PENGARUH PERENDAMAN DALAM AIR DAN FRAKSI VOLUME (10% & 20%) TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT ECENG GONDOK.

TUGAS AKHIR

BIDANG TEKNIK PRODUKSI PEMBENTUKAN DAN MATERIAL

PENGARUH PERENDAMAN DALAM AIR DAN FRAKSI VOLUME (10% & 20%) TERHADAP SIFAT MEKANIK KOMPOSIT ECENG

GONDOK

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Tahap Sarjana

Oleh :

RODIANUSALAMSYAH

NBP : 07 171 044

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK – UNIVERSITAS ANDALAS PADANG

PENETAPAN

TUGAS

AKHIR

TugasAkhirinidiberikankepada:

Nama : RodianusAlamsyah

NomorBP : 07171044

DosenPembimbingI : Prof.Dr.-Ing.HairulAbral

DosenPembimbingII : Ilhamdi,M.Eng.

JangkaWaktuPenyelesaian : 6Bulan

JudulTugasAkhir : PengaruhPerendamanDalamAirDanFraksiVolume(10%&

20%)TerhadapSifatMekanikKompositEcengGondok

IsiTugasAkhir :

1. Studiliteratur.

2. Penyiapanseratecenggondok(EicchorniaCrassipes).

3. Pembuatankompositseratecenggondokmelaluiproses

cetaktekan.

4. Pembuatan spesimen uji tarik dan uji bending diikuti

pengujianspesimen.

5. Pembahasanhasilpengujian

Padang, Mei2012

PembimbingI PembimbingII Mahasiswaybs,

TugasAkhir TugasAkhir

Prof. Dr.-Ing. Hairul Abral Ilhamdi, M.Eng. Rodianus Alamsyah

ABSTRAK

Perkembanganmaterialpolimerkompositdiduniasemakinpesat,salah

satualternatifterbaruyangmulaidilakukanadalahmemanfaatkanseratalam

sebagaipenggantiseratsintetisyangtelahbanyakdigunakan.NegaraIndonesia

sebagainegarayangkayaakankeanekaragamanhayatimemilikipotensiserat

alam yang sangat banyak dan bervariasi, sehingga berpeluang besar untuk

mengembangkanilmupolimerkompositdenganmenggunakanseratalam.

Serat alami sebagai penguat komposit memiliki kelemahan seperti

penurunankekuatanmekanik kompositkarena pengaruhpenyerapanair pada

serat alami. Hal ini menjadi perhatian khusus sehingga penelitian dilakukan

untukmelihatpengaruhpenyerapanairpadavariasifraksivolumeserateceng

gondok terhadap sifat mekanik komposit, yaitu kekuatan tarik dan kekuatan

flexure. Fraksi volume serat yang digunakan adalah 10% dan 20%. Proses

pembuatankompositdilakukandenganprosescetaktekan(compressionmolding)

denganpemvakuman.

Dalampenelitianinipembuatanpolimerkompositmenggunakanmatriks

jenisunsaturatedpolyesterresindanseratalamdaritumbuhanEcenggondok.

Komposit diuji dengan dua pengujian yaitu pengujian daya serap air dan

pengujian mekanik. Pengujian daya serap air dilakukan pada komposit yang

direndam dalam air selama 100 jam. Pengujian mekanik dilakukan pada

komposityangdirendamdantidakdirendam.Masing-masingperlakuanterbagi

atasduafraksivolumeyaitu10%dan20%.

Secaraumumhasilpengujiantarikdanflexure,perendamankomposit

seratecenggondokdiairselama100jammenyebabkanterjadinyapenurunan

kekuatantarikdanflexurepadafraksivolumeserat10%dan20%.Penyerapan

airpadakompositseratecenggondokmeningkatseiringdenganpertambahan

fraksivolumeserat.Fraksivolume20%memilikikekuatanmekanikyangrelatif

KATA PENGANTAR

SegalapujidansyukurpenulisprioritaskankepadaAllah,Bapayangmaha

kuasa, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis bisa

menyelesaikantugasakhir.

Pelaksanaan dan penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk memenuhi

persyaratandalammemperolehgelarsarjanastratasaru(S.1)diJurusanTeknik

Mesin Universitas Andalas Padang. Tugas akhir ini berjudul “Pengaruh Perendaman Dalam Air Dan Fraksi Volume (10% & 20%) Terhadap Sifat

MekanikKompositEcengGondok”.

Padakesempatanini penulis menyampaikanucapanterimakasih yang

sebesar-besarnya kepada pihak yang membantu dalam pelaksanaan dan

pembuatantugasakhir,yaitu:

1. Orangtuadanseluruhkeluargapenulisyangtelahmemberikandoadan

motivasinya.

2. BapakProf.Dr.-Ing.HairulAbral,selakupembimbingItugasakhir.

3. BapakIlhamdiM.Eng.,selakupembimbingIItugasakhir.

4. ArieN.,ChandraAdiTamadanKadriadi,selakurekankerjatugasakhir.

5. Rekan-rekanyangterlibatselamaprosespengerjaantugasakhirini.

6. SegenapstafpengajardiJurusanTeknikMesinUniversitasAndalas.

7. SegenapkaryawanJurusanTeknikMesinUniversitasAndalas.

8. Teman-temandiTeknikMesinUnanddansegalapihaklainnyayangtidak

mungkindisebutkansatupersatu.

Akhirkatapenulismengharapkansemogalaporaninidapatbermanfaat

danmenambahwawasanbagipembacamaupunpenulissendiri,danpenulis

menyadaribakyakkekurangandalampenulisanlaporanini.Untukitu,kritik

dansarandaripembacasangatpenulisharapkan.

Padang, mei2012

DAFTAR ISI

PENETAPAN TUGAS AKHIR LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK... i

KATA PENGANTAR... ii

DAFTAR ISI... iii

DAFTAR GAMBAR... v

DAFTAR TABEL... vii

DAFTAR NOTASI... ..viii

BAB I PENDAHULAN 1.1LatarBelakang... 1

1.2RumusanMasalah... 2

1.3TujuanPercobaan... 2

1.4BatasanMasalah... 2

BABII TINJAUANPUSTAKA 2.1PengertianKomposit... 3

2.2UnsurPenyusunKomposit... 3

2.3SeratSebagaiPenguatKomposit(FibreReinforcedComposites)..5

2.4EcengGondok(EichhorniaCrassipes)... 6

2.5MatrikKomposit... 7

2.6ProsesPembuatanPolimerMatrikKompositDenganCetakTekan8 2.7PengujianMekanikYangDilakukan... 8

2.8Aplikasi... 10

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1FlowchartKerja... 12

3.2TahapanPenelitian... 13

3.2.1Studiliteratur... 13

3.2.2Pengambilanecenggondok... 14

3.2.3Ekstrakecenggondok... 14

3.2.4ProsesPembuatanKomposit... 17

3.2.6 ProsesPerendaman... 20

3.2.7PengujianSifatMekanik... 21

3.2.8PengujianTarik(TensileTest)... 22

3.2.9 PengujianFlexure(FlexuralTest)... 24

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1PengujianDayaSerapAirPadaKompositSeratEcengGondok....26

4.2PengaruhFraksiVolumeDanPerendamandiDalamAirTerhadap SifatMekanikKompositEcengGondok... 28

4.2.1PengujianTarikKompositEcengGondok... 28

4.2.2PengujianLenturKompositEcengGondok... 33

BAB V PENUTUP 5.1Kesimpulan... 38

5.2Saran... 39 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A :KurvaPengujianTarik LAMPIRAN B :KurvaPengujianBending

LAMPIRAN C :FotoSampelPengujianKompositTanpaDirendam LAMPIRAN D :FotoSampelPengujianKompositDirendam

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1Klasifikasikompositberdasarkanpenguatnya... 4

Gambar 2.2Propertiesdariresinyangumumdigunakan... 5

Gambar 2.3Parameterseratyangmempengaruhikekuatankomposit... 5

Gambar 2.4Tumbuhanecenggondok... 6

Gambar 2.5Rumuskimiastrukturpolyester... 7

Gambar 2.6Prosescompressionmolding... 8

Gambar 2.7Skematikpengujianflexure... 10

Gambar 3.1Flowchartkerja... 13

Gambar 3.2Seratecenggondok... 14

Gambar 3.3(a)Irisan5cmecenggondok(b)Prosespenghalusanecenggondok...15

Gambar 3.4 Prosespenyaringanseratecenggondok... 16

Gambar 3.5Pengeringanecenggondokmenggunakanchannelandhairdryer....16

Gambar 3.6Alatpengeringserat(hairdryer)... 17

Gambar 3.7Pencampuranmatrikdenganseratdidalamcetakan... 18

Gambar 3.8Prosespenvakumankomposit... 18

Gambar3.9Cetakantekan(compressionmolding)denganmesinpress... 19

Gambar3.10Sampelkomposit... 19

Gambar3.11Komposit(a)Spesimenujitarik,(b)Spesimenujiflexure... 20

Gambar3.12(a)Grindingmachine,(b)Amplasbelt... 20

Gambar3.13Timbangandigital... 21

Gambar3.14Perendamansampelujimekanikkompositecenggondok... 21

Gambar3.15(a)COM–TENtestingmachine,(b)Flexurefixture... 22

Gambar3.16DimensispesimentarikberdasarkanASTMD638... 23

Gambar3.17StandarpengujianflexureASTMD790... 24

Gambar4.1Persentasepenyerapanairpadasampelujitarik... 27

Gambar4.2Persentasepenyerapanairpadasampelujibending... 27

Gambar4.3GrafikPerbandinganKekuatanTarikKomposittidakdirendam dengandirendam... 30

Gambar4.4Grafikperbandinganreganganmaksimumkompositserateceng gondokyangtidakdirendamterhadapyangdirendam... 31

gondokyangtidakdirendamterhadapyangdirendam... 32

Gambar4.6GrafikPerbandinganantarakekuatanlenturkomposittanpa

perendamanterhadapkomposityangdirendam... 35

Gambar4.7GrafikPerbandinganReganganLenturkomposittanpa

perendamanterhadapkomposityangdirendam... 36

Gambar4.8GrafikPerbandinganantaramoduluslenturkomposittanpa

DAFTAR TABEL

Tabel3.1SpesifikasiUnsaturatedPolyesterResinYukalac157®BTQN-EX... 17

Tabel3.2UkuranspesimenberdasarkanASTMD638... 23

Tabel4.1Persentasepenyerapanairolehsampelujitarikdanujibendingyang

direndamdidalamairselama100jam... 28

Tabel4.2Hasilpengujiantarikkompositseratecenggondok... 29

DAFTAR NOTASI

Simbol Arti Satuan

e Regangan %

P Tekanan Pa,mmHg

T Temperatur C

σ Tegangan MPa,psi

ρ Massajenis g/cm3

σf Kekuatanlentur MPa,psi

E Moduluselastisitas MPa,psi

EB Moduluselastisitaslentur MPa,psi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1LatarBelakang

Perkembanganmaterialpolimerkompositdiduniasemakinpesat,salah

satu alternatif terbaru yang mulai dilakukan adalah memanfaatkan serat alam

sebagaipenggantiseratsintetisyangtelahbanyakdigunakansebelumnya.Serat

alammenjadialternatifbagusdalamperkembanganmaterialpolimerkomposit

dibandingkan dengan digunakan serat sintesis karena lebih ramah lingkungan. Hal ini sejalan dengan kebijakkan pemerintah untuk lebih memperhatikan lingkungan.

EicchorniaCrassipesseringdisebutjugaecenggondokdapatdijadikan

sebagaiseratalamidanjugapotensialuntukdikembangkan.Halinidikarenakan

pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat dan cocok tumbuh dihampir

seluruhwilayahIndonesia.BahkandisebagianwilayahIndonesiatumbuhaneceng

gondok dianggap sebagai hama karena dapat merusak lingkungan perairan. Tumbuhan eceng gondok yang mati akan turun ke dasar perairan sehingga

menyebabkanpedangkalanperairan.

Serat alami sebagai penguat komposit memiliki kelemahan seperti

penurunankekuatanmekanikkompositkarenapengaruhpenyerapanairpadaserat

alami[1]_{.Halinimenjadiperhatiankhusussehinggapercobaandilakukanuntuk}

melihatpengaruhpenyerapanairpadavariasivolumefraksiseratecenggondok

terhadap sifat mekanik komposit, yaitu kekuatan tarik dan kekuatan flexure.

Volumefraksiserat yang digunakan adalah 10% dan20%.Proses pembuatan

komposit dilakukan dengan proses cetak tekan (compression molding) dengan pemvakuman.

Pen dahuluan

1.2 Rumusan Masalah

Dari percobaan yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya tentang

sifat mekanik eceng gondok, belum ada analisis pengaruh perendama n dan

volume fraksi terhadap sifat mekanik. Sehingga kami melakukan perc obaan

tentang bagaimana pengaruh perendaman dan volume fraksi terhadap

sifat

mekanikkompositseratecenggondokpadavolumefraksi10%dan20%.

1.3 Tujuan Percobaan

Adapuntujuandaripercobaaniniadalahsebagaiberikut:

1. Mengetahuikekuatantarikdanlentur kompositberseratecenggo

ndok

(EichhorniaCrassipes).

2. Mengetahuidayaserapkompositberseratecenggondok(10%dan

20%

volumefraksi)yangdirendamdalamair.

3. Mengetahuipengaruhpenyerapanairterhadapkarakteristikkekuat

antarik

danlenturkompositberseratecenggondok(EichhorniaCrassipes

).

1.4 Batasan Masalah

tawar.Komposityangakandibuatdariseratecenggondokdanmatrikspo limer

unsaturatedpolyester.Perendamandalamairdilakukanpadasampelujise

lama

gondokyangtidakdirendamterhadapyangdirendam... 32 Gambar4.6 GrafikPerbandinganantarakekuatanlenturkomposittanpa

perendamanterhadapkomposityangdirendam... 35 Gambar4.7 GrafikPerbandinganReganganLenturkomposittanpa

perendamanterhadapkomposityangdirendam... 36 Gambar4.8 GrafikPerbandinganantaramoduluslenturkomposittanpa

perendamanterhadapkomposityangdirendam... 37

DAFTARTABEL

Tabel3.1 Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yukalac157® BTQN-EX ... 17 Tabel3.2 UkuranspesimenberdasarkanASTMD638... 23 Tabel4.1 Persentasepenyerapanairolehsampelujitarikdanujibendingyang

direndamdidalamairselama100jam... 28 Tabel4.2 Hasilpengujiantarikkompositseratecenggondok... 29 Tabel4.3 Hasilpengujianbendingkompositseratecenggondok... 34

DAFTARNOTASI

Simbol Arti Satuan

e Regangan %

P Tekanan Pa,mmHg

T Temperatur C

σ Tegangan MPa,psi

ρ Massajenis g/cm3

σf Kekuatanlentur MPa,psi

E Moduluselastisitas MPa,psi

EB Moduluselastisitaslentur MPa,psi

F Gayapenekanan Newton(N)

BAB

I

PENDAHULUAN

1.1LatarBelakang

Perkembanganmaterialpolimerkompositdiduniasemakinpesat,salah satu alternatif terbaru yang mulai dilakukan adalah memanfaatkan serat alam sebagaipenggantiseratsintetisyangtelahbanyakdigunakansebelumnya.Serat alammenjadialternatifbagusdalamperkembanganmaterialpolimerkomposit dibandingkan dengan digunakan serat sintesis karena lebih ramah lingkungan. Hal ini sejalan dengan kebijakkan pemerintah untuk lebih memperhatikan lingkungan.

EicchorniaCrassipesseringdisebutjugaecenggondokdapatdijadikan sebagaiseratalamidanjugapotensialuntukdikembangkan.Halinidikarenakan pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat dan cocok tumbuh dihampir seluruhwilayahIndonesia.BahkandisebagianwilayahIndonesiatumbuhaneceng gondok dianggap sebagai hama karena dapat merusak lingkungan perairan. Tumbuhan eceng gondok yang mati akan turun ke dasar perairan sehingga menyebabkanpedangkalanperairan.

Serat alami sebagai penguat komposit memiliki kelemahan seperti penurunankekuatanmekanikkompositkarenapengaruhpenyerapanairpadaserat alami[1]_{.Halinimenjadiperhatiankhusussehinggapercobaandilakukanuntuk} melihatpengaruhpenyerapanairpadavariasivolumefraksiseratecenggondok terhadap sifat mekanik komposit, yaitu kekuatan tarik dan kekuatan flexure.

Volumefraksiserat yang digunakan adalah 10% dan20%.Proses pembuatan komposit dilakukan dengan proses cetak tekan (compression molding) dengan pemvakuman.

Pen dahuluan

1.2RumusanMasalah

Dari percobaan yang telah dilakukan oleh peneliti sebelumnya tentang

sifat mekanik eceng gondok, belum ada analisis pengaruh perendama n dan

volume fraksi terhadap sifat mekanik. Sehingga kami melakukan perc obaan

tentang bagaimana pengaruh perendaman dan volume fraksi terhadap sifat

mekanikkompositseratecenggondokpadavolumefraksi10%dan20%. 1.3TujuanPercobaan

Adapuntujuandaripercobaaniniadalahsebagaiberikut:

1. Mengetahuikekuatantarikdanlentur kompositberseratecenggo ndok

(EichhorniaCrassipes).

2. Mengetahuidayaserapkompositberseratecenggondok(10%dan 20%

volumefraksi)yangdirendamdalamair.

3. Mengetahuipengaruhpenyerapanairterhadapkarakteristikkekuat antarik

danlenturkompositberseratecenggondok(EichhorniaCrassipes ).

1.4BatasanMasalah

Pada percobaan ini, eceng gondok yang dipakai adalah jenis r awa air

tawar.Komposityangakandibuatdariseratecenggondokdanmatrikspo limer

unsaturatedpolyester.Perendamandalamairdilakukanpadasampelujise lama