20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Laboratorium Proses Industri Kimia, Fakultas Teknik, Departemen Teknik Kimia, dan Laboratorium
Polimer, Fakultas Teknik, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara.
3.2 Bahan dan Peralatan 3.2.1 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1. Poliester tidak jenuh UPR sebagai matriks, dengan sifat [39]:
a. Bentuk : Cairan Kental
b. Warna : Sawo
c. Spesifik Graviti : 1,1418 25
o
C d. Titik nyala
: 31,67
o
C e. Tidak larut dalam air
2. Bentonit sebagai pengisi, dengan sifat [40]: a. Wujud
: Padat a. Warna
: krem muda b. Ukuran partikel
: 300 mesh c. Sangat sedikit larut dalam air dingin maupun air panas
3. Metil Etil Keton Peroksida MEKP sebagai katalis, dengan sifat [41]: a. Rumus Molekul
: C
8
H
16
O
4
b. Berat Molekul : 176,2
c. Titik didih : 80
o
C d. Tidak larut dalam air
e. Tidak berwarna
Universitas Sumatera Utara
21 4. Cetyltrimethylammonium bromide sebagai surfaktan, dengan sifat [42]:
a. Wujud : Padatan
b. Warna : Putih
c. Titik leleh : 250
o
C d. Larut sebagian dalam air
5. Titanium dioksida TiO
2
sebagai pengisi, dengan sifat [43] a. Wujud
: Serbuk padat b. Titik leleh
: 1855
o
C c. Ukuran partikel
: 325 mesh d. Tidak larut dalam air dingin, asam klorida, dan pelarut organik.
3.2.2 Peralatan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Neraca Elektrik
2. Gelas Ukur 3. Beaker Glass
4. Kuas atau roller 5. Alat Uji Tarik
6. Alat Uji Bentur 7. Dumble Cutter
8. Kaca 9. Malam atau lilin mainan
3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Prosedur Modifikasi Bentonit [44]
Modifikasi bentonit dilakukan dengan prosedur sebagai berikut : 1. Bentonit ditambahkan ke 0,05, 0,1, 0,15 M larutan CTAB pada suhu 50
o
C dan diaduk secara terus menerus selama 5 jam dengan perbandingan
sebanyak 200 ml CTAB untuk setiap 10 gram bentonit.
Universitas Sumatera Utara
22 2. Produk dicuci dan difiltrasi dengan 500 ml larutan aquadest dan metanol
dengan perbandingan 1:1 untuk menghilangkan zat impuritis. 3. Setelah reaksi, produk dimasukkan ke dalam oven pada suhu 80
o
C selama 6 jam
3.3.2 Penyediaan Pengisi [45]
Adapun penyediaan pengisi akan dlakukan dengan prosedur sebagai berikut : 1. Lima gram bentonit yang telah dimodifikasi dimasukkan ke dalam
erlenmeyer dan ditambahkan 4 gram TiO
2
dan 15ml etanol kemudian diaduk selama 5 jam
2. Padatan disaring dengan kertas saring dan dikeringkan dalam oven 120
o
C selama 5 jam.
3. Selanjutnya, TiO
2
– bentonit dikalsinasi pada suhu 400
o
C – 500
o
C selama 5 jam
3.3.3 Penyediaan Komposit Poliester Tidak Jenuh Berpengisi Bentonit Termodifikasi [14]
Komposit dibuat dengan prosedur sebagai berikut : 1. Resin poliester tidak jenuh dan katalis metil etil keton peroksida MEKP
dicampurkan sebesar 5 tetes pipet untuk setiap 15,15 gram matriks atau bila dikonversikan dalam fraksi volume katalis yang ditambahkan sebesar 5 tetes
pipet untuk setiap 18,41 ml [14]. 2. Campuran diaduk perlahan-lahan hingga merata.
3. Ditambahkan bentonit yang telah dimodifikasi dengan perbandingan 5, 10, 15, dan 20 dari berat total komposit
4. Campuran diaduk hingga merata 5. Alas cetakan kaca terlebih dahulu diberikan bahan pelicin yaitu kit mobil agar
resin tidak melekat pada cetakan. 6. Dituangkan campuran bahan ke dalam cetakan yang sudah disiapkan dari
malam lilin mainan dan kaca yang telah dibentuk sesuai dengan jenis pengujian masing-masing yaitu tarik dan impak.
Universitas Sumatera Utara
23 7. Permukaan campuran pada cetakan diratakan.
8. Dibiarkan di udara terbuka hingga kering. 9. Komposit yang sudah kering dilepas dari cetakan kemudian dihaluskan
bagian-bagian permukaannya dengan alat kikir dan amplas 10. Dilakukan pengujian terhadap komposit yaitu uji kekuatan tarik tensile
strength, uji kekuatan bentur impact strength, dan penyerapan air water absorption masing-masing tiga sampel.
Alas Kaca
Release Agent Malam
Gambar 3.1 Sketsa Penyediaan Komposit
Gambar 3.2 Sketsa Visualisasi Cetakan Malam Alas Kaca
Release Agent Malam
Gambar 3.3 Sketsa Visualisasi Cetakan Malam Beserta Alas Kaca
Universitas Sumatera Utara
24
3.3.4 Pengujian Komposit a. Uji Kekuatan Tarik Tensile Strength dengan ASTM D 638-10
Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik
t
menggunakan alat tensometer. Secara praktis kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum F
maks
yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampang bahan.
Gambar 3.4 Sketsa Spesimen Uji Tarik
Komposit hasil spesimen dipilih dan dipotong membentuk spesimen untuk pengujian kekuatan tarik uji tarik. Pengujian kekuatan tarik dilakukan
dengan tensometer terhadap tiap spesimen dengan ketebalan 4 mm. Tensometer terlebih dahulu dikondisikan pada beban 100 kgf dengan
kecepatan 20 mmmenit, kemudian dijepit kuat dengan penjepit yang ada dialat. Mesin dihidupkan dan spesimen akan tertarik ke atas spesimen diamati
sampai putus, dicatat tegangan maksimum dan regangannya. Persamaan untuk tegangan tarik adalah :
Permukaan Luas
gaya Tegangan
tarik Tegangan
...........................1 Tegangan tarik kekuatan tarik tergantung pada gaya yang diberikan,
waktu, suhu, struktur dan morfologi bahan polimer non kristal, semi kristal atau kristal. Jika pada suatu bahan dikenakan beban tarik, maka bahan
A F
MPa
13 mm
165 mm 115 mm
57 mm 4 mm
19 mm
76 mm
Universitas Sumatera Utara
25 tersebut akan mengalami perubahan panjang yang disebut dengan
pemanjangan elongation. Persamaan untuk pemanjangan : Awal
Panjang panjang
Perubahan an
Perpanjang
100 l
l l
ε
o o
Sementara sifat elastisitas suatu bahan polimer modulus young merupakan perbandingan antara tegangan tarik dengan pemanjangan, atau :
E
b. Uji Kekuatan Bentur Impact Strength dengan ASTM D 4812-11
Spesimen yang akan diuji bentur mengikuti metoda Charpy. Adapun persamaan untuk mendapatkan kekuatan impak dari komposit yaitu:
Jm Bahan
Penampang Luas
patah untuk
dibutuhkan yang
Energi Kekuatan
2
Spesimen yang akan diuji bentur mengikuti metoda Unnotched Izod.
Gambar 3.5 Ukuran Dimensi Spesimen Metoda Izod ASTM D 4812-11
c. Penyerapan Air Water Absorption dengan ASTM D 2842-01
Kategori