ANALISIS KEKUATAN IMPACT PADA BAHAN KOMPOSIT SERAT ALAM DENGAN ORIENTASI SUDUT BER MATRIK POLIMER POLYESTER
i
ANALISIS KEKUATAN IMPACT PADA BAHAN KOMPOSIT
SERAT ALAM DENGAN ORIENTASI SUDUT BER MATRIK
POLIMER POLYESTER
PROYEK AKHIR
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan
Mencapai derajat Ahli Madya
Disusun Oleh
AHMAD SUYUTI
2008 – 55 – 031
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MURIA KUDUS
2014
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul Proyek Akhir : “Analisis Kekuatan Impact Pada Bahan Komposit Serat Alam dengan Orientasi Sudut Ber Matrik Polimer Polyester” Nama : Ahmad Suyuti NIM : 2008-55-031 Konsentrasi : Mesin ProduksiTelah layak mengikuti ujian proyek akhir pada program Studi Diploma III Teknik Mesin Universitas Muria Kudus.
Kudus,.....Maret 2014 Pembimbing I Pembimbing II
Sugeng Slamet, ST., MT. Rianto Wibowo, ST.,
M.Eng.LEMBAR PENGESAHAN
Judul :
“Analisis Kekuatan Impact Pada Bahan Komposit Serat Alam dengan Orientasi Sudut Ber Matrik Polimer Polyester ”
Nama : Ahmad Suyuti NIM : 2008-55-031 Program Studi : Teknik Mesin Telah diujikan pada ujian Proyek Akhir Ahli Madya pada tanggal 19 Maret 2014 dan dinyatakan LULUS pada Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus.
Kudus,...................2014 Penguji Utama Penguji I Penguji II
Qomaruddin, ST., MT. Akhmad Zidni H. ST., M.Eng. Sugeng Slamet, ST., MT.
Mengetahui, Dengan segala kerendahan dan ketulusan hati penulis mempersembahkan laporan Proyek Akhir ini kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan segala petunjuknya.
2. Bapak, ibu, dan adik, beserta seluruh keluarga yang telah memberikan do’a restu dan motivasi.
3. Seluruh dosen yang terhomat karena telah mendidik dan membimbing penulis dalam menuntut ilmu.
4. Teman-teman satu seangkatan khususnya teman-teman satu proyek terima kasih atas dukungannya.
MOTTO 1.
Ilmu tidak akan datang sendiri jika kita tidak mau mencari.
2. Pendidikan sangat penting untuk meraih masa depan.
3. Teruslah belajar dan jangan takut salah.
4. Menyikapi sesuatu dengan sikap sabar dan berpikir tenang.
5. Suatu permasalahan pasti ada solusinya.
6. Menjalani hidup ini harus dengan semangat dan jangan sampai menyerah.
KATA PENGANTAR Assalamualaikum Warrahmatullahiwabarakatuh.
Segala puji penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan proyek akhir dengan judul: ”ANALISIS KEKUATAN IMPACT PADA BAHAN KOMPOSIT SERAT ALAM DENGAN ORIENTASI SUDUT BER MATRIK POLYESTER ”.
Laporan ini disusun sebagai pertanggung jawaban penulis atas pelaksanaan Proyek Akhir dan juga sebagai persyaratan guna memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Ahli Madya.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan hingga terselesaikannya laporan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus dan mendalam kepada;
1. Kedua orang tua yang memberikan segala dorongan dan kasih sayang dengan penuh keihklasan.
2. Bapak Rochmad Winarso, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.
3. Bapak Sugeng Slamet, ST., MT. selaku Dosen pembimbing I yang dengan sabar membimbing penulis dalam penyusunan laporan ini.
4. Bapak Rianto Wibowo, ST., M.Eng. selaku Dosen pembimbing II yang dengan sabar membimbing penulis dalam penyusunan laporan ini.
5. Bapak Taufiq Hidayat, ST., MT. selaku kaprogdi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.
6. Segenap Dosen Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dalam setiap perkuliahan.
7. Teman-teman mahasiswa seperjuangan yang telah banyak membantu sehingga tersusunlah laporan ini.
8. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah membantu penulis dalam penyusunan laporan ini.
Penulis menyadari dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak kekurangannya, oleh karenanya penulis mengharap kritik dan saran dari pembaca sekalian yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini.
Wassalualaikum Warrahmatuullahi Wabarakatuh.
Kudus, Maret 2014 Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iii PERSEMBAHAN ............................................................................................ iv MOTTO ........................................................................................................... v KATA PENGANTAR .................................................................................... vi DAFTAR ISI .................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi DAFTAR TABEL ........................................................................................... xiii ABSTRAK ...................................................................................................... xiv
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang .................................................................................
1 1.2. Rumusan Masalah ...........................................................................
4 1.3. Batasan Masalah ..............................................................................
5 1.4. Tujuan Proyek Akhir ......................................................................
5 1.5. Sistematika Penulisan .....................................................................
5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Kajian Teori Komposit ...................................................................
7 2.1.1. Bahan Komposit Partikel .....................................................
10 2.1.2. Bahan Komposit Serat ...........................................................
10 2.1.3. Jenis Komposit Serat .............................................................
12
2.1.4. Serat Alam .............................................................................
14 2.1.5. Resin Unsaturated (UP) ........................................................
17 2.1.6. Katalis metyl Etyl Keton Peroksida (MEKPO ......................
18 2.1.7. Pengeringan Serat. .................................................................
19 2.1.8. Proses Pembuatan Komposit .................................................
22 2.2. Matrik ...............................................................................................
24 2.3. Pengujian Impak Metode Charpy ....................................................
28 2.4. Mekanisme Alat Uji Impact Charpy .................................................
29 BAB III METODE PENELITIAN 3.1.
Alat dan Bahan ................................................................................ 32 3.1.1.
Alat ......................................................................................... 32 3.1.2. Bahan...................................................................................... 33 3.2. Rancangan Penelitian ...................................................................... 33 3.2.1.
Lokasi dan Waktu .................................................................. 33 3.2.2. Persiapan Alat dan Bahan ...................................................... 33 3.2.3. Pengolahan Bahan Dasar........................................................ 34 3.2.4. Pembuatan Komposit ............................................................. 35 3.2.5. Pengujian Impak..................................................................... 37 3.2.6. Pengambilan Bahan Data ....................................................... 38 3.2.7. Data Analisa ........................................................................... 38 3.2.8. Diagram Alur Penelitian ........................................................ 39 3.3. Variabel Penelitian .......................................................................... 40
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Pengujian .......................................................................
41 4.2 Hasil Analisis Setelah Mematahkan Spesimen ...............................
42 4.3. Menentukan Hasil Nilai Uji Impak .................................................
43 4.3.1. Nilai Energi Serap ................................................................
43 4.3.2. Nilai Kekuatan Impak ............................................................
46 4.3.3. Pembahasan ...........................................................................
48 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ......................................................................................
50 5.2. Saran ................................................................................................
51 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
- – Up ................................................................ 23 Gambar 2.9 Ilustrasi skematis pengujian impak ..............................................
32 Gambar 3.2 Spesimen standar ASTM E 23 .....................................................
47 Gambar 4.5 Kekuatan Impak Serat Enceng Gondok ......................................
47 Gambar 4.4 Kekuatan Impak Serat Kelapa ......................................................
46 Gambar 4.3 Spesimen Standar ASTM E 23.....................................................
45 Gambar 4.2 Grafik Energi Serap Serat Eceng Gondok ..................................
39 Gambar 4.1 Grafik Energi Serap Serat Kelapa ..............................................
37 Gambar 3.4 Alur Penelitian .............................................................................
36 Gambar 3.3 Mekaniske Pembuatan Komposit ................................................
31 Gambar 3.1 Alat Uji Impact Charpy dan Moisture Analyser ..........................
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Komposit Partikel ........................................................................29 Gambar 2.10 takik pada specimen ..................................................................
14 Gambar 2.8 Proses Hand Lay
13 Gambar 2.7 Hibrid Fiber ................................................................................
13 Gambar 2.6 Discontinous Fiber Composite .....................................................
12 Gambar 2.5 Wowen Fiber Composite .............................................................
10 Gambar 2.4 Continous Fiber Composite .........................................................
9 Gambar 2.3 Komposit Struktur .......................................................................
9 Gambar 2.2 Komposit Serat ............................................................................
48
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sifat Mekanik dan Fisik Serat Alam ................................................
14 Tabel 2.2 Spesifikasi Resin Unsaturated Polyester Yukalac BQTN 157 .........
19 Tabel 4.1 Data Analisis Nilai Energi Serap Serat Kelapa ................................
41 Tabel 4.2 Data Analisis Nilai Energi Serap Serat Enceng Gondok .................
41 Tabel 4.3 Data Hasil Setelah Mematahkan Spesimen Pada Serat Kelapa ......
42 Tabel 4.4 Data Hasil Setelah Mematahkan Spesimen Pada Serat Enceng Gondok ...........................................................................................
43 Tabel 4.5 Hasil Analisis Nilai Energi Serap Serat Kelapa ..............................
44 Tabel 4.6 Hasil Analisis Nilai Energi Serap Serat Eceng Gondok ..................
45 Tabel 4.7 Data Analisis Kekuatan Impak Serat Kelapa ...................................
47 Tabel 4.8 Data Analisis Kekuatan Impak Serat Eceng Gondok .....................
48
Analisis Kekuatan Impact Pada Bahan Komposit Serat Alam dengan
Orientasi Sudut Ber Matrik Polimer Polyester
Nama:Ahmad Suyuti
Pembimbing I : Sugeng Slamet, ST., MT
Pembimbing II : Rianto Wibowo, ST., M.Eng
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis kekuatan impak pada bahan komposit serat alam dengan orientasi sudut ber matrik polimer polyester. Komposit yang dibuat menggunakan penguat serat kelapa dan enceng gondok dengan matrik berupa resin unsaturated polyester (UPRs) jenis Yukalac
157 BQTN-EX dengan 1% hardener jenis MEKPO dengan variasi searat orientasi
o o o
sudut 0 , 45 dan 90 . Proses perlakuan alkali pada serat yaitu dengan cara perendaman serat ke dalam larutan alkali (NaOH 5 %). Spesimen uji komposit dipotong sesuai standar ASTM E 23 untuk spesimen uji impak. Selanjutnya spesimen komposit dilakukan pengujian impak.
Kekuatan impak meningkat seiring meningkatnya orientasi sudut. Nilai kekuatan impak energi serap terbesar terdapat pada pengujian impak dengan
o
orientasi sudut 0 serat enceng kelapa dengan rata-rata sebesar 0,329 J. Namun
2 kekuatan impak paling kecil dengan nilai rata-rata 0,001 J/mm .
Kata kunci : Katalis, resin, serat enceng gondok, serat kelapa.