BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 TEMPAT PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam FMIPA , Universitas Sumatera Utara.
3.2 Peralatan dan Bahan – Bahan 3.2.1. Peralatan
1. Beaker glass 500 mL Pyrex
Berfungsi sebagai wadah tempat mencampur bahan Lampiran A2
2. Spatula
Berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk mengaduk campuran bahan Lampiran A2
3. Neraca Analitik
Berfungsi sebagai alat untuk menimbang sampel atau bahan Lampiran A2
4. Hot Plate
Berfungsi sebagai pemanas Lampiran A2
5. Hot Compressor
Berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk bahan cetak hasil ekstruksi yang berdasarkan pada pemanasan Lampiran A2
6. Cetakan
Berfungsi sebagai tempat pencetakan sampel Lampiran A2
7. Electronic System Universal Tensile Machine Type SC-2DE
Berfungsi untuk pengujian sifat mekanis terutama kekuatan lentur Lampiran A2
8. Mikrometer Skrup
Berfungsi untuk mengukur tebal sampel Lampiran A2
9. Impaktor Wolpert
Berfungsi untuk pengujian kekuatan impak komposit yang dilengkapi dengan skala Lampiran A2
10.Aluminium foil
Berfungsi untuk melapisi cetakanLampiran A2
11.Plat tipis
Berfungsi tempat meletakkan sampel Lampiran A2
12.Pipet tetes
Berfungsi untuk mengambil bahan yang berbentuk cairan dari dalam tempat- nya Lampiran A2
13.Gelas Ukur
Berfungsi untuk mengukur volume bahan berbentuk cairan yang akan diguna- kan Lampiran A2
3.2.2. Bahan – Bahan
1. Aspal iran tipe penetrasi 6070 2. Serat Gelas jenis Woven Roving
3. Pasir 4. Poliester
5. Katalisator 6. DCP Dikumil Peroksida
7. DVB Divinil Benzena
3.3 PROSEDUR PENELITIAN 3.3.1. Proses pembuatan Aspal polimer
1. Aspal dimasukkan ke dalam beaker glass dan dipanaskan dengan suhu
100
o
C. 2.
Ditambahkan pasir dan poliester kemudian di aduk dengan spatula sampai campuran menyatu.
3. Ditambahkan polyester 35gr, katalis 5gr, DCP 1, dan DVB 1 kedalam
campuran kemudian diaduk selama 10 menit. 4.
Ditambahkan serat gelas ke dalam campuran bahan tersebut dan diaduk kembali selama 10 menit.
5. Hasil pencampuran tersebut dibuat kedalam cetakan. 6. Hasil cetakan didinginkan pada suhu kamar,kemudian dikeluarkan dari
cetakan untuk diuji.
0,28 mm 70 mm
150 mm
Gambar 3.1. Ukuran Sampel hasil cetakan
7. Perlakuan yang sama dilakukan untuk dengan perbandingan masing masing pada serat gelas terhadap pasir, 0:40gr, 2,5:37,5gr, 5:35gr,
7,5:32,5gr, 10:30gr, 12,5:27,5gr, 15:25gr, 17,5:22,5gr.
3.3.2 Uji Daya Serap Air
Pengujian daya serap air ini mengacu pada ASTM C-20-00-2005 tentang prosedur pengujian , dimana bertujuan untuk menentukan besarnya persentase air
yang terserap oleh sampel yang direndam dengan perendaman selama 24 jam.
Pengujian daya serap air telah dilakukan terhadap semua jenis variasi sampel yang ada, berikut data hasil penimbangan berat sampel kering dan berat sampel basah.
Pengujian daya serap air Water absorbtion dilakukan pada masing – masing sampel pengeringan.lama perendaman dalam air adalah selama 24 jam dalam suhu
kamar . Massa awal sebelum direndam diukur dan massa sesudah perendaman.Untuk mendapatkan nilai penyerapan air dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai
berikut : Daya serap air Water absorbtion =
100 x
M M
M
k k
j
−
.......................................2.2
Dimana : M
b
= Massa basah ,gr M
k
= Massa kering ,gr
3.3.3 Uji Kuat Lentur
Pengujian kekuatan lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan genteng terhadap pembebanan pada tiga titik lentur. Disamping itu pengujian ini juga
dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada permukaan bagian atas yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada bagian permukaan bawah akan
terjadi tarikan.
Gambar. 3.2. Defleksi
Gambar 3.2. Pengujian kuat lentur
Prosedur pengujian kuat lentur : 1.
Dihitung beban maksimum sampel. 2.
Dihitung jarak penyangga dan lebar benda uji serta tebal benda uji. 3.
Kemudian diuji nilai kuat lentur sampel.
2
2 3
bd PL
UFS =
..................................................................... 3.3 Dengan :
P = Load beban
L = Jarak Span 10cm = 0,1m
b = Lebar mm
d = Tebal mm
3.3.4 Uji Impak
Pengujian impak ini bertujuan untuk menentukan ketangguhan sampel terhadap perbebanan dinamis. Metode impak ini disesuaikan dengan metode
pengujian Izod dan Charpy, dimana sampel dengan bentuk dan ukuran menurut standar, dengan kedua ujung sampel diletakkan pada penumpu lalu melepaskan beban
dinamis dengan tiba-tiba dengan menuju sampel berdasarkan ASTM D 638. Dalam urutan untuk mempunyai sebuah perbedaan energi impak, pendulum
dapat dibebaskan dari keadaan yang berbeda. Energi yang hilang oleh impaktor dikacaukan oleh kehilangan dalam mesin itu sendiri. Pada energi kinetik dari bahan
yang rusak dalam proses mikromekanik yang terjadi dalam material selama deformasi dan fracture patahan.
Sementara kekuatan impak I
s
yang dihasilkan merupakan perbandingan antara energi serap E
s
dengan luas penampang awal. I
s
= E
s
................................................................. 3.4 A
Dengan : E
s
= Energy Serap Joule A
= Luas Penampang m
2
I
s
= Kekuatan Impak Joulem
2
Gambar 3.2 Uji kekuatan Impak
3.4. DIAGRAM ALIR
BAB IV
Aspal Poliester
Serat gelas
Ditambahkan DVB 1
Dimasukkan ke dalam cetakan
Genteng polimer Pencampuran dilakukan diatas Hot Plate
dengan suhu 100
o
C Ditambahkan DCP 1
Pasir
Ditambahkan polyester 35 gr dan
katalisator 5 gr
Hasil Campuran
Dipress pada tekanan 38 atm T = 50
o
C selama 2 jam
Pengujian
Sifat Fisis
Daya Serap Air Sifat Mekanis
Data Analisa Data
Kesimpulan Dan Saran Impact
Lentur
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 HASIL 4.1.1. PENGUJIAN SIFAT FISIS
4.1.1.1. Pengujian Daya serap air
Daya serap air merupakan proporsi volume rongga kosong. Daya serap air juga berhubungan langsung dengan kerapatan.Porositas dinyatakan dalam yang
menghubungkan antara volume benda keseluruhan.Berdasarkan ASTM C-20-00- 2005, Pengujian daya serap air Water absorbtion dilakukan pada masing – masing
sampel pengeringan. Lama perendaman dalam air adalah selama 24 jam dalam suhu kamar. Pengujian daya serap air telah dilakukan terhadap semua jenis variasi sampel
yang ada, berikut data hasil penimbangan berat sampel kering dan berat sampel basah. Porositas sampel dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :
Daya serap air =
100 x
M M
M
k K
J
−
………………….4.1 Dengan :
M
j
= Massa Jenuh sampel gr M
k
= Massa kering sampel gr Dari perhitungan tersebut maka diperoleh persentase penyerapan air
water Absorbtion untuk masing – masing sampel sebagai berikut :
Tabel 4.1 Uji Daya serap air
Komposisi Serat : Pasir
gr Aspal
gr Poliester +
Katalisator gr
Massa kering
M
k
gr Massa jenuh
M
j
gr Daya serap
air 0 : 40
20 40
10,18 10,46
2,75 2,5 : 37,5
20 40
7,56 7,76
2,64 5 : 35
20 40
11.01 11,25
2,17 7,5 : 32,5
20 40
9,29 9,46
2,15 10 : 30
20 40
9,80 10,01
2,14 12,5 : 27,5
20 40
9,34 9,54
2,14 15 : 25
20 40
9,48 9,68
2,10 17,5 : 22,5
20 40
9,07 9,26
2,09
4.1.1.2. Pengujian Impak Impact strength Is
Uji impak ini bertujuan untuk menentukan ketangguhan sampel terhadap pembebanan dinamis. Metode impak ini disesuaikan dengan model charpy,dimana
sampel dalam bentuk tertidur dengan ukuran yang telah ditentukan,dengan kedua ujung sampel diletakkan pada penumpu lalu melepaskan beban dinamis dengan tiba –
tiba menuju sampel. Kekuatan impak yang dihasilkan Is merupakan perbandingan antara energi
serap Es dengan luas penampang A.
A E
Is
s
= ………………………………..4.2
Dengan : E
s
= Energi Serap Joule A
= Luas Penampang m
2
I
s
= Kekuatan Impak Jm
2
Untuk sampel berikutnya dilakukan dengan cara yang sama dengan tebal dan lebar sampel yang berbeda – beda dan hasilnya dapat dilihat pada tabel.
Tabel 4.2 Uji kekuatan Impak
Pasir : Serat
gr Aspal
gr Poliester +
Katalisator gr
Panjang P
mm Lebar
b mm
Tebal d
mm Luas
A mm
2
E
S
J I
S
kJm
2
0 : 40 20
40 100
15 2
30 0,32
10,67 2,5 : 37,5
20 40
100 15
2 30
0,36 12
5 : 35 20
40 100
15 2
30 0,49
16,3 7,5 : 32,5
20 40
100 15
2 30
0,53 17,6
10 : 30 20
40 100
15 2
30 0,612
20,4 12,5 : 27,5
20 40
100 15
2 30
0,68 22
15 : 25 20
40 100
15 2
30 1,36
45 17,5 : 22,5
20 40
100 15
2 30
2,11 70
4.1.1.3. Pengujian Kekuatan Lentur Ultimate Flexture strength UFS
Pengujian kekuatan lentur bertujuan untuk mengetahui ketahanan polimer terhadap pembebanan. Dalam metode ini digunakan metode tiga titik lentur. Pengujian
ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada permukaan atas sampel yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan
pada permukaan bawah sampel akan terjadi tarikan. Persamaan yang digunakan untuk memperoleh kekuatan lentur yaitu :
UFS =
2
2 3
bd PL
………………………………4.3
Dengan : P = Load beban L = Jarak Span 10cm = 100 mm
b = Lebar mm d = Tebal mm
Untuk sampel berikutnya dilakukan dengan cara yang sama dan hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.3 dibawah ini :
Tabel 4.3 Uji Kuat lentur
Serat : Pasir
gr Aspal
gr Poliester+
Katalisato r
gr Panjang
P mm
Lebar b
mm Tebal
d mm
Luas A
mm
2
Beban P 3PL
Nm UFS
Pa Kgf
N Stroke
0 : 40 20
40 150
15 2
120 0,16 1,568 68,18 0,51 4,25 2,5 :
37,5 20
40 150
15 2
120 0,26 2,548 51,18 0,84 7
5 : 35 20
40 150
15 2
120 0,32 3,136 36,17 1,03 8,58 7,5 :
32,5 20
40 150
15 2
120 0,49 4,802 36,47 1,58 13
10 : 30 20 40
150 15
2 120 0,55 5,39 44,96 1,77 14,75
12,5 : 27,5
20 40
150 15
2 120 0,60 5,88 39,10 1,94 16,1
15 : 25 20 40
150 15
2 120 0,634 6,21 37,04 2,04
17 17,5 :
22,5 20
40 150
15 2
120 0,675 6,615 36,12 2,182 18,1
4.2 Pembahasan