Pengaruh Putaran dan Temperatur Mixer Terhadap Kekuatan Tarik dan Kekerasan Pada Pembuatan Komposit Berbahan Baku Eceng Gondok (Eichornia Crassipes) dan Resin BQTN-157

DAFTAR PUSTAKA

Bagir Achmad, Pemanfaatan Serat Eceng Gondok Sebagai Bahan Baku Pembuatan Komposit. Universitas Diponegoro, 2011.

Bakri, “Penentuan sifat mekanis serat sabut kelapa”, Jurnal Mekanikal Vol.1, 2010, pp.23-28.

GIBSON, RONALD F. Principle of Composite MaterialsMechanics.McGraw-Hill. 1994.

Jamasri, Diharjo, K, Handiko, G. W., Studi Perlakuan Alkali Terhadap Sifat Tarik Komposit Limbah Serat Sawit – Polyester, Prosiding SNTTM IV, Universitas Udayana, Bali, 2005

Sperling, L.H. 1986. Introduction to Physical Polymer Science. John Wiley & Sons, Inc. New York.

Surdia, 1992, Pengetahuan Bahan Teknik, FT, Pradnaya Paramita, Jakarta.

Suardana, N P G, Dwidiani Ni Made, Analisa Kekuatan Tarik dan Lentur Komposit Polyester Serat Tapis Kelapa Orientasi Acak dengan Variasi Waktu Perlakuan NaOH, 2007.

Vlack , Lawrence H.Van. 1995. Ilmu dan Teknologi Bahan, terjemahan Ir. Sriati Djaprie. Jakarta: Erlangga.

Wikipedia, 2010. Elemen Pemanas. (online) tanggal 17 April 2016).

Wikipedia,2013.Sifat Dan Karakteristik Material Plastik (Online)

Charis.2014. Pengetahuan Bahan Teknik dan Bahan Plastik. (online), (http:// charis7512.blogspot.co.id, diakses tanggal 2 Mei 2016)

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

3.1.1 Tempat

Pelaksanaan kegiatan penelitian ini dilakukan di laboratorium Teknologi Mekanik, Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

3.1.2 Waktu

Waktu penelitian dimulai pada bulan Januari2016 sampai September 2016.

3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat 1.Mixer

Mixer yang digunakan dalam penelitian ini merupakan mixer yang dilengkapi dengan sistem roda gigi untuk mendapatkan variasi putaran 52 rpm, 100 rpm, 144 rpm dan mesinmixer ini jua dilengkapi dengan sistem pemanas yang bisa mencapai 2500C. Seperti terlihat pada gambar berikut:

Gambar 3.1 MesinMixer Spesifikasi mesin :

a. Putaran : 52 rpm, 100 rpm, dan 144 rpm b. Suhu Maksimum : 3000C

2. Timbangan Digital

Timbangan ini digunakan untuk mengukur berat dari bahan yang akan digunakan untuk membuat spesimen.

Gambar 3.2 Timbangan Digital 4. Cetakan

Untuk pengambilan data sifat mekanik, ukuran spesimen dibuat sesuai standar ASTM D638 dengan dimensi seperti gambar berikut:

Gambar 3.3 Cetakan Standart ASTM E8

3.2.2 Bahan

Dalam pembuatan spesimen ini digunakan bahan sebagai berikut: 1. Serat Eceng Gondok(Eichornia crassipes)

Serat Eceng gondok (eichornia crassipes) digunakan sebagai penguat matriks komposit diperoleh dari hasil pengolahan tanaman eceng gondok basah yang diolah menjadi serat berdasarkan proses – proses tertentu.

2. Resin

Resin yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan Unsatured Polyester Resin BQTN 157 atau poliester resin tak jenuh. Resin adalah jenis polimer thermoset.

Gambar 3.5 Resin BQTN-157 3. Katalis

Katalis pada penelitian ini berfungsi sebagai pengeras dari resin yang berguna untuk mempercepat proses pengerasan dari pencampuran.

3.3 Proses Pembuatan Serat Eichornia crassipes (eceng gondok)

Proses pembuatan serat dikerjakan dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Pembersihan Eichornia crassipes (eceng gondok) dengan menggunakan

air bersih untuk menghilangkan kotoran yang menempel seperti lumut, tanah, dll.

2. Eichornia crassipes (eceng gondok) dikeringkan selama kurang lebih 10 hari. Tujuan proses ini ialah untuk menurunkan kadar air yang

terkandung sehingga kondisi Eichornia crassipes (eceng gondok) cukup kering untuk diolah menjadi serat.

3. Pengambilan serat dari tanaman Eichornia crassipes (eceng gondok) dengan menggunakan bantuan sikat kawat, tanaman Eichornia crassipes (eceng gondok) tersebut setelah kering disikat dengan cara membujur searah dengan sikat kawat tersebut, lalu serat tersebut akan memisah dari daging tanaman tersebut.

4. Eichornia crassipes (eceng gondok) dipotong menggunakan gunting serat sehingga menjadi serat yang berukuran 2 cm.

Diagram alir proses pembuatan serat Eichornia crassipes (eceng gondok) tersebut diatas secara ringkas diperlihatkan pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6Diagram alir pembuatan serat Eichornia crassipes

3.4. Proses Pembuatan Spesimen

1. Penimbangan Komposisi Bahan Pembentuk Spesimen

Sebelum menuju kearah pembuatan spesimen, bahan baku ditimbang terlebih dahuluuntuk mendapatkan komposisi yang diinginkan. Dalam hal ini,

Pengambilan serat Eichornia crassipes menggunakan sikat kawat Pengeringan serat Eichornia crassipes dibawah sinar matahari selama 10

hari Pembersihan Eichornia crassipes dengan menggunakan air b h Pemotongan serat Eichornia crassipes menjadi ukuran 2 cm

penulis menggunakan 100 gram polimer, yaitu campuran resin polyester, serat Eceng gondok dan katalis. Alat yang digunakan adalah neraca analitik .

Komposisi formula tersebut adalah :

Gambar 3.7 Penimbangan Bahan (Serat).

2. Pembuatan Film Spesimen

Pencampuran resin poliester tak jenuh dan serat Eceng gondok dilakukan dengan mencampur secara langsung bahan-bahan tersebut dengan menggunakan mixer, lalu di tuang ke dalam cetakan dan di tekan dengan mesin press selama kurang lebih 1 hari.

3.5 Proses Pengujian

1. Pengujian Tarik (Tensile Test)

Pada penelitian ini mesin uji tarik yang digunakan dalam penelitian ini

menggunakan beban maximum 20 Newton, dapat dilihat pada gambar 3.2 di

berikut ini.

Gambar 3.9 Mesin Uji Tarik Spesifikasi:

Merk : Tarnogrocki Type : UPH 100 KN

2. Pengujian Kekerasan (Hardness Test)

Percobaan uji kekerasan (Hardness Test) yang akan dilakukan adalah percobaan kekerasan dengan cara mekanis statis (bukan mekanis dinamis) dan itu meliputi cara-caraRockwell, Brinelldan Vickers. Ketigacara tersebut diatas berdasarkan pada cara penekanannya (indentation) suatu benda yang tidak terdeformasi kedalam permukaan logam yang diuji (specimen) kekerasannya, sehingga terjadi suatu bekas penekanan (lekukan) yang kemudian dijadikan dasar untuk penilaian kekerasannya. Penekanan dilakukan sampai lekukan yang bersifat tetap. Logam yang diuji akan lebih keras bila bekas yang terjadi lebih kecil.

Alat yang dipergunakan untuk melakukan uji kekerasan suatu logam yang dilakukan dengan menggunakan uji kekerasan Rockwell digunakan alat yangbernama Rockwell Hardness Test. Alat pengujian Brinnel dapat dilihat pada gambar 3.9.

Gambar 3.10 Alat uji Rockwell

1

5

2 3

Spesifikasi saat pengujian :

Type : Future –Tech LC-200RB Scale :15Y

Load : 15 Kg/f Bola indentasi : Steel Ball ½’

Keterangan Gambar : 1. Panel layar 2. Indentor 3. Landasan Uji

4. Handle Pengatur landasan uji 5. Tombol Start dan ON/OFF

Berikut ini adalah prosedur percobaan yang dilakukan pada pengujian kekerasan dengan metode Rockwell :

1. Power dihidupkan hingga layar menyala. 2. Masukan spesifikasi pengujian sesuai standart. 3. Letakkan spesimen uji pada landasan uji.

4. Atur jarak antara benda uji dengan indentor dengan jarak kurang dari 8mm 5. Tekan “START” data hasil uji keluar di layar, Indentor kembali ke posisi

semula.

6. Pengambilan data diulangi sebanyak 3 kali untuk masing-masing spesimen dan diambil nilai rata-ratanya.

3.6Kerangka Kegiatan

Adapun kerangka kegiatan yang dilakukan selama penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.5. Kegiatan penelitian dimulai dengan mempelajari segala literatur yang berkaitan dengan kompositseperti mengenai, komposit, polimer, dan proses pembuatan komposit.Selanjutnya kegitan penelitian dilanjutkan dengan persiapan serat Eichornia crassipes (eceng gondok) meliputi pembersihan Eichornia crassipes hingga menjadi serat Eichornia crassipes yang siap dipakai. Selanjutnya kegiatan penelitian mempersiapkan segala alat dan bahan yang diperlukan selama penelitian. Kegiatan penelitian berlanjut dengan proses pembuatan komposit. Setelah proses pembuatan komposit mendapatkan hasil yang baik, maka dilanjutkan dengan pengujian spesimen. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik dan tekan. Dari hasil pengujian diperoleh data hasil pengujian yang kemudian akan dianalisa dan dibahas sehingga diperoleh hasil yang menjawab tujuan dari penelitian. Kemudian dapat disimpulkan hal-hal dari penelitian.

Gambar 3.11 Diagram Alir Penelitian

Mulai

Studi literatur

Mempersiapkan serat Eichornia crassipes

Alat dan Bahan

Pembuatan Spesimen

Pengujian Tarik dan Kekerasan

Hasil dan Pembahasan

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Bentuk sampel pengujian tarik variasi Putaran dan temperatur

Terdapat 3 formula sampel spesimen yang di cetak sesuai standar D-638 dengan 3 sampel setiap macam variasi putaran n1=52 Rpm, n2=100 Rpm, n3=144 Rpm pada temperatur 100ºC.

Bentuk sampel variasi putaran dan temperatur yang akan di uji tarik dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 4.1 Sampel Material Uji tarik n1=55 Rpm

Gambar 4.3 Sampel Material Uji tarik n3=144 Rpm. 4.2 Hasil Uji Tarik

Berdasarkan hasil yang di dapat dalam pengujian, maka kekuatan tarik, kemuluran dan modulus elastis spesimen dapat dicari berdasarkan perhitungan sebagai berikut:

Luas penampang awal (Ao) Sampel A1 adalah : Ao = 8,28mm x 6,07mm

= 50,29 mm²

Maka kekuatan tarik maks σ(stress) spesimen adalah : σmaks = �����_�� = 450

50,29= 8,95 �/�� 2

Regangan ε merupakan perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang mula-mula Lo dimana panjang mula-mula spesimen 100 mm dan pertambahan panjang spesimen mm maka di peroleh :

ε = ΔL

���100% =

1,74

75 � 100% = 2,32 %

4.1 Tabel hasil pengujian Tarik spesimen Temperatur

(ºC)

Putaran (Rpm)

Sampel Lebar (W) (mm) Tebal (T) (mm) Luas (A) (mm2)

Panjang Awal

(L0) (mm) Panjang Akhir (Li) (mm) Perubahan Panjang (ΔL) (mm) Gaya (N) Tegangan (δu) (N/mm2)

Regangan (ε) (%)

100 ºC

52 Rpm

A1 8,28 6,07 50,29 75 76,74 1,74 450 8,95 2,32

A2 8,28 5,99 49,60 75 76,9 1,9 500 10,08 2,53

A3 8,31 6,04 50,36 75 76,70 1,70 400 7,94 2,27

Rata-rata : 8,99 2.37

100 Rpm

B1 8,43 6,06 51,09 75 77,79 2,79 650 12,72 3,72

B2 8,42 6,04 50,86 75 77,1 2,1 600 11,79 2,8

B3 8,30 6,01 49,88 75 78,27 3,27 700 14,03 4,36

Rata-rata : 12,84 3,62

144 Rpm

C1 8,35 5,88 49,01 75 77,82 2,82 600 12,24 3,76

C2 8,29 5,91 49,00 75 78,19 3,19 600 12,24 4,25

C3 8,33 5,82 48,48 75 77,25 2,25 500 10,31 3

4.3 Grafik hasil pengujian tarik sampel variasi putaran dan temperatur.

Gambar 4.4 Grafik rata-rata hasil pengujian tarik sampel variasi putaran mixer.

Gambar di atas memperlihatkan hasil pengujian tarik sampel dengan variasi putaran 100 Rpm memperoleh nilai yang paling optimum yaitu 12,84 N/mm2. Variasi putaran pada pencampuran material komposit berpengaruh terhadap kekuatan tarik dari setiap sampel. Pengujian tarik yang telah dilakukan juga memperoleh nilai elongation, hasilnya diperlihatkan pada gambar 4. Berikut ini :

8,99 12,84 11,59 6 8 10 12 14

55 100 144

K ek u at an T ar ik ( N /m m ²) Putaran (Rpm)

Gambar 4.5 Grafik elongation sampel variasi putaran dan temperatur

Setelah spesimen di cetak seperti gambar diatas dilakukan pengujian tarik pada tiap spesimen dan di dapatkan hasilnya yaitu sampel patahan seperti terlihat pada gambar berikut :

Gambar 4.6 Gambar bentuk patahan spesimen A3.

Dari hasil diatas terdapat banyak void (butiran udara) yang bisa mempengaruhi kekuatan dari komposit

2,37

3,62 3,67

0 1 2 3 4 5 6

55 100 144

E

lon

gat

ion

(

%

)

4.4 Hasil Uji Kekerasan

Kekerasan merupakan ukuran ketahanan beban terhadap deformasi tekan. Sebuah indentor yang keras di tekankan kepermukaan spesimen yang di uji. Depormasi yang terjadi merupakan kombinasi perilaku elastis dan plastis, akan tetapi kekerasan umumnya hanya berkaitan dengan sifat plastis dan hanya sebagian kecil bergantung pada sifat elastis. Pengjian kekerasan dalam penelitian ini dilakukan agar dapat di ketahui pengaruh pencampuran serat Eichornia crassipes (eceng gondok) terhadap perubahan kekerasan resin BQTN-157.

Penghitungan nilai kekerasan dari benda uji yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan menggunakan skala Rockwell dengan nilai RHN(Rockwell Hardness Number) disesuaikan dengan tabel kekerasan.

Tabel 4.2 nilai RHN material komposit: Spesimen Rockwell Hardness

Number (RHN) Nilai Rata-rata Spesimen A 73.19 72.03 80.28 75.17 Spesimen B 67.12 56.05 67.21 63.46 Spesimen C 57.48 53.29 52.85 54.54

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Hasil penelitian, pengujian dan analisis terhadap bahan spesimen campuran resin dan serat eceng gondok dapat dibuat kesimpulan :

1. Pengaruh putaran dan temperatur dari mixer mempengaruhi hasil dari kekuatan tarik dan kekerasan material komposit dari serat eceng gondok dan resin BQTN 157.

2. Dari hasil perhitungan uji tarik pencampuran polyester resin dan serat eceng gondok diperoleh 3 sampel optimum yang memiliki kondisi optimal pada uji tarik:

• Sampel A2 (52Rpm) σmaks = 10,08 N/mm2 ε = 2,53 %

F = 500 N

• Sampel B2(100Rpm) σmaks =14,03 N/mm2 ε =4,36 %

F = 700 N

• Sampel C2(144Rpm) σmaks = 12,24 N/mm2 ε = 4,25 %

F = 600 N

Kekuatan tarik paling baik terdapat pada spesimen B2 (100Rpm) yaitu 14,03 N/mm2.

3. Pengaruh dari hasil pembuatan spesimen mengakibatkan menurunnya kekuatan tarik dari spesimen yang di akibatkan

banyak terjadinya void (butiran udara) sehingga kekuatan tarik dari material komposit menurun. Putaran yang optimum untuk pembuatan spesimen ini adalah 100Rpm,

4. Dari hasil uji kekerasan serat eceng gondok dan resin diperoleh nilai rata-rata sampel sebagai berikut :

• Spesimen A (54 Rpm) 75,17 RHN(Rockkwell Hardnest Number)

• Spesimen B (100 Rpm) 63,46 RHN(Rockkwell Hardnest Number)

• Spesimen C (144 Rpm) 54,54 RHN(Rockkwell Hardnest Number)

5.2 Saran

1. Menambahkan variasi putaran mesin mixer dan variasi jumlah serat pencampuran.

2. Menggunakan jenis material lain sebagai pembuatan spesimen agar bisa dibandingkan hasil pengujiannya.

3. Mencoba memberikan perlakuan kimia terhadap serat agar dapat membuat serat menjadi lebih kuat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mesin Mixer

Mesin mixer merupakan salah satu dari berbagai jenis mesin yang digunakan untuk mencampur berbagai jenis material, penggunaannya di bidang industri maupunpenelitian. Seperti penggunaan mesin mixer internal atau dua buah rol pada proses pembuatan komposit yang masih bisa menimbulkan resiko degradasi terhadap komposit itu sendiri, namun hal ini dapat diperbaiki dengan dengan melakukan metode melt-mixing pada material.

Proses pencampuran dua atau lebih material sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter proses seperti kecepatan pengadukan,komposisi maupun temperatur. Kualitas pencampuran jika menggunakan metode yang lama diukur karakteristik fisis campuran seperti densitas, berat rata-rata partikel dan ukuran masing-masing komponen dapat digunakan untuk mengukur seberapa random campuran.yang melakukan simulasi perubahan kualitas campuran selama proses mixing menyatakan bahwa pada sistem butiran terlihat jumlah butiran yang paling banyak memperlihatkan kualitas campuran yang kurang baik bila dibandingkan dengan jumlah komponen yang lebih sedikit.

Kecepatan sebagai salah satu parameter pengadukan akan mempengaruhi sifat mekanik material seperti pada Agar gel yang berasal dari polysacarida kecepatan pengadukan akan mempengaruhi porositas dan terbentuknya gelembung udara, pada material ini kecepatan pengadukan tinggi lebih disukai

karena akan menghasilkan modulus yang lebih tinggi. Selain kecepatan pengadukan pada beberapa material seperti concrete memperlihatkan bahwa waktu pengadukan akan yang lebih lama mengakibatkan penurunan terhadap kekuatan kompresi material.

Mixer merupakan salah satu alat pencampur dalam sistem emulsi sehingga menghasilkan suatu dispersi yang seragam atau homogen. Terdapat dua jenis mixer yang berdasarkan jumlah propeler-nya, yaitu mixer dengan satu propeller dan mixer dengan dua propeller. Mixer dengan satu propeller adalah mixer yang biasanya digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah. Sedangkan mixer dengan dua propiller umumnya diigunakan pada cairan dengan viskositas tinggi. Hal ini karena satu propeller tidak mampu mensirkulasikan keseluruhan massa dari bahan pencampur (emulsi), selain itu ketinggi emulsi bervariasi dari waktu ke waktu.

2.2. Pengertian pencampuran

Pencampuran (mixing) adalah proses yang menyebabkan tercampurnya bahan ke bahan lain dimana bahan tersebut terpisah dalam fasa yang berbeda. Dalam kimia suatu pencampuran(mixing) adalah sebuah zat yang dibuat dengan menggabungkan dua zat atau lebuh yang berbeda tanpa reaksi kimia yang terjadi, sementara tidak ada perubahan fisik dalam suatu pencampuran, sifat kimia suatu pencampuran seperti titik lelehnya dapat menyimpang dari komponennya. Pencampuran dapat dipisahkan menjadi komponen aslinya secara mekanis. Pecampuran dapat bersifat homogen dan heterogen.

Tujuan dari proses pencampuran yaitu mengurangi ketidaksamaan atau ketidakrataan dalam komposisi, temperature atau sifat-sifat lain yang terdapat dalam suatu bahan atau terjadinya homogenisasi, kebersamaan dalam setiap titik dalam pencampuran. Dampak dari hasil pencampuran adalah terjadinya homogenitas, kebersamaan dalam setiap titik dalam pencampuran. Dampak dari hasil pencampuran adalah terjadinya keadaan serba sama, terjadinya reaksi kimia, terjadinya perpindahan panas, dan perpindahan massa. Dan dampak tersebut merupakan tujuan akhir dari suatu proses pencampuran.Dalam praktek, operasi mixing hampir selalu mempunyai multi fungsi yaitu ketika proses dilakukan di dalam tangki berpengaduk mekanis, pengaduk menjalankan banyak tugas, sebagai contoh dalam tangki kristalisasi harus memperhatikanbulk blending, heat transferdan suspense kristal.

2.2.1 Jenis-jenis pencampuran

Adapun jenis-jenis proses pencampuran yang di gunakan dalam proses mixing adalah sebagai berikut:

1. Pencampuran bahan padat-padat

Pencampuran dua atau lebih dari bahan padat banyak dijumpai yang akan menghasilkan produk komersial industri kimia. Contohnya Pencampuran bahan pewarna dengan bahan pewarna lainnya atau dengan bahan penolong untuk menghasilkan nuansa warna tertentu atau warna yang cemerlang. Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan padat dengan padat dapat berupa bejana yang berputar, atau

bejana-bejana berkedudukan tetap tapi mempunyai perlengkapan pencampur yang berputar, ataupun pneumatik.

2. Pencampuran bahan cair-gas

Untuk proses kimia dan fisika tertentu gas harus dimasukkan ke dalam cairan, artinya cairan dicampur secara sempurna dengan bahan-bahan berbentuk gas. Contohnya Proses hidrogenasi, khorinasi dan fosfogensi, Oksidasi cairan oleh udara (fermentasi, memasukkan udara kedalam lumpur dalam instalasi penjernih biologis).

3. Pencampuran bahan cair-padat

Pada persiapan atau pelaksaan proses kimia dan fisika serta juga pada pembuatan produk akhir komersial, seringkali cairan harus dicampur dengan bahan padat. Pencampuran cairan dengan padatan akan menghasilkan suspensi. Tetapi bila kelarutan padatan dalam cairan tersebut cukup besar akan terbentuk larutan. Pelarutan adalah suatu proses mencampurkan bahan padat kedalam cairan.

2.2.2 Jenis-jenis peralatan pencampuran

Adapun jenis-jenis proses pencampuran yang di gunakan dalam proses mixing adalah sebagai berikut:

1. Dry blending

terdiri dari palung horisontal berbentuk U dan agitator yang terbuat dari inner dan outer helical ribbon yang menggerakkan bahan pada arah yang berlawanan. Desain blender ini sangat efisien dan efektif untuk

pencampuran kering seperti pencampuran cake dan muffin, tepung, sereal, teh, kopi dan campuran minuman lain termasuk minuman coklat dan minuman berenergi. Ketika produk makanan pencampuran kering, sejumlah sedikit cairan ditambahkan ke padatan dengan tujuan untuk melapisi atau mengabsorbsi warna, pembumbuan, minyak dan cairan tambahan lainnya. Bahan cair ditambahkan melalui charge port pada cover atau spray nozzle untuk aplikasi kritis.lihat pada Gambar 2.1 berikut :

Gambar 2.1 Dry blending. 2. High shear mixer

Menggunakan pemasangan rotor atau stator yang membangkitkan kebutuhan shear yang kuat untuk bahan padat murni dalam persiapan dressing, saus dan pasta. Jenis alat ini juga digunakan dalam industri makanan untuk produksi larutan sirup, emulsi dan dispersi minuman.lihat pada gambar 2.2 berikut:

Gambar.2.2 High shear mixer.

3. Ultra high shear mixing

Mempunyai kecepatan putar sampai 18000 ft/s, ultra-high shear mixer ideal untuk emulsi dan dispersi yang membutuhkan homogenizer. Aplikasinya antara lain pada saus, bumbu, dressing, konsentrat jus dan emulsi bumbu.lihat pada gambar 2.3 berikut:

4. High viscosity batch mixing

Menggunakan dual shaft dan triple shaft mixer dan digunakan pada industri makanan pada proses batch dari aplikasi dari viskositas sedang sampai viskositas tinggi seperti sirup permen, minuman, nutraceutical, saus, pasta, mentega kacang, dan lain-lain.lihat pada gambar 2.4 berikut :

Gambar 2.4 High viscosity batch mixing.

5. Double planetary mixing

Ketika viskositas produk terus naik, sistem mixing multi agitator akan secepatnya menghasilkan aliran yang dapat dikarakterisasi oleh anchor atau dengan zona suhu tunggi dekat disperser dan pemasangan rotor atau stator. Aplikasi makanan lainnya yang diproses melalui double planetary mixer termasuk sirup, gel, makanan hewan, permen, dan formula viskos lainnya.lihat pada gambar 2.5 berikut :

Gambar 2.5 Double planetary mixing.

2.3. Elemen Pemanas

Elemen pemanas listrik merupakan mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi panas melalui proses Joule Heating. Prinsip kerja elemen panas adalah arus listrik yang mengalir pada elemen menjumpai resistansinya, sehingga menghasilkan panas pada elemen. Pembuatan elemen pemanas harus memenuhi beberapa persyaratan antara lain :

a. Harus tahan lama pada suhu yang dikehendaki, Sifat mekanisnya harus kuat pada suhu yang dikehendaki, Koefisien muai harus kecil, sehingga perubahan bentuknya pada suhu yang dikehendaki tidak terlalu besar, Tahanan jenisnya harus tinggi, Koefisien suhunya

b. harus kecil, sehingga arus kerjanya sedapat mungkin konstan.

Jenis elemen pemanas yang digunakan pada penelitian ini adalah elemen pemanas listrik bentuk lanjut yang merupakan elemen pemanas dari bentuk dasar yang dilapisi oleh pipa atau lembaran plat logam dengan maksud sebagai

penyesuaian terhadap penggunaan dari elemen pemanas tersebut. Trip heater adalah elemen pemanas yang terbuat dari kumparan kawat/pita bertahanan listrik tinggi yang kemudian dilapisi oleh isolator tahan panas dan pada bagian luar dilapisi oleh plat logam berbahan kuningan,aluminium ataupun stainless steel yang kemudian dibentuk menjadi lempengan heater berbentuk strepe. Adapun salah satu bentuk dari elemen pemanas tersebut diperlihatkan pada gambar 2.6:

Gambar 2.6 Elemen Pemanas Pada Mesin Mixer

2.4. Komposit

2.4.1 Pengertian Komposit

Komposit memberikan suatu pengertian yang sangat luas dan berbeda-beda mengikuti situasi dan perkmbangan bahan itu sendiri. Gabungan dua atau lebih bahan merupakan suatu konsep yang diperkenalkan untuk menerangkan definisi komposit. Walaupun demikian definisi ini terlalu umum karena komposit ini merangkum semua bahan termasuk plastik yang diperkuat dengan serat, logam, keramik, kopolimer, plastik berpengisi atau apa saja campuran dua bahan atau lebih untuk mendapatkan suatu bahan yang baru.

Kata komposit (composite) merupakan kata sifat yang berarti susunan atau gabungan. Composite berasal dari kata kerja “to compose” yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan.

2.4.2 Pengelompokan Komposit 2.4.2.1 Berdasarkan Bahan Matriks

Berdasarkan bahan matriksnya, komposit dapat dibagi menjadi tiga, yaitu :

1) Komposit matriks polimer atau dikenal dengan istilah Polymer Matrix Composites (PMC). Untuk pembuatan komposit ini, jenis polimer yang banyak digunakan antara lain adalah : a) Polimer termoplastik seperti poliester, nilon 66, polieter sulfon, polipropilene, dan polieter eterketon. Komposit ini dapat didaur ulang.

b) Polimer termoset (untuk aplikasi temperatur tinggi) seperti epoksida, bismaleimida (BMI), poli-imida (PI). Komposit ini tidak dapat didaur ulang. 2) Komposit matriks logam atau yang dikenal dengan istilah Metal Matrix Composite (MMC). Komposit dengan matriks logam biasanya terdiri dari aluminium, titanium, dan magnesium. Secara umum komposit matriks logam mempunyai sifat seperti :

a) Ketahanan aus dan muai termal yang lebih baik . b) Kekuatan/kekakuan spesifik yang tinggi.

3) Komposit matriks keramik atau yang dikenal dengan istilah Ceramic Matrix Composite (CMC).

Adapun keuntungan yang diperoleh dari komposit matriks keramik seperti : a) Tahan pada temperatur tinggi (creep).

b) Kekuatan tinggi, ketahanan korosi, dan tahan aus. Sedangkan kelemahan komposit matriks keramik yaitu :

a) Susah diproduksi dalam jumlah besar. b) Biaya mahal.

c) Hanya untuk kasus-kasus tertentu.

2.4.2.2 Berdasarkan Bahan Penguat yang Digunakan

Berdasarkan bahan penguat yang digunakan, komposit dibagi menjadi 3, yaitu:

1) Fibrous Composite ( Komposit Serat )

Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat beruap serat / fiber. Fiber yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers (poly aramide), dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. Sedangkan pembagian komposit berdasarkan penempatan seratnya yaitu :

a) Continous Fiber Composite mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina diantara matriknya. Jenis komposit ini paling sering digunakan. Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisahan antar lapisan. Hal ini dikarenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriksnya.

b) Woven Fiber Composite, komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan akan melemah.

c) Discontinous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek. Tipe ini dibedakan menjadi tiga bagian, seperti gambar :

A. Aligned discontinuous fiber

B. Off-axis aligned discontinuous fiber C. Randomly oriented discontinuous fiber

(A) (B) (C)

Gambar 2.7Discontinous Fiber Composite

d) Hybrid Fiber Composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat mengganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

2) Laminated Composite (Komposit Laminat)

Merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.

3) Partikulate Composite ( Komposit Partikel )

Merupakan komposit yang menggunakan partikel/serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya.

2.4.3 Fase Matriks Bagi Komposit

Matriks berfungsi sebagai perekat untuk pengisi (penguat) yang terdapat didalamnya. Untuk memperoleh suatu pelekatan yang baik antara fase matriks dan fase pengisi atau fase tersebar, yaitu pembasahan yang sempurna oleh fase matriks perlu interaksi yang baik antara fase matriks dan fase tersebar menghasilkan kekuatan sejajar yang baik.

Pembuatan komposit serat membutuhkan ikatan permukaan yang kuat antara serat dan matriks. Selain itu matrik juga harus mempunyai kecocokan secara kimia agar reaksi yang tidak diinginkan tidak terjadi pada permukaan kontak antara keduanya. Untuk memilih matriks harus diperhatikan sifat-sifatnya, antara lain tahan terhadap panas, tahan cuaca yang burukdan tahan terhadap goncangan yang biasanya menjadi pertimbangan dalam pemilihan material matriks. Bahan polimer yang banyak digunakan sebagai material matriks dalam komposit ada dua macam yaitu termoplastik dan termoset.

Komposit serat harus mempunyai kemampuan untuk menahan tegangan yang tinggi, karena serat dan matriks berinteraksi dan pada akhirnya terjadi pendistribusian tegangan. Kemampuan ini harus dimiliki oleh matriks dan serat.

Hal yang mempengaruhi ikatan antara serat dan matriks adalah void, yaitu adanya celah pada serat atau bentuk serat yang kurang sempurna yang dapat menyebabkan matriks tidak akan mampu mengisi ruang kosong pada cetakan. Bila komposit tersebut menerima beban, maka daerah tegangan akan berpindah kedaerah void sehingga akan mengurangi kekuatan komposit tersebut.

Pada pengujian tarik komposit akan berakibat lolosnya serat dari matriks. Hal ini disebabkan karena kekuatan atau ikatan interfacial antara matriks dan serat yang kurang besar.

Di bawah ini syarat-syarat yang harus dipenuhi sebagai bahan matriks untuk pencetakan bahan komposit :

a) Resin yang dipakai perlu memiliki viskositas yang rendah, sesuai dengan bahan penguat dan permeable.

b) Dapat diukur pada temperatur kamar dalam waktu yang optimal. c) Mempunyai penyusutan yang kecil pada pengawetan.

d) Memilki kelengketan yang baik dengan bahan penguat. e) Mempunyai sifat yang baik dari bahan yang diawetkan.

2.4.4 Keuntungan Komposit

Bahan komposit mempunyai beberapa kelebihan berbanding dengan bahankonvensional seperti logam. Kelebihan tersebut pada umumnya dapat dilihatdari beberapa sudut yang penting seperti sifat-sifat mekanikal dan fisikal,keupayaan (reliability), kebolehprosesan dan biaya.

a. Sifat-sifat mekanikal dan fisikal

• Gabungan matriks dan serta dapat menghasilkan komposit yangmempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi dari bahankonvensional seperti keluli. • Bahan komposit mempunyai density yang jauh lebih rendahberbanding dengan bahan konvensional. Ini memberikan implikasiyang penting dalam konteks penggunaan karena komposit akanmempunyai kekuatan dan kekakuan spesifik yang lebih tinggi daribahan konvensional. Implikasi kedua ialah produk komposit yangdihasilkan akan mempunyai kerut yang lebih rendah dari logam.Pengurangan berat adalah satu aspek yang penting dalam industripembuatan seperti automobile dan angkasa lepas. Ini karenaberhubungan dengan penghematan bahan bakar. • Dalam industri angkasa lepas terdapat kecenderungan untukmenggantikan komponen yang diperbuat dari logam dengankomposit karena telah terbukti komposit mempunyai rintanganterhadap fatigue yang baik terutamanya komposit yangmenggunakan serat karbon.

• Kelemahan logam yang agak terlihat jelas ialah rintangan terhadap kakisan yang lemah terutama produk yang kebutuhan sehari-hari.Kecendrungan komponen logam untuk mengalami kakisanmenyebabkan biaya pembuatan yang tinggi. • Bahan komposit mempunyai rintangan terhadap kakisan yang baik.

• Bahan komposit juga mempunyai kelebihan dari segi versatility(berdaya guna) yaitu produk yang mempunyai gabungan sifat-sifatyang menarik yang dapat dihasilkan dengan mengubah sesuai jenismatriks dan serat yang digunakan. Contoh dengan menggabungkanlebih dari satu serat dengan matriks untuk menghasilkan komposithibrid.

• Komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari logam;kekakuan jenis (modulus Young/density) dan kekuatan jenisnyalebih tinggi dari logam.

• Dibanding dengan material konvensional keunggulan kompositantara lain yaitu memiliki kekuatan yang dapat diatur (tailorability),tahanan lelah (fatigue resistance) yang baik, tahan korosi, danmemiliki kekuatan jenis (rasio kekuatan terhadap berat jenis) yangtinggi.

• Manfaat utama dari penggunaan komposit adalam mendapatkan kombinasi sifat kekuatan serta kekakuan tinggi dan berat jenis yangringan. Dengan memilih kombinasi material serat dan matriks yang tepat, kita dapat membuat suatu material komposit dengan sifat yang tepat sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu struktur tertentu dan tujuan tertentu pula.

b. Kebolehprosesan dalam proses

Kebolehprosesan merupakan suatu kriteria yang penting dalampenggunaan suatu bahan untuk menghasilkan produk. Ini karena dikaitkandengan produktivitas dan mutu suatu produk. Perbandingan antara produktifitas dan kualitas adalah penting dalam konteks pemasaran produkyang dipabrikasi. Selain dari itu kebolehprosesan juga dikaitkan denganberbagai teknik fabrikasi yang dapat digunakan untuk memproses suatuproduk.

Telah diterangkan dengan jelas bahwa bahan komposit dapat diproses dengan berbagai teknik fabrikasi yang merupakan dayatarik yang dapat membuka ruang luas bagi penggunaan bahan komposit.Contohnya untuk komposit termoplastik yang mempunyai kelebihan dari segi pemrosesan yaitu dapat

diproses dengan berbagai teknikfabrikasi yang umum yang biasadigunakan untuk memproses termoplastik tanpa serat.

2.5 Polyester Resin Tidak Jenuh

Polyester resin tak jenuh merupakan polimer kondensat yang terbentuk berdasarkan reaksi antara polyol yang merupakan organik gabungan dengan alkohol multiple atau gugus fungsi hidroksi, dan polycarboxylic, yang mengandung ikatan ganda.Tipikal jenis polyol yang digunakan adalah glycol, seperti ethylene glycol.Sementara asam polycarboxylic yang digunakan adalah asam phthalic dan asam maleic.Polyester resin tak jenuh adalah jenis polimer thermoset yang memiliki struktur rantai karbon yang panjang. Matrik yang berjenis ini memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukan.

Pada desain struktur dilakukan dengan cara pemilihan matriks dan penguat, hal ini dilakukan untuk memastikan kemampuan material sesuai dengan produk yang akan dihasilkan. Dalam desain struktur ini jenis matriks yang akan digunakan adalah Polyester resin tak jenuh diperkuat dengan serat sabut kelapa. Matriks initergolong jenis polimer thermoset yang memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya. Struktur material yang dihasilkan berbentuk crosslink dengan keunggulan daya tahan yang lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan impak.Hal tersebut disebabkan oleh molekul yang dimiliki bahan dalam bentuk rantai molekul raksasa, atom-atom karbon yang

saling mengikat satu dengan lainnya mengakibatkan struktur molekulnya menghasilkan efek peredaman yang cukup baik terhadap beban yang diberikan.

Data karakteristik mekanik material polyester resin tak jenuh seperti terlihat pada tabel.

Tabel 2.1. Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh.

Sifat Mekanik Satuan Besaran

Berat jenis (ρ) kg/mm3 1,215.10-6

Modulus Elastisitas(E) N/mm2 2941.8

Kekuatan Tarik (σT) N/mm2 54

Elongasi % 1,6

Sumber: PT. Justus Kimia Raya, 2007

Umumnya material ini digunakan dalam proses pembentukan dengan cara penuangan antara lain perbaikan body kendaraan bermotor, pengisi kayu dan sebagai material perekat. Material ini memiliki sifat perekat dan aus yang baik, dan dapat digunakan untuk memperbaiki dan mengikat secara bersama beberapa jenis material yang berbeda.Material ini memiliki umur pakai yang panjang, kestabilan terhadap sinar Ultraviolet (UV), dan daya tahan yang baik terhadap serapan air. Kekuatan material ini diperoleh ketika dicetak kedalam bentuk komposit, dimana material-material penguat, seperti serat kaca, karbon dan lain-lain, akan meningkatkan sifat mekanik material tersebut sementara ketika dalam keadaan tunggal material ini bersifat rapuh dan kaku.

2.6Eceng Gondok (Eichornia Crassipes) 2.6.1 Klasifikasi eceng gondok

Eceng gondok adalah salah satu jenis tumbuhan air yang pertama kali ditemukan secara tidak sengaja olih ilmuwan bernama Karl Von Mortius pada tahun 1824 ketika sedang melakukan ekspedisi di sungai Amazon Brazilia. Eceng gondok hidup mengapung di air dan kadang-kadang berakar dalam tanah. Eceng gondok sering tumbuh di danau, waduk, ataupun rawa. Ujung dan pangkalnya meruncing, pangkal tangkai daun menggelembung. Permukaan daunnya licin dan bewarna hijau, bunganya termasuk bunga majemuk, berbentuk bulir, kelopaknya berbentuk tabung, bijinya berbentuk bulat dan bewarna hitam, buahnya kotak beruaang tiga dan bewarna hijau dan akarnya merupakan akar serabut.

Klasifikasi eceng gondok :

Divisi : Embryophytasiphonogama Subdivisio : Angiospermae

Kelas : Monocotyledone Bangsa : Bromiliales Familia : Pontenderiaceae Genus : Eichorniae

Tabel 2.2 Kandungan Kimia Eceng Gondok Kering Senyawa Kimia Persentase (%)

Selulosa Pentosa

Lignin Silika

Abu

64,51 15,61 7,69 5,56 12 Sumber : (Hesty R S, 2009)

Di kawasan perairan danau, eceng gondok tumbuh pada bibir pantai sampai sejauh 5-20 meter. Perkembangbiakan ini juga dipicu oleh peningkatan kesuburan di wilayah perairan danau (eutrofikasi), sebagai akibat dari erosi dan sedimentasi lahan, berbagai aktivitas masyarakat, budidaya perikanan (keramba jaring apung), limbah transportasi air, dan limbah pertanian.

Eceng gondok mengandung kadar air sebesar 90% berat dengan tingkat reduksi berat dari 10 kg basah menjadi 1 kg kering. Dalam keadaan kering eceng gondok mengandung protein kasar 13,03%, serat kasar 2.6%, lemak 1,1%, abu 23,8%, dan sisanya berupa vortex yang mengandung polikasarida dan mineral-mineral.

2.6.2 Manfaat dan kerugian yang ditimbulkan eceng gondok

Kemampuan perkembangbiakannya yang tinggi dan penyesuaian dirinya yang baik pada berbagai iklim membuat tanaman ini telah tersebar luas di dunia terutama di negara-negara tropis dan sub tropis. Penanggulangan tanaman ini sangat sukar sehingga terus menerus menimbulkan problema-problema yang berhubungan dengan navigasi, kontrol banjir, agrikultur, irigasi dan drainase, nilai dari tanah, konservasi satwa liar, perikanan, suplai sumber air, kesehatan lingkungan dan lainnya sehingga pantaslah apabila tanaman ini di gelari sebagai “Gulma (tanaman pengganggu) terburuk di dunia” dan “Gulma (tanaman pengganggu) terburuk di dunia” (Taufikurahman, 2008).

Kondisi merugikan yang timbul sebagai dampak pertumbuhan eceng gondok yang tidak terkendali di antaranya adalah :

1. Meningkatnya evepontranspirasi, menurunnya jumlah cahaya yang masuk ke dalam perairan sehingga menyebabkan menurunnya tingkat kelarutan oksigen dalam air.

2. Mengganggu lalu lintas perairan, khususnya bagi masyarakat yang kehidupannya masih bergantung dari sungai seperti danau toba, pedalaman kalimantan dan berbagai daerah lainnya.

3. Meningkatkan habitat bagi faktor penyakit pada manusia. 4. Menurunkan nilai estetika lingkungan perairan.

Eceng gondok dapat juga dimanfaatkan untuk memperbaiki kualitas air yang tercemar, khususnya terhadap limbah domestik dan industri sebab eceng

gondok memiliki kemampuan menyerap zat pencemar yang lebih baik dibandingkan jenis tumbuhan lainnya.

Dengan kandungan serat yang cukup besar, eceng gondok berpotensi untuk dikembangkan dalam bidang komposit berbasis serat alam. Hal itu dikarenakan tanaman ini di nilai memiliki kualitas serat yang ulet, kandungan serat cukup tinggi, bahan baku yang melimpah (sustainability resources), murah dan mudah di dapat, serta tidak beracun. Selain itu tingkat peningkatan kebutuhan eceng gondok tidak mempengaruhi stabilitas pangan, sandang, dan papan karena tidak berkedudukan sebagai komoditas primer masyarakat.

2.7 SIFAT MEKANIK POLIMER 2.7.1. Kekuatan (strenght)

Kekuatan merupakan salah satu sifat mekanik dari polimer. Ada beberapa macam kekuatan dalam polimer, diantaranya yaitu:

a. Kekuatan tarik (Tensile Strenght)

Kekuatan tarik adalah tegangan yang dibutuhkan untuk mematahkan suatu sampel. Kekuatan tarik penting untuk polimer yang akan ditarik, contohnya fiber, harus mempunyai kekuatan tarik yang baik

b. Compressive strenght

Adalah ketahanan terhadap tekanan. Beton merupakan contoh material yang memiliki kekuatan tekan yang bagus. Segala sesuatu yang harus menahan berat dari bawah harus mempunyai kekuatan tekan yang bagus.

c. Flexural strenght

Adalah ketahan pada bending (flexing). Polimer mempunyai flexural strnght jika kuat saat dibengkokan.

d. Impact strenght

Adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tiba-tiba. Polimer mempunyai kekuatan impak jika kuat saat dipukul secara tba-tiba.

Gambar 2.10 Pembebanan Bahan 2.7.2. Elongation

Semua jenis kekuatan memberitahu kita berapa tegangan yang dibutuhkan untuk mematahkan sesuatu, tetapi tidak memberitahu kita tentang apa yang terjadi pada sampel kita saat kita mencoba mematahkanya, itulah kenapa kita mempelajari elongation dari suatu material. Elongasi merupakan salah satu jenis deformasi yang merupakan perubahan ukuran yang terjadi saat material diberi gaya. Persen elongasi adalah panjang polimer setelah diberi gaya (L) dibagi

dengan panjang sampel sebelum diberi gaya (Lo) kemudian dikalikan 100%. Elongation-to-breaak (ultimate elongation) adalah regangan pada sampel pada saat patah.

2.7.3. Modulus

Modulus diukur dengan menghitung tegangan dibagi dengan elongasi. Satuan modulus sama dengan satuan kekuatan (N/mm²).

2.7.4. Ketangguhan (Toughness)

Ketangguhan dalah pengukuran sebenarnya dari energi yang dapat diserap oleh suatu materila sebelum material tersebut patah.

2.8 Teori Pengujian

2.8.1 Uji Tarik (Tensile)

Prosespengujiantarikbertujuanuntukmengetahuikekuatantarik bendauji.Pengujiantarikuntukkualitas

kekuatantarikdimaksudkanuntukmengetahuiberapanilaikekuatannya.Pembebana ntarikadalah pembebananyangdiberikanpadabendadenganmemberikangayatarik berlawananarahpadasalahsatuujungbenda.

Penarikangayaterhadapbebanakanmengakibatkanterjadinya

perubahanbentuk(deformasi)bahantersebut. Pada tahap sangat awal uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang tersebut. Ini disebut dengan linier zone.

Padapengujiantarikbebandiberikansecarakontinudanperlahan bertambahbesar,bersamaandenganitudilakukanterhadapmengenai

perpanjanganyangdialamibendaujisehinggadihasilkankurvategangan-regangan dari hasil pengujian tersebut, kurva regangan-tegangan dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.11 Diagram tegangan-regangan (Hooke) Gambar diatas menjelaskan hal sebagai berikut :

• Pada daerah linear dinyatakan apabila sebuah bahan diberi beban sampai pada titik sebelum titik luluh, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnya hampir kembali ke kondisi semula) sehingga disebut dengandaerah deformasi plastis. Terdapat konvesnsi batas regangan permanen (permanent strain)sehingga masih disebut perubahan elastis yaitu kurang dari 0.003%, tetapi sebagian referensi menyebutkan 0.005%. tidak ada referensi yang universal mengenai nilai ini.

• Titik luluh (yield strenght) adalah batas, titik atau daerah peralihan fase elastis dan fase plastis.

• Ultimate tensile strenght adalah merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.

• Titik putus adalah merupakan besar tegangan dimana bahan yang diuji putus atau patah.

• Modulus elastisitas (young modulus) adalah kecenderungan suatu benda untuk berubah bentuk sepanjang sumbu itu, di definisikan sebagai rasio tegangan tarik terhadap regangan tarik.

Untuk hampir semua material, pada tahap sangat awal dari uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Tegangan yang terjadi adalah beban yang terjadi dibagi luas penampang bahan dan regangan adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan. Atau secara matematis dapat ditulis:

�= �

� ...(2.1) � =∆�

�0�

100% _...(2.2) Dimana: � = Tegangan (MPa)

P = Gaya (Kgf)

A = Luas Penampang (cm2) � = Regangan

2.8.2 Uji Kekerasan

Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force) dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendiri suatu keadaan dari suatu material ketika material tersebut diberikan gaya maka struktur mikro dari material tersebut sudah tidak bisa kembali ke bentuk asal artinya material tersebut tidak dapat kembali ke bentuknya semula. Lebih ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan).

Di dalam aplikasi manufaktur, material dilakukan pengujian dengan dua pertimbangan yaitu untuk mengetahui karakteristik suatu material baru dan melihat mutu untuk memastikan suatu material memiliki spesifikasi kualitas tertentu. Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4 macam metode pengujian kekerasan, yakni :

1. Brinnel (HB / BHN)

Pengujian kekerasan dengan metodeBrinnel bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (spesimen). Idealnya, pengujian Brinnel diperuntukan untuk material yang memiliki permukaan yang kasar dengan uji kekuatan berkisar 500-3000 kgf. Identor (Bola baja) biasanya telah dikeraskan dan diplating ataupun terbuat dari bahan Karbida Tungsten.

Uji kekerasanbrinnel dirumuskan dengan :

………₍₅₎

Dimana :

D = Diameter bola (mm) d = impression diameter (mm) F = Load (beban) (kgf)

HB = Brinell result (HB)

Gambar 2.13 perumusan untuk pengujian brinell

2.

Rockwel (HR/RHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap indentor berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut.

Untuk mencari besarnya nilai kekerasan dengan menggunakan metode Rockwell dijelaskan pada gambar 4, yaitu pada langkah 1 benda uji ditekan oleh indentor dengan beban minor (Minor Load F0) setelah itu ditekan dengan beban mayor (major Load F1) pada langkah 2, dan pada langkah 3 beban mayor diambil sehingga yang tersisa adalah minor load dimana pada kondisi 3 ini indentor ditahan seperti kondisi pada saat total load F yang terlihat pada Gambar 2.14.

Gambar 2.14 Pengujian Rockwell

Gambar 2.15 Prinsip kerja metode pengukuran kekerasan Rockwell Dibawah ini merupakan rumus yang digunakan untuk mencari besarnya kekerasan dengan metode Rockwell.

HR = E – e ………..….(6) Dimana :

F0 = Beban Minor (Minor Load) (kgf) F1 = Beban Mayor (Major Load) (kgf)

F = Total beban (kgf)

e = Jarak antara kondisi 1 dan kondisi 3 yang dibagi dengan 0.002 mm E = Jarak antara indentor saat diberi minor load dan zero reference line yang untuk tiap jenis indentor berbeda-beda yang bias dilihat pada table 1

HR = Besarnya nilai kekerasan dengan metode hardness

Tabel dibawah ini merupakan skala yang dipakai dalam pengujian Rockwell skala dan range uji dalam skala Rockwell. Besarnya minor load maupun major load tergantung dari jenis material yang akan di uji, jenis-jenisnya bisa dilihat pada Tabel 2.2

Tabel 2.3Rockwell Hardness Scales

Scale Indentor

F0 (kgf) F1 (kgf) F (kgf) E

Jenis Material Uji A Diamond

cone

10 50 60 100 Exremely hard materials, tugsen carbides, dll

B 1/16" steel ball

10 90 100 130 Medium hard materials, low dan medium carbon steels, kuningan, perunggu, dll

C Diamond cone

10 140 150 100 Hardened steels, hardened and tempered alloys

D Diamond cone

E 1/8" steel ball 10 90 100 130 Berrylium copper,phosphor bronze, dll F 1/16" steel

ball

10 50 60 130 Alumunium sheet

G 1/16" steel ball

10 140 150 130 Cast iron, alumunium alloys

H 1/8" steel ball 10 50 60 130 Plastik dan soft metals seperti timah K 1/8" steel ball 10 140 150 130 Sama dengan H scale

L 1/4" steel ball 10 50 60 130 Sama dengan H scale M 1/4" steel ball 10 90 100 130 Sama dengan H scale P 1/4" steel ball 10 140 150 130 Sama dengan H scale R 1/2" steel ball 10 50 60 130 Sama dengan H scale S 1/2" steel ball 10 90 100 130 Sama dengan H scale V 1/2" steel ball 10 140 150 130 Sama dengan H scale

3. Vickers (HV/VHN)

Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan yang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid seperti ditunjukkan pada gambar 3. Beban yang dikenakan juga jauh lebih kecil dibanding dengan pengujian rockwell dan brinel yaitu antara 1 sampai 1000 gram. Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari beban uji (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) dari

indentor(diagonalnya) (A) yang dikalikan dengan sin (136°/2). Rumus untuk menentukan besarnya nilai kekerasan dengan metode vikers yaitu :

Gambar 2.16 Pengujian Vickers

Gambar 2.17 Bentuk indicator vickers Pengujian Vickers dapat dirumuskan :

……….(7)

……….………....(8)

Dimana :

HV = Angka kekerasan Vickers F = Beban (kgf)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Teknologi komposit mengalami kemajuan yang sangat pesat. Perkembangan komposit tidak hanya dari komposit sintetis tetapi juga mengarah ke komposit natural dikarenakan keistimewaannya sifatnya yang renewable atau terbarukan, sehingga mengurangi gangguan lingkungan hidup. Disamping itu komposit mempunyai keunggulan tersendiri dibanding dengan bahan teknik alternatif lain, karena sifat komposit yang memiliki kekuatan yang bisa diatur(tailorability), memiliki kekuatan lelah (fatigue)yang baik, memiliki kekuatan jenis (strenght/weight) yang tinggi dan tahan korosi.

Perkembangan industri komposit di Indonesia dengan mencari bahan komposit alternatif yang lain harus digalakkan, guna menunjang permintaan komposit di pasaran yang semakin meningkat. Selama ini perkembangan komposit masih diarahkan dengan bahan-bahan sumber daya alam non renewable (tidak dapat diperbarui kembali) yang berasal dari galian bumi seperti gelas dan karbon. Untuk itu perlu dikembangkan bahan baku material penguat komposit yang ramah lingkungan, seperti natural fibre banyak terdapat di Indonesia misalnya dengan pemanfaatan serat pandan, serat bambu, serat batang pisang, serat tebu dsb. Bahan alternatif tersebut nantinya harus berorientasi pada harga yang murah, jumlah yang melimpah, kualitas yang tinggi serta ramah lingkungan.

Dalam penelitian ini diharapkan Eichornia crassipes (eceng gondok) diharapkan dapat menjadi bahan baku alternatif sebagai serat penguat komposit, karena pertumbuhan eceng gondok di Indonesia terkhususnya Sumatera Utara yang berada di DanauToba sangat pesat.

Hasil penelitian ini diharapakan berkembangnya inovasi baru dalam pengembangan teknologi material pembuatan komposit. Pemanfaatan serat Eichornia crassipes (eceng gondok) sebagai penguat komposit nantinya dapat menjadi material alternatif baru.

1.2. Batasan Masalah

Dalam penyusunan skripsi ini perlu ditentukan batasan masalah agar pembahasan lebih fokus. Batasan masalah tersebut dititikberatkan pada bahan baku, komposisi bahan baku serta pengujian tarik dan tekan. Secara rinci, batasan masalah tersebut yaitu :

1. Pencampuran bahan baku yaitu resin BQTN-157 dan serat eceng gondok di dalam mixer dengan suhu pencampuran kurang dari 100ºC selama kurang lebih 3 menit dengan komposisi perbandingan volume : Resin 97% +Serat 3%.

2. Mencetak 3 spesimen setiap variasi dengan menggunakan mesin press. 3. Spesimen yang dihasilkan dihitung sifat mekanisnya menggunakan mesin

1.3. TujuanPenelitian 1.3.1 Tujuan Umum

Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh putaran dan temperatur mixer terhadap material komposit serat eceng gondok dan resin BQTN 157.

1.3.2 Tujuan Khusus

1. Untuk mengetahui pengaruh putaran dan temperatur mixer dalam pembuatan komposit berbahan baku eceng gondok terhadap kekuatan tarik dan kekerasan material.

2. Menentukan variabel komposisi yang terbaik untuk material komposit bahan baku eceng gondok dan resin BQTN 157.

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaatpenelitianini adalah:

1. Memperoleh sifat hasil mekanik komposit dengan bahan pengisi serat Eichornia Crassipes (eceng gondok).

2. Hasil dari percobaan ini dapat dijadikan sebagai referensi dasar maupun tambahan. Sehingga bisa menjadi alternatif baru dalam suatu pembuatan material komposit yang akan datang dalam penelitian berikutnya.

3. Bagi peneliti dapat menambah pengetahuan tentang pencampuran bahan-bahan polimer untuk meningkatkan sifat mekaniknya.

1.5. Sistematika Penulisan

Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan mempermudah pembaca memahami tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam beberapa bagian yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini menjelaskan tentang ulasan teori-teori yang berhubungan dengan penelitian skripsi ini baik dari teori dasar maupun teori penunjang lainnya. Dasar teori didapatkan dari berbagai sumber, diantaranya berasal dari: buku - buku pedoman, jurnal, paper, tugas akhir, e-book, dan e-news.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini akan dibahas mengenai metode yang akan digunakan untuk menyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan dibahas mengenai langkah-langkah penelitian, pengolahan, dan analisa data yang akan digunakan untuk menyelesaikan permasalahan dari topik yang diangkat.

BAB IV HASIL DAN ANALISA

Bab ini berisi data hasil, analisa serta pembahasannya yang diperoleh dari penelitian.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran yang berguna bagi pembaca mapun peneliti selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKA

Berisi seluruh referensi yang digunakan dalam penelitian untuk pembuatan tugas akhir ini.

ABSTRAK

Penggunaan serat alam sebagai penguat komposit dalam beberapa tahun terakhir ini mengalami perkembangan yang sangat pesat. Eceng gondok adalah salah satu gulma air yang pertumbuhannya sangat cepat yang kalau tidak di perhatikan hanya akan menjadi limbah dan menimbulkan masalah lingkungan. Padahal eceng gondok memiliki kandungan serat yang tinggi (mencapai 20%berat) sehingga sangat berpotensial dikembangkan dalam bidang komposit. Tujuan penelitian ini adalah untuk menyelidiki sifat mekanis yaitu kekuatan tarik, kekerasan dari hasil penggunaan mixer sebagai salah satu metoda dalam pembuatan komposit. Matriks yang digunakan adalah unsaturated polyester resin tipe 157 BQTN dengan hardener MEKPO (Methyl Ethyl Ketone Peroxide).Komposit dibuat dengan cara mencampur matriks dan serat kedalam mixer lalu spesimen uji tarik sesuai dengan ASTM E8 M-09 untuk uji tarik dan ASTM D785-03 untuk uji kekerasannya. Hasil pengujian menunjukan bahwa putaranmempengaruhi hasil uji tarik dan kekerasan spesimen dan variabel optimum diperoleh dari komposit dengan variasi putaran 100rpm dengan nilai 14,03N/mm2.

ABSTRACT

The use of natural fibers as reinforcement of composites in recent years has developed very rapidly. Water hyacinth is one of aquatic weeds is growing very fast which would otherwise be noticed just going to be waste and cause environmental problems. Though the water hyacinth has a high fiber content (up to 20% by weight) so it is potentially developed in the field of composites. The purpose of this study was to investigate the mechanical properties are tensile strength, hardness of the results of the use of the mixer as one of the methods of manufacture of the composite. The matrix used is the type of unsaturated polyester resin with hardener 157 BQTN MEKPO (Methyl Ethyl Ketone Peroxide). Composites made by mixing the matrix and fibers into the mixer and tensile test specimens in accordance with ASTM E8 M-09 to test ASTM D785-03 for tensile and hardness testing. The test results showed that the rotation affect the results of tensile and hardness test specimen and optimum variables obtained from a composite with a variation of rotation 100rpm with a value 14,03N / mm2.

PENGARUH PUTARAN DAN TEMPERATUR MIXER

TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KEKERASAN PADA

PEMBUATAN KOMPOSIT BERBAHAN BAKU ECENG

GONDOK (EICHORNIA CRASSIPES) DAN RESIN BQTN-157

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukanuntuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

IWIN MANURUNG

NIM. 100401090

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, sebab berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas sarjana ini. Tugas sarjana yang berjudul”PENGARUH PUTARAN DAN TEMPERATUR MIXER PADA PEMBUATAN KOMPOSIT BERBAHAN BAKU ECENG GONDOK (EICHORNIA CRASSIPES) DAN RESIN BQTN-157 “yang dimaksudkan untuk sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Teknik Mesin Program Reguler di Departemen Teknik Mesin – fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Selama pembuatan tugas sarjana ini dimulai dari penelitian sampai penulisan, penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Orang tua saya S.P Manurung dan M. Br. Simanjuntak yang selalu menjadi penyemangat bagi penulis dari awal masuk kuliah sampai penyelesaian skripsi ini.

2. Bapak Ir. Alfian Hamsi M,Sc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam penyusunan skripsi ini.

3. Bapak Dr.Ing.Ir Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin USU yang memberikan kesempatan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas sarjana ini.

4. Seluruh Dosen dan Pegawai Departemen Teknik Mesin USU yang telah memberikan kesempatan dan urusan administrasi.

5. _{Saudaraku, abang dan adik serta keluarga besar di kampung yang} tidak berhenti mendukung dan mendoakan penulis.

6. _{Kepada teman terkasih Anastasia Rianilda PuspitaPanjaitan yang} telah mendukung penulis dalam mengerjakan skripsi.

7. Rekan – rekan seperjuangan Teknik Mesin USU Stambuk 2010 yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan bantuan serta semangat bagi penulis.

Denganselesainya penulisan skripsi inipenulis akan sangat berterima kasih dan dengan senang hati menerima saran dan kritik yang membangun demi tercapainya tulisan yang lebih baik.

Akhir kata penulis berharap semoga tulisan ini dapat memberi manfaat kepada pembaca. Terima kasih.

Medan, 26 September 2016 Penulis

Iwin Manurung NIM. 100401090

ABSTRAK

Penggunaan serat alam sebagai penguat komposit dalam beberapa tahun terakhir ini mengalami perkembangan yang sangat pesat. Eceng gondok adalah salah satu gulma air yang pertumbuhannya sangat cepat yang kalau tidak di perhatikan hanya akan menjadi limbah dan menimbulkan masalah lingkungan. Padahal eceng gondok memiliki kandungan serat yang tinggi (mencapai 20%berat) sehingga sangat berpotensial dikembangkan dalam bidang komposit. Tujuan penelitian ini adalah untuk menyelidiki sifat mekanis yaitu kekuatan tarik, kekerasan dari hasil penggunaan mixer sebagai salah satu metoda dalam pembuatan komposit. Matriks yang digunakan adalah unsaturated polyester resin tipe 157 BQTN dengan hardener MEKPO (Methyl Ethyl Ketone Peroxide).Komposit dibuat dengan cara mencampur matriks dan serat kedalam mixer lalu spesimen uji tarik sesuai dengan ASTM E8 M-09 untuk uji tarik dan ASTM D785-03 untuk uji kekerasannya. Hasil pengujian menunjukan bahwa putaranmempengaruhi hasil uji tarik dan kekerasan spesimen dan variabel optimum diperoleh dari komposit dengan variasi putaran 100rpm dengan nilai 14,03N/mm2.

ABSTRACT

The use of natural fibers as reinforcement of composites in recent years has developed very rapidly. Water hyacinth is one of aquatic weeds is growing very fast which would otherwise be noticed just going to be waste and cause environmental problems. Though the water hyacinth has a high fiber content (up to 20% by weight) so it is potentially developed in the field of composites. The purpose of this study was to investigate the mechanical properties are tensile strength, hardness of the results of the use of the mixer as one of the methods of manufacture of the composite. The matrix used is the type of unsaturated polyester resin with hardener 157 BQTN MEKPO (Methyl Ethyl Ketone Peroxide). Composites made by mixing the matrix and fibers into the mixer and tensile test specimens in accordance with ASTM E8 M-09 to test ASTM D785-03 for tensile and hardness testing. The test results showed that the rotation affect the results of tensile and hardness test specimen and optimum variables obtained from a composite with a variation of rotation 100rpm with a value 14,03N / mm2.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR NOTASI ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Batasan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.3.1 Tujuan Umum ... 3

1.3.2 Tujuan Khusus ... 3

1.4 Manfaat Penelitian ... 3

1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Mesin Mixer ... 6

2.2 Pengertian campuran ... 7

2.2.1 Jenis-jenis campuran ... 8

2.2.2 Jenis-jenis peralatan pencampuran ... 9

2.4 KOMPOSIT ... 14

2.4.1 Pengertian Komposit ... 14

2.4.2 Pengelompokan Komposit ... 15

2.4.2.1 Berdasarkan Bahan Matriks ... 15

2.4.2.2Berdasarkan Bahan Penguat ... 16

2.4.3 Fase Matriks Komposit ... 18

2.4.4 Keuntungan Komposit ... 19

2.5 Poliester Tidak Jenuh ... 22

2.6 Eceng Gondok (Eichornia crassipes) ... 24

2.6.1 Klasifikasi Eceng Gondok ... 24

2.6.2 Manfaat dan Kerugian ... 26

2.7 Sifat Mekanik Polimer ... 27

2.7.1 Kekuatan (strenght) ... 27

2.7.2 Elongation ... 28

2.7.3 Modulus ... 29

2.7.4 Ketangguahan ... 29

2.8 Teori Pengujian ... 29

2.8.1 Uji Tarik ... 29

2.8.2 Uji Kekerasan ... 32

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 40

3.1 Tempat dan waktu ... 40

3.1.1 Tempat ... 40

3.1.2 Waktu ... 40

3.2.1 Alat ... 40

3.2.2 Bahan ... 42

3.3 Proses Pembuatan Serat Eceng gondok ... 43

3.4 Proses Pembuatan Spesimen ... 44

3.5 Proses Pengujian ... 46

3.6 Kerangka Kegiatan ... 49

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 51

4.1 Bentuk Sampel Pengujian ... 52

4.2 Hasil Uji Tarik... 52

4.3 Grafik Pengujian Tarik ... 54

4.4 Hasil Uji Kekerasan ... 56

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 57

5.1 Kesimpulan ... 57

5.2 Saran ... 58

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Dry Blending ... 9

Gambar 2.2 High Shear Mixer ... 10

Gambar 2.3 Ultra High Shear Mixing ... 11

Gambar 2.4 High Viscosity Batch Mixing ... 11

Gambar 2.5 Double Planetary Mixing ... 12

Gambar 2.6 Elemen Pemanas Pada Mesin Mixer ... 13

Gambar 2.7 Discontinous Fiber Composite ... 17

Gambar 2.8 Komposit Serat ... 22

Gambar 2.9 Penjemuran Eceng Gondok ... 25

Gambar 2.10 Pembebanan Bahan ... 28

Gambar 2.11 Diagram Tegangan-Regangan ... 30

Gambar 2.12 Pengujian Brinell ... 33

Gambar 2.13 Perumusan Pengujian Brinell ... 34

Gambar 2.14 Pengujian Rockwell ... 35

Gambar 2.15 Prinsip Kerja Metode Rockwell ... 35

Gambar 2.16 Pengujian Vickers ... 38

Gambar 2.17 Bentuk Indikator Vickers ... 38

Gambar 3.1 Mesin Mixer ... 41

Gambar 3.2 Timbangan Digital ... 41

Gambar 3.3 Cetakan Standart ASTM E8 ... 42

Gambar 3.4 Serat Eceng Gondok ... 42

Gambar 3.5 Resin BQTN-157 ... 43

Gambar 3.7 Penimbangan Spesimen ... 45

Gambar 3.8 Penuangan Campuran ... 45

Gambar 3.9 Mesin Uji Tarik ... 46

Gambar 3.10 Alat Uji Rockwell ... 47

Gambar 3.11 Diagram Alir Penelitian ... 50

Gambar 4.1 Sampel Material Uji Tarik n1 ... 51

Gambar 4.2 Sampel Material Uji Tarik n2 ... 51

Gambar 4.3 Sampel Material Uji Tarik n3 ... 52

Gambar 4.4 Grafik Rata-Rata Hasil Pengujian Tarik ... 54

Gambar 4.5 Grafik Elongation ... 55

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik Polyester Resin ... 23

Tabel 2.2 Kandungan Kimia Eceng Gondok ... 24

Tabel 2.3 Rockwell Hardnes Scales ... 36

Tabel 2.4 Hasil Data Pengujian Tarik Spesimen ... 40

DAFTAR NOTASI

Lambang Keterangan Satuan

δmax tegangan tarik N/mm2

Fmax gaya N

A0 luas penampang mm

Ε elongation %

ΔL pertambahan panjang mm

L0 panjang awal mm

vi

2.4 KOMPOSIT ... 14

2.4.1 Pengertian Komposit ... 14

2.4.2 Pengelompokan Komposit ... 15

2.4.2.1 Berdasarkan Bahan Matriks ... 15

2.4.2.2Berdasarkan Bahan Penguat ... 16

2.4.3 Fase Matriks Komposit ... 18

2.4.4 Keuntungan Komposit ... 19

2.5 Poliester Tidak Jenuh ... 22

2.6 Eceng Gondok (Eichornia crassipes) ... 24

2.6.1 Klasifikasi Eceng Gondok ... 24

2.6.2 Manfaat dan Kerugian ... 26

2.7 Sifat Mekanik Polimer ... 27

2.7.1 Kekuatan (strenght) ... 27

2.7.2 Elongation ... 28

2.7.3 Modulus ... 29

2.7.4 Ketangguahan ... 29

2.8 Teori Pengujian ... 29

2.8.1 Uji Tarik ... 29

2.8.2 Uji Kekerasan ... 32

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 40

3.1 Tempat dan waktu ... 40

3.1.1 Tempat ... 40

3.1.2 Waktu ... 40

vii

3.2.1 Alat ... 40

3.2.2 Bahan ... 42

3.3 Proses Pembuatan Serat Eceng gondok ... 43

3.4 Proses Pembuatan Spesimen ... 44

3.5 Proses Pengujian ... 46

3.6 Kerangka Kegiatan ... 49

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 51

4.1 Bentuk Sampel Pengujian ... 52

4.2 Hasil Uji Tarik... 52

4.3 Grafik Pengujian Tarik ... 54

4.4 Hasil Uji Kekerasan ... 56

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 57

5.1 Kesimpulan ... 57

5.2 Saran ... 58

viii DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Dry Blending ... 9

Gambar 2.2 High Shear Mixer ... 10

Gambar 2.3 Ultra High Shear Mixing ... 11

Gambar 2.4 High Viscosity Batch Mixing ... 11

Gambar 2.5 Double Planetary Mixing ... 12

Gambar 2.6 Elemen Pemanas Pada Mesin Mixer ... 13

Gambar 2.7 Discontinous Fiber Composite ... 17

Gambar 2.8 Komposit Serat ... 22

Gambar 2.9 Penjemuran Eceng Gondok ... 25

Gambar 2.10 Pembebanan Bahan ... 28

Gambar 2.11 Diagram Tegangan-Regangan ... 30

Gambar 2.12 Pengujian Brinell ... 33

Gambar 2.13 Perumusan Pengujian Brinell ... 34

Gambar 2.14 Pengujian Rockwell ... 35

Gambar 2.15 Prinsip Kerja Metode Rockwell ... 35

Gambar 2.16 Pengujian Vickers ... 38

Gambar 2.17 Bentuk Indikator Vickers ... 38

Gambar 3.1 Mesin Mixer ... 41

Gambar 3.2 Timbangan Digital ... 41

Gambar 3.3 Cetakan Standart ASTM E8 ... 42

Gambar 3.4 Serat Eceng Gondok ... 42

Gambar 3.5 Resin BQTN-157 ... 43

ix

Gambar 3.7 Penimbangan Spesimen ... 45

Gambar 3.8 Penuangan Campuran ... 45

Gambar 3.9 Mesin Uji Tarik ... 46

Gambar 3.10 Alat Uji Rockwell ... 47

Gambar 3.11 Diagram Alir Penelitian ... 50

Gambar 4.1 Sampel Material Uji Tarik n1 ... 51

Gambar 4.2 Sampel Material Uji Tarik n2 ... 51

Gambar 4.3 Sampel Material Uji Tarik n3 ... 52

Gambar 4.4 Grafik Rata-Rata Hasil Pengujian Tarik ... 54

Gambar 4.5 Grafik Elongation ... 55

x DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik Polyester Resin ... 23

Tabel 2.2 Kandungan Kimia Eceng Gondok ... 24

Tabel 2.3 Rockwell Hardnes Scales ... 36

Tabel 2.4 Hasil Data Pengujian Tarik Spesimen ... 40

xi DAFTAR NOTASI

Lambang Keterangan Satuan

δmax tegangan tarik N/mm2

Fmax gaya N

A0 luas penampang mm

Ε elongation %

ΔL pertambahan panjang mm

L0 panjang awal mm