xi Tipe I
28 3.3.5.2 Pengujian Kekuatan Bengkok Bending Strength ASTM
D 790-02 29
3.3.5.3 Pengujian Kekuatan Bentur Impact Strength ASTM D 256
29 3.3.5.4 Analisa Penyerapan Air Water Absorption ASTM
D570 30
3.3.5.5 Karakteristik Fourier Transform Infra-Red FT-IR 30
3.3.5.6 Pengujian Analisa Scanning Electron Microscope SEM 30
3.4 FLOWCHART PENELITIAN 31
3.4.1 Flowchart Pengambilan Serat Ampas Tebu 31
3.4.2 Flowchart Perlakuan Alkali Serat Ampas Tebu 31
3.4.3 Flowchart Pembuatan Partikel Ampas Tebu 32
3.4.4 Flowchart Pembuatan Komposit Epoksi Berpenguat Serbuk Ampas Tebu
32 3.4.5 Flowchart Pengujian Komposit
34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 34
4.1 KARAKTERISTIK FT-IR FOURIER TRANSFORM-INFRA RED EPOKSI, SERAT AMPAS TEBU TANPA PERLAKUAN ALKALI DAN
DENGAN PERLAKUAN
ALKALI, DAN
KOMPOSIT EPOKSI
BERPENGISI SERAT AMPAS TEBU 34
4.1.1 Karakteristik FT-IR Epoksi
34 4.1.2 Karakteristik Serat Ampas Tebu Tanpa Perlakuan Alkali Dan Dengan
Perlakuan Alkali 36
4.1.3 Karakteristik Epoksi Berpengisi Ampas Tebu 40
4.2 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI TERHADAP KEKUATAN TARIK TENSILE STRENGTH KOMPOSIT PARTIKEL
EPOKSI BERPENGISI SERAT AMPAS TEBU 41
Universitas Sumatera Utara
xii 4.3 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI TERHADAP
SIFAT PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS ELONGATION AT BREAK KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI SERAT AMPAS TEBU 43
4.4 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI TERHADAP SIFAT MODULUS ELASTISITAS TENSILE MODULUS KOMPOSIT
EPOKSI BERPENGISI SERAT AMPAS TEBU 45
4.5 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI TERHADAP KEKUATAN LENTUR FLEXURAL STRENGTH KOMPOSIT EPOKSI
BERPENGISI SERAT AMPAS TEBU 46
4.6 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI TERHADAP KEKUATAN BENTUR IMPACT STRENGTH KOMPOSIT PARTIKEL
EPOKSI BERPENGISI SERAT AMPAS TEBU 48
4.7 PENGARUH KOMPOSISI SERAT TERHADAP PENYERAPAN AIR WATER ABSORPTION KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI SERAT
AMPAS TEBU 49
4.8 KARAKTERISTIK MORFOLOGI ANALISIS SCANNING ELECTRON MICROSCOPY SEM KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI SERAT
AMPAS TEBU 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 53
5.1 KESIMPULAN 53
5.2 SARAN 54
DAFTAR PUSTAKA 55
LAMPIRAN A 58
LAMPIRAN B 62
LAMPIRAN C 63
Universitas Sumatera Utara
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Uji Tarik ASTM D 638
15 Gambar 2.2 Kurva Tegangan dan Regangan Hasil Uji Tarik
16 Gambar 2.3 Penampang Uji Bengkok
17 Gambar 2.4 Spesimen V-Notch Metoda Charpy dan Izod
18 Gambar 2.5 Peralatan Uji Bentur
20 Gambar 2.6 Jenis Mobil Sports Yang Menggunakan Komponen
Leaf Spring Dari Komposit Epoksi. 23
Gambar 2.7 Aplikasi Lain Penggunaan Komposit Serat Alam 22
Gambar 3.1 Contoh Skema Spesimen Uji Tarik 28
Gambar 3.2 Ukuran Dimensi Spesimen Kekuatan Lentur ASTM D-790 29
Gambar 3.3 Ukuran Dimensi Spesimen Metoda Izod ASTM D 4812-11 29
Gambar 3.4 Flowchart Pengambilan Serat Ampas Tebu 31
Gambar 3.5 Flowchart Perlakuan Alkali Serat Ampas Tebu 31
Gambar 3.6 Pembuatan Partikel Ampas Tebu 31
Gambar 3.7 Flowchart Pembuatan Komposit Partikel Epoksi Berpengisi Serat Ampas Tebu
32 Gambar 3.8 Flowchart Pengujian Komposit
33 Gambar 4.1 Karakteristik FT-IR Epoksi
34 Gambar 4.2 Struktur Molekul Epoksi
35 Gambar 4.3 Karakteristik FT-IR Serat Ampas Tebu tanpa Perlakuan Alkali 36
Gambar 4.4 Karakteristik FT-IR Serat Ampas Tebu dengan Perlakuan Alkali 38
Gambar 4.5 Perbandingan Karakteristik FT-IR Serat Ampas Tebu Tanpa Perlakuan Alkali dan Dengan Perlakuan Alkali
39 Gambar 4.6 Karakteristik FT-IR Komposit Epoksi Berpengisi Serat Ampas
Tebu 40
Gambar 4.7 Pengaruh Perbandingan Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap Kekuatan Tarik Komposit
41
Universitas Sumatera Utara
xiv Gambar 4.8 Pengaruh Komposisi Dan Perlakuan Alkali Terhadap Sifat
Pemanjangan Pada Saat Putus Elongation At Break Komposit Epoksi Berpengisi Serat Ampas Tebu
43 Gambar 4.9 Pengaruh Komposisi Dan Perlakuan Alkali Terhadap Sifat
Modulus Elastisitas Tensile Modulus Komposit Epoksi Berpengisi Serat Ampas Tebu
45 Gambar 4.10 Pengaruh Perbandingan Komposisi dan Perlakuan Alkali
Terhadap Kekuatan Lentur Komposit 47
Gambar 4.11 Pengaruh Perbandingan Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap Kekuatan Bentur Komposit
48 Gambar 4.12 Pengaruh Komposisi Serat Terhadap Penyerapan Air Water
Absorption Komposit Epoksi Berpengisi Serat Ampas tebu 49
Gambar 4.13 Kemungkinan Ikatan Yang Terjadi Antara Resin Thermoset Dengan Serat Alam
50 Gambar 4.14 Hasil Analisa SEM Morfologi Permukaan
51 Gambar C.1 Komposit Partikel Epoksi Berpengisi Serbuk Ampas tebu
63 Gambar C.2 Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Tensile
63 Gambar C.3 Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Flexural
64 Gambar C.4 Alat Impact Tester GOTECH
64 Gambar C.5 FTIR SHIMADZU IR-PRESTIGE 21
65 Gambar C.6 SEM ZEISS EVO MA 10
65
Universitas Sumatera Utara
xv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Struktur Pembentuk Ampas Tebu
9 Tabel 2.2 Perbandingan Harga antara Serat Alam dan Serat Sintetik
22 Tabel 2.3 Rincian Biaya Pembuatan Komposit Epoksi Berpengsi Ampas
Tebu 24
Tabel 2.4 Perkiraan Rincian Biaya Pembuatan Produk 24
Tabel A.1 Data Hasil Kekuatan Uji Tarik 58
Tabel A.2 Data Hasil Pemanjangan Saat Putus 58
Tabel A.3 Data Hasil Modulus Elastisitas 59
Tabel A.4 Data Hasil Kekuatan Uji Lentur 60
Tabel A.5 Data Hasil Kekuatan Uji Bentur 60
Tabel A.6 Data Hasil Penyerapan Air 61
Universitas Sumatera Utara
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran A
Data Penelitian 58
Lampiran B Contoh Perhitungan
62 Lampiran C
Dokumentasi Penelitian 63
Universitas Sumatera Utara
xvii
DAFTAR SINGKATAN
ASTM American Society for Testing and Materials
FT-IR Fourier Transform-Infra Red
SEI Secondary Electron Image
SEM Scanning Electron Microscopy
UTS Ultimate Tensile Strength
Universitas Sumatera Utara
xviii
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan
Dimensi
Ao Luas penampang awal
m
2
F
max
Beban maksimum N
Engineering stress
Nm
-2
Engineering strain
- l
o
Panjang awal m
l
t
Panjang akhir m
l Pertambahan panjang
m E
Modulus elastis Modulus Young Mpa
M Momen flexural
-
b
Kekuatan lentur Mpa
E
b
Modulus elastisitas flexural m
B Lebar spesimen
m P
Daya N
L Jarak antara titik tumpu
m d
Tebal spesimen m
defleksi
mm D
Kekakuan Nmm
2
I Momen inersia
mm
4
Es Energi yang diserap
Joule M
Massa pendulum Kg
G Percepatan gravitasi
ms
2
R Panjang lengan
m HI
Harga impak Jmm
2
Sudut pendulum sebelum diayunkan
-
Sudut ayunan pendulum setelah komposit patah -
We Berat komposit setelah perendaman
Kg Wo
Berat komposit awal Kg
Wg Persentase pertambahan berat komposit
-
Universitas Sumatera Utara
vii
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perlakuan alkali serat dan komposisi terhadap sifat kekuatan mekanik komposit epoksi berpengisi
serat ampas tebu. Komposit dibuat dengan metode hand lay up dengan mencampurkan epoksi dan pengisi serat ampas tebu dengan variabel rasio fraksi
volume antara epoksi dan serat ampas tebu, 1000, 7030, 6040, 5050 vv dan konsentrasi larutan NaOH dalam perlakuan alkali 0, 1, 2, dan 3. Sifat
mekanik yang diuji yaitu kekuatan tarik, kekuatan lentur, kekuatan bentur, daya serap air, dan didukung dengan analisa SEM dan FTIR. Hasil pengujian mekanik
yang diperoleh menunjukkan bahwa nilai kekuatan tarik maksimum diperoleh pada komposisi 70:30 dengan konsentrasi NaOH 2 sebesar 23,26 MPa, nilai
kekuatan lentur maksimum diperoleh pada komposisi 70:30 dengan konsentrasi NaOH 2 sebesar 50,17 MPa, nilai kekuatan bentur maksimum dari komposit
berada pada perbandingan komposisi 70:30 dengan konsentrasi NaOH 2 sebesar 8,005 kJm
2
. Pada uji daya serap air, penyerapan air semakin meningkat seiring bertambahnya jumlah pengisi. Dari hasil penelitian ini diperoleh bahwa komposit
komposit dengan variasi 70:30 dengan konstrasi NaOH 2 memiliki performa terbaik.
Kata kunci : ampas tebu, epoksi, uji mekanik, perlakuan alkali
Universitas Sumatera Utara
viii
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of alkali treatment and fiber composition on the mechanical strength properties of epoxy composites filled
with bagasse fibers. Composites were made by hand lay-up method by mixing epoxy and filler bagasse fiber with variation of volume between epoxy and fiber
bagasse were 1000, 7030, 6040, 5050 vv and the concentration of the NaOH solution in the alkali treatment were 0, 1, 2, and 3. Mechanical properties
tested were tensile strength, flexural strength, impact strength, water absorption, and were supported by SEM and FTIR analysis. Results of mechanical testing
showed that the maximum tensile strength value obtained on the composition was 70:30 with 2 NaOH concentration of 23.26 MPa, the maximum flexural strength
valueobtained on the composition of 70:30 with 2 NaOH concentration was 50.17 MPa, the maximum impact strength value obtained of the composite was on
the composition ratio of 70:30 with 2 NaOH concentration was 8.005 kJ m
2
. In the water absorption test, water absorption increased with the addition ratio of
filler. The best performance were given by variation ratio 70:30 vv and 2 NaOH concentration.
Keywords: bagasse, epoxy, mechanical testing, alkali treatment
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Kategori