Pengaruh Perlakuan Alkali (NaOH) Terhadap Sifat Mekanik Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat Buah Pinang
PENGARUH PERLAKUAN ALKALI (NaOH)
TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT EPOKSI
BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH PINANG
SKRIPSI
Oleh
RIZKY SALAAM RITONGA
080405046
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2014
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PERLAKUAN ALKALI (NaOH)
TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT EPOKSI
BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH PINANG
SKRIPSI
Oleh
RIZKY SALAAM RITONGA
080405046
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2014
ii
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH PERLAKUAN ALKALI (NaOH) TERHADAP SIFAT
MEKANIK KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil
karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 10 Juli 2014
Rizky Salaam Ritonga
NIM 080405046
iii
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi
dengan judul “Pengaruh Perlakuan Alkali (NaOH) Terhadap
Sifat Mekanik
Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat Buah Pinang”, berdasarkan hasil
penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil Penelitian ini diharapkan dapat memberi gambaran kepada dunia industri
tentang pemanfaatan serat buah pinang yang dapat diolah lebih lanjut sehingga
didapat serat buah pinang yang memiliki potensi untuk dijadikan pengisi dalam
pembuatan komposit polimer. Karya ilmiah ini telah diterima untuk terbit pada
Jurnal Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara dengan judul “Pengaruh Perlakuan
Alkali (NaOH) Terhadap Sifat Mekanik Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat
Buah Pinang”.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak M. Hendra S. Ginting, ST, MT. selaku Dosen Pembimbing atas
kesabarannya dalam membimbing penulis pada penyusunan dan penulisan
skripsi ini.
2. Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc. selaku Dosen Penguji I yang telah
memberikan saran dan masukan yang membangun dalam peulisan skripsi ini.
3. Ibu Dr. Halimatuddahliana, ST, M.Sc. selaku Dosen Penguji II
yang telah
memberikan saran dan masukan yang membangun dalam peulisan skripsi ini.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT. selaku koordinator penelitian.
5. Bapak Rahmad di Universitas Negeri Medan yang telah bersedia membantu
penulis dalam pengujian sampel.
v
Universitas Sumatera Utara
6. Staf pegawai Laboratorium Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
yang membantu penulis dalam pengujian sampel.
7. Akhmad Nadji Shabiri, selaku partner penelitian penulis.
8. Rekan-rekan stambuk 2008 Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara yang
telah membantu dan mendukung penulis dalam penyelesaian laporan ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga
ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan,
Juli 2014
Penulis
Rizky Salaam Ritonga
vi
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, karunia, dan
kesempatan menggenggam ilmu dari-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi yang berjudul “Pengaruh Perlakuan Alkali (NaOH) Terhadap Sifat Mekanik
Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat Buah Pinang”.
Dengan mengucapkan syukur Alhamdulillah, skripsi ini kupersembahkan
untuk orang-orang yang kusayangi:
1. Ayah dan mama, dua orang terhebat di dunia ini, motivator terbesar dalam
hidupku, atas kesabaran dan kasih sayangmu yang mengantarkan ku sampai
sekarang ini, doa mu selalu mengiringi langkahku, senyummu senantiasa jadi
penyemangatku.
2. Keluarga besar yang selalu mendukung dan memberikan bantuan sehingga
skripsi ini dapat selesai.
3. Seluruh staf pengajar dan pegawai di lingkungan Teknik Kimia USU yang
sudah memberikan banyak ilmu, nasehat, dan bantuan sehingga aku dapat
menamatkan studiku.
4. Sahabat-sahabatku Jaed, Gendut, Mora, Saprik, dan Sandi yang sudah banyak
membantu dan memberi dukungan atas selesainya skripsi ini. Sukses untuk kita
semua.
5. Gaby Tiffani Safria yang selalu mengingatkan untuk tetap fokus mengejar citacita dan selalu mendukung apapun yang aku perbuat.
6. Sahabat-sahabat dari SMA, rekan-rekan stambuk 2008 seperjuangan khususnya
Naji, Anggi, Mail, dan Fahri, dan teman-temanku yang tidak bisa ku sebutkan
satu-persatu.
Terimakasih atas semuanya. Ini halaman terakhir dan paling malas aku
kerjakan, karena semua yang kalian berikan tidak sebanding dengan kata-kata.
“Imagination is more than important than knowledge, knowledge is limited;
imagination encircles the world”
–Albert Einstein –
vii
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Rizky Salaam Ritonga
NIM: 080405046
Tempat/tgl lahir: Jakarta, 4 Oktober 1990
Nama orang tua: Drs. Muhammad Arif Ritonga, M.Pd
Alamat orang tua:
Jalan Sumantri Brojonegoro No. 50, Desa Laut Dendang,
Kecamatan Percut Sei Tuan, Deli Serdang, 20371
Asal Sekolah
SD Swasta Budisatrya Medan tahun 1996-2002
SMP Negeri 27 Medan tahun 2002-2005
SMA Negeri 1 Medan tahun 2005-2008
Pengalaman organisasi:
1. HIMATEK periode 2011-2012 sebagai Anggota Bidang Pendidikan dan
Kaderisasi
viii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbandingan fraksi
volum serat buah pinang dengan epoksi dan pengaruh konsentrasi alkali (NaOH)
terhadap sifat mekanik komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang yang
dihasilkan. Bahan yang digunakan antara lain serat buah pinang yang didapat dari
supplier buah pinang di Stabat, epoksi, dan natrium hidroksida. Variabel-variabel
yang digunakan antara lain variasi fraksi volum epoksi dengan serat buah pinang dan
variasi konsentrasi NaOH yang digunakan dalam perendaman serat. Pembuatan
komposit ini dimulai dengan penyiapan serat yang digunakan sebagai pengisi yakni
serat pinang dipisahkan dari kulit terluar, dibersihkan, dan dikeringkan. Kemudian
serat tersebut direndam dalam larutan NaOH dengan masing-masing konsentrasi
selama 1 jam, dicuci dengan air hingga pH netral, dan dikeringkan di dalam oven
hingga berat serat konstan. Serat yang telah direndam, digiling di dalam ball mill
hingga serat halus dan membentuk partikel kemudian diayak dengan ayakan ukuran
50 mesh. Setelah serat siap digunakan sebagai pengisi, serat tersebut dicampur
hingga merata dengan epoksi dan epoksi hardener dan dicetak dengan menggunakan
cetakan. Kemudian komposit didiamkan di dalam cetakan selama 1 hari dalam suhu
ruangan. Setelah itu, komposit dikeluarkan dari cetakan dan dilakukan pengujian
pada masing-masing sampel, yakni uji Fourier Transform-Infra Red (FT-IR), uji
kekuatan tarik, uji kekuatan lentur, uji kekuatan bentur, uji daya serap air, dan uji
Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil penelitian memperlihatkan kekuatan
komposit secara umum meningkat seiring dengan meningkatnya pengisi dan
konsentrasi NaOH. Kekuatan tarik maksimum berada pada rasio epoksi-serat pinang
60:40 dan konsentrasi alkali 2 % sebesar 19,311 MPa, sedangkan kekuatan tarik
minimum sebesar 10,653 MPa. Kekuatan lentur maksimum berada pada rasio 60:40
dan konsentrasi alkali 2% sebesar 50,36 MPa, sedangkan kekuatan lentur minimum
sebesar 28,05 MPa. Kekuatan bentur maksimum berada pada rasio 60:40 dan
konsentrasi alkali 2% sebesar 6698,6 J/m2 , sedangkan kekuatan bentur minimum
sebesar 4996,97 J/m2 . Selain itu, perlakuan alkali pada serat menunjukkan perubahan
pada puncak yang didapat pada uji FT-IR serta daya serap air yang meningkat seiring
dengan meningkatnya pengisi pada komposit. Komposisi dan konsentrasi yang
menunjukkan kekuatan optimum berada pada rasio epoksi-serat pinang 60:40 dan
konsentrasi 2%.
Kata kunci: Natrium hidroksida (NaOH), serat buah pinang, komposit, sifat-sifat
mekanik
ix
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This research aims to determine the effect of fiber volume fraction of areca
with epoxy and the influence of the concentration of alkali (NaOH) on mechanical
properties of composites epoxy-areca fiber particle. The materials were used are
areca fiber that obtained from supplier in Stabat, epoxy, and sodium hydroxide. The
variables used include epoxy variation with fiber volume fractions of areca nut and
concentration variation of of NaOH used in the immersion of the fiber. Composite
manufacture started with the preparation of the fiber that used as a filler is separated
from the outer shell, cleaned, and dried. Then the fiber was soaked in a solution of
NaOH with each concentration for 1 hour, washed with water until neutral pH, and
dried in an oven until constant weight fiber. Fibers that have been soaked, milled in a
ball mill until particles formed and then sieved with a 50 mesh sieve. After the fiber
is ready for use as a filler, the fiber evenly mixed with epoxy and epoxy hardener
then put it in the molds. Then composite stay in the mold for 1 day at room
temperature. After that, the composite ejected from the mold and do testing on each
sample, the test were Fourier Transform Infra Red (FT-IR) test, tensile strength test,
flexural strength test, impact strength test, water absorption test, and Scanning
Electron Microscopy (SEM) test. The results showed the general strength of the
composite increases with the increase of filler and NaOH concentration. Maximum
tensile strength was obtained in epoxy-areca ratio 60: 40 and 2% of alkali
concentration in amount 19,311 MPa, otherwise minimum tensile strength was
10,653 MPa. Maximum bending strength was obtained in epoxy-areca ratio 60: 40
and 2% of alkali concentration in amount 50,36 MPa, otherwise minimum bending
strength was 28,05 MPa. Maximum impact strength was obtained in epoxy-areca
ratio 60: 40 and 2% of alkali concentration in amount 6698,6 J/m2 , otherwise
minimum impact strength was 4996,97 J/m2 . Moreover, alkali treatment of the fibers
showed changes in peak that obtained on FT-IR test and water absorption increases
with increasing of filler in composites. The optimum composition and concentration
was obtained in ratio of epoxy and areca fiber at 60:40 and 2% of alkali
concentration.
Keywords: Sodium hydroxide (NaOH), areca fiber, composites, mechanical
properties
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
iii
PENGESAHAN
iv
PRAKATA
v
DEDIKASI
vii
RIWAYAT HIDUP
viii
ABSTRAK
ix
ABSTRACT
x
DAFTAR ISI
xi
DAFTAR GAMBAR
xv
DAFTAR TABEL
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
xviii
DAFTAR SINGKATAN
xix
DAFTAR SIMBOL
xx
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
3
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
1.5.1 Lokasi Penelitian
4
1.5.2 Bahan Baku Yang Digunakan
4
1.5.3 Variabel Yang Digunakan
4
1.5.4 Analisa Hasil Penelitian
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 KOMPOSIT
5
2.1.1 Bahan Komposit Partikel (Particulate Composite)
6
2.1.2 Bahan Komposit Serat (Fiber Composite)
7
2.2 EPOKSI
7
xi
Universitas Sumatera Utara
2.3 SERAT BUAH PINANG
8
2.4 ALKALISASI
9
2.5 PROSES PABRIKASI KOMPOSIT
10
2.5.1 Open Molding Process (Pencetakan Terbuka)
10
2.5.2 Close Molding Process (Pencetakan Tertutup)
11
2.6 PENGUJIAN KOMPOSIT
13
2.6.1 Karakteristik Fourier Transform-Infra Red (FT-IR)
13
2.6.2 Pengujian Kekuatan Tarik (Tensile Strength) ASTM D 638
13
2.6.3 Pengujian Kekuatan Bengkok (Bending Strength) ASTM D 790
15
2.6.4 Pengujian Kekuatan Bentur (Impact Strength) ASTM D 481217
11
2.6.5 Analisa Penyerapan Air (Water Absorption) ASTM D 570
20
2.6.5 Analisa Scanning Electron Microscope (SEM)
20
2.7 APLIKASI DAN KEGUNAAN PRODUK KOMPOSIT
20
2.8 ANALISIS BIAYA
22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
24
3.1 LOKASI PENELITIAN
24
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
24
3.2.1 Bahan
24
3.2.2 Peralatan
24
3.3 PROSEDUR PENELETIAN
25
3.3.1 Pengambilan Serat Buah Pinang
25
3.3.2 Perlakuan Alkali Serat Buah Pinang
25
3.3.3 Pembuatan Partikel Serat Buah Pinang
25
3.3.4 Pembuatan Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat Buah
Pinang
26
3.3.5 Pengujian Kommposit
26
3.3.5.1 Karakteristik Fourier Transform-Infra Red (FT-IR)
26
3.3.5.2 Pengujian Kekuatan Tarik (Tensile Strength) ASTM D
638 Tipe IV
26
3.3.5.3 Pengujian Kekuatan Lentur (Bending Strength) ASTM D
790
27
xii
Universitas Sumatera Utara
3.3.5.4 Pengujian Kekuatan Bentur (Impact Strength) ASTM D
4812-11
28
3.3.5.5 Analisa Penyerapan Air (Water Absorption) ASTM D
570
28
3.3.5.6 Pengujian Analisa Scanning Electron Microscopy
(SEM)
28
3.4 FLOWCHART PENELITIAN
29
3.4.1 Flowchart Pengambilan Serat Buah Pinang
29
3.4.2 Flowchart Perlakuan Alkali Serat Buah Pinang
29
3.4.3 Flowchart Pembuatan Partikel Serat Buah Pinang
30
3.4.4 Flowchart Pembuatan Komposit Epoksi Berpengisi Partikel
Serat Buah Pinang
30
3.4.5 Flowchart Pengujian Komposit
31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
32
4.1 KARAKTERISTIK FT-IR (FOURIER TRANSFORM-INFRA RED)
EPOKSI, SERAT BUAH PINANG, DAN KOMPOSIT EPOKSI
BERPENGISI SERAT BUAH PINANG
32
4.1.1 Karakteristik FT-IR Epoksi
32
4.1.2 Karakteristik FT-IR Serat Buah Pinang Tanpa Perlakuan Alkali
33
Dan Dengan Perlakuan Alkali
4.1.3 Karakteristik FT-IR Komposit Epoksi Berpengisi Serat Buah
Pinang
36
4.2 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)
KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
39
4.3 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP MODULUS ELASTISITAS (ELASTIC MODULUS)
KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
41
4.4 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS
42
xiii
Universitas Sumatera Utara
(ELONGATION AT BREAK) KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI
PARTIKEL SERAT BUAH PINANG
4.5 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP KEKUATAN LENTUR (BENDING STRENGTH)
KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
44
4.6 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP KEKUATAN BENTUR (IMPACT STRENGTH)
KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
45
4.7 PENGARUH KOMPOSISI TERHADAP PENYERAPAN AIR
(WATER ABSORPTION) KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI
PARTIKEL SERAT BUAH PINANG
47
4.8 ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) EPOKSI
DAN KOMPOSIT PARTIKEL EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL
SERAT BUAH PINANG
48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
50
5.1 KESIMPULAN
50
5.1 SARAN
51
DAFTAR PUSTAKA
52
LAMPIRAN
55
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Uji Tarik ASTM D 638
14
Gambar 2.2
Penampang Uji Bengkok
16
Gambar 2.3
Spesimen V-Notch Metoda Charpy dan Izod
17
Gambar 2.4
Peralatan Uji Bentur
19
Gambar 2.5
Cover Kaca Spion Mobil Dari Komposit Epoksi
21
Gambar 3.1
Contoh Skema Spesimen Uji Tarik
27
Gambar 3.2
Ukuran Dimensi Spesimen Kekuatan Lentur ASTM D-790
27
Gambar 3.3
Ukuran Dimensi Spesimen Metoda Izod ASTM D 4812-11
28
Gambar 3.4
Flowchart Pengambilan Serat Buah Pinang
29
Gambar 3.5
Flowchart Perlakuan Alkali Serat Buah Pinang
29
Gambar 3.6
Flowchart Pembuatan Partikel Serat Buah Pinang
30
Gambar 3.7
Flowchart Pembuatan Komposit Epoksi
Berpengisi Partikel Serat Buah Pinang
30
Gambar 3.8
Flowchart Pengujian Komposit
31
Gambar 4.1
Karakteristik FT-IR Epoksi
32
Gambar 4.2
Rumus Molekul Epoksi
32
Gambar 4.3
Karakteristik FT-IR Serat Buah Pinang Tanpa Perlakuan
Alkali
Gambar 4.4
33
Karakteristik FT-IR Serat Buah Pinang Dengan Perlakuan
Alkali
Gambar 4.5
34
Perbandingan Karakteristik FT-IR Serat Buah Pinang Tanpa
Perlakuan Alkali dan Serat Pinang Dengan Perlakuan Alkali
Gambar 4.6
Karakteristik FT-IR Komposit Epoksi Berpengisi
Serat Buah Pinang
Gambar 4.7
Gambar 4.8
35
36
Karakteristik FT-IR Epoksi, Serat Buah Pinang,
dan Komposit Epoksi Berpengisi Serat Buah Pinang
37
Kemungkinan Ikatan Antara Resin dengan Serat Alam
38
xv
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap
Kekuatan Tarik Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.10
39
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap
Modulus Elastisitas Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.11
41
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap Sifat
Pemanjangan Pada Saat Putus Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.12
42
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap
Kekuatan Lentur Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.13
44
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap
Kekuatan Bentur Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.14
45
Pengaruh Komposisi Terhadap Penyerapan Air (Water
Absorption) Komposit Epoksi Berpengisi Partikel
Serat Buah Pinang
47
Gambar 4.15
Hasil Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM)
48
Gambar C.1
Partikel Serat Buah Pinang
58
Gambar C.2
Komposit Partikel Epoksi Berpengisi Serat Buah Pinang
59
Gambar C.3
Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Tensile
59
Gambar C.4
Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Flexural
60
Gambar C.5
Alat Impact Tester GOTECH
60
Gambar C.6
FT-IR SHIMADZU IR-PRESTIGE 21
61
Gambar C.7
SEM ZEISS EVO MA 10
61
xvi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Spesifikasi Resin Epoksi
8
Tabel 2.2
Komposisi Kimia Dari Beberapa Serat Alam
9
Tabel 2.3
Perbandingan Harga antara Serat Alam dan Serat Sintetik
21
Tabel 2.4
Rincian Biaya Pembuatan Komposit Epoksi Berpengisi
Serat Buah Pinang
22
Tabel 2.5
Perkiraan Rincian Biaya Pembuatan Produk
23
Tabel A.1
Data Hasil Kekuatan Tarik
55
Tabel A.2
Data Hasil Kekuatan Lentur
55
Tabel A.3
Data Hasil Kekuatan Bentur
56
Tabel A.4
Data Hasil Penyerapan Air
56
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lamipran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Data Penelitian
55
1.1 Data Hasil Kekuatan Tarik (MPa)
55
1.2 Data Hasil Kekuatan Lentur (MPa)
55
1.3 Data Hasil Kekuatan Bentur (J/m2 )
56
1.4 Data Hasil Penerapan Air (%)
56
Contoh Perhitungan
57
2.1 Perhitungan Penyerapan Air Komposit
57
Dokumentasi Penelitian
58
3.1 Partikel Serat Buah Pinang
58
3.2 Komposit Partikel Epoksi Berpengisi Serat Buah
Pinang
59
3.3 Alat Universal Testing Machine (UTM) Gotech AL7000M Grid Tensile
59
3.4 Alat Universal Testing Machine (UTM) Gotech AL7000M Grid Flexural
60
3.5 Alat Impact Tester Gotech
60
3.6 Fourier-Transform Infra-Red (FTIR) Shimadzu IrPrestige 21
61
3.7 Scanning Electron Microscopy (SEM) Zeiss Evo MA
10
61
xviii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ASTM
American Standart Testing Machine
EM
Electron Microscopy
FT-IR
Fourirer Transform-Infra Red
RTM
Resin Transfer Molding
SEI
Secondary Electron Image
SEM
Scanning Electron Microscopy
TEM
Transmission Electron Microscopy
UTS
Ultimate Tensile Strength
xix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
α
Sudut pendulum sebelum diayunkan
β
Sudut ayunan pendulum setelah mematahkan
spesimen
Defleksi
Δl
mm
Pertambahan panjang
Enginering Strain
b
A0
Enginering Stress
N/m2
Kekuatan bending
MPa
Luas penampang awal spesimen sebelum
m2
diberikan pembebanan
b
Lebar spesimen
mm
D
Kekakuan
N/mm2
d
Tebal spesimen
mm
E
Modulus Elastisitas atau Modulus Young
N/m2
Eb
Modulus elastisitas
MPa
Esrp
Energi serap
J
Fmaks
Beban yang diberikan terhadap penampang
N
spesimen
g
Percepatan gravitasi
m/s2
HI
Harga Impact
J/mm2
I
Momen inersia
mm4
L
Jarak antara titik tumpuan
mm
l0
Panjang mula-mula spesimen sebelum
pembebanan
M
Momen bending
m
Berat pendulum
kg
P
Beban yang diberikan
N
R
Panjang lengan
m
xx
Universitas Sumatera Utara
We
Berat komposit setelah perendaman
g
Wg
Persentase pertambahan berat komposit
g
Wo
Berat komposit sebelum perendaman
g
xxi
Universitas Sumatera Utara
TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT EPOKSI
BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH PINANG
SKRIPSI
Oleh
RIZKY SALAAM RITONGA
080405046
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2014
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PERLAKUAN ALKALI (NaOH)
TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT EPOKSI
BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH PINANG
SKRIPSI
Oleh
RIZKY SALAAM RITONGA
080405046
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JULI 2014
ii
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH PERLAKUAN ALKALI (NaOH) TERHADAP SIFAT
MEKANIK KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil
karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini
bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi
sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, 10 Juli 2014
Rizky Salaam Ritonga
NIM 080405046
iii
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan
karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi
dengan judul “Pengaruh Perlakuan Alkali (NaOH) Terhadap
Sifat Mekanik
Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat Buah Pinang”, berdasarkan hasil
penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil Penelitian ini diharapkan dapat memberi gambaran kepada dunia industri
tentang pemanfaatan serat buah pinang yang dapat diolah lebih lanjut sehingga
didapat serat buah pinang yang memiliki potensi untuk dijadikan pengisi dalam
pembuatan komposit polimer. Karya ilmiah ini telah diterima untuk terbit pada
Jurnal Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara dengan judul “Pengaruh Perlakuan
Alkali (NaOH) Terhadap Sifat Mekanik Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat
Buah Pinang”.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak M. Hendra S. Ginting, ST, MT. selaku Dosen Pembimbing atas
kesabarannya dalam membimbing penulis pada penyusunan dan penulisan
skripsi ini.
2. Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc. selaku Dosen Penguji I yang telah
memberikan saran dan masukan yang membangun dalam peulisan skripsi ini.
3. Ibu Dr. Halimatuddahliana, ST, M.Sc. selaku Dosen Penguji II
yang telah
memberikan saran dan masukan yang membangun dalam peulisan skripsi ini.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT. selaku koordinator penelitian.
5. Bapak Rahmad di Universitas Negeri Medan yang telah bersedia membantu
penulis dalam pengujian sampel.
v
Universitas Sumatera Utara
6. Staf pegawai Laboratorium Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara
yang membantu penulis dalam pengujian sampel.
7. Akhmad Nadji Shabiri, selaku partner penelitian penulis.
8. Rekan-rekan stambuk 2008 Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara yang
telah membantu dan mendukung penulis dalam penyelesaian laporan ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu
penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga
ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan,
Juli 2014
Penulis
Rizky Salaam Ritonga
vi
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, karunia, dan
kesempatan menggenggam ilmu dari-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi yang berjudul “Pengaruh Perlakuan Alkali (NaOH) Terhadap Sifat Mekanik
Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat Buah Pinang”.
Dengan mengucapkan syukur Alhamdulillah, skripsi ini kupersembahkan
untuk orang-orang yang kusayangi:
1. Ayah dan mama, dua orang terhebat di dunia ini, motivator terbesar dalam
hidupku, atas kesabaran dan kasih sayangmu yang mengantarkan ku sampai
sekarang ini, doa mu selalu mengiringi langkahku, senyummu senantiasa jadi
penyemangatku.
2. Keluarga besar yang selalu mendukung dan memberikan bantuan sehingga
skripsi ini dapat selesai.
3. Seluruh staf pengajar dan pegawai di lingkungan Teknik Kimia USU yang
sudah memberikan banyak ilmu, nasehat, dan bantuan sehingga aku dapat
menamatkan studiku.
4. Sahabat-sahabatku Jaed, Gendut, Mora, Saprik, dan Sandi yang sudah banyak
membantu dan memberi dukungan atas selesainya skripsi ini. Sukses untuk kita
semua.
5. Gaby Tiffani Safria yang selalu mengingatkan untuk tetap fokus mengejar citacita dan selalu mendukung apapun yang aku perbuat.
6. Sahabat-sahabat dari SMA, rekan-rekan stambuk 2008 seperjuangan khususnya
Naji, Anggi, Mail, dan Fahri, dan teman-temanku yang tidak bisa ku sebutkan
satu-persatu.
Terimakasih atas semuanya. Ini halaman terakhir dan paling malas aku
kerjakan, karena semua yang kalian berikan tidak sebanding dengan kata-kata.
“Imagination is more than important than knowledge, knowledge is limited;
imagination encircles the world”
–Albert Einstein –
vii
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Rizky Salaam Ritonga
NIM: 080405046
Tempat/tgl lahir: Jakarta, 4 Oktober 1990
Nama orang tua: Drs. Muhammad Arif Ritonga, M.Pd
Alamat orang tua:
Jalan Sumantri Brojonegoro No. 50, Desa Laut Dendang,
Kecamatan Percut Sei Tuan, Deli Serdang, 20371
Asal Sekolah
SD Swasta Budisatrya Medan tahun 1996-2002
SMP Negeri 27 Medan tahun 2002-2005
SMA Negeri 1 Medan tahun 2005-2008
Pengalaman organisasi:
1. HIMATEK periode 2011-2012 sebagai Anggota Bidang Pendidikan dan
Kaderisasi
viii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbandingan fraksi
volum serat buah pinang dengan epoksi dan pengaruh konsentrasi alkali (NaOH)
terhadap sifat mekanik komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang yang
dihasilkan. Bahan yang digunakan antara lain serat buah pinang yang didapat dari
supplier buah pinang di Stabat, epoksi, dan natrium hidroksida. Variabel-variabel
yang digunakan antara lain variasi fraksi volum epoksi dengan serat buah pinang dan
variasi konsentrasi NaOH yang digunakan dalam perendaman serat. Pembuatan
komposit ini dimulai dengan penyiapan serat yang digunakan sebagai pengisi yakni
serat pinang dipisahkan dari kulit terluar, dibersihkan, dan dikeringkan. Kemudian
serat tersebut direndam dalam larutan NaOH dengan masing-masing konsentrasi
selama 1 jam, dicuci dengan air hingga pH netral, dan dikeringkan di dalam oven
hingga berat serat konstan. Serat yang telah direndam, digiling di dalam ball mill
hingga serat halus dan membentuk partikel kemudian diayak dengan ayakan ukuran
50 mesh. Setelah serat siap digunakan sebagai pengisi, serat tersebut dicampur
hingga merata dengan epoksi dan epoksi hardener dan dicetak dengan menggunakan
cetakan. Kemudian komposit didiamkan di dalam cetakan selama 1 hari dalam suhu
ruangan. Setelah itu, komposit dikeluarkan dari cetakan dan dilakukan pengujian
pada masing-masing sampel, yakni uji Fourier Transform-Infra Red (FT-IR), uji
kekuatan tarik, uji kekuatan lentur, uji kekuatan bentur, uji daya serap air, dan uji
Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil penelitian memperlihatkan kekuatan
komposit secara umum meningkat seiring dengan meningkatnya pengisi dan
konsentrasi NaOH. Kekuatan tarik maksimum berada pada rasio epoksi-serat pinang
60:40 dan konsentrasi alkali 2 % sebesar 19,311 MPa, sedangkan kekuatan tarik
minimum sebesar 10,653 MPa. Kekuatan lentur maksimum berada pada rasio 60:40
dan konsentrasi alkali 2% sebesar 50,36 MPa, sedangkan kekuatan lentur minimum
sebesar 28,05 MPa. Kekuatan bentur maksimum berada pada rasio 60:40 dan
konsentrasi alkali 2% sebesar 6698,6 J/m2 , sedangkan kekuatan bentur minimum
sebesar 4996,97 J/m2 . Selain itu, perlakuan alkali pada serat menunjukkan perubahan
pada puncak yang didapat pada uji FT-IR serta daya serap air yang meningkat seiring
dengan meningkatnya pengisi pada komposit. Komposisi dan konsentrasi yang
menunjukkan kekuatan optimum berada pada rasio epoksi-serat pinang 60:40 dan
konsentrasi 2%.
Kata kunci: Natrium hidroksida (NaOH), serat buah pinang, komposit, sifat-sifat
mekanik
ix
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This research aims to determine the effect of fiber volume fraction of areca
with epoxy and the influence of the concentration of alkali (NaOH) on mechanical
properties of composites epoxy-areca fiber particle. The materials were used are
areca fiber that obtained from supplier in Stabat, epoxy, and sodium hydroxide. The
variables used include epoxy variation with fiber volume fractions of areca nut and
concentration variation of of NaOH used in the immersion of the fiber. Composite
manufacture started with the preparation of the fiber that used as a filler is separated
from the outer shell, cleaned, and dried. Then the fiber was soaked in a solution of
NaOH with each concentration for 1 hour, washed with water until neutral pH, and
dried in an oven until constant weight fiber. Fibers that have been soaked, milled in a
ball mill until particles formed and then sieved with a 50 mesh sieve. After the fiber
is ready for use as a filler, the fiber evenly mixed with epoxy and epoxy hardener
then put it in the molds. Then composite stay in the mold for 1 day at room
temperature. After that, the composite ejected from the mold and do testing on each
sample, the test were Fourier Transform Infra Red (FT-IR) test, tensile strength test,
flexural strength test, impact strength test, water absorption test, and Scanning
Electron Microscopy (SEM) test. The results showed the general strength of the
composite increases with the increase of filler and NaOH concentration. Maximum
tensile strength was obtained in epoxy-areca ratio 60: 40 and 2% of alkali
concentration in amount 19,311 MPa, otherwise minimum tensile strength was
10,653 MPa. Maximum bending strength was obtained in epoxy-areca ratio 60: 40
and 2% of alkali concentration in amount 50,36 MPa, otherwise minimum bending
strength was 28,05 MPa. Maximum impact strength was obtained in epoxy-areca
ratio 60: 40 and 2% of alkali concentration in amount 6698,6 J/m2 , otherwise
minimum impact strength was 4996,97 J/m2 . Moreover, alkali treatment of the fibers
showed changes in peak that obtained on FT-IR test and water absorption increases
with increasing of filler in composites. The optimum composition and concentration
was obtained in ratio of epoxy and areca fiber at 60:40 and 2% of alkali
concentration.
Keywords: Sodium hydroxide (NaOH), areca fiber, composites, mechanical
properties
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
iii
PENGESAHAN
iv
PRAKATA
v
DEDIKASI
vii
RIWAYAT HIDUP
viii
ABSTRAK
ix
ABSTRACT
x
DAFTAR ISI
xi
DAFTAR GAMBAR
xv
DAFTAR TABEL
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
xviii
DAFTAR SINGKATAN
xix
DAFTAR SIMBOL
xx
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
3
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
1.5.1 Lokasi Penelitian
4
1.5.2 Bahan Baku Yang Digunakan
4
1.5.3 Variabel Yang Digunakan
4
1.5.4 Analisa Hasil Penelitian
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 KOMPOSIT
5
2.1.1 Bahan Komposit Partikel (Particulate Composite)
6
2.1.2 Bahan Komposit Serat (Fiber Composite)
7
2.2 EPOKSI
7
xi
Universitas Sumatera Utara
2.3 SERAT BUAH PINANG
8
2.4 ALKALISASI
9
2.5 PROSES PABRIKASI KOMPOSIT
10
2.5.1 Open Molding Process (Pencetakan Terbuka)
10
2.5.2 Close Molding Process (Pencetakan Tertutup)
11
2.6 PENGUJIAN KOMPOSIT
13
2.6.1 Karakteristik Fourier Transform-Infra Red (FT-IR)
13
2.6.2 Pengujian Kekuatan Tarik (Tensile Strength) ASTM D 638
13
2.6.3 Pengujian Kekuatan Bengkok (Bending Strength) ASTM D 790
15
2.6.4 Pengujian Kekuatan Bentur (Impact Strength) ASTM D 481217
11
2.6.5 Analisa Penyerapan Air (Water Absorption) ASTM D 570
20
2.6.5 Analisa Scanning Electron Microscope (SEM)
20
2.7 APLIKASI DAN KEGUNAAN PRODUK KOMPOSIT
20
2.8 ANALISIS BIAYA
22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
24
3.1 LOKASI PENELITIAN
24
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
24
3.2.1 Bahan
24
3.2.2 Peralatan
24
3.3 PROSEDUR PENELETIAN
25
3.3.1 Pengambilan Serat Buah Pinang
25
3.3.2 Perlakuan Alkali Serat Buah Pinang
25
3.3.3 Pembuatan Partikel Serat Buah Pinang
25
3.3.4 Pembuatan Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat Buah
Pinang
26
3.3.5 Pengujian Kommposit
26
3.3.5.1 Karakteristik Fourier Transform-Infra Red (FT-IR)
26
3.3.5.2 Pengujian Kekuatan Tarik (Tensile Strength) ASTM D
638 Tipe IV
26
3.3.5.3 Pengujian Kekuatan Lentur (Bending Strength) ASTM D
790
27
xii
Universitas Sumatera Utara
3.3.5.4 Pengujian Kekuatan Bentur (Impact Strength) ASTM D
4812-11
28
3.3.5.5 Analisa Penyerapan Air (Water Absorption) ASTM D
570
28
3.3.5.6 Pengujian Analisa Scanning Electron Microscopy
(SEM)
28
3.4 FLOWCHART PENELITIAN
29
3.4.1 Flowchart Pengambilan Serat Buah Pinang
29
3.4.2 Flowchart Perlakuan Alkali Serat Buah Pinang
29
3.4.3 Flowchart Pembuatan Partikel Serat Buah Pinang
30
3.4.4 Flowchart Pembuatan Komposit Epoksi Berpengisi Partikel
Serat Buah Pinang
30
3.4.5 Flowchart Pengujian Komposit
31
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
32
4.1 KARAKTERISTIK FT-IR (FOURIER TRANSFORM-INFRA RED)
EPOKSI, SERAT BUAH PINANG, DAN KOMPOSIT EPOKSI
BERPENGISI SERAT BUAH PINANG
32
4.1.1 Karakteristik FT-IR Epoksi
32
4.1.2 Karakteristik FT-IR Serat Buah Pinang Tanpa Perlakuan Alkali
33
Dan Dengan Perlakuan Alkali
4.1.3 Karakteristik FT-IR Komposit Epoksi Berpengisi Serat Buah
Pinang
36
4.2 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)
KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
39
4.3 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP MODULUS ELASTISITAS (ELASTIC MODULUS)
KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
41
4.4 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS
42
xiii
Universitas Sumatera Utara
(ELONGATION AT BREAK) KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI
PARTIKEL SERAT BUAH PINANG
4.5 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP KEKUATAN LENTUR (BENDING STRENGTH)
KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
44
4.6 PENGARUH KOMPOSISI DAN PERLAKUAN ALKALI
TERHADAP KEKUATAN BENTUR (IMPACT STRENGTH)
KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL SERAT BUAH
PINANG
45
4.7 PENGARUH KOMPOSISI TERHADAP PENYERAPAN AIR
(WATER ABSORPTION) KOMPOSIT EPOKSI BERPENGISI
PARTIKEL SERAT BUAH PINANG
47
4.8 ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) EPOKSI
DAN KOMPOSIT PARTIKEL EPOKSI BERPENGISI PARTIKEL
SERAT BUAH PINANG
48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
50
5.1 KESIMPULAN
50
5.1 SARAN
51
DAFTAR PUSTAKA
52
LAMPIRAN
55
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Uji Tarik ASTM D 638
14
Gambar 2.2
Penampang Uji Bengkok
16
Gambar 2.3
Spesimen V-Notch Metoda Charpy dan Izod
17
Gambar 2.4
Peralatan Uji Bentur
19
Gambar 2.5
Cover Kaca Spion Mobil Dari Komposit Epoksi
21
Gambar 3.1
Contoh Skema Spesimen Uji Tarik
27
Gambar 3.2
Ukuran Dimensi Spesimen Kekuatan Lentur ASTM D-790
27
Gambar 3.3
Ukuran Dimensi Spesimen Metoda Izod ASTM D 4812-11
28
Gambar 3.4
Flowchart Pengambilan Serat Buah Pinang
29
Gambar 3.5
Flowchart Perlakuan Alkali Serat Buah Pinang
29
Gambar 3.6
Flowchart Pembuatan Partikel Serat Buah Pinang
30
Gambar 3.7
Flowchart Pembuatan Komposit Epoksi
Berpengisi Partikel Serat Buah Pinang
30
Gambar 3.8
Flowchart Pengujian Komposit
31
Gambar 4.1
Karakteristik FT-IR Epoksi
32
Gambar 4.2
Rumus Molekul Epoksi
32
Gambar 4.3
Karakteristik FT-IR Serat Buah Pinang Tanpa Perlakuan
Alkali
Gambar 4.4
33
Karakteristik FT-IR Serat Buah Pinang Dengan Perlakuan
Alkali
Gambar 4.5
34
Perbandingan Karakteristik FT-IR Serat Buah Pinang Tanpa
Perlakuan Alkali dan Serat Pinang Dengan Perlakuan Alkali
Gambar 4.6
Karakteristik FT-IR Komposit Epoksi Berpengisi
Serat Buah Pinang
Gambar 4.7
Gambar 4.8
35
36
Karakteristik FT-IR Epoksi, Serat Buah Pinang,
dan Komposit Epoksi Berpengisi Serat Buah Pinang
37
Kemungkinan Ikatan Antara Resin dengan Serat Alam
38
xv
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.9
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap
Kekuatan Tarik Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.10
39
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap
Modulus Elastisitas Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.11
41
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap Sifat
Pemanjangan Pada Saat Putus Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.12
42
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap
Kekuatan Lentur Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.13
44
Pengaruh Komposisi dan Perlakuan Alkali Terhadap
Kekuatan Bentur Komposit Epoksi Berpengisi
Partikel Serat Buah Pinang
Gambar 4.14
45
Pengaruh Komposisi Terhadap Penyerapan Air (Water
Absorption) Komposit Epoksi Berpengisi Partikel
Serat Buah Pinang
47
Gambar 4.15
Hasil Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM)
48
Gambar C.1
Partikel Serat Buah Pinang
58
Gambar C.2
Komposit Partikel Epoksi Berpengisi Serat Buah Pinang
59
Gambar C.3
Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Tensile
59
Gambar C.4
Alat UTM Gotech Al-7000 M Grid Flexural
60
Gambar C.5
Alat Impact Tester GOTECH
60
Gambar C.6
FT-IR SHIMADZU IR-PRESTIGE 21
61
Gambar C.7
SEM ZEISS EVO MA 10
61
xvi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Spesifikasi Resin Epoksi
8
Tabel 2.2
Komposisi Kimia Dari Beberapa Serat Alam
9
Tabel 2.3
Perbandingan Harga antara Serat Alam dan Serat Sintetik
21
Tabel 2.4
Rincian Biaya Pembuatan Komposit Epoksi Berpengisi
Serat Buah Pinang
22
Tabel 2.5
Perkiraan Rincian Biaya Pembuatan Produk
23
Tabel A.1
Data Hasil Kekuatan Tarik
55
Tabel A.2
Data Hasil Kekuatan Lentur
55
Tabel A.3
Data Hasil Kekuatan Bentur
56
Tabel A.4
Data Hasil Penyerapan Air
56
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lamipran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Data Penelitian
55
1.1 Data Hasil Kekuatan Tarik (MPa)
55
1.2 Data Hasil Kekuatan Lentur (MPa)
55
1.3 Data Hasil Kekuatan Bentur (J/m2 )
56
1.4 Data Hasil Penerapan Air (%)
56
Contoh Perhitungan
57
2.1 Perhitungan Penyerapan Air Komposit
57
Dokumentasi Penelitian
58
3.1 Partikel Serat Buah Pinang
58
3.2 Komposit Partikel Epoksi Berpengisi Serat Buah
Pinang
59
3.3 Alat Universal Testing Machine (UTM) Gotech AL7000M Grid Tensile
59
3.4 Alat Universal Testing Machine (UTM) Gotech AL7000M Grid Flexural
60
3.5 Alat Impact Tester Gotech
60
3.6 Fourier-Transform Infra-Red (FTIR) Shimadzu IrPrestige 21
61
3.7 Scanning Electron Microscopy (SEM) Zeiss Evo MA
10
61
xviii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ASTM
American Standart Testing Machine
EM
Electron Microscopy
FT-IR
Fourirer Transform-Infra Red
RTM
Resin Transfer Molding
SEI
Secondary Electron Image
SEM
Scanning Electron Microscopy
TEM
Transmission Electron Microscopy
UTS
Ultimate Tensile Strength
xix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
α
Sudut pendulum sebelum diayunkan
β
Sudut ayunan pendulum setelah mematahkan
spesimen
Defleksi
Δl
mm
Pertambahan panjang
Enginering Strain
b
A0
Enginering Stress
N/m2
Kekuatan bending
MPa
Luas penampang awal spesimen sebelum
m2
diberikan pembebanan
b
Lebar spesimen
mm
D
Kekakuan
N/mm2
d
Tebal spesimen
mm
E
Modulus Elastisitas atau Modulus Young
N/m2
Eb
Modulus elastisitas
MPa
Esrp
Energi serap
J
Fmaks
Beban yang diberikan terhadap penampang
N
spesimen
g
Percepatan gravitasi
m/s2
HI
Harga Impact
J/mm2
I
Momen inersia
mm4
L
Jarak antara titik tumpuan
mm
l0
Panjang mula-mula spesimen sebelum
pembebanan
M
Momen bending
m
Berat pendulum
kg
P
Beban yang diberikan
N
R
Panjang lengan
m
xx
Universitas Sumatera Utara
We
Berat komposit setelah perendaman
g
Wg
Persentase pertambahan berat komposit
g
Wo
Berat komposit sebelum perendaman
g
xxi
Universitas Sumatera Utara