Pengaruh Waktu Perendaman dan Persentase Serat Pilus Terhadap Sifat Mekanis Bahan Komposit Matriks Polymer

PENGARUH WAKTU PERENDAMAN DAN
PERSENTASE SERAT PILUS TERHADAP SIFAT
MEKANIS BAHAN KOMPOSIT MATRIKS POLYMER

SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

DENNY AIDIL PUTRA TARIHORAN
NIM. 110421047

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

1
Universitas Sumatera Utara

2

Universitas Sumatera Utara

3
Universitas Sumatera Utara

4
Universitas Sumatera Utara

5
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan
karuniaNya serta nikmat kesehatan yang diberikanNya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Sarjana ini dengan sebaik-baiknya dan dalam waktu yang
sesingkat-singkatnya.
Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus dilaksanakan
mahasiswa untuk menyelesaikan pendidikan agar memperoleh gelar sarjana di
Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun

Tugas Sarjana yang dipilih dengan judul “PENGARUH PERLAKUAN
NATRIUM HIDROKSIDA TERHADAP KEKUATAN TARIK BAHAN
KOMPOSIT SERAT PILUS”

Dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini penulis banyak mendapat
dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini dengan ketulusan hati
penulis ingin menghaturkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.

Kedua orang tua dan keluarga tercinta (Ayah) Alm.Wakdin Tarihoran dan
(Ibu) Hj. Ramadani Siregar yang senantiasa memberikan kasih sayang,
dukungan, motivasi dan nasihat yang tak ternilai harganya.

2.

Bapak Ir. Alfian Hamsi,Msc selaku Dosen Pembimbing yang telah
banyak meluangkan waktunya membimbing, memotivasi, dan membantu
penulis dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

3.

Bapak Dr.Eng Himsar Ambarita yang juga banyak membantu dalam
memberikan fasilitas alat penelitian dalam perancangan ini.

4.

Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik
Mesin Fakultas Teknik USU.

6.

Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik
Mesin, Universitas Sumatera Utara.

6
Universitas Sumatera Utara

7.

Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin

Fakultas Teknik USU.

8.

Seluruh rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Mesin, khususnya
kepada kawan-kawan seperjuangan Angkatan 2011 yang tidak dapat
disebutkan satu per satu yang telah banyak membantu dan memberi
masukan yang berguna demi kelengkapan Tugas Sarjana ini, "Solidarity
Forever".
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan baik dalam penulisan

maupun penyajian Tugas Sarjana ini. Untuk itu penulis sangat mengharapkan
saran-saran yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan Tugas
Sarjana ini dikemudian hari.
Akhir kata, dengan segala kerendahan hati penulis memanjatkan doa
kepada Tuhan Yang Maha Esa semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat untuk kita
semua.

Medan, Januari 2015
Penulis

DENNY AIDIL PUTRA TARIHORAN

7
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Komposit alam sekarang ini sedang dikembangkan guna menggeser keberadaan
komposit sintetis yang cenderung berharga mahal dan tidak ramah lingkungan.
Salah satu potensi alam yang belum banyak dipergunakan sebagai penguat bahan
komposit adalah limbah potongan rambut manusia dari tukang potong rambut.
Akan tetapi sebelum dapat dipergunakan sebagai penguat pada bahan komposit
harus diketahui sifat mekanik bahan tersebut. Kekuatan tarik merupakan salah
satu sifat mekanik yang sangat penting dari bahan komposit yang sangat
dipengaruhi oleh gaya ikat antara serat dan matrik. Penelitian ini berupaya untuk
meningkatkan gaya ikat antara serat dangan matrik dengan menggunakan
perlakuan NaOH serat sebelum dipergunakan. Perlakuan NaOH digunakan
dengan melakukan perendaman potongan rambut manusia dari bekas tukang
potong rambut didalam larutan NaOH 4% selama (0, 25, 50, 75, dan 100) menit.

Setelah dicuci dan dikeringkan serat rambut dipergunakan sebagai penguat pada
komposit matrik polyester BQTN. Hasil yang diperoleh dari penelitian bahwa
dengan melakukan perendaman rambut kedalam larutan 4% NaOH selam 100
menit mengalami harga kekuatan tarik yang optimal yaitu sebesar 32.34 MPa. Hal
ini juga terlihat penampang patahan terjadi patahan homogen dan tidak terjadi
fiber pull out.
Kata kunci: Perlakuan NaOH, Serat Rambut Manusia, Polyester BQTN,
Kekuatan Tarik

8
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT

Lately adsorption refrigeration cycle more and more scrutinized by experts as well
as eco-friendly and economical use of renewable energy is solar energy. In order
for the process of adsorption and desorption adsorption refrigerating machine can
run well to note that the ideal number of comparisons between the adsorbent with
a refrigerant used. Here to find a comparison between the absorbent activated
carbon and activated alumina using or not using a pellet shot. The data can be

searched using the adsorption capacity testers. Adsorption capacity testers are
used equipped with a 1000 W halogen lamp as a heat source. Adsorber on this
tester is made of stainless steel which aims to resist corrosion due to the variation
of refrigerant used. Mixture of activated carbon and activated alumina are used as
much as 1 kg of adsorbent. While the variation of refrigerant used is methanol.
The capacity of methanol which can be adsorbed by the adsorbent and didesorpsi
activated carbon and activated alumina pellet use is as much as 350 mL. While the
capacity of methanol which can be adsorbed by the adsorbent and didesorpsi
activated carbon and activated alumina pellet is not used as much as 250 mL.
Keywords: Adsorption, desorption, adsorption, activated carbon, active
alumia, refrigerants.

9
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..............................................................................

i

ABSTRAK .................................................................................................

iii

ABSTRACT ..............................................................................................

iv

DAFTAR ISI .............................................................................................

v

DAFTAR GAMBAR ................................................................................

vii

DAFTAR TABEL .....................................................................................

viii

DAFTAR SIMBOL ...................................................................................

ix

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................

1

1.2 Tujuan Penelitian ....................................................................

2

1.2.1 Tujuan Khusus
1.2.2 Tujuan Umum
1.3 Batasan Masalah .....................................................................

2

1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................

3

1.5 Sistematika Penulisan .............................................................

3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tentang Pilus (Rambut Manusia) ...........................................

5

2.1.1 Bagian-bagian Struktur Pilus (Rambut Manusia) ..

7

2.1.2 Pertumbuhan Pilus (Rambut Manusia )…………..

11

2.2 Komposit ..................................................................................

13

2.3 Uji Tarik…………………………………………………….

14

2.4 NaOH (Natrium Hidroksida)………………………………….. ..

18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu .................................................................

20

3.2 Bahan .......................................................................................

20

3.2.1 Resin Unsaturated Polyster 157 BQTN………….

21

3.2.2 Katalys……………………………………………

22

3.2.3 Pilus (Rambut Manusia)………………………….

22

3.2.4 NaOH (Natrium Hidroksida)…………………….

23

3.2.5 Timbangan Digital………………………………..

24

10
Universitas Sumatera Utara

3.2.6 Gelas Piala / Gelas Beker (Beaker glass)…………..

25

3.2.7 Labu Ukur (volumetric flask)………………………

26

3.2.8 Pipet (pipette, pipettor, chemical dropper)………..

26

3.2.9 Gelas Ukur (graduated cylinder, measuring cylinder) 27
3.2.10 Aquades………………………………………….

28

3.2.11 Mesin Hot Press………………………………….

29

3.2.12 Mesin Mixer……………………………………...

29

3.2.13 Cetakan Spesimen Uji Tarik……………………..

30

3.2.14 Drying Oven……………………………………..

31

3.2.15 Alumunium Foil………………………………….

32

3.3 Flowchart Penelitian…………………………………………

33

BAB IV ANALISA DATA
4.1 Variabel Penelitian ..................................................................

34

4.2 Variasi Pengujian .....................................................................

35

4.3 Hasil Pengujian Tarik ..............................................................

35

4.4 Pembahasan..............................................................................

41

4.5 Pengamatan Patahan………………………………………..

44

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .............................................................................

50

5.2 Saran ........................................................................................

51

DAFTAR PUSTAKA………………………………………………….

52

LAMPIRAN

11
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pilus (Rambut Manusia) ........................................................

6

Gambar 2.2 Struktur Pilus (Rambut Manusia)……..………………… .

8

Gambar 2.3 Kurva Tegangan – Regangan ................................................

16

Gambar 2.4 NaOH dan Aquades Dalam Kemasan ..................................

19

Gambar 3.1 Resin Unsaturated Polyester 157 BQTN .............................

21

Gambar 3.2 Katalyst...................................................................................

22

Gambar 3.3 Pilus (rambut manusia) .........................................................

23

Gambar 3.4 NaOH Dalam Kemasan .........................................................

24

Gambar 3.5 Timbangan Digital .................................................................

25

Gambar 3.6 Gelas Beker ............................................................................

25

Gambar 3.7 labu Ukur ................................................................................

26

Gambar 3.8 Pipet (pipette, pipettor, chemical dropper) ..........................

27

Gambar 3.9 Gelas Ukur (graduated cylinder, measuring cylinder) .......

28

Gambar 3.10 Aquades Dalam Kemasan ...................................................

28

Gambar 3.11 Mesin Hot Press ...................................................................

29

Gambar 3.12 Mesin mixer .........................................................................

30

Gambar 3.13 Cetakan Spesimen Uji Tarik ...............................................

31

Gambar 3.14 Drying Oven.........................................................................

31

Gambar 3.15 Alumunium Foil...................................................................

32

Gambar 316 Flowchart Penelitian ……………………………………..

33

Gambar 4.1 Grafik Hasil Pengujian Tarik Spesimen F1………………...

37

Gambar 4.2 Grafik Hasil Pengujian Tarik Spesimen F2………………… 38
Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengujian Tarik Spesimen F3………………… 39
Gambar 4.4 Grafik Hasil Pengujian Tarik Spesimen F4………………… 40
Gambar 4.5 Grafik Hasil Pengujian Tarik Spesimen F5............................ 41
Gambar 4.6 Gambaran Singkat Uji Tarik…………………....................... 45
Gambar 4.7 Hasil Patahan Uji Tarik Tanpa Perendaman NaOH Dengan
Volume Serat 10 %................................................................. 46
Gambar 4.8 Hasil Patahan Uji Tarik Tanpa Perendaman NaOH Dengan
Volume Serat 20%.................................................................. 47

12
Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.9. Hasil Patahan Uji Tarik Tanpa Perendaman NaOH Dengan
Volume Serat 30%..................................................................... 47
Gambar 4.10 Hasil Patahan Uji Tarik Dengan Perendaman NaOH Dengan
Volume Serat 10%.................................................................... 48
Gambar 4.11 Hasil Patahan Uji Tarik Dengan Perendaman NaOH Dengan
Volume Serat 20%....................................................................

48

Gambar 4.12 Hasil Patahan Uji Tarik Dari Samping Dengan
Volume Serat 30%....................................................................

49

13
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Sifat Resin Polyester 157 BQTN ..............................................

21

Tabel 4.1 Variasi Pengujian dan Jumlah Spesimen Uji Tarik Pada
Perlakuan NaOH Serat Rambut Manusia ................................

35

Tabel 4.2 Variasi Pengujian dan Jumlah Spesimen Uji ...........................

35

Table 4.3 Sifat Mekanik Pengujian Tarik Spesimen F1 ..........................

42

Tabel 4.4 Sifat Mekanik Pengujian Tarik Spesimen F2 ..........................

42

Tabel 4.5 Sifat Mekanik Pengujian Tarik Spesimen F3 ..........................

43

Tabel 4.6 Sifat Mekanik Pengujian Tarik Spesimen F4 ..........................

43

Tabel 4.7 Sifat Mekanik Pengujian Tarik Spesimen F5…………………. 43

DAFTAR SIMBOL
14
Universitas Sumatera Utara

Simbol

Nama

Keterangan

Satuan

σ

Sigma

Tegangan

Kgf/mm2

F

-

Gaya

Kgf

A

-

Luas Penampang

mm2

ε

Ebsilon

Perpanjangan

%

ΔL

-

Panjang

mm

Lo

-

Panjang

mm

Vf

-

volume

m3

W

-

massa

Kg

ρ

rho

massa jenis

Km/ m3

E

-

Modulus elastisitas

MPa

Δ

delta

perubahan

-

15
Universitas Sumatera Utara