LOKASI PENELITIAN ANALISIS FOURIER TRANSFORM INFRA RED FT-IR

32 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 LOKASI PENELITIAN

Penelitian dilakukan di Laboratorium Penelitian Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik dan Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara serta Laboratorium Fisika Terpadu Universitas Negeri Medan.

3.2 BAHAN DAN PERALATAN

3.2.1 Bahan

Bahan baku yang digunakan sebagai fasa matriks adalah resin epoksi Bisphenol A-epichlorohydrin dengan wujud berupa cairan kental berwarna putih dengan densitas 1,17 gramcm 3 dan hardener Polyaminoamide yang diperoleh dari PT. Justus Kimia Raya. Sementara sebagai fasa pengisi digunakan serat daun nanas yang diperoleh dari CV. Hasanah Niaga, Bandung.

3.2.2 Peralatan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Neraca elektrik 2. Gelas ukur 3. Beaker glass 4. Kuas atau roller 5. Gunting 6. Alat uji tarik dan lentur Gotech Al-7000M 7. Alat uji bentur Gotech 8. Mikrometer sekrup digital Mitutoyo 9. Kaca 10. Plastik 11. Lilin 12. Desikator 13. Fourier Transform Infra-Red FTIR SHIMADZU IR-PRESTIGE 21 14. Scanning Electron Microscopy SEM ZEISS – MAX 10 Universitas Sumatera Utara 33

3.3 PROSEDUR PENELITIAN

3.3.1 Prosedur Pembuatan Komposit Epoksi Berpengisi Serat Daun Nanas

1. Menimbang resin epoksi dan hardener epoksi dengan perbandingan 1 : 1 vv. 2. Menimbang serat daun nanas yang sudah dipotong sesuai dengan variabel yang telah ditentukan, yaitu 1 mm, 4 mm, 7 mm, dan 10 mm dengan rasio antara matriks dan pengisi 955, 9010, 8515 vv. 3. Cetakan disiapkan dengan menggunakan lilin yang beralas kaca dan dilapisi plastik tipis, kemudian lilin dibentuk sesuai dengan bentuk sampel pengujian standar ASTM D 638 TIPE IV untuk uji tarik, ASTM D 790 untuk uji lentur, ASTM D 4812-11 untuk uji bentur, dan ASTM D 570 untuk uji daya serap air. 4. Tuangkan resin epoksi ke dalam Beaker glass diikuti dengan penambahan serat daun nanas dan diaduk selama 5 menit, setelah merata tambahkan hardener dan diaduk selama 3 menit. 5. Kemudian tuangkan campuran bahan ke dalam cetakan dan ratakan bagian permukaannya, setelah rata komposit didiamkan selama 1 hari pada suhu ruangan. 6. Komposit dikeluarkan dari cetakan. 7. Dilakukan pengujian terhadap komposit yaitu, analisis FT-IR, uji tarik tensile strength, uji lentur flexural strength, uji bentur impact strength, analisis SEM dan uji daya serap air water absorption. Universitas Sumatera Utara 34

3.3.2 Flowchart Pembuatan Komposit Epoksi Berpengisi Serat Daun Nanas

Mulai Resin epoksi dicampurkan dengan serat daun nanas yang telah dipotong 1 mm, 4 mm, 7 mm, dan 10 mm dengan rasio campuran matriks dan pengisi 955, 9010, 8515 vv ke dalam Beaker glass Campuran diaduk selama 5 menit Ditambahkan hardener dengan rasio antara resin dan hardener 1:1 vv Campuran diaduk selama 3 menit Alas cetakan dilapisi dengan plastik tipis Dituangkan campuran bahan ke dalam cetakan yang sudah disiapkan sesuai dengan bentuk spesimen pengujian sifat mekanik komposit Ratakan permukaan campuran pada cetakan Tunggu hingga kering selama 24 jam Komposit yang sudah kering dilepas dari cetakan Dilakukan analisis dan pengujian sifat-sifat mekanik terhadap komposit Selesai Analisis FT-IR Uji tarik Uji lentur Uji bentur Analisis SEM Uji daya serap air Gambar 3.1 Flowchart Penyediaan Komposit Epoksi Berpengisi Serat Daun Nanas Universitas Sumatera Utara 35 3.3.3 Pengujian Komposit 3.3.3.1 Analisis Fourier Transform Infra Red FT-IR Sampel yang dianalisis, yaitu epoksi murni, serat daun nanas, dan komposit epoksi berpengisi serat daun nanas untuk melihat apakah ada terbentuk atau tidak terbentuknya gugus baru. Analisis FT-IR dilakukan di Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.

3.3.3.2 Uji Kekuatan Tarik Tensile Strength ASTM D 638 Tipe IV

Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekukatan tarik  t menggunakan alat tensometer. Secara praktis kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum F maks yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampang bahan. Gambar 3.2 menunjukkan dimensi dari spesimen uji tarik. 4 m m 19 m m 57 mm 13 mm 115 mm 165 mm Gambar 3.2 Dimensi Spesimen Uji Tarik [23] Komposit hasil spesimen dipilih dan dipotong membentuk spesimen untuk pengujian kekuatan tarik. Pengujian kekuatan tarik dilakukan dengan tensometer terhadap tiap spesimen dengan ketebalan 4 mm. Tensometer terlebih dahulu dikondisikan pada beban 100 kgf dengan kecepatan 50 mmmenit, kemudian dijepit kuat dengan penjepit yang ada di alat. Mesin dihidupkan dan spesimen akan tertarik ke atas spesimen diamati sampai putus, dicatat tegangan maksimum dan regangannya. Universitas Sumatera Utara 36

3.3.3.3 Uji Kekuatan Lentur Flexural Strength ASTM D 790

Spesimen yang akan diuji kekuatan lenturnya memiliki bentuk slab dan pengujian dilakukan dengan perlakuan uji tiga titik tekuk three point bend test. Gambar 3.3 menunjukkan dimensi spesimen uji lentur. 12 cm 6 m m 3 m m Gambar 3.3 Dimensi Spesimen Uji Lentur [23]

3.3.3.4 Uji Kekuatan Bentur Impact Strength ASTM D 4812-11

Spesimen yang akan diuji bentur mengikuti metoda Unnotched Izod. Gambar 3.4 menunjukan dimensi spesimen uji bentur. 60,5 mm 12,5 m m 3,4 m m Gambar 3.4 Dimensi Spesimen Uji Bentur [23]

3.3.3.5 Analisis Scanning Electron Microscopy SEM

Sampel yang dianalisis yaitu hasil uji bentur komposit epoksi berpengisi serat daun nanas dengan salah satu komposisi yang memiliki sifat paling baik diantara variabel yang ada untuk melihat perubahan morfologi yang terjadi pada patahan komposit. Analisis SEM dilakukan di Laboratorium Fisika Terpadu Universitas Negeri Medan. Universitas Sumatera Utara 37

3.3.3.6 Uji Daya Serap Air Water Absorption ASTM D 570

Karakteristik penyerapan air dari komposit epoksi berpengisi serat daun nanas diuji dengan perendaman dalam air pada suhu ruangan. Setiap 2 jam spesimen ditimbang hingga bahan komposit tidak lagi menyerap air jenuh. Spesimen tes berukuran 25 mm x 25 mm sesuai ASTM D 570. Sebelum direndam dalam air, komposit dimasukkan ke dalam oven dengan temperatur 50  5 o C selama 24 jam terlebih dahulu. Kemudian didinginkan dalam desikator selama 24 jam. Setelah itu dilakukan perendaman setiap rentang waktu 2 jam perendaman, maka spesimen diambil dan dikeringkan dengan kertas tisu untuk menghilangkan air pada permukaan spesimen, selanjutnya ditimbang dan dihitung dengan persamaan : 100 x Wo Wo We Wg   3.1 dimana : W g = Persentase pertambahan berat komposit W e = Berat komposit setelah perendaman W o = Berat komposit sebelum perendaman Universitas Sumatera Utara 38 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 ANALISIS FOURIER TRANSFORM INFRA RED FT-IR

Analisis Fourier Transform Infra Red FT-IR digunakan untuk mengidentifikasi gugus fungsi yang terkandung di dalam epoksi murni, serat daun nanas, serta komposit epoksi berpengisi serat daun nanas, dengan tujuan untuk mengetahui ada tidaknya interaksi dari gugus –OH pada epoksi sebagai fasa matriks dan gugus –OH yang terkandung pada serat daun nanas sebagai fasa pengisi. Epoksi mengandung beberapa gugus seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1, diantaranya C = C, O – H dan C –H [4]. CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 CH OH O CH 2 O Gambar 4.1 Struktur Resin Epoksi [4] Untuk mengidentifikasi gugus tersebut dapat dilakukan dengan analisis FT-IR, Gambar 4.2 di bawah ini merupakan gambar hasil analisis FT-IR untuk epoksi, serat daun nanas, serta komposit epoksi berpengisi serat daun nanas : Gambar 4.2 Hasil Analisis FT-IR Universitas Sumatera Utara 39 Tabel 4.1 Menunjukkan hasil pembacaan analisis FT-IR untuk epoksi murni, serat daun nanas, dan komposit epoksi – serat daun nanas. Tabel 4.1 Hasil Pembacaan Analisis FT-IR [32] Panjang Gelombang cm -1 Regang Epoksi Serat Daun Nanas Komposit Epoksi – Serat Daun Nanas 3500-3300 N –H amina - - - 3500-3200 O –H alkohol - - - 3100-3000 C –H alkena 2978,09 - 2970,38 3000-2850 C –H alkana - 2877,79 - 2500-2050 O –H karboksil 2067,69 2137,13 2077,23 1900-1665 C=O 1882,52 1735,93 1882,52 1680-1600 C=C - 1612,49 - 1250-1100 C –N amina - 1249,87 1156,4 Pada Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa terdeteksinya bilangan gugus –OH pada bilangan 2137,13 cm -1 menunjukkan potensi interaksi antara gugus –OH yang ada pada serat daun nanas dengan gugus –OH pada epoksi yang terdeteksi pada bilangan 2067,69 cm -1 . Dari hasil analisis untuk komposit epoksi berpengisi serat daun nanas, memiliki hasil identifikasi pembacaan gugus yang sama pada epoksi murni, tidak ada gugus baru yang terdeteksi setelah penambahan serat daun nanas sebagai pengisi ke dalam epoksi sebagai fasa matriks. Beberapa gugus fungsi lain yang terdeteksi yaitu gugus C –H alkena pada epoksi dan komposit epoksi, C –H alkana pada serat daun nanas, C=O, dan C=C, serta gugus fungsi C –N. Terdeteksinya gugus O–H dan gugus C–N pada komposit epoksi berpengisi serat daun nanas mengindikasikan bahwa epoksi sebagai fasa matriks telah berinteraksi dengan serat daun nanas sebagai pengisi. Universitas Sumatera Utara 40

4.2 PENGARUH PANJANG DAN KOMPOSISI SERAT TERHADAP