28
3.4.3 Pengujian Komposit 3.4.3.1 Analisis Fourier Transform Infra-Red FT-IR
Sampel yang dianalisis yaitu berupa poliester tidak jenuh, abu sekam padi hitam,dan komposit poliester tidak jenuh berpengisi abu sekam padi hitamuntuk
melihat apakah ada terbentuk atau tidak terbentuknya gugus baru. Analisa FT-IR dilakukan di Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara.
3.4.3.2 Uji Kekuatan Tarik Tensile StrengthASTM D 638 Tipe IV
Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekukatan tarik τ
t
menggunakan alat tensometer. Secara praktis kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum F
maks
yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampang bahan. Gambar 3.3 menunjukkan dimensi dari
spesimen uji tarik.
1 mm 19 mm
57 mm 13 mm
115 mm 165 mm
Gambar 3.3 Dimensi Spesimen Uji Tarik
Universitas Sumatera Utara
29 Komposit hasil spesimen dipilih dan dipotong membentuk spesimen untuk
pengujian kekuatan tarik uji tarik. Pengujian kekuatan tarik dilakukan dengan tensometer terhadap tiap spesimen dengan ketebalan 4 mm. Tensometer terlebih
dahulu dikondisikan pada beban 100 kgf dengan kecepatan 50 mmmenit, kemudian dijepit kuat dengan penjepit yang ada dialat. Mesin dihidupkan dan spesimen akan
tertarik ke atas spesimen diamati sampai putus, dicatat tegangan maksimum dan regangannya.
3.4.3.3 Uji Kekuatan Lentur Flexural StrengthASTM D790
Spesimen yang akan diuji kekuatan lenturnya memiliki bentuk slab dan pengujian dilakukan dengan perlakuan uji tiga titik tekuk three point bend test.
Gambar 3.3 menunjukkan dimensi spesimen uji lentur.
12,7 mm
6,4 mm
3 mm
Gambar 3.4 Dimensi Spesimen Uji Lentur
3.4.3.4 Uji Kekuatan BenturImpact Strength ASTM D4812-11
Spesimen yang akan diuji bentur mengikuti metoda Unnotched Izod. Gambar 3.5 menunjukan dimensi spesimen uji bentur.
60,5 mm
12,5 mm
5 mm
Gambar 3.5 Dimensi Spesimen Uji Bentur
3.4.3.5 Analisis Scanning Electron Microscopy SEM
Universitas Sumatera Utara
30 Sampel yang dianalisis yaitu patahan specimen hasil uji tarik komposit
poliester tidak jenuh berpengisi abu sekam padi hitam dengan salah satu komposisi yang memiliki sifat paling baik diantara variabel yang ada untuk melihat perubahan
morfologi yang terjadi pada patahan komposit.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1KARAKTERISTIK FTIR FOURIER TRANSFORM INFRA RED
POLIESTER TIDAK JENUH PTJ, ABU SEKAM PADI HITAM ASPH DAN KOMPOSIT POLIESTER TIDAK JENUH BERPENGISI ABU
SEKAM PADI HITAM ASPH
KarakterisasiFTIR Fourier Transform Infra Red Poliester Tidak Jenuh, abu sekam padi hitam dan komposit poliester tidak jenuh berpengisi abu sekam padi
hitam dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi dari senyawa poliester tidak jenuh, abu sekam padi hitam dan komposit berpengisi abu sekam padi hitam
ASPH.Karakteristik FTIR dari poliester tidak jenuh dapat dilihat pada Gambar 4.1 di bawah ini
2918,30 1735,93
Universitas Sumatera Utara
31 Gambar 4.1 Karakteristik FTIR Poliester Tidak Jenuh
Pada Gambar 4.1 dapat dilihat bahwa didalam poliester tidak jenuh memiliki gugus C=O pada panjang gelombang 1735,93 cm
-1
, gugusC=C pada panjang gelombang 1446,61 cm
-1
mengindikasikan adanya ikatan rangkap dua yang terdapat dalam poliester tidak jenuh, gugus C-O pada panjang gelombang 1735,93 cm
-1
, gugusC-H pada panjang gelombang 2918,30 cm
-1
dan gugus O-H pada panjang gelombang 3024,38 cm
-1
. Variasi gugus fungsi poliester tidak jenuh disebabkan oleh adanya campuran
asam yang berbeda, glikol, dan monomer-monomer yang memiliki sifat berbeda dalam proses pembuatan poliester tidak jenuh [32] sehingga poliester tidak jenuh
memiliki sifat yang bervariasi seperti penyusutan yang rendah, dapat dicetak pada suhu ruangan, viskositas yang sangat rendah, ketahanan termal yang baik dan
mengeluarkan aroma khas stirena ketika terpapar di lingkungan. Dari hasil FTIR poliester tidak jenuh dapat dilihat bahwa gugus -OH pada panjang gelombang
3024,38 cm
-1
menunjukkan adanya potensi interaksi antara gugus -OH dengan gugus fungsi pada pengisi abu sekam padi hitam ASPH.
Karakteristik FTIR dari abu sekam padi hitam dapat dilihat pada Gambar 4.2 di bawah ini.
1290,38 3024,38
1446,61
Universitas Sumatera Utara
32 Gambar 4.2 Karakteristik FTIR Abu Sekam Padi Hitam
Dari hasil FTIR abu sekam padi hitam dapat dilihat bahwa puncak peak yang muncul begitu menonjol. Gambar 4.2 dapat dilihat bahwa di dalam abu sekam
padi hitam memiliki gugus C=O pada panjang gelombang 2850,79 cm
-1
, gugusC-H pada panjang gelombang 2920,23 cm
-1
, gugus Si-O pada panjang gelombang 1099,43 cm
-1
, gugus O-H pada panjang gelombang 2349,30 cm
-1
,terdapat juga gugus Si-H pada panjang gelombang 794,67 cm
-1
yang menunjukkan adanya gugus hidrat yang terikat dengan Si.
Karakteristik FTIR dari komposit poliester tidak jenuh berpengisi abu sekam padi hitam dapat dilihat pada Gambar 4.3 di bawah ini.
2920,23 2850,79
2349,30
1099,43 794,67
Universitas Sumatera Utara
33 Gambar 4.3Karakteristik FTIR Komposit Poliester Tidak Jenuh berpengisi ASPH
Pada Gambar 4.3 dapat kita lihat bahwa adanya gugus Si-H terikat pada komposit UPR-ASPH pada hasil karakteristik FTIR. Dari gambar juga dapat dilihat
bahwa tidak adanya reaksi yang dihasilkan antara pengisi abu sekam padi hitam ASPH dengan matriks poliester tidak jenuh PTJ.Hal ini diperkuat dengan tidak
munculnya gugus baru pada komposit PTJ-ASPH. Pada Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa terdeteksinya gugus C=O pada bilangan 1728,22 cm
-1
menunjukkan potensi interaksi antara gugus C=O yang ada pada abu sekam padi hitam pada 2850,79 cm
- 1
dan gugus C=Opada poliester tidak jenuh yang terdeteksi pada bilangan 1735,93 cm
-1
. Dari hasil analisis untuk komposit poliester-abu sekam padi hitam, memiliki hasil identifikasi pembacaan gugus yang sama pada poliester murni, tidak ada gugus
baru yang terdeteksi setelah penambahan abu sekam padi hitam sebagai pengisi kedalam poliester sebagai fasa matriks. Demikian juga untuk gugus O-Hdapat dilihat
dari hasil FTIR poliester tidak jenuh menunjukkan adanya potensi interaksi antara gugus -OH dengan gugus fungsi pada pengisi abu sekam padi hitam ASPH.
Beberapa gugus fungsi lain yang terdeteksi yaitu gugus C – Hpada poliester dan komposit poliester, C – H pada abu sekam padi hitam, C = O, dan C=C, serta gugus
fungsi Si-H. Terdeteksinya gugus – H, pada komposit Poliester berpengisi abu
2920,23 1728,22
744,52 621,08
2349,30
PTJ Murni ASPH
Komposit PTJ-ASPH
1099,43
Universitas Sumatera Utara
34 sekam padi hitam mengindikasikan bahwa poliester sebagai fasa matriks telah
berinteraksi dengan abu sekam padi hitam sebagai pengisi.
4.2PENGARUH KOMPOSISIBAHAN PENGISI DAN UKURAN PARTIKEL TERHADAP KEKUATAN TARIK KOMPOSIT POLIESTER TIDAK
JENUH BERPENGISI ABU SEKAM PADI HITAM PTJ-ASPH
Gambar 4.4menunjukkankomposisi dan ukuran partikel terhadap kekuatan tarik komposit poliester tidak jenuh berpengisi abu sekam padi hitam.
Gambar4.4 Pengaruh Komposisi Dan Ukuran Partikel Bahan Pengisi TerhadapKekuatan Tarik Komposit PTJ Berpengisi ASPH
Dari Gambar4.4 dapat dilihat bahwa kekuatan tarik bahan komposit menurun seiring dengan naiknya kandungan bahan pengisi, yaitu 24,413 MPa rasio 955;
22,655 MPa rasio 9010; 17,573 MPa rasio 8515 ; 16,895 MPa rasio 8020 untuk ukuran partikel 100 mesh dan 24,689 MPa rasio 955; 23,693 MPa rasio
9010; 21,924 MPa rasio 8515 ; 18,824 MPa rasio 8020 untuk ukuran partikel 250 mesh. Hal ini disebabkan oleh karena semakin banyak jumlah abu sekam padi
hitam sebagai pengisi dapat membuat daerah antarfasa menjadi lemah sehingga kekuatan yang dimiliki bahan komposit untuk menerima tegangan stress menurun.
Hal ini didukung oleh teori yang menyatakan bahwa peningkatan kandungan bahan pengisi menyebabkan terbentuknya aglomerat yang besar pada partikel pengisi.
5 10
15 20
25 30
35 40
45
955 9010
8515 8020
Murni
K ek
u at
an T
ar ik
M P
a
Perbandingan Matriks dengan Pengisi
100 mesh 250 mesh
murni
Universitas Sumatera Utara
35 Ketika tingkat aglomerasi meningkat, maka interaksi antara pengisi dan matriks
menjadi lemah [33]. Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa kekuatan tarik maksimum berada pada
rasio 955 untuk ukuran partikel 100 dan 250 mesh, yaitu sebesar 24,413 MPa dan 24,689 MPa. Nilai kekuatan tarik maksimum komposit poliester tidak jenuh
berpengisi abu sekam padi hitam tersebut berada di bawah nilai kekuatan tarik untuk poliester tidak jenuh murni yaitu sebesar 38,247 MPa. Hal ini disebabkan
ketidakmampuan pengisi mendukung transfer tegangan yang merata dari matriks polimer, sehingga mekanisme penguatan oleh adanya abu sekam padi tidak terjadi
dengan baik. Faktor lain ialah ketidakompebilitasnya abu sekam padi terhadap poliester. Abu sekam padi bersifat hidrofilik sedangkan matriks polimer bersifat
hidrofobik sehingga mengakibatkan kekuatan tarik menurun dan membuat nilai kekuatan komposit berada dibawah matriks murninya [34].
Adapun nilai kekuatan tarik pada pengisi abu sekam padi hitam dengan ukuran partikel 250 mesh lebih tinggi dibandingkan dengan nilai kekuatan tarik dengan
ukuran partikel 100 mesh.Hal ini disebabkan oleh semakin kecil ukuran maka semakin luas permukaan, sehingga interaksi antara pengisi dengan matriks akan
relatif kuat. Hal ini diperkuat oleh teori yang menyatakan bahwa reaksi antafasaakan meningkat dengan semakin kecilnya ukuran partikel pengisi komposit [35]. Rata –
rata ukuran partikel yang lebih kecil menunjukkan nilai kekuatan tarikyang lebih tinggi [33].
4.3 PENGARUH KOMPOSISIBAHAN PENGISI DAN UKURAN PARTIKEL TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS
