PENGARUH VOLUME FRAKSI SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT POLYPROPYLENE SERAT LIDAH MERTUA (Sansevieria trifasciata).
TUGAS AKHIR
PENGARUH VOLUME FRAKSI SERAT TERHADAP
SIFAT MEKANIK KOMPOSIT POLYPROPYLENE SERAT
LIDAH MERTUA (Sansevieria trifasciata)
Oleh :
IMAM AHMAD SYAH S.
NO. BP : 0910912138
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Perkembangan dan pengaplikasikasian material komposit di berbagai
bidang cukup pesat, terutama komposit polimer yang dimanfaatkan sebagai
material pengganti logam. Dalam perkembangan penelitiannya serat alam
(natural fibre) mulai dimanfaatkan untuk penguat pada komposit sebagai
pengganti fiber sintetis seperti glass fiber. Hal ini dilakukan mengingat sifatnya
yang ramah lingkungan dan banyak tersedia di alam sehingga lebih ekonomis,
serta pemanfaataanya selama ini masih banyak yang belum dioptimalkan.
Permasalahan yang dihadapi dalam pembuatan komposit adalah
menentukan perbandingan volume antara matrik dan serat, dimana
perbandingan volume antara matrik dan serat yang digunakan dapat
menghasilkan sifat mekanik maksimal. Dalam penelitian ini bahan dasar yang
digunakan dalam pembuatan komposit adalah polimer (Polypropylene) sebagai
matrik dan serat alam yaitu serat lidah mertua (Sansevieria trifasciata) sebagai
fibernya. Penelitian ini yaitu dilakukan untuk mengetahui perbandingan volume
dari matrik dan fiber yang memiliki sifat mekanik terbaik. Perbandingan volume
yang digunakan adalah dengan persentase 2,3,4 dan 5%.
Hasil pengujian tarik menunjukkan bahwa peningkatan fraksi serat lidah
mertua (Sansevieria trifasciata) meningkatkan sifat mekanik kekuatan tarik,
modulus elastisitas, dan regangan komposit. Kekuatan tarik rata-rata tertinggi
diperoleh pada komposit dengan persentase serat 5% yaitu 42 ±3 MPa, modulus
elastisitas 2,3 ±0,6 GPa. Setelah pengujian tarik, dilakukan pemeriksaan SEM
(Scanning Electron Microscopy) pada permukaan patahan spesimen. Terdapat
beberapa lubang hasil dari serat yang terlepas namun pada beberapa sampel
juga ditemukan kerusakan pada penampang patahan serat .
i
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan material komposit sebagai pengganti logam cukup diminati,
hal ini karena komposit memiliki sifat mekanik yang baik, tahan korosi, dan juga
ramah lingkungan. Material komposit adalah suatu material yang terdiri dari
campuran atau kombinasi dua atau lebih material baik secara mikro atau makro,
dimana sifat material yang tersebut berbeda bentuk dan komposisi kimia dari zat
asalnya [1].
Penggunaan dari material komposit dalam kehidupan sehari - hari sangat
banyak, misalnya pembuatan alat rumah tangga, komponen – komponen mesin
seperti casing kapal, mobil dan sepeda motor yang terbuat dari material komposit
dan lain sebagainya.
Keuntungan penggunaan dari material komposit ini sangat banyak
dibandingkan dengan material lainnya seperti logam, misalnya material komposit
lebih ekonomis, tahan akan korosi sehingga umur pakainya lebih panjang, dan
massa jenisnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan logam sehingga dapat
meningkatkan efisiensi kerja dari sebuah mesin, contohnya sebuah mobil yang
menggunakan material komposit akan melaju lebih kencang dan hemat bahan
bakar dibandingkan dengan kapal yang menggunakan material logam.
Komposit dengan matrik polimer di dunia semakin pesat perkembanganya,
salah satu alternatif terbaru yang mulai dilakukan adalah memanfaatkan serat
alam sebagai pengganti serat sintetis yang telah banyak digunakan sebelumnya.
Negara Indonesia memiliki potensi serat alam yang sangat banyak dan bervariasi,
sehingga berpeluang mengembangkan polimer komposit dengan menggunakan
serat alam terbaru.
Lidah mertua merupakan satu dari tanaman hias yang hampir dapat
ditemukan persebarannya di seluruh Indonesia. Keunggulan lidah mertua sebagai
penghasil serat [2] dan penggunaannya yang belum optimal maka dipilih lidah
mertua (Sansevieria trifasciata) sebagai fiber dan polyproylene sebagai matrik.
PENDAHULUAN
Permasalahan
yang dihadapi
dalam
pembuatan komposit
adalah
perbandingan antara volume matrik dan serat. Di mana perbandingan volume
antara matrik dan serat yang baik adalah dilihat dari sifat mekanik yang
dimilikinya. Sifat mekanik tersebut diantaranya adalah kekuatan tarik dan
modulus elastisitas yang dihasilkan dari komposit.
1.2. Tujuan
Penelitian ini memiliki beberapa tujuan yaitu :
1. Melihat pengaruh volume fraksi serat terhadap sifat mekanik komposit
serat lidah mertua (Sansevieria trifasciata) matrik polypropylene.
2. Menentukan volume fraksi serat lidah mertua yang maksimal untuk
menghasilkan sifat mekanik komposit yang tertinggi.
1.3. Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :
1. Dapat digunakan sebagai salah satu bahan referensi dalam pembuatan
material komposit serat alam yang memiliki sifat mekanik yang lebih baik,
khususnya serat lidah mertua (Sanseviera trifasciata).
2. Mengembangkan pemanfaatan potensi dari tanaman lidah mertua
(Sanseviera trifasciata) menjadi bahan baku material komposit serat alam
dengan sifat mekanik yang lebih baik.
3. Meningkatkan nilai guna dan ekonomi dari tanaman lidah mertua
(Sanseviera trifasciata).
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari penelitian ini yaitu :
1. Serat alam (Natural Fiber) yang digunakan adalah serat lidah mertua
(Sanseviera trifasciata) usia ± 1,2 tahun.
2. Pengikat (Matrix) yang digunakan adalah polypropylene.
3. Pengujian yang dilakukan adalah uji tarik.
4. Susunan serat pada komposit acak (randomly oriented)
Imam Ahmad Syah S. - 0910912138
2
PENDAHULUAN
1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan penelitian dalam tugas akhir ini secara garis
besar terdiri dari enam bagian, yaitu:
1. BAB I PENDAHULUAN
Menjelaskan tentang latar belakang permasalahan, tujuan, manfaat, batasan
permasalahan dan asumsi serta sistematika penulisan laporan.
2. BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Menjelaskan tentang teori dasar yang menjadi acuan penulisan laporan dan
penelitian.
3. BAB III METODOLOGI
Menguraikan tentang peralatan, bahan dan prosedur kerja yang dilakukan
dalam penelitian.
4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Menjelaskan tentang hasil pengujian beserta analisa dan pembahasan
tentang hasil pengujian.
5. BAB V PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian.
6.DAFTAR PUSTAKA
Imam Ahmad Syah S. - 0910912138
3
PENGARUH VOLUME FRAKSI SERAT TERHADAP
SIFAT MEKANIK KOMPOSIT POLYPROPYLENE SERAT
LIDAH MERTUA (Sansevieria trifasciata)
Oleh :
IMAM AHMAD SYAH S.
NO. BP : 0910912138
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
ABSTRAK
Perkembangan dan pengaplikasikasian material komposit di berbagai
bidang cukup pesat, terutama komposit polimer yang dimanfaatkan sebagai
material pengganti logam. Dalam perkembangan penelitiannya serat alam
(natural fibre) mulai dimanfaatkan untuk penguat pada komposit sebagai
pengganti fiber sintetis seperti glass fiber. Hal ini dilakukan mengingat sifatnya
yang ramah lingkungan dan banyak tersedia di alam sehingga lebih ekonomis,
serta pemanfaataanya selama ini masih banyak yang belum dioptimalkan.
Permasalahan yang dihadapi dalam pembuatan komposit adalah
menentukan perbandingan volume antara matrik dan serat, dimana
perbandingan volume antara matrik dan serat yang digunakan dapat
menghasilkan sifat mekanik maksimal. Dalam penelitian ini bahan dasar yang
digunakan dalam pembuatan komposit adalah polimer (Polypropylene) sebagai
matrik dan serat alam yaitu serat lidah mertua (Sansevieria trifasciata) sebagai
fibernya. Penelitian ini yaitu dilakukan untuk mengetahui perbandingan volume
dari matrik dan fiber yang memiliki sifat mekanik terbaik. Perbandingan volume
yang digunakan adalah dengan persentase 2,3,4 dan 5%.
Hasil pengujian tarik menunjukkan bahwa peningkatan fraksi serat lidah
mertua (Sansevieria trifasciata) meningkatkan sifat mekanik kekuatan tarik,
modulus elastisitas, dan regangan komposit. Kekuatan tarik rata-rata tertinggi
diperoleh pada komposit dengan persentase serat 5% yaitu 42 ±3 MPa, modulus
elastisitas 2,3 ±0,6 GPa. Setelah pengujian tarik, dilakukan pemeriksaan SEM
(Scanning Electron Microscopy) pada permukaan patahan spesimen. Terdapat
beberapa lubang hasil dari serat yang terlepas namun pada beberapa sampel
juga ditemukan kerusakan pada penampang patahan serat .
i
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan material komposit sebagai pengganti logam cukup diminati,
hal ini karena komposit memiliki sifat mekanik yang baik, tahan korosi, dan juga
ramah lingkungan. Material komposit adalah suatu material yang terdiri dari
campuran atau kombinasi dua atau lebih material baik secara mikro atau makro,
dimana sifat material yang tersebut berbeda bentuk dan komposisi kimia dari zat
asalnya [1].
Penggunaan dari material komposit dalam kehidupan sehari - hari sangat
banyak, misalnya pembuatan alat rumah tangga, komponen – komponen mesin
seperti casing kapal, mobil dan sepeda motor yang terbuat dari material komposit
dan lain sebagainya.
Keuntungan penggunaan dari material komposit ini sangat banyak
dibandingkan dengan material lainnya seperti logam, misalnya material komposit
lebih ekonomis, tahan akan korosi sehingga umur pakainya lebih panjang, dan
massa jenisnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan logam sehingga dapat
meningkatkan efisiensi kerja dari sebuah mesin, contohnya sebuah mobil yang
menggunakan material komposit akan melaju lebih kencang dan hemat bahan
bakar dibandingkan dengan kapal yang menggunakan material logam.
Komposit dengan matrik polimer di dunia semakin pesat perkembanganya,
salah satu alternatif terbaru yang mulai dilakukan adalah memanfaatkan serat
alam sebagai pengganti serat sintetis yang telah banyak digunakan sebelumnya.
Negara Indonesia memiliki potensi serat alam yang sangat banyak dan bervariasi,
sehingga berpeluang mengembangkan polimer komposit dengan menggunakan
serat alam terbaru.
Lidah mertua merupakan satu dari tanaman hias yang hampir dapat
ditemukan persebarannya di seluruh Indonesia. Keunggulan lidah mertua sebagai
penghasil serat [2] dan penggunaannya yang belum optimal maka dipilih lidah
mertua (Sansevieria trifasciata) sebagai fiber dan polyproylene sebagai matrik.
PENDAHULUAN
Permasalahan
yang dihadapi
dalam
pembuatan komposit
adalah
perbandingan antara volume matrik dan serat. Di mana perbandingan volume
antara matrik dan serat yang baik adalah dilihat dari sifat mekanik yang
dimilikinya. Sifat mekanik tersebut diantaranya adalah kekuatan tarik dan
modulus elastisitas yang dihasilkan dari komposit.
1.2. Tujuan
Penelitian ini memiliki beberapa tujuan yaitu :
1. Melihat pengaruh volume fraksi serat terhadap sifat mekanik komposit
serat lidah mertua (Sansevieria trifasciata) matrik polypropylene.
2. Menentukan volume fraksi serat lidah mertua yang maksimal untuk
menghasilkan sifat mekanik komposit yang tertinggi.
1.3. Manfaat
Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :
1. Dapat digunakan sebagai salah satu bahan referensi dalam pembuatan
material komposit serat alam yang memiliki sifat mekanik yang lebih baik,
khususnya serat lidah mertua (Sanseviera trifasciata).
2. Mengembangkan pemanfaatan potensi dari tanaman lidah mertua
(Sanseviera trifasciata) menjadi bahan baku material komposit serat alam
dengan sifat mekanik yang lebih baik.
3. Meningkatkan nilai guna dan ekonomi dari tanaman lidah mertua
(Sanseviera trifasciata).
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari penelitian ini yaitu :
1. Serat alam (Natural Fiber) yang digunakan adalah serat lidah mertua
(Sanseviera trifasciata) usia ± 1,2 tahun.
2. Pengikat (Matrix) yang digunakan adalah polypropylene.
3. Pengujian yang dilakukan adalah uji tarik.
4. Susunan serat pada komposit acak (randomly oriented)
Imam Ahmad Syah S. - 0910912138
2
PENDAHULUAN
1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan penelitian dalam tugas akhir ini secara garis
besar terdiri dari enam bagian, yaitu:
1. BAB I PENDAHULUAN
Menjelaskan tentang latar belakang permasalahan, tujuan, manfaat, batasan
permasalahan dan asumsi serta sistematika penulisan laporan.
2. BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Menjelaskan tentang teori dasar yang menjadi acuan penulisan laporan dan
penelitian.
3. BAB III METODOLOGI
Menguraikan tentang peralatan, bahan dan prosedur kerja yang dilakukan
dalam penelitian.
4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Menjelaskan tentang hasil pengujian beserta analisa dan pembahasan
tentang hasil pengujian.
5. BAB V PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian.
6.DAFTAR PUSTAKA
Imam Ahmad Syah S. - 0910912138
3