PENGARUH PERLAKUAN ALKALI TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT KENAF – POLYPROPYLENE.

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH PERLAKUAN ALKALI TERHADAP
SIFAT MEKANIK KOMPOSIT KENAF - POLYPROPYLENE

SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik

Oleh :
KOMANG TRISNA ADI PUTRA
NIM. I1410019

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
to user

2013

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH PERLAKUAN ALKALI TERHADAP
SIFAT MEKANIK KOMPOSIT KENAF – POLYPROPYLENE

Komang Trisna Adi Putra
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Abstrak
Komposit berpenguat serat alam memiliki potensi untuk dikembangkan
sebagai material alternatif yang ramah lingkungan. Kekuatan komposit berpenguat
serat alam dapat ditingkatkan dengan perlakuan kimia serat. Tujuan penelitian ini
adalah menyelidiki pengaruh perlakuan alkali terhadap sifat mekanik komposit
berpenguat serat kenaf dengan matrik polypropylene.
Mat kenaf – PP direndam pada larutan NaOH dengan konsentrasi 4%, 5%,
6%, 7%, dan 8% dengan lama perendaman 2 jam. Pembuatan komposit
menggunakan metode hot press. Suhu pengepresan adalah 1800C selama 15 menit
pada tekanan 5 bar. Sifat mekanik komposit yang diuji adalah tarik, bending, dan
impact.
Hasil pengujian menunjukkan perlakuan 6% NaOH menghasilkan
komposit dengan kekuatan tarik dan bending tertinggi sebesar 15,5 MPa dan 15,9
MPa. Kekuatan impact komposit menurun setelah mendapat perlakuan alkali.
Kekuatan impact tertinggi terjadi pada komposit tanpa perlakuan alkali yaitu
sebesar 34,7 KJ/m2. Patahan bending komposit diamati menggunakan scanning
electron microscopy (SEM). Hasil pengamatan menunjukkan peningkatan

kekuatan tarik dan bending disebabkan oleh ikatan serat dan matrik yang lebih
baik. Kekuatan impact komposit menurun karena perlakuan alkali menyebabkan
komposit sulit meregang sehingga bersifat getas. Kekuatan tarik dan bending
komposit dibawah PP murni karena parameter tekanan pengepresan dan waktu
tahan yang belum maksimal.
Kata kunci : Perlakuan alkali, serat kenaf, polypropylene, hot press, sifat
mekanik, SEM

commit to user
iii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

THE EFFECT OF ALKALI TREATMENT ON THE
MECHANICAL PROPERTIES OF
KENAF FIBER REINFORCED POLYPROPYLENE COMPOSITE
Komang Trisna Adi Putra
Department of Mechanical Engineering

Universitas Sebelas Maret Surakarta
Abstract
Natural fibers reinforced composite have developed as an environmentally
friendly material. Mechanical properties of natural fiber reinforced composite can
be improved by chemical treatment of the fiber. The objective of this research is
to investigate the effect of alkali treatment on the mechanical properties of kenaf
fiber reinforced polypropylene composite.
Kenaf - PP mats were immersed in NaOH solutions with concentrations
ranging 4% to 8% in intervals of 1%. The hot press forming method was used to
produce composite panel. The hot press parameters were 1800C at 5 bar for 15
minute.
Mechanical test result shows that alkali treatment at 6% NaOH solution
produce the highest tensile and flexural properties. The highest tensile and flexural
strength is 15.2 MPa and 15.9 MPa. The impact strength is decreased after alkali
treatment. The highest impact strength is 34.7 KJ/m2 occurs at composite without
alkali treatment. Scanning electron microscopy (SEM) examination shows that
improvement of tensile and flexural strength is caused by good interfacial bonding
between fiber and matrix. The composite impact strength is decreased because of
brittle characteristic of the composite after had an alkali treatment. Tensile and
flexural strength composite is lower than pure polypropylene because of

parameter pressure and holding time in hot press forming is not optimal.
Key words : Alkali treatment, kenaf fiber, polypropylene, hot press, mechanical
properties, SEM

commit to user
iv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkatnya
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat memperoleh gelar sarjana
teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua
pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini,
khususnya kepada:
1. Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo, MT. selaku pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan dan arahan dengan sangat baik selama penelitian
dan penulisan skripsi ini.
2. Bapak Heru Sukanto, ST., MT. selaku pembimbing II yang memberikan
bimbingan dengan sangat baik dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Kedua orangtua penulis yang telah mendidik dan memberikan dukungan
moral dan biaya selama penulisan skripsi ini.
4. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNS.
5. Dosen - dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membagikan ilmu selama
masa perkuliahan.
6. Maruto Adi P, ST. selaku laboran Laboratorium Material Teknik Mesin
UNS yang telah membantu penulis dalam pengujian spesimen.
7. Teman-teman dari Nonreg 2010, Asisten Lab. Material, Panca, Sahid Bayu,
Eko Yulianto yang telah memberikan motivasi dan dorongan moril baik
secara langsung maupun tidak langsung.
8. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan
dorongan semangat serta doa, terima kasih.
Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan. Oleh karena itu bila ada saran, koreksi, dan kritik demi
kesempurnaan skripsi ini.

Surakarta, September 2013
Penulis
commit to user

v

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

ABSTRAK ………………………………………………………………...
KATA PENGANTAR …………………………………………………….
DAFTAR ISI ……………………………………………………………...
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………..
DAFTAR TABEL ………………………………………………………..

iii
v

vi
viii
ix

BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………..
1.1. Latar belakang masalah ………………………….....................
1.2. Perumusan masalah ……………………………………………
1.3. Batasan masalah ……………………………………………….
1.4. Tujuan penelitian ………………………………………………
1.5. Sistematika penulisan ………………………………………….

1
1
3
3
3
3

BAB II DASAR TEORI ………………………………………………….
2.1. Tinjauan pustaka ………………………….................................

2.2. Dasar teori ……………………………………………………..
2.2.1. Teori komposit serat ……………………………………..
2.2.2. Serat kenaf………………………………………………..
2.2.3. Perlakuan alkali serat kenaf ……………………………..
2.2.4. Polypropylene …………………………………………...
2.2.5. Pengujian tarik komposit ………………………………..
2.2.6. Pengujian bending komposit …………………………….
2.2.7. Pengujian impact komposit……………………………....
2.2.8. Densitas komposit ……………………………………….

4
4
6
6
6
7
8
8
9
8

11

BAB III METODE PENELITIAN ……………………………………….
3.1. Tempat penelitian ……………………………………………...
3.2. Alat penelitian …………………………………………………
3.3. Bahan penelitian …………………………………………….....
3.4. Alat pengujian …………………………………………………
3.5. Prosedur penelitian ……………………………………….........
3.5.1. Perlakuan alkali pada mat Kenaf - PP …………………...
3.5.2. Pembuatan panel komposit …………………...................
3.5.3. Tahap pengujian …………………....................................
3.6. Diagram alir penelitian ………………………………...............
3.7. Jadwal penelitian ………………………………………………

14
14
14
15
16
18

18
18
19
20
21

BAB IV HASIL DAN ANALISA ………………………………………..
4.1. Pengukuran densitas komposit kenaf - pp ……………………..
4.2. Sifat tarik komposit kenaf - pp ………………………………...
4.3. Sifat bending komposit kenaf - pp ……………………………..
4.4. Sifat impact komposit kenaf - pp ……………………………....
commit to user

22
22
25
31
35

vi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP ……………………………………………………….. 38
5.1. Kesimpulan ……………………………………………………. 38
5.2. Saran …………………………………………………………... 38
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………. 39
Lampiran ………………………………………………………………….. 41

commit to user

vii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Degradasi selulosa pada perlakuan NaOH 8% ………………
Gambar 2.2 Kerusakan selulosa pada perlakuan NaOH 6% 24 jam ……...
Gambar 2.3 Struktur selulosa …………………………………………….
Gambar 2.4 Spesimen uji tarik ASTM D638 …………………………….
Gambar 2.5 Sudut impact pendulum………………………………………
Gambar 2.6 Model void dalam komposit kenaf – pp ………......................
Gambar 3.1 Alat penelitian………………………………………………...
Gambar 3.2 Mat 50% kenaf 50% PP…………………………………........
Gambar 3.3 Alat pengujian………………………………………………...
Gambar 3.4 Posisi mat dalam cetakan…………………………………......
Gambar 3.5 Suhu dan tekanan pada specimen selama hot press ………….
Gambar 3.4 Diagram alir penelitian………………………………….........
Gambar 4.1 Kurva hubungan densitas terhadap konsentrasi larutan NaOH
Gambar 4.2 Foto makro komposit ………………………………………...
Gambar 4.3 Kurva hubungan tegangan tarik terhadap konsentrasi larutan
NaOH
Gambar 4.4 Kegagalan komposit kenaf – pp pada perlakuan 4% NaOH ...
Gambar 4.5 (a) Foto SEM serat kenaf tanpa perlakuan alkali ……………
Gambar 4.5 (b) Foto SEM serat kenaf dengan perlakuan alkali 4% NaOH
Gambar 4.6 Permukaan serat bersih pada perlakuan 6% NaOH…………..
Gambar 4.7 Patahan komposit kenaf – pp pada perlakuan 6% NaOH……
Gambar 4.8 Patahan komposit kenaf – pp pada perlakuan 8% NaOH……
Gambar 4.9 Pengaruh perlakuan alkali terhadap modulus tarik komposit
Gambar 4.10 Degradasi serat kenaf pada perlakuan 8% NaOH………….
Gambar 4.11 Kurva hubungan tegangan bending terhadap konsentrasi
larutan NaOH ……………………………………………….
Gambar 4.12 Kegagalan komposit pada pengujian bending………………
Gambar 4.13 Kurva hubungan modulus bending terhadap konsentrasi
larutan NaOH ……………………………………………….
Gambar 4.14 Kurva hubungan kekuatan impact terhadap konsentrasi
larutan NaOH ……………………………………………….
Gambar 4.15 Patahan impact komposit……………………………………
Gambar 4.16 Kurva hasil pengujian tarik komposit………….……………

commit to user

viii

5
5
7
8
11
12
15
15
17
18
19
20
22
24
25
26
27
27
28
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel
Tabel
Tabel
Tabel

3.1 Datasheet mat Kenaf - PP ……………………………………..
3.2 Variasi konsentrasi larutan NaOH pada tiap specimen ……….
3.3 Jadwal penelitian ……………………….. ……..……………...
4.1 Fraksi void dalam komposit kenaf – pp ……………………….

commit to user

ix

16
18
21
23