SIFAT MEKANIK KOMPOSIT TERHADAP FRAKSI VOLUME SERAT ECENG GONDOK BERMATRIKS POLYESTER.

Oleh:

Pesta Natalia Sigalingging 409240024

Program Studi Fisika

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

MEDAN 2013

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada 25 Desember 1991, di Pangururan, Samosir dari keluarga J. Sigalingging dan S. Nainggolan. Penulis merupakan anak ke empat dari sembilan bersaudara. Pada tahun 1997 Penulis masuk SD Katolik Budi Luhur, Medan dan lulus pada tahun 2003. Pada tahun 2003 Penulis melanjutkan sekolah SMP Negeri 13 Medan dan lulus pada tahun 2006. Pada tahun 2006 Penulis melanjutkan sekolah di SMA Karya Jaya Pangururan, Samosir dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun 2009 Penulis diterima di program Studi Fisika Jurusan Fisika di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan, dan lulus ujian pada Maret 2013.

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat kasih Nya Penulis diberikan kesehatan untuk dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ SIFAT MEKANIK KOMPOSIT TERHADAP FRAKSI VOLUME SERAT ECENG GONDOK BERMATRIKS POLYESTER” dengan baik dan sesuai dengan waktu yang direncanakan.

Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terimakasih kepada pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini mulai dari pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan sampai dengan penyusunan skripsi antara lain Ibu Dr. Mariati P. Simanjuntak, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi, serta Bapak Alkhafi Maas Siregar, S.Si., M.Si selaku dosen penguji I, Bapak Drs. Nurdin Siregar M.Si selaku dosen penguji II, dan Bapak Abdul Rais, ST, S.Pd, M.Si selaku dosen penguji III. Disamping itu Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Bapak Drs. Abd.Hakim S, M.Si selaku dosen Pembimbing Akademik

Secara khusus Penulis juga mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada orang tua J. Sigalingging dan S.M Nainggolan yang telah membesarkan dan memberikan doa serta dukungan yang tulus kepada Penulis. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Bapak Edi Suratno yang telah mengizinkan penulis untuk menyelesaikan penelitian di Lab. Polimer USU dan juga kepada Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc., M.Phil yang telah membantu penulis dalam melakukan pengujian sampel di Lab FMIPA USU.

Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada abang & kakak (Nogar Sigalingging, Patar Sigalingging A.md, dan Juliana sigalingging A,md. Kom) yang telah memberikan doa maupun materi kepada Penulis serta, kepada adik- adik (Tappe, Cici, Lina, Rolas, Sondang) dan teman-teman seperjuangan (Sartika, Vinni, Nita, Vyna, Lasty, Devi, Ana, Ani) serta seluruh teman-teman Fisika khususnya Fisika Nondik ’09.

Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Hengki Sihotang S.Kom dan Saut Manalu S.E yang telah membantu dan memotivasi Penulis dalam penyusunan skripsi ini. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu dan tekhnologi polimer.

Penulis,

Pesta Natalia Sigalingging 409240024

iii

SIFAT MEKANIK KOMPOSIT TERHADAP FRAKSI VOLUME SERAT ECENG GONDOK BERMATRIKS POLYESTER

Pesta Natalia Sigalingging (409240024) ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik (kekuatan tarik dan kekuatan lentur) komposit polyester dengan filler serat eceng gondok (eicchornia crassipes). Adapun tahapan penelitian ini terbagi atas beberapa tahapan. Tahap pertama, yaitu: pembuatan spesimen komposit dengan masing-masing penguat dengan fraksi volume 10%, 20%, 30%, 40%, dan spesimen tanpa penguat dengan fraksi volume 0% sebagai pembanding. Matriks yang digunakan yaitu Polyester BQTN 157-EX Yukalac dan katalis yang digunakan adalah MEKPO. Metode yang digunakan adalah metode hand lay up. Tahap kedua yaitu pengujian bahan komposit dengan standar ASTM D-638 Type 4 untuk uji kekuatan tarik dan ASTM D-790 untuk uji kekuatan lentur. Tahap ketiga yaitu hasil analisis data dan pembahasan. Dari hasil penelitian diperoleh rata-rata kekuatan tarik maksimum (



maks) pada fraksi volume serat 10 : 90% yaitu sebesar 31,48 MPa, rata-rata Modulus Young maksimum (Emaks) pada fraksi volume 40 : 60% yaitu sebesar 1175,08 MPa dan rata-rata regangan maksimum (



maks) pada fraksi volume serat 10 : 90% yaitu sebesar 7,5 %. Hasil pengujian rata-rata kekuatan lentur maksimum (UFS ) terdapat pada fraksi volume serat 40 : 60% yaitu sebesar 32,59 MPa. Grafik uji tarik menunjukkan komposisi pada 10 : 90 % mempunyai kekuatan tarik dan regangan tertinggi namun modulus elastisitasnya menurun, hal ini diakibatkan adanya rongga/cacat pada komposit yang sangat berpengaruh terhadap sifat mekanik komposit.

DAFTAR ISI

Halaman

Lembar Pengesahan i

Riwayat Hidup ii

Abstrak iii

Kata Pengantar iv

Daftar Isi vi

Daftar Gambar ix

Daftar Tabel xi

Daftar Lampiran xii

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah 1

1.2 Batasan Masalah 3

1.3 Rumusan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 4

1.5 Manfaat penelitian 4

1.6 Defenisi Operasional 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Komposit 6

2.2 Klasifikasi Material Komposit Berdasarkan Bentuk

Komponen Strukturalnya 7

2.2.1 Komposit Serat (Fiber Composites) 7

2.2.1.1 Jenis Komposit Serat 7

2.2.2 Komposit Partikel (Particulate composites) 8

vii

2.3 Faktor Yang Mempengaruhi Performa Komposit 10

2.3.1 Faktor Serat 10

2.3.2 Letak Serat 10

2.3.2 Ukuran Serat 10

2.3.4 Panjang Serat 10

2.4 Kegunaan Komposit 11

2.5 Unsur-unsur Penyusun Komposit 11

2.5.1 Bahan Serat 12

2.5.2 Bahan Matriks 13

2.6 Eceng gondok 14

2.6.1 Ciri-ciri Morfologi pada Eceng Gondok 15

2.6.2 Komposisi Kimia Eceng Gondok 15

2.6.3 Selulosa 16

2.6.4 Lignin 17

2.7 Resin polyester 17

2.8 Natrium Hidroksida (NaOH) 19

2.8.1 Perendaman 20

2.9 Sifat –Sifat Mekanik 22

2.9.1 Pengujian Kekuatan Tarik 22

2.9.2 Pengujian Kekuatan Lentur 24

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian 26

3.1.1 Tempat Penelitian 26

3.1.2 Waktu Penelitian 26

3.2 Alat Dan Bahan Penelitian 26

3.3 Variabel Penelitian 27

3.4 Prosedur Penelitian 28

3.4.2 Pembuatan Komposit 28

3.5 Pembuatan Sampel 29

3.6 Prosedur Pengujian Tarik 30

3.7 Prosedur Pengujian Lentur 30

3.8 Diagram Alir Penelitian 32

3.9 Teknik Analisis data 33

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian 36

4.1.1 Pengujian Kekuatan Tarik 36

4.1.2 Pengujian Kekuatan Lentur 45

4.2 Pembahasan 46

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 51

5.2 Saran 51

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Klasifikasi eceng gondok 15

Tabel 2.2 Zat yang terkandung dalam eceng gondok 16

Tabel 2.3 Spesifikasi resin polyester 19

Tabel 2.4 Karakteristik natrium hidroksida 20

Tabel 3.1 Nama alat 26

Tabel 3.2 Nama bahan 27

Tabel 3.3 Variasi fraksi volume komposit 29

Tabel 3.4 Data pengamatan untuk uji tarik 33

Tabel 3.5 Data pengamatan untuk uji lentur 33

Tabel 3.6 Tabel hasil pengolahan data untuk uji tarik 34 Tabel 3.7 Tabel hasil pengolahan data untuk uji lentur 35

Tabel 4.1 Komposisi Komposit 36

Tabel 4.2 Dimensi pengukuran sampel uji tarik 36

Tabel 4.3 Data hasil pengujian kekuatan tarik 37

Tabel 4.4 Data hasil pengujian Modulus Young 39

Tabel 4.5 Data hasil pengujian regangan 41

Tabel 4.6 Data hasil pengujian kekuatan lentur 44

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Fiber composite 7

Gambar 2.2 Particulate composite 9

Gambar 2.3 Laminated composite 9

Gambar 2.4 Tanaman eceng gondok 14

Gambar 2.5 Komponen penyusun batang tumbuhan 16

Gambar 2.6 Struktur molekul dari selulosa 17

Gambar 2.7 Struktur molekul dari lignin 17

Gambar 2.8 Reaksi pembentukan ester 18

Gambar 2.9 Natrium Hidroksida 19

Gambar 2.10 Skema reaksi kompleks lignin dan NaOH 21

Gambar 2.11 Gambaran Pengujian Tarik 23

Gambar 3.1 Bentuk sampel pengujian kekuatan tarik dengan standar

ASTM D-638 30

Gambar 3.2 Bentuk sampel pengujian kekuatan lentur dengan standar

ASTM D-638 Type 4 30

Gambar 3.3 Alat pengujian tarik dan lentur ASTM D- 790 31

Gambar 3.4 Diagram Alir Penelitian 32

Gambar 4.1 Perbandingan Kekuatan Tarik Maksimum antara Sampel 1

Dengan Sampel 2 38

Gambar 4.2 Perbandingan Modulus Young maksimum antara

Sampel 1 dengan Sampel 2 38

Gambar 4.3 Perbandingan Modulus Young Maksimum antara Sampel

1 dengan Sampel 2 40

Gambar 4.4 Hubungan Fraksi Volume Serat dengan Modulus Young

x

Gambar 4.5 Perbandingan regangan maksimum antara Sampel 1

dengan sampel 42

Gambar 4.6 Hubungan Fraksi Volume Serat dengan Regangan

Komposit 42

Gambar 4.7 Perbandingan kekuatan lentur maksimum antara Sampel 1

dengan sampel 2 45

Gambar 4.8 Hubungan Fraksi Volume Serat dengan Kekuatan lemtur

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Data Pengamatan Kekuatan Tarik Komposit 54 Lampiran 2. Pembahasan Regresi Untuk Uji Tarik dan Lentur

Komposit 65

Lampiran 3. Data Pengamatan Kekuatan Lentur Komposit 71 Lampiran 4. Grafik Perbandingan Uji Tarik dan Lentur 77

Lampiran 5. Dokumentasi 81

Lampiran 6. Surat Izin Penelitian Laboratorium Kimia Polimer USU 84 Lampiran 7. Surat Izin Penelitian Laboratorium Penelitian FMIPA USU 85 Lampiran 8. Surat Keterangan Penelitian Laboratorium Kimia

Polimer USU 86

Lampiran 9. Surat Keterangan Penelitian Laboratorium Penelitian

1

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Komposit adalah suatu bahan yang merupakan gabungan atau campuran dari dua material atau lebih pada skala makroskopis untuk membentuk material ketiga yang lebih bermanfaat (Hartanto, 2009). Penggunaan dan pemanfaatan komposit dewasa ini semakin berkembang dan meluas mulai dari yang sederhana sampai sektor industri, baik industri skala kecil maupun skala besar. Kemampuan komposit yang mudah dibentuk sesuai kebutuhan, baik dalam segi kekuatan, bentuk, kekakuan, keringanan, dan ketahanan terhadap korosi serta harga yang lebih ekonomis mendorong penggunaan bahan komposit sebagai alternatif atau bahan pengganti material logam konvensional seperti: baja, aluminium, gelas padat pada berbagai produk sangat dikembangkan (Nurdin, 2010).

Komposit tersusun atas dua atau lebih fasa atau struktur kristal, yang terdiri dari elemen utama dan elemen pendukung. Elemen utama penyusun komposit dikenal dengan pengisi (filler), sedangkan elemen pendukung dikenal dengan matriks. Secara umum, filler digunakan untuk meningkatkan kekerasan, kekuatan, ketangguhan, stabilitas, modulus elastisitas, serta konduktivitas panas dan listrik. Bahan yang digunakan sebagai filler terbagi menjadi dua bagian yaitu bahan alami dan buatan. Bahan alami berasal dari serat alam (natural fibre), seperti: serat bambu, serat eceng gondok, serat rami, serat batang pisang, dan lain-lain. Bahan buatan berasal dari hewan dan telah mengalami proses pengolahan, seperti: wol dan sutera (Fajar, 2008).

Filler serat alam merupakan filler yang sangat dikembangkan pada saat ini karena keunggulannya yaitu: densitas rendah, ramah lingkungan/mampu dihancurkan sendiri oleh alam, harga lebih murah, mampu didaur ulang dan tidak membahayakan bagi kesehatan (Arif, 2008). Komposit dengan penguatan serat alam telah diaplikasikan pada dunia otomotif sebagai bahan penguat panel pintu, tempat duduk belakang, dashboard, dan perangkat interior lainnya (Boimau, 2010).

Penggunaan filler serat alam juga merupakan salah satu upaya untuk meningkatkan nilai produk pertanian karena kebanyakan bahan filler terdiri serat alam yang berasal dari hasil pertanian. Serat alam juga dapat meningkatkan pendapatan masyarakat karena serat alam yang berlimpah akan mempunyai nilai jual yang tinggi terhadap produsen yang membutuhkannya.

Berdasarkan kelebihan serat alam yang telah dijelaskan, maka dalam penelitian ini menggunakan filler berpenguat serat alam. Adapun bahan filler serat alam yang digunakan dalam penelitian ini adalah: serat eceng gondok (Eichhornia crassipes). Eceng gondok dipilih sebagai filler karena tanaman tersebut memiliki kemampuan berkembang biak dengan cepat, dimana setiap 10 tanaman eceng gondok mampu berkembang menjadi 600.000 tanaman dalam kurun waktu delapan bulan. Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat dan sulit dikendalikan menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan, sehingga pemilihan serat eceng gondok sebagai filler komposit sangatlah tepat.

Agar diperoleh komposit dengan sifat mekanik yang baik, maka filler harus didukung dengan matriks. Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar. Syarat matriks yang digunakan harus mampu mempertahankan serat pada posisinya serta mampu mentransfer tegangan ke serat saat komposit dikenai beban. Matriks yang ditambahkan pada pembuatan komposit berfungsi untuk meningkatkan kekuatan, kekakuan, dan sekaligus sebagai perekat bahan komposit terhadap material lainnya. Jenis matriks yang digunakan dalam penelitian ini adalah resin polyester.

Resin Polyester merupakan salah satu bahan polimer yang termasuk dalam golongan termoset. Resin polyester ini mempunyai kemampuan berikatan yang baik dengan serat alam tanpa menimbulkan reaksi dan gas. Penambahan resin ini dimaksudkan untuk meningkatkan ikatan (mechanical bonding) antara serat dan matriks maupun penyusun komposit lainnya. Peningkatan kekuatan komposit serat alam dilakukan denga dua cara, yaitu: dengan memberikan perlakuan kimia serat dan juga dengan penambahan bahan perekat (coupling agent). Penggunaan kimia serat yang sering dilakukan adalah dengan menggunakan alkali seperti NaOH, karena lebih ekonomis (Diharjo, 2006). Penggunaan NaOH pada serat

3

pada umumnya dengan proses perendaman yang bertujuan untuk menghilangkan hemiselulosa, lignin, dan pektin dari bagian tumbuhan yang merupakan zat pengikat antara serat dengan inti kayu. Ikatan antara filler dan matriks akan semakin tinggi dengan hilangnya zat-zat tersebut.

Hasil penelitian awal yang dilakukan oleh Purboputro (2006), menyatakan bahwa kekuatan impak tertinggi serat eceng gondok bermatriks polyester terjadi pada panjang serat 50 mm dibanding dengan panjang 25 dan 100 mm. Perbedaan harga impak dari ketiga jenis komposit ini disebabkan oleh distribusi serat yang kurang merata sehingga kekuatan komposit tidak sama di setiap tempat dan energi yang diserap menjadi lebih kecil. Boimau (2010), meneliti pengaruh fraksi volum dan panjang serat terhadap sifat bending komposit polyester yang diperkuat serat batang pisang, dengan panjang serat 5 cm dan 2 cm dengan variasi fraksi volume serat yang digunakan sebesar 20%, 30%, dan 40% . Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekuatan bending komposit tertinggi dengan panjang serat 2 cm pada semua fraksi volume. Tegangan bending terbesar yang diperoleh pada fraksi volume 40% untuk komposit dengan panjang serat 5 cm sebesar 83,08 MPa dan nilai terendah pada fraksi volume 20 % sebesar 34,53 Mpa.

Berdasarkan uraian di atas, maka peneliti tertarik untuk menguji sifat mekanik komposit polyester menggunakan serat eceng gondok dengan memvariasikan fraksi volume serat. Adapun judul penelitian ini Adalah “Sifat Mekanik Komposit Terhadap Fraksi Volume Serat Eceng Gondok Bermatriks Polyester” .

1.2 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah penelitian ini adalah:

1. Jenis komposit yang dijadikan sebagai bahan penelitian pada ini adalah jenis fibrous komposit (komposit serat) yaitu serat eceng gondok.

2. Matriks yang digunakan adalah matriks polyester 3.Perendaman menggunakan NaOH 5 %.

4. Variasi yang digunakan dalam pembuatan komposit adalah dengan fraksi volume serat 0:100%, 10:90%, 20:80%, 30:70%, 40:60 % dengan panjang serat 50 mm.

5. Pengujian dibatasi pada sifat mekanik berupa uji tarik dan lentur 1.3 Rumusan Masalah

1. Bagaimakah sifat mekanik (uji tarik dan uji lentur) komposit serat eceng gondok

bermatriks polyester dengan fraksi volume serat yang berbeda?

2. Bagaimanakah pengaruh kekuatan komposit dengan menggunakan fraksi volume serat yang berbeda?

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui sifat mekanik (uji tarik dan uji lentur) yang paling optimal dengan fraksi volume serat yang berbeda.

2. Mengetahui pengaruh fraksi volume serat terhadap kekuatan tarik dan lentur komposit.

1.5 Manfaat penelitian

Adapun manfaat penelitian ini adalah :

1. Bagi peneliti adalah untuk menambah wawasan, pengetahuan, dan pengalaman tentang pembuatan material komposit

2. Bagi akademik yaitu penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi tambahan untuk penelitian serat alam (natural fiber) ke depannya.

3. Bagi industri dapat digunakan sebagai acuan atau pedoman dalam pembuatan komposit yang terbuat dari serat alam, khususnya serat eceng gondok sehingga eceng gondok bukan lagi tumbuhan pengganggu melainkan salah satu alternatif untuk meningkatkan pendapatan masyarakat sekitar.

5

1.6 Defenisi Operasional

Agar tidak terjadi kesalah-pahaman terhadap istilah yang digunakan dalam penelitian ini, maka perlu diperjelas istilah-istilah sebagai berikut:

a. Komposit yaitu suatu bahan yang merupakan gabungan atau campuran dari dua material atau lebih pada skala makroskopis untuk membentuk material ketiga yang lebih bermanfaat (Hartanto, 2009).

b. Matriks yaitu fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (Hartanto, 2009).

c. Polyester yaitu polimer berbobot molekul tinggi yang terdiri dari unit perulangan asam karboksilat dan hidroksi alkohol yang dihubungkan melalui ikatan ester (Lumintang, dkk, 2011).

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan data hasil pengujian dan pembahasan yang dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Komposit Polyester dengan filler serat eceng gondok mempunyai kekuatan tarik yang paling optimal pada fraksi volume serat (10 : 90)% yaitu sebesar 43,49 MPa, modulus elastisitas paling optimal pada fraksi volume serat (40 : 60)% sebesar 1253,66 MPa, dan regangan paling optimal pada fraksi volume (10 : 90)% sebesar 10%, sedangkan kekuatan lentur yang paling optimal terdapat pada fraksi volume serat (0 : 100)% yaitu sebesar 34,36 MPa.

2. Terdapat pengaruh fraksi volume serat terhadap kekuatan tarik, modulus elastisitas, regangan dan kekuatan lentur komposit polyester dengan filler serat eceng gondok, hal ini tampak dari nilai korelasi r = 0,49 untuk kekuatan tarik, r = 0,79 untuk modulus elastisitas, r = 0,56 untuk regangan dan r = 0,84 untuk kekuatan lentur

5.2 Saran

1. Sebaiknya dalam pemisahan serat dari batang eceng gondok dilakukan seefektif mungkin, supaya serat yang dihasilkan memiliki diameter yang sama.

2. Pencampuran dan penuangan resin dan katalis dilakukan dengan hati-hati supaya udara tidak terperangkap di dalam campuran yang dapat menimbulkan rongga/voids pada komposit

3. Penyusunan serat eceng gondok lebih merata supaya kekuatan komposit semakin tinggi.

4. Melakukan perbandingan matriks yang lebih bervariasi dengan volume serat eceng gondok yang lebih tinggi.

52

Daftar Pustaka

Arif, D., (2008), Komposit, http://library.UI.ac.id/download /FT /tkimia-Arif. pdf Assatrah., (2010), Unit1NatriumHidroksida

http://www.id.scribd.com/doc/28438278/UNIT-1-Natrium Hidroksida.html

Boimau, K.;Pengaruh Fraksi Volume dan Panjang Serat Terhadap Sifat Bending Komposit Poliester yang Diperkuat Serat Batang Pisang, Seminar Nasional Teknik Mesin Oktober 2010.

Bambang, K. H., (2000), Mekanika Struktur Komposit, Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat.

Brades, A. C. dan Tobing, F. S.,(2010), Eceng Gondok

http://www.id.scribd.com/doc/59324911/eceng-gondok.htm.

Dewi, Y. S. dan Gultom,Y. H., (2009), Pemanfaatan Algae Chlorella sp dan Eceng Gondok untuk Menurunkan Tembaga (Cu) pada Industri Pelapisan Logam, Seminar Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik Kimia. Diharjo, K., (2006), Pengaruh Perlakuan Alkali Terhadap Sifat Tarik Bahan

Komposit Serat Rami-Polyester, Jurnal Teknik Mesin, vol.8, no.1, hal 8-13.

Fajar, S. N., (2008), Optimasi Kekuatan Bending dan Impak Komposit Berpenguat Serat Ramie Bermatrik Polyester Bqtn 157 Terhadap Fraksi Volume dan Tebal Skin, Jurnal Teknik Mesin, vol.8, no.1, hal 80-83. Gainzo, L., (2012), Bahan Komposit , http//: makalah-tentang-bahan-komposit «

aksitupai.htm-at. 13;15PM.

Hartanto, L., (2009), Study Perlakuan Alkali dan Fraksi Volum Serat Terhadap Kekuatan Bending, Tarik, dan Impak Komposit Berpenguat Serat Rami Bermatrik Polyester BQTN 157.,Tugas Akhir, FT, Universitas Muhammadiyah, Surakarta.

Hendra, M, dan Ginting, S., (2002), Pengendalian Bahan Komposit, http://library.usu.ac.id/download/ft/tkimia-Hendra2.pdf.

Kurniati, E, dan Suprihatin., (2009), Kinetika Pembakaran Briket Eceng Gondok, Jurnal Penelitian Ilmu Teknik, vol.9, no.1, hal 70-77.

Lumintang, R. A. C., Soenoko, R., dan Wahyudi, S., (2011), Komposit Hibrid Polyester Berpenguat Serbuk Batang dan Serat Sabut Kelapa, Jurnal rekayasa Mesin, Vol.2, no.2, hal 145-153.

Merina, F., dan Trihadiningrum,Y.; Produksi Bioetanol dari Eceng Gondok (Eichhornia Crassipes) dengan Zymomonas dan Saccaharomyces cerevisiae, Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XIII februari 2011.

Nababan, P. N., (2011), Sifat Mekanik Komposit Polipropilena Daur Ulang dengan filler Serat Sabut Kelapa, FMIPA, UNIMED.

Nurkholis., (2008), Analisis Sifat Tarik dan Impak Komposit Serat Rami dengan Perlakuan Alkali Dalam Waktu 2, 4, 6, dan 8 jam, Fraksi Volume Serat 10% Dengan Matrik Poliester BQTN 157. Jurnal Teknik Mesin, vol.8, No.1, hal 80-83, Bandung.

Nurdin, H, (2008) Pengaruh Penggunaan Jenis Serat Pada komposit Polimer Terhadap Kekuatan Tarik. Zona Teknik ISSN 1978-1741, vol.3, no.2, hal 143-150.

Porwanto, A. D, dan Johar, L., (2008), Karakterisasi Komposit Berpenguat Serat Bambu dan Serat Gelas Sebagai Alternatif Bahan Baku Industri,Jurusan Teknik Fisika. ITS, Surabaya.

Purboputro, P. I., (2006), Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Impak Komposit Eceng Gondok dengan Matriks Poliester, Jurnal Media Mesin, vol. 7, No.2, hal 70-76, Juli 2006, Universitas Muhammadiyah, Surakarta.

Rahman,M., Riyanta, B, dan Diharjo, K., (2011), Pengaruh Fraksi Volume Sera dan Lama Perendaman Alkali terhadap Kekuatan Impak Komposit Serat Aren Polyester. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, vol.14, No.1, hal 26-32.

Surdia,T, dan Saito, S., (2000), Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya paramita : Jakarta.

Vlack V. L. H., (1994), Ilmu dan Teknologi Bahan, terjemahan Ir. Sriati Djaprie, Erlangga: Jakarta.

Zaman, B.S., (2006), Kemampuan Penyerapan Eceng Gondok Terhadap Amoniak dalam Limbah Rumah Sakit Berdasarkan Umur dan Lama Kontak, Jurnal PRESIPITASI, vol.1, No.1, ISSN 1907-187X, UNDIP, Semarang

pada umumnya dengan proses perendaman yang bertujuan untuk menghilangkan hemiselulosa, lignin, dan pektin dari bagian tumbuhan yang merupakan zat pengikat antara serat dengan inti kayu. Ikatan antara filler dan matriks akan semakin tinggi dengan hilangnya zat-zat tersebut.

Hasil penelitian awal yang dilakukan oleh Purboputro (2006), menyatakan bahwa kekuatan impak tertinggi serat eceng gondok bermatriks polyester terjadi pada panjang serat 50 mm dibanding dengan panjang 25 dan 100 mm. Perbedaan harga impak dari ketiga jenis komposit ini disebabkan oleh distribusi serat yang kurang merata sehingga kekuatan komposit tidak sama di setiap tempat dan energi yang diserap menjadi lebih kecil. Boimau (2010), meneliti pengaruh fraksi volum dan panjang serat terhadap sifat bending komposit polyester yang diperkuat serat batang pisang, dengan panjang serat 5 cm dan 2 cm dengan variasi fraksi volume serat yang digunakan sebesar 20%, 30%, dan 40% . Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekuatan bending komposit tertinggi dengan panjang serat 2 cm pada semua fraksi volume. Tegangan bending terbesar yang diperoleh pada fraksi volume 40% untuk komposit dengan panjang serat 5 cm sebesar 83,08 MPa dan nilai terendah pada fraksi volume 20 % sebesar 34,53 Mpa.

Berdasarkan uraian di atas, maka peneliti tertarik untuk menguji sifat mekanik komposit polyester menggunakan serat eceng gondok dengan memvariasikan fraksi volume serat. Adapun judul penelitian ini Adalah “Sifat Mekanik Komposit Terhadap Fraksi Volume Serat Eceng Gondok Bermatriks Polyester” .

1.2 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah penelitian ini adalah:

1. Jenis komposit yang dijadikan sebagai bahan penelitian pada ini adalah jenis fibrous komposit (komposit serat) yaitu serat eceng gondok.

2. Matriks yang digunakan adalah matriks polyester 3.Perendaman menggunakan NaOH 5 %.

4. Variasi yang digunakan dalam pembuatan komposit adalah dengan fraksi volume serat 0:100%, 10:90%, 20:80%, 30:70%, 40:60 % dengan panjang serat 50 mm.

5. Pengujian dibatasi pada sifat mekanik berupa uji tarik dan lentur

1.3 Rumusan Masalah

1. Bagaimakah sifat mekanik (uji tarik dan uji lentur) komposit serat eceng gondok

bermatriks polyester dengan fraksi volume serat yang berbeda?

2. Bagaimanakah pengaruh kekuatan komposit dengan menggunakan fraksi volume serat yang berbeda?

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui sifat mekanik (uji tarik dan uji lentur) yang paling optimal dengan fraksi volume serat yang berbeda.

2. Mengetahui pengaruh fraksi volume serat terhadap kekuatan tarik dan lentur komposit.

1.5 Manfaat penelitian

Adapun manfaat penelitian ini adalah :

1. Bagi peneliti adalah untuk menambah wawasan, pengetahuan, dan pengalaman tentang pembuatan material komposit

2. Bagi akademik yaitu penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi tambahan untuk penelitian serat alam (natural fiber) ke depannya.

3. Bagi industri dapat digunakan sebagai acuan atau pedoman dalam pembuatan komposit yang terbuat dari serat alam, khususnya serat eceng gondok sehingga eceng gondok bukan lagi tumbuhan pengganggu melainkan salah satu alternatif untuk meningkatkan pendapatan masyarakat sekitar.

1.6 Defenisi Operasional

Agar tidak terjadi kesalah-pahaman terhadap istilah yang digunakan dalam penelitian ini, maka perlu diperjelas istilah-istilah sebagai berikut:

a. Komposit yaitu suatu bahan yang merupakan gabungan atau campuran dari dua material atau lebih pada skala makroskopis untuk membentuk material ketiga yang lebih bermanfaat (Hartanto, 2009).

b. Matriks yaitu fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (Hartanto, 2009).

c. Polyester yaitu polimer berbobot molekul tinggi yang terdiri dari unit perulangan asam karboksilat dan hidroksi alkohol yang dihubungkan melalui ikatan ester (Lumintang, dkk, 2011).

51

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan data hasil pengujian dan pembahasan yang dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Komposit Polyester dengan filler serat eceng gondok mempunyai kekuatan tarik yang paling optimal pada fraksi volume serat (10 : 90)% yaitu sebesar 43,49 MPa, modulus elastisitas paling optimal pada fraksi volume serat (40 : 60)% sebesar 1253,66 MPa, dan regangan paling optimal pada fraksi volume (10 : 90)% sebesar 10%, sedangkan kekuatan lentur yang paling optimal terdapat pada fraksi volume serat (0 : 100)% yaitu sebesar 34,36 MPa.

2. Terdapat pengaruh fraksi volume serat terhadap kekuatan tarik, modulus elastisitas, regangan dan kekuatan lentur komposit polyester dengan filler serat eceng gondok, hal ini tampak dari nilai korelasi r = 0,49 untuk kekuatan tarik, r = 0,79 untuk modulus elastisitas, r = 0,56 untuk regangan dan r = 0,84 untuk kekuatan lentur

5.2 Saran

1. Sebaiknya dalam pemisahan serat dari batang eceng gondok dilakukan seefektif mungkin, supaya serat yang dihasilkan memiliki diameter yang sama.

2. Pencampuran dan penuangan resin dan katalis dilakukan dengan hati-hati supaya udara tidak terperangkap di dalam campuran yang dapat menimbulkan rongga/voids pada komposit

3. Penyusunan serat eceng gondok lebih merata supaya kekuatan komposit semakin tinggi.

4. Melakukan perbandingan matriks yang lebih bervariasi dengan volume serat eceng gondok yang lebih tinggi.

52

Daftar Pustaka

Arif, D., (2008), Komposit, http://library.UI.ac.id/download /FT /tkimia-Arif. pdf Assatrah., (2010), Unit1NatriumHidroksida

http://www.id.scribd.com/doc/28438278/UNIT-1-Natrium Hidroksida.html

Boimau, K.;Pengaruh Fraksi Volume dan Panjang Serat Terhadap Sifat Bending Komposit Poliester yang Diperkuat Serat Batang Pisang, Seminar Nasional Teknik Mesin Oktober 2010.

Bambang, K. H., (2000), Mekanika Struktur Komposit, Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat.

Brades, A. C. dan Tobing, F. S.,(2010), Eceng Gondok

http://www.id.scribd.com/doc/59324911/eceng-gondok.htm.

Dewi, Y. S. dan Gultom,Y. H., (2009), Pemanfaatan Algae Chlorella sp dan Eceng Gondok untuk Menurunkan Tembaga (Cu) pada Industri Pelapisan Logam, Seminar Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik Kimia. Diharjo, K., (2006), Pengaruh Perlakuan Alkali Terhadap Sifat Tarik Bahan

Komposit Serat Rami-Polyester, Jurnal Teknik Mesin, vol.8, no.1, hal 8-13.

Fajar, S. N., (2008), Optimasi Kekuatan Bending dan Impak Komposit Berpenguat Serat Ramie Bermatrik Polyester Bqtn 157 Terhadap Fraksi Volume dan Tebal Skin, Jurnal Teknik Mesin, vol.8, no.1, hal 80-83. Gainzo, L., (2012), Bahan Komposit , http//: makalah-tentang-bahan-komposit «

aksitupai.htm-at. 13;15PM.

Hartanto, L., (2009), Study Perlakuan Alkali dan Fraksi Volum Serat Terhadap Kekuatan Bending, Tarik, dan Impak Komposit Berpenguat Serat Rami Bermatrik Polyester BQTN 157.,Tugas Akhir, FT, Universitas Muhammadiyah, Surakarta.

Hendra, M, dan Ginting, S., (2002), Pengendalian Bahan Komposit, http://library.usu.ac.id/download/ft/tkimia-Hendra2.pdf.

Kurniati, E, dan Suprihatin., (2009), Kinetika Pembakaran Briket Eceng Gondok, Jurnal Penelitian Ilmu Teknik, vol.9, no.1, hal 70-77.

53

Lumintang, R. A. C., Soenoko, R., dan Wahyudi, S., (2011), Komposit Hibrid Polyester Berpenguat Serbuk Batang dan Serat Sabut Kelapa, Jurnal rekayasa Mesin, Vol.2, no.2, hal 145-153.

Merina, F., dan Trihadiningrum,Y.; Produksi Bioetanol dari Eceng Gondok (Eichhornia Crassipes) dengan Zymomonas dan Saccaharomyces cerevisiae, Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XIII februari 2011.

Nababan, P. N., (2011), Sifat Mekanik Komposit Polipropilena Daur Ulang dengan filler Serat Sabut Kelapa, FMIPA, UNIMED.

Nurkholis., (2008), Analisis Sifat Tarik dan Impak Komposit Serat Rami dengan Perlakuan Alkali Dalam Waktu 2, 4, 6, dan 8 jam, Fraksi Volume Serat 10% Dengan Matrik Poliester BQTN 157. Jurnal Teknik Mesin, vol.8, No.1, hal 80-83, Bandung.

Nurdin, H, (2008) Pengaruh Penggunaan Jenis Serat Pada komposit Polimer Terhadap Kekuatan Tarik. Zona Teknik ISSN 1978-1741, vol.3, no.2, hal 143-150.

Porwanto, A. D, dan Johar, L., (2008), Karakterisasi Komposit Berpenguat Serat Bambu dan Serat Gelas Sebagai Alternatif Bahan Baku Industri,Jurusan Teknik Fisika. ITS, Surabaya.

Purboputro, P. I., (2006), Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Impak Komposit Eceng Gondok dengan Matriks Poliester, Jurnal Media Mesin, vol. 7, No.2, hal 70-76, Juli 2006, Universitas Muhammadiyah, Surakarta.

Rahman,M., Riyanta, B, dan Diharjo, K., (2011), Pengaruh Fraksi Volume Sera dan Lama Perendaman Alkali terhadap Kekuatan Impak Komposit Serat Aren Polyester. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, vol.14, No.1, hal 26-32.

Surdia,T, dan Saito, S., (2000), Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya paramita : Jakarta.

Vlack V. L. H., (1994), Ilmu dan Teknologi Bahan, terjemahan Ir. Sriati Djaprie, Erlangga: Jakarta.

Zaman, B.S., (2006), Kemampuan Penyerapan Eceng Gondok Terhadap Amoniak dalam Limbah Rumah Sakit Berdasarkan Umur dan Lama Kontak, Jurnal PRESIPITASI, vol.1, No.1, ISSN 1907-187X, UNDIP, Semarang