TUGAS AKHIR PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERMATRIK EBONIT Pengembangan Komposit Bermatrik Ebonit Dengan Kandungan Sulfur 30 Phr Yang Diperkuat Serat Kelapa Untuk Komponen Otomotif.
TUGAS AKHIR
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERMATRIK EBONIT
DENGAN KANDUNGAN SULFUR 30 PHR YANG
DIPERKUAT SERAT KELAPA UNTUK KOMPONEN
OTOMOTIF
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
DIKA ANGGI PRASETYO
NIM : D200110057
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
ii
iii
iv
v
MOTTO
“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya
yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu.”
(Q.S Al Baqarah:45)
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka
apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah dengan
sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan hanya pada Tuhanmulah
hendaknya kamu berharap”
(Q.S. Al Insyiroh: 6-8)
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat
bagi manusia lainnya”
(Al Hadits)
“Sebaik-baik pekerjaan setelah iman adalah
belas kasih sesama manusia”
(HR. Thabrani)
vi
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERMATRIK EBONIT DENGAN
KANDUNGAN SULFUR 30 PHR YANG DIPERKUAT SERAT KELAPA
UNTUK KOMPONEN OTOMOTIF
Dika Anggi Prasetyo, Joko Sedyono, Agus Hariyanto.
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email : Aprdika@gmail.com
ABTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan komposit yang
menggunakan variasi berat serat 0 phr, 30 phr, dan 50 phr dengan
melakukan uji tarik dengan standar ASTM D638, uji impak izod dengan
standar ASTM D256, uji kekerasan dengan standar SNI 0778 : 2009 dan
foto SEM dengan alat Jeol JSM-6510LA.
Bahan komposit yang digunakan adalah ebonit sebagai matrik
dengan penguat serat kelapa. Proses pertama yang dilakukan adalah
pemilihan serat kelapa yang kemudian dipotong – potong sepanjang 20
mm kemudian serat direndam menggunakan NaOH 5% per 1 liter
aquades dengan waktu perendaman selama 2 jam,setelah perendaman
selesai serat kelapa dikeringkan sampai kadar air 8%, selanjutnya proses
bembuatan kompon dengan mencampur karet alam dengan bahan –
bahan kimia dan serat yang menggunakan alat two roll mill, kemudian
vulkanisasi dengan metode cetak tekan panas (hot press mold}.
Hasil penelitian diperoleh kekuatan tarik maksimum pada komposit
dengan berat serat 30 phr dengan tegangan sebesar 6,20 N/mm 2,
regangan maksimum pada komposit dengan berat serat 30 phr sebesar
84%. Hasil pengujian izod impak rata – rata tertinggi didapat pada berat
serat 30 phr sebesar 29,57 J/mm2, untuk hasil pengujian kekerasan rata –
rata tertinggi didapat pada berat serat 0 phr sebesar 73,100 skala shore A
dan hasil foto SEM diperoleh komposit dengan fraksi berat serat 0 phr
mempunyai struktur yang paling baik.
Kata kunci : komposit, ebonit, serat kelapa, two roll mill, Vulkanisasi
vii
ABSTRACTS
This study was aimed to determine the strength of the composite
using a variation of fiber weight 0 phr, 30 phr and 50 phr by conducting a
tensile test to ASTM D638, Izod test impact with ASTM D256, hardness
test with the standard ISO 0778: 2009 and SEM photo by using JEOL
JSM-6510LA tool.
Composite materials used were ebonite as a matrix with coconut
fiber reinforcement. The first process performed was the selection of
coconut fibers which then cut as length as 20 mm and then fibers were
soaked with NaOH 5% per 1 liter of distilled water with immersion time for
2 hours, after soaking finished coconut fibers were dried until the moisture
content comes to 8%, then the process of compound production was
ended by mixing natural rubber of chemicals materials and fibers using a
two-roll mill, and then the vulcanizing was processed by using the hot
press print method (hot press mold}.
The results of the study showed that by the maximum tensile
strength fiber composite with a weight of 30 phr with a voltage of 6.20 N /
mm2, the maximum strain on the composite with 30 phr fiber weight by
84%. Average Izod impact testing ensued the highest average fiber weight
30 phr of 29.57 J / mm2, for the average hardness test results obtained the
highest average fiber weight of 73.100 scale of 0 phr shore A and the SEM
images obtained from composites with fraction of fiber weight 0 phr had
the best structure.
Keywords: composite,
vulcanization
ebonite,
viii
coconut
fiber,
two
roll
mill,
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT
atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan
penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas
akhir
berjudul
“Pengaruh
suhu
sintering
pada
pembuatan kampas rem dengan resin serbuk sebagai pengikat“,
dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk
itu pada kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan dan
keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D,. sebagai Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2.
Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin.
3.
Bapak Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D, Selaku pembimbing
utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan
saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
4.
Bapak
Ir.
Agus
Hariyanto,
MT.
Selaku
pembimbing
pendamping yang telah banyak memberikan pengarahan,
bimbingan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5.
Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada
penulis selama mengikuti kegiatan kuliah.
6.
Bapak dan Ibu tercinta yang setiap waktu selalu mendo’akan,
memberi semangat dan dorongan, serta terimakasih atas
semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini
ix
sehingga penulis semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Semua do’a yang tulus akan selalu mengiringi langkahku.
7.
Saudaraku Joko dan Aniko yang telah menyemangati dan
mendo’akan serta dukungannya atas terselesainya laporan ini,
terimakasih.
8.
Sahabat seperjuanganku Fikri, Isnanto dan Rizki terimakasih
atas bantuanya dan atas segala suka dan duka selama
penyelesaian Tugas Akir ini, semoga pesaudaraan tetap
terjaga sampai kapanpun.
9.
Bapak Yudi Yunus selaku pemilik CV. Trinity Rajawali
Universal Surabaya. Terimakasih telah menyediakan Tempat
untuk pembuatan kompon ini dan telah memberikan ilmu yang
sangat bermanfat bagi Saya dan Teman-teman.
10. Ibu Novi selaku kepala Laboratorium Riset Karet BBKKP
Yogyakarta. Terimakasih telah banyak membantu dalam
proses penengerjaan spesimen dalam Tugas Akhir ini.
Semoga ilmu ini bermanfaat kedepannya.
11. Team
rekan-rekan
mahasiswa
Teknik
Mesin
angkatan
2011, yang telah ikut memberi saran dan motivasi.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari
sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat
membangun dari pembaca sangat
diharapkan.
penulis
dapat bermanfaat bagi
semoga
tugas
akhir
ini
Harapan
penulis dan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Oktober 2016
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ........................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .................................................................. v
LEMBAR MOTTO ........................................................................................ vi
ABSTRAKSI ................................................................................................. vii
KATA PENGANTAR .................................................................................... ix
DAFTAR ISI ................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xvii
DAFTAR SIMBOL ...................................................................................... xviii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2. Perumusan Masalah ............................................................. 3
1.3. Pembatasan Masalah............................................................. 4
1.4. Tujuan Penelitian ................................................................... 5
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................. 6
1.6. Sistematika Penulisan ........................................................... 7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................. 9
2.2. Landasan Teori .................................................................... 11
2.2.1. Komposit .................................................................. 11
xi
2.2.2. Unsur Utama Pembentuk komposit .......................... 14
2.2.2.1.Serat Kelapa ................................................ 14
2.2.2.2.Karet Alam.................................................... 16
2.2.2.3. Bahan - bahan Kimia ................................... 18
2.2.3. Perlakuan Alkali (NaOH) ................................................... 24
2.2.4. Rancangan Kompon.......................................................... 26
2.2.5. Vulkanisasi ........................................................................ 26
2.2.6. Ebonit ................................................................................ 28
2.2.7. Pengujian Tarik ................................................................. 39
2.2.8. Pengujian Kekerasan ........................................................ 33
2.2.9. Pengujian Impact Izod ....................................................... 35
2.2.10. Foto SEM .......................................................................... 38
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian .......................................................... 41
3.2. Studi Literature dan Survey Lapangan .................................. 42
3.3. Alat – Alat Peneltian .............................................................. 42
3.3.1 Peralatan Penelitian ...................................................... 42
3.3.2 Peralatan Pengujian...................................................... 49
3.4. Bahan Penelitian ................................................................... 51
3.5 Lokasi Penelitian ................................................................... 59
3.6 Prosedur Penelitian ............................................................... 59
3.6.1. Tahap dalam proses perendaman serat kelapa .......... 59
3.6.2. Tahap dalam proses komponding............................... 60
3.6.3 Tahap dalam proses Vulkanisasi ................................ 62
3.7. Proses Pengambilan Data..................................................... 63
xii
3.8. Pengujian Spesimen ............................................................. 65
3.9. Kesulitan – kesulitan yang terdapat dalam penelitian ........... 71
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian tarik komposit .............................................. 72
4.1.1. Pembahasan Pengujian tarik komposit ........................ 73
4.2. Hasil Pengujian izod impak komposit .................................... 74
4.2.1. Pembahasan hasil Pengujian izod impak komposit ..... 75
4.3. Hasil Pengujian kekerasan komposit..................................... 76
4.3.1. Pembahasan hasil Pengujian kekerasan komposit ...... 76
4.4. Hasil Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) .................. 77
4.4.1. Pembahasan Foto SEM ............................................... 79
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ........................................................................... 81
5.2. Saran..................................................................................... 92
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Chopped fiber composite (Gibson, 1994)......................
13
Gambar 2.2 Reaksi sulfur dan molekul karet pada vulkanisasi .......
27
Gambar 2.3 Dimensi spesimen menurut ASTM D638 ......................
30
Gambar 2.4 Kekerasan shore A dan shore D ...................................
34
Gambar 2.5 Skematik uji impact (ASTM D256) ................................
37
Gambar 2.6 Dimensi spesimen menurut ASTM D256 ......................
37
Gambar 2.7 Skema alat foto SEM (Trewin,1988) ............................
40
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ..................................................
41
Gambar 3.2 Mesin Two Roll Mill ......................................................
43
Gambar 3.3 Mesin vulkanisasi ..........................................................
43
Gambar 3.4 Rheo meter ..................................................................
44
Gambar 3.5 Mold atas dan bawah ...................................................
45
Gambar 3.6 Frame.............................................................................
45
Gambar 3.7 Cetakan untuk uji kekerasan .........................................
45
Gambar 3.8 Timbangan digital ..........................................................
46
Gambar 3.9 Gelas ukur 100 ml .........................................................
46
Gambar 3.10 Alat ukur kadar air ........................................................
47
Gambar 3.11 Oven ..........................................................................
47
Gambar 3.12 Jangka sorong……………………………………………..
48
Gambar 3.13 Alat bantu lain .............................................................
48
Gambar 3.14 Alat uji tarik ..................................................................
49
xiv
Gambar 3.15 Alat uji kekerasan shore A ..........................................
50
Gambar 3.16 Alat uji izod impact ......................................................
50
Gambar 3.17 Alat foto SEM ..............................................................
51
Gambar 3.18 RSS (Ribbed Smoke Sheed) .......................................
52
Gambar 3.19 Carbon black ..............................................................
52
Gambar 3.20 ZnO (zinc Oxide) ..........................................................
53
Gambar 3.21 Stearic acid .................................................................
54
Gambar 3.22 Parafinic oil ..................................................................
54
Gambar 3.23 MBTS ..........................................................................
55
Gambar 3.24 TMT .............................................................................
55
Gambar 3.25 Sulfur............................................................................
56
Gambar 3.26 BHT .............................................................................
56
Gambar 3.27 Serat kelapa ................................................................
57
Gambar 3.28 Aquades .......................................................................
57
Gambar 3.29 NaOH .........................................................................
58
Gambar 3.30 Spesimen uji tarik .......................................................
65
Gambar 3.31 Cetakan untuk uji kekerasan dengan tebal 12 mm ....
67
Gambar 3.32 Spesimen uji kekerasan .............................................
67
Gambar 3.33 Spesimen uji izod impak ............................................
70
Gambar 4.1 Histogram tegangan tarik perpanjangan putus rata – rata
pada pengujian tarik komposit ......................................
72
Gambar 4.2 Histogram regangan tarik perpanjangan putus rata – rata
pada pengujian tarik komposit ......................................
xv
73
Gambar 4.3 Histogram energi serap rata – rata pengujian impact izod
...................................................................................... .
74
Gambar 4.4 Histogram harga impact rata – rata pengujian impact izod
...................................................................................... .
75
Gambar 4.5 Histogram nilai kekerasan rata-rata pada komposit …...
76
Gambar 4.6 Gambar foto SEM berat serat 0 phr ............................. .
77
Gambar 4.7 Gambar foto SEM berat serat 30 phr..............................
78
Gambar 4.8 Gambar foto SEM berat serat 50 phr ............................ .
79
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis-jenis carbon black .......................................................
22
Tabel 3.1 Komposisi komposit serat acak dengan variasi berat serat
64
Tabel 4.1 Hasil rata-rata pengujian tarik perpanjangan putus komposit
............................................................................................................. . 72
Tabel 4.2 Hasil rata-rata pengujian impact izod komposit ..................
74
Tabel 4.3 Hasil rata-rata pengujian kekerasan shore A ......................
76
xvii
DAFTAR SIMBOL
A
= Luas diameter (mm²)
σ
= Tegangan Tarik (N/mm2)
F
= Gaya (N)
Ɛ
= Regangan (%)
Eserap
= Energi Yang Terserap (J)
Δl
= Perubahan panjang (mm)
HI
= Harga impak (J/mm²)
xviii
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERMATRIK EBONIT
DENGAN KANDUNGAN SULFUR 30 PHR YANG
DIPERKUAT SERAT KELAPA UNTUK KOMPONEN
OTOMOTIF
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
DIKA ANGGI PRASETYO
NIM : D200110057
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
ii
iii
iv
v
MOTTO
“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya
yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu.”
(Q.S Al Baqarah:45)
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka
apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah dengan
sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan hanya pada Tuhanmulah
hendaknya kamu berharap”
(Q.S. Al Insyiroh: 6-8)
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat
bagi manusia lainnya”
(Al Hadits)
“Sebaik-baik pekerjaan setelah iman adalah
belas kasih sesama manusia”
(HR. Thabrani)
vi
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERMATRIK EBONIT DENGAN
KANDUNGAN SULFUR 30 PHR YANG DIPERKUAT SERAT KELAPA
UNTUK KOMPONEN OTOMOTIF
Dika Anggi Prasetyo, Joko Sedyono, Agus Hariyanto.
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
email : Aprdika@gmail.com
ABTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan komposit yang
menggunakan variasi berat serat 0 phr, 30 phr, dan 50 phr dengan
melakukan uji tarik dengan standar ASTM D638, uji impak izod dengan
standar ASTM D256, uji kekerasan dengan standar SNI 0778 : 2009 dan
foto SEM dengan alat Jeol JSM-6510LA.
Bahan komposit yang digunakan adalah ebonit sebagai matrik
dengan penguat serat kelapa. Proses pertama yang dilakukan adalah
pemilihan serat kelapa yang kemudian dipotong – potong sepanjang 20
mm kemudian serat direndam menggunakan NaOH 5% per 1 liter
aquades dengan waktu perendaman selama 2 jam,setelah perendaman
selesai serat kelapa dikeringkan sampai kadar air 8%, selanjutnya proses
bembuatan kompon dengan mencampur karet alam dengan bahan –
bahan kimia dan serat yang menggunakan alat two roll mill, kemudian
vulkanisasi dengan metode cetak tekan panas (hot press mold}.
Hasil penelitian diperoleh kekuatan tarik maksimum pada komposit
dengan berat serat 30 phr dengan tegangan sebesar 6,20 N/mm 2,
regangan maksimum pada komposit dengan berat serat 30 phr sebesar
84%. Hasil pengujian izod impak rata – rata tertinggi didapat pada berat
serat 30 phr sebesar 29,57 J/mm2, untuk hasil pengujian kekerasan rata –
rata tertinggi didapat pada berat serat 0 phr sebesar 73,100 skala shore A
dan hasil foto SEM diperoleh komposit dengan fraksi berat serat 0 phr
mempunyai struktur yang paling baik.
Kata kunci : komposit, ebonit, serat kelapa, two roll mill, Vulkanisasi
vii
ABSTRACTS
This study was aimed to determine the strength of the composite
using a variation of fiber weight 0 phr, 30 phr and 50 phr by conducting a
tensile test to ASTM D638, Izod test impact with ASTM D256, hardness
test with the standard ISO 0778: 2009 and SEM photo by using JEOL
JSM-6510LA tool.
Composite materials used were ebonite as a matrix with coconut
fiber reinforcement. The first process performed was the selection of
coconut fibers which then cut as length as 20 mm and then fibers were
soaked with NaOH 5% per 1 liter of distilled water with immersion time for
2 hours, after soaking finished coconut fibers were dried until the moisture
content comes to 8%, then the process of compound production was
ended by mixing natural rubber of chemicals materials and fibers using a
two-roll mill, and then the vulcanizing was processed by using the hot
press print method (hot press mold}.
The results of the study showed that by the maximum tensile
strength fiber composite with a weight of 30 phr with a voltage of 6.20 N /
mm2, the maximum strain on the composite with 30 phr fiber weight by
84%. Average Izod impact testing ensued the highest average fiber weight
30 phr of 29.57 J / mm2, for the average hardness test results obtained the
highest average fiber weight of 73.100 scale of 0 phr shore A and the SEM
images obtained from composites with fraction of fiber weight 0 phr had
the best structure.
Keywords: composite,
vulcanization
ebonite,
viii
coconut
fiber,
two
roll
mill,
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT
atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan
penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas
akhir
berjudul
“Pengaruh
suhu
sintering
pada
pembuatan kampas rem dengan resin serbuk sebagai pengikat“,
dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk
itu pada kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan dan
keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D,. sebagai Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2.
Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin.
3.
Bapak Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D, Selaku pembimbing
utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan
saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
4.
Bapak
Ir.
Agus
Hariyanto,
MT.
Selaku
pembimbing
pendamping yang telah banyak memberikan pengarahan,
bimbingan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5.
Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada
penulis selama mengikuti kegiatan kuliah.
6.
Bapak dan Ibu tercinta yang setiap waktu selalu mendo’akan,
memberi semangat dan dorongan, serta terimakasih atas
semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini
ix
sehingga penulis semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Semua do’a yang tulus akan selalu mengiringi langkahku.
7.
Saudaraku Joko dan Aniko yang telah menyemangati dan
mendo’akan serta dukungannya atas terselesainya laporan ini,
terimakasih.
8.
Sahabat seperjuanganku Fikri, Isnanto dan Rizki terimakasih
atas bantuanya dan atas segala suka dan duka selama
penyelesaian Tugas Akir ini, semoga pesaudaraan tetap
terjaga sampai kapanpun.
9.
Bapak Yudi Yunus selaku pemilik CV. Trinity Rajawali
Universal Surabaya. Terimakasih telah menyediakan Tempat
untuk pembuatan kompon ini dan telah memberikan ilmu yang
sangat bermanfat bagi Saya dan Teman-teman.
10. Ibu Novi selaku kepala Laboratorium Riset Karet BBKKP
Yogyakarta. Terimakasih telah banyak membantu dalam
proses penengerjaan spesimen dalam Tugas Akhir ini.
Semoga ilmu ini bermanfaat kedepannya.
11. Team
rekan-rekan
mahasiswa
Teknik
Mesin
angkatan
2011, yang telah ikut memberi saran dan motivasi.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari
sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat
membangun dari pembaca sangat
diharapkan.
penulis
dapat bermanfaat bagi
semoga
tugas
akhir
ini
Harapan
penulis dan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Oktober 2016
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................
i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ........................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .................................................................. v
LEMBAR MOTTO ........................................................................................ vi
ABSTRAKSI ................................................................................................. vii
KATA PENGANTAR .................................................................................... ix
DAFTAR ISI ................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xvii
DAFTAR SIMBOL ...................................................................................... xviii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2. Perumusan Masalah ............................................................. 3
1.3. Pembatasan Masalah............................................................. 4
1.4. Tujuan Penelitian ................................................................... 5
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................. 6
1.6. Sistematika Penulisan ........................................................... 7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................. 9
2.2. Landasan Teori .................................................................... 11
2.2.1. Komposit .................................................................. 11
xi
2.2.2. Unsur Utama Pembentuk komposit .......................... 14
2.2.2.1.Serat Kelapa ................................................ 14
2.2.2.2.Karet Alam.................................................... 16
2.2.2.3. Bahan - bahan Kimia ................................... 18
2.2.3. Perlakuan Alkali (NaOH) ................................................... 24
2.2.4. Rancangan Kompon.......................................................... 26
2.2.5. Vulkanisasi ........................................................................ 26
2.2.6. Ebonit ................................................................................ 28
2.2.7. Pengujian Tarik ................................................................. 39
2.2.8. Pengujian Kekerasan ........................................................ 33
2.2.9. Pengujian Impact Izod ....................................................... 35
2.2.10. Foto SEM .......................................................................... 38
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian .......................................................... 41
3.2. Studi Literature dan Survey Lapangan .................................. 42
3.3. Alat – Alat Peneltian .............................................................. 42
3.3.1 Peralatan Penelitian ...................................................... 42
3.3.2 Peralatan Pengujian...................................................... 49
3.4. Bahan Penelitian ................................................................... 51
3.5 Lokasi Penelitian ................................................................... 59
3.6 Prosedur Penelitian ............................................................... 59
3.6.1. Tahap dalam proses perendaman serat kelapa .......... 59
3.6.2. Tahap dalam proses komponding............................... 60
3.6.3 Tahap dalam proses Vulkanisasi ................................ 62
3.7. Proses Pengambilan Data..................................................... 63
xii
3.8. Pengujian Spesimen ............................................................. 65
3.9. Kesulitan – kesulitan yang terdapat dalam penelitian ........... 71
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian tarik komposit .............................................. 72
4.1.1. Pembahasan Pengujian tarik komposit ........................ 73
4.2. Hasil Pengujian izod impak komposit .................................... 74
4.2.1. Pembahasan hasil Pengujian izod impak komposit ..... 75
4.3. Hasil Pengujian kekerasan komposit..................................... 76
4.3.1. Pembahasan hasil Pengujian kekerasan komposit ...... 76
4.4. Hasil Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) .................. 77
4.4.1. Pembahasan Foto SEM ............................................... 79
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ........................................................................... 81
5.2. Saran..................................................................................... 92
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Chopped fiber composite (Gibson, 1994)......................
13
Gambar 2.2 Reaksi sulfur dan molekul karet pada vulkanisasi .......
27
Gambar 2.3 Dimensi spesimen menurut ASTM D638 ......................
30
Gambar 2.4 Kekerasan shore A dan shore D ...................................
34
Gambar 2.5 Skematik uji impact (ASTM D256) ................................
37
Gambar 2.6 Dimensi spesimen menurut ASTM D256 ......................
37
Gambar 2.7 Skema alat foto SEM (Trewin,1988) ............................
40
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ..................................................
41
Gambar 3.2 Mesin Two Roll Mill ......................................................
43
Gambar 3.3 Mesin vulkanisasi ..........................................................
43
Gambar 3.4 Rheo meter ..................................................................
44
Gambar 3.5 Mold atas dan bawah ...................................................
45
Gambar 3.6 Frame.............................................................................
45
Gambar 3.7 Cetakan untuk uji kekerasan .........................................
45
Gambar 3.8 Timbangan digital ..........................................................
46
Gambar 3.9 Gelas ukur 100 ml .........................................................
46
Gambar 3.10 Alat ukur kadar air ........................................................
47
Gambar 3.11 Oven ..........................................................................
47
Gambar 3.12 Jangka sorong……………………………………………..
48
Gambar 3.13 Alat bantu lain .............................................................
48
Gambar 3.14 Alat uji tarik ..................................................................
49
xiv
Gambar 3.15 Alat uji kekerasan shore A ..........................................
50
Gambar 3.16 Alat uji izod impact ......................................................
50
Gambar 3.17 Alat foto SEM ..............................................................
51
Gambar 3.18 RSS (Ribbed Smoke Sheed) .......................................
52
Gambar 3.19 Carbon black ..............................................................
52
Gambar 3.20 ZnO (zinc Oxide) ..........................................................
53
Gambar 3.21 Stearic acid .................................................................
54
Gambar 3.22 Parafinic oil ..................................................................
54
Gambar 3.23 MBTS ..........................................................................
55
Gambar 3.24 TMT .............................................................................
55
Gambar 3.25 Sulfur............................................................................
56
Gambar 3.26 BHT .............................................................................
56
Gambar 3.27 Serat kelapa ................................................................
57
Gambar 3.28 Aquades .......................................................................
57
Gambar 3.29 NaOH .........................................................................
58
Gambar 3.30 Spesimen uji tarik .......................................................
65
Gambar 3.31 Cetakan untuk uji kekerasan dengan tebal 12 mm ....
67
Gambar 3.32 Spesimen uji kekerasan .............................................
67
Gambar 3.33 Spesimen uji izod impak ............................................
70
Gambar 4.1 Histogram tegangan tarik perpanjangan putus rata – rata
pada pengujian tarik komposit ......................................
72
Gambar 4.2 Histogram regangan tarik perpanjangan putus rata – rata
pada pengujian tarik komposit ......................................
xv
73
Gambar 4.3 Histogram energi serap rata – rata pengujian impact izod
...................................................................................... .
74
Gambar 4.4 Histogram harga impact rata – rata pengujian impact izod
...................................................................................... .
75
Gambar 4.5 Histogram nilai kekerasan rata-rata pada komposit …...
76
Gambar 4.6 Gambar foto SEM berat serat 0 phr ............................. .
77
Gambar 4.7 Gambar foto SEM berat serat 30 phr..............................
78
Gambar 4.8 Gambar foto SEM berat serat 50 phr ............................ .
79
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis-jenis carbon black .......................................................
22
Tabel 3.1 Komposisi komposit serat acak dengan variasi berat serat
64
Tabel 4.1 Hasil rata-rata pengujian tarik perpanjangan putus komposit
............................................................................................................. . 72
Tabel 4.2 Hasil rata-rata pengujian impact izod komposit ..................
74
Tabel 4.3 Hasil rata-rata pengujian kekerasan shore A ......................
76
xvii
DAFTAR SIMBOL
A
= Luas diameter (mm²)
σ
= Tegangan Tarik (N/mm2)
F
= Gaya (N)
Ɛ
= Regangan (%)
Eserap
= Energi Yang Terserap (J)
Δl
= Perubahan panjang (mm)
HI
= Harga impak (J/mm²)
xviii