64
Tabel 4.14 Dimensi komposit serat 8 TKKS
curing
80 C
k omp
os it s
er at TK
K S
8 C
u ri
n g
80 C
dimensi komposit No
spesimen lebar mm
tebal mm A mm2
1 FC-8-80
C-1 13,0
5,25 68,25
2 FC-8-80
C-2 13,0
5,25 68,25
3 FC-8-80
C-3 13,0
5,75 74,75
4 FC-8-80
C-4 13,0
5,50 71,50
5 FC-8-80
C-5 13,0
5,25 68,25
6 FC-8-80
C-6 13,0
5,25 68,25
Rata-rata 13,0
5,38 69,88
Tabel 4.15 Kekuatan tarik komposit serat 8 TKKS
curing
80 C
k om
p osit se
rat TKK S
8
c u
ri n
g
80 C
Spesimen A mm2
Beban kg
Gravitasi ms
Kekuatan tarik MPa
FC-8-80 C-1
68,25 210,60
9,81 30,27
FC-8-80 C-2
68,25 200,60
9,81 28,83
FC-8-80 C-3
74,75 180,80
9,81 23,73
FC-8-80 C-4
71,50 181,10
9,81 24,85
FC-8-80 C-5
68,25 196,40
9,81 28,23
FC-8-80 C-6
68,25 210,10
9,81 30,20
Rata-rata 69,88
196,60 9,81
27,68
Tabel 4.16 Regangan komposit serat 8 TKKS
curing
80 C
k om
p osit se
rat TKK S
8 c u
rin g 80
C
Spesimen Lo mm
ΔL mm L mm
Regangan FC-8-80
C-1 50
1,1 51,10
2,2 FC-8-80
C-2 50
0,90 50,90
1,8 FC-8-80
C-3 50
0,55 50,55
1,1 FC-8-80
C-4 50
0,60 50,60
1,2 FC-8-80
C-5 50
0,75 50,75
1,5 FC-8-80
C-6 50
0,85 50,85
1,7 Rata-rata
50,00 0,79
50,79 1,58
65
Tabel 4.17 Modulus elastisitas komposit serat 8 TKKS
curing
80 C
k om
p osit se
rat TKK S
8
c u
ri n
g
80 C
Spesimen Kekuatan tarik
Mpa Regangan
Modulus elastisitas
MPa FC-8-80
C-1 30,271
2,2 13,76
FC-8-80 C-2
28,833 1,8
16,02 FC-8-80
C-3 23,728
1,1 21,57
FC-8-80 C-4
24,847 1,2
20,71 FC-8-80
C-5 28,230
1,5 18,82
FC-8-80 C-6
30,199 1,7
17,76 Rata-rata
27,685 1,58
18,11
Grafik nilai kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas dari setiap spesimen komposit resin dan komposit berpenguat serat tandan kosong kelapa
sawit dengan fraksi volume serat 4, 6 dan 8 menggunakan perlakuan
curing
diperlihatkan pada Gambar 4.1 – 4.12.
Gambar 4.1 Grafik nilai kekuatan tarik komposit resin
34,92 33,31
33,45 36,71
30,05 27,50
32,66
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
30,00 35,00
40,00
MATRIK-1 MATRIK-2 MATRIK-3 MATRIK-4 MATRIK-5 MATRIK-6 Rata-rata
k ek
u atan
tar ik
M P
a
komposit
66
Gambar 4.2 Grafik nilai regangan komposit resin
Gambar 4.3 Grafik nilai modulus elastisitas komposit resin
4,2
2,3 2,1
3,3 2,9
2 2,80
0,5 1
1,5 2
2,5 3
3,5 4
4,5
MATRIK-1 MATRIK-2 MATRIK-3 MATRIK-4 MATRIK-5 MATRIK-6 Rata-rata
re gan
gan
komposit
8,31 14,48
15,93
11,12 10,36
13,75 12,33
0,00 2,00
4,00 6,00
8,00 10,00
12,00 14,00
16,00 18,00
MATRIK-1 MATRIK-2 MATRIK-3 MATRIK-4 MATRIK-5 MATRIK-6 Rata-rata
m od
u lu
s e lastis
itas M
P a
komposit
67
Gambar 4.4 Grafik nilai kekuatan tarik komposit serat 4
curing
80 C
Gambar 4.5 Grafik nilai regangan komposit serat 4
curing
80 C
31,09
19,73 23,99
25,24 22,41
29,45 25,32
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
30,00 35,00
FC-4-1 FC-4-2
FC-4-3 FC-4-4
FC-4-5 FC-4-6 Rata-rata
keku at
an tari
k MP
a
komposit
1,7
1,0 1,3
1,5 1,1
1,6 1,37
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4 1,6
1,8
FC-4-1 FC-4-2
FC-4-3 FC-4-4
FC-4-5 FC-4-6
Rata-rata
re gan
gan
komposit
68
Gambar 4.6 Grafik nilai modulus elastisitas komposit serat 4
curing
80 C
Gambar 4.7 Grafik nilai kekuatan tarik komposit serat 6
curing
80 C
18,29 19,73
18,46 16,83
20,37 18,40
18,68
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
FC-4-1 FC-4-2
FC-4-3 FC-4-4
FC-4-5 FC-4-6 Rata-rata
m od
u lu
s e lastis
itas M
P a
komposit
30,67 32,95
23,73 22,77
23,64 30,20
27,33
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
30,00 35,00
FC-6-1 FC-6-2
FC-6-3 FC-6-4
FC-6-5 FC-6-6 Rata-rata
kek ua
ran t
ari k
M P
a
komposit
69
Gambar 4.8 Grafik nilai regangan komposit serat 6
curing
80 C
Gambar 4.9 Grafik nilai modulus elastisitas komposit serat 6
curing
80 C
1,3 1,7
1,2 1,0
1,1 1,5
1,3
0,2 0,4
0,6 0,8
1 1,2
1,4 1,6
1,8
FC-6-1 FC-6-2
FC-6-3 FC-6-4
FC-6-5 FC-6-6
Rata-rata
re gan
gan
komposit
23,59 19,38
19,78 22,77
21,50 20,13
21,19
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
FC-6-1 FC-6-2
FC-6-3 FC-6-4
FC-6-5 FC-6-6
Rata-rata
m od
u lu
s e lastis
itas M
P a
komposit
70
Gambar 4.10 Grafik nilai kekuatan tarik komposit serat 8
curing
80 C
Gambar 4.11 Grafik nilai regangan komposit serat 8
curing
80 C
30,27 28,83
23,73 24,85
28,23 30,20
27,68
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
30,00 35,00
FC-8-1 FC-8-2
FC-8-3 FC-8-4
FC-8-5 FC-8-6 Rata-rata
k ek
u atan
tar ik
M P
a
komposit
2,2 1,8
1,1 1,2
1,5 1,7
1,58
0,5 1
1,5 2
2,5
FC-8-1 FC-8-2
FC-8-3 FC-8-4
FC-8-5 FC-8-6
Rata-rata
re gan
gan
komposit
71
Gambar 4.12 Grafik nilai modulus elastisitas komposit serat 8
curing
80 C
Data keseluruhan hasil pengujian tarik pada komposit resin dan komposit serat tandan kosong kelapa sawit yang sudah dilakukan, dapat dilihat pada Tabel
4.18. Tabel 4.18 Hasil pengujian
Variasi Spesimen
Kekuatan Tarik MPa
Regangan Modulus
Elastisitas MPa
MATRIK MATRIK-1
34,92 4,2
8,31 MATRIK -2
33,31 2,3
14,48 MATRIK -3
33,45 2,1
15,93 MATRIK -4
36,71 3,3
11,12 MATRIK -5
30,05 2,9
10,36 MATRIK -6
27,50 2
13,75 Komposit
serat TKKS 4 dengan
suhu
curing
80 C
FC-4-80 C-1
31,09 1,7
18,29 FC-4-80
C-2 19,73
1,0 19,73
FC-4-80 C-3
23,99 1,3
18,46 FC-4-80
C-4 25,24
1,5 16,83
FC-4-80 C-5
22,41 1,1
20,37 FC-6-80
C-6 29,45
1,6 18,40
Komposit FC-6-80
C-1 30,67
1,3 23,59
13,76 16,02
21,57 20,71
18,82 17,76
18,11
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
FC-8-1 FC-8-2
FC-8-3 FC-8-4
FC-8-5 FC-8-6 Rata-rata
m od
u lu
s e lastis
M P
a
komposit
72
serat TKKS 6 dengan
suhu
curing
80 C
FC-6-80 C-2
32,95 1,7
19,38 FC-6-80
C-3 23,73
1,2 19,78
FC-6-80 C-4
22,77 1,0
22,77 FC-6-80
C-5 23,64
1,1 21,49
FC-6-80 C-6
30,20 1,5
20,13 Komposit
serat TKKS 8 dengan
suhu
curing
80 C
FC-8-80 C-1
30,27 2,2
13,76 FC-8-80
C-2 28,83
1,8 16,02
FC-8-80 C-3
23,73 1,1
21,57 FC-8-80
C-4 24,85
1,2 20,71
FC-8-80 C-5
28,23 1,5
18,82 FC-8-80
C-6 30,20
1,7 17,76
Setelah mendapatkan data hasil pengujian dengan spesimen yang berbeda, maka hasil kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas tertinggi dapat dilihat
pada Tabel 4.18. Data rata-rata dari hasil pengujian kekuatan tarik, regangan dan modulus elastisitas, benda uji komposit serat tandan kosong kelapa sawit dengan
fraksi volume serat 4, 6, 8 dan dengan menggunakan
curing
pada suhu 80 C
dapat dilihat pada Tabel 4.19 Tabel 4.19 Rerata hasil pengujian kekuatan tarik, regangan dan modulus
elastisitas komposit serat 4,6 dan 8 TKKS
curing
80 C
Spesimen Kekuatan tarik
Mpa Regangan
Modulus elastisitas MPa
Serat 80,54
- -
Rerata resin 33,66
2,80 12,33
Rerata FC-4-80 C
25,32 1,37
18,68 Rerata FC-6-80
C 27,33
1,30 21,19
Rerata FC-8-80 C
27,69 1,58
18,11
Grafik kekuatan tarik rata-rata, regangan rata-rata dan modulus elastisitas rata-rata dari bahan resin dan variasi fraksi volume komposit berpenguat serat
tandan kosong kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 4.13 – 4.15.
73
Gambar 4.13 Grafik nilai rata-rata kekuatan tarik komposit serat TKKS
Curing
80 C
Gambar 4.14 Grafik nilai rata-rata regangan komposit serat TKKS
Curing
80 C
80,54
32,66 25,32
27,33 27,69
0,00 10,00
20,00 30,00
40,00 50,00
60,00 70,00
80,00 90,00
serat RERATA
RESIN RERATA FC-
4-80C RERATA FC-
6-80C RERATA FC-
8-80C
k ek
u atan
tar ik
M P
a
komposit
2,80
1,37 1,30
1,58
0,00 0,50
1,00 1,50
2,00 2,50
3,00
RERATA RESIN
RERATA FC- 4-80C
RERATA FC- 6-80C
RERATA FC- 8-80C
re gan
gan
komposit
74
Gambar 4.15 Grafik nilai rata-rata modulus elastisitas serat TKKS
Curing
80 C
4.2 Pembahasan
Pada pengujian tarik komposit resin dan komposit serat tandan kosong kelapa sawit TKKS telah didapatkan hasil bahwa komposit resin lebih kuat
dibanding komposit serat, hal ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain: 1.
Pada saat pecetakan resin dengan serat terdapat void dan interphase. 2.
Kadar minyak pada serat sangat banyak sehingga serat tidak dapat menyatu dengan resin secara baik.
3. Jumlah serat yang sedikit pada daerah tertentu.
Pada Gambar 4.13 semua nilai dari kekuatan tarik komposit fraksi volume 4, 6, 8
curing
pada suhu 80 C mengalami peningkatan, walaupun kekuatan
tarik pada komposit tanpa penguat matrik lebih kuat dibanding komposit serat. Hal ini bisa disebabkan karena adanya rongga udara. Rongga udara disebabkan
karena pada saat pencetakan komposit resin dengan serat tidak dapat merekat secara maksimal, akibatnya luas penampang pada komposit berkurang hal ini
mempengaruhi kekutan tarik pada komposit. Pada Gambar 4.14 nilai regangan pada komposit fraksi volume serat 4,
6, 8 yang diberi perlakuan
curing
pada suhu 80 C memiliki nilai yang cukup
bagus, walaupun pada fraksi volume serat 6 mengalami penurunan 1,30,
12,33 18,68
21,19 18,11
0,00 5,00
10,00 15,00
20,00 25,00
RERATA RESIN
RERATA FC- 4-80C
RERATA FC- 6-80C
RERATA FC- 8-80C
m od
u lu
s e lastis
itas M
P a
komposit
75
namun pada fraksi volume serat 8 mengalami kenaikan sebesar 1,58. Kenaikan nilai regangan pada komposit disebabkan karena besar fraksi volume
serat yang digunakan, adapun penurunan yang terjadi pada fraksi volume 6 disebabkan karena kerusakan awal pada komposit pada saat pencetakan,
kerusakan yang terjadi karena adanya rongga udara, terjadinya rongga udara pada komposit mengakibat berkurangnya luas penampang pada komposit hal ini
mengakibatkan berkurangan nilai regangan pada komposit. Pada Gambar 4.15 nilai modulus elastisitas pada komposit fraksi volume
serat 4, 6, 8 yang diberi perlakuan
curing
pada suhu 80 C mengalami
peningkatan, kecuali pada fraksi volume serat 8 mengalami penurunan hal ini terjadi karena nilai regangan pada fraksi volume serat 8 nilainya lebih tinggi
dibanding fraksi volume serat 4 dan 6. Nilai modulus elastisitas adalah pembagian nilai tegangan dan nilai regangan. Apabila nilai regangan rendah maka
nilai modulus elastisitas akan besar karena nilai modulus elastisitas berbanding terbalik dengan nilai regangan.
Secara keseluruhan nilai kekuatan tarik dari setiap komposit fraksi volume serat 4, 6 dan 8 yang diberi perlakuan
curing
pada suhu 80 C, fraksi volume
serat 8 lebih baik atau mengalami peningkatan jika dibanding fraksi volume serat 4 dan 6. Hal ini disebabkan karena semakin besar fraksi volume serat
yang digunakan maka kekuatan tarik yang dihasilkan juga semakin besar ditambah perlakuan
curing
mempengaruhi kekuatan tarik. Pada nilai regangan, komposit fraksi volume serat yang lebih besar juga
mengalami peningkatan dibanding fraksi volume yang sedikit. Hal ini disebabkan karena lebih banyaknya volume serat yang digunakan maka regangan yang
dihasilkan lebih tinggi, ditambah suhu
curing
pada setiap fraksi volume tidak selalu stabil menyebabkan penurunan nilai regangan dan membuat benda uji
menjadi getas. Pada penelitian yang sudah dilakukan G.Estu Nugroho tanpa perlakuan
curing
, menunjukkan bahwa kekuatan tarik dari setiap fraksi volume menurun, hal ini terbukti bahwa proses
curing
sangat mempengaruhi kekuatan tarik pada komposit.
76
Adanya penurunan kekuatan dari komposit dapat disebabkan oleh beberapa faktor antara lain:
1. Sedikitnya jumlah serat pada daerah tertentu.
2. Terdapat
void
pada komposit. 3.
Matrik dan serat tidak dapat merekat secara maksimal. Besar fraksi volume serat yang digunakan juga sangat mempengaruhi kekuatan
dari komposit tersebut, adapun hal lain proses
curing
pada setiap fraksi volume yang tidak stabil juga dapat mempengaruhi kekutan dari komposit itu sendiri.
Tipe kerusakan pada bahan komposit dengan serat acak
chopped strand mat
adalah kerusakan
debounding
, yaitu matrik tidak mampu menahan konsentrasi tegangan geser yang timbul di ujung, serat dapat terlepas dari matrik
dan komposit akan rusak agak lurus arah serat. Kerusakan
debounding
memperlihatkan bahwa ikatan matrik dan serat tidak baik. Hal ini dapat disebabkan karena matrik dan serat tidak dapat merekat secara maksimal
atau
void
yang timbul pada waktu proses pencetakan yang kurang sempurna. Patahan pada komposit juga tak lepas dari timbulnya
void
dan permukaan bekas mesin
milling
dalam pembuatan radius komposit.
Void
atau yang dinamakan gelembung udara yang terjebak pada saat pencetakan komposit.
Void
inilah yang membuka celah untuk mematahkan komposit. Pembentukan radius juga dapat mempengaruhi kekuatan tarik karena bekas mata bor yang tidak rata
akan menimbulkan takikan kecil yang dapat berakibat cacatnya benda uji. Berikut Gambar patahan komposit dari masing-masing variasi, dapat dilihat pada Gambar
4.16-4.19. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
Gambar 4.16 Bentuk patahan komposit resin
Gambar 4.17 Bentuk patahan komposit fraksi volume 4 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78
Gambar 4.18 Bentuk patahan komposit fraksi volume serat 6
Gambar 4.19 Bentuk patahan komposit fraksi volume serat 8 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari semua hasil pengujian, perhitungan, pengamatan dan analisis data, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan yang berupa sifat fisis dan mekanis bahan
pembentuk komposit. Beberapa kesimpulan yang dapat diambil antara lain: 1.
Semakin besar fraksi volume serat yang digunakan maka semakin besar pula kekuatan tarik dan regangan yang dihasilkan ditambah proses curing sangat
mempengaruhi kekuatan tarik pada komposit. Nilai kekuatan tarik rata-rata terbaik terdapat komposit pada fraksi volume serat 8 pada curing 80
C adalah 27,68 MPa, lalu pada komposit fraksi volume serat 6 pada curing 80
C kekuatan tarik rata-rata terbesarnya adalah 27,33 MPa dan pada komposit fraksi
volume serat 4 rata-rata terbesar nya adalah 25,32 MPa. Sedangkan nilai regangan rata-rata terbaik terdapat pada komposit fraksi volume serat 8
curing 80 C yaitu 1,58, lalu pada komposit fraksi volume serat 6 curing
80 C regangan rata-rata terbesarnya adalah 1,30 dan komposit fraksi volume
serat 4 curing 80 C regangan rata-rata terbesarnya adalah 1,33.
2. Nilai modulus elastisitas dari komposit fraksi volume serat 4 curing 80
C tertinggi adalah 18,68 MPa, lalu pada komposit fraksi volume serat 6 curing
80 C nilai modulus elastisitas terbesarnya adalah 21,19 MPa, dan pada
komposit fraksi volume serat 8 curing 80 C nilai modulus elastisitas terbesar
nya 18,11 MPa. 3.
Kerusakan yang terjadi setelah dilakukan uji tarik merupakan patah getas. Patahan ini disebabkan karena pada komposit terdapat void, akibatnya kekuatan
komposit berkurang, kurangnya serat pada bagian-bagian tertentu, pada proses curing suhu yang diinginkan tidak bisa stabil akibatnya dapat merusak struktur
yang ada pada komposit dan mengakibatkan kekuatan dari komposit tersebut berkurang atau getas. Bentuk patahan dapat dilihat pada Gambar 4.16-4.19.
80
5.2 Saran
Dalam penelitian yang sudah dilakukan masih terdapat kesalahan dan kekurangan. Untuk menyempurnakan penelitian selanjutnya perlu diperhatikan hal-
hal sebagai berikut: 1.
Pada proses pembuatan benda uji adalah dengan metode hand lay-up untuk mendapatkan ketebalan yang seragam sebaiknya pembuatan benda uji
dilakukan sangat teliti dan memperhatikan tempat untuk meletakkan cetakan. Tempat yang aman untuk meletakkan cetakan adalah harus dipermukaan yang
rata, jika tidak maka dalam penuangan resin dan pada saat pengepresan hasilnya tidak akan rata.
2. Penggunaan katalis harus dalam jumlah yang cukup, agar proses pengeringan
komposit berlangsung cepat. Tetapi harus benar-benar diperhatikan pada saat penggunaan katalis jangan terlalu banyak ketika menggunakan katalis, karena
akan berpengaruh pada kekuatan dari komposit yang akan dibuat. 3.
Pada saat pembuatan komposit, proses pengepresan antara serat dan matrik harus benar-benar ditekan agar tidak ada rongga udara void.
4. Pemotongan bahan komposit untuk menjadi benda uji dilakukan dengan hati-
hati untuk menghindari kerusakan awal dan supaya dimensi benda uji seragam. 5.
Pembersihan serat harus benar-benar diperhatikan, karena serat sawit banyak mengandung kadar minyak. Hal ini mengakibatkan pada saat pembuatan benda
uji akan mengalami kesulitan dalam pencetakan, karena serat dengan matrik akan susah mennyatu atau tidak dapat merekat dengan matrik secara sempurna
hasilnya komposit akan banyak terdapat void. 6.
Dalam penelitian ini hanya menggunakan uji tarik. Untuk penelitian selanjutnya bisa juga diteruskan dengan uji impak, khususnya pada serat acak untuk
mengetahui kekuatannya yang lebih mendetail. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
