Tempat Penelitian Kesimpulan Saran

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan di Laboratorium Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara .

3.2 Peralatan dan Bahan

3.2.1 Peralatan

Alat – alat yang digunakan untuk pembuatan sampel komposit plastik yaitu: 1. Neraca analitik digital Berfungsi untuk menimbang serat rami dan poliester yang dibutuhkan sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan. 2. 1 set motor stirrer berfungsi sebagai pengaduk poliester dengan katalis 3. Plat besi Berfungsi sebagai alas dan penutup cetakan. 4. Cetakan spesimen Berfungsi untuk mencetak sampel uji dengan bentuk yang diinginkan sesuai dengan standar yang dibutuhkan. 5. Alumunium foil Berfungsi untuk melapisi plat besi agar sampel tidak keluar dari cetakan. 6. Kempa panas hot press Berfungsi untuk menekan alat cetakan agar diperoleh sampel uji yang padat sesuai dengan ketebalan cetakan. 7. Spatula Berfungsi untuk memindahkan perekat saat menimbang dan meratakan perekat saat pencampuran dengan serat kulit rotan. 8. MElectronics System Universal Tensile Machine Type GOTECH AL-7000 25 Universitas Sumatera Utara Berfungsi sebagai alat untuk melakukan pengujian sifat mekanik terutama kekuatan lentur dengan kapasitas beban 100 kgf dan kekuatan tarik dengan kapasitas beban 200 kgf. 9. Impaktor Wolpert Berfungsi untuk melakukan pengujian kekuatan impak komposit ayang dilengkapi dengan skala. 10. Oven Pengering Oven Drying Tmaks = 100 o C Berfungsi untuk memanaskan sampel yang akan diuji kadar air. 11. Alat-alat lain Perlengkapan lain yang digunakan antara lain: penggaris, serbet, gunting, pisau, sarung tangan, masker, plastik, kertas label dan lain-lain.

3.2.2 Bahan

Bahan yang digunakan untuk pembuatan komposit plastik : 1. Serat rami filler dari tanaman rami : sebagai bahan utama pembuatan papan komposit berbasis serat alam. 2. Resin poliester 157 BQTN – Ex produk PT.Justun Kimia Raya sebagai penguat berfungsi untuk merekatkan serat rami dengan perbandingan komposisi tertentu. 3. Handneer metyl etyl keton perioksida MEKPO Produk PT. Justun Kimia raya cabang medan. 4. Mirror glaze MGH no 8 Wax produk PT. Justun-Kimia Raya cabang Medan 5. NaOH 5 sebanyak 200 gram produk Kimia Organo. 6. Aquadest 4 liter produk Kimia Organo. Universitas Sumatera Utara

3.2.3 Prosedur Percobaan

1. Disediakan semua bahan dan peralatan yang diperlukan. 2. Dipilih serat rami dengan diameter yang sama dan potong-potong dengan variasi 0,5 cm ; 1 cm ; 1,5 cm ; 2cm ; 2,5 cm dan 3 cm . 3. Ditimbang resin poliester dengan dan Serat dengan ukuran 4. Dicampurkan resin poliester dan Mekspo dengan perbandingan 100:1 dan diaduk dengan motor stirer sampai merata. 5. Disediakan papan cetakan 6. Dihidupkan kempa panas dan diatur suhunya pada 50 C. 7. Dilapisi kedua plat yang telah dibasahi dengan air menggunakan alumunium foil untuk bagian alas dan penutup cetakan 8. Diletakkan cetakan di atas plat alas yang sudah dilapisi alumunium foil dan diolesi wax mgh 9. Didistribusikan serat rami dalam cetakan secara merata dengan metode acak. 10. Dituang Poliester dan katalis di atas serat dan diratakan menggunakan spatula ke segala arah 11. Ditutup cetakan dengan plat penutup yang telah dilapisi alumunium foil 12. Diletakkan cetakan pada kempa panas dengan suhu 50 o C kemudian ditekan secara berulang-ulang untuk mendapatkan ketebalan yang sesuai dengan cetakan selama 20 menit 13. Dikeluarkan cetakan dari kempa dan dibiarkan selama 10 menit 14. Dikeluarkan sampel dari cetakan dengan cara melepaskan plat besi dari alumunium foil kemudian alumunium foil ditarik secara perlahan dari cetakan. 15. Dilakukan pembuatan sampel pertama tanpa serat, untuk sampel 2,sampel 3, sampel 4, Sampel 5,sampel 6 dan sampel 7 masing-masing dengan variasi panjang 0,5 cm sampai 3 cm. 16. Sampel yang dihasilkan kemudian diuji sifat mekanik dan sifat fisisnya. Universitas Sumatera Utara 3.4 Tahapan penelitian Persiapan Sampel Resi poliester+ Mekspo Serat Rami PENCETAKAN METODE ACAKRANDOM PENGEMPAAN PRESS50 ºC , 20 menit PENGKONDISIAN 1 X 24 JAM PAPAN KOMPOSIT DATA HASIL DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN SELESAI Dibersihkan seratnya Dipotong serat dengan variasi masing-masing 0.5 cm, 1 cm, 1.5 cm, 2 cm, 2.5 cm, 3 cm UJI TARIKASTM D- 638-08 UJI IMPAKASTM D-256 UJI KUAT LENTURASTM D-790 UJI KERAPATAN UJI DAYA SERAP AIR Diaduk sampai homogen ANALISA DATA Ditimbang serat sesuai persentasi yang ditentukan Gambar 3.1 Tahapan Penelitian pembuatan papan komposit serat rami dan resin poliester. Universitas Sumatera Utara BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian fisis 4.1.1 Pengujian Densitas Densitas atau kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat per satuan volume. Massa serat sebagai penguat dalam komposit ini dibuat tetap 0,2 gram, tetapi untuk massa tetap 0,2 gram divariasikan dengan panjang serat 0,5 cm ; 1 cm ; 1,5 cm ; 2 cm ; 2,5 cm ; 3cm hanya menambah jumlahkuantitas fiber yang tidak akan mempengaruhi densitas komposit. Nilai densitas maksimum pada komposit tanpa serat sebesar 1,2969 gcm 3 dan densitas minimum pada komposit panjang serat 2,5 cm yaitu 1,1948 gcm 3 .

4.1.2 Pengujian Daya Serap Air DSA

Pengujian daya serap air dilakukan untuk menentukan besarnya persentase air yang terserap oleh sampel yang direndam dengan perendaman selama 24 jam. Data hasil penimbangan massa kering dan massa basah komposit serat rami- poliester SR-P ditampilkan seperti pada Tabel 4.2 berikut ini : Tabel 4.2 Hasil Uji Daya Serap Air Komposit Serat Rami dengan Resin Poliester, dengan Massa Serat 0,2 gram No. Sampel Panjang cm Massa kering gr Massa basah gr Daya Serap Air 1 5,98 6,02 0,66 2 0,5 5,8 5,89 0,85 3 1 5,81 5,86 0,86 4 1,5 5,68 5,78 0,88 5 2 5,62 5,57 0,89 6 2,5 5,21 5,26 0,95 7 3 5,26 5,31 0,95 29 Universitas Sumatera Utara Dari Tabel 4.2 di atas dapat dibuat grafik hubungan antara daya serap air komposit SR-P vs Variasi panjang serat rami seperti yang tampak pada Grafik 4.2 berikut ini : Grafik 4.2 Hubungan antara Panjang Serat Rami dengan Daya Serap Air Komposit Pada Grafik 4.2 di, dapat dilihat nilai daya serap air minimum untuk komposit tanpa serat rami yaitu 0,66 dan daya serap air maksimum untuk komposit dengan panjang serat 2,5 cm yaitu 0,95 . Berdasarkan JIS A 5905 : 2003, nilai daya serap air sampel papan serat maksimum adalah 25 . Daya serap air komposit serat rami dengan resin poliester masing –masing komposisi telah memenuhi syarat yang ditetapkan untuk menjadi Papan Serat. 4.2 Pengujian Sifat Mekanik 4.2.1 Pengujian Kuat Tarik Tensile Strength Test Uji tarik adalah uji stress-strain mekanik yang bertujuan mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dengan melakukan uji tarik kita mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material bertambah panjang. Pengujian ini menggunakan standar ASTM 638 D. Data hasil pengujian kuat tarik komposit SR-P dapat dilihat pada tabel berikut ini: 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Da y a Sera p a ir Panjang serat rami cm Grafik hubungan antara Panjang serat rami dengan Daya serap air komposit Universitas Sumatera Utara Tabel 4.3 Hasil Uji Kuat Tarik Komposit Serat Rami dengan Resin Poliester dengan Massa Serat 0,2 gram No Sampel Panjang serat rami cm Panjang mm Lebar mm Tebal mm Kuat Tarik MPa 1 114 7 2,32 14,859 2 0,5 114 7 2,46 24,158 3 1 114 7 2,23 29,556 4 1,5 114 7 2,59 32,884 5 2 114 7 2,34 39,165 6 2,5 114 7 2,64 53,010 7 3 114 7 2,88 46,178 Dari Tabel 4.3 di atas, maka dapat ditampilkan hubungan antara Panjang serat rami dengan Kuat Tarik komposit seperti pada Grafik 4.3 berikut ini: Grafik 4.3 Hubungan antara Panjang Serat Rami dengan Kuat Tarik Komposit Pada Grafik 4.3, tampak bahwa kuat tarik minimum adalah pada komposit tanpa serat yaitu 14,859 MPa, dan kuat tarik maksimum pada komposit SR-P dengan panjang serat 2,5 cm yaitu 53,01 MPa. Berdasarkan Japanese Industrial Standard JIS A 5905 : 2003, Papan Serat mensyaratkan kuat tarik harus lebih besar dari 0,4 MPa. Masing – masing komposit SR-P dengan Variasi panjang serat rami yang berbeda telah memenuhi standar tersebut. 10 20 30 40 50 60 0.5 1 1.5 2 2.5 3 K ua t T a rik K o m po sit M P a Panjang serat rami cm Grafik hubungan antara Panjang serat rami dengan Kuat tarik Komposit Universitas Sumatera Utara

4.2.2 Pengujian Kuat Impak Impact Strength Test

Pengujian ini menggunakan alat Wolperts Type : CPSA Com. No. 88031040000 diberikan perlakuan dengan pemukul godam sebesar 4 Joule menggunakan standart ASTM 256 D. Setelah dilakukan uji impak pada masing masing sampel, didapat hasilnya sebagai berikut: Tabel 4.4 Hasil Uji Kuat Impak Komposit Serat Rami dengan Resin Poliester dengan Massa Serat 0,2 gram No Sampel Panjang serat cm Panjang mm Lebar mm Tebal mm Kuat Impak Jm 2 1 130 15 3,01 6248,8 2 0,5 130 15 3,03 7139,2 3 1 130 15 3,3 7848,6 4 1,5 130 15 2,96 10587,9 5 2 130 15 3,22 11600,6 6 2,5 130 15 2,68 13623,2 7 3 130 15 3,05 11927,9 Data hasil pengujian kuat impak komposit serat rami dengan poliester di atas, maka dapat dibuat grafik hubungan antara Panjang serat rami dengan Kuat Impak komposit SR-P sebagai berikut: Grafik 4.4 Hubungan antara Panjang Serat Rami dengan Kuat Impak Komposit Dari Grafik 4.4 di atas, kuat impak maksimum yaitu komposit dengan 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 0.5 1 1.5 2 2.5 3 K ua t Im pa k K o m po sit J m 2 Panjang serat rami cm Grafik hubungan antara Panjang serat rami dengan Kuat impak Komposit Universitas Sumatera Utara panjangserat 2,5 cm dengan massa serat 0,2 gram yaitu sebesar 13623,2 Jm 2 dan kuat impak minimum pada komposit tanpa serat yaitu sebesar 6248,8 Jm 2 . Kuat impak komposit semakin meningkat seiring dengan bertambahnya panjang serat yang digunakan. Bertambahnya panjang serat yang digunakan pada sampel, maka kemampuan sampel dalam menerima gaya yang diberikan semakin besar, dimana serat mampu meneruskan gaya yang diberikan oleh matrik dengan baik.

4.2.3 Pengujian Kuat Lentur Flexural Strength Test

Pengujian kuat lentur dimaksudkan untuk mengetahui ketahanan komposit polimer terhadap pembebanan sesuai standar ASTM D-790. Dalam metode ini yang digunakan adalah metode tiga titik lentur. Pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisan suatu bahan. Pada permukaan bagian atas sampel yang dibebani akan terjadi kompresi, sedangkan pada permukaan bawah sampel akan terjadi tarikan. Pada pengujian ini terhadap sampel uji diberikan pembebanan yang arahnya tegak lurus terhadap sampel. Data –data yang dihasilkan untuk pengujian kuat lentur komposit serat Rami dengan resin poliester adalah sebagai berikut: Tabel 4.5 Hasil Uji Kuat Lentur Komposit Serat Rami dengan Resin Poliester dengan Massa Serat 0,2 gram No Sampel Panjang seratcm Panjang mm Lebar mm Tebal mm Kuat lentur MPa 1 130 15 3,01 31,514 2 0,5 130 15 2,75 37,152 3 1 130 15 2,97 43,621 4 1,5 130 15 2,81 46,439 5 2 130 15 3,09 48,272 6 2,5 130 15 2,85 52,280 7 3 130 15 2,98 51,405 Dari Tabel 4.5 di atas, maka dapat ditampilkan hubungan antara kuat lentur komposit serat rami-poliester SR-P dengan Variasi panjang serat seperti Grafik 4.5 di bawah ini : Universitas Sumatera Utara Grafik 4.5 Hubungan antara Panjang serat rami dengan Kuat Lentur Komposit Dari Grafik 4.5 tampak bahwa kuat lentur maksimum komposit SR-P terdapat pada panjang serat 2,5 cm, yaitu sebesar 52,280 MPa dan kuat lentur minimum komposit SR-P terdapat pada komposit tanpa serat yaitu sebesar 31,514 MPa.

4.2.4 Pengujian Sifat Mekanik Untuk Sampel Tanpa Serat V

f = 0 Pengujian sifat mekanik untuk sampel tanpa serat V f = 0 dapat dilihat pada table berikut ini: Tabel 4.6 Hasil Uji Sifat Mekanik Sampel Tanpa Serat V f =0 No Pengujian Panjang mm lebar mm Tebal mm Hasil Uji 1 Uji Tarik 114 7 2,32 14,859 MPa 2 Uji Lentur 130 15 3,01 31,514 MPa 3 Uji Impak 130 15 3,01 6248,8 Jm 2 10 20 30 40 50 60 0.5 1 1.5 2 2.5 3 K ua t L ent ur K o m po sit M P a Panjang Serat rami cm Grafik hubungan antara Kuat Lentur Komposit dengan Panjang Serat rami Universitas Sumatera Utara BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari data dan hasil uji penelitian komposit serat rami dan resin poliester yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Nilai densitas maksimum pada sampel tanpa serat yaitu sebesar 1,2969 grcm 3 dan nilai densitas minimum pada sampel dengan panjang serat 2,5 cm sebesar 1,1948 grcm 3 . Daya serap air DSA komposit sebesar 0,66 - 0,95 . Daya serap maksimum pada sampel panjang serat 2,5 cm sebesar 0,95 dan minimum pada komposit tanpa serat sebesar 0,66 . 2. Besar Kuat Tarik maksimum pada sampel panjang serat 2,5 cm sebesar 53,01 MPa, dan minimum pada sampel tanpa serat sebesar 14,859 MPa. Kuat Lentur maksimum pada sampel panjang serat 2,5 cm sebesar 52,280 MPa, dan minimum pada sampel tanpa serat sebesar 31,514 MPa. Nilai Kuat Impak maksimum pada sampel panjang serat 2,5 cm sebesar 13623,2 J.m -2 , dan nilai minimum pada sampel tanpa serat sebesar 6248,8 J.m -2 . 3. Komposit Serat Rami dengan resin Poliester ini dapat dimanfaatkan untuk bahan pembuatan bumper mobil kekuatan lentur ±32 MPa, hasil uji kuat lentur 52,280 MPa dan Bahan pembuatan helm anti peluru kuat tarik ± 52 MPa, hasil pengujian kuat tarik 53,010 MPa.

5.2 Saran

1. Sebaiknya peneliti selanjutnya dapat menambahkan variasi komposisi antara matriks dan serat yang digunakan. 2. Sebaiknya peneliti selanjutnya memperhatikan peletakan dan pendistribusian serat pada metode acak. 3. Sebaiknya peneliti selanjutnya lebih memvariasikan metode penelitian yang akan digunakan. 35 Universitas Sumatera Utara BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komposit Beberapa faktor kunci yang berpengaruh terhadap kualitas papan komposit antara jenis kayu, bentuk partikel, kerapatan papan, profil kerapatan papan, jenis dan kadar serta distribusi perekat, kondisi pengempaan suhu, tekanan, dan waktu, kadar air adonan, kontruksi papan, particle alignment, dan kadar air partikel Maloney 1993. Dalam proses pembuatan papan komposit, semakin tinggi suhu kempa yang digunakan, maka pengembangan tebal dan daya serap air semakin rendah, keteguhan lentur dan kekuatan tarik sejajar permukaan semakin tinggi. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan maka kualitas papan komposit yang dihasilkan semakin baik. Namun karena pertimbangan biaya produksi, biasanya kadar perekat yang digunakan pada industri papan komposit tidak lebih dari 12 .

2.2 Material Komposit