PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK RESIN YUCALAC 157

PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN
SERAT GELAS TERHADAP KEKUATAN IMPAK
KOMPOSIT DENGAN MATRIK RESIN YUCALAC
157
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Starta Satu (S1) Jurusan
Teknik Mesin

Disusun Oleh :
Candra Kurniawan
09510090

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2014

i

Poster

LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS
TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK
RESIN YUCALAC 157

TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :
CANDRA KURNIAWAN
NIM : 09510090

Diterima dan disahkan oleh :
24 Januari 2014
Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

(Ir. M. Lukman, MT)

(Drs. M. Djufri, ST., MT.)
NIP : 196311101990101000

NIP : 108.9302.0291
Mengetahui ;

Ketua Jurusan Teknik Mesin

ii

iii

iv

v

vi

ABSTRAKSI
PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS
TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK
RESIN YUCALAC 157
Nama
No. Induk

: Candra Kurniawan
: 09510090

Pembimbing I
Pembimbing II

: Drs. M. Djufri, ST., MT
: Ir. M. Lukman, MT

Serat alam memiliki sifat lebih elastic dari serat gelas. Satu contoh serat
alami adalah serat sabut kelapa, serat ini memiliki elastisitas lebih tinggi dari serat

gelas dan serat karbon., kadar air di dalam sabut harus di kurangi sampai hampir
60% dengan menggunakan media oven. Campuran antara serat gelas dan serat
kelapa yang dibuat ada 3 variabel yaitu 80%FRP+20%serat kelapa,
70%GFRP+30%serat kelapa, 60%GFRP+40% serat kelapa dan juga di but
komposit dengan serat kelapa dan serat gelas untuk membandingkan nilai
keuatanya dengan uji impact.
Dimensi standart komposit fiberglass untuk uji impact adalah P=100mm,
L=10mm, dan T=10mm (JIS7111), dan berat specimen adalah 40gr. Dari data
hasil uji impact pada komposit diatas, didapat harga impat paling tinggi adalah
pada spesiment dengan komposisi 60% GFRP+40% serat gelas dengan rata rata
32 J/mm² dari 3 kali pengujian, dan nilai impact yang hanya dengan serat gelas
(GFRP) mendapatkan rata rata 23 J/mm² dari 3 kali pengujian.
Kata kunci : serat sabut kelapa, fiberglass, uji impact serat sabut kelapa

vii

ABSTRACT
PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS
TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK
RESIN YUCALAC 157

Nama
No. Induk

: Candra Kurniawan
: 09510090

Pembimbing I
Pembimbing II

: Drs. M. Djufri, ST., MT
: Ir. M. Lukman, MT

Natural fibre have elasticity more than composit fiber, because they have
water conten more than composit fiber, for example coconut fiber, it have high
elastic properties more than composit fiber. If we want using cocofiber for
reinforece in fiberglass composit, we have to decrease the water properties until
60% with heat treatment, and than mixing the cocofiber with GFRP with some
variable,
variable
when

I
use
is
80%
GFRP+20%cocofiber,
70%GFRP+30%cocofiber, 60%GFRP+40cocofiber and we make composit with
cocofiber and GFRP for comparing the strength values with impact testing.
Standart composite dimension for JIS7111 is L=100mm, W=10mm and
H=10mm, and it have a average weight 40gr. On impact testing for some
composite above, we getting a highess impact price with compotition composite
60%+40%, it have a average price 32 J/mm² from three time testing and impact
price for composite with GFRP is 23 J/mm².
Keywords : cocofibre, fiberglass, cocofibre impact testing

viii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat, rahmat, dan
hidayah-Nya tidak lupa shalawat serta salam tercurah pada Rasulullah SAW

sehingga Laporan Skripsi saya yang berjudul “Pengaruh Penguat Sabut Kelapa
Dan Serat Gelas Terhadap Kekuatan Impak Komposit Dengan Matrik
Yucalac 157” dapat diselesaikan dengan baik.
Dalam penyusunan Skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bantuan serta
dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih
kepada :
1.

ibu dan Alm. Bapak ku tersayang yang selalu memberikan bantuan materiil
maupun non materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang
tak akan terlupakan.

2.

Bapak Ir. Mulyono, MT. Selaku Ketua Jurusan Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.

3.

Bapak Drs. M. Djufri, ST., MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan
sekripsi ini dilakukan.

4.

Bapak Ir. M. Lukman, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga
terselesaikannya sekripsi ini.

5.

Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
teoritis seara langsung maupun tidak langsung.

6.

Teman-teman sebimbingan, rekan-rekan laboraturium di lingkungan Teknik
Mesin, serta teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2009 A, B dan C.

7.

Noor Maulida dan ma’un seseorang yang special, telah banyak memberikan
masukan, support moril maupun materil, bersedia menjadi teman saat susah
dalam mengerjakan skripsi ini.

8.

Saudara kemuning 17 ( Om Bram, Opank, Mas Yani, Tyo, Pacil, Faris, Essa,
Rudi, dll) serta saudara basecamp PHH ( Mas Menjess, Mas berly, Mas
Mawis, Devi “Joe”, dll) yang slalu membantu dan menghibur saat kesulitan.
ix

9.

Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan
kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak

terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan
sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT

memberikan sifat rahim Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan
penyusun berharap semoga sekripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca

Malang, 17 Januari 2014

Candra Kurniawan

x

DAFTAR ISI
POSTER ........................................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iii
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ........................................................ iv
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ........................................................ v
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI. ....................................................... vi
LEMBAR SURAT PERNYATAAN ............................................................... vii
ABSTRAK ....................................................................................................... viii
ABSTRACT ..................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ..................................................................................... x
DAFTAR ISI .................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3
1.4 Batasan Masalah............................................................................................ 3
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3
BAB II
Tinjauan Pustaka
2.1 Jenis Jenis Komposit Fiberglass. ................................................................. 4
2.2 Sifat Mekanik Komposit Fiberglass. ............................................................ 9
2.3 Perkembangan Fiberglass............................................................................ 11
2.4 Bahan Penyusun Fiberglass......................................................................... 11
2.5 Bahan Tambahan .............................................................................................
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Flowchart Penelitian.................................................................................... 22
3.2. Metode Penelitian....................................................................................... 22
3.3 Bahan Bahan Yang Digunakan ................................................................... 25
3.4 Proses Pembuatan ...................................................................................... 28
xi

3.5 Metode Analisa Data ................................................................................... 34
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN DATA
4.1 Data Hasil Pengujian Impct Pada Komposit ............................................... 39
4.2 Pembahasan Hasil Pengujian Impact .......................................................... 40
4.3 Pembahasan Hasil Pengujian Dengan RAL ............................................... 42
4.4. Pembahasan. ............................................................................................... 55
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 61
5.2 Saran ............................................................................................................ 62
DAFTAR PUSTAKA

xii

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Dashboard mobil dari komposit fiberglass......................................... 4
Gambar 2.2. Kap mobi berbahan komposit matrik logam ...................................... 5
Gambar 2.3.Keramik lantai berbahan komposit matrik keramik ............................ 6
Gambar 2.4. Chemical mikro struktur..................................................................... 8
Gambar 2.5. Kevlar ................................................................................................. 8
Gambar 2.6. Serat gelas .......................................................................................... 9
Gambar 2.7. Resin Yucalac 157 ............................................................................ 12
Gambar 2.8. Resin thermosetting .......................................................................... 13
Gambar 2.8.1. Resin epoxy ................................................................................... 14
Gambar 2.8.2. Resin phenolic ............................................................................... 14
Gambar 2.8.3. Resin polyester .............................................................................. 16
Gambar 2.8.4 Resin silikon ................................................................................... 16
Gambar 2.9. Proses pembuatan serat gelas ........................................................... 17
Gambar 2.10. Serat gelas ...................................................................................... 18
Gambar 2.11. Sabut kelapa ................................................................................... 18
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ..................................................................... 24
Gambar 3.2. Resin Yucalac BQTN 157 ................................................................ 25
Gambar 3.3. Katalis............................................................................................... 25
Gambar 3.4. Serat gelas ........................................................................................ 26
Gambar 3.5. Sabut kelapa ..................................................................................... 26
Gambar 3.6. Model spesimen standar JIS 7111 .................................................... 27
Gambar .3.7. Mesin Charpy impact ...................................................................... 31
Gambar 3.8. Arah penduum dan tata letak spesimen ............................................ 32
Gambar 3.9. Ayunan pendulum charpy impact .................................................... 33
xiii

Gambar 4.1. Grafik hasil pengujian impact kelima spesimen .............................. 40
Gambar 4.2. Data hasil rata rata pengujian impact ............................................... 40
Gambar 4.3. Grafik rata rata spesimen terhadap impact ....................................... 41
Gambar 4.4. Sabut kelapa dan serat gelas setelah uji impact................................ 59

xiv

DAFTAR TABEL DAN GRAFIK
Tabel 2.1. Data penyebaran buah kelapa .............................................................. 19
Tabel 2.2. Komposisi serat sabut kelapa ............................................................... 21
Tabel 2.3. Morfologi serat sabut kelapa ........................................................... 21-22
Tabel 2.4. Spesifikasi resin yucalac 157 ............................................................... 22
Tabel 3.1. Daftar varian hasil olah data ................................................................ 38
Tabel 4.1. Data hasil uji impact ............................................................................ 40
Grafik 4.1. Hasil pengujian terhadap kelima spesimen......................................... 41
Tabel 4.2. Rata rata impact pada pengujian .......................................................... 41
Grafik 4.2. Perbandingan rata rata impact spesiment ........................................... 42
Tabel 4.3. Tabel penelitian .................................................................................... 43
Tabel 4.4. Tabel sidik ragam ................................................................................. 44
Tabel 4.5. Tabel F uji hipotesis ............................................................................. 46
Grafik 4.3. Perbandingan nilai impact komposit 60%+40% ................................ 52
Grafik 4.4. Perbandingan nilai impact komposit 70%+30% ................................ 53
Grafik 4.5. Perbandingan nilai impact komposit 80%+20% ................................ 54

xv

DAFTAR PUSTAKA

Amin Sulistyanto, 2005, Karakteristik Pembakaran Biobriket dan Serabut kelapa
Biro Pusat Statistik, 2011., Penyebaran Tanaman Kelapa Indonesia
Charles, A Harper, 1976, Handbook of Ceramic, Glasses and diamond
ENDO FIBERGLASS, 2013, Pemanfaatan Fiberglass di Lingkungan Umum
H. Bond, 1993., Kevlar Chemical Structure Properties
Jonathan Oroh, 2013, Analisis sifat mekanik Material Komposit Dengan
Menggunakan Serat Sabut Kelapa, Skripsi, Univ. Sam Ratulangi
Jurnal Riset Industri, 2011 Vol. V, No.2, , Hal 143-151
Kenneth G. Budinski, Engineering Materials: Properties and Selection
Kirk dan Othmer, 1981, FRP Compotition
Kuncoro Diharjo, 2006, Kajian Pengaruh Teknik Pembuatan Lubang Terhadap
kekuatan Tarik Komposit hybrid serat gelas,Skripsi, Univ. Negeri Sebelas Maret
Surakarta
Matthews, 2004, Fiberglass Composite Definition
Muh Amin, 2010, SeratSabutKelapa (SSK).
Sugandi Sugiarto, 1994.Rancangan Percobaan Teori dan Aplikasi.Andi offset.
Yogyakarta
www.suaraMerdeka.com
Supriadi, 1997, Dalam Manik, at al, 2004.
S. Harisha, D. Peter Michaelb, A. Benselyb, D. Mohan Lalb, A. Rajaduraic, 2008,
aDepartment of Mechanical and Aerospace Engineering, Arizona State
University, USA
Tim Fakultas Teknik UNY, 2004, Fabrikasi Komponen Komposit Fiberglass.

xvi

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Fiberglass merupakan salah satu jenis material didalam dunia teknik yang di
buat dengan penggabungan dua macam bahan yang mempunyai sifat berbeda menjadi satu
material baru dengan sifat yang berbeda pula (Matthews, 2004). Dalam pembentukan atau
pembuatan komposit fiberglass ini campuran antara katalis dan resin harus sesuai agar
mendapatkan komposit yang sesuai pula. Di dalam fiberglass terdapat serat gelas atau kaca,
fungsi dari serat gelas tersebut adalah sebagai penguat, atau rangka agar komposit pada saat
mendapat gaya tarik atau tekan tidak langsung pecah (getas). Dalam kejadian seperti ini
akan memberikan tingkat safety yang lebih kepada pengguna atau konsumen. Pada beberapa
bahan dasar atau material yang di gunakan untuk menciptakan komposit tersebut, ada yang
murni 1 jenis material dan ada juga yang menggunakan campuran dengan material lain,
seperti contoh pada fiberglass yang umum menggunakan serat gelas sebagai penguat pada
fiberglass, reinforcement itu sendiri bisa di campur atau di ganti dengan serat rotan,serat
kelapa atau kulit bambu, tujuanya adalah agar di dapatkan jenis komposit yang di inginkan
tanpa menghilangkan sifat komposit itu sendiri dan menekan biaya produksi untuk komposit
itu sendiri.
Selama ini kebanyakan masih menggunakan serat gelas sebagai reinforcement,
padahal masih banyak material lain dari alam yang bisa digunakan sebagai pengganti serat
gelas, fungsinya adalah untuk mendapatkan sifat komposit yang sesuai dengan keinginan
dan kebutuhan sipembuat dan masyarakat selain itu juga dengan mendasari biaya produksi
komposit

(SeratSabutKelapa (SSK). Muh Amin, 2010). Sebenarnya banyak

bahan

pengganti reinforcement pada komposit fiberglass seperti serat rotan, serat bambu atau kulit
bambu, tetapi saya memilih serabut kelapa karena ketersediaan bahan baku serabut kelapa di
1

Indonesia cukup banyak (Data Tahun 2006, Sumber: www.bkpm.go.id) Ini dan bahkan
harganya jauh lebih murah di bandingkan dengan reinforcement lain seperti rotan atau
bambu, jurnal kelebihan dan kekurangan serabut kelapa, memiliki tarik 1,15 Mpa dan
Modulus Elastisitas 4 – 6 Gpa (Supriadi, 1997 dalam Manik, at al, 2004). Material ini biasa
digunakan sebagai campuran penggati serat gelas pada fiberglass sehingga biaya produksi
komposit fiberglass lebih hemat di bandingkan menggunakan reinforcement serat gelas ,
Regangan bahan komposit polyester berpenguat serat sabut kelapa juga menunjukkan
adanya optimum dengan 60% fraksi volume serat yaitu dengan harga sebesar 0,42 % hanya
serabut kelapa harus di kurangi kadar air terlebih dahulu sebelum di gunakan. Metode
pengurangan kadar air yang akan saya gunakan untuk serabut kelapa ini, dengan
mendapatkan suhu lebih tinggi dengan cara di oven pada suhu 80˚ selama ± 5-8 menit
(Amin Sulistyanto, Karakteristik Pembakaran Biobriket dan Serabut kelapa). Dalam kurun
waktu tersebut, serabut kelapa akan mengalami pengurangan kadar air sebanyak 50% - 60%
(perhitungan sebagai tolak ukur 1kg serabut basah menjadi 500-400 gram serabut kering
setelah di oven) (Jurnal Riset Industri Vol. V, No.2, 2011, Hal 143-151)

1.2 PerumusanMasalah
“Mengetahui nilai impact komposit dengan paduan serat kelapa, fiberglass dengan
campuran serat gelas dan serabut kelapa dengan fiberglass yang hanya menggunakan
serat gelas”.

1.3 Tujuan
 Mendapatkan komposisi paduan komposit fiberglass yang paling kuat besar
menerima impact antara sabut kelapa dan serat gelas pada komposit fiberglass.

1.4 Manfaat Penelitian
1. Meningkatkan pengetahuan dan wawasan serta memperkaya khasanah ilmu
pengetahuan dan teknologi di bidang material dan komposit.

2

2. Sebagai literature pada penelitian sejenis dalam rangka pengembangan teknologi di
bidang material dan komposit.
3. Dapat mengetahui pengaruh serabut kelapa terhadap tingkat ketahan fiberglass dalam
mendapatkan gaya.

1.5 Batasan Masalah
Pengujian hanya dilakukan pada fiberglass dengan campuran serabut kelapa
dan serat gelas sebagai seratnya dan membandingkan tingkat ketahan terhadap uji impact
dengan fiberglass berserat serat gelas.

3