PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI POLIPROPILENA BEKAS − SERBUK KULIT TANDUK KOPI

  −

  −

  

PERSETUJUAN

Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI POLIPROPILENA BEKAS − SERBUK KULIT TANDUK KOPI Kategori : SKRIPSI Nama : EMIDOLA ELISABET PINEM Nomor Induk Mahasiswa : 100801035 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA

  

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) USU

Dilaksanakan di :

Medan, Agustus 2014

  Diketahui/Disetujui:

  Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing I Pembimbing II Dr.DianaAleminBarus,M.Sc Drs.SyahrulHumaidi,M.Sc NIP.196607291992032002 NIP.196505171993031009 Ketua Program Studi Fisika Dr. Marhaposan Situmorang NIP: 195510301980131003

  

PERNYATAAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI

POLIPROPILENA BEKAS − SERBUK KULIT TANDUK KOPI

  

SKRIPSI

  Saya mengaku bahwa skripsi ini adaah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, Agustus 2014

  

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala anugrah dan

karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “PEMBUATAN DAN

KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI POLIPROPILENA BEKAS −

SERBUK KULIT TANDUK KOPI ”. Skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam

menyelesaikn studi program sarjana (S1) program studi fisika fakultas matematika dan ilmu

pengetahuan alam Universitas Sumatera Medan.

  Rasa hormat dan terima kasih, penulis berikan kepada ayah (T.Pinem) dan ibu (N.

TARIGAN) saya atas kasih sayang, doa, serta dukungan moral dan materi yang

berkesinambungan sehingga menghantarkan penulis ke jenjang sarjana. Penulis juga

mengucapkan terima kasih kepada saudara (Eva Timuria pinem, Alberta herwina Pinem, Nomi

nanda pinem, dan Mamosa lea marsiana Pinem) dan keluarga besar Pinem yang memberikan

motivasi dan dukungan kepada penulis.

  Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini, penulis telah banyak mendapat

bimbingan, pengarahan, saran, dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini dengan

segala kerendahan hati, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

• selaku Ibu Dr.Diana Alemin Barus,M.Sc dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. dosen pembimbing penulis, yang telah rela meluangkan banyak waktu untuk memberikan perhatian, pengarahan, dorongan, dukungan serta motivasi kepada penulis sampai pada penyelesaian skripsi ini. Tim penguji skripsi Bapak , Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji
>Dr. Diana Alemin Barus,M.Sc dan bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc yang telah membantu penulis dalam menyempurnakan skripsi ini.

  Dr. Anwar Darma, S.,MS , Ibu

• Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika S1 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Bapak Sutarman M.Sc. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan - Universitas Sumatera Ut
• Seluruh pegawai Departemen Fisika, Kak Tini, Kak Yusfa, dan Bang Jo atas bantuan kepada penulis dalam hal pengurusan administrasi.

  Stambuk Phisic inside tersayang: Ririn, Lya oktavia , Theresya simajuntak, Mentari,

• Rika, Itha Alemina, Ataran, Samuel, Desi, Marisa Marpaung, Nuraini, Edi saputra, Ikwan, Bibah, Amal, Roni, Sahat, Desmar, Jantiber, Ronal, Sarah, Juan, Eka, Riki efendi, Dahniar, Usi, Juli, Lasmini, Lamhot, Amin, Baik, Jekson, Fadli, Riki Darmawan, Faisal, Sri anugrah(Cibun), Bewa, Jeneri seventin(jejen), Tulus, Nia, Laila, Anto, Riadi, Citra,

  Esna, Rahel, Irman, Fransiskus, Nasrul dan Antony. Terkhusus untuk Rolina dan Melisa

yang menjadi orang terdekat penulis selama menjalani perkuliahan di Fisika USU.

• Adik-adik angkatan 2011 (Togar, Rahel,Wahyu, Eman, Lilis, dkk), adik-adik angkatan 2012, dan 2013.
• Laboran laboratorium polimer FMIPA USU (Bang Edy).

  

Semoga segala kebaikan yang pernah mereka berikan kepada penulis mendapatkan imbalan yang

setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa.

  Penulis juga menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat banyak

kekurangan, oleh karena itu penulis memohon maaf apabila terdapat kesalahan selama penulis

melalukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Penulis berharap semoga skripsi ini

memberikan sumbangan pikiran yang berguna bagi fakultas, universitas, dan masyarakat.

  Akhir kata, penulis menerima masukan dan saran yang membangun dari pembaca agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

  Medan, Juli 2014 Penulis, Emidola Elisabet Pinem NIM. 100801035

  

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIMER DARI

POLIPROPILENA BEKAS − SERBUK KULIT TANDUK KOPI

ABSTRAK

  Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan dan karakterisasi komposit polimer dari polipropilena bekas - kulit tanduk kopi . Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi serbuk kulit kaca kopi dan polipropilena bekas terhadap karakteristik komposit plastik. Perbandingan komposisi polipropilena bekas, polipropilena termodifikasi asam akrilat, dan serbuk kulit kaca kopi, yang digunakan masing-masing (100 : 0 : 0) gr, (65 : 10 : 25) gr, (55 : 10 : 35) gr, (45 : 10 : 45) gr, (35 : 10 : 55) gr, dan (25 : 10 : 65) gr, dengan asam akrilat yang berfungsi sebagai kompatibilizer (penyesuai) dan benzoil peroksida sebagai inisiator pembentuk ikatan silang. Pembuatan komposit plastik ini menggunakan metode refluks dengan menambahkan 300 ml xylene sebagai pelarut. Karakterisasi yang dilakukan meliputi pengujian fisis (densitas dan daya serap air) serta pengujian mekanik (kuat impak dan kuat tarik). Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik komposit plastik dipengaruhi oleh komposisi serbuk kulit kaca kopi. Hasil penelitian yang diperoleh untuk uji

• 1 -1

  densitas sebesar 0,6991 gr.ml – 0,538 gr.ml memenuhi standar SNI 03-2105-2006 (0,5

• 1 -1

  g.ml – 0,9 gr.ml ); uji daya serap air sebesar 0,304 % - 2.077 % memenuhi standar SNI 03- 2105-2006 (<14%); uji tarik sebesar 2,290MPa – 18,445MPa memenuhi standar ASTM D-

• 2 -2

  638 ( ≥ 3,08 ) untuk sampel 1 – IV; uji impak sebesar 1532,5 J.m

• – 4843,1 J.m memenuhi standar ASTM D – 256. kata kunci: komposit, polipropilena, asam akrilat, kulit kaca kopi

  

MANUFACTURE AND CHARACTERIZATION POLYMER

COMPOSITE UTILIZED A TRACE OF POLYPROPYLENE −

PARCHMENT OF COFFEE BEAN ABSTRACT

  Research of the manufacture and characterization of the polymer composite utilized a trace of polypropylene and parchment of coffee bean had been done. The research aims to determine the effect of variations in the composition of the parchment of coffee bean and the trace polypropylene on the characteristics of composite plastic. Comparison of the composition of the trace polypropylene, acrylic acid modified polypropylene, and parchment of coffee bean, which are used, respectively (100: 0: 0) g, (65: 10: 25) g, (55: 10: 35) g, (45: 10: 45) g, (35: 10: 55) g, and (25: 10: 65) g, with acrylic acid as compatibilizer ( adjustment) and benzoyl peroxide as an initiator forming crosslinks. The plastic composite manufacturing method was refluxed by adding 300 ml of xylene as a solvent. Characterization testing was conducted on the physical properties (density and water absorption) as well as the testing of mechanical properties (impact strength and tensile strength). The results of the research showed that the characteristics of the plastic composite is affected by the composition of the parchment of coffee bean. The result that getting from the research for test of density viz

• 1 -1
• 1 -1

  0,6991 gr.ml – 0,538 gr.ml fulfill SNI 03 – 2105 – 2006 standard (0,5 g.ml – 0,9 gr.ml ); test of water absorption viz 0,304 % - 2.077 % fulfill SNI 03 – 2105 – 2006 standard (<14%); test of tensile strength viz 2,290MPa – 18,445MPa fulfill ASTM D – 638 standard ( ≥

• 2 -2

  3,08 ) for sample I – IV; test of impact strength viz 1532,5 J.m – 4843,1 J.m fulfill ASTM D – 256 standard.

  Key words: composite, polypropylene, acrylic acid, parchment of coffee bean

DAFTAR ISI

  Persetujuan .........................................................................................................i Pernyataan ..........................................................................................................ii Penghargaan .......................................................................................................iii Abstrak ................................................................................................................v Abstract ...............................................................................................................vi Daftar Isi .............................................................................................................vii Daftar Tabel ........................................................................................................ix Daftar Gambar dan Grafik ..................................................................................x

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang ...............................................................................1

  1.2 Rumusan Masalah ..........................................................................3

  1.3 Batasan Masalah ............................................................................3

  1.4 Tujuan Penelitian ...........................................................................3

  1.5 Manfaat Penelitian .........................................................................3

  1.6 Sistematika Penulisan ....................................................................4

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Biji kopi .........................................................................................5

  2.2 Polimer...........................................................................................6

  2.2.1 Sifat – sifat Polimer .............................................................6

  2.3 Hemiselulosa..................................................................................7

  2.4 Komposit Plastik............................................................................8

  2.5 Polipropilena ..................................................................................8

  2.5.1 Sifat – sifat Polipropilena.............................................9

  2.6 Asam akrilat ...................................................................................9

  2.7 Benzoil peroksida...........................................................................10

  2.8 Modifikasi Polipropilena ...............................................................10

  2.9 Sifat Mekanik Polimer ...................................................................12

  BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  3.1 Tempat Penelitian ..........................................................................18

  3.2 Peralatan dan Bahan.......................................................................18

  3.2.1 Peralatan ..............................................................................18

  3.2.2 Bahan...................................................................................18

  3.3 Prosedur .........................................................................................19

  3.3.1 Persiapan Bahan ..................................................................19

  3.3.2 Pembentukan & pengujian Komposit..................................19

  3.4 Pengujian Sifat Fisis ......................................................................21

  3.4.1 Kerapatan.............................................................................21

  3.4.2 Daya Serap Air ....................................................................21

  3.5 Pengujian Sifat Mekanik................................................................22

  3.5.1 Kuat Tarik............................................................................22

  3.5.2 Kuat Impak ..........................................................................22

  3.6 Diagram Alir Penelitian .................................................................23

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1 Pengujian Mekanik ........................................................................24

  4.1.1 Pengujian Kekuatan Impak .................................................24

  4.1.2 Pengujian Kekuatan Tarik ...................................................26

  4.2 Pengujian Fisis ...............................................................................27

  4.2.1 Pengujian Densitas ..............................................................27

  4.2.2 Pengujian Daya Serap Air ...................................................28

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan ...................................................................................30

  5.2 Saran ..............................................................................................30

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Persentase komponen – komponen Yang Terkandung Dalam Kulit

  Kaca Kopi ..........................................................................................................6

Tabel 2.2 Komposisi Kulit Tanduk Kopi............................................................13Tabel 3.1 Komposisi komposit Plastik ...............................................................18

  Tabel 4.1Hasil Pengujian Impak.........................................................................24

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik .........................................................26Tabel 4.3 Hasil Pengujian Densitas ....................................................................27Tabel 4.4 Hasil Pengujian Daya Serap Air .........................................................28

DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK

Gambar 2.1 Bagian-bagian kulit kopi.................................................................5Gambar 2.2 Skema Penempelan Gugus Akrilat Pada Polipropilena ..................12Gambar 2.3 Gaya Tarik terhadap Pertambahan Panjang. ...................................13Gambar 2.4 Uji Tarik ASTM D 638M ...............................................................13Gambar 2.5 Kurva Tegangan dan Regangan Hasil Uji Tarik .............................15Gambar 2.6 Ilustrasi skematik pembebanan impak pada benda uji Charpy dan

  Izod .....................................................................................................................17 Grafik 4.1 Hubungan antara tipe sampel dengan Impak..................................25 Grafik 4.2 Hubungan antara tipe sampel dengan kuat Tarik ...........................26 Grafik 4.4 Hubungan antara tipe sampel dengan densitas ...............................28 Grafik 4.5 Hubungan antara tipe sampel dengan daya serap air......................30