BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pembuatan PP-g-MA
Perbandingan pencampuran polipropilena, benzoil peroksida, maleat anhidrat yang digunakan adalah 95 : 3 : 2.
Tabel 4.1.1 Data Hasil Pencampuran Bahan Polimer Polipropilena
Maleat Anhidrat
Benzoil Peroksida
Berat Endapan
gr Volume
KOH 0,05 N ml
Derajat Grafting
95 3
2 1
2,26 5,53
Derajat grafting dari PP-g-MA yang dihasilkan sebesar 5,53. Dimana semakin besar derajat grafting dari suatu bahan polimer menunjukkan semakin banyak
persentase monomer yang tergrafting pada rantai utama.
4.2. Analisa FT-IR PP-g-MA
Analisa FT-IR digunakan untuk melihat perubahan gugus fungsi dari polipropilena, dan polipropilena yang telah tergrafting dengan maleat anhidrat.
Dimana bilangan gelombang polipropilena yaitu :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2.1 Bilangan Gelombang FT-IR Polipropilena Sampel
Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi Polipropilena
2924,09 CH
1373,32 CH
3
1458,18 CH
2
Bilangan gelombang PP-g-MA setelah pemurnian yaitu Tabel 4.2.2. Bilangan Gelombang PP-g-MA setelah pemurnian
Sampel Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi PP-g-MA
2954,95 CH
1712,79 C=O
1458,18 CH
2
1373,32 CH
3
1165,00 C-O
Dari spektra FT-IR menunjukkan telah terjadi reaksi grafting antara maleat anhidrat dengan polipropilena. Hal ini ditunjukkan dengan adanya serapan khas
pada bilangan gelombang 1712,79 cm
-1
yang merupakan serapan C=O dari maleat anhidrat dan adanya serapan gugus C-O pada bilangan gelombang 1165,00 cm
-1
.
4.3. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran Komposit PPPP-g-MASerat Nenas
Pengujian kekuatan tarik dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik dari papan komposit seperti kekuatan tarik dan regangannya. Pada penelitian ini pengujian
tarik dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan PP, PP-g-MA dan serat terhadap kekuatan tarik papan komposit yang dihasilkan. Dimana serat yang
Universitas Sumatera Utara
digunakan adalah serat pendek dan penyusunan serat dilakukan searah dengan panjang cetakan.
4.3.1. Uji Tarik dengan Variasi Berat PP dan PP-g-MA
Variasi perbandingan komposit yang digunakan adalah : 1.
Polipropilena murni 10 g 2.
Polipropilena : serat 9 : 1 g 3.
Polipropilena : PP-g-MA : serat 8 : 1 : 1 g 4.
Polipropilena : PP-g-MA : serat 7 : 2 : 1 g 5.
Polipropilena : PP-g-MA : serat 6 : 3 : 1 g 6.
Polipropilena : PP-g-MA : serat 5 : 4 : 1 g 7.
Polipropilena : PP-g-MA : serat 4 : 5 : 1 g Dengan variasi PP : PP-g-MA : serat tersebut kekuatan tarik dan kemuluran yang
dihasilkan sebagai berikut : Tabel 4.3.1.1. Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran Komposit
PPPP-g-MASerat Nenas No.
Sampel Load
Stroke Uji Tarik
Mpa Kemuluran
1. Propilena murni 10 g
39,98 2,69
32,65 5,40
2. PP:Serat 9:1 g
41,41 2,023
33,85 4,00
3. PP:PP-g-MA:serat 8:1:1 g
42,29 2,071
34,57 4,15
4. PP:PP-g-MA:serat 7:2:1 g
36,71 1,359
30,01 2,70
5. PP:PP-g-MA:serat 6:3:1 g
33,59 1,485
27,46 2,96
6. PP:PP-g-MA:serat 5:4:1 g
32,91 1,277
26,90 2,60
7. PP:PP-g-MA:serat 4:5:1 g
20,75 1,039
16,95 2,10
Universitas Sumatera Utara
Grafik hubungan antara variasi PPPP-g-MAserat nenas dengan kekuatan tarik ditunjukkan oleh grafik berikut :
Gambar 4.3.1.1. Grafik KekuatanTarik Mpa dari Komposit PPPP-g-MASerat nenas
Keterangan : 1.
Propilena 10 2.
PP : serat 9:1 3.
PP : PP-g-MA : Serat 8:1:1 4.
PP : PP-g-MA : Serat 7:2:1 5.
PP : PP-g-MA : Serat 6:3:1 6.
PP : PP-g-MA : Serat 5:4:1 7.
PP : PP-g-MA : Serat 4:5:1
Dari grafik 4.3.1 terlihat bahwa perbandingan PPPP-g-MASerat nenas 8:1:1 memiliki kekuatan tarik yang paling besar yaitu sebesar 34,57 Mpa dan
kekuatan tarik yang paling rendah dengan perbandingan 4:5:1 yaitu sebesar 16,95 Mpa. Dari hasil kekuatan tarik tersebut terlihat bahwa semakin sedikit
penambahan PP menurunkan kekuatan tarik dari papan komposit tersebut.
5 10
15 20
25 30
35
1 2
3 4
5 6
7 32.65
33.85 34.57
30.01 27.46
26.9
16.95
Uj i
Tar ik
M p
a
variasi Komposisi
Universitas Sumatera Utara
Penurunan kekuatan tarik ini disebabkan volume PP yang mempunyai kekuatan yang lebih besar dibandingkan PP-g-MA semakin berkurang dan
penambahan volume PP-g-MA yang semakin banyak tidak meningkatkan ikatan antara PP dan serat nenas. Hal ini disebabkan karena PP-g-MA tidak dapat
bercampur sempurna atau tidak homogen karena proses pencampuran PP dan PP- g-MA yang dilakukan secara manual. Faktor lain yang menyebabkan menurunnya
kekuatan tarik komposit disebabkan karena penyebaran serat yang tidak merata di dalam komposit yang menyebabkan adanya daerah kosong pada komposit. Daerah
kosong tersebut menyebabkan kekuatan tarik dari komposit semakin menurun.
Dibawah ini grafik hubungan antara variasi PPPP-g-MAserat terhadap kemuluran dari komposit :
Gambar 4.3.1.2. Grafik Kemuluran dari Komposit PPPP-g-MASerat nenas Keterangan :
1. Propilena 10
2. PP : serat 9:1
3. PP : PP-g-MA : Serat 8:1:1
4. PP : PP-g-MA : Serat 7:2:1
5. PP : PP-g-MA : Serat 6:3:1
6. PP : PP-g-MA : Serat 5:4:1
1 2
3 4
5 6
1 2
3 4
5 6
7 5.4
4 4.15
2.7 2.96
2.6 2.1
K e
m u
lu ran
Variasi Komposisi
Universitas Sumatera Utara
7. PP : PP-g-MA : Serat 4:5:1
Dari grafik 4.3.2 terlihat bahwa kemuluran yang paling besar diperoleh dengan perbandingan PPPP-g-MASerat nenas 8:1:1 yaitu sebesar 4,15 dan
kemuluran yang paling rendah diperoleh dengan perbandingan 4:1:1 yaitu sebesar 2,1 .
4.3.2. Uji Tarik dengan Variasi Panjang Serat
Pada variasi panjang serat berat PP dan PP-g-MA yang digunakan adalah variasi yang memiliki kekuatan tarik maksimum dari variasi berat PP dan PP-g-MA yang
pertama. Kekuatan tarik yang paling maksimum dihasilkan dengan variasi berat 8:1:1. Kemudian dengan perbandingan 8:1:1 akan dilanjutkan dengan variasi
panjang serat ± 1 cm, 2 cm, 3 cm, 4 cm, dan 5 cm. Dimana cara penyusunan letak serat dilakukan searah cetakan. Data kekuatan tarik yang dihasilkan adalah
sebagai berikut :
Tabel 4.3.2.1. Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran Dengan Variasi Panjang Serat
No. Panjang Serat cm Load
Stroke Uji Tarik
Mpa Kemuluran
1. 1
42,29 2,071
34,55 4,15
2. 2
42,81 1,92
35,00 3,85
3. 3
45,23 2,58
36,98 5,15
4. 4
26,23 3,65
29,7 7,2
5. 5
29,73 1,75
24,3 3,5
Universitas Sumatera Utara
Dibawah ini grafik hubungan variasi panjang serat dengan kekuatan tariknya:
Gambar 4.3.2.1. Grafik Hubungan Panjang Serat Dengan Kekuatan Tarik
Dari grafik 4.3.2.1 terlihat bahwa kekuatan tarik yang paling besar dimiliki dengan panjang serat 3 cm yaitu sebesar 36,98 Mpa dan kekuatan tarik yang
paling rendah dimiliki dengan panjang serat 5 cm yaitu sebesar 24,3 Mpa. Dari hasil kekuatan tarik tersebut terlihat bahwa semakin panjang seratnya maka
kekuatan tariknya semakin menurun. Hal ini berbanding terbalik dimana seharusnya semakin panjang ukuran serat maka kekuatan tarik semakin besar
karena tegangan dari beban akan dialirkan ke serat tersebut.
Hal ini disebabkan oleh penyusunan serat yang dilakukan searah dengan cetakan, selain itu ukuran serat yang semakin panjang menyebabkan serat
semakin sulit untuk disusun dan serat tidak menyebar merata didalam cetakan. Karena serat distribusi serat yang tidak merata maka pada komposit akan terdapat
kekosongan. Kekosongan ini yang menyebabkan komposit akan lebih cepat patah, karena pada daerah yang kosong tidak diisi oleh matrik. Sehingga pada saat
5 10
15 20
25 30
35 40
1 2
3 4
5 34.55
35 36.98
29.7 24.3
K u
at Tar
ik M
p a
Panjang Serat cm
Universitas Sumatera Utara
komposit diberikan beban maka daerah kosong tersebut tidak dapat menahan beban yang diberikan sehingga terjadi patahan yang lebih cepat.
Dibawah ini grafik hubungan antara variasi panjang serat dan kemuluran:
Gambar 4.3.2.2. Grafik Hubungan Panjang Serat dengan Kemuluran Dari garik 4.3.2.2. terlihat bahwa kemuluran yang paling tinggi dimiliki
dengan panjang serat 4 cm yaitu sebesar 7,2 dan kemuluran yang paling rendah dimiliki dnegan panjang serat 5 cm yaitu sebesar 3,5.
4.4. Analisa Kerapatan dan Daya Serap Air Komposit PPPP-g-MASerat Nenas
4.4.1. Kerapatan
Kerapatan komposit menunjukkan sifat ringan pada komposit. Sifat ringan merupakan sifat yang mutlak diperlukan untuk beberapa bahan komposit yang
digunakan dalam industri.
1 2
3 4
5 6
7 8
1 2
3 4
5 4.15
3.85 5.15
7.2
3.5
K e
m u
lu ran
Panjang serat cm
Universitas Sumatera Utara
4.4.1.1. Kerapatan dengan Variasi Berat PP dan PP-g-MA
Pada penelitian ini kerapatan pada komposit yang dihasilkan berkisar antara 0,77 grcm
3
-0,95 grcm
3
. Hasil kerapatan ditunjukkan oleh data berikut :
Tabel 4.4.1.1. Kerapatan Komposit Variasi Berat PP dan PP-g-MA No.
Sampel M
1
gr M
2
gr M
3
gr M gr
Kerapatan grcm
3
1. Polipropilena
10g 0,75
0,76 0,76
0,76 0,95
2. PP : serat 9:1 g
0,79 0,79
0,79 0,79
0,99 3.
PP:PP-g- MA:serat8:1:1 g
0,76 0,76
0,76 0,76
0,95
4. PP:PP-g-
MA:serat7:2:1 g 0,77
0,75 0,76
0,76 0,95
5. PP:PP-g-
MA:serat6:3:1 g 0,67
0,70 0,70
0,69 0,86
6. PP:PP-g-
MA:serat5:4:1 g 0,64
0,63 0,58
0,62 0,77
7. PP:PP-g-
MA:serat4:5:1 g 0,68
0,67 0,57
0,64 0,8
Universitas Sumatera Utara
Dibawah ini tampilan grafik dari kerapatan komposit :
Gambar 4.4.1.1. Grafik Hubungan Antara Variasi Komposisi Dengan Densitas
Drai grafik tersebut terlihat bahwa komposit yang memiliki kerapatan yang paling besar yaitu dengan perbandingan 8:1:1 sebesar 0,95 grcm
3
dan yang kerapatan yang paling rendah yaitu dengan perbandingan 5:4:1 sebesar 0,77 grcm
3
.
4.4.1.2. Kerapatan dengan Variasi Panjang Serat
Pada penelitian ini kerapatan yang dihasilkan dengan variasi panjang serat yaitu berkisar antara 0,83 grcm
3
- 0,95 grcm
3
. Hasil kerapatan ditunjukkan oleh data sebagai berikut :
Tabel 4.4.1.2.1 Kerapatan Komposit dengan Variasi Panjang Serat No.
Panjang serat cm
M
1
gr M
2
gr M
3
gr M
Densitas grcm
3
1. 1
0,76 0,76
0,76 0,76
0,95 2.
2 0,77
0,76 0,77
0,77 0,96
3. 3
0,76 0,78
0,78 0,77
0,96 4.
4 0,64
0,68 0,78
0,7 0,87
5. 5
0,64 0,78
0,59 0,67
0,83
0.2 0.4
0.6 0.8
1
1 2
3 4
5 6
7 0.95
0.99 0.95
0.95 0.86
0.77 0.8
D e
n si
tas gr
c m
3
Variasi Komposisi
Universitas Sumatera Utara
Grafik hubungan antara panjang serat dengan densitasnya adalah sebagai berikut :
Gambar 4.4.1.2. Grafik Hubungan Antara Densitas dan Panjang Serat
Dari grafik tersebut terlihat bahwa komposit memiliki kerapatan yang cukup berbeda dengan panjang serat yang lain, terlihat dengan panjang serat 2 cm
dan 3 cm memiliki kerapatan yang sama yaitu sebesar 0,96 gcm
3
, diikuti dengan panjang serat 1 cm yaitu sebesar 0,95 gcm
3
, panjang serat 4 dan 5 cm memiliki kerapatan sebesar 0,87 gcm
3
dan 0,83 gcm
3
.
Menurut Dina 2006, bahwa kerapatan papan kompsit diupayakan seseragam mungkin agar perbedaan sifat komposit yang dianalisis tidak
disebabkan karena perbedaan kerapatan. Namun dari data yang didapatkan kerapatan dengan variasi berat PP dan PP-g-MA dan variasi panjang serat terlihat
bahwa semua komposit tidak memiliki kerapatan yang seragam.
Hal ini disebabkan karena penyusunan serat yang dilakukan secara manual dan peletakan serat yang diletakkan searah dengan cetakan sehingga distribusi
serat tidak merata yang menyebabkan kerapatan komposit yang dihasilkan tidak seragam karena serat nenas yang ditambahkan memiliki nilai kerapatan juga
namun jumlah serat yang yang terjerat didalam matrik tidak sama sehingga kerapatan yang dihasilkan memiliki perbedaan yang cukup jauh.
0.75 0.8
0.85 0.9
0.95 1
1 2
3 4
5 0.95
0.96 0.96
0.87 0.83
d en
si tas g
rc m
3
Panjang Serat cm
Universitas Sumatera Utara
4.4.2 Daya Serap Air
Daya serap air dari komposit dilakukan dengan cara merendam komposit dengan air dengan waktu selama 2 jam dan 24 jam yang menunjukkan kemampuan papan
komposit setelah direndam. Data daya serap air setelah perendaman 2 jam dan 24 jam sebagai berikut :
4.4.2.1. Daya Serap Air dengan Variasi Berat PP dan PP-g-MA
Tabel 4.4.2.1.1 Daya Serap Air Dengan Waktu Perendaman 2 Jam No.
Sampel Massa awal
gr Massa
Akhir gr DSA
1. Polipropilena 10 g
0,76 0,77
1,31 2.
PP:Serat 9:1 g 0,79
0,80 1,27
3. PP:PP-g-MA:serat 8:1:1 g
0,76 0,77
1,32 4.
PP:PP-g-MA:serat 7:2:1 g 0,81
0,82 1,23
5. PP:PP-g-MA:serat 6:3:1 g
0,62 0,63
1,61 6.
PP:PP-g-MA:serat 5:4:1 g 0,64
0,65 1,56
7. PP:PP-g-MA:serat 4:5:1 g
0,67 0,68
1,49
Universitas Sumatera Utara
Tabel.4.4.2.1.2 Daya Serap Air Dengan Waktu Perendaman 24 Jam No. Sampel
Massa Awal gr
Massa Akhir gr
DSA
1. Polipropilena 10 g
0,76 0,77
1,32 2.
PP:PP-g-MA:serat 9:1 g 0,79
0,80 1,27
3. PP:PP-g-MA:serat 8:1:1 g
0,75 0,76
1,33 4.
PP:PP-g-MA:serat 7:2:1 g 0,76
0,78 2,63
5. PP:PP-g-MA:serat 6:3:1 g
0,67 0,69
2,99 6.
PP:PP-g-MA:serat 5:4:1 g 0,64
0,66 3,125
7. PP:PP-g-MA:serat 4:5:1 g
0,68 0,70
2,94
Grafik perbandingan DSA dengan waktu perendaman 2 jam dan 24 jam :
Gambar 4.4.2.1. Grafik Daya Serap Air Waktu Perendaman 2 dan 24 jam
Dari grafik tersebut dapat dilihat nilai rata-rata daya serap air komposit yang direndam selama 2 jam antara 1,27 - 1,61. Sedangkan nilai rata-rata daya
serap air komposit dalam waktu perendaman 24 jam antara 1,27 - 3,125. Nilai daya serap air akan semakin meningkat dengan bertambahnya waktu perendaman.
1 2
3 4
1 2
3 4
5 6
7
DSA
Variasi komposisi
DSA 2 jam DSA 24 jam
Universitas Sumatera Utara
Pada waktu perendaman 2 jam daya serap air yang paling tinggi diperoleh dengan perbandingan 6:3:1 yaitu 1,61 dan daya serap air yang paling rendah
diperoleh dengan perbandingan 7:2:1 yaitu sebesar 1,23. Pada waktu perendaman 24 jam daya serap air yang paling tinggi diperoleh dengan
perbandingan 5:4:1 yaitu 3,125 dan yang paling rendah dengan perbandingan 1,33. Dari data tersebut menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah plastik
maka daya serap airnya akan semakin kecil, hal ini disebabkan karena serat yang dapat menyerap air telah tertutupi atau dilapisi oleh polipropilena sehingga
menurunkan daya serap airnya.
4.4.2.2. Daya Serap Air dengan Variasi Panjang Serat
Tabel 4.4.2.2.1. Daya Serap Air Dengan Waktu Perendaman 2 Jam No.
Panjang Serat cm Massa Awal
gr Massa Akhir
gr DSA
1. 1
0,76 0,77
1,32 2.
2 0,77
0,78 1,29
3. 3
0,78 0,79
1,28 4.
4 0,68
0,69 1,47
5. 5
0,64 0,65
1,56
Tabel 4.4.2.2.2. Daya Serap Air Dengan Waktu Perendaman 24 Jam No.
Panjang Serat cm Massa Awal
gr Massa Akhir
gr DSA
1. 1
0,75 0,76
1,33 2.
2 0,76
0,78 2,63
3. 3
0,76 0,78
2,63 4.
4 0,64
0,66 3,125
5. 5
0,59 0,61
3,39
Universitas Sumatera Utara
Dibawah ini merupakan grafik hubungan antara panjang serat dengan daya serap air :
Gambar 4.4.2.2.1. Grafik Daya Serap Air Waktu Perendaman 2 dan 24 Jam
Dari grafik diatas terlihat bahwa nilai rata-rata daya serap air selama 2 jam yaitu sebesar 1,28-1,56. Dimana daya serap yang paling besar diperoleh dengan
variasi panjang serat 5 cm yaitu sebesar 1,56 . Pada waktu perendaman 24 jam nilai rata-rata daya serap air yang diperoleh antara 1,33-3,39. Dimana daya
serap air yang paling tinggi diperoleh dengan variasi panjang serat 5 cm yaitu sebesar 3,39. Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa semakin lama waktu
perendaman maka akan semakin tinggi nilai daya serap airnya, dan semakin panjang seratnya maka nilai daya serap airnya juga semakin tinggi.
1 2
3 4
1 2
3 4
5
D S
A
Panjang serat cm
DSA 2 jam DSA 24 jam
Universitas Sumatera Utara
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: 1. Dengan penambahan variasi berat PP dan PP-g-MA kekuatan tarik yang
paling tinggi didapatkan dengan perbandingan 8:1:1 yaitu sebesar 34,57 Mpa dengan kemuluran sebesar 4,15. Dan uji kerapatan yang paling
besar dengan perbandingan 8:1:1 sebesar 0,95 grcm
3
namun, DSA yang paling tinggi dihasilkan dengan perbandingan 5:4:1 yaitu dalam waktu 2
jam 1,56 dan dalam waktu 24 jam 3,125. Dari ketiga uji tersebut terlihat bahwa perbandingan yang memiliki kekuatan tarik yang paling
tinggi akan memiliki kerapatan yang paling besar dan DSA yang paling rendah.
2. Dari variasi panjang serat kekuatan tarik yang paling tinggi didapatkan dengan panjang serat 3 cm yaitu sebesar 36,98Mpa dengan kemuluran
sebesar 5,15. Dan uji kerapatan yang paling tinggi didapatkan dengan panjang serat 2 cm dan 3 cm yaitu sebesar 0,96 grcm
3
, DSA yang paling tinggi didapatkan dengan panjang serat 5 cm yaitu dalam waktu 2 jam
1,56 dan dalam waktu 24 jam 3,39. Dari ketiga uji tersebut terlihat bahwa panjang serat 3 cm dengan kekuatan tarik yang paling tinggi
memlikikeraptan yang paling tinggi dan DSA yang paling rendah.
Universitas Sumatera Utara
5.2. Saran
Kategori