengan pengujian SEM dan EDS. Tahap kedua
melakukan pengolahan data, menganalisa data dan pembahasan hasil
penelitian.
Dari hasil penelitan diperoleh kesimpulan bahwa produk penutup
spion merk B memiliki kekuatan tarik dan kekerasan yang lebih tinggi
daripada produk penutup spion merk A sedangkan untuk nilai impak
penutup spion merk A lebih tinggi daripada penutup spion merk B. Nilai
kekuatan tarik spion merk B sebesar 23,846 N/mm2 sedangkan nilai
kekuatan tarik spion merk A sebesar 18, 276 N/mm2 dan nilai regangan
spion merk B 13,333%. Untuk spion merk A nilai regangannya sebesar
14,667%. Hasil pengujian impak pada spion merk A sebesar 36,450
J/mm2 sedangkan nilai kekerasannya 64,50 Shore Hardness D. Untuk
hasil pengujian impak spion merk B didapatkan nilai 34,349 J/mm2 dan
nilai kekerasannya sebesar 66,60 Shore Hardness D. Dari hasil foto SEM
dan EDS serta dari pengamatan didapatkan bahwa spion merk B memliki
tingkat kerapatan yang lebih bagus daripada spion merk A.
Kata kunci: polimer, sifat fisis, sifat mekanik, spion.
vii
STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN
POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION
SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B
Sriyanto dan Joko Sedyono
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. Ahmad Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email : sriyantommi@gmail.com
Abstracts
In this thesis, to investigate the physical and mechanical properties of
polymer materials in products cover rearview merc A and merc B. This
study is divided into several stages.
The first phase specimen procurement and manufacture of test
specimens. Tests conducted in accordance with ASTM standards. Tensile
strength test to ASTM D 638, hardness testing to ASTM D 2240 and the
impact test with standard ASTM D 256. To determine the physical
properties of the two products is done by testing SEM and EDS. The
second stage of data processing, data analysis and discussion of research
results.
From the results of the research we concluded that the products cover
rearview merc B has a tensile strength and higher hardness than products
cover rearview merc A while for the impact rearview cover merc A higher
than the rearview cover merc B value tensile strength rearview merc B
amounted to 23,846 N/mm2, while the value of tensile strength rearview
merc A amounted to 18,276 N/mm2 and strain value rearview merc B
13,333%. To view mirror merc A strain value of 14,667%. The test results
impact on the mirror merc A of 36,450 J/mm2, while the hardness value of
64,50 Shore Hardness D. For the impact test results rearview merc B
values obtained 34,349 J/mm2 and a hardness value of 66,60 Shore
Hardness D. From the SEM images and EDS as well as from observations
showed that the rearview merc B discount densities nicer than the
rearview merc A.
Keywords: polymer, physical properties, mechanical properties, rearview.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT senantiasa penulis
panjatkan, karena berkah rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat
menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini dengan judul: “STUDY SIFAT
MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP
SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B” sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mengalami banyak
hambatan dan kesulitan, namun berkat bimbingan dan dorongan dari
berbagai
pihak
akhirnya
penulis
dapat
menyelesaikannya.
Pada
kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan terima kasih
dengan setulus hati kepada:
1. Prof. Dr. Bambang Setiadji, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
2. Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D., selaku Ketua Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4. Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D., selaku dosen pembimbing yang
dengan sabar dan bijak telah memberikan bimbingan dan pengarahan
dalam penyusunan tugas akhir ini.
ix
5. Ibu, Bapak, Kakak dan Adikku tercinta yang senantiasa mendo’akan,
memberikan motivasi, semangat serta kasih sayang yang tiada henti.
6. Seluruh staff pengajar jurusan Teknik Mesin dan seluruh staff
pengawai Balai Besar Kulit Karet dan Plastik (BBKKP) Yogyakarta
yang telah membimbing, sehingga penulis mendapatkan ilmu dan
bekal dalam cara penyusunan tugas akhir ini.
7. Keluarga
besar
Racana
Ki/Nyi
Ahmad
Dahlan
Universitas
Muhammadiyah Surakarta dan Pramuka Universitas Muhammadiyah
seluruh
Indonesia
yang
telah
mendo’akan,
memotivasi
dan
bantuannya.
8. Temen-temanku seperjuangan jurusan Teknik Mesin angkatan 2012
pada umumnya, Dhimas, Adam, Oki, Aldo, Narno, Abdun, Dany,
Prasetyo, Rudi dan Budi yang telah memberikan motivasi dan
semangat.
9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang
telah memberikan bantuan dan dukungan semangat kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir penelitian
ini jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu, segala kritik, saran dan
masukan dari pembaca sangat diharapkan oleh penulis. Semoga tugas
akhir ini dapat memberikan manfaat bagi berbagai pihak.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb.
Surakarta, 21 September 2016
Sriyanto
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................
i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .....................................
ii
HALAMAN PERSETUJUAN .............................................................
iii
HALAMAN PENGESAHAN ...............................................................
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .......................................................
v
LEMBAR MOTTO ..............................................................................
vi
ABSTRAKSI ......................................................................................
vii
KATA PENGANTAR ..........................................................................
ix
DAFTAR ISI .......................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................
xv
DAFTAR TABEL ................................................................................
xviii
DAFTAR SIMBOL ..............................................................................
xix
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................
1
1.1 Latar Belakang ................................................................
1
1.2 Perumusan Masalah .......................................................
4
1.3 Batasan Masalah ............................................................
4
1.4 Tujuan Masalah ...............................................................
4
1.5 Manfaat Penelitian ..........................................................
5
1.6 Sistematika Penulisan .....................................................
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..........................................................
2.1 Kajian Teori .....................................................................
xi
7
7
2.2 Landasan Teori ...............................................................
9
2.2.1 Polipropilena .........................................................
9
2.2.2 Struktur Kristalinitas Polipropilena ........................
11
2.2.3 Degradasi Polipropilena .......................................
12
2.2.4 Karakterisasi Polipropilena ...................................
14
2.2.5 Inisiator Radikal Bebas .........................................
14
2.2.6 Komposit ...............................................................
15
2.2.7 Klasifikasi Material Komposit ................................
16
2.2.8 Sifat-Sifat Komposit ..............................................
22
2.2.9 Serat .....................................................................
23
2.2.10 Tipe Komposit Serat .............................................
25
2.2.11 Matrik ....................................................................
26
2.2.12 Pengujian Tarik .....................................................
28
2.2.13 Pengujian Kekerasan ...........................................
32
2.2.14 Pengujian Impak ...................................................
32
2.2.15 Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) dan
EDS (Energy Dispersive Spectroscopy)................
39
2.2.16 Proses Pembuatan Spion 7K LH/RH ....................
42
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................
47
3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................
47
3.2 Study Penelitian ..............................................................
48
3.2.1 Study Pustaka ......................................................
48
3.2.2 Study Lapangan ...................................................
48
3.3 Tempat Penelitian dan Pengujian ...................................
48
xii
3.4 Alat dan Bahan Penelitian ...............................................
49
3.4.1 Peralatan Penelitian .............................................
49
3.4.2 Peralatan Pengujian .............................................
50
3.4.3 Bahan Pengujian ..................................................
52
3.5 Prosedur Penelitian .........................................................
53
3.5.1 Pembuatan Spesimen ..........................................
53
3.5.2 Pengujian Tarik ....................................................
53
3.5.3 Pengujian Kekerasan ...........................................
56
3.5.4 Pengujian Impak ...................................................
57
3.5.5 Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) dan
EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) ...............
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .........................
58
60
4.1 Pengujian Tarik ...............................................................
60
4.1.1 Hasil Uji Tarik .......................................................
60
4.1.2 Pembahasan Hasil Uji Tarik .................................
61
4.2 Pengujian Kekerasan ......................................................
62
4.2.1 Hasil Uji Kekerasan ..............................................
62
4.2.2 Pembahasan Hasil Uji Kekerasan ........................
63
4.3 Pengujian Impak .............................................................
63
4.3.1 Hasil Uji Impak .....................................................
63
4.3.2 Pembahasan Hasil Uji Impak ...............................
64
4.4 Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) dan EDS
(Energy Dispersive Spectroscopy) ..................................
65
4.4.1 Hasil Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) .
65
xiii
4.4.2 Pembahasan Hasil Foto SEM (Scanning Electron
Microscopy) ..........................................................
66
4.4.3 Hasil dan Pembahasan Foto EDS (Energy
Dispersive Spectroscopy) .....................................
67
BAB V PENUTUP .............................................................................
70
5.1 Kesimpulan .....................................................................
70
5.2 Saran ...............................................................................
71
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Reaksi Kimia Polimerisasi dari Propilena Menjadi
Polipropilena .................................................................
9
Gambar 2.2 Atom Karbon Terikat Secara Tetrahedral dengan Sudut
109,5o ............................................................................
11
Gambar 2.3 Struktur Tiga Dimensi dari Polipropilena ........................
11
Gambar 2.4 Reaksi Degradasi dengan Benzoil Peroksida ................
13
Gambar 2.5 Benzoil Peroksida menjadi Benzoiloksi ..........................
15
Gambar 2.6 Fibrous Composites .......................................................
17
Gambar 2.7 Jenis Penataan Serat .....................................................
18
Gambar 2.8 Laminate Composite ......................................................
20
Gambar 2.9 Particulate Composite ....................................................
21
Gambar 2.10 Dimensi Spesimen Uji Tarik .........................................
28
Gambar 2.11 Kurva Tegangan dan Regangan ..................................
29
Gambar 2.12 Skema Pengujian Kekerasan Shore Hardness D ........
32
Gambar 2.13 Skematik Pengujian Impak ...........................................
35
Gambar 2.14 Skema Pembebanan Impak Pada Spesimen Metode
Charpy dan Izod ..........................................................
36
Gambar 2.15 Skema Mikroskop Elektron ...........................................
42
Gambar 2.16 Material Polipropilena ...................................................
43
Gambar 2.17 Material Masterbacth ....................................................
43
Gambar 2.18 Mixer Machine ..............................................................
44
xv
Gambar 2.19 Mesin Oven Dryer ........................................................
44
Gambar 2.20 Proses Pemasangan Moulding ....................................
45
Gambar 2.21 Pembersihan Produk ....................................................
46
Gambar 2.22 Crushing Machine ........................................................
46
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ...................................................
47
Gambar 3.2 Mold Untuk Spesimen Uji Kekerasan .............................
49
Gambar 3.3 Jangka Sorong ...............................................................
50
Gambar 3.4 Mikrometer .....................................................................
50
Gambar 3.5 Alat Uji Tarik ...................................................................
50
Gambar 3.6 Alat Uji Kekerasan Shore Hardness D ...........................
52
Gambar 3.7 Alat Uji Izod Impact ........................................................
52
Gambar 3.8 Alat Foto SEM dan EDS .................................................
52
Gambar 3.9 Spion Merk A ..................................................................
52
Gambar 3.10 Spion Merk B ................................................................
53
Gambar 3.11 Spesimen Pengujian ....................................................
53
Gambar 3.12 Dimensi Uji Impak Izod..................................................
57
Gambar 4.1 Histogram Tegangan Tarik Rata-Rata Produk Penutup
Spion Merk A dan Merk B .............................................
60
Gambar 4.2 Histogram Regangan Rata-Rata Produk Penutup Spion
Merk A dan Merk B .......................................................
61
Gambar 4.3 Histogram Nilai Kekerasan Rata-Rata Produk Penutup
Spion Merk A dan Merk B .............................................
62
Gambar 4.4 Histogram Harga Impak Rata-Rata Produk Penutup
Spion Merk A dan Merk B .............................................
xvi
64
Gambar 4.5 Foto SEM Produk Penutup Merk A dan Merk B
Pembesaran 1.000 kali ...............................................
65
Gambar 4.6 Foto SEM Produk Penutup Spion Merk A dan Merk B
Pembesaran 2.000 kali ...............................................
xvii
66
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Karakterisasi dari Polipropilena ........................................
14
Tabel 4.1 Komposisi Kimia Produk Penutup Spion Merk A dan
Merk B .............................................................................
xviii
68
DAFTAR SIMBOL
σ
: Tegangan tarik (N/mm2)
P
: Beban (N)
Ao
: Luas penampang patahan (mm2)
Ɛ
: Regangan (%)
: Deformasi atau pemanjangan (mm)
:Panjang daerah ukur (mm)
o
E
: Panjang mula-mula (mm)
: Modulus elastisitas (N/mm2)
Eserap : Energi yang diserap (Joule)
m
: Massa pendulum (kg)
g
: Percepatan gravitasi (m/s2) = 9,81 m/s2
l
: Panjang lengan (mm)
h’
: Ketinggian pendulum sebelum mematahkan spesimen (m)
h
: Ketinggian pendulum setelah mematahkan spesimen (m)
α
: Sudut pendulum sebelum diayunkan (o)
β
: Sudut ayunan pendulum setelah mematahkan spesimen ( o)
HI
: Harga impak (Joule/mm2)
A
: Luas penampang (mm2)
xix