Pengaruh Komposisi Limbah Sekam Padi Dan Abu Sekam Padi Sebagai Pengisi Komposit Hibrid Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
PENGARUH KOMPOSISI LIMBAH SEKAM PADI DAN
ABU SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN PENGISI
KOMPOSIT HIBRID LIMBAH BOTOL PLASTIK
KEMASAN MINUMAN DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
SKRIPSI
Oleh
FAISAL BUKHORY HARAHAP
090405038
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MARET 2016
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH KOMPOSISI LIMBAH SEKAM PADI DAN
ABU SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN PENGISI
KOMPOSIT HIBRID LIMBAH BOTOL PLASTIK
KEMASAN MINUMAN DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
SKRIPSI
Oleh
FAISAL BUKHORY HARAHAP
090405038
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MARET 2016
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH KOMPOSISI LIMBAH SEKAM PADI DAN ABU SEKAM
PADI SEBAGAI BAHAN PENGISI KOMPOSIT HIBRID LIMBAH
BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROLSEBAGAI PLASTICIZER
yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 11 Maret 2016
Faisal Bukhory Harahap
NIM 090405038
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH KOMPOSISI LIMBAH SEKAM PADI DAN ABU SEKAM
PADI SEBAGAI BAHAN PENGISI KOMPOSIT HIBRID LIMBAH
BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROLSEBAGAI PLASTICIZER
dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian skripsi Sarjana
Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 10 Februari 2016
dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
11
Mengetahui,
Medan,
Koordinator Skripsi
Dosen Pembimbing
Ir.Renita Manurung,MT
NIP. 19681214 1997022 002
Maret 2016
Dr.Maulida,ST,M.Sc
NIP. 19700611 199702 2 001
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Mhd. Hendra S. Ginting, ST.MT
NIP. 19700919 199903 1 001
Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc
NIP. 19671029 199501 2 001
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi
dengan judul “Pengaruh Komposisi Limbah Sekam Padi Dan Abu Sekam Padi
Sebagai Pengisi Komposit Hibrid Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman Dengan
Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis
lakukan di Laboratorium Penelitian Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universtas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sarjana teknik.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ibu Dr. Maulida, ST, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang telah bersedia
meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan serta
persetujuan sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik.
2.
Bapak Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT. dan Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap,
M.Sc., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang
membangun dalam penulisan skripsi ini.
3. Bapak Dr.Eng.Ir. Irvan, MT., selaku ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT., selaku koordinator penelitian.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga
skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, 11 Maret 2016
Penulis
Faisal Bukhory Harahap
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini untuk kedua orang tua penulis, Drs. Sori Muda
Harahap dan Tapi Srieyani Lubis yang telah memberikan doa dan dukungan kepada
penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Kemudian untuk
Dr. Maulida, ST, M.Sc yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam
menyelesaikan penelitian. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Toni Pahri
Sirait yang telah banyak memberikan masukan dan diskusi selama penulisan skripsi
ini, serta kepada Fikri Naufal Anwari, Ardian Zailani, Nuim Hayat serta adik-adik
asisten Laboratorium Penelitian yang telah banyak membantu selama penelitian
berlangsung dan teman-teman seperjuangan angkatan 2009 yang telah mendukung
secara moril.
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Faisal Bukhory Harahap
NIM : 090405038
Tempat / Tanggal Lahir : Medan / 30 Maret 1991
Nama Orang Tua: Drs. Sori Muda Harahap
Alamat Orang Tua :
Komp. Taman Setia Budi Indah Blok GG No. 63 Medan
Asal Sekolah :
•
SD Negeri 060884 Medan tahun 1997 – 2003
•
SMP Negeri 1 Medan tahun 2003 – 2006
•
SMA Swasta Amir Hamzah Medan tahun 2006 – 2009
Pengalaman Organisasi / Kerja :
1.
CSG periode 2011-2012 sebagai Anggota Bidang Dakwah
2.
Himatek periode 2012 – 2013 sebagai Anggota Bidang Kaderisasi
3.
Kerja Praktek di Pabrik Gula Sei Semayang
Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal :
• International Journal of Scientific & Technology Research (IJTSR) 2015
dengan judul: The Tensile Strength Properties Effect of Rice-Husk Ash as on
The Composite Of Plastic Drinking Bottle Waste
v
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengurangi sampah botol plastik yang tidak terbiodegradable dan untuk mendapatkan komposisi pengisi abu sekam padi dan sekam padi di
dalam komposit hibrid LBPKM serta pengaruh penambahan gliserol sebagai plasticizer
dalam menghasilkan sifat mekanik seperti kekuatan tarik (tensile strength), kekuatan lentur
(flexural strength), kekuatan bentur (impact strength), serta penyerapan air (water
absorption) yang terbaik dan di dukung oleh analisa scanning electron microscopy (SEM)
dan karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR). Komposit hibrid dibuat
menggunakan ektruder pada temperatur 265oC dengan mencampurkan limbah botol
plastik kemasan minuman dengan pengisi sekam padi dan abu sekam padi pada
ukuran partikel sekam padi dan abu sekam padi 100 mesh dengan rasio antara
matriks dan pengisi 95/5, 90/10 dan 85/15 (b/b) serta ditambahkan gliserol sebagai
plasticizer sebanyak 3% dari volume LBPKM pada masing-masing rasio, kemudian
di hotpress pada temperatur 265oC selama 5 menit . Dari karakteristik FT-IR diketahui
terdapat gugus O-H, C-H, C=O, dan C-O-C yang menandakan telah terjadinya
interaksi antara matriks dengan pengisi. Hasil pengujian sifat-sifat mekanik menunjukkan
bahwa LBPKM-abu sekam padi dan sekam padi dengan penambahan gliserol pada rasio
95/5 diperoleh kekuatan tarik maksimum sebesar 2,717 MPa, nilai modulus Young sebesar
98.964 MPa, pemanjangan pada saat putus sebesar 2,603%, nilai kekuatan lentur diperoleh
sebesar 6,619 MPa, nilai kekuatan bentur diperoleh sebesar 1776,4 J/m2. Hasil analisa SEM
pada komposit hibrid LBPKM-abu sekam padi-sekam padi dengan penambahan gliserol
pada rasio 95/5 menunjukkan penyebaran pengisi yang merata pada permukaan matriks.
Hasil uji penyerapan air yang paling tinggi terjadi pada rasio 85/15 dengan penyerapan air
sebesar 4,378%.
Kata kunci : komposit, abu, sekam padi, gliserol, sifat mekanik
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to reduce waste plastic bottles which are not biodegradable and to
obtain composition filler rice husk ash and rice husk in hybrid composites waste
plastic bottles as well as the effect of adding glycerol as a plasticizer in producing
mechanical properties, the best condition of tensile strength, flexural strength, impact
strength, as well as water absorption and it is supported by scanning electron
microscopy (SEM) analysis and Fourier Transform Infra-Red (FTIR) analysis to see
the characteristic. Hybrid composites made using extruder at a temperature of 265 oC
by mixing waste plastic bottles to beverage packaging fillers rice husk and rice husk
ash to a particle size of rice husk and rice husk ash 100 mesh with the ratio between
matrix and filler 95/5, 90/10 and 85 / 15 (w/w) and glycerol as a plasticizer added as
much as 3% of the volume waste plastic bottles on each ratio, and then its processed
with hotpress at 265 oC for 5 minutes. Analysis of FT-IR is known to have a group
OH, CH, C = O, and COC indicating the occurrence of interaction between the
matrix with filler. Results of testing the mechanical properties indicate that waste
plastic bottles - rice husk ash and rice husk with the addition of glycerol in the ratio
of 95/5 obtained maximum tensile strength of 2,717 MPa, a Young's modulus value
of 98 964 MPa, elongation at break of 2.603%, the value of flexural strength
obtained at 6.619 MPa, bump strength values obtained at 1776.4 J/m2. Results of
SEM analysis on LBPKM-composite hybrid-rice husk ash rice husks with the
addition of glycerol in the ratio of 95/5 shows spread evenly on the surface of the
filler matrix. The test results of water absorption is highest at a ratio of 85/15 with
water absorption of 4.378%.
Keywords: composite, ash, rice husk, glycerol, mechanical properties
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvii
DAFTAR SINGKATAN
xix
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
4
1.3 TUJUAN PENELITIAN
5
1.4 MANFAAT PENELITIAN
5
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
7
2.1 KOMPOSIT
7
2.1.1 Konstituen Komposit
7
2.2 KOMPOSIT MATRIK POLIMER (POLYMER MATRIX COMPOSITES/
PMC)
8
2.2.1 Penguat (Reinforcement) Dalam Komposit
8
2.2.2 Matriks Dalam Komposit
10
2.2.3 Antarmuka dan Antarfasa Pengisi Matriks
10
2.3 HIBRID KOMPOSIT
11
2.4 LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN
12
2.5 SEKAM PADI
14
viii
Universitas Sumatera Utara
2.6 ABU SEKAM PADI
15
2.7 GLISEROL
16
2.8 METODE EKSTRUSI
17
2.9 PENGUJIAN/KARAKTERISTIK BAHAN KOMPOSIT
19
2.9.1 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
19
2.9.2 Uji Kekuatan Bentur (Impact Strength)
19
2.9.3 Uji Kekuatan Lentur (Flaxural Srtength)
21
2.9.4 Uji Karakteristik Fourier Transform Infra Red (FT-IR)
21
2.9.5 Uji Penyerapan Air (Water-Absorption)
22
2.9.6 Uji Scanning Electron Microscopy (SEM)
22
2.10 APLIKASI DAN KEGUNAAN KOMPOSIT
23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
25
3.1 LOKASI PENELITIAN
25
3.2 BAHAN DAN ALAT
25
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
25
3.3.1 Penyediaan Sekam Padi
25
3.3.2 Penyediaan Abu Sekam Padi
26
3.3.3 Penyediaan Matriks (Limbah Botol Kemasan Minuman)
26
3.3.4 Penyediaan Hibrid Komposit Limbah Botol Plastik Kemasan
Minuman Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
26
3.4 DIAGRAM ALIR PENELITIAN
27
3.4.1 Penyediaan Sekam Padi
27
3.4.2 Penyediaan Abu Sekam Padi
28
3.4.3 Penyediaan Matriks (Limbah Botol Kemasan Minuman)
28
3.4.4 Penyediaan Hibrid Komposit Limbah Botol Plastik Kemasan
Minuman Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
3.5 PENGUJIAN KOMPOSIT
29
30
3.5.1 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) dengan ASTM D 638 Tipe IV
30
3.5.2 Uji Kekuatan Lentur (Flaxural Srtength) dengan ASTM D-790
31
3.5.3 Uji Kekuatan Bentur (Impact Strength) dengan ASTM 4812-11
31
3.5.4 Penyerapan Air (Water-Absorption) dengan ASTM D-570
32
3.5.5 Karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR)
32
ix
Universitas Sumatera Utara
3.5.6 Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM)
32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
33
4.1 KARAKTERISTIK FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA RED)
LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN (LBPKM),
KOMPOSIT HIBRID DAN KOMPOSIT HIBRID DENGAN
PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
33
4.2 HUBUNGAN STRESS-STRAIN DAN NILAI MODULUS YOUNG
KOMPOSIT HIBRID BERPENGISI ABU SEKAM PADI DAN SEKAM
PADI DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
41
4.3 PENGARUH KANDUNGAN BAHAN PENGISI ABU SEKAM PADI
DAN SEKAM PADI (HIBRID) DENGANPENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER TERHADAP SIFAT
PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS (ELONGATION AT
BREAK) KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM
43
4.4 PENGARUH PENAMBAHAN KANDUNGAN BAHAN PENGISI
ABU SEKAM PADI DAN SEKAM PADI DENGAN
PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER TERHADAP
KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) KOMPOSIT HIBRID
PET LBPKM
45
4.5 PENGARUH PENAMBAHAN KANDUNGAN BAHAN PENGISI
ABU SEKAM PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER TERHADAP KEKUATAN
LENTUR (FLEXURAL STRENGHT) KOMPOSIT HIBRID LBPKM
47
4.6 PENGARUH PENAMBAHAN KANDUNGAN BAHAN PET PENGISI
ABU SEKAM PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER TERHADAP KEKUATAN
BENTUR (IMPACT STRENGHT) KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM
49
4.7 KARAKTERISTIK SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPY)
PET LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN (LBPKM)
DAN KOMPOSIT HIBRID LBPKM-SEKAM PADI DAN ABU SEKAM
PADI DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
51
x
Universitas Sumatera Utara
4.8 PENGARUH PENAMBAHAN KANDUNGAN BAHAN PENGISI ABU
SEKAM PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROLTERHADAP PENYERAPAN AIR (WATER ABSORPTION)
KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM
53
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
55
5.1 KESIMPULAN
55
5.2 SARAN
56
DAFTAR PUSTAKA
57
LAMPIRAN A DATA PENELITIAN
63
LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN
65
LAMPIRAN C DOKUMENTASI PENELITIAN
66
LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN LAB ANALISIS DAN INSTRUMEN
71
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Bentuk-bentuk Konstituen yang Berbeda
9
Gambar 2.2 Bentuk Interface (Bonding Agent) Antara Matriks dan Serat
11
Gambar 2.3 Struktur Kimia Polietilen Tereflatat
13
Gambar 2.4 Reaksi Esterifikasi PET
13
Gambar 2.5 Struktur Gliserol
16
Gambar 2.6 Komponen Ekstruder
18
Gambar 2.7 Spesimen V-Notch Metode Charpy dan Izod
20
Gambar 2.8 Skema Pengujian Impak
20
Gambar 3.1 Diagram Alir Penyediaan Sekam Padi
27
Gambar 3.2 Diagram Alir Penyediaan Abu Sekam Padi
28
Gambar 3.3 Diagram Alir Penyediaan Matriks
(Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman)
28
Gambar 3.4 Diagram Alir Penyediaan Komposit Hibrid Limbah
Botol Plastik Kemasan Minuman Dengan Penambahan
Gliserol Sebagai Plasticizer
29
Gambar 3.5 Sketsa Spesimen Uji Tarik
30
Gambar 3.6 Ukuran Dimensi Spesimen Kekuatan Flexural ASTM D-790
31
Gambar 3.7 Ukuran Dimensi Spesimen Metode Izod ASTM 4812-11
31
Gambar 4.1 Karakterisasi FTIR Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
Polietiletereftalat (PET)
33
Gambar 4.2 Karakteristik FTIR Abu Sekam Padi
35
Gambar 4.3 Karakteristik FTIR Sekam Padi
36
Gambar 4.4 Karakteristik FTIR Komposit Hibrid LBPKM Berpengisi
Abu Sekam Padi dan Sekam Padi
38
Gambar 4.5 Karakteristik FTIR Komposit Hibrid LBPKM Berpengisi
Abu Sekam Padi dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol
Sebagai Plasticizer
39
xii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Hubungan Stress-Strain Komposit Hibrid Berpengisi Abu Sekam
Padi dan Sekam Padi Denga Penambahan Gliserol Sebagai
Plasticizer
41
Gambar 4.7 Pengaruh Penambahan Kandungan Bahan Pengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
Terhadap Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus (Elongation at Break)
Komposit Hibrid LBPKM
43
Gambar 4.8 Pengaruh Penambahan Kandungan Bahan Pengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
Terhadap Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Komposit Hibrid PET
LBPKM
45
Gambar 4.9 Pengaruh Penambahan Kandungan Bahan Pengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
Terhadap Kekuatan Lentur (Flexural Strenght) Komposit Hibrid
LBPKM
47
Gambar 4.10 Pengaruh Penambahan Kandungan Bahan Pengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
Terhadap Kekuatan Bentur (Impact Strenght) Komposit Hibrid
LBPKM
49
Gambar 4.11 Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)
51
Gambar 4.12 Hasil Uji Penyerapan Air pada PET-LBPKM dan Komposit
Hibrid LBPKM- Abu Sekam Padi-Sekam Padi Dengan
Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer pada Rasio 95/5, 90/10,
dan 85/15
53
Gambar C.1 Penyediaan PET Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
66
Gambar C.2 Penyediaan Abu Sekam Padi
66
Gambar C.3 Penyediaan Sekam Padi
67
Gambar C.4 Penyediaan Gliserol
67
Gambar C.5 Proses Pencampuran Dengan Ekstruder
68
Gambar C.6 Proses Pencetakan Dengan Alat Hot Press
68
xiii
Universitas Sumatera Utara
Gambar C.7 Hasil Komposit Hibrid dengan Penambahan Gliserol Sebagai
Plasticizer
69
Gambar C.8 Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Tensile
69
Gambar C.9 Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Flexural
70
Gambar C.10 Alat Impact Tester GOTECH
70
Gambar D.1 Hasil FTIR Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
71
Gambar D.2 Hasil FTIR Abu Sekam Padi
72
Gambar D.3 Hasil FTIR Sekam Padi
72
Gambar D.4 Hasil FTIR Komposit Hibrid PET LBPKM-Abu Sekam Padi dan
Sekam Padi
73
Gambar D.5 Hasil FTIR Komposit Hibrid PET LBPKM-Abu Sekam Padi dan
Sekam Padi Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
74
Gambar D.6 Hasil SEM PET LBPKM (Limbah Botol Plastik Kemasan
Minuman)
75
Gambar D.7 Hasil SEM Komposit Hibrid PET LBPKM-Abu Sekam Padi dan
Sekam Padi Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer pada
Rasio 95/5
76
Gambar D.8 Hasil SEM Komposit Hibrid PET LBPKM-Abu Sekam Padi dan
Sekam Padi Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer pada
Rasio 85/15
77
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Sekam Padi
15
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Abu Sekam Padi
15
Table 4.1 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
(LBPKM)
34
Table 4.2 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Abu Sekam Padi
35
Table 4.3 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Sekam Padi
37
Table 4.4 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Komposit Hibrid
38
Table 4.5 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Komposit Hibrid dengan Penambahan Gliserol
Sebagai Plasticizer
40
Tabel 4.6 Nilai Modulus Young Komposit Hibrid Berpengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
42
Tabel A.1 Data Hasil Modulus Young
63
Tabel A.2 Data Hasil Kekuatan Tarik
63
Tabel A.3 Data Hasil Pemanjangan Pada Saat Putus
63
Tabel A.4 Data Hasil Kekuatan Lentur
63
Tabel A.5 Data Hasil Kekuatan Bentur
63
Table A.6 Data Hasil Penyerapan Air
64
xv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A
DATA PENELITIAN
63
A.1
DATA HASIL MODULUS YOUNG
63
A.2
DATA HASIL KEKUATAN TARIK (MPA)
63
A.3
DATA HASIL PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS
63
A.4
DATA HASIL KEKUATAN LENTUR
63
A.5
DATA HASIL KEKUATAN BENTUR
63
A.6
DATA HASIL PENYERAPAN AIR
64
LAMPIRAN B
CONTOH PERHITUNGAN
65
LAMPIRAN C
DOKUMENTASI PENELITIAN
66
C.1
PENYEDIAAN PET LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN
MINUMAN
66
C.2
PENYEDIAAN ABU SEKAM PADI
66
C.3
PENYEDIAAN SEKAM PADI
67
C.4
PENYEDIAAN GLISEROL
67
C.5
PROSES PENCAMPURAN DENGAN EKSTRUDER
68
C.6
PROSES PENCETAKAN DENGAN ALAT HOT PRESS
68
C.7
HASIL KOMPOSIT HIBRID DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
69
C.8
ALAT UTM GOTECH AL-7000 M GRID TENSILE
69
C.9
ALAT UTM GOTECH AL-7000 M GRID FLEXURAL
70
C.10
ALAT IMPACT TESTER GOTECH
70
LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN LAB ANALISIS DAN INSTRUMEN
D.1
71
HASIL FTIR PET LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN
MINUMAN
71
D.2
HASIL FTIR ABU SEKAM PADI
72
D.3
HASIL FTIR SEKAM PADI
72
D.4
HASIL FTIR KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM-ABU SEKAM
PADI DAN SEKAM PADI
73
xvi
Universitas Sumatera Utara
D.5
HASIL FTIR KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM-ABU SEKAM
PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
D.6
74
HASIL SEM PET LBPKM (LIMBAH BOTOL PLASTIK
KEMASAN MINUMAN)
D.7
75
HASIL SEM KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM-ABU SEKAM
PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER PADA RASIO 95/5
D.8
76
HASIL SEM KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM-ABU SEKAM
PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER PADA RASIO 85/15
77
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ASTM
FTIR
LBPKM
SEM
UTM
American Standart Testing of Material
Fourier Transform Infra Red
Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
Scanning Elentron Microscopy
Ultimate Tensile Machine
xviii
Universitas Sumatera Utara
ABU SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN PENGISI
KOMPOSIT HIBRID LIMBAH BOTOL PLASTIK
KEMASAN MINUMAN DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
SKRIPSI
Oleh
FAISAL BUKHORY HARAHAP
090405038
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MARET 2016
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH KOMPOSISI LIMBAH SEKAM PADI DAN
ABU SEKAM PADI SEBAGAI BAHAN PENGISI
KOMPOSIT HIBRID LIMBAH BOTOL PLASTIK
KEMASAN MINUMAN DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
SKRIPSI
Oleh
FAISAL BUKHORY HARAHAP
090405038
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MARET 2016
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH KOMPOSISI LIMBAH SEKAM PADI DAN ABU SEKAM
PADI SEBAGAI BAHAN PENGISI KOMPOSIT HIBRID LIMBAH
BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROLSEBAGAI PLASTICIZER
yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada
Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi
ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan
sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 11 Maret 2016
Faisal Bukhory Harahap
NIM 090405038
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH KOMPOSISI LIMBAH SEKAM PADI DAN ABU SEKAM
PADI SEBAGAI BAHAN PENGISI KOMPOSIT HIBRID LIMBAH
BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROLSEBAGAI PLASTICIZER
dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian skripsi Sarjana
Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 10 Februari 2016
dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
11
Mengetahui,
Medan,
Koordinator Skripsi
Dosen Pembimbing
Ir.Renita Manurung,MT
NIP. 19681214 1997022 002
Maret 2016
Dr.Maulida,ST,M.Sc
NIP. 19700611 199702 2 001
Dosen Penguji I
Dosen Penguji II
Mhd. Hendra S. Ginting, ST.MT
NIP. 19700919 199903 1 001
Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc
NIP. 19671029 199501 2 001
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi
dengan judul “Pengaruh Komposisi Limbah Sekam Padi Dan Abu Sekam Padi
Sebagai Pengisi Komposit Hibrid Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman Dengan
Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis
lakukan di Laboratorium Penelitian Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universtas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sarjana teknik.
Selama melakukan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ibu Dr. Maulida, ST, M.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang telah bersedia
meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan serta
persetujuan sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik.
2.
Bapak Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT. dan Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap,
M.Sc., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang
membangun dalam penulisan skripsi ini.
3. Bapak Dr.Eng.Ir. Irvan, MT., selaku ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT., selaku koordinator penelitian.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga
skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, 11 Maret 2016
Penulis
Faisal Bukhory Harahap
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini untuk kedua orang tua penulis, Drs. Sori Muda
Harahap dan Tapi Srieyani Lubis yang telah memberikan doa dan dukungan kepada
penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Kemudian untuk
Dr. Maulida, ST, M.Sc yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam
menyelesaikan penelitian. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Toni Pahri
Sirait yang telah banyak memberikan masukan dan diskusi selama penulisan skripsi
ini, serta kepada Fikri Naufal Anwari, Ardian Zailani, Nuim Hayat serta adik-adik
asisten Laboratorium Penelitian yang telah banyak membantu selama penelitian
berlangsung dan teman-teman seperjuangan angkatan 2009 yang telah mendukung
secara moril.
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Faisal Bukhory Harahap
NIM : 090405038
Tempat / Tanggal Lahir : Medan / 30 Maret 1991
Nama Orang Tua: Drs. Sori Muda Harahap
Alamat Orang Tua :
Komp. Taman Setia Budi Indah Blok GG No. 63 Medan
Asal Sekolah :
•
SD Negeri 060884 Medan tahun 1997 – 2003
•
SMP Negeri 1 Medan tahun 2003 – 2006
•
SMA Swasta Amir Hamzah Medan tahun 2006 – 2009
Pengalaman Organisasi / Kerja :
1.
CSG periode 2011-2012 sebagai Anggota Bidang Dakwah
2.
Himatek periode 2012 – 2013 sebagai Anggota Bidang Kaderisasi
3.
Kerja Praktek di Pabrik Gula Sei Semayang
Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal :
• International Journal of Scientific & Technology Research (IJTSR) 2015
dengan judul: The Tensile Strength Properties Effect of Rice-Husk Ash as on
The Composite Of Plastic Drinking Bottle Waste
v
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengurangi sampah botol plastik yang tidak terbiodegradable dan untuk mendapatkan komposisi pengisi abu sekam padi dan sekam padi di
dalam komposit hibrid LBPKM serta pengaruh penambahan gliserol sebagai plasticizer
dalam menghasilkan sifat mekanik seperti kekuatan tarik (tensile strength), kekuatan lentur
(flexural strength), kekuatan bentur (impact strength), serta penyerapan air (water
absorption) yang terbaik dan di dukung oleh analisa scanning electron microscopy (SEM)
dan karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR). Komposit hibrid dibuat
menggunakan ektruder pada temperatur 265oC dengan mencampurkan limbah botol
plastik kemasan minuman dengan pengisi sekam padi dan abu sekam padi pada
ukuran partikel sekam padi dan abu sekam padi 100 mesh dengan rasio antara
matriks dan pengisi 95/5, 90/10 dan 85/15 (b/b) serta ditambahkan gliserol sebagai
plasticizer sebanyak 3% dari volume LBPKM pada masing-masing rasio, kemudian
di hotpress pada temperatur 265oC selama 5 menit . Dari karakteristik FT-IR diketahui
terdapat gugus O-H, C-H, C=O, dan C-O-C yang menandakan telah terjadinya
interaksi antara matriks dengan pengisi. Hasil pengujian sifat-sifat mekanik menunjukkan
bahwa LBPKM-abu sekam padi dan sekam padi dengan penambahan gliserol pada rasio
95/5 diperoleh kekuatan tarik maksimum sebesar 2,717 MPa, nilai modulus Young sebesar
98.964 MPa, pemanjangan pada saat putus sebesar 2,603%, nilai kekuatan lentur diperoleh
sebesar 6,619 MPa, nilai kekuatan bentur diperoleh sebesar 1776,4 J/m2. Hasil analisa SEM
pada komposit hibrid LBPKM-abu sekam padi-sekam padi dengan penambahan gliserol
pada rasio 95/5 menunjukkan penyebaran pengisi yang merata pada permukaan matriks.
Hasil uji penyerapan air yang paling tinggi terjadi pada rasio 85/15 dengan penyerapan air
sebesar 4,378%.
Kata kunci : komposit, abu, sekam padi, gliserol, sifat mekanik
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to reduce waste plastic bottles which are not biodegradable and to
obtain composition filler rice husk ash and rice husk in hybrid composites waste
plastic bottles as well as the effect of adding glycerol as a plasticizer in producing
mechanical properties, the best condition of tensile strength, flexural strength, impact
strength, as well as water absorption and it is supported by scanning electron
microscopy (SEM) analysis and Fourier Transform Infra-Red (FTIR) analysis to see
the characteristic. Hybrid composites made using extruder at a temperature of 265 oC
by mixing waste plastic bottles to beverage packaging fillers rice husk and rice husk
ash to a particle size of rice husk and rice husk ash 100 mesh with the ratio between
matrix and filler 95/5, 90/10 and 85 / 15 (w/w) and glycerol as a plasticizer added as
much as 3% of the volume waste plastic bottles on each ratio, and then its processed
with hotpress at 265 oC for 5 minutes. Analysis of FT-IR is known to have a group
OH, CH, C = O, and COC indicating the occurrence of interaction between the
matrix with filler. Results of testing the mechanical properties indicate that waste
plastic bottles - rice husk ash and rice husk with the addition of glycerol in the ratio
of 95/5 obtained maximum tensile strength of 2,717 MPa, a Young's modulus value
of 98 964 MPa, elongation at break of 2.603%, the value of flexural strength
obtained at 6.619 MPa, bump strength values obtained at 1776.4 J/m2. Results of
SEM analysis on LBPKM-composite hybrid-rice husk ash rice husks with the
addition of glycerol in the ratio of 95/5 shows spread evenly on the surface of the
filler matrix. The test results of water absorption is highest at a ratio of 85/15 with
water absorption of 4.378%.
Keywords: composite, ash, rice husk, glycerol, mechanical properties
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvii
DAFTAR SINGKATAN
xix
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
4
1.3 TUJUAN PENELITIAN
5
1.4 MANFAAT PENELITIAN
5
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
7
2.1 KOMPOSIT
7
2.1.1 Konstituen Komposit
7
2.2 KOMPOSIT MATRIK POLIMER (POLYMER MATRIX COMPOSITES/
PMC)
8
2.2.1 Penguat (Reinforcement) Dalam Komposit
8
2.2.2 Matriks Dalam Komposit
10
2.2.3 Antarmuka dan Antarfasa Pengisi Matriks
10
2.3 HIBRID KOMPOSIT
11
2.4 LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN
12
2.5 SEKAM PADI
14
viii
Universitas Sumatera Utara
2.6 ABU SEKAM PADI
15
2.7 GLISEROL
16
2.8 METODE EKSTRUSI
17
2.9 PENGUJIAN/KARAKTERISTIK BAHAN KOMPOSIT
19
2.9.1 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
19
2.9.2 Uji Kekuatan Bentur (Impact Strength)
19
2.9.3 Uji Kekuatan Lentur (Flaxural Srtength)
21
2.9.4 Uji Karakteristik Fourier Transform Infra Red (FT-IR)
21
2.9.5 Uji Penyerapan Air (Water-Absorption)
22
2.9.6 Uji Scanning Electron Microscopy (SEM)
22
2.10 APLIKASI DAN KEGUNAAN KOMPOSIT
23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
25
3.1 LOKASI PENELITIAN
25
3.2 BAHAN DAN ALAT
25
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
25
3.3.1 Penyediaan Sekam Padi
25
3.3.2 Penyediaan Abu Sekam Padi
26
3.3.3 Penyediaan Matriks (Limbah Botol Kemasan Minuman)
26
3.3.4 Penyediaan Hibrid Komposit Limbah Botol Plastik Kemasan
Minuman Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
26
3.4 DIAGRAM ALIR PENELITIAN
27
3.4.1 Penyediaan Sekam Padi
27
3.4.2 Penyediaan Abu Sekam Padi
28
3.4.3 Penyediaan Matriks (Limbah Botol Kemasan Minuman)
28
3.4.4 Penyediaan Hibrid Komposit Limbah Botol Plastik Kemasan
Minuman Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
3.5 PENGUJIAN KOMPOSIT
29
30
3.5.1 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) dengan ASTM D 638 Tipe IV
30
3.5.2 Uji Kekuatan Lentur (Flaxural Srtength) dengan ASTM D-790
31
3.5.3 Uji Kekuatan Bentur (Impact Strength) dengan ASTM 4812-11
31
3.5.4 Penyerapan Air (Water-Absorption) dengan ASTM D-570
32
3.5.5 Karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR)
32
ix
Universitas Sumatera Utara
3.5.6 Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM)
32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
33
4.1 KARAKTERISTIK FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA RED)
LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN (LBPKM),
KOMPOSIT HIBRID DAN KOMPOSIT HIBRID DENGAN
PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
33
4.2 HUBUNGAN STRESS-STRAIN DAN NILAI MODULUS YOUNG
KOMPOSIT HIBRID BERPENGISI ABU SEKAM PADI DAN SEKAM
PADI DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
41
4.3 PENGARUH KANDUNGAN BAHAN PENGISI ABU SEKAM PADI
DAN SEKAM PADI (HIBRID) DENGANPENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER TERHADAP SIFAT
PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS (ELONGATION AT
BREAK) KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM
43
4.4 PENGARUH PENAMBAHAN KANDUNGAN BAHAN PENGISI
ABU SEKAM PADI DAN SEKAM PADI DENGAN
PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER TERHADAP
KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) KOMPOSIT HIBRID
PET LBPKM
45
4.5 PENGARUH PENAMBAHAN KANDUNGAN BAHAN PENGISI
ABU SEKAM PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER TERHADAP KEKUATAN
LENTUR (FLEXURAL STRENGHT) KOMPOSIT HIBRID LBPKM
47
4.6 PENGARUH PENAMBAHAN KANDUNGAN BAHAN PET PENGISI
ABU SEKAM PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER TERHADAP KEKUATAN
BENTUR (IMPACT STRENGHT) KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM
49
4.7 KARAKTERISTIK SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPY)
PET LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN MINUMAN (LBPKM)
DAN KOMPOSIT HIBRID LBPKM-SEKAM PADI DAN ABU SEKAM
PADI DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
51
x
Universitas Sumatera Utara
4.8 PENGARUH PENAMBAHAN KANDUNGAN BAHAN PENGISI ABU
SEKAM PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROLTERHADAP PENYERAPAN AIR (WATER ABSORPTION)
KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM
53
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
55
5.1 KESIMPULAN
55
5.2 SARAN
56
DAFTAR PUSTAKA
57
LAMPIRAN A DATA PENELITIAN
63
LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN
65
LAMPIRAN C DOKUMENTASI PENELITIAN
66
LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN LAB ANALISIS DAN INSTRUMEN
71
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Bentuk-bentuk Konstituen yang Berbeda
9
Gambar 2.2 Bentuk Interface (Bonding Agent) Antara Matriks dan Serat
11
Gambar 2.3 Struktur Kimia Polietilen Tereflatat
13
Gambar 2.4 Reaksi Esterifikasi PET
13
Gambar 2.5 Struktur Gliserol
16
Gambar 2.6 Komponen Ekstruder
18
Gambar 2.7 Spesimen V-Notch Metode Charpy dan Izod
20
Gambar 2.8 Skema Pengujian Impak
20
Gambar 3.1 Diagram Alir Penyediaan Sekam Padi
27
Gambar 3.2 Diagram Alir Penyediaan Abu Sekam Padi
28
Gambar 3.3 Diagram Alir Penyediaan Matriks
(Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman)
28
Gambar 3.4 Diagram Alir Penyediaan Komposit Hibrid Limbah
Botol Plastik Kemasan Minuman Dengan Penambahan
Gliserol Sebagai Plasticizer
29
Gambar 3.5 Sketsa Spesimen Uji Tarik
30
Gambar 3.6 Ukuran Dimensi Spesimen Kekuatan Flexural ASTM D-790
31
Gambar 3.7 Ukuran Dimensi Spesimen Metode Izod ASTM 4812-11
31
Gambar 4.1 Karakterisasi FTIR Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
Polietiletereftalat (PET)
33
Gambar 4.2 Karakteristik FTIR Abu Sekam Padi
35
Gambar 4.3 Karakteristik FTIR Sekam Padi
36
Gambar 4.4 Karakteristik FTIR Komposit Hibrid LBPKM Berpengisi
Abu Sekam Padi dan Sekam Padi
38
Gambar 4.5 Karakteristik FTIR Komposit Hibrid LBPKM Berpengisi
Abu Sekam Padi dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol
Sebagai Plasticizer
39
xii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Hubungan Stress-Strain Komposit Hibrid Berpengisi Abu Sekam
Padi dan Sekam Padi Denga Penambahan Gliserol Sebagai
Plasticizer
41
Gambar 4.7 Pengaruh Penambahan Kandungan Bahan Pengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
Terhadap Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus (Elongation at Break)
Komposit Hibrid LBPKM
43
Gambar 4.8 Pengaruh Penambahan Kandungan Bahan Pengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
Terhadap Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Komposit Hibrid PET
LBPKM
45
Gambar 4.9 Pengaruh Penambahan Kandungan Bahan Pengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
Terhadap Kekuatan Lentur (Flexural Strenght) Komposit Hibrid
LBPKM
47
Gambar 4.10 Pengaruh Penambahan Kandungan Bahan Pengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
Terhadap Kekuatan Bentur (Impact Strenght) Komposit Hibrid
LBPKM
49
Gambar 4.11 Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)
51
Gambar 4.12 Hasil Uji Penyerapan Air pada PET-LBPKM dan Komposit
Hibrid LBPKM- Abu Sekam Padi-Sekam Padi Dengan
Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer pada Rasio 95/5, 90/10,
dan 85/15
53
Gambar C.1 Penyediaan PET Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
66
Gambar C.2 Penyediaan Abu Sekam Padi
66
Gambar C.3 Penyediaan Sekam Padi
67
Gambar C.4 Penyediaan Gliserol
67
Gambar C.5 Proses Pencampuran Dengan Ekstruder
68
Gambar C.6 Proses Pencetakan Dengan Alat Hot Press
68
xiii
Universitas Sumatera Utara
Gambar C.7 Hasil Komposit Hibrid dengan Penambahan Gliserol Sebagai
Plasticizer
69
Gambar C.8 Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Tensile
69
Gambar C.9 Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Flexural
70
Gambar C.10 Alat Impact Tester GOTECH
70
Gambar D.1 Hasil FTIR Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
71
Gambar D.2 Hasil FTIR Abu Sekam Padi
72
Gambar D.3 Hasil FTIR Sekam Padi
72
Gambar D.4 Hasil FTIR Komposit Hibrid PET LBPKM-Abu Sekam Padi dan
Sekam Padi
73
Gambar D.5 Hasil FTIR Komposit Hibrid PET LBPKM-Abu Sekam Padi dan
Sekam Padi Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
74
Gambar D.6 Hasil SEM PET LBPKM (Limbah Botol Plastik Kemasan
Minuman)
75
Gambar D.7 Hasil SEM Komposit Hibrid PET LBPKM-Abu Sekam Padi dan
Sekam Padi Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer pada
Rasio 95/5
76
Gambar D.8 Hasil SEM Komposit Hibrid PET LBPKM-Abu Sekam Padi dan
Sekam Padi Dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer pada
Rasio 85/15
77
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Sekam Padi
15
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Abu Sekam Padi
15
Table 4.1 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
(LBPKM)
34
Table 4.2 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Abu Sekam Padi
35
Table 4.3 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Sekam Padi
37
Table 4.4 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Komposit Hibrid
38
Table 4.5 Rentang Bilangan Gelombang, Bilangan Gelombang Dari Berbagai
Gugus Fungsi Pada Komposit Hibrid dengan Penambahan Gliserol
Sebagai Plasticizer
40
Tabel 4.6 Nilai Modulus Young Komposit Hibrid Berpengisi Abu Sekam Padi
Dan Sekam Padi dengan Penambahan Gliserol Sebagai Plasticizer
42
Tabel A.1 Data Hasil Modulus Young
63
Tabel A.2 Data Hasil Kekuatan Tarik
63
Tabel A.3 Data Hasil Pemanjangan Pada Saat Putus
63
Tabel A.4 Data Hasil Kekuatan Lentur
63
Tabel A.5 Data Hasil Kekuatan Bentur
63
Table A.6 Data Hasil Penyerapan Air
64
xv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A
DATA PENELITIAN
63
A.1
DATA HASIL MODULUS YOUNG
63
A.2
DATA HASIL KEKUATAN TARIK (MPA)
63
A.3
DATA HASIL PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS
63
A.4
DATA HASIL KEKUATAN LENTUR
63
A.5
DATA HASIL KEKUATAN BENTUR
63
A.6
DATA HASIL PENYERAPAN AIR
64
LAMPIRAN B
CONTOH PERHITUNGAN
65
LAMPIRAN C
DOKUMENTASI PENELITIAN
66
C.1
PENYEDIAAN PET LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN
MINUMAN
66
C.2
PENYEDIAAN ABU SEKAM PADI
66
C.3
PENYEDIAAN SEKAM PADI
67
C.4
PENYEDIAAN GLISEROL
67
C.5
PROSES PENCAMPURAN DENGAN EKSTRUDER
68
C.6
PROSES PENCETAKAN DENGAN ALAT HOT PRESS
68
C.7
HASIL KOMPOSIT HIBRID DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
69
C.8
ALAT UTM GOTECH AL-7000 M GRID TENSILE
69
C.9
ALAT UTM GOTECH AL-7000 M GRID FLEXURAL
70
C.10
ALAT IMPACT TESTER GOTECH
70
LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN LAB ANALISIS DAN INSTRUMEN
D.1
71
HASIL FTIR PET LIMBAH BOTOL PLASTIK KEMASAN
MINUMAN
71
D.2
HASIL FTIR ABU SEKAM PADI
72
D.3
HASIL FTIR SEKAM PADI
72
D.4
HASIL FTIR KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM-ABU SEKAM
PADI DAN SEKAM PADI
73
xvi
Universitas Sumatera Utara
D.5
HASIL FTIR KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM-ABU SEKAM
PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER
D.6
74
HASIL SEM PET LBPKM (LIMBAH BOTOL PLASTIK
KEMASAN MINUMAN)
D.7
75
HASIL SEM KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM-ABU SEKAM
PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER PADA RASIO 95/5
D.8
76
HASIL SEM KOMPOSIT HIBRID PET LBPKM-ABU SEKAM
PADI DAN SEKAM PADI DENGAN PENAMBAHAN
GLISEROL SEBAGAI PLASTICIZER PADA RASIO 85/15
77
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ASTM
FTIR
LBPKM
SEM
UTM
American Standart Testing of Material
Fourier Transform Infra Red
Limbah Botol Plastik Kemasan Minuman
Scanning Elentron Microscopy
Ultimate Tensile Machine
xviii
Universitas Sumatera Utara