PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI MEKANIK DAN AKUSTIK PAPAN KOMPOSIT POLYESTER DENGAN PENGISI SERAT BAMBU
PERSETUJUAN PEMBUATAN DAN
Judul :
KARAKTERISASI MEKANIK DAN AKUSTIK PAPAN KOMPOSIT POLYESTER DENGAN PENGISI SERAT BAMBU
Kategori : SKRIPSI Nama : ELSA EKA PUTRI HARAHAP Nomor Induk Mahasiswa : 100801023 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM (MIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, April 2014
Komisi Pembimbing: Pembimbing 1 Pembimbing 2 Prof. Dr. T.Sembiring,M Sc Drs. Syahrul Humaidi, M Sc NIP.196212231991031002 NIP. 1965051719993031009 Diketahui/ Disetujui Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031
PERNYATAAN PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI MEKANIK DAN AKUSTIK PAPAN KOMPOSIT POLYESTER
DENGAN PENGISI SERAT BAMBU
SKRIPSISaya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan-ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, April 2014 Elsa Eka Putri Harahap 100801023
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, pujian tertinggi dilafazkan dalam ungkapan syukur tak terkira, kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam yang telah membukakan hati penulis untuk selalu belajar dan berusaha. Salam teruntuk Baginda Rasulullah SAW, sang motivator terbaik, pemimpin yang cerdas dan menginspirasi penulis dalam mengembangkan potensi diri.
Karya sederhana ini dapat diwujudkan tersebab dukungan dan fasilitas dari berbagai pihak, yang karenanya penulis ingin menyampaikan ungkapan terima kasih kepada:
1. Dr. Marhaposan Situmorangselaku Ketua Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku Sekertaris Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, dan seluruh staf pengajar beserta pegawai administrasi di Departemen Fisika yang telah memberikan fasilitas kepada penulis selama perkuliahan.
2. Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M Sc Selaku dosen pembimbing I yang dengan penuh perhatian, telah banyak memberikan masukan, arahan, dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini dan Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan masukan, arahan, dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
3. Keluarga besar Ukmi Al Falak dan KAM Rabbani FMIPA USU yang memberi kesempatan kepada penulis untuk menjadi keluarga, untuk bersinergi dalam dakwah, Orang Tangkahan (Nurhasanah, Muliyati, Nurfika Rani, Firahmi Rizky, Kak Nana) terima kasih atas cinta yang kalian berikan, Tim Sohib (Bang Yudha, Adam, Jundi, Andi, Ardi, Ial, Abdul, Riki, Asrul, Ana, Lia, Fika, Ami, Kak Nana, Kak Isma, Kak Ayu,) kalian mengajarkan penulis untuk bekerja sama dalam tim, Terkhusus untuk Super Murabbiyah Hj Nurpazmi dan Nana Indrayani engkaulah pejalan dakwah itu dan setiap minggu kita menyegarkan rindu itu.
4. Orang-orang luar biasa; Tiara Dewi, Aini Fitri, Nurhabibah, Annisa Fitri, Nurhasanah, Muliyati, Betty Widya O, Zulniati, Siti Nuraini, Zailani Ray, dan
Amaluddin terima kasih untuk dukungan dan semangatnya, untuk doa dan tegurannya, untuk terus bersama dalam lelahnya perjuangan dan untuk terus menjadi keluarga bagi diri yang banyak kekurangan ini.
5. Keluarga Asrama Putri USU Ibu Asrama, Staff Asrama, Titin, Yuni, Dewi, Ici, Nisa, Fitri, Kak Irma, Kak Putri, Faiza, Kak Ade, Kak Fitri dan yang lainnya.
Terakhir, ungkapan terima kasih yang tak berbilang kepada orang-orang tercinta, Ayahanda Khairul Amri Harahap, SP. Ibunda Nurhamidah Nasution, Abangda Boboy Andika harahap, Adinda; Andra Zainuddin Harahap, Andri Zainuddin Harahap, Syaidul Rizki Ramadhan Harahap, Ali Imran Harahap, Hanafi Aulia Harahap untuk segala doa, cinta, pengorbanan, kasih sayang, perhatian, dukungan, kepercayaan, serta kesempatan yang telah dan terus akan diberikan, karya sederhana ini Aku persembahkan untuk kalian.
Harapan penulis semoga teriring manfaat dalam tulisan ini, masukan dan pengembangan lanjutan akan hasil penelitian ini diharapkan hadir sebagai proses perkembangan ilmu pengetahuan.
Penulis
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI MEKANIK DAN AKUSTIK PAPAN KOMPOSIT POLYESTER
DENGAN PENGISI SERAT BAMBU
ABSTRAKTelah dilakukan penelitian pembuatan dan karakterisasi mekanik dan akustik papan komposit poliester dengan pengisi serat bambu. Komposit ini dibuat dengan komposisi serat bambu yaitu 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, masing-masing ditambahkan katalis MEKPO 1 % dari volume polyesternya sebagai pengeras, kemudian dituang pada cetakan dan dipress 20 menit pada suhu 50
C. Hasil
3
3
komposit serat bambu meliputi nilai densitas dari 0,74 gr/cm sampai 1,03 gr/cm ,
2
2
nilai kuat tarik dari4,33 N/mm sampai 9,05 N/mm , nilai kuat impak dari 54,67
2
2
kJ/m sampai 147,82 kJ/m . Hasil yang diperoleh sesuai dengan Standar Industri Jepang (JIS A5905-2003) . Hasil uji koefisien serap bunyi menunjukkan bahwa penambahan serat bambu akan meningkatkan nilai koefisien serap bunyi dimana nilai optimum diperoleh pada komposisi serat bambu 25 % dengan frekuensi 2000 Hz.
Kata kunci : komposit papan serat, poliester, serat bambu
PREPARATION ANDCHARACTERIZATION OFACOUSTICANDMECHANICALBOARDOF COMPOSITEPOLYESTER
BAMBOOFIBERWITHCHARGER
ABSTRACTHasconducted research and manufacture of mechanical and acoustic characterization of polyester composite boards with bamboo fiber filler. The composite is made with bamboo fiber composition of 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, respectively MEKPO added catalyst 1% of the volume polyester as speaker, then poured in molds and pressed 20min at 50
C. Results include bamboo fiber
3
3
composite density values of 0.74gr/cm to1.03gr/cm , tensile strength values of 4,
2
2
2
2
33N/mm to9.05N/mm , impac strength of54.67kJ/m to 147, 82kJ/m . The results obtainedin accordance with the Japanese Industrial Standard (JIS A5905-2003). Sound absorption coefficient ofthe test results showed that the addition of bamboo fiber will improvethe sound absorption coefficient where the optimum value is obtained at the composition of25% bamboo fiber with a frequencyof 2000Hz. Keywords: composite fiberboards, polyester, bamboo fiber
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan i
Pernyataan ii
Penghargaan iii
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel viii
Daftar Gambar ix
Daftar Grafik x
Daftar Lampiran xi
BAB1 PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Rumusan Masalah
2
1.3 Batasan Masalah
2
1.4 Tujuan Penelitian
3
1.5 Manfaat Penelitian
3
1.6 Sistematika Penulisan
4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 Komposit
5
2.2 Papan Partikel
6
2.2.1 Klasifikasi Papan Partikel
6
2.3 Polimer
7
2.3.1 Polimer Berdasarkan Sifat Termalnya
9
2.4 Perekat
9
2.5 Poliester
11
2.5.1 Klasifikasi Poliester
11
2.5.2 Matriks Unsaturated Polyester (UPR)
12
2.6 Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKPO)
15
2.7 Material Akustik
16
2.8 Konsep Dasar Tentang Bunyi
17
2.9 Pengertian Kebisingan
18
2.9.1 Sumber-Sumber Kebisingan
18
2.10 Pengujian Densitas
19
2.11 Pengujian Kuat Tarik
19
2.12 Pengujian Kuat Impak
20
2.13 Pengujian Koefisien Serap Bunyi (α) dengan Metode tabung Impedansi
20
2.13.1 Spesifikasi dan fungsi
20
2.13.2 Perangkaian Peralatan
22 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
24
3.1 Alat
24
3.2 Bahan
24
3.3 Prosedur Penelitian
25
3.3.1 Perlakuan Pada Serat Bambu
25
3.3.2 Perlakuan Pada Poliester
25
3.3.3 Pembuatan Papan Partikel
25
3.3.4 Pengkondisian
26
3.4 Diagram Alir Penelitian
27 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
28
4.1 Uji Densitas
28
4.2 Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran
30
4.3 Uji Kekuatan Impak
32
4.4 Uji Koefisien Serap Bunyi
33 BAB 5KESIMPULAN DAN SARAN
39
5.1Kesimpulan
39
5.2 Saran
40 DAFAR PUSTAKA
41
DAFTAR TABEL
33 Komposit Serat Bambu –Poliester (5:95) Tabel 4.5Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi (α)
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi (α)36 Komposit Serat Bambu –Poliester (20:80)
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi (α)35 Komposit Serat Bambu –Poliester (15:85)
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi (α)34 Komposit Serat Bambu –Poliester (10:90)
32 Tabel 4.4Hasil Pengujian Koefisien Serap Bunyi (α)
Halaman
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kekuatan Impak Komposit Serat Bambu –Poliester30 Komposit Serat Bambu –Poliester
28 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik dan Kemuluran
21 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas Komposit Serat Bambu –Poliester
16 Tabel 2.3 Spesifikasi dan Fungsi Seperangkat Alat Tabung Impedansi
13 Tabel 2.2 Sifat dan Wujud Katalis MEKPO
Tabel 2.1 Spesifikasi Resin Poliester37 Komposit Serat Bambu –Poliester (25:75)
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Diagram Alat Pengukuran Koefisien Serap Bunyi22 dengan Tabung Impedansi
Gambar 2.2 Bagan dari Tabung Impedansi23
DAFTAR GRAFIK
Halaman Grafik 4.1 Hubungan antara Densitas vs Komposisi Serat Bambu
29 Grafik 4.2 Hubungan antara Kekuatan Tarik vs Komposisi Serat Bambu
30 Grafik 4.3 Hubungan antara Kemuluran vs Komposisi Serat Bambu
31 Grafik 4.4 Hubungan antara Kekuatan Impak vs Komposisi Serat Bambu
32 Grafik 4.5Hubungan antara Frekuensi vs Koefisien Serap Bunyi
34 pada Komposisi % Serat Bambu –Poliester (5:95) Grafik 4.6Hubungan antara Frekuensi vs Koefisien Serap Bunyi
35 pada Komposisi % Serat Bambu –Poliester (10:90) Grafik 4.7Hubungan antara Frekuensi vs Koefisien Serap Bunyi
36 pada Komposisi % Serat Bambu –Poliester (15:85) Grafik 4.8Hubungan antara Frekuensi vs Koefisien Serap Bunyi
37 pada Komposisi % Serat Bambu –Poliester (20:80) Grafik 4.9Hubungan antara Frekuensi vs Koefisien Serap Bunyi
38 pada Komposisi % Serat Bambu –Poliester (25:75)
DAFTAR LAMPRAN
Halaman LAMPIRAN A
43 LAMPIRAN B
46 LAMPIRAN C
48