Pengaruh Komposisi dan Ukuran Makro Serbuk Kulit Kerang Darah (Anadora Granosa) Terhadap Komposit Epoksi-PS/Serbuk Kulit Kerang Darah (SKKD)

  PENGARUH KOMPOSISI DAN UKURAN MAKRO SERBUK KULIT KERANG DARAH (ANADORA GRANOSA) TERHADAP KOMPOSIT EPOKSI-PS/SERBUK KULIT KERANG DARAH (SKKD) SKRIPSI Oleh ADDRIYANUS TANTRA 100405034 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS 2015

  PENGARUH KOMPOSISI DAN UKURAN MAKRO SERBUK KULIT KERANG DARAH (ANADORA GRANOSA) TERHADAP KOMPOSIT EPOKSI-PS/SERBUK KULIT KERANG DARAH (SKKD) SKRIPSI Oleh ADDRIYANUS TANTRA 100405034 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN UNTUK MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS 2015

  

DEDIKASI

  Penulis mendedikasi skripsi ini kepada kedua orang tua penulis. Aditya dan Yuliana, yang telah merawat dan membimbing penulis sampai sekarang.

RIWAYAT HIDUP PENULIS

  Nama: Addriyanus Tantra NIM: 100405034 Tempat/Tgl. Lahir: Medan, 22 Februari 1992 Nama orang tua: Aditya Alamat orang tua: Jalan Seikera 197A Medan 20234

  Asal Sekolah  SD Methodist-3, tahun 1998-2004  SMP Methodist-3, tahun 2004-2007  SMA Methodist-3, tahun 2007-2010 Pengalaman organisasi/ kerja: 1.

  Asisten Lab.OTK (Operasi Teknik Kimia) tahun 2013-2015 modul Alat Penukar Panas Pipa Sepusat, Pemecahan dan Pengayakan, Peralatan Pencampuran Fluida, Saluran dengan Penampang Berubah, Kolom Absropsi Gas 2. Anggota Himatek (Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia USU) tahun

  2010-2014 3. Wakil Ketua KMB USU (Keluarga Mahasiswa Buddhist USU) tahun

  2013 4. Anggota UKM Basket USU tahun 2011-2014

  Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah: 1.

  The First International Conference on Science, Technology and Interdisciplinary Research, September 21-23 2015, Lampung

ABSTRAK

  Dewasa ini, penggunaan polimer di bidang industri berkembang pesat karena keunggulan dari polimer yang bersifat murah, ringan dan tahan korosi. Biasanya polimer tidak digunakan secara sendiri melainkan dicampur dengan bahan lain membentuk komposit sehingga memiliki sifat yang lebih baik. Pada penelitian ini, komposit dibuat dengan resin epoksi sebagai matriks dan dicampur dengan serbuk kulit kerang darah sebagai pengisi. Resin epoksi dipilih sebagai matriks karena sifat ketahanannya kimia maupun cuaca yang baik serta banyak digunakan di berbagai bidang. Serbuk kulit kerang darah dipilih karena kandungan kulit kerang darah yang memungkinkan untuk menguatkan komposit serta memanfaatkan kulit kerang darah yang dianggap sebagai limbah rumah makan. Bahan-bahan yang digunakan dalam membuat komposit adalah polistirena sebagai toughening agent untuk membantu menguatkan komposit, kloroform sebagai pelarut, resin epoksi, hardener

  

polyaminoamide dan serbuk kulit kerang darah. Kulit kerang darah dihancurkan

  menjadi serbuk terlebih dahulu dengan menggunakan ball mill lalu diayak menggunakan nomor ayakan tertentu. Nomor ayakan yang digunakan terdiri dari 50, 80, 110, 140, 170 mesh. Komposit dibuat dengan melarutkan polistirena (10% berat dari matriks) ke dalam kloroform terlebih dahulu dengan perbandingan 1:4 (b/b), lalu dicampurkan ke dalam resin epoksi yang telah dicampur dengan pengisi serbuk kulit kerang darah dengan komposisi tertentu. Komposisi pengisi yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari 10%, 20%, 30%, 40%, dan 50%. Campuran resin diaduk hingga merata lalu dicetak menggunakan alat hot press. Komposit yang telah dicetak kemudian diuji sifat-sifat mekaniknya dan diuji karakteristik SEM dan FTIR. Hasil yang didapat yaitu komposisi kulit kerang optimum terletak pada 30% serta ukuran partikel optimum terletak pada 170 mesh. Hasil dari karakterisasi FTIR adalah penambahan serbuk kulit kerang darah hanya menghasilkan gugus SiOH dan hasil karakterisasi SEM menunjukkan morfologi patahan yang terbagus terdapat pada komposit dengan ukuran pengisi 170 mesh dan komposisi pengisi 30% Kata kunci: resin epoksi, serbuk kulit kerang darah, polistirena, komposit, sifat-sifat mekanik, SEM, FTIR

ABSTRACT

  Nowadays, polymer usage in industrial sector is developing greatly because of the advantages of polymer such as inexpensive, lightweight and rustproof. Usually polymer is not used alone but rather blended with other materials in order to create composites which exhibit better properties. In this study, composite is prepared with epoxy resin as matrix and cockle-shell powder as filler. Epoxy resin was chosen as matrix because of its good chemical and weather resistance, and versatile in various application. Cockle-shell powder is used as filler because of its constituent is promising in strengthening composite while reducing waste of cockle-shell. The materials needed to prepare composite are polystyrene as toughening agent, chloroform as solvent, epoxy resin, polyaminomaide hardener and cockle-shell powder. Cockle-shell was crushed into powder using ball mill and then sieved. The sieve used in this study varies from 50, 80, 110, 140, 170 mesh. Composite is prepared by dissolving polystyrene (10% weight by matrix) in chloroform first with the ratio of 1:4 (w/w) and then mixed with mixture consists of epoxy resin pre-mixed with cockle-shell powder using certain composition. The filler composition used in this study varies from 10%, 20%, 30%, 40%, and 50%. Resin mixture is mixed until homogeneous and then casted using hot press machine. The prepared composite is tested to obtain its mechanical properties and SEM and FTIR characteristics. The obtained result from this study is the optimum filler composition is at 30% and optimum particle size is at 170 mesh, the result from FTIR characteristics shows that the addition of cockle-shell powder create groups of SiOH, and SEM characteristics shows that the best fracture surface of composite is shown in the image of composite with 170 mesh particle size and 30% filler composition. keywords: epoxy resin, cockle-shell powder, polystyrene, composite, mechanical properties, SEM, FTIR

DAFTAR ISI

  Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ii PENGESAHAN iii

  PRAKATA iv

  DEDIKASI vi

  RIWAYAT HIDUP PENULIS vii

  ABSTRAK viii

  ABSTRACT ix

  DAFTAR ISI x

  DAFTAR GAMBAR xiii

  DAFTAR TABEL xv

  DAFTAR LAMPIRAN xvi

  DAFTAR SINGKATAN xvii

  DAFTAR SIMBOL xviii

  BAB I PENDAHULUAN

  1

  1.1 LATAR BELAKANG

  1

  1.2 PERUMUSAN MASALAH

  3

  1.3 TUJUAN PENELITIAN

  3

  1.4 MANFAAT PENELITIAN

  4

  1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

  4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  5

  2.1 KOMPOSIT DAN KELEBIHANNYA

  5

  2.2 JENIS-JENIS KOMPOSIT

  6

  2.2.1 Berdasarkan Bahan Matriks

  6

  2.2.2 Berdasarkan Bahan Pengisi

  7

  2.3 METODE PENYEDIAAN KOMPOSIT

  8

  2.3.1 Close Molding Process (Pencetakan Tertutup)

  8

  2.3.2 Open Molding Process (Pencetakan Terbuka)

  10

  2.4 ANTAR FASA/ ANTAR MUKA

  10

  2.5 MATRIKS

  12

  2.5.1 Resin Epoksi

  3.3.3 Proses Pembuatan Komposit

  3.2.1 Bahan

  27

  3.2.2 Peralatan

  27

  3.3 PROSEDUR PENELITIAN

  28

  3.3.1 Penyediaan Matriks Komposit

  28

  3.3.2 Penyediaan Pengisi Komposit

  28

  29

  3.2 BAHAN DAN PERALATAN

  3.4 PENGUJIAN KOMPOSIT

  32

  3.4.1 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) dengan ASTM D-638

  32

  3.4.2 Uji Kekuatan Bentur (Impact Strength) dengan ASTM D-4812

  33

  3.4.3 Analisa Penyerapan Air

  34 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  35

  4.1 KARAKTERISASI FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FTIR) DARI EPOKSI-PS MURNI DAN KOMPOSIT KOMPOSIT EPOKSI-PS/SERBUK KULIT KERANG DARAH (SKKD)

  35

  27

  27

  13

  2.9.1 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength)

  2.6 BAHAN PENGISI (REINFORCEMENTS)

  16

  2.6.1 Kulit Kerang Darah (Anadora granosa)

  16

  2.7 POLISTIRENA

  19

  2.8 UKURAN MAKRO PARTIKEL DAN MIKRO PARTIKEL

  19

  2.9 PENGUJIAN DAN KARAKTERISASI BAHAN KOMPOSIT

  20

  20

  3.1 LOKASI PENELITIAN

  2.9.2 Uji Kekuatan Bentur (Impact Strength)

  22

  2.9.3 Analisa Penyerapan Air

  23

  2.9.4 Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FT-IR)

  23

  2.9.5 Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM)

  23

  2.10 ANALISIS BIAYA

  25 BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  27

  4.2 PENGARUH KOMPOSISI DAN UKURAN PARTIKEL SERBUK KULIT KERANG DARAH (ANADORA GRANOSA) TERHADAP SIFAT KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) KOMPOSIT

  EPOKSI-PS/SERBUK KULIT KERANG DARAH (SKKD)

  37

  4.3 PENGARUH KOMPOSISI DAN UKURAN PARTIKEL SERBUK KULIT KERANG DARAH (ANADORA GRANOSA) TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS (ELONGATION AT BREAK) KOMPOSIT EPOKSI-PS/SERBUK KULIT KERANG DARAH (SKKD)

  39

  4.4 HUBUNGAN STRESS-STRAIN EPOKSI-PS MURNI DAN KOMPOSIT EPOKSI-PS/SERBUK KULIT KERANG DARAH (SKKD)

  41

  4.5 PENGARUH KOMPOSISI DAN UKURAN PARTIKEL SERBUK KULIT KERANG DARAH (ANADORA GRANOSA) TERHADAP SIFAT KEKUATAN BENTUR (IMPACT STRENGTH) KOMPOSIT EPOKSI-PS/SERBUK KULIT KERANG DARAH (SKKD)

  43

  4.6 PENGARUH KOMPOSISI DAN UKURAN PARTIKEL SERBUK KULIT KERANG DARAH (ANADORA GRANOSA) TERHADAP SIFAT PENYERAPAN AIR (WATER ABSORPTION) KOMPOSIT EPOKSI-PS/SERBUK KULIT KERANG DARAH (SKKD)

  45

  4.7 KARAKTERISASI SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) DARI EPOKSI-PS MURNI DAN EPOKSI-PS/SERBUK KULIT KERANG DARAH (SKKD)

  46 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  49

  5.1 KESIMPULAN

  49

  5.2 SARAN

  50 DAFTAR PUSTAKA

  51

  

DAFTAR GAMBAR

  23 Gambar 3.1 Flowchart Prosedur Penyediaan Matriks Komposit

  36 Gambar 4.4 Reaksi Curing Epoksi Tahap 3

  36 Gambar 4.3 Reaksi Curing Epoksi Tahap 2

  35 Gambar 4.2 Reaksi Curing Epoksi Tahap 1

  33 Gambar 4.1 Karakteristik FTIR Komposit Epoksi-PS Murni Dan Komposit Epoks PS/Serbuk Kulit Kerang Darah (SKKD)

  33 Gambar 3.10 Ukuran Dimensi Spesimen Metoda Izod ASTM D 4812

  32 Gambar 3.9 Ukuran Dimensi Spesimen Kekuatan Tarik ASTM D 638

  32 Gambar 3.8 Gambar Plat Impact

  32 Gambar 3.7 Gambar Plat Tensile

  31 Gambar 3.6 Gambar Alat Uji Bentur

  31 Gambar 3.5 Gambar Alat Uji Tarik

  30 Gambar 3.4 Gambar Compression Moulding

  29 Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Pembuatan Komposit

  28 Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Penyediaan Pengisi Komposit

  23 Gambar 2.12 Skema Pengujian Impak

  Halaman

  21 Gambar 2.11 Spesimen V-Notch Metoda Charpy dan Izod

  19 Gambar 2.10 Gambaran Umum Uji Tarik (Tensile Strength)

  17 Gambar 2.9 Polistirena

  14 Gambar 2.8 Kulit Kerang Darah (Anadora granosa)

  14 Gambar 2.7 Reaksi Curing Epoksi Tahap 3

  14 Gambar 2.6 Reaksi Curing Epoksi Tahap 2

  13 Gambar 2.5 Reaksi Curing Epoksi Tahap 1

  13 Gambar 2.4 Reaksi Pembentukan Resin Epoksi

  11 Gambar 2.3 Gugus Epoksi

  Dan Interphases Antara Matriks Dengan Serat

  Interface

  8 Gambar 2.2

Gambar 2.1 Tipe-Tipe Komposit Berdasarkan Jenis Pengisinya

  36 Gambar 4.5 Pengaruh Ukuran Partikel Dan Komposisi Serbuk Kulit Kerang Darah Terhadap Kekuatan Tarik (Tensile

  Strength ) Komposit Epoksi PS/SKKD

  37 Gambar 4.6 Pengaruh Ukuran Partikel Dan Komposisi Serbuk Kulit Kerang Darah Terhadap Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus (Elongation At Break) Komposit Epoksi-PS/SKKD

  39 Gambar 4.7 Hubungan Stress-Strain Epoksi-PS Murni Dan Komposit Epoksi PS/ SKKD (Tensile Strength) Untuk Komposisi 30%

  41 Gambar 4.8 Pengaruh Ukuran Partikel Dan Komposisi Serbuk Kulit Kulit Kerang Darah Terhadap Sifat Kekuatan Bentur (Impact Strength) Komposit Epoksi-PS/SKKD

  43 Gambar 4.9 Pengaruh Ukuran Partikel Serbuk Kulit Kerang Darah Terhadap Sifat Penyerapan Air Komposit Epoksi-PS/ SKKD Pada Komposisi 30%

  45 Gambar 4.10 Karakterisasi SEM (a) Epoksi-PS murni (b) Komposit Epoksi-PS/SKKD Komposisi 30% Ukuran 50 Mesh (c) Komposit Epoksi-PS/SKKD Komposisi 30% Ukuran 170

  Mesh (d) Komposit Epoksi-PS/SKKD Komposisi 50%

  Ukuran 50 Mesh

  47 Gambar C.1 Penyediaan Serbuk Kulit Kerang Darah

  63 Gambar C.2 Penyediaan Komposit Epoksi-PS/Serbuk Kulit Kerang Darah

  63 Gambar C.3 Proses Pencetakan Dengan Alat Hot Press

  64 Gambar C.4 Hasil Komposit Epoksi-PS/Serbuk Kulit Kerang Darah (SKKD)

  64 Gambar C.5 Alat UTM Gotech AI-7000 M Grid Tensile

  65 Gambar C.6 Alat Impact Tester Gotech

  65

  

DAFTAR TABEL

  Halaman

Tabel 2.1 Spesifikasi Dari Resin Epoksi

  15 Tabel 2.2 Komposisi Kimia Serbuk Kulit Kerang

  19 Tabel 2.3 Konversi Nilai Mesh Ke Nilai Mikron

  20 Tabel 2.4 Rincian Harga Bahan Baku Pembuatan Komposit

  25 Tabel 2.5 Perincian Bahan Baku untuk Membuat Komposit

  26 Tabel 4.1 Nilai Modulus Young Campuran Epoksi-PS Murni Dan Komposit Epoksi-PS/SKKD Dengan Komposisi 30%

  42 Tabel A.1 Data Nilai Modulus Young Dari Komposit Dengan Komposisi 30%

  57 Tabel A.2 Data Nilai Kekuatan Tarik

  57 Tabel A.3 Data Nilai Pemanjangan Pada Saat Putus

  58 Tabel A.4 Data Nilai Kekuatan Bentur

  59 Tabel A.5 Data Nilai Penyerapan Air Dari Komposit Dengan Komposisi 30%

  60 Tabel B.1 Tabel Konversi Ukuran Mesh ke Mikron

  61

Dokumen yang terkait

BAB II LANDASAN TEORI - Implementasi Sistem Pendukung Keputusan dalam Menentukan Predikat Kelulusan Santri dan Dyah dengan Algoritma Electre dan Simple Additive Weighting (SAW)

0 0 12

1. Nama: 2. Umur - Hubungan Pengetahuan dan Sikap Pekerja dengan Tindakan Pekerja dalam Penggunaan Alat Pelindung Pendengaran di Bagian Produksi Pabrik Kelapa Sawit PTPN IV Adolina Tahun 2015

0 0 21

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Keselamatan dan Kesehatan Kerja - Hubungan Pengetahuan dan Sikap Pekerja dengan Tindakan Pekerja dalam Penggunaan Alat Pelindung Pendengaran di Bagian Produksi Pabrik Kelapa Sawit PTPN IV Adolina Tahun 2015

0 2 21

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang - Hubungan Pengetahuan dan Sikap Pekerja dengan Tindakan Pekerja dalam Penggunaan Alat Pelindung Pendengaran di Bagian Produksi Pabrik Kelapa Sawit PTPN IV Adolina Tahun 2015

0 1 8

BAB II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN - Analisis Program Keselamatan dan Kesehatan Kerja di Bagian Produksi dengan 5S dalam Konsep Kaizen Sebagai Upaya Pencegahan Kecelakaan Kerja di PT.Apindowaja Ampuh Persada

0 2 20

Analisis Program Keselamatan dan Kesehatan Kerja di Bagian Produksi dengan 5S dalam Konsep Kaizen Sebagai Upaya Pencegahan Kecelakaan Kerja di PT.Apindowaja Ampuh Persada

0 0 20

BAB II FUNGSI UANG DAN KEADAAN EKONOMI AWAL KEMERDEKAAN INDONESIA 2.1 Sekilas Peranan Uang Dalam Masyarakat dan Negara - Oeang Republik Indonesia Daerah (ORIDA) di Sumatera Utara 1947-1950

0 0 21

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air - Analisis Cemaran Kromium dan Zinkum Pada Air Sungai Deli secara Spektrofotometri Visibel

0 0 20

Pengaruh Komposisi dan Ukuran Makro Serbuk Kulit Kerang Darah (Anadora Granosa) Terhadap Komposit Epoksi-PS/Serbuk Kulit Kerang Darah (SKKD)

0 0 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Pengaruh Komposisi dan Ukuran Makro Serbuk Kulit Kerang Darah (Anadora Granosa) Terhadap Komposit Epoksi-PS/Serbuk Kulit Kerang Darah (SKKD)

0 0 22