PENGARUH WAKTU PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE – SAMPAH ORGANIK

PENGARUH WAKTU PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE – SAMPAH ORGANIK

Dosen Pembimbing I

: Ir. Wijang Wisnu R., MT

Dosen Pembimbing II

: Heru Sukanto, ST.,MT

Disusun Oleh : PRADIPTA FAJAR YUNIARTO

I 1407029

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

PENGARUH WAKTU PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE – SAMPAH ORGANIK SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

PRADIPTA FAJAR YUNIARTO

I 1407029

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

HALAMAN PENGESAHAN PENGARUH WAKTU PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE – SAMPAH ORGANIK

Disusun oleh

PRADIPTA FAJAR YUNIARTO NIM. I 1407029

Dosen Pembimbing I

Ir. Wijang Wisnu Raharjo, MT. NIP. 19681004 1999031002

Dosen Pembimbing II

Heru Sukanto, ST. MT. NIP. 197207311997021001

Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Kamis tanggal

1. Wibowo, ST., MT. NIP. 196904251998021001

2. Purwadi Joko Widodo, ST., M.Kom NIP. 19730126 1997021001

3. Teguh Triyono, ST. NIP. 197104301998021001

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Didik Djoko Susilo, ST., MT. NIP. 19720313 199702 1 001

Koordinator Tugas Akhir

Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT. NIP. 19720229 200012 1 001

PENGARUH WAKTU PERENDAMAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEKANIK KOMPOSIT HDPE – SAMPAH ORGANIK

Pradipta Fajar Yuniarto Program Sarjana Teknik, Jurusan Teknik Mesin, FT Universitas Sebelas Maret, Surakarta PradiptaFY@ymail.com

Abstrak

Tujuan penelitian ini adalah untuk untuk mengetahui pengaruh waktu perendaman dalam air destilasi terhadap karakteristik komposit HDPE –sampah organik berupa kekuatan bending, kekuatan geser tekan dan kekuatan impact.

Bahan-bahan yang digunakan adalah HDPE dan sampah organik (daun dan ranting). Pembuatan spesimen menggunakan metode pressured sintering dengan P: 8,7 kPa, T: 120ºC, waktu sintering 10 menit, fraksi volume HDPE 0.3. Komposit HDPE-sampah organik akan direndam pada air destilasi yang mengacu pada pengujian water absorption (ASTM D5229) dengan variasi waktu 0 hari (tanpa perendaman), perendaman 1 hari, 7 hari, 14 hari, dan 21 hari pada air destilasi. Komposit hasil perendaman akan diuji kekuatan mekaniknya berupa kekuatan bending (ASTM D1037), geser tekan (ASTM D1037), dan impact (ASTM D5941). Pada penelitian ini juga dilakukan pengamatan permukaan patah hasil uji bending dengan foto SEM (scanning electron micrograph).

Hasil penelitian menunjukkan nilai kekuatan mekanik akan semakin turun dengan bertambahnya waktu perendaman pada air destilasi. Penurunan kekuatan mekanik disebabkan oleh air destilasi yang diserap oleh komposit HDPE-sampah organik akan merusak ikatan antarmuka HDPE-sampah organik. Kekuatan bending turun 38,60 %, geser tekan turun 36,26 %, dan impact turun 37,76 %.

Kata kunci : Komposit, HDPE, sampah organik, sintering, water absorption.

THE EFFECT OF IMMERSED TIME ON THE MECHANICAL CHARACTERISTICS OF HDPE-ORGANIC WASTE COMPOSITE

Pradipta Fajar Yuniarto

Mechanical Engineering Sebelas Maret University, Surakarta PradiptaFY@ymail.com

Abstract

The objective of this research is to investigate the effect of immersed time on mechanical characteristic HDPE – organic waste composite which include bending strength, impact strength and compression shear strength.

The composite was made from recycled HDPE and organic waste. The composite was made by using the pressured sintering method. The pressured sintering process was conducted at 10 minutes sintering time, temperature of

120 0 C with pressure of 8,7 kPa, and volume fraction of HDPE of 0.3. Specimen was immersed in destilation water with variation 0 (no immersed), 1 day, 7 days,

14 days, and 21 immersed days. The water absorption refers to ASTM D 5229, the bending strength and the compression shear strength refers to ASTM D 1037 whereas the testing of the impact stenght refers to ASTM D 5941. The observation on the bending fracture of the composite was conducted by using SEM (Scanning Electron Micrograph).

The results of this research are as follows: (1) the increasing immersed in destilation water from 0 up to 21 days will decrease the mechanical strength of the composite; (2) the bending strength decrease by 38,60 %; (3) the compression shear strength decrease by 36,36 % and (4) the impact strength decrease by 37,76%.

Keywords : Composite, HDPE, organic waste, sintering, water absorption.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan inayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyampaikan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada :

1. Ibuku Suprihati Rahayuningsih, Bapakku Dwi Marwoto, kakakku Niken Prima Astuti, adik-adikku tercinta Arinda Tri Astuti, dan Alfinda Indri Astuti atas do’a, kasih sayang, dan semangat yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo, MT. selaku dosen pembimbing I yang dengan ikhlas dan sabar memberikan banyak bantuan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

3. Bapak Heru Sukanto, ST., MT. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan banyak masukan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

4. Bapak Wibowo, ST., MT., Bapak Teguh Triyono, ST. dan Bapak Purwadi Joko Widodo, ST., M.kom selaku dosen penguji.

5. Zainal Arifin, ST., MT. selaku pembimbing akademik.

6. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana keilmuan.

7. Muhamad Fandy Assydiqi ST “siboss”, Didik Riyanto ST “bolot”, Agung Ibnuwibowo ST “penthet”, Heri Saputro ST “celenk”, Tri Prasetyo “bocor”,

Triyono Karso “ambon”, Wisnu Adhi Permana Jati “inu”, dan saudara – saudaraku seperjuangan yang telah melakukan penelitian bersama-sama.

8. Septi Nurlitasari Warhas, S.ked, yang telah memberi motifasi, dukungan dan semangat baru untuk terus tetap berjuang dalam situasi apapun. Selalu sabar dan tak henti-hentinya memberi teguran dan masukan. Membukakan mataku akan hal yang awalnya sulit menjadi mudah dengan usaha dan do’a. Terima kasih banyak “beudq”.

9. Teman-teman Teknik Mesin Fakultas Teknik Non Reguler UNS angkatan 2007 ( Supardi “kriting”, Khamdan “kandom”, Sugma, Dani, Eko “karim”, Eko “Pak Eko”, Bayu “Si B”, Apriyan “Basir”, Agus “kenthus”, Diky “Cenggur”, Andry “Bandriyo”, Triharyono “squid”, Iva “dipa”,, dan semua tanpa terkecuali yang telah memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi.

10. Kakak tingkat Fakultas Teknik Mesin UNS angkatan 2005, dan 2006 yang telah memberikan semangat.

11. Teman-teman kos Widuri 3 (Sukma, Heri, Agung, Khamdan, Eko Karim, Pak Eko, Dani, Apriyan Basir, Agus, Halim, Boyo, Kucing), yang telah mendukung dan terus memberikan motifasi penulis harus dapat menyelesaikan skripsi.

12. Bu Elisa, Mas Har, Pak Endras, & Semua Karyawan Fakultas Teknik.

13. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan dorongan semangat serta do’anya, 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, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih.

Surakarta, Juli 2012

Penulis

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1. Densitas Komposit HDPE- Sampah Organik ……….…………....... 26

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Pembagian Komposit ………………………………………. .. ...... 6 Gambar 2.2 Simbol recycle HDPE ............................................................... ...... 8 Gambar 2.3 Three point bending .................................................................. ...... 11 Gambar 2.4 Sudut impak .............................................................................. ...... 11 Gambar 2.5 Pengujian geser tekan ................................................................ ...... 12 Gambar 2.6 Skema penyusutan pori selama proses sintering ....................... ..... 13 Gambar 2.7 Mekanisme pencampuran serbuk .............................................. ...... 15 Gambar 3.1 Bahan penelitian ........................................................................ ..... 17 Gambar 3.2 Alat Penelitian ........................................................................... ..... 19 Gambar 3.3 Alat Pengujian ........................................................................... ..... 19 Gambar 3.4 Dimensi spesimen bending........................................................ ..... 22 Gambar 3.5 Dimensi spesimen impact.......................................................... ..... 22 Gambar 3.6 Dimensi spesimen geser tekan......................................................... 23 Gambar 3.7 Bagan tata cara penelitian ......................................................... ......24 Gambar 4.1 Pengaruh waktu perendaman terhadap nilai water absorption

Komposit HDPE-sampah organik ............................................. ..... 27

Gambar 4.2 Pengaruh waktu perendaman terhadap kekuatan bending komposit

HDPE-sampah organik.............................................................. ..... 28 Gambar 4.3 Pengamatan SEM (a) 0 hari (tanpa perendaman); (b) 1 hari perendaman; (c) 21 hari perendaman................................29

Gambar 4.4 Pengaruh waktu perendaman terhadap kekuatan geser tekan

komposit HDPE-sampah organik. ............................................. ..... 30 Gambar 4.5 Pengaruh waktu perendaman terhadap kekuatan impact komposit HDPE-sampah organik ………………………..……....….....31

DAFTAR LAMPIRAN

Tabel 1. Pengukuran Densitas Spesimen Bending Komposit HDPE-Sampah

Organik. Tabel 2. Pengukuran Densitas Spesimen Geser Tekan Komposit HDPE-Sampah

Organik. Tabel 3. Pengukuran Densitas Spesimen Impact Komposit HDPE-Sampah

Organik. Tabel 4. Pengujian Water Absorption Spesimen Bending Komposit HDPE-

Sampah Organik. Tabel 5. Pengujian Water Absorption Spesimen Geser Tekan Komposit HDPE-

Sampah Organik. Tabel 6. Pengujian Water Absorption Spesimen Impact Komposit HDPE-Sampah

Organik. Tabel 7. Pengujian Bending Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Waktu

Perendaman. Tabel 8. Pengujian Geser Tekan Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Waktu

Perendaman. Tabel 9. Pengujian Impact Komposit HDPE-Sampah Organik Variasi Waktu

Perendaman. Tabel 10. Densitas Aktual Setelah 0 Hari Perendaman. Tabel 11. Densitas Aktual Setelah 1 Hari Perendaman. Tabel 12. Densitas Aktual Setelah 7 Hari Perendaman. Tabel 13. Densitas Aktual Setelah14 Hari Perendaman. Tabel 14. Densitas Aktual Setelah 21 Hari Perendaman.

MOTTO “BERFIKIR UNTUK MEMECAHKAN MASALAH ITU PENTING TETAPI SETIAP MASALAH TIDAK HANYA UNTUK DIFIKIRKAN DO SOMETHING...!!! “ (PENULIS) “ANDA AKAN SIAP UNTUK HAL HAL YANG TELAH KITA SIAPKAN JADI MULAILAH MENYIAPKAN HAL HAL SESUAI DENGAN KEINGINAN JIKA ANDA INGIN MENCAPAI KESUKSESAN.” (PENULIS) “KEBERHASILAN ATAU KESUKSESAN ITU BISA DICAPAI DENGAN MENAIKI TANGGA YANG DIBANGUN DARI PENYELESAIAN PENYELESAIAN RENCANA YANG KITA LAKUKAN” (PENULIS) “TIDAK ADA HARGA ATAS WAKTU, TAPI WAKTU SANGAT BERHARGA. MEMILIKI WAKTU TIDAK MENJADIKAN KITA KAYA, TETAPI MENGGUNAKANNYA DENGAN BAIK ADALAH SUMBER DARI SEMUA KEKAYAAN’ (MARIO TEGUH)

LAMPIRAN

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tuntutan membuat segala sesuatu menjadi ringan dan kuat adalah hal yang wajar di era teknologi seperti saat ini. Hal ini mendorong produsen komponen mencari material baru yang lebih ringan dari logam, tapi memiliki kekuatan lebih baik. Material komposit dipandang sebagai alternatif pengganti material logam karena bobotnya sangat ringan tapi super kuat. Penggunaan bahan komposit pun sangat luas, yaitu untuk komponen satelit, industri pertahanan, jembatan, terowongan, kaki palsu, peralatan olah raga, struktur kapal, industri migas dan pada penerbangan modern, material komposit kini telah umum digunakan pada bagian sayap dan ekor, propeller, bilah rotor, dan juga struktur internal pesawat terbang (suara merdeka, 2011).

Salah satu jenis komposit yang digunakan adalah komposit organik- anorganik. Selain lebih ringan, komposit organik-anorganik juga ramah lingkungan, karena bisa memanfaatkan sampah organik dan sampah anorganik. Kepala Dinas Kebersihan dan Pertamanan (DKP) Solo, Satriyo menjelaskan volume sampah TPA Putri Cempo di Mojosongo, diperkirakan pada lebaran 2012 mengalami peningkatan volume sampah mencapai 75 ton per hari. Artinya volume sampah meningkat sekitar 20-30% tiap tahun (Solopos, 2011). Berdasarkan data tersebut, maka dibutuhkan solusi untuk mengurangi jumlah sampah. Salah satu solusinya adalah dengan menyusun menjadi bahan komposit organik-anorganik. Pembuatan komposit ini akan bermanfaat dalam mengurangi volume sampah organik dan anorganik, serta bermanfaat meningkatkan nilai guna dari sampah organik dan anorganik. Komposit organik-anorganik menggunakan sampah organik (daun, ranting) sebagai pengisi dan sampah anorganik (HDPE) sebagai pengikat.

Pembuatan material komposit dapat menggunakan beberapa metode, salah satunya adalah dengan metode pressured sintering. Pressured sintering adalah suatu metode yang mengaplikasikan proses kompaksi dan sintering. Material yang dihasilkan dengan menggunakan metode pressured sintering diharapkan memiliki Pembuatan material komposit dapat menggunakan beberapa metode, salah satunya adalah dengan metode pressured sintering. Pressured sintering adalah suatu metode yang mengaplikasikan proses kompaksi dan sintering. Material yang dihasilkan dengan menggunakan metode pressured sintering diharapkan memiliki

selama 5 menit sebesar 25002,13

/m J /m , sedangkan penelitian dengan metode

sintering konvensional pada suhu 150ºC dihasilkan kekuatan impact sebesar 24346,87

/m J /m (Sukanto, 2008) Semua komposit polimer-serat organik dapat menyerap air di atmosfir dan

saat terendam dalam air. Efek dari penyerapan air dapat menurunkan ikatan antarmuka serat-matrik yang mengurangi efisiensi pemindahan beban antar serat. Salah satunya adalah pada material komposit yang menggunakan serat alam sebagai penguat akan berpotensi menyerap air (Dhakal et al, 2007). Mengingat salah satu komponen penyusun komposit ini adalah material organik yang berpotensi menyerap air, maka sangatlah penting untuk mengetahui pengaruh perendaman dalam air destilasi terhadap karakteristik mekanik dari komposit HDPE –sampah organik.

1.2 Perumusan Masalah

Bagaimana pengaruh waktu perendaman dalam air destilasi terhadap karakteristik mekanik komposit HDPE –sampah organik.

1.3 Batasan Masalah

Pada penelitian ini masalah dibatasi sebagai berikut:

1. Selama proses pencampuran distribusi serbuk HDPE, serbuk ranting pohon dan serbuk daun yang digunakan dalam pembuatan komposit ini dianggap merata.

2. Selama proses pressured sintering distribusi panas diasumsikan merata.

1.4 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu perendaman dalam air destilasi terhadap karakteristik komposit HDPE –sampah organik berupa kekuatan bending, kekuatan geser tekan dan kekuatan impact.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Bab I Pendahuluan, menjelaskan tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan tugas akhir.

2. Bab II Dasar teori, berisi tinjauan pustaka serta kajian teoritis yang memuat penelitian-penelitian sejenis serta landasan teori yang berkaitan dengan permasalahan yang diteliti.

3. Bab III Metodologi penelitian, menjelaskan peralatan yang digunakan, tempat dan pelaksanaan penelitian, langkah-langkah percobaan dan pengambilan data.

4. Bab IV Data dan analisa, menjelaskan data hasil pengujian, perhitungan data hasil pengujian serta analisa hasil dari perhitungan.

5. Bab V Penutup, berisi tentang kesimpulan dan saran. Kesimpulan memuat pernyataan singkat dan tepat yang dijabarkan dari hasil penelitian serta merupakan jawaban dari tujuan penelitian dan pembuktian kebenaran hipotesis. Saran memuat pengalaman dan pertimbangan penulis yang ditunjukkan kepada para peneliti yang ingin melanjutkan atau mengembangkan penelitian yang sejenis.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Termoplastik adalah salah satu jenis plastik yang sifatnya dapat mengalami pelunakan atau pelelehan kembali jika diberi penambahan suhu. Salah satu termoplastik yang popular adalah HDPE. Penggunaan HDPE sangat luas antara lain sebagai kemasan makanan, minuman dan bahan kimia. Konsekuensi penggunaan HDPE yang begitu luas, adalah peningkatan limbah plastik HDPE pun tak terelakkan dan jumlah ini akan terus terakumulasi karena sifat plastik yang tidak membusuk, tidak terurai secara alami, tidak menyerap air, dan tidak berkarat. Selain sampah plastik, jenis limbah lain yang sering menimbulkan masalah adalah sampah organik. Peningkatan jumlah penduduk menyebabkan terjadinya peningkatan aktivitas manusia. Hal ini berarti pula peningkatan jumlah sampah yang dihasilkan. Sehingga dibutuhkan solusi untuk mengurangi jumlah sampah yang semakin meningkat. Salah satu solusinya adalah dengan menyusun menjadi bahan komposit organik-anorganik. Pembuatan komposit ini akan bermanfaat dalam mengurangi volume sampah organik dan anorganik, plastik HDPE digunakan sebagai matrik dan bahan organik dapat digunakan sebagai filler (material pengisi). Sifat komposit yang dihasilkan tergantung pada material penyusunnya, sehinga perlu diperhatikan berbagai faktor untuk mendapatkan material akhir dengan sifat-sifat yang diinginkan.

Karakteristik komposit dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu fraksi volume , suhu sintering, tekanan sintering, waktu sintering. Penelitian komposit HDPE-sampah organik dengan variasi fraksi volume HDPE. Peningkatan fraksi volume HDPE akan meningkatkan kekuatan mekanik komposit (Asshiddiqi, 2011). Fraksi volume terbaik yang digunakan untuk membuat komposit dengan HDPE adalah 20% - 40% (Oza, 2010). Penelitian komposit HDPE-sampah organik dengan variasi suhu sintering. Peningkatan suhu sintering akan meningkatkan kekuatan bending dan menurunkan nilai serapan air turun (Riyanto, 2011). Penelitian komposit tepung kanji-serbuk kulit kacang dengan variasi tekanan pengepresan. Kekuatan mekanik komposit meningkat sebanding Karakteristik komposit dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu fraksi volume , suhu sintering, tekanan sintering, waktu sintering. Penelitian komposit HDPE-sampah organik dengan variasi fraksi volume HDPE. Peningkatan fraksi volume HDPE akan meningkatkan kekuatan mekanik komposit (Asshiddiqi, 2011). Fraksi volume terbaik yang digunakan untuk membuat komposit dengan HDPE adalah 20% - 40% (Oza, 2010). Penelitian komposit HDPE-sampah organik dengan variasi suhu sintering. Peningkatan suhu sintering akan meningkatkan kekuatan bending dan menurunkan nilai serapan air turun (Riyanto, 2011). Penelitian komposit tepung kanji-serbuk kulit kacang dengan variasi tekanan pengepresan. Kekuatan mekanik komposit meningkat sebanding

Proses pembuatan komposit dapat dilakukan dengan berbagai cara, salah satunya adalah dengan proses pressured sintering. Pressured sintering adalah suatu metode yang mengaplikasikan proses kompaksi dan sintering. Proses pressured sintering pada suhu sintering 120ºC akan meningkatkan jumlah ikatan antar serbuk plastik, karena pada suhu ini serbuk plastik mulai melunak dan mengalami reposisi menempati ruang antar serbuk karet (Sukanto, 2008). Pembuatan komposit HDPE –karet ban bekas dengan metode pressured sintering. Semakin kecil ukuran serbuk akan menungkatkan kekuatan komposit (Yonanta, 2008 ).

Semua material komposit yang menggunakan serat alam sebagai penyusunnya akan berpotensi menyerap air, salah satunya adalah komposit polimer-serat organik. Peyerapan air (water absorption) dapat mempengaruhi karakteristik dari komposit. Penelitian komposit tepung sagu-LDPE menunjukan penyerapan air selama 30 hari akan menurunkan tensile strength sebesar 55 % dan membuat kepadatan dari butiran tepung menjadi berkurang (Danjaji, 2001).

Pengujian water absorption menunjukan penurunan sifat mekanik komposit serat rami-unsaturated polyester karena penurunan ikatan antarmuka fiber-matrix (Dhakal et al, 2007). Penelitian yang mengkaji komposit serat kenaf (10%, 20%, dan 30%) dan polyester untuk mempelajari pengaruh penyerapan air terhadap sifat mekanik dengan pengujian perendaman dalam air, didapatkan hasil penyerapan air meningkat seiring peningkatan persentase serat (Rashdi, 2010). Balaji (2011) mengatakan, Peningkatan kadar asam sulfat 15 % sampai 35% terhadap pengujian water absorption komposit serat rami matrik epoxi menurunkan kekuatan mekaniknya. Pengujian water absorption variasi waktu perendaman 1 hari, 1 minggu, 2 minggu dan 3 minggu terhadap komposit serat kenaf menunjukan tingkat kelembaban akan terus meningkat dengan bertambahnya waktu perendaman dan menurunkan compression strength sebesar 57 % (Nosbi, 2010). Dari hasil pengujian tersebut maka lama waktu perendaman akan berpengaruh besar karena meningkatkan kelembaban yang akan menurunkan ikatan antarmuka Pengujian water absorption menunjukan penurunan sifat mekanik komposit serat rami-unsaturated polyester karena penurunan ikatan antarmuka fiber-matrix (Dhakal et al, 2007). Penelitian yang mengkaji komposit serat kenaf (10%, 20%, dan 30%) dan polyester untuk mempelajari pengaruh penyerapan air terhadap sifat mekanik dengan pengujian perendaman dalam air, didapatkan hasil penyerapan air meningkat seiring peningkatan persentase serat (Rashdi, 2010). Balaji (2011) mengatakan, Peningkatan kadar asam sulfat 15 % sampai 35% terhadap pengujian water absorption komposit serat rami matrik epoxi menurunkan kekuatan mekaniknya. Pengujian water absorption variasi waktu perendaman 1 hari, 1 minggu, 2 minggu dan 3 minggu terhadap komposit serat kenaf menunjukan tingkat kelembaban akan terus meningkat dengan bertambahnya waktu perendaman dan menurunkan compression strength sebesar 57 % (Nosbi, 2010). Dari hasil pengujian tersebut maka lama waktu perendaman akan berpengaruh besar karena meningkatkan kelembaban yang akan menurunkan ikatan antarmuka

2.2 Teori Tentang Komposit

2.2.1 Klasifikasi Material dan Pembentuk Komposit

Schwartz (1992) mendefinisikan komposit sebagai sistem material yang terdiri dari gabungan dua atau lebih unsur pokok yang berbeda bentuk atau komposisi yang tidak dapat dipisahkan satu sama lain, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.1, komposit dapat dibagi lima berdasarkan konstituennya yaitu (Schwartz, 1992) :

a. Komposit serat yang terdiri dari serat dengan atau tanpa matriks

b. Komposit flake yang terdiri dari flake dengan atau tanpa matriks

c. Komposit partikel yang terdiri dari partikel dengan atau tanpa matriks.

d. Komposit rangka (komposit terisi) yang terdiri dari matriks rangka selanjar yang terisi dengan bahan kedua

e. Komposit laminat yang terdiri dari konstituen lapisan atau laminat.

Gambar 2.1. Pembagian Komposit. (Sumber : Schwartz, 1992)

Komposit dapat dibagi berdasarkan sifat dan dimensi tersebarnya yaitu :

a. Mikrokomposit Dimensi tersebarnya mikrokomposit yang memiliki ukuran antara

10 6  m. Mikrokomposit ini dapat dibagi atas tiga bagian berdasarkan ukuran dan bentuk tersebarnya yaitu :

1) Mikrokomposit menggunakan penguat sebaran.

2) Mikrokomposit menggunakan penguat partikel.

3) Mikrokomposit menggunakan penguat serat.

b. Makrokomposit

Biasanya dimensi fasa tersebarnya memiliki ukuran di atas

10 6  .

2.2.2 Matrik

Matriks berfungsi sebagi pelekat untuk pengisi yang berada di dalamnya, agar mendapatkan pelekat yang baik antara matriks dengan penguat (pengisi). Terdapat berbagai bahan matriks yang dapat digunakan dalam komposit, yaitu polimer, logam, keramik, kaca, karbon dan sebagainya. Pemilihan matriks memiliki beberapa kriteria yaitu :

a. Keserasian terhadap bahan pengisi karena akan menentukan interaksi antar muka matriks dengan pengisi.

b. Sifat akhir komposit yang dihasilkan.

c. Aplikasi dari komposit yang dihasilkan.

d. Kemudahan pemprosesan.

e. Biaya yang digunakan untuk menghasilkan komposit. Polimer lebih banyak digunakan sebagai matrik karena memiliki beberapa kelebihan yaitu :

a. Mudah diproses

b. Memiliki sifat mekanik dan eletronik yang baik

c. Memiliki berat jenis yang rendah

d. Memiliki suhu pemprosesan yang lebih rendah dibandingkan suhu

pemprosesan logam. Plastik adalah zat anorganik yang dihasilkan dari senyawa-senyawa yang

pada umumnya terbentuk dari unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), dan nitrogen (N). Zat anorganik dapat dibuat sintetis dari bahan mentah minyak bumi, karena minyak bumi mengandung lebih dari 1000 macam senyawa hidrokarbon. Salah satunya adalah HDPE (High Density Polyethylene), terbentuk dari gabungan dari banyak molekul-molekul kecil atau monomer yang akan

2 HDPE

gabungan banyak molekul yang sama atau mirip jenisnya. Proses pembuatan polymer ini disebut polimerisasi, yang melibatkan energi panas dan katalisator untuk memisahkan ikatan dalam suatu molekul agar dapat terjadi ikatan dengan molekul-molekul lain yang sejenis (Billmeyer, 1994).

HDPE (High density polyethylene) adalah polietilena termoplastik yang terbuat dari minyak bumi. Membutuhkan 1,75 kg minyak bumi (sebagai energi dan bahan baku) untuk membuat 1 kg HDPE. HDPE dapat didaur ulang, dan memiliki nomor 2 pada simbol daur ulang. Di tahun 2007, volume produksi HDPE mencapai 30 ton. HDPE memiliki percabangan yang sangat sedikit, hal ini dikarenakan pemilihan jenis katalis dalam produksinya (katalis Ziegler-Natta) dan kondisi reaksi. Karena percabangan yang sedikit, HDPE memiliki kekuatan tensil dan gaya antar molekul yang tinggi. HDPE juga lebih keras dan bisa bertahan

pada temperatur tinggi (Tm=130 0 C) (Ming-We Wang, 2009). HDPE sangat tahan

terhadap bahan kimia sehingga memiliki aplikasi yang luas, diantaranya :

a. Sistem perpipaan transfer panas bumi

b. Sistem perpipaan gas alam

c. Pipa air

d. Pembungkus kabel

Gambar 2.2 Simbol recycle HDPE.

Sifat-sifat plastik HDPE secara umum adalah tahan terhadap zat kimia (minyak, deterjen), ketahanan impact cukup baik, memiliki ketahanan terhadap suhu, dan plastik HDPE stabil terhadap oksidasi udara (Corneliusse, 2002).

2.2.3 Pengisi (filler)

Penggunaan jenis pengisi digunakan dalam komposit untuk memperbaiki dan meningkatkan sifat-sifat fisik bahan. Penambahan pengisi bertujuan untuk Penggunaan jenis pengisi digunakan dalam komposit untuk memperbaiki dan meningkatkan sifat-sifat fisik bahan. Penambahan pengisi bertujuan untuk

Pada umumnya pengisi memiliki ukuran yang kecil, dan bentuk yang tidak seragam. Peningkatan sifat fisik bahan polimer dapat dikaitkan dengan ukuran partikel pengisi. Ukuran partikel pengisi yang kecil akan meningkatkan tingkat penguatan polimer dibandingkan dengan ukuran partikel yang besar Ukuran partikel mempunyai hubungan secara langsung dengan permukaan per gram pengisi. Oleh sebab itu, ukuran partikel yang kecil akan memperluas permukaaan sehingga interaksi diantara polimer matrik dan pengisi seterusnya akan meningkatkan penguatan bahan polimer. Sehingga dapat disimpulkan semakin kecil ukuran partikel semakin tinggi interaksi antara pengisi dan matrik polimer. Bentuk partikel dapat mempengaruhi sifat mekanik polimer. Sifat akhir komposit yang dihasilkan akan berbeda beda jika menggunakan bentuk pengisi yang berbeda. Ukuran dan struktur partikel dikatagorikan sebagai ciri fisikal pengisi tetapi sifat kimia dari pengisi juga berpengaruh cukup besar dengan komposit yang akan dihasilkan. Sifat kimia pengisi akan berinteraksi dengan polimer yang seterusnya akan menghasilkan ikatan. Pembentukan ikatan diantara polimer dan pengisi akan meningkatkan kekuatan bahan. Ikatan diantara polimer dan pengisi dapat dibentuk apabila pengisi memiliki tempat yang aktif untuk berinteraksi dengan rantai polimer.

Pengisi dapat dibagi atas pengisi organik dan anorganik. Contoh pengisi dari bahan anorganik adalah serat kaca, serat kevlar, silica, kalsium, mika, dll. Sedangkan contoh dari pengisi dari bahan organik adalah sekam padi, sagu, kotoran gergaji, daun, ranting, dll. Penggunaan bahan organik sebagai pengisi banyak digunakan misalnya seperti yang dilakukan Ariawan, dkk (2008) komposit sampah kota dengan matrik pati kanji dan unsaturated polyester. Hakim (2009) melakukan pemelitian komposit tepung kanji-kulit kacang tanah. Bahan organik digunakan karena relative murah, mudah didapat, mudah didaur ulang, karena banyak tersedia di lingkungan dan lebih ramah lingkungan dari pada pengisi dari bahan anorganik.

2.2.4 Karakteristik Komposit

Material komposit merupakan gabungan dari unsur-unsur yang berbeda. Hal itu menyebabkan munculnya daerah perbatasan antara pengisi dan matrik. Umumnya semua bahan komposit terdapat dua bahan yang berlainan yang dipisahkan oleh antara muka bahan-bahan tersebut. Ikatan antar muka sangat penting karena antar muka pengisi – matriks berfungsi untuk memindahkan beban dari matriks ke penguat (pengisi). Kemampuan pemindahan beban ke penguat tergantung pada daya ikat yang muncul pada antar muka komposit. Kemampuan tersebut dapat dihitung dengan berbagai rumus untuk mengetahui nilai dari sifat- sifat komposit yang dihasilkan.

Water Absorption digunakan selain untuk mengetahui jumlah kelembaban yang diserap oleh spesimen pada kondisi tertentu, juga digunakan sebagai variasi dalam penelitian ini dengan variasi waktu perendaman dalam air destilasi kemudian ditimbang sercara berkala hingga mencapai berat setimbang. Penyerapan kelembaban dinyatakan sebagai prosentase berat berdasarkan rumus:

Persen berat penyerapan =

berat ing

berat beratbasah berat

Densitas merupakan indikator penting kemampuan suatu komposit. Hal ini menggambarkan seluruh efek dari properti material. Rumus untuk menghitung densitas:

Densitas (Kg/m 3 )=

volume

massa ……..........……….……………………........ (2.2)

Kekuatan bending adalah tegangan bending terbesar yang dapat diterima akibat pembebanan luar tanpa mengalami deformasi yang besar atau kegagalan. Pada bagian atas spesimen akan mengalami tekanan, dan bagian bawah akan mengalami tegangan tarik. Komposit akan mengalami patah pada bagian bawah yang disebabkan karena tidak mampu menahan tegangan tarik yang diterima. Rumus perhitungan kekuatan bending mengacu pada ASTM D1037 dengan bentuk dan gambar spesimen seperti pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Three point bending

Kekuatan bending ini ditentukan oleh MOR (Modulus of Rupture). Rumus untuk menghitung MOR:

Dimana : MOR = modulus of rupture ( pembebanan dari tengah), MPa

= beban bending maksimal, N

= panjang span, mm

b = lebar spesimen, mm

d = tebal spesimen, mm

Kekuatan impact diketahui dengan terlebih dahulu dihitung energi yang diserap oleh benda (W), yaitu selisih energi potensial pendulum sebelum dan sesudah mengenai benda. Rumus perhitungan kekuatan impact izod untuk material plastik mengacu pada ASTM D-5941.

Gambar 2.4 Sudut impact. (Sumber : ASTM D-5941)

W = [ w . R. ( cos β – cos α ) ] ……………….……...…………………(2.4) dimana: w = berat pendulum (N)

=m.g R = jarak dari pusat rotasi pendulum ke pusat massa (m) β = sudut pantul lengan ayun α = sudut naik awal lengan ayun

Kondisi pendulum diayunkan bebas (tanpa mengenai benda uji) sudut pantul lengan ayun lebih kecil daripada sudut naiknya berarti terdapat gesekan, maka nilai W dikurangi dengan energi gesekan (W gesek ).

Persamaan untuk menghitung energi total yang diserap oleh benda (W) adalah:

W=W spesimen –W gesek

W = w.R.(cos β – cos β’) …............................................................. (2.5) dimana: β’ = sudut pantul lengan ayun tanpa mengenai benda Perhitungan nilai kekuatan impact benda uji adalah sebagai berikut:

a iU

 2 J m ……....…………………..………………….(2.6)

dimana: h = ketebalan benda uji (m)

b = lebar benda uji (m)

Bentuk dan ukuran spesimen uji geser tekan mengacu pada standar uji ASTM 1037. P

Gambar 2.5 Pengujian geser tekan.

Perhitungan untuk menentukan tegangan geser maksimum adalah:

τ ……...….…………….……………...…………………………(2.7) Dimana: τ = tegangan geser maksimum, psi (Pa)

P = beban maksimum, lbf (N)

A = luas penampang spesimen, in 2 (mm 2 )

2.3 Sintering

Sintering adalah pengikatan antara partikel-partikel serbuk pada suhu tinggi. Proses sintering dapat terjadi melalui mekanisme transport atom pada kondisi padat, pada beberapa kasus juga melibatkan fase cair. Proses sintering melalui pergerakan atom akan mengurangi energi permukaan (surface energy) antar partikel. Energi permukaan per unit volume berbanding terbalik dengan diameter partikel. Sedangkan energi permukaan tergantung dari luas permukaan. Oleh karena itu, partikel serbuk dengan luas permukaan spesifik yang lebih tinggi akan memiliki energi permukaan yang lebih tinggi pula dan akan memepercepat proses sintering. Luas permukaan spesifik adalah luas permukaan serbuk dibagi dengan massa serbuk (German, 1994).

Gambar 2.6 diperlihatkan skema penyusutan pori-pori antar partikel serbuk selama proses sintering. Pada kondisi awal adalah kondisi setelah kompaksi, yaitu masih terdapat pori-pori antar partikel serbuk. Awal proses sintering mulai terjadi pengikatan antar partikel serbuk sehingga pori-pori mulai mengecil.

Gambar 2.6 Skema penyusutan pori selama proses sintering. (Sumber : German, 1994).

Proses sintering terus berlanjut maka area kontak antara partikel serbuk membesar karena adanya tekanan selama proses kompaksi dan partikel serbuk Proses sintering terus berlanjut maka area kontak antara partikel serbuk membesar karena adanya tekanan selama proses kompaksi dan partikel serbuk

membentuk ikatan antar partikel, siklus sintering diharapkan dapat

menyeragamkan campuran serbuk dan mengurangi porositas. Proses sintering berpengaruh besar dalam menentukan sifat produk, antara lain kekuatan produk, kekerasan, keuletan, konduktifitas panas dan listrik.

Dampak proses kompaksi terhadap hasil sintering adalah berkurangnya pori-pori, serta menambah luas area kontak antar partikel, sehingga sifat material hasil proses sintering akan mengalami peningkatan kekuatan, densitas, serta berkurangnya penyusutan saat proses sintering. Serbuk HDPE pada suhu 120°C sudah mulai melunak karena pada suhu tersebut plastik sudah mendekati titik melting . Pelunakan serbuk plastik mengakibatkan terjadinya ikatan antar serbuk plastik. Ikatan antar serbuk plastik juga dipengaruhi oleh kompaksi yang diberikan. Kompaksi yang diberikan bersamaan dengan proses sintering akan memperbesar ikatan antar serbuk plastik. Bertambahnya ikatan antar partikel serbuk plastik akan menurunkan besarnya pori (Yonanta, 2008).

2.4 Pencampuran Serbuk (mixing)

Pencampuran serbuk dilakukan untuk menghasilkan distribusi komposisi material dan ukuran serbuk yang seragam. Proses ini juga berguna untuk menyeragamkan distribusi ukuran serbuk sebelum kompaksi, karena pada saat penyimpanan atau proses transportasi bisa mengalami getaran yang memungkinkan terjadinya segregasi (pengendapan). Segregasi dapat terjadi karena perbedaan bentuk, densitas, dan ukuran partikel serbuk.

Terdapat tiga mekanisme pencampuran serbuk yaitu difusi, konveksi, dan geser. Mekanisme difusi yaitu pencampuran yang terjadi karena pergerakan partikel serbuk masuk ke partikel serbuk yang lain. Mekanisme konveksi yaitu percampuran dengan perpindahan sekumpulan serbuk ke tempat yang lain. Sedangkan mekanisme geser yaitu pergeseran serbuk karena perputaran plat tegak. Ketiga mekanisme tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.7

Gambar 2.7 Mekanisme pencampuran serbuk. (Sumber : German, 1994)

Menurut German, 1994, pencampuran serbuk yang optimal, yaitu serbuk dapat tercampur dengan baik, tergantung pada jumlah serbuk di dalam tabung dan kecepatan putar tabung. Untuk mendapatkan campuran yang optimal saat dilakukan transportasi perbandingan yang ideal antara dua ukuran partikel adalah

7 : 1, sedangkan untuk tiga ukuran partikel yang berbeda perbandingan yang ideal adalah 49 : 7 : 1. Volume pencampuran serbuk yang optimal adalah antara 20-40% dari volume tabung.

Kecepatan putar tabung untuk menghasilkan campuran yang optimum dapat dihitung dari persamaan 2.8 :

dimana: N c = Kecepatan putar pada kondisi kritis (RPM), yaitu pada kondisi gaya sentrifugal partikel serbuk ke dinding sama dengan gaya gravitasi.

Dimana : d = diameter tabung (meter)

Kecepatan putar yang optimum adalah sekitar 75% dari kecepatan putar kritis (N c ) (German, 1994).

2.5 Potensi Sampah

Pemanfaatan sampah yang terus meningkat juga harus dilakukan, dimana potensi sampah organik di Indonesia adalah 70% yaitu sekitar 330.000 ton/hari dan sisanya adalah sampah anorganik dan sampah berbahaya, (PSTL ITB, 2010). Diperkirakan ada 500 juta hingga 1 milyar kantong plastik digunakan penduduk dunia dalam satu tahun, berarti ada sekitar 1 juta kantong plastik per menit. Di Indonesia diperkirakan terdapat 100.000 ton sampah plastik per hari (Efendi, dkk, 2010). Saat ini produksi sampah di kota besar tertinggi adalah Jakarta sebanyak 6500 ton perhari. Kota Jogja termasuk rendah produksi sampahnya untuk kategori kota besar. Secara nasional produksi sampah per hari mencapai 200.000 ton. Menurut kepala Bidang Persampahan DKP Surakarta , biasanya sampah berkisar 230-240 ton per hari. Tapi sepekan terakhir naik sampai 260-320 ton per hari. Kenaikan volume sampah mencapai 40 % (http://suaramerdeka.com). Pada tahun 2008 kapasitas produksi HDPE mencapai 550.000 ton/tahun (Highlight IBBPPN), diperkuat data dari The Public Bottle Institute (2005) menyatakan bahwa pemakaian HDPE (High Density Polyethylene) 23%, PVC (Polyvinyl Chloride) 6%, LDPE (Low Density Polyethylene) 4%, PP (Polypropylene) 4%, dan PS (Polystyrene) 1%.

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Material Teknik Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3.2 Bahan Penelitian

Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain:

a. HDPE Diperoleh dari Vanila Plastik, jl. Makamhaji, Gawok, Baki, Sukoharjo.

b. Ranting pohon Diperoleh dari sampah-sampah ranting pohon disekitar kampus UNS.

c. Daun Diperoleh dari sampah-sampah daun disekitar kampus UNS.

d. Air destilasi Diperoleh dari Bratachem, jl. YosodipuroNo. 66, Solo.

Gambar 3.1 Bahan penelitian : (a) HDPE; (b) Ranting; (c) Daun, (d) Air destilasi

3.3 Alat Penelitian

Spesifikasi alat yang digunakan dalam penelitian dan pengambilan data antara lain adalah :

a. Alat pres

b. Timbangan digital Timbangan digital digunakan untuk mengukur massa dan selanjutnya untuk menentukan fraksi berat komposit. Spesifikasi timbangan digital:

 Kapasitas and Reability

: 500 g x 0.01

c. Mesh (saringan) Mesh digunakan untuk menyaring HDPE dan sampah organik (daun, ranting) setelah proses crushing. Ukuran serbuk HDPE yang digunakan adalah yang lolos mesh 30 dan tidak lolos mesh 40, sedangkan ukuran serbuk daun dan ranting pohon yang digunakan adalah yang lolos mesh 6 dan tidak lolos mesh 10.

d. Moisture wood meter

Alat Moisture Wood Meter digunakan untuk mengetahui kadar air spesimen uji. Hal ini bertujuan agar kadar air setiap spesimen bisa seragam sebelum dilakukan pengujian.

e. Timer Timer digunakan untuk mengetahui atau membatasi lamanya pengepresan.

f. Thermometer digital Thermometer digital digunakan untuk mengetahui suhu pada saat dilakukan pembuatan spesimen maupun pada saat perlakuan pada spesimen.

g. Crusher (Pemecah/Penggiling) Crusher digunakan untuk menggiling HDPE, ranting dan daun sebelum disaring menggunakan mesh.

Gambar 3.2 Alat Penelitian : (a) Alat pres; (b) Timbangan digital; (c) Mesh; (d) Moisture Wood Meter ; (e) Termometer digital; (f) Crusher

3.4 Alat Uji

a. Universal Testing Machine (UTM) Alat ini digunakan untuk pengujian bending, geser tekan pada spesimen komposit.

b. Impact Izod Alat ini digunakan untuk pengujian impact pada spesimen komposit.

c. Scanning Electron Micrograph (SEM) Alat ini digunakan untuk mengambil gambar mikro spesimen uji bending. Pengujian foto SEM dilakukan di Universitas Negri Malang.

Gambar 3.3 Alat Uji (a) UTM; (b) Impact izod; (c) Scanning Electron Micrograph.

3.5 Langkah Kerja Penelitian

a. Persiapan Bahan Dasar Proses penyiapan bahan dasar adalah dengan pengumpulan plastik jenis HDPE yang berasal dari tempat penampungan sampah plastik. Sedangkan sampah organik (daun dan ranting) yang dipakai berasal dari lingkungan sekitar kampus UNS.

b. Perlakuan Awal HDPE dicuci dan dibersihkan dari kotoran yang menempel, selanjutnya dijemur agar kering. Sedangkan untuk sampah organik (daun dan ranting) dilakukan penjemuran agar mudah hancur saat proses penggilingan (crushing).

c. Proses Crushing Pada proses penggilingan (crushing), bahan dasar setelah perlakuan awal akan digiling dengan mesin crusher hingga hasil dari proses penggilingan menjadi serbuk.

d. Penyaringan Serbuk daun, serbuk ranting, dan serbuk HDPE dari hasil crushing selanjutnya akan di saring, untuk ukuran serbuk HDPE yang digunakan adalah yang lolos mesh 30 dan tidak lolos mesh 40, sedangkan ukuran serbuk daun dan ranting pohon yang digunakan adalah yang lolos mesh 6 dan tidak lolos mesh 10.

e. Pencampuran Serbuk Proses pencampuran serbuk dilakukan untuk menyeragamkan komposisi, serta mengurangi segregasi yang biasa terjadi akibat adanya pergerakan atau getaran pada serbuk. Pencampuran serbuk dilakukan dalam keadaan kering. Fraksi volume HDPE 30%, serbuk daun 35%, dan serbuk ranting 35%. Penggunaan fraksi volume dalam pencampuran kedua serbuk tersebut untuk memudahkan dalam memperkirakan banyaknya masing-masing bahan dalam campuran. Pencampuran dilakukan dalam tabung silinder yang diputar dengan kecepatan 75 rpm. Perhitungan untuk mengetahui kecepatan putar pencampuran serbuk yang optimum dapat dilihat pada persamaan (2.8). Dengan volume total serbuk di dalam tabung adalah 40 % dari volume tabung.

f. Pembuatan Spesimen Pembuatan spesimen dilakukan dengan metode pressured sintering. Pressured sintering adalah suatu metode yang mengaplikasikan proses kompaksi dan sintering. Material yang dihasilkan dengan menggunakan metode pressured sintering diharapkan memiliki sifat mekanik dan fisik yang lebih baik. Pada penelitian ini digunakan tekanan sintering 8,7 kPa, temperatur sintering 120ºC, waktu sintering 10 menit, fraksi volume HDPE 0,3.

g. Pengukuran Densitas Pengukuran densitas selain digunakan untuk memprediksi sifat mekanik spesimen, juga digunakan untuk mengecek keseragaman spesimen sebelum dilakukan penelitian.

h. Perendaman Perendaman spesimen mengacu pada ASTM D5229. Perendaman ini digunakan sebagai variasi dalam penelitian ini, yaitu variasi waktu 0 hari (tanpa perandaman), perendaman 1 hari, 7 hari, 14 hari, dan 21 hari pada air destilasi. Variasi waktu perendaman tersebut dilakukan untuk mengetahui pengaruh perendaman dengan air destilasi terhadap karakteristik mekanik dari spesimen, dengan dimensi spesimen mengacu pada pengujian yang akan dilakukan.

i. Tahap pengujian.  Pengujian kekuatan bending

Pengujian ini mengacu pada ASTM D1037.

Gambar 3.4. Dimensi spesimen bending

 Pengujian kekuatan impact

Pengujian ini mengacu pada ASTM D5941.

Gambar 3.5. Dimensi spesimen impact

Satuan : mm

Satuan : mm

 Pengujian geser tekan

Pengujian ini mengacu pada ASTM D1037.

Gambar 3.6. Dimensi spesimen geser tekan

j. Pengolahan Data Dari data yang telah diperoleh, selanjutnya dapat dilakukan analisis data yaitu dengan melakukan perhitungan terhadap besarnya kekuatan bending , kekutan impact dan geser tekan dari komposit HDPE – sampah organik. Data hasil pengujian selanjutnya dapat disusun grafik hubungan antara variasi waktu perendaman terhadap kekuatan bending, kekuatan impact dan kekuatan geser tekan.

Satuan : mm

50.8

50.8 7

3.6 Diagram Alir

Gambar 3.7. Bagan tata cara penelitian.

Perlakuan awal (Pencucian dan Penjemuran)

Perlakuan awal (Penjemuran)

Ranting, daun

Pengolahan Data

Mulai

Kesimpulan

Mixing sampah organik dan HDPE pada N= 75 rpm, fraksi volume HDPE = 0.3

Penyaringan dengan mesh 6-10

HDPE

Proses crushing

Penyaringan dengan mesh 30-40

Pengujian

Bending (ASTM D1037), Geser Tekan (ASTM D1037), Impact

(ASTM D5941), dan SEM ( Scanning Electron Micrograph ).

Pembuatan Spesimen

Metode Pressured sintering dengan P = 8,7 kPa, T = 120ºC,

waktu sintering 10 menit, fraksi volume HDPE 0.3

Proses crushing

Selesai

Perendaman

Water absorption (ASTM D5229), variasi waktu 0 hari (tanpa perendaman), perendaman 1 hari, 7 hari, 14 hari, dan 21 hari pada

air destilasi .

Pengukuran densitas

3.7. Jadual Penelitian

1 Mencari referensi

2 Pembuatan proposal penelitian

3 Persiapan alat pembuatan komposit

4 Pelaksanaan penelitian

5 Pengambilan data

6 Analisa data

7 Hasil & kesimpulan penelitian

8 Pembuatan laporan

BAB IV HASIL DAN ANALISA

Penelitian ini dilakukan beberapa pengujian untuk mengetahui pengaruh waktu perendaman dalam air destilasi terhadap karakteristik mekanik komposit HDPE –sampah organik. Pengujian yang dilakukan adalah uji bending, impact dan geser tekan. Sebelum dilakukan pengujian tersebut, dilakukan pengukuran densitas dan pengujian water absorption.

4.1 Pengukuran Densitas Komposit HDPE-Sampah Organik

Pengukuran densitas komposit HDPE-sampah organik dilakukan sebelum perendaman. Hasil pengukuran densitas ditampilkan pada tabel 4.1. Tabel 4.1. Densitas komposit HDPE-sampah organik.

No.spesimen

Dimensi (mm)

(kg/m³)

Panjang Lebar Tebal

Rata -rata

Nilai rata-rata densitas dari spesimen pengujian bending, geser tekan, dan impact relatif sama. Nilai densitas komposit HDPE-sampah organik adalah 451,74

⁄ . Pengujian densitas komposit HDPE-sampah organik digunakan untuk mengecek keseragaman spesimen sebelum dilakukan penelitian. Selanjutnya

dilakukan perendaman dengan variasi waktu 0 hari (tanpa perendaman), perendaman 1 hari, 7 hari, 14 hari, dan 21 hari.

4.2 Pengaruh Waktu Perendaman Terhadap Nilai Water Absorption

Hasil dari variasi perendaman didapatkan grafik nilai water absorption komposit HDPE-sampah organik dapat dilihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Pengaruh waktu perendaman terhadap nilai water absorption komposit HDPE-sampah organik

Nilai water absorption dari komposit HDPE-sampah organik untuk pengujian bending, geser tekan, dan impact relatif sama yaitu semakin naik dengan bertambahnya waktu perendaman. Hasil pengujian ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan (Nosbi, 2010), bahwa pengujian water absorption variasi waktu perendaman 1 hari, 1 minggu, 2 minggu dan 3 minggu terhadap komposit serat kenaf menunjukan tingkat kadar air akan terus meningkat dengan waktu perendaman.