TUGAS AKHIR Pengembangan Komposit Berbahan Ebonit Dengan Kandungan Sulfur 30 PHR Yang Diperkuat Serat Rami Untuk Komponen Otomotif.
TUGAS AKHIR
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERBAHAN EBONIT
DENGAN KANDUNGAN SULFUR 30 PHR YANG
DIPERKUAT SERAT RAMI UNTUK KOMPONEN OTOMOTIF
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana S1
Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
FIKRIA FAWWAZ
D 200 110 007
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
ii
iii
iv
v
MOTTO
““Barang siapa yang keluar dalam menuntut ilmu maka ia adalah
seperti berperang di jalan Allah hingga pulang”
(H.R Tirmidzi)
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka
apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah dengan
sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan hanya pada Tuhanmulah
hendaknya kamu berharap”
(Q.S. Al Insyiroh: 6-8)
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat
Bagi manusia lainnya”
(Al Hadits)
“Sebaik-baik pekerjaan setelah iman adalah
Belas kasih sesama manusia”
(HR. Thabrani)
vi
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERBAHAN EBONIT DENGAN
KANDUNGAN SULFUR 30 PHR YANG DIPERKUAT SERAT RAMI
UNTUK KOMPONEN OTOMOTIF
Fikria Fawwaz, Joko Sedyono.
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan,Surakarta
Email : Fiikri13@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik, izod
impak dan kekerasan pada komposit berbahan ebonit dengan variasi
berat serat rami 0 phr, 30 phr dan 50 phr dan mengetahui hasil
permukaan komposit dengan melakukan foto SEM (Scanning Electron
microscopy).
Bahan pembuatan komposit yang digunakan adalah ebonit yang
diperkuat serat rami yang telah direndam NaOH 5% selama 2 jam.
Selanjutnya proses pencampuran karet dimulai dari mencampur karet
alam dengan bahan kimia dan serat rami dengan menggunakan mesin
two roll mill kemudian karet divulkanisasi menggunakan mesin press mold
dengan suhu 150°C.
Pengujian komposit menggunakan standar ASTM D-638-02 untuk
pengujian tarik, ASTM D-256-00 untuk uji izod impak dan SNI 0778:2009
untuk uji kekerasan. Hasil pengujian tarik komposit diperoleh tegangan
tertinggi yaitu pada komposit ebonit berat serat rami 30 Phr 32,84 N/mm2,
Sedangkan untuk regangan tertinggi mempunyai nilai 73% pada komposit
ebonit berat serat rami 50 Phr. Dari pengujian kekerasan dan izod impak
didapat nilai tertinggi masing-masing 97,70 skala shore A untuk kekerasan
dan 31,33 J/mm2 untuk harga impak pada komposit ebonit berat serat
rami 30 Phr. Berdasarkan pengamatan foto SEM yang telah dilakukan
disimpulkan bahwa masing-masing komposit serat rami memperlihatkan
adanya lubang-lubang udara pada permukaan komposit yang disebabkan
hilangnya serat dikarenakan interfacial adhesion antara serat dan matrik
sangat buruk.
Kata kunci : Komposit, Ebonit, Serat rami, NaOH
vii
DEVELOPMENT OF EBONITE-BASED COMPOSITE WITH SULPHUR
CONTENT OF 30 PHR STRENGTHENED WITH JUTE FIBER
FOR AUTOMOTIVE COMPONENTS
Fikria Fawwaz, Joko Sedyono.
Mechanical Engineering Faculty, Muhammadiyah University of Surakarta
A. Yani Street, Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email : Fiikri13@gmail.com
ABSTRACT
Purpose of the research was to know tensile strength, izod impact
and hardness of ebonit-based material with varied jute fiber weights of 0
Phr, 30 Phr and 50 Phr and to know results of composite surface by using
SEM (Scanning Electron microscopy) photograph.
Material of the composite was ebonit strengthened with jute fiber that
had been immersed in 5% NaOH for 2 hours. Then, process of rubber mix
started. Natural rubber mixed with chemical substances and jute fiber by
using a two-roll mill machine and the rubber was vulcanized by using mold
press machine at 150oC.
Test of the composite used standard ASTMD D-638-02 for tensile
strength, ASTM D-256-00 for izod impact test and SNI 0778:2009 for
hardness test. Results of the testing obtained the highest tensile strength
of 32.84 N/mm2 for ebonit composite strengthened with 30 Phr jute fiber.
Highest yield strength of 73% was found in ebonit composite with jute
fibers of 50 Phr. Hardness test and izod impact test found highest values
of 97.70 shore scale for hardness and 31.33 j/mm2 for izod impact in the
ebonite composite with fiber jute of 30 Phr. Based on observation of SEM
photographs, it can be concluded that each ebonite composite
strengthened with jute fiber indicated air bubbles on surface of the
composite that had been caused by very poor interfacial adhesion
between the fiber and matrix.
Key words: composite, ebonite, jute fiber, NaOH
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT
atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan
penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengembangan komposit berbahan
ebonit dengan kandungan sulfur 30 PHR yang diperkuat serat rami
untuk komponen otomotif “, dapat terselesaikan atas dukungan
dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis
dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan
rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada
:
1.
Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D, sebagai Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2.
Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin.
3.
Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purboputro. MT, selaku dosen
pembimbing akademik.
4.
Bapak Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D, selaku pembimbing
utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan
saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
5.
Bapak Agus Yulianto, ST,MT. Selaku pembimbing pendamping
yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan
saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
6.
Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta
ix
yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama
mengikuti kegiatan kuliah.
7.
Bapak dan Ibu tercinta yang setiap waktu selalu mendo’akan,
memberi semangat dan dorongan, serta terimakasih atas
semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini
sehingga penulis semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Semua do’a dan kasih sayang yang tulus dari mu akan selalu
mengiringi langkahku.
8.
Adikku tersayang yang telah menyemangati dan mendo’akan
serta dukungannya atas terselesainya laporan ini, terimakasih.
9.
Sahabat, team seperjuanganku Rizki Pradhian, Dika Apr dan
Isnanto terimakasih atas bantuanya dan atas segala suka dan
duka
selama
penyelesaian
Tugas
Akhir
ini,
semoga
persaudaraan tetap terjaga sampai kapanpun.
10. Sahabat kos Putra Asri Herlambang PJ, Dwi W, Edy Nugroho,
Ferdian P. Kita berjumpa karena Allah SWT, dan berpisah juga
karena Allah SWT. Semoga tetap menjaga talisilaturahmi
sampai kapanpun.
11. Bapak Yudi Yunus selaku pemilik CV. Trinity Rajawali
Universal Surabaya.Terimakasih telah menyediakan tempat
untuk pembuatan kompon ini dan telah memberikan ilmu yang
sangat bermanfat bagi saya danTeman-teman.
12. Ibu Novi selalu kepala Laboratorium Riset Karet BBKKP
Yogyakarta. Terimakasih telah banyak membantu dalam
proses penengerjaan spesimen dalam Tugas Akhir ini.
Semoga ilmu ini bermanfaat kedepannya.
13. Rekan-rekan
mahasiswa
Teknik
Muhammadiyah Surakarta angkatan
memberi saran dan motivasi.
x
Mesin
2011,
Universitas
yang telah ikut
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari
sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat
membangun dari pembaca sangat
diharapkan.
penulis
dapat bermanfaat bagi
semoga
tugas
akhir
ini
Harapan
penulis dan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Desember 2016
Penulis
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .............................................................. ii
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ..................................................................... v
LEMBAR MOTTO .......................................................................................... vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................... vii
ABSTRAKSI ................................................................................................ viii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xviii
DAFTAR NOTASI ....................................................................................... xix
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2. Perumusan Masalah ............................................................... 2
1.3. Batasan Masalah ..................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian .................................................................... 4
1.5. Manfaat Penelitian .................................................................. 4
1.6. Sistematika Penulisan ............................................................. 5
xii
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................... 7
2.2. Landasan Teori ....................................................................... 9
2.2.1. Komposit ....................................................................... 9
2.2.1.1. Klasifikasi Komposit.......................................... 11
2.2.1.2. Unsur Utama Pembentuk komposit ................... 15
2.2.2. Karet Alam .................................................................... 17
2.2.3. Bahan-Bahan Kimia ...................................................... 20
2.2.4. Rancangan Kompon ..................................................... 28
2.2.5. Vulkanisasi .................................................................... 29
2.2.6. Ebonite.......................................................................... 30
2.2.7. Serat Rami .................................................................... 32
2.2.8. Perlakuan alkali............................................................. 33
2.2.9. PengujianTarik .............................................................. 34
2.2.10. Pengujian Kekerasan .................................................. 38
2.2.11. Pengujian Impak Izod ................................................. 39
2.2.12. Foto SEM .................................................................... 43
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian .......................................................... 45
3.2. Studi Literature dan Survey Lapangan .................................. 46
3.3. Alat – Alat Peneltian .............................................................. 46
3.3.1 Peralatan Penelitian ...................................................... 46
3.3.2 Peralatan Pengujian...................................................... 53
xiii
3.4. Bahan Penelitian ................................................................... 57
3.5 Lokasi Penelitian ................................................................... 65
3.6 Prosedur Penelitian ............................................................... 65
3.6.1. Tahap dalam proses perendaman serat rami ............. 65
3.6.2.Tahap dalam proses komponding................................ 66
3.6.3 Tahap dalam proses Vulkanisasi ................................ 68
3.7.Sampel Uji ............................................................................... 69
3.8. Pengujian Spesimen ............................................................. 70
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil uji tarik komposit........................................................... 77
4.1.1. Pembahasan hasil uji tarik komposit ............................ 79
4.2. Hasil uji kekerasan ................................................................ 79
4.2.1. Pembahasan hasil kekerasan komposit....................... 80
4.3. Hasil uji izod impak komposit ................................................ 81
4.3.1. Pembahasan hasil uji izod impak ................................. 82
4.4. Hasil dan pembahasan foto SEM ........................................... 83
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ........................................................................... 87
5.2. Saran..................................................................................... 88
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Continous fiber composite .................................................... 12
Gambar 2.2. Woven fiber composite ......................................................... 12
Gambar 2.3. Chopped fiber composite ...................................................... 12
Gambar 2.4. Hybrid composite .................................................................. 13
Gambar 2.5. Paticulate Composite ............................................................ 13
Gambar 2.6. Laminates Composites ......................................................... 14
Gambar 2.7. Rumus Struktur Kimia Karet Alam............ .... ........................ 18
Gambar 2.8. Reaksi antara sulfur dan molekul karet pada vulkanisasi ..... 30
Gambar 2.9. Dimensi Pengujian Tarik ....................................................... 35
Gambar 2.10. Kekerasan shore A dan shore D ........................................... 39
Gambar 2.11. Skematik Uji Impak ............................................................... 41
Gambar2.12. Skematik Pembebanan Uji impak Charpy dan Izod .............. 42
Gambar2.13. Geometris spesimen uji izod impak ASTM D-256-00 ........... 43
Gambar 2.14. Skema alat foto SEM ............................................................ 44
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian .......................................................... 45
Gambar 3.2. Mesin Two Roll Mill ............................................................... 47
Gambar 3.3. Rheo Meter ........................................................................... 48
Gambar 3.4. Mesin Vulkanisasi Kompon ................................................... 48
xv
Gambar 3.5. Oven ..................................................................................... 49
Gambar 3.6. Timbangan Digital ................................................................ 49
Gambar 3.7. Silicon Oil 100ml ................................................................... 50
Gambar 3.8. Gelas Ukur ............................................................................ 50
Gambar 3.9. Sarung Tangan ..................................................................... 51
Gambar 3.10. Mold atas dan bawah ............................................................ 51
Gambar 3.11. Frame ................................................................................... 52
Gambar 3.12. Mold untuk spesimen uji kekerasan ...................................... 52
Gambar 3.13. Gunting ................................................................................. 53
Gambar 3.14. Alat bantu lain ....................................................................... 53
Gambar 3.15. Alat Uji Tarik ......................................................................... 54
Gambar 3.16. Alat Uji Kekerasan Shore A .................................................. 55
Gambar 3.17. Alat Uji Impak izod ................................................................ 55
Gambar 3.18.Alat Uji Kadar Air .................................................................... 56
Gambar 3.19. Alat Foto Sem ........................................................................ 56
Gambar 3.20. Karet RSS (Ribbed Smoke Sheet) ........................................ 57
Gambar 3.21.Carbon Black ......................................................................... 58
Gambar 3.22. Zinc Oxide ............................................................................. 59
Gambar 3.23. Stearid Acid ........................................................................... 59
xvi
Gambar 3.24. Parafinnic Oil ........................................................................ 60
Gambar 3.25. MBTS .................................................................................... 61
Gambar 3.26. TMT....................................................................................... 61
Gambar 3.27. Sulfur...................................................................................... 62
Gambar 3.28. BHT ....................................................................................... 63
Gambar 3.29. Serat Rami ............................................................................ 63
Gambar 3.30. Aquades ................................................................................ 64
Gambar 3.31. NaOH .................................................................................... 64
Gambar 3.32. Cetakan Untuk Uji Kekerasan Tebal 12mm .......................... 71
Gambar 3.33. Spesimen Uji Kekerasan Shore A ......................................... 72
Gambar 3.34. Spesimen Uji Tarik ................................................................ 72
Gambar 3.35. Spesimen Uji Izod Impak ...................................................... 75
Gambar 4.1. Histogram Tegangan Rata-Rata Pada Pengujian Tarik.......... 78
Gambar 4.2. Histogram Regangan Rata-Rata Pada Pengujian Tarik ......... 78
Gambar 4.3. Histogram Kekerasan Rata-Rata Pada Komposit................... 80
Gambar 4.4. Histogram Harga Impak Rata-Rata Pada Komposit ................ 82
Gambar 4.5. Foto SEM Komposit Ebonit Berat Serat Rami 0 Phr............... 83
Gambar 4.6. Foto Sem Komposit Ebonit Berat Serat Rami 30 Phr.............. 84
Gambar 4.7. Foto Sem Komposit Ebonit Berat Serat Rami 50 Phr ............. 85
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sifat mekanik dari beberapa jenis serat .................................... 16
Tabel 2.2. Jenis-jenis Carbon Black .......................................................... 26
Tabel 3.1. Formulasi Komposisi Kompon .................................................. 70
Tabel 4.1. Hasil rata-rata pengujian tarik komposit .................................... 77
Tabel 4.2. Hasil rata – rata pengujian kekerasan komposit ....................... 80
Tabel 4.3. Hasil rata – rata harga pengujian impak izod ............................ 81
xviii
DAFTAR NOTASI
A
= Luas Penampang
(mm²)
E
= Modulus Elastisitas
(N/mm2)
L
= Panjang Akhir
(mm)
L₀
= Panjang Awal
(mm)
�
= TeganganTarik
(N/mm2)
ΔL
= Pemanjangan
(mm)
ε
= Regangan
(%)
HI
= Harga Impak
(J/mm2)
P
= Panjang
(mm)
L
= Lebar
(mm)
T
= Tinggi
(mm)
W
= Beban
(kg)
M
= Massa
(kg)
xix
DAFTAR LAMPIRAN
1. Tabel Hasil Uji Tarik
2. Tabel Hasil Uji Kekerasan
3. Tabel HasilUji Izod Impak
4. Surat Keterangan Tanda Uji
5. Surat Tanda Uji
6. Laporan Hasil Uji Rheometer
xx
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERBAHAN EBONIT
DENGAN KANDUNGAN SULFUR 30 PHR YANG
DIPERKUAT SERAT RAMI UNTUK KOMPONEN OTOMOTIF
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana S1
Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
FIKRIA FAWWAZ
D 200 110 007
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
ii
iii
iv
v
MOTTO
““Barang siapa yang keluar dalam menuntut ilmu maka ia adalah
seperti berperang di jalan Allah hingga pulang”
(H.R Tirmidzi)
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka
apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah dengan
sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan hanya pada Tuhanmulah
hendaknya kamu berharap”
(Q.S. Al Insyiroh: 6-8)
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat
Bagi manusia lainnya”
(Al Hadits)
“Sebaik-baik pekerjaan setelah iman adalah
Belas kasih sesama manusia”
(HR. Thabrani)
vi
PENGEMBANGAN KOMPOSIT BERBAHAN EBONIT DENGAN
KANDUNGAN SULFUR 30 PHR YANG DIPERKUAT SERAT RAMI
UNTUK KOMPONEN OTOMOTIF
Fikria Fawwaz, Joko Sedyono.
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan,Surakarta
Email : Fiikri13@gmail.com
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik, izod
impak dan kekerasan pada komposit berbahan ebonit dengan variasi
berat serat rami 0 phr, 30 phr dan 50 phr dan mengetahui hasil
permukaan komposit dengan melakukan foto SEM (Scanning Electron
microscopy).
Bahan pembuatan komposit yang digunakan adalah ebonit yang
diperkuat serat rami yang telah direndam NaOH 5% selama 2 jam.
Selanjutnya proses pencampuran karet dimulai dari mencampur karet
alam dengan bahan kimia dan serat rami dengan menggunakan mesin
two roll mill kemudian karet divulkanisasi menggunakan mesin press mold
dengan suhu 150°C.
Pengujian komposit menggunakan standar ASTM D-638-02 untuk
pengujian tarik, ASTM D-256-00 untuk uji izod impak dan SNI 0778:2009
untuk uji kekerasan. Hasil pengujian tarik komposit diperoleh tegangan
tertinggi yaitu pada komposit ebonit berat serat rami 30 Phr 32,84 N/mm2,
Sedangkan untuk regangan tertinggi mempunyai nilai 73% pada komposit
ebonit berat serat rami 50 Phr. Dari pengujian kekerasan dan izod impak
didapat nilai tertinggi masing-masing 97,70 skala shore A untuk kekerasan
dan 31,33 J/mm2 untuk harga impak pada komposit ebonit berat serat
rami 30 Phr. Berdasarkan pengamatan foto SEM yang telah dilakukan
disimpulkan bahwa masing-masing komposit serat rami memperlihatkan
adanya lubang-lubang udara pada permukaan komposit yang disebabkan
hilangnya serat dikarenakan interfacial adhesion antara serat dan matrik
sangat buruk.
Kata kunci : Komposit, Ebonit, Serat rami, NaOH
vii
DEVELOPMENT OF EBONITE-BASED COMPOSITE WITH SULPHUR
CONTENT OF 30 PHR STRENGTHENED WITH JUTE FIBER
FOR AUTOMOTIVE COMPONENTS
Fikria Fawwaz, Joko Sedyono.
Mechanical Engineering Faculty, Muhammadiyah University of Surakarta
A. Yani Street, Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email : Fiikri13@gmail.com
ABSTRACT
Purpose of the research was to know tensile strength, izod impact
and hardness of ebonit-based material with varied jute fiber weights of 0
Phr, 30 Phr and 50 Phr and to know results of composite surface by using
SEM (Scanning Electron microscopy) photograph.
Material of the composite was ebonit strengthened with jute fiber that
had been immersed in 5% NaOH for 2 hours. Then, process of rubber mix
started. Natural rubber mixed with chemical substances and jute fiber by
using a two-roll mill machine and the rubber was vulcanized by using mold
press machine at 150oC.
Test of the composite used standard ASTMD D-638-02 for tensile
strength, ASTM D-256-00 for izod impact test and SNI 0778:2009 for
hardness test. Results of the testing obtained the highest tensile strength
of 32.84 N/mm2 for ebonit composite strengthened with 30 Phr jute fiber.
Highest yield strength of 73% was found in ebonit composite with jute
fibers of 50 Phr. Hardness test and izod impact test found highest values
of 97.70 shore scale for hardness and 31.33 j/mm2 for izod impact in the
ebonite composite with fiber jute of 30 Phr. Based on observation of SEM
photographs, it can be concluded that each ebonite composite
strengthened with jute fiber indicated air bubbles on surface of the
composite that had been caused by very poor interfacial adhesion
between the fiber and matrix.
Key words: composite, ebonite, jute fiber, NaOH
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT
atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan
penelitian ini dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Pengembangan komposit berbahan
ebonit dengan kandungan sulfur 30 PHR yang diperkuat serat rami
untuk komponen otomotif “, dapat terselesaikan atas dukungan
dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis
dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan
rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada
:
1.
Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D, sebagai Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2.
Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua
Jurusan Teknik Mesin.
3.
Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purboputro. MT, selaku dosen
pembimbing akademik.
4.
Bapak Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D, selaku pembimbing
utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan
saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.
5.
Bapak Agus Yulianto, ST,MT. Selaku pembimbing pendamping
yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan
saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
6.
Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta
ix
yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama
mengikuti kegiatan kuliah.
7.
Bapak dan Ibu tercinta yang setiap waktu selalu mendo’akan,
memberi semangat dan dorongan, serta terimakasih atas
semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini
sehingga penulis semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Semua do’a dan kasih sayang yang tulus dari mu akan selalu
mengiringi langkahku.
8.
Adikku tersayang yang telah menyemangati dan mendo’akan
serta dukungannya atas terselesainya laporan ini, terimakasih.
9.
Sahabat, team seperjuanganku Rizki Pradhian, Dika Apr dan
Isnanto terimakasih atas bantuanya dan atas segala suka dan
duka
selama
penyelesaian
Tugas
Akhir
ini,
semoga
persaudaraan tetap terjaga sampai kapanpun.
10. Sahabat kos Putra Asri Herlambang PJ, Dwi W, Edy Nugroho,
Ferdian P. Kita berjumpa karena Allah SWT, dan berpisah juga
karena Allah SWT. Semoga tetap menjaga talisilaturahmi
sampai kapanpun.
11. Bapak Yudi Yunus selaku pemilik CV. Trinity Rajawali
Universal Surabaya.Terimakasih telah menyediakan tempat
untuk pembuatan kompon ini dan telah memberikan ilmu yang
sangat bermanfat bagi saya danTeman-teman.
12. Ibu Novi selalu kepala Laboratorium Riset Karet BBKKP
Yogyakarta. Terimakasih telah banyak membantu dalam
proses penengerjaan spesimen dalam Tugas Akhir ini.
Semoga ilmu ini bermanfaat kedepannya.
13. Rekan-rekan
mahasiswa
Teknik
Muhammadiyah Surakarta angkatan
memberi saran dan motivasi.
x
Mesin
2011,
Universitas
yang telah ikut
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari
sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat
membangun dari pembaca sangat
diharapkan.
penulis
dapat bermanfaat bagi
semoga
tugas
akhir
ini
Harapan
penulis dan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta,
Desember 2016
Penulis
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .............................................................. ii
HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ..................................................................... v
LEMBAR MOTTO .......................................................................................... vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................... vii
ABSTRAKSI ................................................................................................ viii
KATA PENGANTAR ...................................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xviii
DAFTAR NOTASI ....................................................................................... xix
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2. Perumusan Masalah ............................................................... 2
1.3. Batasan Masalah ..................................................................... 3
1.4. Tujuan Penelitian .................................................................... 4
1.5. Manfaat Penelitian .................................................................. 4
1.6. Sistematika Penulisan ............................................................. 5
xii
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................... 7
2.2. Landasan Teori ....................................................................... 9
2.2.1. Komposit ....................................................................... 9
2.2.1.1. Klasifikasi Komposit.......................................... 11
2.2.1.2. Unsur Utama Pembentuk komposit ................... 15
2.2.2. Karet Alam .................................................................... 17
2.2.3. Bahan-Bahan Kimia ...................................................... 20
2.2.4. Rancangan Kompon ..................................................... 28
2.2.5. Vulkanisasi .................................................................... 29
2.2.6. Ebonite.......................................................................... 30
2.2.7. Serat Rami .................................................................... 32
2.2.8. Perlakuan alkali............................................................. 33
2.2.9. PengujianTarik .............................................................. 34
2.2.10. Pengujian Kekerasan .................................................. 38
2.2.11. Pengujian Impak Izod ................................................. 39
2.2.12. Foto SEM .................................................................... 43
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian .......................................................... 45
3.2. Studi Literature dan Survey Lapangan .................................. 46
3.3. Alat – Alat Peneltian .............................................................. 46
3.3.1 Peralatan Penelitian ...................................................... 46
3.3.2 Peralatan Pengujian...................................................... 53
xiii
3.4. Bahan Penelitian ................................................................... 57
3.5 Lokasi Penelitian ................................................................... 65
3.6 Prosedur Penelitian ............................................................... 65
3.6.1. Tahap dalam proses perendaman serat rami ............. 65
3.6.2.Tahap dalam proses komponding................................ 66
3.6.3 Tahap dalam proses Vulkanisasi ................................ 68
3.7.Sampel Uji ............................................................................... 69
3.8. Pengujian Spesimen ............................................................. 70
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil uji tarik komposit........................................................... 77
4.1.1. Pembahasan hasil uji tarik komposit ............................ 79
4.2. Hasil uji kekerasan ................................................................ 79
4.2.1. Pembahasan hasil kekerasan komposit....................... 80
4.3. Hasil uji izod impak komposit ................................................ 81
4.3.1. Pembahasan hasil uji izod impak ................................. 82
4.4. Hasil dan pembahasan foto SEM ........................................... 83
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ........................................................................... 87
5.2. Saran..................................................................................... 88
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Continous fiber composite .................................................... 12
Gambar 2.2. Woven fiber composite ......................................................... 12
Gambar 2.3. Chopped fiber composite ...................................................... 12
Gambar 2.4. Hybrid composite .................................................................. 13
Gambar 2.5. Paticulate Composite ............................................................ 13
Gambar 2.6. Laminates Composites ......................................................... 14
Gambar 2.7. Rumus Struktur Kimia Karet Alam............ .... ........................ 18
Gambar 2.8. Reaksi antara sulfur dan molekul karet pada vulkanisasi ..... 30
Gambar 2.9. Dimensi Pengujian Tarik ....................................................... 35
Gambar 2.10. Kekerasan shore A dan shore D ........................................... 39
Gambar 2.11. Skematik Uji Impak ............................................................... 41
Gambar2.12. Skematik Pembebanan Uji impak Charpy dan Izod .............. 42
Gambar2.13. Geometris spesimen uji izod impak ASTM D-256-00 ........... 43
Gambar 2.14. Skema alat foto SEM ............................................................ 44
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian .......................................................... 45
Gambar 3.2. Mesin Two Roll Mill ............................................................... 47
Gambar 3.3. Rheo Meter ........................................................................... 48
Gambar 3.4. Mesin Vulkanisasi Kompon ................................................... 48
xv
Gambar 3.5. Oven ..................................................................................... 49
Gambar 3.6. Timbangan Digital ................................................................ 49
Gambar 3.7. Silicon Oil 100ml ................................................................... 50
Gambar 3.8. Gelas Ukur ............................................................................ 50
Gambar 3.9. Sarung Tangan ..................................................................... 51
Gambar 3.10. Mold atas dan bawah ............................................................ 51
Gambar 3.11. Frame ................................................................................... 52
Gambar 3.12. Mold untuk spesimen uji kekerasan ...................................... 52
Gambar 3.13. Gunting ................................................................................. 53
Gambar 3.14. Alat bantu lain ....................................................................... 53
Gambar 3.15. Alat Uji Tarik ......................................................................... 54
Gambar 3.16. Alat Uji Kekerasan Shore A .................................................. 55
Gambar 3.17. Alat Uji Impak izod ................................................................ 55
Gambar 3.18.Alat Uji Kadar Air .................................................................... 56
Gambar 3.19. Alat Foto Sem ........................................................................ 56
Gambar 3.20. Karet RSS (Ribbed Smoke Sheet) ........................................ 57
Gambar 3.21.Carbon Black ......................................................................... 58
Gambar 3.22. Zinc Oxide ............................................................................. 59
Gambar 3.23. Stearid Acid ........................................................................... 59
xvi
Gambar 3.24. Parafinnic Oil ........................................................................ 60
Gambar 3.25. MBTS .................................................................................... 61
Gambar 3.26. TMT....................................................................................... 61
Gambar 3.27. Sulfur...................................................................................... 62
Gambar 3.28. BHT ....................................................................................... 63
Gambar 3.29. Serat Rami ............................................................................ 63
Gambar 3.30. Aquades ................................................................................ 64
Gambar 3.31. NaOH .................................................................................... 64
Gambar 3.32. Cetakan Untuk Uji Kekerasan Tebal 12mm .......................... 71
Gambar 3.33. Spesimen Uji Kekerasan Shore A ......................................... 72
Gambar 3.34. Spesimen Uji Tarik ................................................................ 72
Gambar 3.35. Spesimen Uji Izod Impak ...................................................... 75
Gambar 4.1. Histogram Tegangan Rata-Rata Pada Pengujian Tarik.......... 78
Gambar 4.2. Histogram Regangan Rata-Rata Pada Pengujian Tarik ......... 78
Gambar 4.3. Histogram Kekerasan Rata-Rata Pada Komposit................... 80
Gambar 4.4. Histogram Harga Impak Rata-Rata Pada Komposit ................ 82
Gambar 4.5. Foto SEM Komposit Ebonit Berat Serat Rami 0 Phr............... 83
Gambar 4.6. Foto Sem Komposit Ebonit Berat Serat Rami 30 Phr.............. 84
Gambar 4.7. Foto Sem Komposit Ebonit Berat Serat Rami 50 Phr ............. 85
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sifat mekanik dari beberapa jenis serat .................................... 16
Tabel 2.2. Jenis-jenis Carbon Black .......................................................... 26
Tabel 3.1. Formulasi Komposisi Kompon .................................................. 70
Tabel 4.1. Hasil rata-rata pengujian tarik komposit .................................... 77
Tabel 4.2. Hasil rata – rata pengujian kekerasan komposit ....................... 80
Tabel 4.3. Hasil rata – rata harga pengujian impak izod ............................ 81
xviii
DAFTAR NOTASI
A
= Luas Penampang
(mm²)
E
= Modulus Elastisitas
(N/mm2)
L
= Panjang Akhir
(mm)
L₀
= Panjang Awal
(mm)
�
= TeganganTarik
(N/mm2)
ΔL
= Pemanjangan
(mm)
ε
= Regangan
(%)
HI
= Harga Impak
(J/mm2)
P
= Panjang
(mm)
L
= Lebar
(mm)
T
= Tinggi
(mm)
W
= Beban
(kg)
M
= Massa
(kg)
xix
DAFTAR LAMPIRAN
1. Tabel Hasil Uji Tarik
2. Tabel Hasil Uji Kekerasan
3. Tabel HasilUji Izod Impak
4. Surat Keterangan Tanda Uji
5. Surat Tanda Uji
6. Laporan Hasil Uji Rheometer
xx