PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL SERBUK GENTENG SOKKA TERHADAP KETANGGUHAN IMPAK KOMPOSIT GEOPOLIMER

SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Disusun oleh Kestan Pebrianto I 0407043 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013 commit to user

MOTTO

Ilmu pengetahuan adalah kawan di waktu sendirian, sahabat di

waktu sunyi, petunjuk jalan kepada agama, pendorong ketabahan

disaat dalam kekurangan dan kesukaran.

(Imam Al-Ghozali)

Peluang itu akan tampak semakin jelas setelah kesempatan telah

berakhir

Bukan apa yang kita ambil dan kita simpan yang membuat kita

kaya. Tapi apa yang bisa kita berikan.

(Henry Ward Beecher)

PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan hati, segenap cinta dan kasih sayang, penulis

persembahkan skripsi ini untuk :

TUHAN YANG MAHA ESA atas segala berkat dan nikmat yang telah

dikaruniakan, ampunilah aku atas minimnya syukurku kepada MU.

Ibundaku Yeyet Suryati Ayahanda Mujono AT dan adikku Imam Kusworo

A.md yang telah senantiasa memberikan do’a, semangat dan dukungan baik moral, spiritual dan material tanpa henti.

Teman-Teman TMNT yang telah berjuang bersama, berbagi kebahagian, suka,

duka, semoga perjuangan kita akan menghasilkan apa yang kita impikan

Ulfa Qonita yang menjadi pintu bagiku untuk memulai hidup sebagai

mahasiswa Teknik Mesin UNS dan penyemangat untuk mendapatkan hasil

terbaik

Teman-Teman kost yang telah memberikan kenyamanan dan ketenangan

sehingga menjadi rumah kedua yang tak terlupakan. Generasi penerus bangsa yang akan menggunakan skripsi ini sebagai referensi.

commit to user

PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL SERBUK

GENTENG SOKKA TERHADAP KETANGGUHAN IMPAK KOMPOSIT

GEOPOLIMER

KestanPebrianto JurusanTeknikMesin

UniversitasSebelasMaret Email: kestanpebrianto@ymail.com abstrak

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kandungan dan ukuran partikel serbuk genteng Sokka terhadap ketangguhan impak komposit geopolimer serbuk genteng Sokka – daur ulang polipropilena.

Serbuk daur ulang polipropilena (RPP) terbuat dari daur ulang botol gelas air minum yang dihancurkan menjadi serbuk dengan ukuran mesh 20 dan akan digunakan sebagai matrik. Serbuk genteng Sokka (SGS) terbuat dari genteng Sokka yang dihancurkan hingga menjadi serbuk. SGS tersebuk diayak untuk menghasilkan empat varian ukuran, yaitu mesh 80 tertahan di mesh

120 (177μm- 125μm), mesh 120 tertahan dimesh 150 (125μm-100μm), mesh 150 ditahan dimesh

200 (100μm-74μm), dan lolos mesh 200 (≤ 74μm). SGS dipanaskan dalam

oven selama 45 menit pada suhu 105

C. Setelah itu, serbuk dicampur dengan RPP menggunakan mixer kemudian dimasukan kedalam mesin hot press pada suhu 220 °C selama 15 menit. Variasi untuk kandungan SGS adalah 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%. Pengujuan ketangguhan impak pada komposit ini dilakukan atas dasar standar ASTM D-5941.

Hasil penelitian ini adalah sebagai berikut: (1) nilai tertinggi ketangguhan impak adalah 20% kandungan SGS, (2) ukuran partikel SGS yang lebih kecil dapat meningkatkan nilai ketangguhan impak komposit geopolimer rPP-SGS. Kata kunci: Serbuk genteng Sokka, recycle polypropylene, impak Izod, ketangguhan impak

commit to user

THE EFFECT OF CONTENT AND PARTICLE SIZE OF SOKKA TILE

POWDER FOR IMPACT TOUGHNESS OF THE GEOPOLYMER

COMPOSITE

Kestan Pebrianto Mechanical Engineering Department

Sebelas Maret University Email: kestanpebrianto@ymail.com

Abstract

The objective of this research is to investigate the effect of the content and particle size of Sokka roof tile powder on the impact toughness of the geopolymer composite of Sokka roof tile powder – recycled polypropylene.

Recycled polypropylene powder (rPP) was made from the recycled of bottled drinking water cup which was crushed into powder in mesh 20 and it was used as a matrik. The Sokka roof tile powder (SGS) was made from the rejected Sokka roof tile which was crushed into powder. The powder was sieved to result in four size variances, which were mesh 80 retained in mesh 120 (

177μm-125µm), mesh 120 retained in mesh 150 (125µm-100µm), mesh 150 retained in mesh 200 (

100μm-74µm), and breaking away from mesh 200 (≤74μm). SGS was heated in

an oven for 45 minutes in the temperature of 105

C. Afterwards, the powder was mixed with rPP by hot press method in the temperature 220 °C for 15 minutes. The variances of SGS content were determined to be 10%, 20%, 30%, 40% and 50% composition. The Impact toughness testing on the composite was conducted on the basis of standard of ASTM D-5941.

The results of this research are as follows: (1) the highest values of impact toughness is in 20% of SGS content. The addition 20% of SGS content is able to increase the value of impact toughness rPP-SGS geopolymer composites; (2) the small size of the particle of SGS can increase the value of impact toughness rPP- SGS geopolymer composites.

Keywords: Sokka tile powder (SGS), recycled polypropylene, impact izod, impact

toughness

commit to user

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar sarjana teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada: 1.

Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT. selaku pembimbing I yang dengan sabar dan pengertian telah memberikan banyak bantuan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

2. Bapak Zainal Arifin, ST., MT. selaku pembimbing II yang memberikan bimbingan dengan sangat baik dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

3. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik UNS.

4. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana keilmuan penulis.

5. Maruto Adi P, ST. di Lab. Material Teknik Mesin UNS yang telah membantu penulis dalam pengujian spesimen.

6. Teman-teman dari TMNT, KMTM, dan Kost SRPT yang telah memberikan motivasi dan dorongan moril serta spiritual baik secara langsung maupun tidak langsung.

7. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan dorongan semangat serta doanya, terima kasih.

Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu bila ada saran, koreksi, dan kritik demi kesempurnaan skripsi ini, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih.

Surakarta, 04 Juli 2013

commit to user

DAFTAR ISI

22 3.5.1. Persiapan Bahan Dasar .....................................................

19 BAB III. METODE PENELITIAN ...............................................................

20 3.1. Tempat Penelitian ......................................................................

20 3.2. Bahan Penelitian ....... ................................................................

20 3.3. Alat Penelitian ............................................................................

20 3.4. Alat Uji Impak……………………………………………….....

22 3.5. Langkah Kerja Penelitian.............................................................

22 3.5.2. Proses Pencampuran Serbuk .............................................

17 2.6. Fraksi Berat Komposit ..............................................................

22 3.5.3. Pembuatan Spesimen ........................................................

23 3.5.4. Tahap Pengujian ................................................................

23 3.5.5 Pengolahan Data……………………………………….

24 3.6. Diagram Alir ...............................................................................

25 BAB IV. ANALISA dan PEMBAHASAN

4.1. Karakterisasi Material serbuk Genteng Sokka…………………

18 2.7. Kajian teori Ketangguhan Impak ...............................................

16 2.5. Polypropylene ............................................................................

Halaman HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................ iii ABSTRAK .................................................................................................... iv ABSTRACT .................................................................................................. v KATA PENGANTAR ................................................................................... vi DAFTAR ISI ................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR .................................................................................... ix DAFTAR TABEL …………………………………………………………. xi

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

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………… xii BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................

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

1 1.2. Perumusan Masalah ....................................................................

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

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

4 1.5. Manfaat .......................................................................................

4 BAB II. LANDASAN TEORI .......................................................................

15 2.4. Genteng Sokka............................................................................

5 2.1. Tinjauan Pustaka .........................................................................

5 2.2. Kajian Teori …………................................................................

7 2.2.1. Komposit………………………………………………...

7 2.2.2. Matrik …………………………………………………...

8 2.2.3. Teknologi Serbuk………………………………………..

9 2.3. Polimer ……….. ........................................................................

30 4.2. Pengujian Impak Izod……….....................................................

4.2.1. Ketangguhan Impak Komposit Geopolimer rPP-SGS Variasi Kandungan SGS..................................................

4.2.2. Ketangguhan Impak Komposit Geopolimer rPP-SGS Variasi Ukuran Partikel SGS...............................................

34 4.3. Hasil Uji Densitas .......................................................................

38 BAB V. PENUTUP .......................................................................................

40 5.1. Kesimpulan .................................................................................

40 5.2. Saran ............................................................................................

40 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................

commit to user

commit to user DAFTAR GAMBAR

24 Gambar 4.1a. Hasil SEM serbuk genteng Sokka ………………………..

38 Gambar 4.11. Kurva densitas komposit geopolimer variasi ukuran partikel SGS………………………………………………………….

36 Gambar 4.10. Kurva densitas komposit geopolimer variasi kantungan SGS………………………………………………………….

35 Gambar 4.9. SEM penampang patah pengujian impak variasi ukuran partikel SGS…………………………………………………

34 Gambar 4.8. Foto Makro Penampang Patah Komposit Geopolimer rPP- Mmt variasi kandungan Serbuk genteng Sokka............ ...........

34 Gambar 4.7. Kurva hubungan Ketangguhan impak dengan ukuran serbuk genteng Sokka pada komposit geopolimer…………………

32 Gambar 4.6. Kurva hubungan energi serap total dengan ukuran serbuk genteng Sokka pada Komposit Geopolimer……………….

31 Gambar 4.5. SEM penampang patah pengujian impak variasi kandungan SGS..........................................................................................

30 Gambar 4.4. Foto Makro Penampang Patah Komposit Geopolimer rPP- SGS variasi kandungan Serbuk genteng Sokka.................................................................................

29 Gambar 4.3 Kurva hubungan kekuatan impak dengan kandungan serbuk genteng Sokka pada komposit geopolimer rPP- SGS………………………................................................

27 Gambar 4.2. Kurva hubungan energi serap total dengan kandungan serbuk genteng Sokka pada komposit Geopolimer rPP- SGS....................................................................................

Microcluster MMt .............................................................

27 Gambar 4.1b.

22 Gambar 3.4. Tipe spesimen uji Impak berdasar ASTM D5941 .................

Halaman

21 Gambar 3.3. Alat Uji Impak Izod……………………………. ..................

20 Gambar 3.2. Alat Penelitian……… ...........................................................

29 Gambar 3.1. Serbuk Genteng Sokka dan Serbuk rPP ................................

18 Gambar 2.10. Pengujian Impak Izod……………………………………….

16 Gambar 2.9. Limbah air minum dalam kemasan yang mengandung polipropile na……………………………………………..….

14 Gambar 2.8. Genteng Sokka…………………………………………..…..

14 Gambar 2.7. Proses Sintering yang Melibatkan Fase Cair……………......

13 Gambar 2.6. Skema Distribusi Tekanan Sistem Serbuk Terhadap Kompaksi pada Cetakan...........................................................................

12 Gambar 2.5. Skema Perubahan Partikel Terhadap Penambahan Tekanan .

11 Gambar 2.4 Mekanisme Pencampuran Serbuk .........................................

10 Gambar 2.3. Skema Teknik Fabrikasi Atomisasi….………………...........

6 Gambar 2.2. Proses Milling ........................................................................

Gambar 2.1. SEM MMt-Hydroxy Cr……………………………………...

commit to user DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Perbandingan Spesific gravity berb agai material plastik……... 17Tabel 4.1. Hasil uji XRF serbuk genteng Sokka........................................

28 Tabel 4.2. Data Pengujian Impak GeCo rPP- SGS…………………......... 29

Tabel 4.3. Data Pengujian Impak GeCo rPP-

MMt…………………….... 33 Tabel 4.4. Data Densitas Komposit Variasi Kandungan SGS……….….. 37 Tabel 4.5. Data Densitas Komposit Variasi Ukuran Partikel SGS………

commit to user

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman LAMPIRAN 1. Tabel Hasil Pengujian Impak Variasi kandungan SGS ...

46 LAMPIRAN 2. Tabel Hasil Pengujian Impak Variasi Ukuran Partikel SGS ................................................................................

48 LAMPIRAN 3. Tabel Hasil Pengujian Densitas Variasi Kandungan SGS ................................................................................

50 LAMPIRAN 4. Tabel Hasil Pengujian Densitas Variasi Ukuran Partikel SGS…………………………………………………… LAMPIRAN 5. Foto Spesimen Impak Variasi Kandungan SGS ............

51 LAMPIRAN 6. Foto Spesimen Impak Variasi Ukuran Partikel SGS ......

52 LAMPIRAN 7. Foto Spesimen Patah Impak Variasi Kandungan SGS ...

53 LAMPIRAN 8. Foto Spesimen Patah impak Variasi Ukuran Partikel SGS ................................................................................

PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL SERBUK GENTENG SOKKA TERHADAP KETANGGUHAN IMPAK KOMPOSIT GEOPOLIMER