64
4.2. Spesimen Campuran PE : PS Tahap II
4.2.1. Analisa Visual Spesimen
Spesimen yang dihasilkan berbentuk plat tipis dengan ketebalan 2 mm dan dibentuk sesuai dengan ASTM D638 Type IV. Tampilan spesimen
bahan Polietilena PE : Polistirena PS dengan komposisi 75 : 25, 50 : 50, dan 25 : 75 dapat dilihat seperti pada gambar berikut :
Gambar 4.9. Spesimen 75 PE : 25 PS
Gambar 4.10. Spesimen 50 PE : 50 PS
65
Gambar 4.11. Spesimen 25 PE : 75 PS
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa spesimen antara masing – masing komposisi tidak terdapat perbedaan warna yang berarti dan
penyusutan yang terjadi sedikit. Selanjutnya spesimen ini dilakukan uji mekanik yaitu Uji TarikUji Kemuluran. Dari pengujian tarik ini nantinya
akan diketahui berapa kekuatan tarik spesimen strength, pertambahan panjang elongasi, dan modulus elastisitas E spesimen.
4.2.2. Hasil Uji Mekanik Spesimen
Data lengkap hasil Uji TarikUji Mulur spesimen ditunjukkan pada tabel 4.8.
Tabel 4.8
Data Hasil Uji TarikUji Mulur Spesimen ASTM D638 Type IV
Sampel PE : PS
Thickness mm
Width mm
Ao mm
2
Beban saat putus kgf
Stroke mm
75 PE 25 PS
1,950 1,980
1,980 5,940
5,930 5,950
11,583 11,741
11,781 31,25
32,67 31,93
6,97 7,30
7,15
66 50 PE
50 PS 1,980
1,970 1,960
5,940 5,960
5,940 11,761
11,741 11,642
24,75 24,51
24,28 5,49
5,26 5,05
25 PE 75 PS
1,980 1,960
1,960 5,960
5,970 5,990
11,801 11,701
11,740 34,46
35,84 34,75
4,95 5,27
5,16
Berdasarkan tabel 4.8, maka kekuatan tarik, kemuluran, dan modulus elastis spesimen dapat dicari berdasarkan perhitungan sebagai berikut:
1 kgf = 9,807 N.
Luas penampang awal Ao untuk PE 75 : PS 25 spesimen 1 adalah :
Ao = 1,950 mm x 5,940 mm
= 11,583 mm
2
F
maks
= 31,25 x 9,807 N = 306,468 N
Maka kekuatan tarik σ
maks
stress spesimen adalah :
Kemuluran merupakan perbandingan antara pertambahan panjang ΔL dengan
panjang mula – mula Lo dimana panjang mula – mula spesimen 25 mm dan pertambahan panjang spesimen 6,97 mm maka diperoleh :
67 Modulus elastis E merupakan konstanta dari perbandingan lurus antara tegangan
dan regangan. Besarnya modulus ini sama dengan angka kemiringan dari kurva tegangan – regangan yang berupa garis lurus pada bagian yang dekat ke titik 0.
Dengan cara yang sama seperti di atas, maka dapat dihitung sifat mekanik untuk spesimen lainnya. Data sifat mekanik spesimen terlihat seperti pada tabel 4.9.
Tabel 4.9 Sifat Mekanik Spesimen
Sampel PE : PS
Kekuatan Tarik MPa
Kemuluran Modulus Elastis
MPa
75 PE 25 PS 26,46
27,29 26,58
27,88 29,20
28,60 94,90
93,46 92,94
50 PE 50 PS 20,63
20,47 20,45
21,96 21,04
20,20 93,94
97,29 101,24
25 PE 75 PS 28,64
29,78 29,03
19,80 21,08
20,64 144,65
141,27 140,65
68 Dari hasil perhitungan diperoleh nilai rata – rata untuk masing – masing
komposisi, yaitu :
Komposisi 75 PE : 25 PS
Komposisi 50 PE : 50 PS
Komposisi 25 PE : 75 PS
69
Tabel 4.10 Sifat Mekanik Spesimen Rata – Rata
Sampel PE : PS
Kekuatan Tarik MPa
Kemuluran Modulus Elastis
MPa 75 : 25
26,77 28,56
93,77 50 : 50
20,52 21,07
97,49 25 : 75
29,15 20,51
142,19
Dari hasil perhitungan diperoleh sifat mekanik spesimen yang berbeda jika dibandingkan dengan sifat mekanik polietilen dan polistiren murni. Kekuatan tarik
spesimen berada di bawah kekuatan tarik bahan murni. Berdasarkan literatur, kekuatan tarik polietilen massa jenis tinggi HDPE sebesar 22,1 – 31,0 MPa
Callister, 2001. Sedangkan kekuatan tarik polistiren sebesar 35,9 – 51,7 MPa Callister, 2001. Penurunan nilai kekuatan tarik ini disebabkan karena
perbedaan density massa jenis antara polietilen dan polistiren. Meskipun telah dicampur dengan menggunakan mixer, namun sifat density kedua bahan yang
berbeda menghalangi terjadinya interaksi antar keduanya.
70 Gambar spesimen setelah dilakukan pengujian tarik seperti terlihat pada
gambar 4.12 di bawah ini :
Gambar 4.12. Spesimen Setelah Pengujian Tarik a Komposisi 75PE : 25PS,
b Komposisi 50PE : 50PS, c Komposisi 25PE : 75PS
Kurva load - stroke spesimen setelah pengujian tarik ditunjukkan seperti pada gambar 4.13 berikut :
a
c b
71 a
b
c
Gambar 4.13. Kurva Tegangan – Regangan Spesimen a
75PE : 25PS, b 50PE : 50PS, c 25PE : 75PS
Stroke L
o a
d
Stroke L
o a
d
Stroke L
o a
d
Stroke L
o a
d
Stroke L
o a
d Stroke
L o
a d
Stroke L
o a
d Stroke
L o
a d
Stroke L
o a
d
72 Kurva load vs stroke identik dengan kurva tegangan vs regangan karena
σ=FAo dan ε=ΔLLo. Dalam hal ini, load sebanding dengan tegangan dan stroke sebanding dengan regangan. Ketiga komposisi menunjukkan tidak ada perbedaan
bentuk. Hal ini disebabkan karena bahan bakunya sama, yang membedakan hanya komposisinya saja. Jika dibandingkan dengan kurva tegangan – regangan polimer
termoplastik diperoleh bahwa spesimen yang dihasilkan adalah jenis spesimen yang keras dan rapuh Wirjosentono B, 1995.
Gambar 4.14. Grafik Komposisi vs Stress
Keterangan : 1.
Komposisi 75 PE : 25 PS 2.
Komposisi 50 PE : 50 PS 3.
Komposisi 25 PE : 75 PS
Dari grafik di atas terlihat bahwa terjadi penurunan kekuatan pada komposisi 50 : 50. Hal ini akan dibahas pada analisa mikrostruktur poin 4.2.3.
73
4.2.3. Hasil Uji Mikrostruktur Spesimen
Kategori