Tempat dan Waktu Flowchart Penelitian

35

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Tempat penelitian adalah laboratorium Polimer, gedung Fakultas MIPA USU. Waktu pelaksanaan penelitian ± 2 bulan.

3.2 Bahan

Persiapan bahan-bahan yang diperlukan adalah limbah ranbut oaring indonesia yang dipeoleh dari tukang potong rambut salon, 4 NaOH, Hardener MEKPO . Limbah rambut dicuci sampai bersih dan dikeringkan samapai didalam ruangan terbuka tanpa kena sinar matahari langsung. Peerlakuan serat rambut dilakukan dengan perendaman 4 NaOH selama 0, 25,50,75,dan 100 menit untuk mencari sifat mekanis yang terbaik terutama dengan kekuatan tariknya dengan uji tarik. Setelah direndam, serat rambut ditiriskan supaya kering dan dikeringkan lebih lanjut dengan drying oven dengan suhu 60°C selama 3 jam. Setelah itu rambut dibiarkan dingin sampai suhu kamar. Serat rambut yang sudah dikeringkan ditambah dengan resin Unsaturated polyester 157 BQTNdengan jumlah 10 volume untuk dibuat material komposit. Pembuatan material komposit terlebih dahulu dilakukan pencampuran antara serat dengan matrik yang selanjutnya dituang dalam cetakan spesimen uji tarik dengan standar ASTM D-638 M yang sebelumnya sudah sisediakan terlebih dahulu. Hasil dari perlakuan NaOH serat rambut yang di uji dengan menggunakan uji tarik dipergunakan sebagai acuan dalam pembuatan material komposit berikutnya. Pada penelitian ini, bahan pengujian yang digunakan adalah sebagai berikut : Universitas Sumatera Utara 36

3.2.1 Resin Unsaturated Polyester 157 BQTN

Resin yang dipilih untuk penelitian ini adalah resin Unsaturated polyester 157 BQTN. Resin ini secara khusus cocok untuk proses manufaktur dengan hand lay up dan spray up molding. Secara luas, resin ini digunakan dalam pembuatan kapal nelayan, bak mandi, material bangunan, dan produk lainnya, seperti yang terlihat pada tabel 3.1 sifat resin polyester berikut dibawah ini. Tabel 3.1 Sifat resin poliester tak jenuh YUKALAC 157 BQTN-EX: Sumber : J ur na l Mecha nica l, Volume 3, Nomor 2, September 2012 Gambar 3.1 resin unsaturated polyester 157 BQTN Spesific Gravity 25°C 1,10 ± 0,02 Viscositas Poise, at 25°C 4,5 - 5,0 Thixotropic Index - Gel Time Minutes, At 30°C - Curing Condition More than 1,5 20 - 30 + MEKPO = 1 Part Storage Life At 25°C In The Dark Months Less than 6 Flash Point Range, °C 26 - 37 Universitas Sumatera Utara 37

3.2.2 Katalyst

Katalyst atau Methyl Ethyl Ketone Peroxide MEKPO. Adalah harderner atau pengeras resin yang dapat digunakan untuk membuat tangki, pelapis atau furniture sifat katalis berbentuk cair, berwarna bening, baunya sangat menyengat, sering disebut juga hardener, berfungsi sebagai pengering saat dicampur resin. Katalis merupakan bahan kimia yang digunakan untuk mempercepat reaksi polimerisasi struktur komposit pada kondisi suhu kamar dan tekanan atmosfir. Selain itu pemberian katalis dapat digunakan untuk mengatur pembentukan gelembung blowing agent, sehingga tidak mengembang secara berlebihan, atau terlalu cepat mengeras yang dapat mengakibatkan terhambatnya pembentukan gelembung, seperti pada Gambar 3.2 katalyst dibawah ini. Gambar 3.2 Katalyst 3.2.3 Pilus rambut manusia Pilus rambut manusia adalah salah satu bagian terpenting dari tubuh. Rambut adalah hasil dari sel berserabut, yang mengandung keratin, yang tumbuh dari folikel ditemukan dalam dermis. Pemilihan pilus ini sebagai penguat pada Universitas Sumatera Utara 38 komposit karena mengingat rambut manusia memiliki sifat mekanis yang sebanding dengan serta e-glassdan rambut manusia ini sulit dihancurkan meskipun tertimbun didalam tanah dalam waktu yang lama. Gambar 3.3 Pilus rambut manusia

3.2.4 NaOH

Natrium hidroksida NaOH, juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida basa Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Gambar 3.4 NaOH Dalam Kemasan Universitas Sumatera Utara 39

3.2.5 Timbangan Digital

Neraca digital merupakan alat yang sering ada dalam laboratorium yang digunakan untuk menimbang bahan yang akan digunakan. Neraca digital berfungsi untuk membantu mengukur berat serta cara kalkulasi fecare otomatis harganya dengan harga dasar satuan banyak kurang. Cara kerja neraca digital hanya bisa mengeluarkan label, ada juga yang hanya timbul ditampilkan layar LCDnya. Neraca Analitik Digital Neraca analitik digital merupakan salah satu neraca yang memiliki tingkat ketelitian tinggi, neraca ini mampu menimbang zat atau benda sampai batas 0,0001g. Gambar 3.5 Timbangan Digital

3.2.6 Gelas Piala Gelas Beker

Beaker glass Beker atau kadangkala disebut sebagai gelas beker adalah sebuah wadah penampung yang digunakan untuk mengaduk, mencampur, dan memanaskan cairan yang biasanya digunakan dalam laboratorium. Beker secara umum berbentuk silinder dengan dasar yang bidang dan tersedia dalam berbagai ukuran, mulai dari 1 mL sampai beberapa liter. Universitas Sumatera Utara 40 Gambar 3.6 Gelas Beker

3.2.7 Labu ukur

volumetric flask Digunakan untuk menyiapkan larutan dalam kimia analitik yang konsentrasi dan jumlahnya diketahui dengan pasti dengan keakuratan yang sangat tinggi . Terbuat dari gelas dengan badan tabung yang rata dan leher yang panjang dengan penutup. Di bagian leher terdapat lingkaran graduasi, volume, toleransi, suhu kalibrasi dan kelas gelas, seperti pada Gambar 3.7 labu ukur volumetric flask diobawah ini. Universitas Sumatera Utara 41 Gambar 3.7 labu Ukur volumetric flask

3.2.8 Pipet

pipette, pipettor, chemical dropper Pipet tersedia untuk berbagai jenis penggunaan dengan berbagai tingkatan akurasi dan presisi. Pipet terdiri dari berbagai variasi ukuran volume, dari 1 hingga 1000 μl dinamakan mikropipet micropipettes, sedangkan ukuran volume yang lebih besar dinamakan dengan makropipet macropipettes. Fungsi Pipet adalah digunakan untuk memindahkan sejumlah cairan dari wadah yang lain ke wadah yang lain lagi. Ada banyak jenis pipet seperti: 1. Pipet ukur measuring pipette yang fungsinya adalah memindahkan larutan dengan berbagai ukuran volume. 2. Pipet volume volume pipette berfungsi untuk memindahkan larutan dengan satu ukuran volume. 3. Pipet tetes drop pipette berfungsi membantu memindahkan cairan dari wadah yang satu ke wadah yang lain dalam jumlah yang sangat kecil tetes demi tetes. Universitas Sumatera Utara 42 Gambar 3. 8 Pipet pipette, pipettor, chemical dropper

3.2.9 Gelas ukur

graduated cylinder, measuring cylinder Gelas ukur dapat terbuat dari gelas polipropilen ataupun plastik. Fungsi Gelas ukur adalah untuk mengukur volume 10 hingga 2000 mL. Gelas ukur dapat digunakan untuk mengukur volume segala benda, baik benda cair maupun benda padat pada berbagai ukuran volume. Gambar 3.9 Gelas Ukur graduated cylinder, measuring cylinder Universitas Sumatera Utara 43

3.2.10 Aquades

Aquades adalah air hasil destilasi penyulingan sama dengan air murni atau H2O, kerena H2O hampir tidak mengandung mineral. Sedangkan air mineral adalah pelarut yang universal. Oleh karena itu air dengan mudah menyerap atau melarutkan berbagai partikel yang ditemuinya dan dengan mudah menjadi tercemar. Dalam siklusnya di dalam tanah, air terus bertemu dan melarutkan berbagai mineral anorganik, logam berat dan mikroorganisme. Jadi, air mineral bukan aquades H2O karena mengandung banyak mineral. Gambar 3.10 Aquades Dalam Kemasan

3.2.11 Mesin Hot Press

Proses pengepresan ini untuk memadatkan campuran antara resin dan serat pilus rambut manusia yang telah dicampur yang dibentuk dalam cetakan spesimen uji tarik. Kegunaan pengepresan ini untuk menghilangkan gelembung udara dengan menggunakan suhu 50 °C dan waktu pengepresan selama 25 menit. Universitas Sumatera Utara 44 Gambar 3.11 Mesin Hot Press

3.2.12 Mesin Mixer

Mixer merupaka salah satu alat pencampur dalam sistem emulsi sehingga menghasilkan suatu disperse yang seragam. Alat pencampur ini terdiri dari as stainless steel yang bercabang tegak lurus berfungsi untuk mencampur bahan baku yang berputar karna adanya puli penggerak. Batang – batang pengaduk tersebut akan memecah dan mengaduk bahan sehingga terjadi campuran. Campuran tersebut akan membentuk seragam atau homogen. Universitas Sumatera Utara 45 Gambar 3.12 Mesin mixer

3.2.13 Cetakan Specimen Uji Tarik

Ukuran spesimen uji tarik sangat penting diketahui dalam pembuatan suatu bahan atau spesimen, karena dengan ukuran standar yang telah dibuat spesimen uji tarik dapat diuji sesuai dengan mesin yang digunakan. Cetakan spesimen uji tarik harus sesuai standarisasi dan spesifikasi dari ASTM D-638. Bentuk dari spesimen sangat penting karena kita harus menghindari terjadinya patah atau retak daerah grip atau lainnya. Jadi standarisasi dari bentuk spesimen uji dimaksudkan agar retak dan patahan terjadi di daerah gage length. Universitas Sumatera Utara 46 Gambar 3.13 Cetakan Spesimen Uji Tarik

3.2.14 Drying Oven

Proses pengeringan merupakan upaya untuk mengurangi kandungan air basa bahan hingga tercapai kadar air yang seimbang dengan lingkungan sekitar. Tujuan pengeringan ini adalah untuk mengurangi kadar air sehingga memperlambat laju kerusakan bahan oleh mikro organisme. Banyak faktor yang harus di perhatikan dalam melakukan pengeringan antara lain suhu, tekanan, dan mekanisme perpindahan panas. Universitas Sumatera Utara 47 Gambar 3.14 Drying Oven

3.2.15 Alumunium Foil

Alumunium Foil lembaran kertas alumunium digunakan sebagai alat pembungkus, menyimpan makanan dan untuk keperluan lainnya. Dalam penelitian ini almunium foil ini untuk membungkus lapisan permukaan plat baja cetakan spesimen dan dudukan plat pelapis cetakan spesimen agar terhindar terjadinya kontak langsung dengan spesimen dengan plat pelapis spesimen atau dudukan mesin hot press. Alumunium Foil ini berukuran 7,6 x 300 mm. Gambar 3.15 Alumunium Foil Universitas Sumatera Utara 48

3.3 Flowchart Penelitian

Mulai Perlakuan serat pilus Rambut direndam dalam 4 NaOH selama 0,25,50,75,100 Serat rambut dikeringkan pada suhu 60°C selama 3 jam dengan drying oven Pembuatan komposit 20 volume serat rambut 10 volume serat rambut 30 volume serat rambut Dicampur dengan resin polyester dan hardener MEKPO 1 Mixing selama 15 menit dengan putran 6 rpm Campuran bahan dimasukkan kedalam ruang vakum Penuangan bahan campuran kedalam cetakan spesimen Menyiapkan stainless steel sebagai landasan media cetakan yang sudah dilapisi dengan alumunium foil Pengeringan drying oven pada suhu 60°C selama 3 jam Evaluasi data data dan pembahasan Pengujuan komposit - Uji tarik - Pengamatan struktur mikro selesai Universitas Sumatera Utara 49

BAB IV ANALISA DATA

Pengujian dalam penelitian ini diawali dengan melakukan perlakuan NaOH serat dalam hal ini adalah limbah potongan rambut manusia yang diproleh dari tukang potong lokal. Perlakuan serat dilakukan dengan menggunakan perendaman serat dalam larutan NaOH 4 dengan berbagai variasi waktu perendaman 0,25,50,75, dan 100 menit. Tujuan dari perlauan NaOH serat ini untuk menghilangkan lapisan minyak yang ada pada permukaan lapisan luar rambut, sehingga diharapkan dapat memperbaiki sifat fisis dan mekanis komposit dengan menggunakan serat rambut manusia tersebut. Sifat fisis dan mekanis dari serat rambut manusia yang terbaik dipergunakan sebagai perbuatan komposit dengan variasi penambahan serat rambut 10,20, dan 30 volume. Pengujian dilakakukan dengan pengujian tarik.

4.1 Variabel Penelitian

 Variabel tetap yaitu kadar NaOH sebagai media perendaman serat rambut yaitu 4, suhu dan lama perendaman serat pada dry oven, kecepatan dan waktu mixing campuran antara penguat dan matrik, jumlah herdener yang harus ditambahkan dalam campuran, tekanan vakum pada ruang vakum, suhu dan lama pengeringan specimen komposit pada dry oven, panjang serat rambut manusia, jumlah spesimen uji dan jenis perlakuan pengujian yang dilakukan.  Variabel berubah yaitu presentase serat rambut yang ditambahkan pada matrik, waktu perendaman serat rambut dalam NaOH, volume serat rambut yang diberikan.  Variabel respon yaitu harga kuat tarik,struktur perpatahan dan jenis atau model patahan yang terjadi pada komposit. Universitas Sumatera Utara