Tahapan Penelitian Cara Pengambilan Data

BAB III METODOLOGI

3.1. Tahapan Penelitian

Berikut ini adalah diagram alir tahapan penelitian : Gambar 3.1 diagram tahapan penelitian Polypropilen Polyetilen Mixer Hydraulic Hot Press Film Spesimen PP : PE Spesimen diuji tarik dengan mesin uji tarik Tarno test Analisa Data Hasil Neraca Analitik 3.2. Alat dan Bahan 3.2.1 Alat 3.2.1.1. Mixer Mixer yang digunakan berupa internal mixer. Kecepatan motor 1410 rpm dan kecepatan saat pencampuran 10 rpm. Gambar 3.2 Internal Mixer Keterangan gambar 3.2 : 1. Indikator kuat arus dan tegangan 2. Pengatur temperature pencampuran 3. Tombol power pemanas pada mixer 4. Tombol penggerak motor 5. Motor 6. Hopper 7. Ruang pemanas danpencampuran 2 3 5 4 6 7 1

3.2.1.2. Neraca Analitik

Alat ini memiliki ketelitian yang tinggi, mampu menimbang zat atau benda sampai batas 0,001 gr. Neraca ini sangat peka, karena itu bekerja dengan neraca ini harus secara halus dan hati-hati. Alat ini digunakan penulis di Laboratorium Kimia Dasar MIPA USU. Gambar 3.3 Neraca Analitik Keterangan gambar 3.3 : 1. Bahan yang akan ditimbang 2. Landasan timbangang 3. Indikator 4. Tombol power 1 2 3 4

3.2.1.3. Hydraulic hot press

Mesin hydraulic hot press adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk membentuk suatu perlengkapan dari bahan plastik dengan menyampaikan konsepsistem tekanan dengan aplikasi panas untuk melelehkan bahan, seperti termoplastik yang juga disebut termo pembentuk, prosedur ini menciptakan produk dengan tekstur, atau bentuk dapat dipakai sebagai hasil langsung. Operasi ini dicapai melalui penggunaan hidrolik disesuaikan untuk mentransfer energi, dalam bentuk tekanan, untuk materi. Pada penelitian ini digunakanlah mesin hydraulic hot press yang merupakan jenis rakitan, namun prinsip kerjanya sama dengan prinsip kerja mesin – mesin hasil pabrikan. Gambar 3.4 Hydraulic hot press Keterangan gambar 3.4 : 1. Pengatur temperatur pencampuran 2. Panel power 1 2 3 4 5 6 3. Pemanas 4. Hydraulic 5. Rumah mesin 6. Ruang penekanan

3.2.1.4. Cetakan

Untuk pengambilan data sifat mekanik, ukuran spesimen dibuat sesuai standard ASTM D638 tipe IV dengan dimensi seperti gambar berikut: Gambar 3.5 Cetakan Standard ASTM D638 tipe IV Keterangan gambar 3.5 : • L o = Length overall 115 mm • L = Length of narrow section 33 mm • D = Distance between grips 65 mm • G = Gage length 25 mm • W o = Width overall 19 mm • W = Width of narrow section 6 mm • R o = Out radius 25 mm • R = Radius of fillet 14 mm • T = Thickness 2 mm L o D L W o G R R o W T

3.2.1.5 Mesin Uji Tarik

Merupakan alat yang digunakan untuk menguji : - Kekuatan tarik tensile strength - Kekuatan tekan compressive strength - kekuatan bending flexural strength Menggunakan piston yang digerakkan oleh pompa hidraulik Memiliki skala 100 kgf, 200kgf, 400kgf, 1000 kgf dan 2000 kgf.. Grafik pengujian yang dilakukan dicetak di kertasgrafik. Gambar 3.6 Mesin Uji Tarik Keterangan gambar 3.6 : 1. Pencekam spesimen 2. Indikator load Tegangan 1 6 5 4 3 2 7 3. Indikator stroke Regangan 4. Skala uji tarik 5. Tombol power 6. Alat untuk menggambarkan grafik pengujian pada Kertas grafik 7. Mesin penggerak Spesifikasi mesin uji tarik Tarno type SC – 2DE : - Nama : Electronic System Universal Testing Machine - Pabrikan : Tokyo Japan - Gaya max : 2000 kgf - Stroke : 250 mm - Kec. Piston : 0 – 250 mmmin

3.2.2 Bahan Baku

Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Tabel 3.1 Bahan Baku dan Karakteristiknya Bahan Baku Temperatur Leleh Beratbutir Polipropilen PP 164 o C 0,025 gr Polietilen PE 125 o C 0,025 gr Sumber : boedeker.com Gambar 3.7 Bahan Baku polypropylene PP Gambar 3.8 Bahan Baku polyethylene PE

3.3 Pembuatan Spesimen

3.3.1 Penimbangan Komposisi Formula

Sebelum menuju kearah pembuatan spesimen, bahan baku ditimbang terlebih dahulu untuk mendapatkan komposisi yang diinginkan. Dalam hal ini, penulis ingin menggunakan 50 gram polimer, yaitu campuran polypropylene dan polyethylene. Alat yang digunakan adalah neraca analitik. Alat ini diperoleh penulis di Laboratorium Kimia Dasar MIPA USU. Komposisi formula tersebut adalah : - Formula 1 Polypropylene 80 + polyethylene 20 - Formula 2 Polypropylene 70 + polyethylene 30 - Formula 3 Polypropylene 60 + polyethylene 40

3.3.2 Pembuatan Campuran Polimer

Pencampuran polypropylene dan polyethylene dilakukan dengan menggunakan alat yang bernama Internal Mixer. Temperatur yang digunakan bervariasi, yaitu 160 o C, 165 o C, 170 o C, 175 o C dan 180 o C Komposisi formula PP : PE yang digunakan adalah 80 : 20, 70 : 30, 60 : 40. Campuran polimer yang dihasilkan dari proses pencampuran dengan internal mixer seperti ditunjukkan pada gambar berikut : Gambar 3.9 Hasil Campuran Polimer

3.3.3 Pembuatan Film Spesimen

Setelah mengalami pencampuran didalam internal mixer, campuran polimer tersebut akan dibuat film spesimen yaitu dengan memasukkannya ke dalam cetakan sesuai ketentuan untuk uji karakteristiknya yaitu standard ASTM D638 tipe IV dan ditekan dengan menggunakan hydraulic hot press. Lamanya penekanan dengan hydraulic hot press yaitu 30 menit. Berikut ini adalah gambar campuran polimer untuk pembuatan film spesimen sebelum ditekan dengan hydraulic hot press. Gambar 3.10 Campuran Polimer pada cetakan sebelum ditekan dengan hydraulic hot press. Untuk tiap-tiap komposisi dan temperatur tersebut dicetak 3 buah spesimen uji tarik, dapat kita lihat pada table 3.2. Tabel 3.2 Sampel hasil variasi komposisi volume bahan dengan variasi temperatur Formula Temperatur Formula 1 PP 80 + PE 20 Formula 2 PP 70 + PE 30 Formula 3 PP 60 + PE 40 160°C Sampel 1 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 2 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 3 Uji I, Uji II, Uji III 165°C Sampel 4 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 5 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 6 Uji I, Uji II, Uji III 170°C Sampel 7 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 8 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 9 Uji I, Uji II, Uji III 175°C Sampel 10 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 11 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 12 Uji I, Uji II, Uji III 180°C Sampel 13 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 14 Uji I, Uji II, Uji III Sampel 15 Uji I, Uji II, Uji III Dalam bentuk diagram pohon Sampel hasil variasi komposisi volume bahan dengan variasi temperatur dapat kita lihat pada gambar 3.11 : Suhu mixer 160°C Komposisi Campuran PP 80 PE 20 Spesimen 1 Komposisi Campuran PP 70 PE 30 Komposisi Campuran PP 60 PE 40 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 3 Spesimen 2 Spesimen 1 Spesimen 3 Spesimen 2 Spesimen 1 Spesimen 3 Spesimen 2 Komposisi Campuran PP 60 PE 40 Komposisi Campuran PP 70 PE 30 Komposisi Campuran PP 80 PE 20 Suhu mixer 165°C Komposisi Campuran PP 80 PE 20 Komposisi Campuran PP 70 PE 30 Komposisi Campuran PP 60 PE 40 Suhu mixer 170°C Gambar 3.11 Diagram pohon sampel hasil variasi komposisi volume bahan baku dengan variasi temperatur Dari tabel 3.2 dan gambar 3.11 diketahui bahwa terdapat lima variasi temperatur mixer dan tiga variasi komposisi bahan baku polypropilene dan polyethylene dimana setiap kombinasi dicetak tiga spesimen, sehingga diproleh 45 buah spesimen yang kemudian akan diuji tarik. Suhu mixer 175°C Komposisi Campuran PP 80 PE 20 Komposisi Campuran PP 70 PE 30 Komposisi Campuran PP 60 PE 40 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Komposisi Campuran PP 60 PE 40 Komposisi Campuran PP 70 PE 30 Komposisi Campuran PP 80 PE 20 Suhu mixer 180°C Spesimen 1

3.3.4 Karakteristik Campuran Polypropylene dan Polyethylene

Untuk mengetahui karakteristik campuran polimer polypropylene dan polyethylene, perlu dilakukan kekuatan uji tarik. Dari sini akan diperoleh tegangan dan regangan dari tiap film spesimen dengan komposisi formula yang berbeda. Hasil tersebut akan dibandingkan dengan polypropylene dan polyethylene murni. Apakah pencampuran polimer ini lebih baik bila dibanding dengan polimer murni.

3.4 Cara Pengambilan Data

Cara pengambilan data pada penelitian ini yaitu dengan melakukan pengukuran dimensi dari tiap spesimen yang ada dan kemudian melakukan pengujian tarik dengan menggunakan mesin uji tarik Tarno type SC – 2DE dengan beban 100 kgf dan kecepatan tarik 20 mmmin sehingga didapat data yang selanjutnya dianalisis. Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui sifat- sifat mekanis bahan. Deformasi bahan disebabkan oleh adanya beban tarik yang merupakan dasar dari pengujian dan studi mengenai kekuatan.

BAB IV DATA DAN ANALISA

4.1. Analisis Visual Spesimen

Pada penelitian ini, spesimen yang dihasilkan berbentuk film tipis dengan ketebalan 2 mm dan dibentuk sesuai dengan ASTM D638 Type IV. Tampilan film bahan Polipropilen PP : PolietilenaPE : dengan komposisi 80 : 20 F1, 70: 30 F2, dan 60 :40 F3 dengan variasi temperatur pada internal mixer 160 o C, 165 o C, 170 o C, 175 o C, 180 o C dapat dilihat seperti pada lampiran 1. Dari gambar yang terdapat pada lampiran 1, dapat dilihat bahwa spesimen antara masing – masing komposisi tidak terdapat perbedaan warna yang berarti walaupun komposisi campuran dan juga temperatur pada proses pencampuran yang diberikan pada saat pencetakan berbeda. Selanjutnya film spesimen ini dilakukan uji mekanik yaitu Uji TarikUji Kemuluran. Dari pengujian tarik ini nantinya akan diketahui berapa kekuatan spesimen, pertambahan panjang elongasi, dan modulus elastisitas E spesimen.

4.2. Hasil Uji Tarik Spesimen

Terdapat 45 spesimen yang telah diuji kekuatan tariknya yang terdiri dari variasi temperatur yaitu 160 o C, 165 o C, 170 o C, 175 o C, dan 180 o C. Begitu juga dengan variasi komposisi PP : PE, yaitu 80 : 20, 70 : 30, dan 60 :40. Data lengkap hasil Uji TarikUji Mulur spesimen ditunjukkan pada tabel 4.1 :