BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Alat – alat dan Bahan –bahan Penelitian
3.1.1 Alat – alat Penelitian
Adapun alat – alat yang digunakan dalam penelitian ini :
Nama alat Merek
Neraca Analitik Mettler Teledo
Ayakan 80 mesh -
Alat uji tarik Autograph Torsee Electronic System
Seperangkat alat SEM JSM-35 C Sumandju Jepang
Alat Ekstruder Shimandju
Lempengan Besi -
Hot Compressor Shimadju D6072 Dreiech
Alumunium Foil -
Gunting -
Statif dan klem -
Spatula -
Tyabung soklet pyrex
Kertas saringno. 42 whatman
Kondensor -
Labu alas pyrex
Universitas Sumatera Utara
3.1.2 Bahan – bahan Penelitian
Adapun bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
Bahan Merek
High Density Polyethilen HDPE bekas jeregen dan botol shampo
Tandan Kosong Kelapa Sawit PT. Adolina
NaOH 4 merck
Aquadest -
Benzoil Peroksida merck
Karet sintetis EPDM PT. Sumber jaya jakarta
Toluena teknis
Gliserol MonostearatGSM teknis
DivinilBenzen Merck
3.2 Prosedur Kerja
3.2.1 Penyiapan Sampel
1. Penyiapan HDPE bekas
HDPE bekas yang berupa jeregen bekas dicuci, dikeringkan, dipotong – potong, dengan ukuran ± 0,5 cm x 0,5 cm dan ditimbang sebanyak 50
gram.Kemudian di HDPE bekas yang sudah di potong-potong dicetak spesimen dengan ukuran 15 x 15 cm yang telah dilapisi dengan alumunium
foil. Lalu di tekan dengan alat press pada suhu 145 2.
Penyiapan Karet EPDM C selama 15 menit.
Karet EPDM yang di peroleh dari PT. Sumber Jaya jakarta dipotong kecil - kecil,kemudian karet EPDM diekstrusi dengan melelehkan dalam alat
ekstruder pada suhu 80
3. Penyiapan Tandan Kosong Kelapa Sawit C. Lelehan karet EPDM didinginkan dan ditimbang
sebanyak 50 gram.
Universitas Sumatera Utara
Tandan Kosong Kelapa Sawit yang diperoleh dari PT. Adolina diayak hingga halus dan Tandan kosong kelapa sawit ditimbang sebanyak 5 gram.
4. Penyiapan Benzoil Peroksid
BPO ditimbang sebanyak 1 phr, 2 phr, 3 phr. Dengan perhitungan :
1 phr :
1 100
x berat karet gram 3.1
5. Penyiapan Divinil Benzen 1 phr, 2 phr, 3 phr Dengan perhitungan :
Dari perhitungan phr dapat diperoleh beratnya kemudian dikonversikan ke persamaan di bawah ini:
V =
� �
3.2 Dimana :
m = berat � = massa jenis DVB 0,93 gcm
3
6. Penyiapan Gliserol Monostearat
GSM ditimbang masing-masing seberat 2, 4, 6, 8, 10 g.
3.2.2 Pengolahan Campuran HDPEbekas + karet EPDM + BPO
Mula-mula 50 g HDPE bekas, 50 g karet EPDM dan 1 phr BPO yang telah dilarutkan dengan toluena dimasukkan kedalam gelas beaker. Diekstrusi
campuran dengan alat ekstruder pada suhu 140 C. Dilakukan perlakuan yang
sama untuk 2 phr , 3 phr BPO .
3.2.3 Pengelolahan Campuran HDPEbekas + karet EPDM + BPO + DVB
Mula-mula 50 g HDPE bekas, 50 g karet EDPM dengan jumlah phr Benzoil peroksida yang paling optimum dan 1 phr DVB yang telah dilarutkan dengan
toluen dimasukkan kedalam gelas beaker. Diekstruksi campuran dengan alat
Universitas Sumatera Utara
ekstruder pada suhu 140
3.2.4 Pengelolahan Campuran HDPEbekas + karet EPDM +3 phr BPO + 2 phr DVB +TKKS
C. Kemudian dilakukan perlakuan yang sama untuk 2 phr, dan 3phr BPO.
Mula-mula 50 g HDPE bekas. 50 g karet EPDM , BPO dan DVB yang paling optimum yang telah dilarutkan, kemudian ditambahkan dengan 10 g TKKS
dimasukkan kedalam gelas beaker. Diekstruksi campuran dengan alat ekstruder dengan suhu 145
3.2.5Pengolahan Campuran HDPEbekas + karet EPDM + 3 phr BPO + 2 phr DVB+10g TKKS dengan penambahan variasi Gliserol
Monostearat.
C. kemudian dilakukan perlakuan yang sama untuk 20 g, 30, dan 40 g TKKS.
Mula-mula 50 g HDPE bekas, 50 g karet EPDM dan 1 gram BPO yang telah dilarutkan dengan toluena dimasukkan kedalam gelas beaker, ditambahkan 30 g
serbuk tandan kelapa sawit ditambahkan 1 phr DVB ditambahkan 2 g Gliserol Monostearat GSM. Diekstrusi campuran dengan alat ekstruder pada suhu 140
C. Dilakukan perlakuan yang sama untuk campuran HDPE bekas + karet EPDM + 1
phr BPO + 1 phr DVB + 30 g TKKS dengan variasi berat GMS 4,6,8 dan 10 g.
3.2.6 Prosedur Pembuatan Spesimen
Hasil campuran termoplastik elastomer yang dihasilkan di letakkan di antara lempengan alumunium berukuran 15 x 15 cm yang telah dilapisi dengan
alumunium foil untuk entuk sesuai ASTM D638. Kemudian lempeng tersebut dimasukkan kedalam Alat tekan hot kompressor yang telah di set pada suhu
140 C selama 3 menit tanpa tekanan. Setelah itu diberi tekanan 100 KgfCm
2
dan dibiarkan selama 15 menit. Kemudian lempengan di ambil dan di dinginkan di
dalam air. Perlakuan ini dilakukan untuk masing – masing variasi campuran.
Universitas Sumatera Utara
50 mm
13 mm 20 mm
2 mm 165 mm
Gambar 3.1 Spesimen uji berdasarkan ASTM D638 Tipe IV
3.2.7Uji Kekuatan Tarik
Pengujian kekuatan tarik digunakan dengan menggunakan alat uji tarik autograph terhadap tiap spesimen berdasarkan ASTM D638 seperti 3.1, dengan kecepatan
tarik 10mmmenit. Mula – mula dihidupkan alat Torsee Electronic System dan dibiarkan selama 1 jam. Spesimen dijepit menggunakan griff pada alat tersebut,
kemudian diatur dengan regangan, regangan dan satuannya. Tekan tombol start untuk memulai uji pada spesimen sampai putus. Catat nilai load tegangan dan
stroke regangan bila sampel sudah putus. Dilakukan hal yang sama pada tiap sampel. Dari data load tegangan dan sroke regangan yang diperoleh dapat
dihitung besar kekuatan tarik persamaan 2.1 dan kemeluran persamaan 2.2 dari masing – masing spesimen.
Universitas Sumatera Utara
3.2.8 Analisa Permukaan dengan SEM
Proses pengamatan mikroskopis menggunakan SEM dilakukan pada permukaan patahan sampel. Mula-mula sampel dilapisi dengan emas bercampur palladium
dalam suatu ruangan vacum evaporator bertekanan 0,2 Torr dengan menggunakan mesin JOEL JSM-6360LA-EXD JED-2200 Series. Selanjutnya
sampel disinari dengan pencaran elektron bertenaga 20 kV pada ruangan khusus sehingga sample mengeluarkan elektron sekunder dan elektron yang terpental
dapat dideteksi oleh detektor Sceintor yang diperkuat dengan suatu rangkaian listrik yang menyebabkan timbulnya gambar CRT Cathode Ray Tube selama 4
menit.Kemudian coating dengan tebal lapisan 400 amstrong dimasukkan ke dalam spesimen Chember pada mesin SEM JSM-35C untuk dilakukan pemotretan.
Hasil potretan yang didapat disesuaikan dengan perbesaran yang diinginkan.
3.2.9 Uji Koefisien Serap Bunyi
Tabung impedansi adalah suatu tabung yang dirancang untuk mengukur parameter akustik suatu bahan dengan ukuran material uji yang kecil sesuai
dengan ukuran tabung dan dengan arah datang suara pada arah normal permukaan bahan uji. Tabung impedansi yang digunakan pada metode ini biasanya dibagi
dalam beberapa bagian, yaitu bagian tabung dan pipa penyidik, bagian penyangga bahan uji spesimen, bagian pembangkit bunyi, dan bagian penerima bunyi.
Prinsip dasar dari metode tabung Impedansi adalah refleksi, absorpsi dan transmisi gelombang bunyi oleh permukaan bahan pada suatu ruang tertutup,
dimana bahan tersebut digunakan untuk melapisi permukaan dinding ruang tertutup.Prosedur penguji yang dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Semua peralatan uji disiapkan dengan diatur sesuai gambar set up
peralatanpengujian.
2. Masukkan spesimen uji dalam tabung impedansi, yaitu ditengah ruang uji
dengan posisi tegak lurus terhadap arah ruang tabung.
Universitas Sumatera Utara
3. Pengukuran dilakukan pada frekuensi 125Hz, 500Hz, 1000Hz, 1500Hz, dan
2000Hz,
4. Hubungkan mikropon 1 dan mikropon 2 pada pre-amp mic channel 1 dan 2
Untuk frekuensi dibawah 228Hz, yaitu frekuensi 125Hz, dipakai mikropon 1’ dan 2.
Penyangga spesimen 2 1
1’
Gambar 3.2. Bagan dari Tabung Impedansi
5. Hubungkan output chanel pre-amp mic ke chanel 1 dan chanel 2 pada
labjack.
6. Hubungkan labjack ke port USB pada laptop lalu buka software
DAQFaqtory untuk menganalisis sinyal.
7. Pada DAQFaqrory buka program Sound Recorder 4ch.
8. Untuk membangkitkan sinyal bunyi, buka program ToneGen. Bunyi yang
dikeluarkan berupa pure tone.
9. Atur frekuensi pada ToneGen lalu buka kembali DAQFaqtory untuk melihat
grafik tegangan suara pada masing – masing mikropon.
10. Klik StartStop Save untuk Logging data. Data grafik akan otomatis
tersimpan dalam drive D: pada laptop.
11. Ambil nilai tegangan rata – rata pada masing – masing mikropon A dan B
dan kemudian dimasukkan ke persamaan.
� = 4
A1 x A2 1+A1A2
2
3.3
� =
4 2 +
A 1 A 2
+
�2 �1
3.4
dimana : A1 P
maks
A2 P = Jarak puncak gelombang cm
min
= Jarak puncak gelombang cm
X x;
Universitas Sumatera Utara
3.3Skema Pengambilan Data
3.3.1 Bagan Penyiapan karet EPDM
3.3.2 Bagan Penyiapan Serbuk Tandan Kelapa Sawit
Karet EPDM
50 g lelehan karet EPDM
Dipotong kecil-kecil Diekstruksi dengan alat ekstruder pada
suhu 80 C
Didinginkan Ditimbang sebanyak 50 gram
Tandan Kosong Kelapa Sawit
5gram serbuk TKKS
Dipotong kecil-kecil Dihaluskan
Diayak dengan ayakan 80 mesh Ditimbang sebanyak 5 gram
Universitas Sumatera Utara
3.3.3 Bagan Pembuatan Campuran karet EPDM-HDPE bekas 5050 gg dengan Penambahan BPO
Dilakukan prosedur yang sama untuk campuran karet EPDMHDPE bekas5050 gg dengan variasi BPO masing–masing 2 phr 1 g dan 3 phr 1,5 g.
3.3.4 Bagan Pembuatan Campuran karet EPDM-HDPE bekas 5050 gg dengan Penambahan BPO dan DVB
Dilakukan prosedur yang sama untuk campuran karet EPDMHDPE bekasBPO 50501 ggg dengan variasi DVB masing–masing 2 phr 1,08
ml dan 3 phr 1,62 ml. Ditambahkan 1 phr 0.5 ml BPO yang
telah dilarutkan dalam Toluen
Diekstuksi hingga homogen Diekstruksi dengan ekstruder dengan
suhu 145 C
Hasil campuran EPDM+HDPE bekas+BPO
50 g EPDM 50 g HDPE bekas
Ditambahkan 1 phr 0,54 ml DVB yang telah dilarutkan dalam Toluen
Diekstuksi hingga homogen Diekstruksi dengan ekstruder dengan
suhu 145 C
Hasil campuran EPDM+HDPE bekas+BPO+DVB
50 g EPDM 50 g HDPE bekas
2phr1g BPO
Universitas Sumatera Utara
3.3.5. Bagan Pembuatan dan Karakterisasi Campuran HDPE bekas + karet EPDM + 2 phr BPO + 3 phr DVB dengan penambahan berat bahan
pengisi Tandan Kosong Kelapa Sawit
Dilarutkan dengan toluena
Ditambahkan 10 g serat TKKS Dicampurkan secara ekstruksi pada
suhu 145
o
C
Dilapisi lempengan besi berukuran 15x15cm dengan aluminium foil
Diletakkan antara lempengan besi Dimasukkan kedalam alat tekan
kompresor pada suhu 145 C dan
tekanan 100 kgfcm Dibiarkan selama 30 menit
2
Diangkat dan didinginkan
Dikarekterisasi
Dilakukan perlakuan yang sama untuk campuran 50g HDPE bekas+50g karet EPDM+3 phr BPO+2phr DVB dengan variasi serat TKKS 10g, 20g, 30g, 40g.
3 phr DVB
50 gram karet EPDM
2 phr BPO
50 gram HDPE bekas
Uji Tarik Uji Analisa Permukaan
dengan SEM Uji koefisien
serap bunyi Hasil
Pencampuran
Spesimen
Universitas Sumatera Utara
3.3.6. Bagan Pembuatan dan Karakterisasi Campuran HDPE
bekas+karetEPDM + 2phr BPO + 3phr DVB + 10 g TKKS dengan penambahan berat bahan pendispersi Gliserol Monostearat 2 g
Dilarutkan dengan toluena
Ditambahkan 10 g serat TKKS Ditambahkan 2 g GMS
Dicampurkan secara ekstruksi pada suhu 145
o
C
Dilapisi dengan besi berukaran 15 x 15 cmdengan aluminium foil
Diletakkan antara lempengan besi Dimasukkan kedalam alat tekan
kompresorpada suhu 145
o
C dan tekanan 100kgfcm
Dibiarkan selama 30 menit
2
Diangkat dan didinginkan Dikarakterisasi
Dilakukan perlakuan yang sama untuk campuran 50 g HDPE bekas+50 g Karet EPDM+ 3 phr+2phr DVB+10 g serat TKKS dengan variasi GMS 4g, 6g, 8g, 10g
3 phr DVB
50 gram karet EPDM
2 phr BPO
50 gram HDPE bekas
Hasil Pencampuran
Spesimen
Uji Tarik Uji SEM
Uji Serap Bunyi
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Karakterisasi Sampel dan Pengujian Sifat Mekanik
Telah dilakukan pengujian sifat mekanik terhadap semua variasi sampel dalam penelitian ini. Hasil pengujian yang diperoleh adalah nilai load tegangan dan
stroke regangan. Dari data yang diperoleh dapat dihitung nilai kekuatan tarik σ
dan nilai kemuluran ɛ dengan menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2 pada bab
2 diatas. Hasil yang diperoleh disajikan dalam tabel dibawah ini:
Tabel 4.1 Data hasil Pengujian Kek uatan Tarik σ
t
dan Kemuluran ε dari penilitian yang dilakukan sebelumnya Campuran TPE 5050gg +
BPO
HDPE Bekas gram
Karet EPDM
gram BPO
phr Kuat Tarik
σ
t
Mpa Kemuluran
ε
50 50
1 9.99
7.81 50
50 2
10.1 7.99
50 50
3 6.27
6.68 Tabel 4.2 Data hasil Pengujian Kekuatan Tarik σ
t
HDPE
dan Kemuluran ε dari penilitian yang dilakukan sebelumnya Campuran TPE 5050 gg + BPO + DVB
Bekas g
Karet EPDM
g BPO
phr DVB
phr Kuat
tarik σ
t
Kemuluran ε
Mp a
50 50
2 1
10.6 3.0
50 50
2 2
12.9 4.6
Universitas Sumatera Utara
50 50
50 50
2 2
3 4
14.6 5.1
4.7 1.6
Tabel 4.3 Data hasil Pengujian Kekuatan Tarik σ
t
dan Kemuluran ε dari penilitian yang dilakukan sebelumnya Campuran TPE 5050 gg + 2
phr BPO + 3 phr DVB dengan variasi penambahan TKKS
Tabel 4.4 Data Hasil Pengujian Kekuatan tarik σ
t
HDPE
dan Kemuluran ε Campuran TPE 5050 g + 2 phr DKP + 3 phr DVB + 30 g TKKS dengan variasi
penambahan gliserolmonostearat
Bekas g
Karet EPDM
g BPO
phr DVB
phr TKKS
g GSM
g Kuat
Tarik Mpa
Kemuluran
50 50
2 3
10 13.3
4.1 50
50 2
3 10
2 7.87
8,79 50
50 2
3 10
4 5,84
9,33 50
50 2
3 10
6 5,75
8,69 50
50 2
3 10
8 5,24
6,87 50
50 2
3 10
10 3,54
6,14 HDPE
Bekas g
Karet EPDM
g DKP
phr BPO
phr TKKS
g Kekuatan
Tarik Mpa
Kemuluran ε
50 50
3 2
- 14.6
4.7 50
50 3
2 10
13..3 4.1
50 50
3 2
20 13,2
4.4 50
50 3
2 30
9.5 3.9
50 50
3 2
40 8.3
3.8
Universitas Sumatera Utara
4.2 Pembahasan 4.2.1 Analisa Kekuatan Tarik σ
Kategori