Pembuatan Dan Karakterisasi Papan Partikel Dengan Menggunakan Serat Batang Kecombrang (Nicolaia Speciosa Horan) Campuran SiO2 dan Resin Polyester

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG (

) CAMPURAN SiO2 dan RESIN POLYESTER

TESIS

Oleh:

RAJADUNSYAH

117026008 / FIS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU FISIKA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG (

) CAMPURAN SiO2 dan RESIN POLYESTER

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam

Program Studi Magister Imu Fisika Pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

RAJADUNSYAH 117026008 / FIS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU FISIKA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL DENGAN

MENGGUNAKAN SERAT BATANG

KECOMBRANG ( )

CAMPURAN SiO2 dan RESIN POLYESTER

Nama Mahasiswa : RAJADUNSYAH Nomor Pokok : 117026008

Program Studi : Magister Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Drs. Mohammad Syukur,MS) Ketua

( Dr.Nasruddin MN,M.Eng.Sc. ) Anggota

Ketua Program Studi

(Dr.Nasruddin MN,M.Eng.Sc. ) NIP : 19550706 198102 1002

Dekan

(Dr. Sutarman,M.Sc) NIP : 19631026 199103 1 001

Tanggal Lulus: 06 Juli 2013

Telah diuji pada Tanggal : 06 Juli 2013

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Drs. H. Mohammad Syukur, M.S Anggota : 1. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc

2. Dr. Anwar Dharma Sembiring,MS 3. Prof. Dr.Eddy Marlianto, M.Sc 4. Dr. Kerista Sebayang, MS

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL

DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG

(

Nicolaia Speciosa

Horan) CAMPURAN SiO

2

dan RESIN

POLYESTER

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, 06 Juli 2013

( RAJADUNSYAH ) NIM : 117026008

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :

N a m a : Rajadunsyah N I M : 117026008 Program Studi : Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi mengembangkan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non9Eksklusif (Non Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :

“

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL

DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG

(Nicolaia Speciosa Horan) CAMPURAN SiO

2

dan RESIN

POLYESTER

”

Beserta perangkat yang ada ( ). Dengan Hak Bebas Royalti Non?Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk , merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 06 Juli 2013

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama lengkap berikut gelar : Rajadunsyah, S.Pd

Tempat dan Tanggal Lahir : Lawe Kongker, 18 Juli 1980

Alamat Rumah : Desa Kuta Tinggi Kec. Badar Aceh Tenggara

No. Telpon/HP/e?mail : 085261752808

Drajadunsyah @ yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri Perisai

Kabupaten Aceh Tenggara Provinsi Aceh

Alamat Kantor : Jl. Kumbang Indah No.01 Kec. Badar Kabupaten Aceh Tenggara

Provinsi Aceh

Telepon : ?

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Negeri Lawe Kongker Tamat : 1994 SMP : SMP Negeri 1 Lawe Alas Tamat : 1997 SMA : SMA Negeri 1 Lawe Alas Tamat : 2000 Strata?1 : FKIP UNSYIAH Tamat : 2005 Strata?2 : Magister Ilmu Fisika SPs USU Tamat : 2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmad, taufik dan hidayah9Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat beriring salam atas junjungan Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya yang telah memberikan petunjuk bagi umat manusia menuju kejalan yang benar.

Ucapan terimakasih yang setinggi9tinginya kepada kedua orang tua Ayahanda Sadiman dan Ibunda Kamise, Bapak Mertua Alimuddin (Almarhum) Ibu Mertua Nurhasanah serta istri tersayang Mastuti,S.Pd dan ananda terkasih Rama Mushlih Aljundi, Rama Mujahid Alhafiz, Rama Izzul Hanif yang selalu setia dan tidak henti9hentinya memberikan dukungan dan dorongan serta tidak putus9putusnya berdo’a kepada Allah SWT.

Kemudian ucapan terima kasih kepada Pemerintah Kabupaten Aceh Tenggara sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terimakasih yang sebesar9besarnya kepada :

Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K), atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara,Dr Sutarman, M.Sc. atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN , M.Eng. Sc. beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.

Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setingi9tinginya kami ucapkan kepada Prof. Drs. Muhammad Syukur, M.S selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan arahan, demikian juga kepada Dr. Nasruddin MN , M.Eng Sc. selaku Pembimbing

II yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing saya hingga selesainya penelitian ini.

Seterusnya ucapan terimakasih kepada bapak Drs. Abdurrahman Kepala SMAN Perisai Kutacane, Bapak/Ibu guru dan Staf Tata Usaha SMAN Perisai Kutacane, serta siswa9siswi SMAN Perisai Kutacane dan kawan9kawan di kos G.29.

Medan, Juli 2013 P e n u l i s ,

PEMBUATAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG (

Horan) CAMPURAN SiO2 dan RESIN POLYESTER

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian Karakterisasi Papan Partikel campuran Resin polyester dan silica dengan Serat Batang Kecombrang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penambahan serat batang kecombrang sebagai matriks dala resin poliyester dan silica yang di hasilkan. Dari hasil penelitian berdasarkan uji baik fisis maupun mekanik menunjukkan bahwa pengisian serat batang kecombrang yang digabung dengan resin polyester dan silica dengan perbandingan sebagai berikut : 70:30:0,70:25:5, 70:20:10, 70:15:15, 70:10:20, 70:5:25, RP:SI:SBK dapat memenuhi syarat sebagai papan partikel sesuai dengan standar Nasional Indonesia (SNI).Nilai Kerapatan 0,7191,245 gr/ cm3, Nilai Kadar Air 0,8929 24,776%, Pengembangan Tebal 0,88891,342%, Nilai Kuat Lentur 35,8689109,368 MPa, Elastisitas 241,6269890,171 MPa, Kuat Impak 0,32191,59 J/cm2. Sampel ini dapat di rekomendasikan sebagai papan Partikel.

ABSTRACT

Characterization studies have been conducted Particle Board mixture of polyester resin and silica with Fiber Trunk kecombrang. This study aims to determine the addition of fiber rods in kecombrang as matrix resins and silica poliyester that produced. From the results of research based on both physical and mechanical test showed that filling fiber rods kecombrang combined with polyester resin and silica with the following comparison: 70:30:0, 70:25:5, 70:20:10, 70:15:15 , 70:10:20, 70:5:25, RP: SI: SBK can qualify as particle board in accordance with the Indonesian National standard (SNI). value density from 0.71 to 1.245 g / cm3, 0.892 to 24.776 Water Content Value %, Development thickness from 0.888 to 1.342%, from 35.868 to 109.368 Mpa. Bending strength value, 241.626 to 890.171 Mpa elasticity, Strong Impact 0.321 to 1.59 J/cm2.

This sample can recommended as particle board.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ……… i

ABSTRAK……… iii

ABSTRAC ……….. iv

DAFTAR ISI………. v

DAFTAR TABEL………. viii

DAFTAR GAMBAR……….. ix

DAFTAR LAMPIRAN……….. x

BAB I PENDAHULUAN ……… 1

1.1. Latar Belakang ………. 1.2. Perumusan Masalah ……….. 1.3. Tujuan Penelitian ………. 1.4. Hipotesis Penelitian ………. 1.5. Manfaat Penelitian ……… 1 2 3 3 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 5 2.1. Komposit ……… 5

2.1.1 Klasifikasi Bahan Komposisi…………. 2.1.2 Tipe Komposit Serat ………...

2.1.3. Faktor yang Mempengaruhi Performa Komposit ………. 2.1.4 Pencampuran Polimer………..

5 6

8 9 2.2 Karakteristik papan Partikel Komposit…………

2.2.1 Faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel……… 2.2.2 Mutu papan Partikel……… 2.2.3 Sifat Fisis………. 2.2.4 Sifat Mekanis……… 2.2.5 Sifat Kimia……… 2.3 Serat Kecombrang……… 2.4 Silikon Oksidasi (SiO2)……….

9 10 11 12 13 14 14 16

2.4.1 Ciri9ciri dan sifat Silikon Oksida……….. 2.5 Matriks Unsaturated Polyester Resin (UPR)…. 2.6 Pengujian Sifat Fisik………. 2.7 Pengujian Sifat Mekanik………..

2.7.1 Pengujian Kuat Patah……… 2.7.2 Pengujian Kuat Tarik……… 2.7.3 Pengujian Kuat Lentur……….. 2.7.4 Pengujian Kuat Impak………... 2.7.5 Pengujian Termal……….. 2.7.6 Difraksi Sinar –X………..

16 18 19 19 19 20 21 22 23 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ……… 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ………... 3.2. Alat dan Bahan ………. 3.2.1. Alat yang di gunakan dalam Pembuatan

Sampel……….. 3.2.2. Bahan yang di gunakan dalam penelitian. 3.3 Rancangan Penelitian………

3.3.1. Perlakuan pada Serat Batang Kecombrang. 3.3.2 Pembuatan Komposit ………. 3.4 Pembuatan Sampel………. 3.5. Variabel Penelitian……… 3.6. Diagram Alir penelitian……….

28 28 28 28 28 28 28 29 29 29 31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ………..

4.1. Sifat Fisis Papan Partikel ……… 4.1.1. Kerapatan……….

32 32 32

4.2.3. Kuat Impak……….. 4.3. Analisis Thermal Sampel……….. 4.4. Hasil Perangkingan Kualitas Papan Partikel…….. 4.4. Data Hasil Pengujian XRD ………..

39 40 43 43 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ………..……….. 5.2. Saran ……….

45 45 45 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

47 50

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul Halaman

2.1 Sifat Fisis dan Mekanis dari berbagai standar 10

2.2 Komposisi pohon Kecombrang 15

2.3 Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yukalac

157® BTQN9EX 18

4.1 Hasil Pengujian Kerapatan 33

4.2 Hasil Pengujian kKadar Air 34

4.3 Hasil pengukuran Pengembangan Tebal 35

4.4 Hasil Pengujian Kuat Lentur 37

4.5 Hasil Pengujian Modulus elastisitas 38

4.6 Hasil Pengujian Kuat Impak 39

4.7 Hasil Perangkingan Papan Partikel Komposisi Resin

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

Judul Halaman

2.1 Klasifikasi Bahan Komposit ………... 6

2.2 Tipe discontinous fibre ……….……….. 7

2.3 Tipe Komposit Serat ……….. 7

2.4 Batang Kecombrang ……... 16

2.5 Serbuk Silika 18 2.6 Pengujian Kuat patah (MOR)………. 20

2.7 Uji TarikASTM D 638M984……… 21

2.8 Pemasangan Benda Uji ………..…………... 22

2.9 Pengujian Kuat Impak ……… 23

2.10 Pengujian Termal (DTA)………. 24

2.11 Difraksi Sinar –X ……… 26

3.1 Bentuk Sampel Pengujian Impak dengan Standar ASTM D9259 ……… 29

3.2 Bentuk sampel Pengujian Lentur dengan standar ASTMD9790……….. 29

3.3 Bentuk sampel pengujian lentur dengan standar ASTM D9256……….. 29

3.4 Diagram Alir Penelitian……….. 31

4.1 Grafik Nilai Kerapatan……… 33

4.2 Grafik Kadar Air………. 35

4.3 Grafik Pengembangan Tebal……… 36

4.4 Grafik Kuat Lentur………... 37

4.5 Grafik Modulus Of Elastisitas………. 38

4.6 Grafik Kuat Impak……… 40

4.7 Alat DTA……….. 41

4.8 Grafik DTA Silica Murni 100%... 41 4.9 Grafik DTA papan Komposit variasi berat serat 15%

susunan Acak……….. 42 4.10 Grafik DTA Papan Komposit Variasi berat Serat

20% susunan acak ………. 43 4.11 Data Hasil Pengujian XRD……….. 45

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran

Judul Halaman

1 Data Hasil Uji Kerapatan………. 50

2 Data Hasil Pengujian Kadar Air ………. 51

3 Data Hasil Pengujian Pengembangan Tebal ………….. 52

4. Data Hasil Pengujian Kuat Lentur ……….. 53

5. Data Pengujian Modulus Elastisitas………. 54

6. Data Hasil Pengujian Kuat Impak……… 55

7. Data Hasil Uji Tekan……… 56

8 Data hasil Uji Tarik……….. 57

2.4.1 Ciri9ciri dan sifat Silikon Oksida……….. 2.5 Matriks Unsaturated Polyester Resin (UPR)…. 2.6 Pengujian Sifat Fisik………. 2.7 Pengujian Sifat Mekanik………..

2.7.1 Pengujian Kuat Patah……… 2.7.2 Pengujian Kuat Tarik……… 2.7.3 Pengujian Kuat Lentur……….. 2.7.4 Pengujian Kuat Impak………... 2.7.5 Pengujian Termal……….. 2.7.6 Difraksi Sinar –X………..

16 18 19 19 19 20 21 22 23 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ……… 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ………... 3.2. Alat dan Bahan ………. 3.2.1. Alat yang di gunakan dalam Pembuatan

Sampel……….. 3.2.2. Bahan yang di gunakan dalam penelitian. 3.3 Rancangan Penelitian………

3.3.1. Perlakuan pada Serat Batang Kecombrang. 3.3.2 Pembuatan Komposit ………. 3.4 Pembuatan Sampel………. 3.5. Variabel Penelitian……… 3.6. Diagram Alir penelitian……….

28 28 28 28 28 28 28 29 29 29 31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ………..

4.1. Sifat Fisis Papan Partikel ……… 4.1.1. Kerapatan………. 4.1.2. Kadar Air……….. 4.1.3.Pengembangan Tebal……… 4.2. Sifat Mekanik Papan Komposit………. 4.2.1. Kuat Lentur ……….

32 32 32 34 35 36 36

4.2.3. Kuat Impak……….. 4.3. Analisis Thermal Sampel……….. 4.4. Hasil Perangkingan Kualitas Papan Partikel…….. 4.4. Data Hasil Pengujian XRD ………..

39 40 43 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ………..……….. 5.2. Saran ……….

45 45 45 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

47 50

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul Halaman

2.1 Sifat Fisis dan Mekanis dari berbagai standar 10

2.2 Komposisi pohon Kecombrang 15

2.3 Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yukalac

157® BTQN9EX 18

4.1 Hasil Pengujian Kerapatan 33

4.2 Hasil Pengujian kKadar Air 34

4.3 Hasil pengukuran Pengembangan Tebal 35

4.4 Hasil Pengujian Kuat Lentur 37

4.5 Hasil Pengujian Modulus elastisitas 38

4.6 Hasil Pengujian Kuat Impak 39

4.7 Hasil Perangkingan Papan Partikel Komposisi Resin

Polyester, Silika dan SBK 44

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

Judul Halaman

2.1 Klasifikasi Bahan Komposit ………... 6

2.2 Tipe discontinous fibre ……….……….. 7

2.3 Tipe Komposit Serat ……….. 7

2.4 Batang Kecombrang ……... 16

2.5 Serbuk Silika 18 2.6 Pengujian Kuat patah (MOR)………. 20

2.7 Uji TarikASTM D 638M984……… 21

2.8 Pemasangan Benda Uji ………..…………... 22

2.9 Pengujian Kuat Impak ……… 23

2.10 Pengujian Termal (DTA)………. 24

2.11 Difraksi Sinar –X ……… 26

3.1 Bentuk Sampel Pengujian Impak dengan Standar ASTM D9259 ……… 29

3.2 Bentuk sampel Pengujian Lentur dengan standar ASTMD9790……….. 29

3.3 Bentuk sampel pengujian lentur dengan standar ASTM D9256……….. 29

3.4 Diagram Alir Penelitian……….. 31

4.1 Grafik Nilai Kerapatan……… 33

4.2 Grafik Kadar Air………. 35

4.3 Grafik Pengembangan Tebal……… 36

4.4 Grafik Kuat Lentur………... 37

4.5 Grafik Modulus Of Elastisitas………. 38

4.6 Grafik Kuat Impak……… 40

4.7 Alat DTA……….. 41

4.8 Grafik DTA Silica Murni 100%... 41 4.9 Grafik DTA papan Komposit variasi berat serat 15%

susunan Acak……….. 42 4.10 Grafik DTA Papan Komposit Variasi berat Serat

20% susunan acak ………. 43 4.11 Data Hasil Pengujian XRD……….. 45

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran

Judul Halaman

1 Data Hasil Uji Kerapatan………. 50

2 Data Hasil Pengujian Kadar Air ………. 51

3 Data Hasil Pengujian Pengembangan Tebal ………….. 52

4. Data Hasil Pengujian Kuat Lentur ……….. 53

5. Data Pengujian Modulus Elastisitas………. 54

6. Data Hasil Pengujian Kuat Impak……… 55

7. Data Hasil Uji Tekan……… 56

8 Data hasil Uji Tarik……….. 57