Pembuatan Dan Karakterisasi Papan Komposit Poliester Dengan Pengisi Serat Batang Pisang Abaka

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT

POLIESTER DENGAN PENGISI SERAT BATANG PISANG

ABAKA

SKRIPSI

NUR HABIBAH

100801018

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

ii

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT

POLIESTER DENGAN PENGISI SERAT BATANG PISANG

ABAKA

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains

NUR HABIBAH

100801018

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

iii

PERSETUJUAN

Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN

KOMPOSIT POLIESTER DENGAN PENGISI SERAT BATANG PISANG ABAKA

Kategori : SKRIPSI

Nama : NUR HABIBAH

Nomor Induk Mahasiswa : 100801018

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di

Medan, April 2015

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Awan Maghfirah, S.Si, M.Si Dr. Kurnia Sembiring, MS

NIP.1979090220101210004 NIP. 195801311986111001

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua

Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003

iv

PERNYATAAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT POLIESTER DENGAN PENGISI SERAT BATANG PISANG ABAKA

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, April 2015

NUR HABIBAH 100801018

v

PENGHARGAAN

Alhamdulillah, Segala puji bagi Allah, Rabb semesta alam tempat bergantung segala makhluk. Sesungguhnya, menggapai keridhaan-Nya adalah visi terindah yang semestinya dimiliki tiap insan di jagat raya ini. Dialah Tuhan yang Maha Agung, Maha Melihat dan Maha Penyayang Yang telah memberikan peluang untuk penulis menyelesaikan karya kecil ini, yang telah membukakan hati penulis untuk selalu belajar dan berusaha. Sholawat dan Salam tercurah kepada Baginda Rasulullah SAW, manusia yang paling mulia , sang motivator terbaik, pemimpin yang cerdas. Karya Kecil ini terselesaiakan berkat dukungan dan motivasi berbagai pihak, untuk itu Penulis mengucapkan Terimakasih kepada :

1. Dr. Marhaposan Situmorangselaku Ketua Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku Sekertaris Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, dan seluruh staf pengajar beserta pegawai administrasi di Departemen Fisika yang telah memberikan fasilitas kepada penulis selama perkuliahan.

2. Dr. Kurnia Sembiring , MS Selaku dosen pembimbing I yang dengan penuh perhatian, telah banyak memberikan masukan, arahan, dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. dan kepada Awan Maghfirah, S.Si, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu memberikan masukan, arahan, dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

3. Ungkapan terimakasih penulis aturkan kepada seluruh dosen penguji yang telah meluangkan waktunya, memberikan saran dan masukan kepada penulis, Prof. Dr. M.Syukur, MS, Dr.Anwar Dharma S,MS, Drs.Ahiruddin, MS, Drs.Syahrul Humaidi, M.Sc

4. Ungkapan Terimakasih Kepada Ayahanda Tercinta Juandi Lubis dan ibunda tercinta Subariah Rangkuti. Kakak tercinta Delisma Sari S.E , abanganda Iman Taufik S. E, M. Si , Nur Halimah, M. Iqbal Saleh MTD, Adinda tercinta Abdollah Lubis, Hasbullah Lubis, Amarullah Lubis, juga kepada kedua

vi

keponakanku Rizki Akbar Al-Fajri dan Taufik Hidayatterimakasih atas cinta dan kasih sayangnya, dukungan, pengertian juga kepercayaan. Dan tidak lupa kepada seluruh keluarga besarku yang telah banyak mendo’akan kesuksesanku yang tidak bisa disebutkan naman-namanya satu persatu. Karya kecil ini saya persembahkan untuk kalian.

5. Semua teman Seperjuanganku, Anak TPRI (Tiara Dewi, Zulniati, Betty Widya Oktaria, Annisa Fitri, Muliati,Nuraini Fitri, Siti Nuraini, Nur Hasanah, Elza Eka putri, Zaylani Rey dan Amaluddin Nasution. Terimakasih telah mewarnai hari-hari di kampus selama kurang lebih 4 tahun, terimakasih atas dukungan, nasehat, dan masukan-masukannya, semoga kita semua calon orang-orang sukses yang beriman di tahap kehidupan selanjutnya.

6. Muhammad Iqbal Dalimunthe terimakasih banyak ustad untuk Motivasi, pengertiannya dan juga Do’a nya, Hanya Allah yang bisa membalasnya. 7. Untuk keluarga besar Ukm SIKONEK ( Robotika USU ), Terimakasih telah

diberikan kesempatan menjadi keluarga. Terimakasih atas ilmu dan pengalamannya (Bang Reza, Bang Budi , bang teguh, Bang Ari, Bang Mulki , Bang Wildan Bang Arif , Nurhennida, Robi, Saddam , Kharis, dan seluruh keluarga besar UKM SIKONEK USU.

8. Kepada seluruh Mahasiswa USU 2010 yang memberikan dukungan kepada penulis selama perkuliahan , dan adek- adek 2011, 2012, 2013, 2014 .

9. Orang-orang yang luar biasa(kak Sri kesumadewi, Kharina Fratiwi, Nurhennida sitepu, kak Rahmi, wiwin, kak Ayu, kak zuzu). Terimakasih telah mengisi minggu-mingguku denganMajelis Ilmu, disana seluruh hati berpadu berhimpun dalam naungan cintaNya.

10. Teruntuk Cahaya Jingga yang selalu memberi penerang, motivasi, kasih sayang kekuatan dan dorongan kepada penulis lewat semua tulisan dan Doa’ -doanya. Semoga kelak kita dipertemukan dalam sebaik-baik iman yang penuh dengan Ketaatan kepadaNya.

Harapan penulis semoga karya kecil ini bermanfaat untuk banyak orang, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar menjadi lebih baik lagi.

vii

Medan, April 2015

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT POLIESTER DENGAN PENGISI SERAT BATANG PISANG ABAKA

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian pembuatan dan karakterisasi papan komposit poliester dengan pengisi serat batang pisang abaka. Komposit ini dibuat dengan komposisi seratbatang pisang abaka yaitu 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, masing-masing ditambahkan katalis MEKPO 1 % dari volume poliesternya sebagai pengeras. Kemudian dicetak dan dipressselama20 menit pada suhu 50 0C. Densitas papan komposit dari campuran serat batang pisang abakadan poliester diperoleh 0,74 gr/cm3 - 1,10 gr/cm3, nilai kuat tarik diperoleh 17,7 N/mm2-3,24 N/mm2, nilai kuat impak diperoleh5,8228 kJ/m2- 11,9903 kJ/m2,Dannilai kuat lentur diperoleh 4,354MPa - 7,487 MPa. Hasil yang diperoleh telah memenuhi Standard berdasarkan SNI 01-4449-2006 .

Kata kunci : papan komposit, poliester, serat batang pisang abaka, sifat mekanik dan sifat fisis.

viii

PREPARATION AND CHARACTERISATION OF COMPOSITE POLYESTER BOARD WITH ABACA BANANA STEM FIBER AS A

FILLER

ABSTRAK

A research has been conducted in preparation and characterisation of composite polyester board with abaka banana stem fibre as a filler. The composite were made of abaka banana stem fibrewith proportion of inggrediens are 5%, 10%, 15%, 20% and 25% respectively, the catalyst of MEKPO 1% from its polyester as a hardener was added. The samples molded and pressed for 20 minutes under temperature condition 50 0C. The characterisation of its density showed 0.74 gr/cm3 - 1.10 gr/cm3 , tensile strength for 17,7 N/mm2- 3,24 N/mm2, impact strength for 5.8228 kJ/m2- 11.9903 kJ/m2 and the flexural strength for 4,354 MPa - 7,487 MPa. The characterisation result has been appropriate with national standard of Indonesia (SNI 01-4449-2006).

keywords: composite board, polyester, abaka banana stem fibre, mechanical and physical properties.

ix DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan iii

Pernyataan iv

Penghargaan v

Abstrak vii

Abstract viii

Daftar Isi xi

Daftar Tabel xii

Daftar Gambar xiii

Daftar Grafik xiv

Daftar Lampiran

BAB 1. PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Penelitian 3

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Manfaat penelitian 3

1.6 Sistematika Penulisan 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Komposit seara Umum 5

2.2 Penyusun Komposit 6

2.3 Klasifikasi Bahan Komposit 7

2.4 Tipe Serat komposit 8

2.5 Papan Partikel 10

2.5.1 Pengertian Papan Partikel 10

2.5.2 Kegunaan Papan Partikel 10

2.6 Kelebihan Bahan Komposit 11

2.7 Karakterisasi Papan Partikel 12

2.7.1 Kerapatan atau Density 12

2.7.2 Kuat Tarik 13

2.7.3 Kuat Impak 14

2.7.4 Kuat Lentur 15

13

2.8 Pisang Abaka 16

2.8.1 Pengertian Pisang Abaka 16

2.8.2 Serat abaka dan Kegunaannya 18

2.9 Polimer 19

x

2.10 Resin Polierter 22

2.10.1 Klasiikasi poliester 23

2.10.2 Matriks Unsaturated Poliester 21

2.11 Katalis Metil Etil Keton (MEKPO) 25

BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 26

3.2 Peralatan dan Bahan 26

3.2.1 Peralatan 27

3.2.2 Bahan 27

3.3 Prosedur Penelitian 27

3.3.1 Penyiapan Serat Batang Pisang Abaka 28

3.3.2 Pembuatan Papan Serat Batang Pisang Abaka 29

3.4 Diagram Alir Penelitian 29

3.4.1 Penyiapan Serat Batang Pisang Abaka 29

3.4.2 Tahap Penelitian 30

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan Densitas 32

4.2 Pengujian Sifat Mekanik 33

4.2.1 Pengujian Kuat Tarik 33

4.2.2 Pengujian Kuat Lentur 35

4.2.3 Pengujian Kuat Impak 37

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan 39

xi

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman Tabel

Tabel 2.1 Sifat Fisis dan mekanis dari papan partikel 12

Tabel 2.2 Siat-sifat Poliester 24

Tabel 2.3 Sifat dan wujud dari katalis metil etil keton 25

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Densitas Papan Komposit Serat 31

Batang Pisang abaka

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kuat Tarik Papan Komposit Serat 33

Batang Pisang Abaka

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Lentur Papan Komposit Serat 35

Batang Pisang Abaka

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Impak Papan Komposit Serat 36

xii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman Gambar

Gambar 2.1 Komposisi Komposit 5

Gambar 2.2 Penyusun Komposit 6

Gambar 2.3 Klasiikasi Bahan Komposit 8

Gambar 2.4 Tipe Komposit Serat 9

Gambar 2.5Skema Pengujian Kuat Lentur 14

Gambar 2.6 Ponon Pisang Abaka 16

xiii

DAFTAR GRAFIK

Nomor Judul Halaman Grafik

Grafik 4.1 Hubungan Densitas dengan Komposisi Serat 32

Batang Pisang Abaka

Grafik 4.2 Hubungan Kuat Tarik dengan Komposisi Serat 34

Batang Pisang AbakaPoliester

Grafik 4.3 Hubungan Kuat Lentur dengan komposisi serat 36

Batang pisang abaka

Grafik 4.4 Hubungan Kuat Impak Dengan Komposisi Serat 37

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran Judul Halaman

LAMPIRAN A Alat-alat Percobaan 41

LAMPIRAN B Bahan-bahan Percobaan 43

LAMPIRAN C Perhitungan Data Pengujian 46

vii

Medan, April 2015

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT POLIESTER DENGAN PENGISI SERAT BATANG PISANG ABAKA

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian pembuatan dan karakterisasi papan komposit poliester dengan pengisi serat batang pisang abaka. Komposit ini dibuat dengan komposisi seratbatang pisang abaka yaitu 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, masing-masing ditambahkan katalis MEKPO 1 % dari volume poliesternya sebagai pengeras. Kemudian dicetak dan dipressselama20 menit pada suhu 50 0C. Densitas papan komposit dari campuran serat batang pisang abakadan poliester diperoleh 0,74 gr/cm3 - 1,10 gr/cm3, nilai kuat tarik diperoleh 17,7 N/mm2-3,24 N/mm2, nilai kuat impak diperoleh5,8228 kJ/m2- 11,9903 kJ/m2,Dannilai kuat lentur diperoleh 4,354MPa - 7,487 MPa. Hasil yang diperoleh telah memenuhi Standard berdasarkan SNI 01-4449-2006 .

Kata kunci : papan komposit, poliester, serat batang pisang abaka, sifat mekanik dan sifat fisis.

viii

PREPARATION AND CHARACTERISATION OF COMPOSITE POLYESTER BOARD WITH ABACA BANANA STEM FIBER AS A

FILLER

ABSTRAK

A research has been conducted in preparation and characterisation of composite polyester board with abaka banana stem fibre as a filler. The composite were made of abaka banana stem fibrewith proportion of inggrediens are 5%, 10%, 15%, 20% and 25% respectively, the catalyst of MEKPO 1% from its polyester as a hardener was added. The samples molded and pressed for 20 minutes under temperature condition 50 0C. The characterisation of its density showed 0.74 gr/cm3 - 1.10 gr/cm3 , tensile strength for 17,7 N/mm2- 3,24 N/mm2, impact strength for 5.8228 kJ/m2- 11.9903 kJ/m2 and the flexural strength for 4,354 MPa - 7,487 MPa. The characterisation result has been appropriate with national standard of Indonesia (SNI 01-4449-2006).

keywords: composite board, polyester, abaka banana stem fibre, mechanical and physical properties.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan kayu untuk industri perkayuan di Indonesia diperkirakan sebesar 70 juta m3 per tahun, dengan kenaikan rata-rata sebesar 14,2% pertahun sedangkan produksi kayu bulat diperkirakan hanya sebesar 2 juta m3 per tahun, dengan demikian terjadi defisit sebesar 45 juta m3. Semakin berkurangnya lahan hutan di Indonesia akibat tingginya kebutuhan manusia akan kayu menjadi suatu masalah yang cukup serius. Ini menunjukkan bahwa sebenarnya daya dukung hutan sudah tidak dapat memenuhi kebutuhan kayu. Hal ini dapat dicegah dengan berbagai macam cara, antara lain adalah dengan membuat kayu pengganti yang disebut dengan papan komposit. (Mahyudin, 2013)

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material yang mempunyai sifat mekanik lebih kuat dari material pembentuknya. Komposit terdiri dari dua bagian yaitu matrik sebagi pengikat atau pelindung komposit dan filler sebagi pengisi komposit. Meterial penyususnnya memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda-beda, sehingga komposit memiliki sifat dan karakteristik yang unik dan lebih unggul dari material penyusunnya. Serat alam merupakan alternatif filler komposit untuk berbagai komposit polimer karena keunggulannya dibandingkan dengan serat sintesis. Serat alam mudah didapatkan dengan harga yang murah, kuat, ringan, isolasi listrik yang baik, mudah diproses dan mudah dikombinasikan dengan bahan lain dan ramah lingkungan. ( Kusumastuti, 2009)

Serat pelepah pisang diperoleh dari pohon pisang abaka (Musa Textilis Nee) atau yang dikenal juga dengan pisang manila. merupakan serat yang mempunyai sifat mekanik yang baik. Serat abaka dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan tali kapal, tekstil, pembungkus teh celup, jok kursi, pembungkus tembakau dan kerajinan tangan. Selain itu serat batang pisang abaka juga dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan uang kertas. Abaka ini pertama kali

berasal dari Filifina dan pada awalnya Penyebaran pisang abaka di Indonesia terjadi pada pertengahan abad ke-19. Penyebaran pisang abaka di Indonesia melipiti daerah jawa, sumatera, sulawesi, kalimantan, dan Aceh. (Iman, 2001)

Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan penelitiantentang pembuatan papan komposit dengan bahan dasar serat alam karena selain lebih ekonomis serat alam juga cukup melimpah dan aman untuk digunakan. Salah satu tanaman berserat yang cukup melimpah di Indonsesia adalah tanaman pisang. Oleh karena itu penulis merasa perlu melakukan penelitian tentang pembuatan papan komposit dengan serat batang pisang abaka karna selain seratnya kuat dan melimpah masih sedikit penelitian tentang pembuatan papan komposit dengan pemanfaatan serat pisang abaka ini. Oleh karena itu untuk melihat apakah papan komposit yang dihasilkan memiliki sifat mekanik yang unggul dan sifat fisis yang baik. Maka penulis memilih poliester sebagai penguat dan serat batang pisang abaka sebagai pengisinya.

1.2 Perumusan Masalah

Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh variasi komposisi serat batang pisang abaka dengan resin poliester terhadap sifat mekanik.

2. Bagaimana pengaruh variasi komposisi serat batang pisang abaka dengan resin poliester terhadap sifat fisis

1.3 Batasan Masalah

Untuk membatasi masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini, maka diberikan batas masalah sebagai berikut:

1. Pembuatan papan komposit dari serat batang pisang abaka dengan resin poliester.

2. Pembuatan papan komposit dengan perbandingan komposit serat batang pisang abaka dengan resin poliester, dengan perbandingan dalam persentase : 5%:95%; 10%:90%; 15%:85%; 20%:80% dan 25%:75%.

3

3. Karakterisasi bahan yang dilakukan meliputi Uji Kuat Tarik (tensile strength), Uji kuat Impak (impact), Uji kuat Lentur dan Uji Kerapatan (density).

4. Serat batang pisang abaka dipotong kurang lebih 1 cm dijadikan serat pendek.

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Membuat papan komposit poliester dengan pengisi serat batang pisang abaka.

2. Untuk mendapatkan sifat mekanis dan sifat fisis papan komposit berbasis serat pisang abaka dengan resin poliester .

3. Untuk mengetahui pengaruh komposisi serat terhadap sifat fisis dan mekanik papan komposit berbasis serat batang pisang abaka dengan resin poliester.

1.5Manfaat Penelitian

Dari tujuan yang telah dilakukan di atas, maka dalam penelitian ini diharapkan manfaat dari penelitian adalah sebagai berikut:

1. Mendapatkan bahan papan komposit yang kuat dan ramah lingkungan. 2. Memberikan informasi terbaru kepada masyarakat luas tentang pemanfaatan

serat batang pisang abaka sebagai bahan baku pembuatan papan komposit. 3. Memberi informasi sebagai pengembangan pengetahuan pada penelitian

lanjutan .

1.6 Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Polimer FMIPA Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Penelitian Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara Medan.

1.7 Sistematika Penulisan

Penulisan laporan tugas akhir ini terdiri dari lima bab dengan sistematika sebagai berikut:

Bab 1 Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian, perumusan masalah, batasan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat penelitian, tempat penelitian, dan sistematika penelitian.

Bab 2 Tinjauan Pustaka

Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa data, serta pembahasan dari penelitian yang dilakukan.

Bab 3 Metodologi Penelitian

Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram penelitian (prosedur penelitian), dan karakterisasi cuplikan yang dilakukan.

Bab 4 Hasil dan Pembahasan

Bab ini membahas tetntang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh dari penelitian.

Bab 5 Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan saran untuk penelitian lebih lanjut.

Daftar Pustaka

Berisi tentang literatur yang digunakan sebagai referensi dalam penulisan tugas akhir ini.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Komposit Secara Umum

Komposit didefinisikan sebagai kombinasi antara dua material atau lebih yang berbeda bentuknya, komposisi kimianya, dan tidak saling melarutkan antara materialnya dimana material yang satu berfungsi sebagai penguat dan material yang lainnya berfungsi sebagai pengikat untuk menjaga kesatuan unsur-unsurnya. Secara umum terdapat dua kategori material penyusun komposit yaitu matrik dan

reinforcement. (Maryanti, 2011)

Komposit adalah bahan hibrida yang terbuat dari resin polimer diperkuat dengan serat, menggabungkan sifat-sifat mekanik dan fisik. Ilustrasi ikatan dan sifat fisik polimer dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Komposisi Komposit (Sumber: K. Van Rijswijk, 2001)

Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu serat (fiber) sebagai bahan pengisi dan bahan pengikat serat-serat tersebut yang dikenal dengan matriks. Di dalam komposit unsur utamanya adalah serat, sedangkan bahan pengikatnya menggunakan bahan polimer yang mudah dibentuk dan mempunyai daya pengikat yang tinggi. Penggunaan serat sendiri yang utama adalah untuk menentukan karakteristik bahan komposit, seperti kekakuan, kekuatan serta sifat-sifat mekanik lainnya. Sebagai bahan pengisi serat digunakan untuk menahan sebagian besar gaya yang bekerja ada bahan komposit, matriks sendiri mempunyai fungsi melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi. Oleh karena itu untuk bahan serat

Composite material Resin

digunakan bahan-bahan yang kuat, kaku, dan getas, sedangkan bahan matriksnya dipilih bahan-bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap perlakuan kimia.

2.2 Penyusun Komposit

Komposit pada umumnya terdiri dari dua fasa 1. Matriks /penguat pada pembuatan komposit

Mariks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Matriks mempunyai Fungsi sebagai berikut :

a. Mentransfer tegangan keserat

b. Membentuk ikantan koheren, permukaan matrik /serat c. Melindungi serat

d. Memisahklan serat e. Melepas ikatan

f. Tetap setabil setelah proses manufaktur 2. Reinforcement atau filler / Fiber

Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit. Adanya dua penyusun komposit atau lebih menimbulkan beberapa daerah dan istilah penyebutannya. Matriks (penyusun dengan fraksi volume terbesar), penguat (penahan beban utama), Interfhase (pelekat antar dua penyusun), interfface (permukaan fasa yang berbatasan dengan fasa lain. (Surdia, 2005)

7

2.3 Klasifikasi Bahan Komposit

Klasifikasi komposit dapat dibentuk dari sifat dan strukturnya. Bahan komposit dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. Secara umum klasifikasi komposit sering digunakan antara lain seperti:

Klasifikasi menurut kombinasi material utama, seperti metal-organic atau

metal anorganic.

1. Klasifikasi menurut karakteristik bulk-form, seperti sitem matrik atau

lamite.

2. Klasifikasi menurut distribusi unsur pokok, seperti continous dan

discontinous.

3. Klasifikasi menurut ungsinya, seperti elektrikal atau structural.

Sedangkan klasifikasi untuk komposit serat (fiber-matric composites) dibedakan menjadi beberapa macam antara lain:

1. Fiber Composites (komposit serat) adalah gabungan serat dengan matrik 2. Flake Composite adalah gabungan serpih rata dengan matrik

3. Partikulate Composites adalah gabungan partikel dengan matrik

4. Filled Composites adalah gabungan matrik continous skeletak dengan matrik yang kedua

5. Laminar Composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina. (Schwart, 1984)

Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit partikel (partikulat omposite) dan bahan komposit serat (fiber composite). Bahan komposit partikel terdiri dari partikel-partikel yang di ikat oleh matrik. Bahan komposit partikel pada umumnya lebih lemah dibanding dengan bahan komposit serat, namun memiliki keunggulan seperti ketahanan terhadap aus, tidak mudah retak, dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik.

Bahan komposit serat terdiri dari serat-serat yang diikat oleh matrik yang saling berhubungan. bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continuos fiber) dan serat pendek (short fiber atau whisker). Penggunaan bahan komposit serat sangat efisien dalam menerima beban dan gaya. Oleh karena

itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, dan sebaiknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat. (Hadi ,2001) Pada gambar 2.2 dibawah ini digambarkan klasifikasi bahan komposit yang paling umum. (Hadi,2001)

Gambar 2.3 Klasifikasi bahan komposit

2.4Tipe Serat Komposit

Untuk memperoleh komposit yang kuat harus dapat menempatkan serat dengan benar. Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu:

1. Continuous Fiber Composite

Tipe ini mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk laminan diantara matriknya.jenis komposit ini paling sering digunakan. Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisahan antara lapisan. Hal ini dikarenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya.

Bahan Komposit

Komposit serat Komposit

Serat satu Serat multi Arah

Laminat Hybrid

Arah

Serat Serat tidak

Serat satu arah

Serat dua arah (woven)

9

2. Woven Fiber Composite (bi-directional)

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.

3. Fiber Composite

Discontinuous Fiber Compositeadalah tipe komposit dengan serat pendek. Tipe ini dibedakan lagi menjadi:

a) AlignedDiscontinuous fiber (Serat pendek dengan tipe searah) b) Off-axis aligned disontinuous fiber(serat pendek dengan tipe silang) c) Randomly Oriented Discontinuous fiber (serat pendek dengan tipe acak

4. Hybrid Fiber Composite

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. Pada gambar 2.3 dapat dilihat berbagai macam tipe dari komposit serat.

Gambar 2.4 Tipe Komposite Serat

Woven Fiber Composite Continuous Fiber Composite

Hybrid fiber composite Randomly oriented discontinuous fiber

2.5Papan Partikel

2.5.1 Pengertian Papan Partikel

Papan partikel merupakan lembaran hasil pengempaan panas campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan partikel orgaanik dan bahan lainnya. Papan partikel juga dapat diartikan sebagai lembaran bahan yang terbuat dari serpihan kayu atau bahan-bahan yang mengandung lignoselulosa seperti keping, serpih, untai yang disatukan dengan menggunakan bahan pengikat organik dengan memberikan perlakuan panas ,tekanan, katalis dan sebagainya.

Dari pengertian diatas maka Papan partikel dapat didefenisikan sebagai produk panel yang dihasilkan dengan menempatkan partikel-partrikel kayu sekaligus mengikatnya dengan suatu prekat. Tipe-tipe papan partikel yang banyak ini sangat berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat) yang digunakan dan kerapatan panel yang dihasilkan.(Iskandar, 2009)

Adapun Tipe-tipe partikel yang digunakan untuk bahan baku pembuatan bahan papan partikel yaitu:

a) Pasahan (shaving), partikel kayu kecil berdimendi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu.

b) Serpih (flake), partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dengan peralatan yang telah dikhususkan.

c) Biski (wafer), serupa serpih tetapi bentuknya lebih besar. Biasanya lebih dari 0,02 inci tebalnya dan lebih 1 inci panjangnya.

d) Tatal (chips), sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang besar atau pemukul.

e) Serbuk gergaji, dihasilkan oleh pemotongan dengan gergaji.

f) Untaian, pasahan panjang tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar.

g) Kerat, bentuk persegi potongan melintang dengan panjang paling sekitar 4 kaki tebalnya.

11

2.5.2 Kegunaan Papan Partikel

Penggunaan papan partikel (komposit) dibedakan menjadi dua bagian : a) Struktur Komposit

Dipergunakan untuk dinding, atap, bagian lantai, tangga, komponen kerangka, mebel dan lain-lain. Bahan yang digunakan untuk memikul beban di dalam penggunaannya, penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior.

b) Non Struktural Komposit

Komposit ini tidak digunakan untuk memikul beban, penggunaan akhir produknya untuk pintu, jendela, mebel, banah pengemas, pembatas ubin, bagian interior mobil dan lain-lain.

2.6 Kelebihan Bahan Komposit

Bahan Komposit mempunyai beberapa kelebiha dibandingkan dengan bahan konvensional seperti logam. Kelebihan tersebut pada umumnya dapat kita lihat dari beberapa sudut yang penting seperti sifat-sifat mekanik dan sifat fisis. Gabungan martiks dan serat dapat menghasilkan komposit yang mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi dari bahan konvensional. Bahan komposit mempunyai densitas yang jauh lebih baik dibandingkan dengan bahan komvensional.

Hal ini memberikan implikasi yang penting dalam konteks penggunaan karena komposit akan mempunyai kekuatan dan kekakuan spesifik yang lebih tinggi dari bahan konvensional. produk memiliki gabungan sifat-sifat yang menarik yang dihasilkan dengan mengubah sesuai jenis matriks dan serat yang digunakan. Contoh dengan menggabungkan lebih dari satu serat dengan matriks untuk menghasilkan komposit hibrida . Massa jenisnya rendah , lebih kuat dan lebih ringan , tahan terhadap cuaca, tahan terhadap korosi, kuat dan lebih ringan, perbandingan kekuatan dan berat yang menguntungkan, lebih kuat, ulet dan tidak getas, koefisien pemuaian yang rendah dan mudah diproses.

2.7Karakterisasi Papan Partikel Komposit

Karakterisasi dari papan partikel komposit dilakukan untuk mengetahui dan menganalisis campuran polimer dengan serat. Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan standar SNI 03-2105-2006 yang meliputi sifat fisik seperti kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal dan siat mekanis seperti kuat patah (MOR), kuat lentur (MOE), keteguhan pererekat internal (internal bond)dan kuat imfak.Karakterisasi papan partikel komposit berdasarkan standar SNI 03-2105-2006 pada tabel berikut.

Tabel 2.1 Sifat fisis dan mekanis dari papan Partikel

No Sifat Fisik dan Mekanik SNI 03-2105-2006

1 Kerapatan (gr/cm3) 0,5-0,9

2 Kadar air (%) <14

3 Pengembangan tebal (%) Maks 12

4 MOR (kgf/cm3) Min 82

5 MOE ( kgf/cm3) Min 20.400

6 Kuat rekat internal (kg/cm3) Min 1,5

7 Kuat Pegang Sekrup (kg) Min 30

8 Kuat Impak -

Sumber : Badan Standarisasi Nasional

2.7.1 Kerapatan (Density)

Untuk Mengetahui sifat fisis papan partikel komposit dilakukan pengujian kerapatan (ρ).

Kerapatan (Density)

Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering udara, sampel uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang massanya, lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menetukan volumenya.

Rapat massa suatu bahan yang homogen didefenisikan sebagai massa persatuan volume. Rapat massa dilambangkan dengan huruf Yunani (rho) . secara matematis dapat ditulis :

13

Dimana; ρ = kerapatan (gr/cm3 ) m = massa sampel uji (gr) v = volume sampel uji (cm3)

Berat jenis suatu bahan ialah perbandingan antara rapat massa bahan itu terhadap rapat massa air dan sebab itu berupa bilangan semata tanpa satuan. Istilah berat jensi sebenarnya merupakan istilah keliru karena tidak ada sangkut pautnya dengan gravitasi. Lebih tepat disebut rapat relatif karena lebih memperjelas konsepnya. (Sears, 1982)

2.7.2 Kuat Tarik

Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik (σ) terhadap suatu material yang diberikan tekanan menggunakan alat pengukur yang disebut tensiometer atau dinamometer. Kekuatan tarik dapat diartikan sebagai ketahanan suatu bahan yang bekerja paralel pada bahan yang menyebabkan bahan tersebut putus tarik.

Kuat tarik dapat dihitung dengan persamaan berikut :

σ ...(2.2) Dengan :

σ =kekuatan tarik (N/m2 ) F = gaya tarik (N)

Ao = luas penampang awal (m2)

Selama perubahan bentuk, dapat diasumsikan bahwa volume spesimen tidak berubah. Perpanjangan tegangan pada saat bahan terputus disebut kemuluran. Besaran kemuluran (ε) dapat didefenisikan sebagai berikut:

ε = x 100 % ...(2.3) Dengan :

ε = kemuluran (%)

2.7.3 Kuat Impak

Pengujian kekuatan impak merupakan kriteria untuk mengetahui kegetasan bahan. Matriks dan serat memiliki peranan penting dalam menentukan sifat mekanik dan fisis dari komposit.

Pengujian impak ini dilakukan untuk mengetahui ketangguhan sampel terhadap pembebanan dinamis, sampel diletakkan pada alat penumpu dengan jarak 40 mm. Godam pada posisi awal dengan sudut 160o, kemudian godam dilepaskan secara tiba-tiba sehingga menumbuk sampel. Setelah penumbukan sampel sehingga sampel patah atau retak maka pengukuran dilakukan dengan membaca skala yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk skala.

Kekuatan impak yang dihasilkan (Is) merupakan perbandingan antara energi serap (Es) dengan luas penampang (A).

Is = ...(2.4) Dengan :

Is = Kekuatan impak (J/m2)

Es = Energi serap (J)

A = Luas penampang (mm2)

2.7.4 Kuat Lentur (Flexural Strength)

Pengujian kuat lentur untuk mengetahui seberapa besar ketahanan suatu material terhadap pembebanan pada tiga titik lentur dan juga untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada prinsifnya semakin besar kuat lentur suatu bahan maka sifat keelastisannya akan semakin baik.

P Sampel

15

Persamaan yang digunakan untuk memperoleh kekuatan lentur yaitu: σ = ...(2.5)

Dengan :

σ = Tegangan lentur (MPa) P = Load atau beban (N) L = jarak span (mm) b = lebar sampel (mm) d = tebal sampel (mm)

2.8 Pisang Abaka

2.8.1 Pengertian Pisang Abaka

Abaka (Musa Textilis Nee) merupakan salah satu spesies pisang yang tidak diambil buahnya, tetapi seratnya. Tanaman Abaka ini pertama kalinya berasal dari Filipina. Tanaman ini sangat berpotensi untuk dikembangkan di Indonesia. Pisang Abaka (Musa Textilis) merupakan jenis tanaman endemik yang tumbuh di daerah Filipina, Ekuador, dan Sulut, Namun bebrapa tahun terakhir tumbuh liar dengan baik di Kalimantan, Sumatera, Aceh, Sulawesi (khususnya di pulau Talaud di desa Essang). Secara rinci, sistematika pisang abaka diuraikan sebagai berikut ini: Kerajaan : Plantae

Divisi : Magnoliophyta Kelas : Liliopsida Ordo : Zingiberales

Famili : Musaceae

Genus : Musa

Spesies : Musa Textilis

Abaka merupakan salah satu jenis tanaman pisang yang termasuk dalam famili Musaceae. Jenis pisang ini dikenal juga dengan nama pisang manila, ini merupakan tanaman yang rumpun. Tanaman pohon pisang abaka dapat lihat pada gambar 2.5. Abaka berasal dari Filifina. rakyat Filipina menggunakan batang pisang abaka sebagai sumber untuk memperoleh serat. Kapan tanaman abaka diusahakan sebagai suatu tanaman industri tidak dapat diketahui secara pasti.

Penanaman dan pemakaiannya dalam pertenunan bahan pakaian telah tersebar di seluruh Kepulauan Mindanao, pada waktu orang-orang Spanyol di bawah Magellan berkunjung ke Cebu pada tahun 1521. Abaka dikenal juga dengan nama Manila Hemp. Nama tersebut diberikan oleh pedagang Eropa yang menemukannya di pasar Manila sekitar tahun 1697. Penyebaran pisang abaka ke indonesia terjadi pada pertengahan abad ke-19 dalam rangka menjadikan tanaman abaka sebagai tanaman industri. (Iman, 2001)

Gambar 2.6 Pohon Pisang Abaka

2.8.2 Serat Abaka dan Kegunaanya

Produk utama dari tanaman abaka adalah serat yang dihasilkan dari batang semu. Keunggulan serat abaka dibandingkan serat tanaman lainnya adalam dalam hal kekuatannya. Keunggulan lain dari serat abaka adalah kegunaanya yang beragam bahan baku dari berbagai produk, di antaranya sebagai bahan baku tali kapal, tekstil, pembungkus teh celup, pembungkus tembakau, jok kursi, dan kerajinan tangan, bahan dasar pembuatan kerta dan masih banyak lagi manfaat lainnya.

17

Tanaman abaka juga sering diistilahkan sebagai pohon uang karena hampir 80% produk seratnya dikhususkan untuk bahan baku pembuat uang kertas. Selain itu, dengan sifatnya yang kuat dan tahan air, bubur kertas abaka juga digunakan untuk membuat kertas berkualitas tinggi dan dokumen penting, seperti kertas berharga, kertas cek, dan legal paper lainnya.

Dengan pemanfaatna Serat abaka yang begitu luas dan bebarapa keunggulan yang dimilikinya maka prospek pasar serat abaka di dunia sangat cerah. Sayangnya prospek yang bagus ini belum dapat dimanfaatkan sepenuhnya oleh masyarakat indonesia. Serat batang pisang abaka dapat dilihat pada gambar 2.6 dibawah ini. Namun sejauh ini pisang abaka belum dimanfaatkan untuk aplikasi papan komposit ataupun dalam pembuatan polimer.

Gambar 2.7 Serat Batang Pisang Abaka

2.9. Polimer

Polimer (poly = banyak; mer = bagian) adalah suatu molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui ikatan kimia. Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul yang kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam suatu rantai. Suatu polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya

merupakan organik memiliki rantai karbon, ada juga banyak polimer unorganik. Contoh dari polimer adalah plastik dan DNA. Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu unit monomer.

Polimer merupakan bidang yang cukup penting. Bukan hanya karena menarik untuk dipelajari, tetapi bidang ini berperan penting dalam hal ekonomi, khususnya bagi negara industri. Banyak bahan atau barang di sekitar kita yang terbuat dari polimer mulai dari bahan makanan, bahan sandang berupa serat – serat sintesis, barang – barang rumah tangga: ember, selang, pipa paralon, komponen TV, komputer, alat – alat listrik bahkan bahan untuk bangunan yaitu berupa papan komposit. (Steven, 2001)

Perkembangan ilmu kimia polimer pada hakikatnya berkembang seiring dengan perkembangan zaman, usaha manusia untuk meningkatkan kesejahteraan hidupnya dengan memanfaatkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam waktu empat puluh tahun terakhir ini para ahli telah berhasil mensistesis berbagai jenis bahan polimer yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai aspek kehidupan. Polimer sintesis merupakan bahan yang serbaguna, dalam penggunaannya polimer sintetis ini dapat menggantikan logam, kayu, kulit dan bahan alami lainnya dengan harga yang jauh lebih murah.Pemanfaatan polimer dalam kehidupan tergantung sifat polimer yang antara lain ditentukan oleh massa molekul relatif, temperatur transisi gelas dan titik leleh

Menurut (Surdia, 1992) sifat – sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut ini:

1. Kemampuan cetaknya yang baik. Pada temperatur rendah, bahan dapat dicetak dengan penyuntikan, penekanan, ekstruksi dan lain sebagainya. 2. Produk ringan dan kuat.

3. Banyak di antara polimer yang bersifat isolasi listrik yang baik. Polimer mungkin juga dibuat sebagai konduktor dengan cara mencampurnya dengan serbuk logam, butiran karbon dan sebagainya.

4. Memiliki ketahanan yang baik terhadap air dan zat kimia.

5. Produk – produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya.

19

6. Umumnya bahan polimer memiliki harga yang lebih murah.

7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu untuk diperhatikan sewaktu penggunaannya.

8. Kekerasan permukaan yang kurang. 9. Kurang tahan terhadap pelarut.

10.Mudah termuati listrik secara elektrostatik. Kecuali beberapa bahan yang khusus dibuat agar menjadi hantaran listrik.

11.Beberapa bahan tahan terhadap abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang kecil. Polimer pada umumnya juga diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok atas bebrapa jenis, yaitu : jenis monomer, asal monomer, sifat termal dan juga reaksi penbentukannya.

2.9.1 Polimer Berdasarkan Sifat Termalnya

Apabila gaya antara molekul rantai polimer besar, maka polimer akan menjadi lebih kuat dan sukar meleleh. Rantai polimer yang bercabang banyak daya regangnya rendah dan lebih mudah untuk meleleh. Ikatan silang antar rantai menyebabkan terjadinya jaringan yang kaku dan biasanya membentuk bahan yang keras.

Polimer yang memiliki ikatan silang bersifat termoset, artinya hanya dapat dipanaskan satu kali pada saat pembuatannya, dan tidak bisa di daur ulang atau di cetak lagi. selanjutnya apabila pecah, tidak akan dapat disatukan lagi dengan pemanasan, oleh karena itu susunan molekulnya pada ikatan silang antar rantai akan rusak apabila dipanaskan kembali. Sebaliknya polimer yang tidak mempunyai ikatan silang bersifat termoplastik, artinya dapat dipanaskan berulang – ulang dan bisa dicetak kembali.

Berdasarkan sifatnya terhadap panas Polimer termoplas atau termoplastis yakni polimer yang melunak ketika dipanaskan dan dapat kembali ke bentuk semula. Contoh polester, polietilena, polipropilena, PVC, Polimer termosetting polimer yang tidak melunak ketika dipanaskan dan tidak dapat kembali ke bentuk semula. Contoh: melamin, selulosa

Ketika dipanaskan, polimer yang bersifat termoplastik meleleh dan kembali mengeras ketika didinginkan. Jadi apabila pecah, polimer ini dapat disambungkan kembali dengan cara dipanaskan atau dengan kata lain dicetak ulang dengan cara pemanasan. Bahan termoplastik adalah bahan yang keras dan kaku pada suhu normal, tapi menjadi lunak apabila dipanaskan , artinya bisa di daur ulang kembali.(Sidik, 2003)

1.Termoplastik

Termoplastik adalah palstik yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas. Termoplastik merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila di dinginkan. Termoplastik akan meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai siat dapat kembali (reversible) kepada sifat aslinya. Yaitu kembali mengeras apabila didinginkan, contoh dari termoplastik yaitu Poliester, nylon 66, PET, polieter sulfon, PES, polieter eter keton (PEEK) dan masih banyak lagi yang lainnya.

2. Termoset

Termoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (Irreversible). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak akan dapat lagi dilunakkan kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena siatnya yang demikian sering digunakn sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Plastik jenis termoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10 % ) dari volume jenis palstik yang bersiat termoplastik. Contoh dari termoset adalah Epoksi, bismaleimida (BMI), dan poli-imida (PI).

2.10 Resin Poliester

Poliester adalah polimer yang mengandung gugus fungsi ester pada rantai utamanya. Berdasarkan pada struktur kimianya polyester dapat bersifat termoplastik atau termoset, namun pada umumnya bersifat termoplastik. Poliester pada umumnya terbuat dari asam karboksilat dan glycol yang mengalami reaksi

21

polikondensasi. Jenis asam karboksilat yang terkonversi menjadi produk inilah yang menetukan jenis poliester jenuh (saturated) atau tidak jenuh (unsaturated). Sesuai dengan Explanatory notes pos 3907, dinyatakan bahwa poliester jenuh (saturated) dapat terbuat dari asam karboksilat jenis terephthalic acid, dan hellip, polyester tidak jenuh (unsaturated) dapat terbuat dari asam karbosilat jenis asam

fumaric dan asam maleat, penggunaan asam tak jenuh dengan berbagai cara sebagai bagian dari asam basa, yang menyebabkan terdapat ikatan tak jenuh dalam rantai utama polyester yang dihasilakan, sehingga disebut polyester tak jenuh.

Polyester merupakan resin yang paling banyak digunakan sebagai matrik pada fiber glass untuk badan kapal, mobil, tandon air dan sebagainya. Umumnya resin polyester mempunyai karakteristik tahan terhadap dingin relatif baik, sifat listriknya terbaik diantara resin termoset, tahan terhadap asam kuat kecuali asam pengoksida, tetapi lemah terhadap alkali. (Surdia, 2005)

2.10.1 Klasifikasi Poliester

Poliester secara umum diklasifikasikan ke dalam polimer jenuh dan tak jenuh. Kedua jenis ini dibagi lagi sebagaimana berikut ini :

1. Poliester tak jenuh

a. Resin Pelapis dan Pengecoran.

Resin ini merupakan dibasa dan alkohol dihidrat. Unit poliester yang terbentuk harus mampu bereaksi kopolimerisasi dengan monomer vinil, sehingga menghasilkan kopolimer vinil-poliester atau hanya poliester sederhana yang memiliki struktur termoset.

b. Alkyds.

Alkysd ini jenisnya sama dengan resin pelapis dan pengecoran meskipun glyptal (permukaannya berlapis), merupakan jenis yang dimodifikasi dengan minyak atau asam lemak. Istilah ini juga digunakan untuk menggambarkan sekelompok cetakan termoset berdasarkan reaksi dari alkohol dihidrat dengan asam tak jenuh seperti maleat untuk menggantikan asam ftalat biasa. Sebuah monomer vinil juga diperlukan untuk mempengaruhi kecepatan dari reaksi ikat silang

dan memperbaiki sifat - sifatnya dan digunakan sebagai cetakan bubuk untuk pemampatan dan teknik pencetakan (Hartomo, 1992).

2. Poliester jenuh a. Serat dan Film.

Serat dan film Merupakan suatu reaksi asam tereftalat dengan etilena glikol dan berbentuk linier, juga merupakan polimer dengan berat molekul tinggi yang tidak mengalami reaksi ikat silang.

b. Poliuretan.

Poliuretan adalah suatu poliester tertentu yang memiliki kandungan hidroksil yang tinggi yang direaksikan dengan beragam isosianat untuk membentuk poliuretan, secara umum digunakan sebagai perekat, pelapis permukaan, sebagai busa, dan elastomer.

2.10.2 Matriks Unsaturated Polyester

Bentuk polimer pertama dari kelompok poliester adalah poliester linier yang mengandung alifatik tak jenuh yang menyediakan sisi aktif untuk ikat silang. Polimer jenis ini pertamakali tersedia di Amerika Serikat pada tahun 1946, polimer dibuat dari dietilen glikol dan anhidrida maleat dan dapat berikat silang dengan bereaksi terhadap stirena.Resin poliester tak jenuh adalah penambahan produk dari berbagai asam jenuh, asam tak jenuh dan glikol. Banyak paten yang dikeluarkan untuk produksi poliester ini dalam 30 tahun terakhir. Poliester dibuat dengan cara yang mirip dengan poliamida.

Salah satu dari dua monomer yang saling melengkapi adalah asam, tetapi yang lainnya adalah alkohol, yang mengambil tempat amina yang digunakan dalam pembuatan poliamida. Air dibebaskan sebagai asam ujungGrup bereaksi dengan alkohol ujung-Grup, dan struktur kimia yang dihasilkan adalah sebuah ester.Poliester – poliester tak jenuh termasuk diantara polimer paling umum yang dipakai bersama dengan penguatan serat gelas poliester tak jenuh dipreparasi dari monomer-monomer fungsional, salah satunya mengandung ikatan rangkap dua yang mampu menjalani polimerisasi adisi dalam suatu reaksi ikat – silang berangkai.

23

Poliester tak jenuh linier tersebut diproses sampai mencapai berat molekul yang relatif rendah, kemudian dilarutkan dalam monomer seperti stirena untuk membentuk larutan yang kental. Reaksi ikat silang yang biasanya diinisiasi dengan inisiator - inisiator radikal bebas, dengan demikian merupakan kopolimer vinil antara poliester dan monomer pelarut. Sejauh ini stirena merupakan pelarut yang paling umum dipakai, meskipun bisa memakai monomer lain seperti vini asetat atau metal metakrilat atau untuk memperoleh sifat -sifat tahan nyala lebih baik, monomer terhalogenasi seperti orto-para–bromostirena.

Satu-satunya bahan yang mempunyai nilai komersial untuk mengintrodusir ketidakjenuhan ke dalam kerangka polimer adalah anhidrida maleat dan asam fumarat dikarenakan harga yang murah, jika hanya digunakan asam tak jenuh dan glikol, produk akhirnya terlalu terikat silang dan rapuh sehingga tidak bisa dipakai.

Unsaturated Poliester resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah seri Yukalac 157 BQTN-EX Series. Resin poliester tak jenuh (UPR) merupakan jenis resin termoset atau lebih populernya sering disebut poliester saja. UPR berupa resin cair dengan viskositas yang cukup rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin termoset lainnya. (Nurmaulita, 2010).

Sifat-sifat polyester dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Tabel 2.2 Beberapa Sifat Polyester

Sifat Polyester Besaran

Kuat Tarik 40 Mpa

Elongasi 1,8 %

Kuat Tekan 5,5 Mpa

Modulus Elastisitas 300 Gpa

Kuat Impak 0,4 J/m

Densitas (Kerapatan) 1,1 kg/m3

Rasio Poison

0,33

Karena sifat-sifat ini, polyester sering digunakan secara luas sebagai plastik penguat serat (fiber plastic reinforcement = FPR) dengan menggunakan serat gelas. Terdapat pengaruh penambahan serat pada jenis resin yang berbeda pada kekuatan impak komposit dari poliester. Hasil penelitian ini menghasilkan komposisi terbaik dengan perbandingan resin dengan serat 60 : 40 dengan

kekuatan impak sekitar 23,86 J/m

Polyester yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari toko bahan kimia Justus Kimia Raya, Jl Putri Hijau Baru Medan, dengan kode produk Yukalac@ 157 BQTN-EX. Spesifikasi polyester berasal dari hasil sintesa antara asam maleat (AM), asam fumarat (A) dan propilena glikol (PG). Bahan

ini berupa fluida yang sangat kental, transparan dan berbau sangat menyengat. (Mohammad, 2007)

2.11 Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKPO)

Mekpo dalam jumlah kecil dapat digunakan pada proses curing resin poliester (pengerasan) yang kemudian biasanya dapat dibuang pada lokasi pembuangan sanitary biasa. Peraturan di beberapa negara bagian dan lokal telah memperbolehkan hal ini. dengan demikian katalis mekpo ini dapat dikirim ke perusahaan pembuangan yang telah disetujui di mana katalis ini dapat dibakar. Daftar perusahaan tersebut tersedia dari pemasok peroksida organik.

Tabel 2.3 Sifat dan Wujud dari Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKPO)

No. Sifat dan wujud Keterangan

1 Wujud dan bau Cairan bening dan sedikit berbau tajam

2 Titik leleh Cair pada suhu normal

3 Titik nyala 82oC

4 Massa jenis 1.11 g/ml

5 Kelarutan dalam air kurang dari 1% pada 25oC

6 Sifat korosif tidak korosif

25

Hidrolisis adalah cara yang efektif untuk membuang jumlah kecil mekpo. Hal ini melibatkan penambahan inkremental katalis mekpo dengan pengadukan yang sangat cepat dan dingin, 5% - 10% larutan natrium hidroksida (kaustik). Reaksi ini membutuhkan pengadukan yang memadai dan kontrol suhu antara 30o– 40oC. Prosedur ini mengubah mekpo menjadi garam yang larut dalam air dan dapat dibuang sebagai limbah yang tidak berbahaya dengan cara normal. Berikut beberapa sifat dari katalis mekpo yang digunakan.

Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah metil etil keton peroksida (mekpo) dengan bentuk cair, berwarna bening. Fungsi dari katalis ini adalah mempercepat terjadinya proses pengeringan pada bahan matrik suatu komposit. Semakin banyak katalis yang dicampurkan pada cairan matrik ataupun perekat, maka akan mempercepat terjadinya pengeringan, tetapi akibat dari pencampuran yang teralu banyak adalah akan membuat material atau bahan menjadi getas, sangat kaku. Penggunaan katalis sebaiknya diatur berdasarkan kebutuhan. (Nurmaulita, 2010).

BAB 3

METODOLOGIPENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Tempat pelaksanaan penelitian dilakukan di 2 laboratorium yaitu Laboratorium Fisika Polimer FMIPA Universitas Sumatera Utaradan Laboratorium Penelitian Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara Medan.

3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian

Peralatan dan bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut.

3.2.1 Peralatan

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: 1. Neraca Digital

Berfungsi untuk menimbang serat batang pisang abaka dan poliester yang dibutuhkan sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan.

2. Plat Besi

Berfungsi sebagai alas dan penutup cetakan. 3. Cetakan Spesimen

Berfungsi untuk mencetak sampel uji dengan bentuk yang diinginkan sesuai dengan standar yang dibutuhkan.

4. Alumunium Foil

Berfungsi untuk melapisi plat besi agar sampel tidak keluar dari cetakan. 5. Kempa Panas (Hot Press)

Berfungsi untuk menekan alat cetakan agar diperoleh sampel uji yang padat sesuai dengan ketebalan cetakan.

6. Spatula

Berfungsi untuk memindahkan perekat saat menimbang dan meratakan pencampuran poliester dan serat batang pisang abaka.

7. Electronic System Universal Tensile Machine Type SC-2DE Berfungsi untuk menguji kuat lentur dan kuat tarik.

27

3.2.2 Bahan

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:Serat Batang Pisang Abaka

Berfungsi sebagai bahan utama pembuatan papan komposit berbasis serat alam.

1. Resin Poliester Type Yukalac 157 BTQN-EX Komersial

Berfungsi untuk merekatkan serat batang pisang abaka dengan perbandingan komposisi tertentu.

2. Katalis Mexpo 100cc

Berfungsi untuk mempercepat reaksi kimia dalam pembuatan papan komposit.

3. NaOH 5% 4 Liter

Berfungsi untuk menghilangkan kandungan lignin pada serat batang pisang abaka.

3.3 Prosedur Penelitian

Dalam penelitian ini dilakukan beberapa tahap kegiatan atu pengerjaan yaitu, preparasi dan pembuatan sampel, persiapan alat dan spesimen uji kuat tarik, uji impak, dan uji kuat lentur, melakukan pengujian kuat tarik, pengujian impak dan pengujian kuat lentur untuk mendapatkan sifat-sifat yang diperlukan.

3.3.1 Penyiapan Serat Batang Pisang Abaka 1. Diambil batang pisang abaka

2. Dibersihkan batang pisang abaka dan dipotong sepanjang 12 cm 3. Diserut serat batang pisang abaka hingga terlihat serat halus

4. Direndam seruta batang pisang abakadengan larutan NaOH 5 % selama 4 jam untuk menghasilkan serat batang pisang abaka tanpa lignin.

5. Dibersihkan serat batang pisang abaka dari NaOH 5% dengan air mengalir 6. Dikeringkan serat batang pisang abaka yang sudah dibersihkan pada ruang

3.3.2 Pembuatan Papan Serat Batang Pisang Abaka 1. Dipotong serat batang pisang abaka sepanjang 1cm.

2. Ditimbang serat batang pisang abaka dan polyester menggunakan neraca digital sesuai komposisi yang telah ditentukan.

3. Ditambahkan katalis MEKPO 1% dari komposisi poliester kedalam poliester, lalu di aduk hingga homogen.

4. Dihidupkan kempa panas dan diatur suhunya pada 50o C. 5. Dibersihkan cetakan agar kotoran tidak melekat pada cetakan.

6. Dilapisi kedua plat yang telah dibasahi dengan air menggunakan

alumunium foil untuk bagian alas dan penutup cetakan.

7. Diletakkan cetakan di atas plat alas yang sudah dilapisi alumunium foil.

8. Didistribusikan serat batang pisang abaka ke dalam cetakan secara random.

9. Dituang poliester di atas serat dan diratakan menggunakan spatulake segala arah.

10. Ditutup cetakan dengan plat penutup yang telah dilapisi alumunium foil.

11. Diletakkan cetakan pada kempa panas dengan suhu 50o C kemudian ditekan secara berulang-ulang untuk mendapatkan ketebalan yang sesuai dengan cetakan selama 20 menit

12. Dikeluarkan cetakan dari kempa dan dibiarkan selama 10 menit.

13. Dikeluarkan sampel dari cetakan dengan cara melepaskan plat besi dari

alumunium foil kemudian alumunium foilditarik secara perlahan dari cetakan.

14. Sampel yang dihasilkan kemudian dihitung densitasnya dan diuji sifat mekanik.

29

3.4 Diagram Alir

3.4.1 Penyiapan Serat Batang Pisang Abaka

Batang Pisang Abaka

Diambil batang pisang abaka

Diserut batang pisang abaka Dicuci dan dikeringkan 2 jam

Direndam serutan batang pisang abaka dengan larutan NaOH 5% selama 4 jam

Dikeringkan serat batang pisang abaka dibawah sinar matahari

Dibersihkan serat batang pisang abaka dari NaOH 5% dengan air mengalir

3.4.2 Tahap Penelitian

Resin Polyester Serat Batang Pisang Abaka

Dipotong kecil ± 1 cm

Ditambahkan Katalis Mekpo sebanyak 1% dari volume poliester

Dimixer / Dicampur

Uji Fisis : Densitas

Ditimbang

Serat : Poliester = 5 : 95% ; 10 : 90%; 15 : 85%; 20 : 80% dan 25 : 75%

Uji Mekanik :

1. Uji Kuat Tarik (ASTM D-638) 2. Uji Kuat Lentur (ASTM D-790) 3. Uji Impak

Sampel Uji Dicetak

Disusun serat batang pisang abaka secara acak dan merata didalam cetakan

Didistribusikan sisa resin secara merata diatas serat menggunakan spatula

Dimasukkan setengah dari komposisi resin poliester kedalam cetakan

Diletakkan pada kempa panas

dengan suhu 50oC dan dipress

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

Di dalam penelitian ini dilakukan beberapa analisa terhadap papan komposit campuran resin poliester dengan serat batang pisang abaka yang bervariasi. Berikut merupakan hasil dari analisa yang telah dilakukan.

4.1Perhitungan Densitas

Densitas merupakan sifat fisis yang menunjukkan kerapatan suatu bahan. Densitas atau massa jenis merupakan perbandingan antara massa dengan volume bahan. Hasil penelitian dari pengujian densitas dapat dilihat pada tabel di bawah ini : Table 4.1 Hasil Perhitungan Densitas Komposit Serat Batang Pisang Abaka -

Poliester Komposisi (%)

Serat Batang Pisang Abaka :

Poliester Panjang (cm) Lebar (cm) Tebal (cm) Volume (cm3)

Massa (gr)

Densitas (gr/cm3)

Densitas Rata-rata (gr/cm3)

5 : 95

13 1,5 0,26 5,07 6,7 1,32

1,10

13 1,5 0,33 6,43 6,6 1.02

13 1,5 0,34 6,63 6,4 0,96

10 : 90

13 1,5 0,27 5,26 6,1 1,15 1,00

13 1,5 0,35 6,82 6,6 0,96

13 1,5 0,35 6,82 6,2 0,90

15 : 85

13 1,5 0,35 6,82 6,0 0,87

0,77

13 1,5 0,41 7,99 5,9 0,73

13 1,5 0,42 8,19 5,9 0,73

20 : 80

13 1,5 0,35 6,82 5,8 0,85

0,76

13 1,5 0,39 7,60 5,7 0,75

13 1,5 0,41 7,99 5,4 0,69

25 : 75

13 1,5 0,34 6,63 5,0 0,75

0,74

13 1,5 0,35 6,82 5,0 0,73

Dari tabel 4.1 diatas dapat dilihat grafik hubungan antara densitas dengan komposisi serat Batang pisang abaka sebagai berikut :

Grafik 4.1 Hubungan Densitas dengan komposisi serat batang pisang abaka.

Berdasarkan hasil pengujian yang diperoleh, Kerapatan papan komposit serat batang pisang abaka dengan poliester cenderung akan meningkat seiring dengan penambahan jumlah perekat yang digunakan, hal ini terjadi akibat adanya gaya interaksi secara fisis antara perekat dengan pengisi melalui rongga – rongga yang diisinya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,74 g/cm3 sampai dengan 1,10 g/cm3, dimana nilai kerapatan terendah pada komposisi 75% : 25% dan tertinggi pada komposisi 95 % : 5% antara resin poliester dengan serat pisang abaka.

Nilai kerapatan rata – rata dari kelima komposisi yang dihasilkan adalah 0,874 g/cm3. Papan partikel memiliki tiga kategori yaitu papan partikel dengan kerapatan rendah (0,25 g/cm3– 0,40 g/cm3), kerapatan sedang (0,41 g/cm3– 0,80 g/cm3), dan keratapan tinggi (0,81 g/cm3 – 1,2 g/cm3). Bedasarkan ini dapat disimpulkan bahwa komposisi 15% : 85%, 20% : 80% dan 25% :75% merupakan

5

1.1 10 1 15 0.77 20 0.76 25 0.74 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0 5 10 15 20 25 30

D e n si tas ( g / c m 3)

33

papan partikel dengan kerapatan sedang. Sedangkan dua komposisi lainnya merupakan papan partikel dengan kerapatan tinggi.

Standar Nasional Indonesia (SNI) 03 – 2105 – 2006, Papan Partikel, menetapkan nilai kerapatan papan partikel sebesar 0,50 g/cm3– 0,90 g/cm3. Dari hasil rata- rata papan partikel yang telah diteliti menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar yang di tetapkan.

4.2 Pengujian Siat Mekanik 4.2.1 Pengujian Kuat Tarik

Telah dilakukan pengujian sifat mekanik yaitu kekuatan tarik terhadap semua variasi sampel dalam penelitian ini.PengujiankuattarikmenggunakanElectronic System Universal Tensile Machine Type SC-2DE.

Table 4.2. Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Komposit Serat Batang Pisang Abaka – Poliester

No. Komposisi (%) Panjang (mm) Lebar (mm) Tebal (mm) Luas (mm2)

Gaya (F) Kuat Tarik (MPa) Serat Batang Pisang Abaka Resin

Poliester Kgf N

1 5 95 114 6 3,56 52,31 18,20 178,39 3,24

2 10 90 115 8 3,41 24,29 26,30 257,71 10,61

3 15 85 115 6 3,57 25,08 35,36 346,56 13,82

4 20 80 113 5 2,67 20.26 35,88 351,66 17,35

Grafik 4.2. Hubungan antara Kekuatan tarik dengan Komposisi serat Batang pisang abaka -poliester

Dari Graik 4.2.dapat dilihat bahwa hasil pengujian menunjukkan nilai kekuatan tarik papan komposit yang diperoleh berkisar antara 17,76MPa sampai dengan 3,24 MPa, nilai kekuatan tarik maksimum yang diperoleh pada saat perbandingan komposisi 25 % : 75 % , sedangkan komposisi serat batang pisang abaka nilai kekuatan tarik minimum pada saat perbandingan komposisi 5 % : 95 % . Dalam Hal ini poliester berperan sebagai perekat pada papan partikel yang dihasilkan, dengan demikian semakin banyak jumlah perekat poliester yang digunakan maka kekuatan tarik dari papan partikel akan menurun, sebaliknya jika jumlah serat semakin banyak maka nilai kuat tariknya akan meningkat.

Penambahan serat bertindak sebagai pengisi dan menciptakan daerah konsentrasi tegangan. Penambahan serat kedalam komposit dapat mengganggu ikatan antara matriks dalam polimer. Perbandingan komposisi serat batang pisang abaka : poliester 10% : 90% , 15% : 85% 20% : 80 % , dan 25% : 75 % berdasarkan SNI 01–4449–2006 telah memenuhi standard. nilai kuat tarik komposit harus lebih besar dari 0,49 MPa (5,1 kgf/cm2) sehingga memenuhi standard. 5 3.24 10 10.61 15 13.82 20 17.35 25 17.76 0 5 10 15 20

0 5 10 15 20 25 30

ku at tar ik ( M Pa)

35

4.2.2 Pengujian Kuat Lentur

Sampel uji berbentuk persegi panjang dengan ukuran 130 mm x 15 mm yang disesuaikan dengan standar ASTM D-790. Pengujian kuat lentur menggunakan

Electronic System Universal Tensile Machine Type SC-2DE. Jarak antar penumpuh adalah 105 mm. Pada tabel 4.3 di bawah ini disajikan data hasil pengujian kuat lentur papan komposit serat batang pisang abaka.

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Lentur Papan Komposit Serat Batang Pisang Abaka - Poliester

No.

Komposisi (%) Ukuran sampel

Jarak antar Tumpu (mm) Beban (P) Kuat Lentur (MPa) Serat Batang Pisang Abaka

Poliester Lebar (mm)

Tebal

(mm) kgf N

1 5 95 15 3,34 105 1,16 11,34 4,354

2 10 90 15 3,51 105 3,52 34,54 4,870

3 15 85 15 4,12 105 3,36 32,88 6,380

4 20 80 15 3,92 105 2,04 20,02 6,503

5 25 75 15 3,56 105 2,85 27,96 7,487

Dari Tabel 4.3 dapat dilihat bahwa dari hasil pengujian kuat lentur terbesar dimiliki oleh sampel dengan perbandingan komposisi serat batang pisang abaka : poliester sebesar 25% :75 %dengan nilai 7,487 MPa. Sedangkan Perbandingan 5% :95%nilai kuat lenturnya paling rendah dibandingkan dengan perbandingan yang lain. Hasil pengujian kuat lentur menunjukkan bahwa semakin banyak komposisi serat maka nilai kuat lenturnya akan semakin meningkat. Penurunan kuat lentur pada komposisi 5%:95% dapat disebabkan karena kurangnya pendistribusian serat secara merata sehingga menyebabkan terjadinya void (ruang kosong)dalam struktur komposit hingga mampu menurunkan kekuatan mekanik.

Dengan demikian, papan komposit berbasis serat batang pisang abaka – polyester pada komposisi 5 % : 95 % dan komposisi 10 % : 90 % belum

memenuhi syarat minimum kuat lentur papan serat . Berdasarkan SNI 01-4449-2006 , syarat minimum kuat lentur papan serat yaitu yaitu 5 MPa.

Grafik 4.3 Hubungan kuat Lentur dengan komposisi serat batang pisang abaka - poliester

4.2.3 Pengujian Kuat Impak

Pengujian Kekuatan Impak merupakan suatu kriteria untuk mengetahui kegetasan bahan. Semakin besar komposisi serat pengisi pada papan komposit maka kuat impaknya semakin besar pula.

Table 4.4 Hasil Pengujian Kekuatan Impak Komposit Serat Batang Pisang Abaka – Poliester

No.

Komposisi % Ukuran Sampel Kuat Impak

(kJ/m2) Serat Batang

Pisang Abaka

Poliester Panjang (mm)

Lebar (mm)

Tebal (mm)

1 5 95 130 15 3,47 5,8228

2 10 90 130 15 3,50 7,5504

3 15 85 130 15 4,16 9,1346

4 20 80 130 15 4,25 10,454

5 25 75 130 15 3,80 11,940

5 4.354 10 4.87 15 6.38 20 6.503 25 7.487 0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 5 10 15 20 25 30

K u at le n tu r ( M Pa)

37

Dari tabel 4.4 diatas dapat dilihat grafik hubungan antara kekuatan impak dengan komposisi serat batang pisang abaka sebagai berikut :

Grafik 4.4 Hubungan Kuat Impak dengan Komposisi Serat Batang pisang abaka -Poliester.

Dari grafik 4.4 dapat dilihat kuat impak yang paling tinggi yaitu pada komposit dengan komposisi serat batang pisang abaka 25% :75 %. Bertambahnya jumlah serat yang digunakan pada komposit maka kemampuan komposit dalam menerima gaya yang diberikan semakin besar. karena serat mampu meneruskan gaya yang diberikan oleh matriks dengan baik.

Namun pada komposisi serat batang pisang abaka terjadi penurunan yang kemungkinan terjadi karena kurang meratanya serat atau dalam proses pencampuran serat dan resin tidak homogen sehingga terdapat ruang kosong pada papan komposit syang mengakibatkan terjadi penurunan kekuatan mekanik pada papan komposit .

5 5.8228 10 7.5504 15 9.1346 20 10.454 25 11.94 0 2 4 6 8 10 12 14

0 5 10 15 20 25 30

ku at im p ak ( k J/ m 2

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.Kesimpulan

Dari Penelitian yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Densitas papan komposit serat batang pisang abaka yang dihasilkan telah

memenuhi SNI 01-4449-2006. Dengan Densitas 0,74 g/cm3-1,10 g/cm3. Hasil ini telah memenuhi SNI 01-4449-2006.

2. Kuat impak, kuat lentur dan kuat tarik papan komposit dari campuran serat batang pisang abaka dan poliester telah memenuhi standard nasional Indonsesia SNI 01-4449-2006. Dengan kuat impak optimum 11,9403 KJ/m2, dan Kuat Lentur optimum 7,487 MPa, sedangkan kuat Tarik Mencapai 17,76 MPa. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa adanya peningkatan kekuatan mekanik papan komposit seiring dengan meningkatnya komposisi serat, hal ini menunjukkan bahwa penambahan jumlah serat dapat menambah kekuatan pada papan komposit.

3. Berdasarkan komposisi serat, maka semakin besar komposisi serat densitas papan semakin menurun, sedangkan untuk sifat mekanik semakin besar komposisi serat maka semakin besar pula kuat mekaniknya.

5.2 Saran

1. Untuk pengembangan penelitian ini, perlu dilakukan variasi panjang serat dengan jenis perekat lainnya untuk melihat kualitas papan yang dihasilkan. 2. Perlu diperhatikan pengadukan pada saat pembuatan spesimen, agar serat dan

poliester homogen dan rata, sehingga dapat mengurangi void (kekosongan) pada papan komposit.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1999. National Code of Practice for the Preparation of Material Safety Data Sheets. Australia

Hadi,B.K.2001. Mekanika Struktur Komposit, Departemen Pendidikan Nasional, Bandung.

Hartomo, A. J. 1992. Memahami Polimer dan Perekat. Edisi Pertama. Andi Offset: Yogyakarta.

Iman,Hilman. 2001. Budi daya dan prospek pengembangan abaka. jakarta. penebar swadaya.

Iskandar. 2009. Metodologi penelitian dan sosial. Jakarta: gaung persada press. K.Van Rijswijk, M.Sc, et.al. 2001. Natural Fibre Composites Structures and

Materials. Laboratory Facult of Aerospace Engineering Delft University of Technology

Kusumastuti, A . 2009. Aplikasi Serat Sisal Sebagai Koomposit Polimer. teknologi jasa dan produksi . Universitas negeri semarang

Maryanti, Budha. 2011. Pengaruh Aplikasi Komposit Serat Kelapa-Poliester terhadap Kekuatan Tarik.

Mohammad, Ali. 2007. Strategi penelitian pendidikan. Bandung. Angkasa.

Nurmaulita, 2010. Pengaruh Orientasi serat serabut kelapa dengan Resin Polieste karakteristik papan Lembaran . Tesis. Universitas Sumatera Utara Schwart, M. M. 1984. Composit Material Hand Book. Mc. Graw-Hill Book

Company. USA

Sears, Zemansky. 1982. Fisika Untuk Universitas 1. Cetakan keempat. Binacipta: Bandung.

Sidik,M.2003.Kimia Polimer.Jakarta : Pusat Penerbitan Universitas Terbuka Steven, M.P. 2001. Kimia polimer. Cetakan pertama. Jakarta: Pradnya Paramita

Surdia, T. dan Saito, S. 2005. Pengetahuan Bahan Teknik. PT. Pradnya Paramita. Pustak Teknologi dan Informasi. Jakarta

LAMPIRAN A

ALAT-ALAT PERCOBAAN

Aluminium Foil

Cetakan spesimen uji lenturdanimpak

Plat besi Cetakan spesimen uji kuat tarik

41

Alatuji Impak Alat Uji Lentur

LAMPIRAN B

BAHAN-BAHAN PERCOBAAN

Resin poliester dan katalis Mexpo Larutan NaOH 5%

43

Sampel Uji Tarik

45

LAMPIRAN C

PERHITUNGAN DATA PENGUJIAN

1. Menghitung Densitas Sampel ρ =

Dengan :

ρ = kerapatan (gr/cm3 ) m = massa sampel (gram) V = volume sampel (cm3)

Komposisi serat Batang pisang abaka : poliester sebesar 5% : 95% m = 6,7 gr

V = 5,07 cm3

ρ = 6,7 gr / 5,07 cm3 ρ = 1,321 gr/cm3

2. Menghitung kuat Impak Is =

Komposisi serat Batang pisang abaka : poliester sebesar 25 % :75 % Dimana:

Panjang = 130mm = 130 x 10-3 m Lebar = 15mm = 15 x 10-3 m A = P xL

= 130 x 10-3m x 15 x 10-3m = 0,00195 m2

Es = 0,023 KJ

Kuatimpak (Is) = =

= 11,9403 kJ/m 2

3. Menghitung Kuat Tarik Sampel

Pada sampel dengan komposisi serat Batang pisang abaka : poliester Perbandingan 25% : 75%

F = 42,53 kgf = 41,77 N A = 23,46 mm2

Kuat tarik = σ = F/A = 416,77 / 23,46 mm2

47

4. HasilpengujianKuatlentur a. Komposisiserat 5% : 95%

Pada grafik di bawah ini dapat dilihat bahwa besar kuat lentur yang diperoleh saat pengujian sampel perbandingan komposisi 5 % : 95 % menapai 4.354 Mpa.

b. Komposisi 10% : 90%

Pada graik dibawah ini dapat dilihat dengan jelas bahwa hasil pengujian kuat lentur pada perbandingan komposisi 10% : 90 % diperoleh kuat lentur sebesar 4.870 MPa

49

c. Komposisi 15% : 85%

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian kuat lentur pada perbandingan komposisi 15 % : 85 % diperoleh kuat lentur sebesar 6.380 MPa

d. Komposisi 20% : 80%

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian kuat lentur pada perbandingan komposisi 20 % : 80 % diperoleh kuat lentur sebesar 6.503 MPa

51

e. Komposisi 25% : 75%

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian kuat lentur pada perbandingan komposisi 25 % : 75% diperoleh kuat lentur sebesar 7.487 MPa

5. Hasil pengujian Kuat Tarik

a.Komposisi 5% : 95 %

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian Tarik pada

53

b.Komposisi 10 % : 95 %

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian Tarik pada

c. Komposisi 15 % : 90 %

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian Tarik pada

55

d. Komposisi 20 % : 85 %

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian Tarik pada

d. Komposisi 20% : 80%

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian kuat lentur pada perbandingan komposisi 20 % : 80 % diperoleh kuat lentur sebesar 6.503 MPa

e. Komposisi 25% : 75%

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian kuat lentur pada perbandingan komposisi 25 % : 75% diperoleh kuat lentur sebesar 7.487 MPa

5. Hasil pengujian Kuat Tarik a.Komposisi 5% : 95 %

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian Tarik pada

b.Komposisi 10 % : 95 %

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian Tarik pada

c. Komposisi 15 % : 90 %

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian Tarik pada

d. Komposisi 20 % : 85 %

Pada graik Dibawah ini dapat dilihat bahwa hasil pengujian Tarik pada