Tempat Dan Waktu Penelitian Alat dan Bahan

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian

Tempat dan waktu penelitian dibagi dalam dua tahap, yaitu pengolahan serat dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin menggunakan mesin pencacah halus serta pembuatan spesimen di laboratorium Polimer Fakultas MIPA USU menggunakan mesin hotpress, sedangkan pengujian tarik terhadap spesimen dilaksanakan di Pusat Riset Impak dan Keretakan Program Magister Teknik Mesin FT-USU menggunakan alat uji Shimadzu Servopulser, Penelitian dilakukan mulai 18 November 2014 s.d 20 Mei 2015.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat 3.2.1.1 Mesin Pencacah Mesin pencacah halus serat, berfungsi untuk mencacah serat Tandan Kosong Kelapa Sawit TKKS menjadi serat ukuran ± 3 s.d 5 mm. Mesin pencacah tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.1 di bawah ini dan spesifikasinya pada Tabel 3.1. Gambar 3.1 Mesin Pencacah 5 1 2 3 4 Universitas Sumatera Utara Keterangan gambar: 1. Saluran masuk 2. Pisau pencacah 3. Puli 4. Motor 5. Saluran keluar Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Pencacah Spesifikasi Satuan Besaran Jenis Motor Listrik Induksi Daya Keluaran HPkW 1 0,75 Frekuensi Hz 50 Voltage V 220 Arus Listrik A 8 Putaran Mesin rpm 1450 Fase 1 Suhu Operasi 60 3.2.1.2 Neraca Digital Neraca digital berfungsi untuk menimbang massa bahan-bahan yang akan digunakan pada pembuatan komposit dengan ketelitian 0,01 gr. Neraca digital tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.2 di bawah ini. Gambar 3.2 Neraca Digital Universitas Sumatera Utara 3.2.1.3 Cetakan Uji Tarik Cetakan uji tarik ini terbuat dari plat besi dengan panjang 190 mm, lebar 155m dan tebal plat 3,6 mm. Cetakan tersebut kemudian diberi 3 lubang dengan ukuran standar ASTM D638 - Tipe I yang terlihat seperti pada Gambar 3.3 di bawah ini. Cetakan ini juga dilengkapi dengan alas cetakan dan tutup cetakan. Gambar 3.3 Cetakan uji tarik Alas cetakan dan tutup cetakan berfungsi sebagai tempat landasan serta penutup cetakan yang dapat menahan luapan cairan komposit yang telah dituang kedalam cetakan. Alas cetakan dan tutup cetakan ini terbuat dari plat besi seperti yang terlihat pada Gambar 3.4 di bawah ini. Gambar 3.4 Alas dan tutup cetakan Universitas Sumatera Utara 3.2.1.5 Mesin Hot Press Mesin Hot Press berfungsi sebagai pemanas cetakan yang telah diisi cairan komposit polimer serat TKKS. Diawali dengan menuangkan resin dan reinforcement dengan viskositas yang tinggi ke dalam cetakan pada suhu pemakaian 75 , kemudian cetakan ditutup dan penekanan terhadap material komposit tersebut, sehingga terjadi perubahan kimia yang menyebabkan mengerasnya material komposit secara permanen mengikuti bentuk cetakan. Adapun tahapan pemakaian dari mesin hot press tersebut adalah sebagai berikut: 1. Hidupkan tombol power on of 2. Setel suhu pemanasan ke suhu 75 3. Turunkan dudukan hidrolik mesin hot press 4. Masukkan cetakan yang telah diisi cairan komposit 5. Naikkan kembali dudukan hidrolik mesin hot press tekan sampai rapat 6. Tunggu 10 menit, kemudian angkat dan keluarkan cetakan dari mesin hot press 7. Lakukan hal yang sama untuk pencetakan berikutnya Gambar mesin hot press dapat dilihat pada Gambar 3.5 di bawah ini. Gambar 3.5 Mesin Hot Press 1 2 3 4 Universitas Sumatera Utara Keterangan gambar: 5. Rangka penahan 6. Hidrolik 7. Heater 8. Dudukan Hot Press 3.2.1.4 Alat Pendukung Alat-alat lain yang diperlukan untuk membentuk sampel uji yaitu gunting, pisau, gelas ukur, penggaris dan jangka sorong, sarung tangan, pengaduk, masker dan lain-lain. Dapat dilihat pada Gambar 3.6 di bawah ini. Gambar 3.6 Alat Pendukung 3.2.2 Bahan 3.2.2.1 Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit Serat TKKS yang dimaksud disini adalah serat TKKS yang telah kering selanjutnya dicacah dengan menggunakan mesin pencacah halus dengan kisaran panjang ± 3mm s.d 5mm. Hasil serat TKKS yang telah dicacah dengan menggunakan mesin pencacah halus seperti ditunjukkan pada Gambar 3.7 di bawah ini. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.7 Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit 3.2.2.2 Resin BTQN 157 EX Jenis resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis resin BTQN 157 EX, yang merupakan polimer Thermoset dengan struktur rantai karbon yang panjang. Resin BTQN 157 EX ini berfungsi sebagai matrik. Matrik jenis ini memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya. Resin BTQN 157 EX seperti ditunjukkan pada Gambar 3.8 di bawah ini. Gambar 3.8 Resin BTQN 157 EX Universitas Sumatera Utara 3.2.2.3 Poliuretan Poliuretan Blowing Agent berfungsi membentuk busa dengan munculnya gelembung - gelembung kecil untuk menghasilkan struktur bangunan sel-sel yang berongga. Pada penelitian ini poliuretan dibentuk dengan menggabungkan polyol dan isosianate seperti ditunjukkan pada Gambar 3.9 di bawah ini. a b Gambar 3.9 a Polyol ; b Isosianate 3.2.2.4 Katalis MEKPO Katalis MEKPO Methyl Ethyl Keton Peroksida berfungsi untuk mengatur waktu pembentukan gelembung blowing Agent sehingga tidak mengembang secara berlebihan atau terlalu cepat mengeras yang dapat Universitas Sumatera Utara mengakibatkan terhambatnya pembentukan gelembung, katalis tersebut dapat ditunjukkan seperti Gambar 3.10 di bawah ini. Gambar 3.10 Katalis MEKPO 3.2.2.5 Wax Wax atau biasa disebut maximum mold release wax digunakan untuk melapisi cetakan dan berfungsi juga sebagai pelekang pada cetakan yang akan dibuat. Wax merupakan bahan yang sangat mendukung dalam proses pembuatan struktur ini. Wax berbentuk padat menyerupai sabun berwarna kuning dan dioleskan pada seluruh bagian permukaan cetakan. Wax dapat ditunjukkan seperti Gambar 3.11 di bawah ini. Gambar 3.11 Wax Universitas Sumatera Utara 3.2.2.6 Larutan NaOH Larutan NaOH juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik yang berfungsi menghilangkan minyak yang masih terdapat pada serat. Larutan NaOH ini dibuat dengan cara menggabungkan butiran NaOH dengan aquades yang dilarutkan ke dalam air. Adapun gambar butiran NaOH, aquades dan larutan NaOH tersebut dapat kita lihat pada Gambar 3.12 s.d 3.14. Gambar 3.12 Butiran NaOH Gambar 3.13 Aquades Universitas Sumatera Utara Gambar 3.14 Larutan NaOH

3.3 Proses Pembuatan Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit