3 September
Pengujian tekan Laboratorium
Polimer FMIPA USU
4 September - Oktober
Pengolahan data uji tekan
Laboratorium Impak dan
Keretakan Unit 2
5 November
Pengujian Impak Golf Driving Range
Tasbi
3.2 Pembuatan Spesimen Uji
3.2.1 Persiapan Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan spesimen uji polymeric foam adalah seperti ditunjukkan pada Tabel 3.2. Alat dan bahan ini digunakan
mulai dari proses pembuatan serat sampai pada proses pembuatan spesimen. Bahan yang digunakan pada pembuatan spesimen dapat ditemukan secara mudah
dipasaran dengan harga yang terjangkau. Untuk bahan baku TKKS diperoleh dari pabrik pengolahan kelapa sawit. Penyimpanan alat dan bahan dilakukan di Impact
and Fracture Research Center unit 1. Penelitian ini menggunakan 10 buah alat dan 9 bahan penyusun material.
Tabel 3.2. Alat dan bahan
No. Nama
Jenis Jumlah
Satuan
Alat
1. Alat pengaduk
Besi karbon 1
Buah 2.
Mesin penghalus Serat 28 mesh
1 Unit
3. Cawan Tuang
Cup plastik -
- 4.
Timbangan Digital Metler toledo
1 Unit
5. Oli
15w-40 1
kaleng 6.
Kuas 1
Buah 7.
Gunting 1
Buah 8.
Ayakan 35 mesh
1 Buah
9. Cetakan
Polyester Putty
1 Pasang
10. Ember plastik
1 Buah
Bahan
1. Resin
BQTN 157 EX Gr
2. Serat TKKS
Gr 3.
Serat Nylon Gr
4. Polyurethane
Gr 5.
Katalis MEKP
Gr 6.
Silicone RTV555 Rhodorsil
Gr 7.
Katalis silicon Bluesill
Gr 8.
NaOH 1 M
Ml 9.
Air Bersih Ml
3.2.1.1 Peralatan Peralatan yang digunakan selama proses pembuatan spesimen adalah
sebagai berikut : 1.
Alat pengaduk Alat pengaduk ini terbuat dari bahan besi karbon dan berfungsi untuk
mengaduk campuran polymeric foam. pengadukan yang dilakukan adalah pengadukan lambat dengan kecepatan 100-120 rpm. Gambar alat pengaduk
ditunjukan pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Alat pengaduk 2.
Mesin Penghalus Serat Mesin penghalus serat digunakan untuk menghaluskan serat TKKS
menjadi berukuran 100-600 μm. Gambar mesin penghalus serat dapat dilihat pada
gambar 3.3. Spesifikasi mesin penghalus serat dapat dilihat pada tabel 3.3.
Gambar 3.2. Mesin penghalus serat Tabel 3.3. Spesifikasi mesin penghalus serat
No. Spesifikasi
Satuan Besaran
1. Jenis Motor Listrik
Induksi 2.
Daya Keluaran HPkW
1 0,75 3.
Frekuensi Hz
50 4.
Voltage V
220 5.
Arus Listrik A
8 6.
Putaran Mesin Rpm
1450 7.
Diameter serat keluaran μm
100-600 8.
Jumlah mesh 28
9. Ukuran mesh
μm 600
3. Cawan Tuang
Cawan tuang berfungsi sebagai tempat pengadukan material uji sebelum dituang kedalam cetakan. Cawan ini terbuat dari plastik dan bernilai ekonomis
tinggi. Bahan plastik dipilih agar mempermudah pengamatan peneliti untuk melihat campuran yang akan diaduk, karena setiap sisi gelas plastik tembus
pandang. 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 3.4.
Gambar 3.3. Cawan tuang 4.
Timbangan Digital Timbangan digital digunakan untuk menghitung berat bahan penyusun
yang akan digunakan sebagai campuran pembuat polymeric foam. Timbangan digital yang digunakan memiliki ketelitian hingga 0,001gr. Gambar timbangan
digital dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4. Timbangan digital Tabel 3.4. Spesifikasi timbangan digital
No. Spesifikasi
Satuan Besaran
1. External dimension
inchi 7,6 x 8,9 x 12,6
2. Readability
gram 0,001
3. Maximum capacity
gram 610
5. Oli Pelumas
Oli berfungsi untuk melumasi bagian cetakan agar tidak lengket dengan material polymeric foam pada saat proses pencetakan. Oli yang digunakan adalah
jenis SAE 15w-40. Gambar oli yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.5.
Gambar 3.5. Oli pelumas 6.
Kuas Kuas berfungsi untuk meratakan pelumasan pada cetakan. Dengan
penggunaan kuas, penumpukan pelumas pada satu titik dapat dihindari. Gambar kuas dapat dilihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.6. Kuas 7.
Gunting Gunting digunakan untuk memperkecil ukuran serat nilon. Gambar
gunting dapat dilihat pada gambar 3.7.
Gambar 3.7. Gunting 8.
Ayakan Ayakan berfungsi untuk memilah serat TKKS. Serat TKKS yang dipakai
adalah serat yang melewati proses pengayakan terlebih dahulu. ukuran mesh yang digunakan adalah 425 μm dan jumlah mesh 35. Serat yang tidak tersaring akan
diproses kembali pada mesin penghalus serat untuk mendapatkan hasil serat dengan ukuran yang lebih kecil. Proses penyaringan serat dilakukan berulang kali
hingga mendapatkan serat yang sangat halus. Gambar ayakan dapat dilihat pada gambar 3.8.
Gambar 3.8. Ayakan 9.
Cetakan Cetakan terbuat dari bahan polyester putty, yang biasa digunakan untuk
mendempul body mobil. Model dan metode pembuatan cetakan mengikuti peneliti
sebelumnya Yani A, 2011. Cetakan terdiri dari dua buah bagian, yaitu bagian atas dan bagian bawah. Gambar cetakan yang digunakan dapat dilihat pada
gambar 3.9.
a b
Gambar 3.9. a cetakan pada posisi tertutup, b cetakan 10.
Ember pada posisi terbuka
Ember berfungsi sebagai tempat perendaman TKKS pada saat menghilangkan asam lemak dengan menggunakan NaOH.
1.2.1.2 Bahan
Bahan – bahan yang digunakan dalam pembuatan spesimen polymeric foam adalah sebagai berikut :
1. Polyester Resin Tak Jenuh
Jenis resin yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah resin Unsaturated Polyester BQTN-157, seperti diperlihatkan pada gambar 3.10. Resin
dalam bentuk cair namun akan mengeras saat ditambah katalis.
Gambar 3.10. Unsaturated polyester BQTN-157 Resin jenis ini memiliki karakteristik berbeda dengan resin jenis lain.
Karakterisitik dari unsaturated polyester resin BQTN-157 dapat dilihat pada tabel 3.5.
Tabel 3.5. Karakteristik resin BQTN-157 Justus, 2007
SIFAT MEKANIK SATUAN
BESARAN
Berat Jenis ρ Kg.m
1200 sd 1500
-3
Modulus Young E GPa.
2 sd 4,5 Kekuatan Tarik σ
T
Mpa 40 sd 90
2. Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit TKKS
Serat tandan kosong kelapa sawit yang berfungsi sebagai penguat matriks komposit polymeric foam diperoleh dari hasil pengolahan tandan kosong kelapa
sawit yang diolah menjadi serat berdasarkan proses-proses tertentu. TKKS yang digunakan merupakan produk sampingan dari pabrik pengolah kelapa sawit.
TKKS ini biasanya dibuang begitu saja agar dapat berfermentasi dan menjadi pupuk. TKKS ini banyak ditemukan di daerah Sumatera Utara. Proses pembuatan
serat TKKS dapat dilihat pada gambar 3.11.
Gambar 3.11. Persiapan serat TKKS 3.
Serat Nilon Serat nilon digunakan sebagai tambahan penguat matriks komposit.
Pemilihan serat nilon pada penelitian ini disebabkan oleh massa jenisnya yang lebih ringan dari serat TKKS. Untuk mendapatkan benang dalam bentuk serat,
digunakan gunting untuk memperkecil ukurannya. Proses pembuatan serat nilon dapat dilihat pada gambar 3.12.
Gambar 3.12. Proses pengerjaan serat nilon 4.
Polyurethane
Polyurethane dihasilkan dari reaksi kimia antara polyol dan isocyanate. Polyurethane berfungsi sebagai blowing agent atau pembuat foam pada material
polymeric foam. Gambar polyol dan isocyanate dapat dilihat pada gambar 3.13.
Gambar 3.13. Isocyanate dan Polyol 5.
Katalis MEKP Katalis MEKP berfungsi untuk mempercepat reaksi pengerasan resin pada
material polymeric foam. Penggunaan resin tanpa menambahkan katalis akan membuat resin tidak mengeras. Katalis MEKP memiliki ciri berwarna bening dan
aroma yang sangat tajam. Katalis MEKP akan menguap bersama udara jika dibiarkan dalam keadaan terbuka. Gambar katalis MEKP dapat dilihat pada
gambar 3.14.
Gambar 3.14. Katalis MEKP 6.
Silikon
Silikon yang digunakan pada penelitian ini adalah rubber silicone tipe RTV 555.silikon ini berbentuk cair namun ketika mengeras akan memiliki tekstur
seperti karet. Gambar silikon dapat dilihat pada gambar 3.15.
Gambar 3.15. Silikon Beberapa sifat karakteristik dari Silikon Rubber RTV 555 dapat dilihat
pada tabel 3.6. Tabel 3.6. Karakteristik Silikon Rubber RTV 555 Justus, 2007
Sifat Mekanik Satuan
Besaran
Density Kg.m
1150 sd 1250
-3
Elongation at break 300 sd 600
Tensile Strength Mpa
6 sd 10
7. Katalis Silikon
Katalis silikon yang digunakan pada penelitian ini adalah jenis Blusill 60R. Katalis ini berfungsi untuk mempercepat proses pengerasan silikon. Gambar
katalis ini dapat dilihat pada gambar 3.16.
Gambar 3.16. Katalis silikon 8.
NaOH NaOH berfungsi untuk menghilangkan asam lemak yang terikat pada
TKKS sebelum diproses menjadi serat. Gambar NaOH dapat dilihat pada gambar 3.17.
Gambar 3.17. NaOH 9.
Air Bersih Air bersih berfungsi untuk merendam dan membersihkan TKKS dari
material yang tidak diperlukan. Kotoran yang terbuang pada proses perendaman dapat berupa pasir, debu, tanah, dan jamur.
3.2.2 Persiapan Serat TKKS
