BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan waktu
Pelaksanaan kegiatan penelitian ini dapat dilihat dengan terperinci pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Waktu Lokasi dan Aktifitas Penelitian No.
Waktu Kegiatan
Lokasi Penelitian 1.
Maret Pengolahan Serat
Lab. Foundry T.Mesin USU
2. April
Pembuatan Spesimen Lab. Foundry
T.Mesin USU 3.
Mei Pengujian kekerasan
Lab. Material T.Mesin UNIMED
4. Mei
Pengujian Tarik Lab. T.Kimia USU
5 Juni
Pengolahan data uji kekerasan dan tarik
Lab. Metalurgi T.Mesin USU
Waktu penelitian direncanakan selama enam bulan dimulai pada bulan Maret 2016 sampai Agustus 2016.
3.2 Metode pembuatan spesimen 3.2.1 Persiapan Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan spesimen adalah seperti ditunjukkan pada Tabel 3.2. Alat dan bahan inidigunakan mulai dari proses
pembuatan serat sampai pada proses pembuatan spesimen uji. Bahan yang digunakan pada pembuatan spesimen dapat dengan mudah ditemukan di pasaran
Universitas Sumatera Utara
dengan harga yang relatif murah. Untuk bahan baku serat sabut kelapa diperoleh sisa-sisa pengunaan kelapa dari pasar.
Tabel 3.2 Peralatan Dan Bahan Yang Digunakan
No. Nama Alat
Jenis Jumlah
Satuan Keterangan
1. Besi Pengaduk
Besi 1
Buah 2.
Cetakan 2
Buah 3
Plat Besi 2
Buah 4
RagumPenjepit 2
Buah 5.
Timbangan digital 1
Unit 6.
SpatulaSendok plastik
1 Unit
7. Cawan tuang
Kup plasitk
20 Buah
8. Sarung Tangan
Karet 20
Pasang
9 10
Mesin Penghalus Wax
1 1
Unit Kaleng
Bahan
1. Serat Sabut Kelapa
- Gr
2. Resin
BQTN -
Gr
Universitas Sumatera Utara
157 EX 4.
Katalis -
Gr 5
NaOH -
Ml 6
Air Bersih -
Ml
3.2.1.1 Peralatan
Peralatan yang digunakan selama proses pembuatan spesimen adalah sebagai berikut :
1. Besi pengaduk alat pengaduk ini terbuat dari bahan besi karbon dan berfungsi untuk
mengaduk campuran . 2. Cetakan
Pengujian Tarik mengikuti standar ASTM E8 M-09.Cetakan ini berfungsi untuk membentuk spesimen.Cetakan dapat dilihat pada
gambar 3.2.
Gambar 3.1 Cetakan
Universitas Sumatera Utara
3. Plat besi Plat besi berfungi sebagi alas dan tutup cetakan yang sudah dituangkan
campuran spesimen. 4. RagumPenjepit
Ragumpenjepit berfungsi untuk menjepit spesimen yang sudah dituang kedalam cetakan.Ragumpenjepit dapat dilihat pada gambar 3.4.
5. Timbangan digital Timbangan digital digunakan untuk menghitung berat bahan penyusun
yang akan digunakan sebagai campuran pembuat serat sabut kelapa. Kapasitas Timbangan yang digunakan 500gr.
6. Spatulasendok plastik Spatulasendok plastik berfungsi sebagai alat bantu untuk menuang
campuran serat kelapa kedalam cetakan. Gambar spatulasendok plastik dapat dilihat pada gambar 3.6
7. Cawan tuang Cawan tuang berfungsi sebagai tempat pengadukan material uji
sebelum dituang kedalam cetakan.Cawan ini terbuat dari plastik dan bernilai ekonomis tinggi.Setelah digunakan untuk membuat spesimen,
cawan tidak digunakan lagi demi menghindari terjadinya reaksi campuran spesimen lama dengan spesimen baru.Gambar cawan tuang
dapat dilihat pada gambar 3.7. 8. Sarung tangan karet
Sarung tangan karet berfungsi sebagai pelindung tangan.Sarung tangan karet yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.8.
9. Mesin Penghalus
Universitas Sumatera Utara
Mesin penghalus serat digunakan untuk menghaluskan serat TKKS yang masih berukuran besar menjadi berukuran kecil, yaitu diantara 1 –
5 mm. Gambar mesin penghalus serat dapat dilihat pada gambar 3.9.
Gambar 3.2 Mesin Penghalus Spesifikasi mesin penghalus serat dapat dilihat pada tabel 3.3.
Tabel 3.3 Spesifikasi Mesin Penghalus
No. Spesifikasi
Satuan Besaran
1. Alat Pengaduk
Induksi 2.
Daya Keluaran HPkW
10,75 3
Frekuensi Hz
50 4
Voltage V
220 5.
Arus Listrik A
8
Universitas Sumatera Utara
6. Putaran Mesin
Rpm 1450
7. Suhu Operasi
℃ 60
10. Wax Wax berfungsi sebagai bahan pelapis antara cetakan dengan campuran
dari bahan – bahan pembuatan komposit dimana juga untuk mempermudah mengeluarkan spesimen uji dari cetakan.
3.2.1.2 Bahan
Bahan – bahan yang digunakan dalam pembuatan spesimen material komposit adalah sebagai berikut:
1. Sabut Kelapa
Sabut kelapa merupakan bahan yang mengandung lignoselulosa yang dapat dimanfaatkan sebagai salah satu alternatif bahan baku Sabut kelapa,
kulit kelapa yang terdiri dari serat yang terdapat diantara kulit dalam yang keras batok, tersusun kira-kira 35 dari berat total buah kelapa yang
dewasa. Untuk varitas kelapa yang berbeda tentunya presentase di atas akan berbeda pula.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.3 Sabut Kelapa 2.
Polyester Resin Tak Jenuh Resin yang digunakandalampenelitianinimenggunakanUnsatured
Polyester Resin BQTN 157-EX ataupoliester resin takjenuh.
sepertidiperlihatkanpadagambar 3.12.
Gambar 3.4Unsaturated Polyester BQTN-157.
3. Katalis
Katalis merupakan bahan kimia yang digunakan untuk mempercepat reaksi polimerisasi struktur komposit pada kondisi suhu kamar dan
tekanan atmosfir. Jenis katalis yang digunakan adalah metil etil keton peroksida MEKP.Katalis ini biasanya digunakan dengan persentase yang
sangat sedikit dibandingkan dengan berat total komposisi yang akan dicampurkan dengan bahan lain.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.5 Katalis MEKP
4. NaOH
Serat yang dibutuhkandalampembuatanspesimeniniadalahserat
TKKS.Sebelumterjadipencampurandenganbahan yang lain, seratiniharusdirendamdenganNaOH,
dikeringkandandihaluskanuntukmendapatkanhasil yang terbaik. Sebagaimanadalamreaksikimia: Fibre - OH + NaOHFibre – O - Na +
H2O. Serat yang direndamdalamlarutan 5 dengannatriumhidroksidaselama 48
jam.Seratdisapudenganbeberapasetetesasamasetatuntukmenetralkan alkali residu.Serattersebutdicucidengan air bersih dandikeringkan
Gambar 3.6 NaOH
Universitas Sumatera Utara
3.3 Proses Pembuatan Serat Sabut Kelapa
Proses persiapan serat sabut kelapa dikerjakan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Pembersihan serat sabut kelapa dengan menggunakan air bersih untuk
menghilangkan kotoran besar yang menempel, seperti pasir, tanah, dll. 2.
serat sabut kelapa direndam dalam larutan NaOH 1M 1 selama lebih kurang satu hari untuk mengikat asam lemak yang masih tersisa pada
permukaannya. 3.
serat sabut kelapa dicuci dengan air bersih dan dicacah menjadi bagian- bagian kecil dengan ukuran 10 – 20 cm.
4. serat sabut kelapa dikeringkan selama lebih kurang satu hari pada suhu 50
s.d. 70 ℃. Tujuan proses ini ialah untuk menurunkan kadar air yang
terkandung, sehingga kondisi serat sabut kelapa cukup kering untuk diolah menjadi serat.
5. Pemotongan serat sabut kelapa menjadi ukuran kecil dengan
menggunakan mesin penghalus serat
3.4 Proses pembuatan spesimen
1. PenimbanganKomposisiBahanPembentukSpesimen Sebelum menuju kearah pembuata spesimen, bahan baku ditimbang
terlebih dahuluuntuk mendapatkan komposisi yang diinginkan. Dalam hal ini, penulis menggunakan 100 gram polimer, yaitu campuran resin
poliester, serat Eichornia crassipes dan katalis. Alat yang digunakan adalah neraca analitik .
Komposisi formula tersebut adalah :
1. 0 serat sabut kelapa + 100 Polyester Resin BQTN 157
2. 10 serat sabut kelapa + 90 Polyester Resin BQTN 157
Universitas Sumatera Utara
3. 20 serat sabut kelapa + 80 Polyester Resin BQTN 157 4. 30 serat sabut kelapa + 70 Polyester Resin BQTN 157
Gambar 3.7 Penimbangan Serat
2. Proses Pembuatan Cetakan Pemberianlapisanpemisah Pelumas Wax padacetakan.
Oleskanlapisanpemisahpadabagiandalamcetakan agar tidakterjadiikatan yang kuatataulengketantarapermukaancetakandanproduk yang dibentuk.
Hal inibertujuanuntukmempermudah proses pembongkaran. 3. Proses pencampuran polyester resin takjenuhdenganSerat
Campurkanterlebihdahulu polyester resin danseratsabut kelapa kemudianadukhinggamerata. Proses pencampuran antara Polyester resin
dengan serat sabut kelapa diaduk selama ± 20 menit mengunakan bor yang sudah di modifikasi menjadi alat mixer.
4. Pencapuran Katalis Campurankan katalis kedalam campuran polyester resi dan serat sabut
kelapa.Campuran polyester resin dengan serat sabut kelapa yang sudah
Universitas Sumatera Utara
dicampur dengan katalis diaduk kembali agar katalis tercampur secara merata di dalam campuran.
5. Penuangan ke dalam cetakan Polyester resin dan serat sabut kelapa yang sudah dicampur kemudian
dituang kedalam cetakan kemudian diberi press mengunakan ragumpenjepit sampai campuran serat sabut kelapa mengeras.
Gambar 3.8 Spesimen Sebelum Pengujian
3.5 Proses Pengujian 3.5.1 PengujianKekerasan
Kategori