Hasil Pengujian Tarik Serat Pinang Hasil Pengujian Tarik Komposit Dengan Variasi 3, 5, 7 dan 9

4. Pengujian tarik komposit dengan variasi berat serat 9 Berikut disajikan data dimensi, tegangan serta regangan teknis dari spesimen uji tarik dengan variasi 9. Data tersaji berturut-turut pada Tabel 4.13 - 4.15. Kode Spesimen Lebar mm Tebal mm L0 mm 9I 14,7 5,9 90 9II 14,1 5,4 90 9III 14,6 5,4 90 9IV 14,7 5,0 90 9V 13,9 5,3 90 9VI 14,4 5,0 90 DIMENSI Tabel 4.18 Dimensi spesimen uji tarik dengan variasi 9 Tabel 4.16 Regangan teknis spesimen uji tarik dengan variasi 7 Tabel 4.17 Modulus elastisitas spesimen uji tarik dengan variasi 7 Kode Spesimen ΔL mm L0 mm Regangan 7I 1,10 90 1,222 7II 1,50 90 1,667 7III 1,85 90 2,056 7IV 1,70 90 1,889 7V 1,40 90 1,556 7VI 1,15 90 1,278 1,611 REGANGAN Rata-rata Kode Spesimen Modulus Elastisitas MPa 3I 21,787 3II 17,287 3III 13,906 3IV 16,374 3V 18,549 3VI 23,800 Rata-rata 18,617 Seluruh hasil penelitian uji tarik yang diperoleh lalu dilakukan perhitungan rata- ratanya untuk lebih mempermudah memahami hasil penelitian. Data rata-rata tersaji pada Tabel 4.17, dan agar lebih mudah lagi, data tegangan dan regangan disajikan kedalam grafik kolom. Grakif terlampir pada Gambar 4.1 dan 4.2 Tabel 4.19 Kekuatan Tarik spesimen uji tarik dengan variasi 9 Tabel 4.20 Regangan teknis spesimen uji tarik dengan variasi 9 Tabel 4.21 Modulus elastisitas spesimen uji tarik dengan variasi 9 Kode Spesimen Luas Penampang mm 2 Beban Max kg Kekuatan Tarik Nmm2 = MPa 9I 86,730 204,6 23,142 9II 76,140 242,6 31,257 9III 78,840 233,2 29,017 9IV 73,500 221,8 29,604 9V 73,670 196,3 26,140 9VI 72,000 180,9 24,648 27,301 KEKUATAN TARIK Rata-rata Kode Spesimen ΔL mm L0 mm Regangan 9I 1,20 90 1,333 9II 1,70 90 1,889 9III 1,60 90 1,778 9IV 1,75 90 1,944 9V 1,20 90 1,333 9VI 1,20 90 1,333 1,602 REGANGAN Rata-rata Kode Spesimen Modulus Elastisitas MPa 9I 17,357 9II 16,548 9III 16,322 9IV 15,225 9V 19,605 9VI 18,486 Rata-rata 17,257 Dari pengujian tarik spesimen matriks variasi 0, hingga material komposit dengan variasi berat serat 3, 5, 7, dan 9 telah diperoleh dua sifat mekanik yaitu tegangan dan regangan untuk tiap-tiap variasi tersebut. Dengan melihat dari Tabel 4.17 serta Gambar 4.1 dan 4.2, penurunan sifat mekanis tegangan maupun regangan terjadi seiring bertambahnya persenan fraksi berat serat pada matriks epoxy. Tabel 4.22 Nilai sifat mekanis rata-rata dari spesimen uji tarik komposit No Variasi Kekuatan Tarik Nmm2 = MPa Regangan Modulus Elastisitas 1 57,750 3,611 16,006 2 3 31,304 1,778 17,762 3 5 29,740 1,667 17,840 4 7 29,036 1,611 18,617 5 9 27,301 1,602 17,257 6 serat 22,540 - - Nilai Rata-Rata Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tarik rata-rata spesimen uji tarik 57,7 31,3 29,7 29,0 27,3 149,8 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 3 5 7 9 serat K e k u a ta n T ar ik MP a Spesimen Nilai kekuatan tarik dan regangan terbaik dimiliki oleh spesimen matriks epoxy atau variasi 0 serat yaitu 57,750 MPa dan 3,611. Sedangkan variasi 9 menjadi spesimen dengan kekuatan tarik dan regangan terkecil yaitu 27,301 MPa dan 1,602. Kemungkinan terbesar terjadinya penurunan kekuatan pada komposit Gambar 4.2 Grafik regangan teknis rata-tata spesimen uji tarik komposit 3,6 1,8 1,7 1,6 1,6 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 3 5 7 9 R e g an g an Spesimen Gambar 4.3 Grafik modulus elastisitas spesimen uji tarik 16,0 17,8 17,8 18,6 17,3 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 3 5 7 9 Mo d u lu s E las ti si ta s MP a dengan variasi 9 disebabkan oleh kurang optimalnya distribusi tegangan yang diterima matriks ke serat. Fenomena ini dapat terjadi bila ikatan interfacial antara matriks dan serat tidak sempurna debonding . Untuk bisa menentukan dengan jelas ikatan interfacial antara matriks dan serat adalah bonded atau debonding diperlukan alat khusus seperti scanning electron microscop SEM micrograph . Akan tetapi, pada penelitian kali ini penulis tidak melakukan indentifikasi ikatan interfacial seperti yang disebutkan tersebut. Namun, secara sederhana ikatan interfacial dapat dilihat dari bentuk patahan komposit setelah diuji tarik. Secara umum rata-rata patahan pada komposit serat pinang yang diteliti ini adalah patah gatas. Hal ini ditandai dengan bentuk patahan yang cenderung tegak lurus dengan arah tegangan yang diterima bentuk patahan tersaji pada Gambar 4.4.. Akan tetapi, selain patah getas, bentuk patahan yang terjadi adalah fiber pull out. Jenis patahan ini merupakan akibat dari debonding atau kurangnya ikatan interfacial antara serat dan matriks epoxy . Foto bentuk patahan debonding pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.5. Sedangkan, foto bentuk patahan spesimen lain dapat dilihat selengkapnya pada lampiran. Untuk menentukan getas atau tidaknya suatu bahan, dapat pula digunakan nilai modulus elastisitas. Jika dilihat pada Gambar 4.3 nilai modulus elastisitas mengalami peningkatan dari sebelumnya 16,006 MPa untuk spesimen uji tarik matriks variasi 0 menjadi 18,615 MPa pada spesimen uji tarik komposit 5 serat. Namun, fenomena peningkatan modulus elastisitas ini tidak berlanjut hingga variasi 9. Melainkan, pada variasi 7 hingga 9 nilai modulus elastisitas menjadi menurun. Dengan melihat fenomena perubahan modulus elastisitas yang terjadi, menandakan bahwa pemberian serat pada resin epoxy mempengaruhi nilai modulus elastisitas. Dengan nilai modulus elastisitas tertinggi dimiliki oleh variasi 5 yaitu 18,615 MPa. Hal ini dapat juga diartikan bahwa komposit pinang dengan fraksi Gambar 4.5 Contoh patahan fiber pull out variasi 5 Fiber pull out Gambar 4.4 Contoh patahan getas variasi 5 berat serat 5 memiliki sifat yang paling getas dari variasi-variasi yang lainnya 0, 3,7 dan 9. Fenomena debonding memiliki beragam faktor penyebab. Akan tetapi, terlebih khusus pada serat alam, salah satu penyebabnya ialah pemrosesan serat yang masih kurang tepat. Pada penelitian ini penulis melakukan alkalisasi pada serat pinang yang dilakukan dengan konsentrasi 5 tiap 500 ml air mineral. Perlakuan alkalisasi yang berlebihan dapat mengakibatkan serat menjadi rapuh dan getas sehingga kekuatannya menjadi berkurang. Sedangkan, perlakuan alkalisasi yang kurang tidak mampu untuk manghilangkan kandungan minyak pada serat dan menyebabkan berkurangnya ikatan interfacial antara serat dan matriks. Selain faktor debonding , hal lain yang dapat menjadi penyebab menurunnya kekuatan pada komposit pinang ini adalah kurangnya ketelitian dalam proses pembuatan. Hal itu ditandai dengan banyaknya void . Terdapatnya void mengakibatkan terhambatnya distribusi tegangan oleh matriks.

4.2 Hasil Pengukuran Densitas Komposit

Densitas merupakan salah satu sifat fisik yang dimiliki semua material. Prhitungan nilai densitas suatu material dapat dilakukan dengan cara yang sederhana. Hal ini yang menjadi pertimbangan penulis untuk melengkapi data penelitian komposit ini dengan nilai densitas sebagai sifat fisiknya. Perhitungan densitas komposit dilakukan dengan metode eksperimental. Metode perhitungan dimulai dengan pembuatan benda uji berbentuk persegi panjang dengan ukuran dimensi yang beragam. Banyaknya spesimen yang PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI digunakan adalah 6 buah untuk tiap variasi yang telah ditentukan. Selanjutnya spesimen diukur dimensinya. Dimensi yang diukur meliputi panjang, lebar, serta tebal spesimen. Selanjutnya spesimen ditimbang sehingga diperoleh nilai massa- nya. Penimbangan menggunkan timbangan analitik dengan ketelitian 0,001 g. Pengujian densitas komposit pada penelitian ini berdasar pada persamaan 2.3. Namun tanpa pengukuran massa wadah, sehingga persamaannya menjadi seperti persamaan 2.4. Salah satu contoh perhitungan yang diambil dari data variasi 0 adalah sebagai berikut: � = � � = , , = , g cm ⁄ Seluruh spesimen uji yang adalah 6 buah dihitung densitasnya lalu dilakukan perhitungan rata-rata sehingga diperoleh nilai akhir densitas tiap variasi yang ditentukan yaitu 0, 3, 5 dan 9 berat serat. Data hasil pengujian densitas komposit adalah sebagai berikut: 1. Pengujian densitas matriks atau spesimen variasi 0 Data pengujian densitas untuk komposit dengan variasi berat serat 0 terlampir pada Tabel 4.23. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. Pengujian densitas spesimen komposit variasi 3 Data pengujian densitas untuk komposit dengan variasi berat serat 3 terlampir pada Tabel 4.24. 3. Pengujian densitas spesimen komposit variasi 5 Data pengujian densitas untuk komposit dengan variasi berat serat 5 terlampir pada Tabel 4.25. Tabel 4.23 Data pengujian densitas spesimen komposit variasi 0 No Spesimen Lebar cm Panjang cm Tebal cm Volume cm 3 Massa g Densitas gcm 3 1 0 I 2,05 4,35 0,54 4,815 5,253 1,091 2 0 II 1,97 4,35 0,54 4,628 5,108 1,104 3 0 III 2,06 4,35 0,40 3,584 4,329 1,208 4 0 IV 2,00 4,35 0,54 4,698 5,230 1,113 5 0 V 1,93 4,35 0,43 3,610 3,921 1,086 6 0 VI 2,03 4,35 0,54 4,768 5,300 1,111 1,119 Rata-rata Tabel 4.24 Data pengujian densitas spesimen komposit variasi 3 No Spesimen Lebar cm Panjang cm Tebal cm Volume cm 3 Massa g Densitas gcm 3 1 3 I 2,04 4,72 0,49 4,718 5,132 1,088 2 3 II 2,04 4,54 0,53 4,909 5,421 1,104 3 3 III 2,04 4,54 0,52 4,816 5,388 1,119 4 3 IV 2,05 4,54 0,51 4,747 5,197 1,095 5 3 V 2,08 4,54 0,46 4,344 4,952 1,140 6 3 VI 2,05 4,54 0,49 4,560 5,060 1,110 1,109 Rata-rata Tabel 4.25 Data pengujian densitas spesimen komposit variasi 5 No Spesimen Lebar cm Panjang cm Tebal cm Volume cm 3 Massa g Densitas gcm 3 1 5 I 2,08 4,29 0,48 4,283 4,697 1,097 2 5 II 2,08 4,29 0,50 4,462 4,937 1,107 3 5 III 2,08 4,43 0,51 4,699 5,284 1,124 4 5 IV 2,05 4,33 0,51 4,527 5,128 1,133 5 5 V 2,09 4,58 0,49 4,690 5,067 1,080 6 5 VI 2,09 4,58 0,49 4,690 5,058 1,078 1,103 Rata-rata 4. Pengujian densitas spesimen komposit variasi 7 Data pengujian densitas untuk komposit dengan variasi berat serat 7 terlampir pada Tabel 4.26. 5. Pengujian densitas spesimen komposit variasi 9 Data pengujian densitas untuk komposit dengan variasi berat serat 9 terlampir pada Tabel 4.27. Hasil pengujian densitas yang dilakukan menunjukkan tidak ada perbedaan yang signifikan antara material matriks epoxy tanpa serat dengan komposit yang telah ditambahkan serat pinang didalamnya. Dari masing-masing fraksi berat serat, dapat diambil nilai rata-rata densitasnya agar dapat lebih mempermudah dalam mengidentifikasi data yang diperoleh. Data rata-rata densitas tersaji pada Tabel 4.28 dan grafik pada Gambar 4.6. Tabel 4.26 Data pengujian densitas spesimen kompoasit variasi 7 No Spesimen Lebar cm Panjang cm Tebal cm Volume cm 3 Massa g Densitas gcm 3 1 7 I 2,11 4,54 0,50 4,790 5,246 1,095 2 7 II 2,04 4,54 0,52 4,816 5,382 1,118 3 7 III 2,08 4,58 0,54 5,144 5,531 1,075 4 7 IV 2,08 4,58 0,54 5,144 5,534 1,076 5 7 V 2,10 4,58 0,52 5,001 5,507 1,101 6 7 VI 2,09 4,58 0,50 4,786 5,316 1,111 1,096 Rata-rata Tabel 4.27 Data pengujian densitas spesimen komposit variasi 9 No Spesimen Lebar cm Panjang cm Tebal cm Volume cm 3 Massa g Densitas gcm 3 1 9 I 2,06 4,72 0,56 5,445 5,907 1,085 2 9 II 2,06 4,72 0,56 5,445 5,901 1,084 3 9 III 2,06 4,72 0,53 5,153 5,506 1,068 4 9 IV 2,06 4,72 0,58 5,639 6,333 1,123 5 9 V 2,06 4,72 0,60 5,834 6,368 1,092 6 9 VI 2,19 4,32 0,50 4,730 4,921 1,040 1,082 Rata-rata Dari hasil uji densitas yang diperoleh, menunjukkan bahwa seiring dengan penambahan serat pinang pada matriks epoxy menyebabkan penurunan nilai densitas. Hal ini disebabkan karena nilai densitas serat yang jauh dibawah epoxy resin 0,373 gcm 3 maka seiring dengan bertambahnya fraksi serat dan berkurangnya fraksi epoxy resin dalam satu spesimen mengakibatkan terjadinya pegurangan nilai massa namun dengan volume spesimen yang tetap. Tabel 4.28 Nilai rata-rata densitas material komposit serat pinang Variasi Densitas gcm 3 1,119 3 1,109 5 1,103 7 1,096 9 1,082 serat 0,373 Nilai Rata-Rata Densitas Gambar 4.6 Grafik densitas spesimen uji meliputi serat, variasi 0 matriks epoxy , 3, 5, 7 dan 9 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 74

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari keseluruhan penelitian yang telah dilakukan, penulis dapat mengambil kesimpulan bahwa : 1. Seiring penambahan fraksi berat serat pinang yang telah dilakukan perlakuan alkalisasi 5 dari volume air dengan waktu rendam 2 jam pada matriks berjenis polimer epoxy menyebabkan penurunan kekuatan tarik. Variasi berat serat 0 atau matriks tanpa serat memiliki kekuatan tarik tertinggi yaitu 57,750 MPa. Sedangkan, variasi berat serat 3 , 5, 7, dan 9 memperoleh kekuatan tarik yang cenderung menurun. Kekuatan tarik terendah dimiliki oleh variasi 9 yaitu 27,301 MPa. 2. Semakin besar presentase fraksi berat serat pada komposit pinang ini menghasilkan nilai regangan yang semakin kecil. Nilai regangan tertinggi dimiliki oleh matriks epoxy atau variasi berat serat 0 yaitu sebesar 3,611. Sedangkan, variasi berat serat 9 memiliki nilai regangan yang paling kecil yaitu 1,602 . 3. Penambahan fraksi 3, 5, 7 mengakibatkan peningkatan modulus elastisitas dibanding tanpa serat. Sedangkan, variasi 9 terjadi penurunan dari variasi 7. Nilai Tertinggi dimiliki oleh variasi 7 18,617 MPa dan terendah oleh variasi 0 16,006 MPa.