STUDY PERLAKUAN ALKALI DAN FRAKSI VOLUME SERAT TERHADAP KEKUATAN BENDING, TARIK, DAN IMPAK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT RAMI BERMATRIK POLYESTER BQTN 157.

SERAT TERHADAP KEKUATAN BENDING, TARIK, DAN

IMPAK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT RAMI

BERMATRIK POLYESTER BQTN 157

Disusun:

LUDI HARTANTO

NIM : D 200 020 185

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

ii

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :

“STUDY PERLAKUAN ALKALI DAN FRAKSI VOLUME SERAT TERHADAP KEKUATAN BENDING, TARIK, DAN IMPAK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT RAMI BERMATRIK POLYESTERBQTN 157”

Yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana

S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, 7 Juli 2009 Yang menyatakan,

iii

Tugas Akhir berjudul “STUDY PERLAKUAN ALKALI DAN FRAKSI

VOLUME SERAT TERHADAP KEKUATAN BENDING, TARIK, DAN IMPAK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT RAMI BERMATRIK

POLYESTER BQTN 157”, telah disetujui oleh Pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagai persyaratan memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : LUDI HARTANTO

NIM : D200 020 185

Disetujui pada

Hari :... Tanggal :...

Pembimbing Utama

Ir. Agus Hariyanto, MT

Pembimbing Pendamping

iv

VOLUME SERAT TERHADAP KEKUATAN BENDING, TARIK, DAN IMPAK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT RAMI BERMATRIK

POLYESTER BQTN 157”. telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : LUDI HARTANTO

NIM : D200 020 185

Disahkan pada :

Hari :... Tanggal :…...

Tim Penguji :

Ketua : Ir. Agus Hariyanto, MT ……….

Anggota 1 : Agus Yulianto, ST, MT ...

Anggota 2 : Dr.Kuncoro Diharjo, ST,MT ...

Dekan,

Ir. H Sri Widodo, MT

Ketua Jurusan,

vi

”Jadikanlah sabaar dan shalat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat,

kecuali bagi orang-orang yang khusyu” (Q.S Al Baqarah : 45)

”karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah

dengan sungguh-sungguh urusan yang lain.

Dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap” (Q.S Alam Nasyarah : 6-8)

”Yang paling banyak menjatuhkan orang, itu adalah tidak seimbangnyaantara perkataan dan perbuatan”

(Abdullah Gymnastiar)

”Hidup adalah belajar, kehidupan adalah pelajaran.

Mati adalah misteri, penentuan dan akherat adalah prestasi hidup. Maka janganlah kamu hidup dengan mimpi-mimpi, tapi hidupkanlah

mimpi-mimpimu” (Abdullah Gymnastiar)

”Tak ada pengorbanan maka tak ada kemenangan dan tak ada usaha maka tak akan ada keberhasilan”

vii

Sujud syukurku pada-Mu Illahi Robbi yang senantiasa memberikan kemudahan bagi hamba-Nya yang mau berusaha. Petunjuk dan

bimbingan-Mu selama hamba menuntut ilmu diperantauan berbuah karya sederhana ini yang kupersembahkan kepada :

 Agamaku yang telah mengenalkan aku kepada ALLAH SWT serta Rosul-Nya danmengarahkan jalan dari gelap-gulita menuju terang benderang, terimakasih ALLAH atas ridhonya hingga saya dapat menyelesaikan tugas akhir ini, walaupun kadang keluar dari jalan yang Engkau tetapkan.

(“Engkau yang mendengar do’aku dan mengabulkan jerih payahku”).  Ayah dan Ibu tercinta, dengan do’a dan kasih sayang tulusnya selalu

senantiasa memberikan kekuatan dalam setiap langkah ananda, terima kasih atas semua pengorbanan yang tidak ternilai harganya.  Saudara-saudaraku yang selalu memberikanku do’a, inpirasi maupun

dukungan kepadaku.

 Seseorang yang kelak kan menjadi pendampingku, yang telah memberikanku inspirasi, motivasi, dan kesetiaan.

viii

BERPENGUAT SERAT RAMI BERMATRIK POLYESTER BQTN 157

Ludi Hartanto., Agus Hariyanto, Agus Yulianto. Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta JL. A. Yani Pabelan Kartasura Tromol Pos I Sukoharjo

ABSTRAKSI

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kekuatan bending,tarik dan impak yang optimal dari komposit serat rami pada fraksi volume 20%, 30%, 40%, 50% dengan variasi ketebalan 1mm hingga 5mm,dengan perlakuan alkali serta mengetahui jenis patahan dengan pengamatan makro pada specimen yang memiliki harga optimal dari pengujian bending,tarik dan impak.

Pada penelitian ini bahan yang dipergunakan adalah serat ramie yang disusunan acak dengan fraksi volume 20%, 30%, 40%, 50%, dengan variasi tebal 1mm hingga 5mm, menggunakan Polyester BQTN 157 sebagai matriknya. Pembuatan dengan cara press mold, pengujian bending yang dilakukan dengan acuan standar ASTM D 790-02,tarik dengan standart ASTM 638-02 dan Impak charpy dengan acuan standart ASTM D 256-00.

Hasil pengujian didapat pengaruh alkali 2,4,6,dan 8 jam pada fraksi volume 20%, 30%, 40%, 50%, dengan variasi tebal 1mm hingga 5mm. Pada pengujian bending optimal rata-rata pada vf 40% dengan ketebalan 3mm dan paling optimal pada alkali 2 jam,Pada uji tarik optimal pada vf 50% ketebalan 5mm dan paling optimal pada alkali 2 jam,dan Pada uji Impak optimal rata-rata pada vf 40% dan 50% pada ketebalan 5mm dan paling optimal pada vf 50% alkali 6 jam. Pengamatan struktur makro didapatkan jenis patahan broken fiber.

ix

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusun laporan penelitian ini dapat terselesaikan.

Tugas Akhir berjudul ”STUDY PERLAKUAN ALKALI DAN

FRAKSI VOLUME SERAT TERHADAP KEKUATAN BENDING, TARIK, DAN IMPAK KOMPOSIT BERPENGUAT SERAT RAMI BERMATRIK

POLYESTER BQTN 157”, dapat terselesaikan atas dukungan dari pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. H. Sri Widodo, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Marwan Effendy, ST, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Agus Hariyanto, MT selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing, mengarahkan, memberikan petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah.

4. Bapak Agus Yulianto, ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing, mengarahkan, memberikan petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah.

5. Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis selama mengikuti kegiatan kuliah.

6. Bapak dan Ibu tercinta yang setiap malam selalu mendoakan, memberikan semangat dan dorongan, serta terima kasih atas semua nasehat, bimbingan, dan pengorbanan mu selama ini sehingga penulis

x

pengertiannya selama ini.

8. Teman-teman kontrakan Utopia, terima kasih atas segala suka duka yang mewarnai sebagian hari-hari penulis, semoga persaudaraan ini bisa berlangsung lebih lama lagi. Amien.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb

Surakarta, 7 Juli 2009

xi

HALAMAN JUDUL... i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI...ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR...v

MOTTO ... ... vi

ABSTRAKSI... ... vii

KATA PENGANTAR... viii

DAFTAR ISI ... ... x

DAFTAR GAMBAR ... ... xiii

DAFTAR TABEL ... ... xvii

DAFTAR NOTASI... xviii

DAFTAR LAMPIRAN... xix

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah ... 1

1.2. Tujuan Penelitian ... 2

1.3. Manfaat Penelitian ... 3

1.4. Perumusan masalah... 4

1.5. Batasan Masalah ... 4

1.6. Sistem Penulisan Laporan ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Kajian Pustaka ... 7

2.2. Landasan Teori ... 9

2.2.1. Definisi Komposit ... 9

2.2.2. Klasifikasi Material komposit berdasarkan bentuk komponen strukturalnya ... 11

2.2.3. Unsur-unsur Utama Pembentuk komposit FRP ... 15

2.2.4. Aspek Geometri ... 22

xii

3.1.2. Penyiapan Alat ... 37

3.2. Diagram Alir... . . 40

3.2.1. Survey Lapangan dan study literature ... 41

3.2.2. Penyiapan Bahan ... 41

3.2.3. Pembuatan Komposit... 41

3.2.4. Pengujian Komposit ... 45

BAB IV DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Bending ………... 53

4.1.1. Data Hasil Pengujian Bending Alkali 2 jam ……... 53

4.1.1.1. Pembahasan Pengujian bending Alkali 2 jam.. 58

4.1.2. Data Hasil Pengujian Bending Alkali 4 jam …….. 60

4.1.2.1. Pembahasan Pengujian bending Alkali 4 jam... 65

4.1.3. Data Hasil Pengujian Bending Alkali 6 jam……... 67

4.1.3.1. Pembahasan Pengujian bending Alkali 6 jam.. 72

4.1.4. Data Hasil Pengujian Bending Alkali 8 jam …….. 74

4.1.4.1. Pembahasan Pengujian bending Alkali 8 jam... 79

4.2. Pengujian Tarik ……….. 81

4.2.1. Data Hasil Pengujian Tarik Alkali 2 jam ………… 81

4.2.1.1. Pembahasan Pengujian Tarik Alkali 2 jam …… 83

4.2.2. Data Hasil Pengujian Tarik Alkali 4 jam ………... 84

4.2.2.1. Pembahasan Pengujian Tarik Alkali 4 jam …… 86

4.2.3. Data Hasil Pengujian Tarik Alkali 6 jam…………. 87

4.2.3.1. Pembahasan Pengujian Tarik Alkali 6 jam……. 89

4.2.4. Data Hasil Pengujian Tarik Alkali 8 jam ………… 90

4.2.4.1. Pembahasan Pengujian Tarik Alkali 8 jam……. 92

4.3. Pengujian IMPAK ………... 93

4.3.1. Data Hasil Pengujian Impak Alkali 2 jam ……… 93

4.3.1.1. Pembahasan Pengujian Impak Alkali 2 jam .... 95

xiii

4.3.4. Data Hasil Pengujian Impak Alkali 8 jam …….... 102 4.3.4.1. Pembahasan Pengujian Impak Alkali 6 jam .... 104 4.4. Pengamatan Struktur makro ………. 105

4.4.1. Pembahasan Foto Makro ……….... 107 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan... 109 5.2. Saran... 111 DAFTAR PUSTAKA

xiv

Gambar 2.1 Continous fiber composite ... 11

Gambar 2.2 Woven fiber composite ... 13

Gambar 2.3 Chopped fiber composite ... 14

Gambar 2.4 Hybrid composite ... 15

Gambar 2.5 Particulate Composite ... 16

Gambar 2.6 LaminatedComposites ... 17

Gambar 2.7 Skema Uji Densitas (Goerge, N B and Brian R. 2003). . 29

Gambar 2.8 Penampang Uji bending (Standart ASTM D 790-02)….. 26

Gambar 2.9 Spesimen dan peralatan uji Impak ... 63

Gambar 3.1 Serat rami sebelum diacak ... 85

Gambar 3.2 serat rami setelah diacak ... 86

Gambar 3.3 Resin PolyesterYucalac tipe 157 dan katalis ... 86

Gambar 3.4 Larutan NaOH ... 87

Gambar 3.5 Timbangan Digital ... 87

Gambar 3.6. wood moisture meter ... 88

Gambar 3.7 Cetakan untuk benda uji ... 88

Gambar 3.8. Alat Pengepres Cetakan ... 89

Gambar 3.9 Alat bantu lain ... 89

Gambar 3.10. Diagram alir penelitian ...40

Gambar 3.11 Hasil cetakan komposit serat Ramie dengan matrik polyester ... 90

Gambar 3.12 Spesimen uji tarik komposit serat rami. ... 91

Gambar 3.13 Spesimen uji bending komposit serat ramie ... 91

Gambar 3.14 Spesimen uji Impak komposit serat ramie ... 92

Gambar 3.15 Dimensi pengujian bending Standar ASTM D 790-02. 46 Gambar 3.16. Mesin Pengujian Bending ... 93

Gambar 3.17 Mesin pengujian Impak charpy ... 94

Gambar 3.18 Dimensi ImpakASTM D 5942-96 ... 94

Gambar 3.19 Dimensi benda pengujian tarik ... 94

xv

volume terhadap tebal komposit ……….. 56

Gambar 4.3 Grafik hubungan defleksi bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit ……… 56 Gambar 4.4 Grafik hubungan modulus elastisitas bending rata-rata

dengan fraksi volume terhadap tebal komposit………. 57 Gambar 4.5 Grafik hubungan kekakuan bending rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit ………. 57 Gambar 4.6 Grafik hubungan momen bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit ... 62

Gambar 4.7 Grafik hubungan tegangan bending rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit……….. 63

Gambar 4.8 Grafik hubungan defleksi bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit……….. 63 Gambar 4.9 Grafik hubungan modulus elastisitas bending rata-rata

dengan fraksi volume terhadap tebal komposit………. 64 Gambar 4.10 Grafik hubungan kekakuan bending rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit………. 64 Gambar 4.11 Grafik hubungan momen bending rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit………. 69 Gambar 4.12 Grafik hubungan tegangan bending rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit………. 70

Gambar 4.13 Grafik hubungan defleksi bending rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit……… 70

Gambar 4.14 Grafik hubungan modulus elastisitas bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit………. 71 Gambar 4.15 Grafik hubungan kekakuan bending rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit……… 71 Gambar 4.16 Grafik hubungan momen bending rata-rata dengan fraksi

xvi

volume terhadap tebal komposit……… 77 Gambar 4.19 Grafik hubungan modulus elastisitas bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit…….. 78 Gambar 4.20 Grafik hubungan kekakuan bending rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit……… 78 Gambar 4.21 Grafik hubungan modulus elastisitas tarik rata-rata dengan

fraksi volume terhadap tebal komposit………. 82 Gambar 4.22 Grafik hubungan kekuatan tarik rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit……… 82

Gambar 4.23 Grafik hubungan modulus elastisitas tarik rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit……… 85 Gambar 4.24 Grafik hubungan kekuatan tarik rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit………85

Gambar 4.25 Grafik hubungan modulus elastisitas tarik rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit……… 88 Gambar 4.26 Grafik hubungan kekuatan tarik rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit………88

Gambar 4.27 Grafik hubungan modulus elastisitas tarik rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit……… 91 Gambar 4.28 Grafik hubungan kekuatan tarik rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit………91

Gambar 4.29 Grafik hubungan Harga Impak rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit……… 94

Gambar 4.30 Grafik Hubungan Energi Serap Impak Rata-rata dengan Fraksi Volume Terhadap Tebal Komposit……… 94

Gambar 4.31 Grafik hubungan Harga Impak rata-rata dengan fraksi

xvii

volume terhadap tebal komposit……… 100

Gambar 4.34 Grafik Hubungan Energi Serap ImpakRata-rata dengan Fraksi Volume Terhadap Tebal Komposit……… 100 Gambar 4.35 Grafik hubungan Harga Impak rata-rata dengan fraksi

volume terhadap tebal komposit……… 103

Gambar 4.36 Grafik Hubungan Energi Serap Impak Rata-rata dengan Fraksi Volume Terhadap Tebal Komposit……… 103 Gambar 4.37 Contoh Patahan Spesimen pada Uji Bending dengan

perbedaan waktu alkali………... 105

Gambar 4.38 Contoh Patahan spesimen pada Uji Impak dengan

perbedaan waktu alkali……… 106

Gambar 4.39 Contoh Patahan spesimen pada Uji Tarik dengan

xviii

Tabel 4.1 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 1mm...53

Tabel 4.2 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 2mm...53

Tabel 4.3 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 3mm…….54

Tabel 4.4 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 4mm…….54

Tabel 4.5 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 5mm…….55

Tabel 4.6 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 1mm…….60

Tabel 4.7 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 2mm……..60

Tabel 4.8 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 3mm……..61

Tabel 4.9 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 4mm……..61

Tabel 4.10 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 5mm……62

Tabel 4.11 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 1mm……67

Tabel 4.12 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 2mm……67

Tabel 4.13 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 3mm……68

Tabel 4.14 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 4mm……68

Tabel 4.15 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 5mm……69

Tabel 4.16 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 1mm……74

Tabel 4.17 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 2mm……74

Tabel 4.18 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 3mm……75

Tabel 4.19 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 4mm……75

Tabel 4.20 Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 5mm……76

Tabel 4.21 Hasil Data Pengujian Tarik Alkali 2 Jam………..81

Tabel 4.22 Hasil Data Pengujian Tarik Alkali 4 Jam………..84

Tabel 4.23 Hasil Data Pengujian Tarik Alkali 6 Jam………..87

Tabel 4.24 Hasil Data Pengujian Tarik Alkali 8 Jam………..90

Tabel 4.25 Hasil Data Pengujian Impak Alkali 2 Jam………..93

Tabel 4.26 Hasil Data Pengujian Impak Alkali 4 Jam………..96

Tabel 4.27 Hasil Data Pengujian Impak Alkali 6 Jam………..99

xix

A = Luas Penampang

E = Modulus Elastisitas

Eserap = Energi Yang Terserap

Is = Kekuatan Impak

L = Jarak antara tumpuan

P = Beban Tekan

Vc = Volume Komposit

Vf = Fraksi Volume

mu = Berat Specimen Di udara

ma = Berat Specimen Dalam air

ρair = Densitas air

σ = Tegangan tarik

xx

Lampiran 1. Annual Book of ASTM

Lampiran 2. Data hasil pengujian bending,tarik,dan Impak

Lampiran 3. Analisis perhitungan pengujian bending,tarik,dan Impak Lampiran 4. Tabel mechanical properties fiber dan resin

Lampiran 5. Uji Density serat rami dengan kadar air 10% Lampiran 6. Analisis perhitungan fraksi volume

Lampiran 7. Konversi Satuan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Penggunaan material komposit dengan filler serat alam mulai banyak dikenal dalam industri manufaktur. Material yang ramah lingkungan, mampu didaur ulang, serta mampu dihancurkan sendiri oleh alam merupakan tuntutan teknologi sekarang ini. Salah satu material yang diharapkan mampu memenuhi hal tersebut adalah material komposit dengan material pengisi (filler) serat alam. Keunggulan yang dimiliki oleh serat alam antara lain : non-abbrasive, densitas rendah, harga lebih murah, ramah lingkungan, dan tidak membahayakan bagi kesehatan. Penggunaan serat alam sebagai

filler dalam komposit tersebut terutama untuk lebih menurunkan biaya

bahan baku dan peningkatan nilai salah satu produk pertanian. (Fajar, 2008).

Serat alam dapat menjadi filler dalam komposit karena kandungan selulosa beberapa serat alam yang memiliki selulosa antara lain kenaf, cantalu, tebu, jagung, abaca, padi, ramie dan lain-lain. Tanaman ramie ( Boehmeria Nivea ) adalah sumber bahan baku serat tekstil alam tumbuh-tumbuhan, sebagaimana halnya dengan serat kapas, linen (flax) dan sejenisnya. Sejak jaman dahulu rami digunakan untuk bahan pembuat pakaian dan juga sebagai baju

perang karena keuletan rami mampu menahan sabetan pedang, bahkan sekarang serat rami diteliti oleh pihak militer untuk bahan pembuatan baju anti peluru (Jamasri, 2008).

Dalam penelitian ini menggunakan filler serat ramie, jenis pengikat yang digunakan adalah resin polyester. Resin polyester

merupakan salah satu resin termoset yang mudah diperoleh dan digunakan masyarakat umum maupun industri skala kecil maupun besar. Resin polyester ini juga mempunyai kemampuan berikatan dengan serat alam tanpa menimbulkan reaksi dan gas, oleh karena itu resin polyester digunakan dalam penelitian ini.

Untuk meningkatkan fungsi guna dari serat ramie yang biasa digunakan untuk bahan tekstil dan kerajinan rakyat menjadi material teknik, maka perlu diteliti dan dikembangkan sebagai bahan komposit yang sesuai sifat fisis dan mekanisnya, sehingga akan tercipta bahan komposit baru.

1.2. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah :

1. Mengetahui kekuatan bending yang paling optimal dari komposit serat ramie pada fraksi volume serat 20%, 30%, 40%, dan 50% dengan variasi tebal komposit 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, dan 5 mm, dan perlakuan alkali 2 jam , 4 jam , 6 jam , 8 jam ,bermatrik resin poliester tipe BQTN 157.

2. Mengetahui kekuatan impak yang paling optimal dari komposit serat ramie pada fraksi volume serat 20%, 30%, 40%, dan 50% dengan variasi tebal komposit 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, dan 5 mm, dan perlakuan alkali 2 jam , 4 jam , 6 jam , 8 jam ,bermatrik resin poliester tipe BQTN 157.

3. Mengetahui kekuatan tarikyang paling optimal dari komposit serat ramie pada fraksi volume serat 20%, 30%, 40%, dan 50% dengan variasi tebal komposit 1 mm, 2 mm ,3 mm, 4 mm, dan 5 mm, dan perlakuan alkali 2 jam, 4 jam, 6 jam, 8 jam ,bermatrik resin poliester tipe BQTN 157.

4. Mengetahui jenis patahan pengujian bending , impak dan tarik dengan foto makro.

1.3. Manfaat Penelitian

Manfat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagi peneliti adalah untuk menambah pengetahuan, wawasan dan pengalaman tentang penelitian material komposit.

2. Bagi akademik, penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi tambahan untuk penelitian tentang komposit serat alam (natural

fibrous composite).

3. Bagi industry dapat digunakan sebagai acua atau pedoman dalam pembuatan komposit yang terbuat dari serat alam, khusunya serat

ramie sehingga meningkatkan nilai jual serat ramie sekaligus meningkatkan pendapatan masyarakat khususnya petani ramie.

1.4. Rumusan

Masalah

Komposit Penguatan Serat (Fibrous Composite) menggunakan serat ramie yang disusun secara acak dan matrik resin polyester sebagai pembentuk material komposit, dengan adanya penambahan fraksi volume dan penambahan variasi tebal, serta perlakuan alkali bagaimanakah performasi dari bahan serat komposit ini? Bagaimana jenis patahan specimen hasil pengujian bendin, impak dan tarik? Permasalahan-permasalahan tersebut akan menjadi topik utama penelitian ini.

1.5. Pembatasan Masalah

Agar masalah tidak melebar dari pembahasan utama, maka permasalahan hanya dibatasi pada:

1. Pengujian komposit pada serat ramie yang disusun acak dengan fraksi volume serat 20%, 30%, 40%, dan 50% dan dengan variasi tebal komposit 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, dan5 mm, dan perlakuan alkali 2 jam, 4 jam, 6 jam, 8 jam dengan matrik resin polyester tipe BQTN 157.

2. Jenis komposit yang dijadikan sebagai bahan penelitian pada tugas akhir ini adalah jenis fibrous komposit (komposit serat).

3. Pengujian komposit berupa uji kekuatan bending (Standart ASTM D 790-02), uji impak (Standart ASTM D 256-00) dan uji tarik (Standart ASTM D 638-02).

4. Benda uji dibuat dengan cara press mold dan menggunakan kaca sebagai cetakan.

5. Serat dengan perlakuan Alkali 2 jam, 4 jam, 6 jam, dan 8 jam.

1.6. Sistematika Penulisan Laporan

Laporan penulisan Tugas Akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, tujuan penelitian, manfaat

penelitian, perumusan masalah, pembatasan masalah, dan

sistematika penulisan laporan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Bab ini berisi tentang tinjauan pustaka dan dasar teori. Tinjauan pustaka memuat uraian sistematis tentang hasil-hasil riset yang didapat oleh peneliti terdahulu dan berhubungan dengan penelitian ini. Dasar teori ini dijadikan sebagai penuntun untuk memecahkan masalah yang berbentuk uraian kualitatif atau model matematis.

BAB III PELAKSANAAN PENGUJIAN

Bab ini berisi tentang diagram alur penelitian, penyiapan benda uji, pembuatan benda uji, serta pengujian mekanis komposit.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang hasil dan pembahasan pengujian bending, impak, dan tarik dan pengamatan foto makro, serta analisis perhitungan.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan pustaka

Nurkholis (2008), meneliti kekuatan tarik dan impak komposit berpenguat serat rami dengan perlakuan alkali (NaOH) selama 2, 4, 6 dan 8 jam dengan fraksi volume serat 10% dan 90% bermatrik poliester BQTN 157, pembuatan komposit dilakukan dengan pencetakan metode hand lay up menggunakan kaca sebagai cetakannya dan perlakuan post cure 600selama 4jam,diperoleh kekuatan tarik tertinggi dimiliki oleh komposit serat rami dengan perlakuan alkali 8 jam yaitu sebesar 41,9 MPa dengan modulus elastisitas 2743,15 MPa pada perlakuan alkali 2jam, harga impak tertinggi terjadi pada perlakuan

alkali 4 jam yaitu sebesar 0,0725 J/mm2.

Fajar (2008), meneliti kekuatan bending dan impak komposit serat rami susun acak dengan matrik polyester BQTN 157 tanpa perlakuan alkali, pembuatan komposit dilakukan dengan metode pres

mold. Dari hasil pengujian diperoleh sebagai berikut : pengujian bending didapat nilai tegangan bending rata-rata tertinggi dimiliki oleh komposit dengan Vf 50% pada tebal 5mm sebesar 95,33 MPa dan terendah pada komposit dengan Vf 20% pada tebal 4mm sebesar 44,52 MPa, modulus elastisitas bending rata-rata tertinggi dimiliki oleh komposit dengan Vf 40% pada tebal 1mm sebesar 5462,93 MPa dan

terendah pada komposit dengan Vf 20% pada tebal 4mm. Untuk harga impak rata-rata tertinggi dimiliki oleh komposit dengan Vf 20% pada tebal 1mm sebesar 0,119 J/mm2 dan terendah pada komposit dengan Vf 40% pada tebal 5mm sebesar 0,024 J/mm2.

Junaedi (2008), menguji kekuatan tarik dan impak komposit berpenguat serat rami dengan variasi panjang serat 25mm, 50mm dan 100mm dengan fraksi volume 90% matrik poliester BQTN 157 dan 10% serat rami, pembuatan komposit dengan cara prees mold. Diperoleh kekuatan tarik tertinggi pada komposit dengan panjang serat 100mm yaitu 52,483 MPa, dengan modulus elastisitas 5577,213 MPa, harga

impak tertinggi dimiliki oleh komposit dengan panjang serat 50mm yaitu

0,087 J/mm2.

Ditinjau dari penelitian yang telah dilakukan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa kekuatan bending, impak dan tarik dipengaruhi oleh adanya variasi fraksi volume (Vf)semakin tinggi fraksi volumenya maka semakin tinggi pula kekuatannya. Maka dari itu penulis mencoba meneliti komposit berpenguat serat rami acak dengan perlakuan alkali 2jam, 4jam, 6jam dan 8jam, dengan variasi fraksi volume serat (Vf) 20%, 30%, 40% dan 50% bermatrik polyester BQTN 157, terhadap variasi tebal komposit 1mm, 2mm, 3mm, 4mm dan 5mm.

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Definisi Komposit

Kata komposit berasal dari kata “to compose” yang berarti

menyusun atau menggabung. Secara sederhana bahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan. Jadi komposit adalah suatu bahan yang merupakan gabungan atau campuran dari dua material atau lebih pada skala makroskopis untuk membentuk material ketiga yang lebih bermanfaat. Komposit dan alloy

memiliki perbedaan dari cara penggabungannya yaitu apabila komposit digabung secara makroskopis sehingga masih kelihatan serat maupun matriknya (komposit serat) sedangkan pada alloy / paduan digabung secara mikroskopis sehingga tidak kelihatan lagi unsur-unsur pendukungnya ( Jones, 1975).

Sesungguhnya ribuan tahun lalu material komposit telah dipergunakan dengan memanfaatkannya serat alam sebagai penguat. Dinding bangunan tua di Mesir yang telah berumur lebih dari 3000 tahun ternyata terbuat dari tanah liat yang diperkuat jerami (Jamasri, 2008). Seorang petani memperkuat tanah liat dengan jerami, para pengrajin besi membuat pedang secara berlapis dan beton bertulang merupakan beberapa jenis komposit yang sudah lama kita kenal.

Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu:

1. Penguat (reinforcement), yang mempunyai sifat kurang ductile

2. Matrik, umumnya lebih ductile tetapi mempunyai kekuatan dan rigiditas yang lebih rendah.

Pada material komposit sifat unsur pendukungnya masih terlihat dengan jelas, sedangkan pada alloy / paduan sudah tidak kelihatan lagi unsur-unsur pendukungnya. Salah satu keunggulan dari material komposit bila dibandingkan dengan material lainnya adalah penggabungan unsur-unsur yang unggul dari masing-masing unsur pembentuknya tersebut. Sifat material hasil penggabungan ini diharapkan dapat saling melengkapi kelemahan-kelemahan yang ada pada masing-masing material penyusunnya. Sifat-sifat yang dapat diperbaharui (Jones,1975) antara lain :

Sifat-sifat yang dapat diperbaiki antara lain: a. kekuatan (Strength)

b. kekakuan (Stiffness)

c. ketahanan korosi (Corrosion resistance)

d. ketahanan gesek/aus (Wear resistance)

e. berat (Weight)

f. ketahanan lelah (Fatigue life)

g. Meningkatkan konduktivitas panas h. Tahan lama

Secara alami kemampuan tersebut diatas tidak ada semua pada waktu yang bersamaan (Jones, 1975). Sekarang ini perkembangan teknologi komposit mulai berkembang dengan pesat. Komposit

sekarang ini digunakan dalam berbagai variasi komponen antara lain untuk otomotif, pesawat terbang, pesawat luar angkasa, kapal dan alat-alat olah raga seperti ski, golf, raket tenis dan lain-lain.

2.2.2. Klasifikasi Material Komposit Berdasarkan bentuk komponen strukturalnya

Secara garis besar komposit diklasifikasikan menjadi tiga macam (Jones, 1975), yaitu:

1. Komposit serat (Fibrous Composites)

2. Komposit partikel (Particulate Composites)

3. Komposit lapis (Laminates Composites)

2.2.2.1. Komposit serat (Fibrous Composites)

Komposit serat adalah komposit yang terdiri dari fiber dalam matriks. Secara alami serat yang panjang mempunyai kekuatan yang lebih dibanding serat yang berbentuk curah (bulk). Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat / fiber. Fiber yang digunakan bisa berupa fibers glass,

carbon fibers, aramid fibers (poly aramide), dan sebagainya.

Fiber ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. Serat merupakan material yang mempunyai perbandingan panjang terhadap diameter sangat tinggi serta

diameternya berukuran mendekati kristal. serat juga mempunyai kekuatan dan kekakuan terhadap densitas yang besar (Jones, 1975).

Kebutuhan akan penempatan serat dan arah serat yang berbeda menjadikan komposit diperkuat serat dibedakan lagi menjadi beberapa bagian diantaranya:

1) Continous fiber composite (komposit diperkuat dengan serat kontinue).

Gambar 2.1. Continous fiber composite (Gibson, 1994) 2) Woven fiber composite (komposit diperkuat dengan serat

anyaman).

Gambar 2.2. Woven fiber composite (Gibson, 1994)

3) Chopped fiber composite (komposit diperkuat serat pendek/acak)

Gambar 2.3. Chopped fiber composite (Gibson, 1994) 4) Hybrid composite (komposit diperkuat serat kontinyu

dan serat acak).

Gambar 2.4. Hybrid composite (Gibson, 1994)

2.2.2.2. Komposit Partikel (Particulate Composites)

Merupakan komposit yang menggunakan partikel serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriknya.

Gambar 2.5. Particulate Composite

(www.kemahasiswaan.its.ac.id)

Komposit ini biasanya mempunyai bahan penguat yang dimensinya kurang lebih sama, seperti bulat serpih, balok, serta bentuk-bentuk lainnya yang memiliki sumbu hampir

sama, yang kerap disebut partikel, dan bisa terbuat dari satu atau lebih material yang dibenamkan dalam suatu matriks dengan material yang berbeda. Partikelnya bisa logam atau non logam, seperti halnya matriks. Selain itu adapula polimer yang mengandung partikel yang hanya dimaksudkan untuk memperbesar volume material dan bukan untuk kepentingan sebagai bahan penguat (Jones, 1975).

2.2.2.3. Komposit Lapis (Laminates Composites)

Merupakan jenis komposit terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.

Gambar 2.6. LaminatedComposites

(www.kemahasiswaan.its.ac.id)

Komposit ini terdiri dari bermacam-macam lapisan material dalam satu matriks. Bentuk nyata dari komposit lamina adalah:( Jones, 1999)

1. Bimetal

Bimetal adalah lapis dari dua buah logam yang mempunyai koefisien ekspansi thermal yang berbeda. Bimetal akan

melengkung seiring dengan berubahnya suhu sesuai dengan perancangan, sehingga jenis ini sangat cocok untuk alat ukur suhu.

2. Pelapisan logam

Pelapisan logam yang satu dengan yang lain dilakukan untuk mendapatkan sifat terbaik dari keduanya.

3. Kaca yang dilapisi

Konsep ini sama dengan pelapisan logam. Kaca yang dilapisi akan lebih tahan terhadap cuaca.

4. Komposit lapis serat

Dalam hal ini lapisan dibentuk dari komposit serat dan disusun dalam berbagai orientasi serat. Komposit jenis ini biasa digunakan untuk panel sayap pesawat dan badan pesawat.

2.2.3. Unsur-unsur Utama Pembentuk Komposit FRP

FRP (Fiber Reinforced Plastics) mempunyai dua unsur bahan yaitu serat (fiber) dan bahan pengikat serat yang disebut dengan matriks. Unsur utama dari bahan komposit adalah serat, serat inilah yang menentukan karakteristik suatu bahan seperti kekuatan, keuletan, kekakuan dan sifat mekanik yang lain. Serat menahan sebagian besar gaya yang bekerja pada material komposit,

sedangkan matriks mengikat serat, melindungi dan meneruskan gaya antar serat (Van Vlack, 2005)

Secara prinsip, komposit dapat tersusun dari berbagai kombinasi dua atau lebih bahan, baik bahan logam, bahan organik, maupun bahan non organik. Namun demikian bentuk dari unsur-unsur pokok bahan komposit adalah fibers, particles, leminae or layers, flakes fillers and

matrix. Matrik sering disebut unsur pokok body, karena

sebagian besar terdiri dari matriks yang melengkapi komposit (Van vlack, 2005).

2.2.3.1. Serat

Serat atau fiber dalam bahan komposit berperan sebagai bagian utama yang menahan beban, sehingga besar kecilnya kekuatan bahan komposit sangat tergantung dari kekuatan serat pembentuknya. Semakin kecil bahan (diameter serat mendekati ukuran kristal) maka semakin kuat bahan tersebut, karena minimnya cacat pada material (Triyono,& Diharjo k, 2000).

Selain itu serat (fiber) juga merupakan unsur yang terpenting, karena seratlah nantinya yang akan menentukan sifat mekanik komposit tersebut seperti kekakuan, keuletan, kekuatan dsb. Fungsi utama dari serat adalah:

 Sebagai pembawa beban. Dalam struktur komposit 70% - 90% beban dibawa oleh serat.

 Memberikan sifat kekakuan, kekuatan, stabilitas panas dan sifat-sifat lain dalam komposit.

 Memberikan insulasi kelistrikan (konduktivitas) pada komposit, tetapi ini tergantung dari serat yang digunakan. Tabel 2.1. Sifat mekanik dari beberapa jenis serat.( Dieter H. Mueller )

Cotton Flax Jute Kenaf E-Glass Ramie Sisal Diameter mm - 11–33 200 200 5–25 40–80 50–

200 Panjang mm 10–60 10–40 1–5 2–6 - 60–260 1–5 Kekuatan tarik MPa 330–

585

345– 1035

393–

773 930 1800

400– 1050

511– 635 Modulus

elastisitas GPa

4.5– 12.6

27.6–

45.0 26.5 53.0

69.0–

73.0 61.5

9.4– 15.8 Massa jenis g/cm3 1.5–

1.54

1.43– 1.52

1.44–

1.50 1.5 2.5 1.5–1.6

1.16– 1.5 Regangan

maksimum % 7.0–8.0 2.7–3.2 1.5–

1.8 1.6 2.5–3.0 3.6–3.8

2.0– 2.5 Spesifik

kekuatan tarik km 39.2 73.8 52.5 63.2 73.4 71.4 43.2 Spesifik

kekakuan km 0.85 3.21 1.80 3.60 2.98 4.18 1.07

2.2.3.1. Matrik

Menurut Gibson (1994), bahwa matrik dalam struktur komposit dapat berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik.

Syarat pokok matrik yang digunakan dalam komposit adalah matrik harus bisa meneruskan beban, sehinga serat harus bisa melekat pada matrik dan kompatibel antara serat

dan matrik. Umumnya matrik dipilih yang mempunyai ketahanan panas yang tinggi (Triyono & Diharjo, 2000).

Matrik yang digunakan dalam komposit adalah harus mampu meneruskan beban sehingga serat harus bisa melekat pada matrik dan kompatibel antara serat dan matrik artinya tidak ada reaksi yang mengganggu. Menurut Diharjo (1999) pada bahan komposit matrik mempunyai kegunaan yaitu sebagai berikut :

 Matrik memegang dan mempertahankan serat pada

posisinya.

 Pada saat pembebanan, merubah bentuk dan

mendistribusikan tegangan ke unsur utamanya yaitu serat.

 Memberikan sifat tertentu, misalnya ductility, toughness

dan electrical insulation.

Menurut Diharjo (1999), bahan matrik yang sering digunakan dalam komposit antara lain :

a. Polimer.

Polimer merupakan bahan matrik yang paling sering digunakan. Adapun jenis polimer yaitu:

 Thermoset, adalah plastik atau resin yang tidak bisa berubah karena panas (tidak bisa di daur ulang). Misalnya : epoxy, polyester, phenotic.

 Termoplastik, adalah plastik atau resin yang dapat dilunakkan terus menerus dengan pemanasan atau dikeraskan dengan pendinginan dan bisa berubah karena panas (bisa didaur ulang). Misalnya :

Polyamid, nylon, polysurface, polyether.

b. Keramik.

Pembuatan komposit dengan bahan keramik yaitu Keramik dituangkan pada serat yang telah diatur orientasinya dan merupakan matrik yang tahan pada temperatur tinggi. Misalnya :SiC dan SiN yang sampai tahan pada temperatur 1650 C.

c. Karet.

Karet adalah polimer bersistem cross linked yang mempunyai kondisi semi kristalin dibawah temperatur kamar.

d. Matrik logam

Matrik cair dialirkan kesekeliling sistem fiber, yang telah diatur dengan perekatan difusi atau pemanasan.

e. Matrik karbon.

Fiber yang direkatkan dengan karbon sehingga terjadi

karbonisasi.

Pemilihan matrik harus didasarkan pada kemampuan

filler. Selain itu juga perlunya diperhatikan berat jenis,

viskositas, kemampuan membasahi filler, tekanan dan suhu

curring, penyusutan dan voids.

Voids (kekosongan) yang terjadi pada matrik sangatlah

berbahaya, karena pada bagian tersebut fiber tidak didukung oleh matriks, sedangkan fiber selalu akan mentransfer tegangan ke matriks. Hal seperti ini menjadi penyebab munculnya crack, sehingga komposit akan gagal lebih awal. Kekuatan komposit terkait dengan void adalah berbanding terbalik yaitu semakin banyak void maka komposit semakin rapuh dan apabila sedikit void komposit semakin kuat.

Dalam pembuatan sebuah komposit, matriks berfungsi sebagai pengikat bahan penguat, dan juga sebagai pelindung partikel dari kerusakan oleh faktor lingkungan. Beberapa bahan matriks dapat memberikan sifat-sifat yang diperlukan sebagai keliatan dan ketangguhan. Pada penelitian ini matrik yang digunakan adalah polimer termoset dengan jenis resin

polyester.

Matriks polyester paling banyak digunakan terutama untuk aplikasi konstruksi ringan, selain itu harganya murah,

resin ini mempunyai karakteristik yang khas yaitu dapat

diwarnai, transparan, dapat dibuat kaku dan fleksibel, tahan air, tahan cuaca dan bahan kimia. Polyester dapat digunakan

pada suhu kerja mencapai 79 0C atau lebih tergantung partikel

resin dan keperluannya (Schward, 1984). Keuntungan lain

matriks polyester adalah mudah dikombinasikan dengan serat dan dapat digunakan untuk semua bentuk penguatan plastik.

2.2.3.2. Perlakuan Alkali ( NaOH )

Sifat alami serat adalah Hyrophilic, yaitu suka terhadap air berbeda dari polimer yang hidrophilic.Pengaruh perlakuan alkali terhadap sifat permukaan serat alam selulosa telah diteliti dimana kandungan optimum air mampu direduksi sehingga sifat alami hidropholic serat dapat memberikan ikatan interfecial dengan matrik secra optimal (Bismarck dkk 2002).

NaOH merupakan larutan basa yang tergolong mudah larut dalam air dan termasuk basa kuat yang dapat terionisasi dengan sempurna. Menurut teori arrhenius basa adalah zat yang dalam air menghasilkan ion OH negatif dan ion positif. Larutan basa memiliki rasa pahit, dan jika mengenai tangan terasa licin (seperti sabun). Sifat licin terhadap kulit itu disebut sifat kaustik basa.

Salah satu indikator yang digunakan untuk menunjukkkan kebasaan adalah lakmus merah. Bila lakmus merah

dimasukkan ke dalam larutan basa maka berubah menjadi biru.

2.2.4. Aspek Geometri

2.2.4.1. Pengujian Kadar Air

Pengujian ini adalah untuk mengetahui jumlah kadar air yang terdapat pada serat rami. Uji ini bertujuan untuk menjaga agar serat rami tetap terjaga kadar airnya yaitu 10%. Pengujian ini menggunakan alat digital wood moisture contain. Pengujian ini mempunyai dua fungsi utama yaitu (standar ASTM D 570-98) :

1. Sebagai panduan mengenai proporsi air yang diserap oleh sebuah bahan.

2. Sebagai tes control mengenai keseragaman sebuah produk.

2.2.4.2. Fraksi Volume

Jumlah kandungan serat dalam komposit, merupakan hal yang menjadi perhatian khusus pada komposit berpenguat serat. Untuk memperoleh komposit berkekuatan tinggi, distribusi serat dengan matrik harus merata pada proses pencampuran agar mengurangi timbulnya void. Untuk menghitung fraksi volume, parameter yang harus diketahui adalah berat jenis resin, berat jenis serat, berat komposit dan berat serat. Adapun fraksi volume yang ditentukan dengan persamaan (Harper, 1996) :

... [2.1]

... [2.2]

Jika selama pembuatan komposit diketahui massa fiber

dan matrik, serta density fiber dan matrik, maka fraksi volume dan

fraksi massa fiber dapat dihitung dengan persamaan

(Shackelford, 1992) :

... [2.3]

dimana :

Wf : fraksi berat serat

wf : berat serat

wc : berat komposit

ρf : density serat

ρc : density komposit

Vf : fraksi volume serat

Vm : fraksi volume matrik

vf : volume serat

vm : volume matrik

2.2.4.3. Uji density

Pengujian densitas merupakan pengujian sifat fisis terhadap spesimen, yang bertujuan untuk mengetahui nilai kerapatan massa dari

spesimen yang diuji. Rapat massa (mass density) suatu zat adalah massa zat per satuan volume (Goerge, 2003).

�

=

dimana :

ρ = densitas benda (gram/cm3) m = massa benda (gram) v = volume benda (cm3)

Pada benda dengan bentuk yang tidak beraturan, dimana kita kesulitan untuk menentukan volumenya, kita dapat menghitung densitas dengan hukum Archimedes. Dalam pengujian densitas disini pada prinsipnya menentukan massa spesimen diudara (mudara) dan massa spesimen diair (mair). Massa diudara (mudara) dapat dihitung dengan timbangan digital secara normal yang merupakan massa sesungguhnya. Massa dalam air (mair) dapat dihitung dengan cara massa diudara (mudara) dikurangi gaya keatas, sedangkan gaya ke atas dapat dihitung dengan teori Archimides. Pada teori Archimides dikatakan bahwa suatu benda yang dicelupkan dalam suatu fluida akan mengalami gaya ke atas sama dengan massa fluida yang dipindahkan oleh benda. Jadi dari teori Archimides tersebut dapat diterapkan untuk mencari densitas dengan persamaan rumus perhitungan seperti dibawah ini (Barsoum, 1997) :

�

=

�

dimana :

mudara = massa spesimen diudara (gram)

mfluida = massa spesimen dalam fluida/air (gram) ρfluida = densitas fluida/air (gram/cm3)

ρ = densitas spesimen (gram/cm3)

Gambar 2.7. Skema Uji Densitas (Goerge, 2003).

2.2.4.4. Kekuatan Bending

Material komposit mempunyai sifat tekan lebih baik dibanding tarik, pada perlakuan uji bending spesimen, bagian atas spesimen terjadi proses tekan dan bagian bawah terjadi proses tarik sehingga kegagalan yang terjadi akibat uji bending yaitu mengalami patah bagian bawah karena tidak mampu menahan tegangan tarik. Dimensi balok dapat kita lihat pada gambar 2.7. berikut ini : (Standart ASTM D 790-02 ).

Gambar 2.8. Penampang Uji bending (Standart ASTM D 790-02) Momen yang terjadi pada komposit dapat dihitung dengan persamaan :

=� ₂. ₂……….. [2.4] Menentukan kekuatan bending menggunakan persamaan (Standart ASTM D790-02) :

�= .�

= � 2 .2 .

1

2 �

1

12 . . �3

= 1

8 . � . .� 1

12 . . �3

= 1 8 � . 1

12 . �2 �

= 3 � .

2 . . �2… … … …. .… …. [2.5]

Sedangkan untuk menentukan modulus elastisitas bending menggunakan rumus sebagai berikut (Standart ASTM D790- 02) :

P 2



. . . 4

.

3 3

d b

P L

Eb ………....……...……….[2.6]

dimana:

b = kekuatan bending (MPa) P = beban yang diberikan(N) L = jarak antara titik tumpuan (mm) b = lebar spesimen (mm)

d = tebal spesimen (mm) δ = defleksi (mm)

Eb = modulus elastisitas (MPa)

Sedangkan kekakuan dapat dicari dengan persamaan (Lukkassen, D., Meidel, A., 2003) :

= 1

12 �

3 _{... [2.7]}

D = EI ... [2.8]

dimana :

D : kekakuan (N/mm2)

E : modulus elastisitas (N/mm2) I : momen inersia (mm4)

b : lebar (mm) d : tinggi (mm)

2.2.4.5. Kekuatan Impak

Pengujian impak bertujuan untuk mengukur berapa energi yang dapat diserap suatu material sampai material tersebut patah. Pengujian impak merupakan respon terhadap beban kejut atau beban tiba-tiba (beban impak) (calliester, 2007).

Dalam pengujian impak terdiri dari dua teknik pengujian standar yaitu Charpy dan Izod. Pada pengujian standar Charpy

dan Izod, dirancang dan masih digunakan untuk mengukur energi

impak yang juga dikenal dengan ketangguhan takik (Calliester,

2007).

Spesimen Charpy berbentuk batang dengan penampang lintang bujur sangkar dengan takikan V oleh proses permesinan (gambar 2.2.a). Mesin pengujian impak diperlihatkan secara skematik dengan (gambar 2.2.b). Beban didapatkan dari tumbukan oleh palu pendulum yang dilepas dari posisi ketinggian

h. Spesimen diposisikan pada dasar seperti pada (gambar 2.2.b) tersebut. Ketika dilepas, ujung pisau pada palu pendulum akan menabrak dan mematahkan spesimen ditakikannya yang bekerja sebagai titik konsentrasi tegangan untuk pukulan impak kecepatan tinggi. Palu pendulum akan melanjutkan ayunan untuk mencapai ketinggian maksimum h’ yang lebih rendah dari h. Energi yang diserap dihitung dari perbedaan h’ dan h (mgh –

pendulum terhadap garis vertikal sebelum dibenturkan adalah α dan posisi lengan pendulum terhadap garis vertikal setelah membentur spesimen adalah β. Dengan mengetahui besarnya energi potensial yang diserap oleh material maka kekuatan impak benda uji dapat dihitung (Standar ASTM D256-00).

Eserap = energi awal – energi yang tersisa = m.g.h –m.g.h’

= m.g.(R-Rcos α) – m.g.(R- R.cos β)

Esrp = mg.R.(cos β - cos α) ...[2.9]

dimana :

Esrp : energi serap (J)

m : berat pendulum (kg) = 20 kg

g : percepatan gravitasi (m/s2) = 10 m/s2 R : panjang lengan (m) = 0,8 m

α : sudut pendulum sebelum diayunkan = 30o

β : sudut ayunan pendulum setelah mematahkan

specimen

Harga impak dapat dihitung dengan :

=

�

� ... [2.10]

dimana :

HI : Harga Impak (J/mm2) Esrp : energi serap (J)

Gambar 2.9. (a) Spesimen yang digunakan untuk pengujian impak. (b) Skematik peralatan uji impak. (Callister, 2007).

Pengujian impak dapat diidentifikasi sebagai berikut :

1. Material yang getas, bentuk patahannya akan bermukaan merata, hal ini menunjukkan bahwa material yang getas akan cenderung patah akibat tegangan normal.

2. Material yang ulet akan terlihat meruncing, hal ini menunjukkan bahwa material yang ulet akan patah akibat tegangan geser. 3. Semakin besar posisi sudut β akan semakin getas, demikian

mematahkan material cenderung semakin kecil, demikian sebaliknya.

2.2.4.6. Pengujian Kekuatan Tarik

Pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui tegangan, regangan, modulus elastisitas bahan dengan cara menarik spesimen sampai putus. Pengujian tarik dilakukan dengan mesin uji tarik atau dengan universal testing standar.(Standar ASTM D 638-02).

Hal-hal yang mempengaruhi kekuatan tarik komposit antara lain :(Surdia, 1995).

a. Temperatur

Apabila temperatur naik, maka kekuatan tariknya akan turun b. Kelembaban

Pengaruh kelembaban ini akan mengakibatkan

bertambahnya absorbsi air, akibatnya akan menaikkan regangan patah, sedangkan tegangan patah dan modulus elastisitasnya menurun.

c. Laju Tegangan

d. Apabila laju tegangan kecil, maka perpanjangan bertambah dan mengakibatkan kurva tegangan-regangan menjadi landai, modulus elastisitasnya rendah. Sedangkan kalau laju tegangan tinggi, maka beban patah dan modulus elastisitasnya meningkat tetapi regangannya mengecil.

Hubungan antara tegangan dan regangan pada beban tarik ditentukan dengan rumus sebagai berikut (Surdia, 1995)

P = σ . A atau σ = A P

... [2.11]

Catatan:

P = beban (N)

A = luas penampang (mm2) σ = tegangan (MPa).

Besarnya regangan adalah jumlah pertambahan panjang karena pembebanan dibandingkan dengan panjang daerah ukur (gage length). Nilai regangan ini adalah regangan proporsional yang didapat dari garis. Proporsional pada grafik tegangan-tegangan hasil uji tarik komposit.(Surdia, 1995)

 =

lo

L



... [2.12]

Dimana:

 = Regangan (mm/mm)

ΔL = pertambahan panjang (mm)

lo = panjang daerah ukur (gage length), mm

Pada daerah proporsional yaitu daerah dimana tegangan-regangan yang terjadi masih sebanding, defleksi yang terjadi masih bersifat elastis dan masih berlaku hukum Hooke. Besarnya nilai modulus elastisitas komposit yang juga

merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan pada daerah proporsional dapat dihitung dengan persamaan (Surdia, 1995)

E =  

... [2.13]

Dimana:

E = Modulus elastisitas tarik (MPa)  = Kekuatan tarik (MPa)

 = Regangan (mm/mm)

2.2.5. Perpatahan (Fracture)

2.2.5.1 Dasar-dasar Perpatahan.

Kegagalan dari bahan teknik hampir selalu tidak

diinginkan terjadi karena beberapa alasan seperti

membahayakan hidup manusia, kerugian dibidang ekonomi dan gangguan terhadap ketersediaan produk dan jasa. Meskipun penyebab kegagalan dan sifat bahan mungkin diketahui, pencegahan terhadap kegagalan sulit untuk dijamin. Kasus yang sering terjadi adalah pemilihan bahan dan proses yang tidak tepat dan perancangan komponen kurang baik serta penggunaan yang salah. Menjadi tanggung jawab para insinyur untuk mengantisipasi kemungkinan kegagalan dan mencari penyebab pada kegagalan untuk mencegah terjadinya kegagalan lagi(Calliester, 2007).

Patah sederhana didefinisikan sebagai pemisahan sebuah bahan menjadi dua atau lebih potongan sebagai respon dari tegangan static yang bekerja dan pada temperatur yang relative rendah terhadap temperatur cairnya. Dua model patah yang mungkin terjadi pada bahan teknik adalah patah liat

(ductile fracture) dan patah getas (brittle fracture). Klasifikasi ini

didasarkan pada kemampuan bahan mengalami deformasi plastik. Bahan liat (ductile) memperlihatkan deformasi plastik dengan menyerap energi yang besar sebelum patah. Sebaliknya, patah getas hanya memeperlihatkan deformasi plastik yang kecil atau bahkan tidak ada. Setiap proses perpatahan meliputi dua tahap yaitu pembentukan dan

perambatan sebagai respon terhadap tegangan yang

diterapkan. Jenis perpatahan sangat tergantung pada mekanisme perambatan retak (Callister, 2007).

BAB III

PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1. Penyiapan Bahan dan Alat 3.1.1. Penyiapan bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Serat rami

Serat rami dicuci dahulu untuk menghilangkn kotoran yang ada pada serat, kemudian serat dijemur. Setelah melalui proses penjemuran serat dioven sampai kadar air menjadi 10%.

Gbr 3.1. Serat rami sebelum diacak

Gbr 3.2. serat ramisetelah diacak

b. Poliester

Matrik yang digunakan Resin Polyester BQTN tipe 157 dengan bahan tambahan katalis yang berfungsi sebagai pengeras resin.

Gambar 3.3. Resin PolyesterYucalac tipe 157 dan katalis

c. NaOH

NaOH digunakan untuk menghilangkan kotoran atau lignin pada serat dengan kadar 5 %. NaOH merupakan larutan basa dan terkesan licin.

3.1.2. Penyiapan Alat. a. Timbangan digital

Timbangan yang digunakan untuk menimbang serat dan

polyester adalah timbangan digital.

Gambar 3.5. Timbangan Digital. b. Alat Uji Kadar Air.

Alat uji kadar air ini digunakan untuk mengukur kadar air serat rami, dengan ketentuan kadar air 10%.

c. Cetakan Benda Uji

Cetakan yang digunakan terbuat dari kaca bening dengan ketebalan 3mm, 4mm, dan 5 mm.

Gambar 3.7. Cetakan untuk benda uji. d. Alat Pengepres Cetakan.

Untuk penekan digunakan alat pres mold

Gambar 3.8. Alat Pengepres Cetakan. e. Alat Bantu lain

Alat Bantu lain yang digunakan, meliputi : sendok, cutter, gunting, kuas, pisau, spidol, kit mobil, penggaris, dan gelas ukur.

Gambar 3.9. Alat bantu lain.

f. Grenda pemotong dan amplas

Grenda pemotong digunakan untuk memotong komposit menjadi spesimen dan untuk menghaluskan permukaan bekas potongan digunakan amplas.

3.2. Diagram Alir

Gambar 3.10. Diagram alir penelitian Hasil

Analisa dan Pembahasan

Kesimpulan

Selesai

Uji tarik (ASTM D638-02) Uji impak

(ASTM D256-00)

Pengujian : Pembuatan Spesimen

sesuai Standart

Foto Makro

Uji bending (ASTM D790-02)

Pembuatan Komposit Skin dengan serat acak (Mat Fiber Composit) dengan metode pres

mold

Serat Rami Dengan Vf 20%, 30%, 40%, 50%

Resin polyeter

dan MEKPO 1%

Pembuatan cetakan dengan variasi ketebalan 1mm, 2mm,

3mm, 4mm, dan 5mm, Mulai

Study Literatur dan Survey Lapangan

Persiapan Bahan Perlakuan Alkali

3.2.1. Survey Lapangan dan Study Literature.

Proses yang dilakukan pada penelitian ini adalah dengan mengumpulkan data awal sebagai study literature. Study literature

bertujuan untuk mengenal masalah yang dihadapi, serta untuk menyusun rencana kerja yang akan dilakukan. Pada studi awal dilakukan langkah-langkah seperti survey dilapangan terhadap hal-hal yang berhubungan dengan penelitian yang akan dilakukan serta mengambil data-data penelitian yang sudah ada untuk dijadikan sebagai pembanding terhadap hasil pengujian yang akan dianalisa. Selain itu pada proses ini juga dilakukan perancangan alat pres-mold

yang digunakan untuk membuat spesimen yang sesuai dengan karakter matrik yang dipakai.

3.2.2. Penyiapan bahan

Mengumpulkan semua bahan-bahan yang akan digunakan dalam proses pembuatan komposit skin. Diantaranya yaitu serat rami, larutan NaOH dan polyester beserta katalis.

3.2.3. Pembuatan Komposit

Proses pembuatan komposit serat rami dengan matrik polyester

1. Penyiapan serat rami, untuk serat rami dicuci dahulu, kemudian dimasukkan kedalam larutan NaOH 5% selama 2jam, 4jam, 6jam dan 8jam, lalu dikeringkan sampai kadar air mecapai 10%.

2. Setelah serat kering kemudian dilakukan proses pembuatan serat secara acak sesuai bentuk cetakan.

3. Pembuatan cetakan

Untuk pengujian bending dan impak menggunakan kaca dengan ketebalan 3mm, 4mm, dan 5mm.

Tebal komposit

Ukuran cetakan Daerah pencetakan

3mm 230 x 205 x 16mm 150 x 125 x 3mm

4mm 230 x 205 x 17mm 150 x 125 x 4mm

5mm 230 x 205 x 18mm 150 x 125 x 5mm

Untuk tebal komposit 1mm menggunakan tebal cetakan 5mm ditambahkan kaca 4mm kedalam cetakan untuk mengurangi volume cetakan dan penambahan kaca 3mm kedalam cetakan untuk tebal komposit 2mm.

4. Pengolesan wax mold release atau kit motor pada cetakan untuk memudahkan pengambilan benda uji dari cetakan setelah mengalami proses pengeringan.

5. Resin polyester dicampur dengan katalis untuk membantu proses

pengeringan. Katalis yang digunakan sebanyak 1% dari banyaknya

6. Penuangan campuran resin sebagian dari takaran kedalam cetakan, dilanjutkan penempatan serat rami yang telah disusun secara acak, kemudian diatas serat dituang kembali sisa campuran resin pada gelas takaran kedalam cetakan sambil dipukul-pukul dengan sendok biar campuran resin masuk kedalam serat yang kemudian ditutup dengan kaca dan ditekan dengan dengan alat penekan.

7. Penutupan dengan menggunakan kaca yang bertujuan agar void

yang kelihatan dapat diminimalkan jumlahnya yang kemudian dilakukan pengepresan dengan menggunakan alat pengepres. 8. Proses pengeringan dilakukan sampai benar-benar kering yaitu 5 –

10 jam dan apabila masih belum benar-benar kering maka proses pengeringan dapat dilakukan lebih lama

9. Proses pengambilan komposit dari cetakan yaitu menggunakan pisau ataupun cutter.

10. Benda uji komposit siap untuk dipotong menjadi spesimen benda uji. Berikut beberapa gambar dari Komposit serat Rami dengan menggunakan matrik resinpolyester.

Gambar 3.11. Hasil cetakan komposit serat Rami dengan matrik polyester

Gambar 3.12. Spesimen uji tarik komposit serat rami

Gambar 3.14. Spesimen uji impak komposit serat rami.

3.2.4. Pengujian Komposit

Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini antara lain pengujian bending, pengujian impak,dan foto makro.

3.2.4.1. Pengujian bending.

Material komposit mempunyai sifat tekan yang lebih baik dibanding sifat tariknya. Kekuatan tarik di pengaruhi oleh ikatan molekul material penyusunnya. Pada pengujian bending ini bertujuan untuk mengetahui besarnya kekuatan lentur dari material komposit. Pengujian dilakukan dengan jalan memberi beban lentur secara perlahan-lahan sampai spesimen mencapai titik lelah. Pada perlakuan uji bending bagian atas spesimen mengalami proses penekanan dan bagian bawah mengalami proses tarik sehingga akibatnya spesimen mengalami patah bagian bawah karena tidak mampu menahan tegangan tarik. Spesimen uji bending dibuat sesuai standar ASTM D790 – 02.

Langkah-langkah pengujian bending yaitu : 1. Mempersiapkan benda uji.

2. Menentukan titik tumpuan dan titik tengah benda uji dengan memberi tanda garis.

3. Menentukan besarnya beban yang digunakan.

4. Meletakkan spesimen pada meja mesin pengujian bending dengan jarak tumpuan dan titik tengah yang telah ditentukan. 5. Putar handle sampai beban menyentuh benda uji dan

manometer indikator menunjukkan angka nol.

6. Tentukan putaran jarum penentu waktu untuk pencatatan beban selanjutnya.

7. Catat hasil pengujian bending setiap putaran yang telah ditentukan.

8. Menentukan harga bending.

Gambar 3.16. Mesin Pengujian Bending (Laboratorium Material Teknik UMS)

3.2.4.2. Pengujian impak

Pada uji impak charpy kita mengukur energi yang diserap untuk mematahkan benda uji. Setelah benda uji patah, bandul berayun kembali. Makin besar energi yang diserap makin rendah ayunan kembali dari bandul. Energi patahan yang diserap biasanya dinyatakan dalam satuan joule.

Prinsip dari pengujian impak ini adalah apabila benda uji diberi beban kejut, maka benda akan mengalami proses penyerapan energi sehingga terjadi deformasi plastis yang mengakibatkan patah.

Untuk mengetahui ketahanan benda terhadap keadaan patah, maka digunakan metode pengujian impak charphy.

Langkah-langkah pengujian impak :

1. Mengukur dimensi dari skin yaitu tebal, lebar, dan

panjangnya, kemudian memberikan no spesimen pada

skin yang akan diuji. 2. Mengangkat beban palu.

3. Meletakkan spesimen pada batang uji atau tumpuan dengan bantuan penjepit.

4. Melepaskan palu atau bandul dengan cara menekan tombol dan menarik handel-nya.

5. Palu akan jatuh dan memukul spesimen secara otomatis. 6. Catat energi serap yang ditunjukkan oleh jarum pada alat uji

impak.

7. Hitung harga impak.

Keretakan akibat uji impak ada tiga bentuk yaitu : 1. Patahan getas

Permukaan patahan terlihat rata dan mengkilap, kalau potongan-potongannya kita sambungkan lagi, ternyata keretakannya tidak disertai dengan deformasinya bahan. Patahan jenis ini mempunyai harga impak yang rendah.

2. Patahan liat.

Permukaan patahan ini tidak rata, nampak seperti buram dan berserat, tipe ini mempunyai harga impak yang tinggi.

3. Patahan campuran.

Patahan yang terjadi merupakan campuran dari patahan getas dan patahan liat. Patahan ini paling banyak terjadi.

Gambar 3.17. Mesin pengujian impak charpy

( Laboratorium Material Teknik Mesin UMS )

Prinsip dari pengujian impak ini adalah apabila benda uji diberi beban kejut, maka benda akan mengalami proses penyerapan energi sehingga terjadi deformasi plastis yang mengakibatkan perpatahan.

3.2.4.2. Pengujian Tarik

Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui besarnya kekuatan tarik dari bahan komposit. Pengujian dilakukan dengan mesin uji “Universal Testing Machine” buatan jepang. Spesimen pengujian tarik di bentuk menurut standar ASTM D 638-03 tipe 4 yang ditunjukkan pada gambar berikut:

G

Gambar 3.19. Dimensi benda pengujian tarik

Dimana:

Lo : panjang paralel (mm) b : Lebar (mm)

Z : Panjang total spesimen (mm) Z=115mm Lo=33mm

B=6mm

d : Tebal (mm)

A : Lebar pegangan (mm)

Langkah-langkah pengujian tarik dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Ukur panjang uji dan penempang uji sebelum diuji. 2. Siapkan mesin uji tarik yang digunakan.

3. Masukkan dan seting kertas milimeter-blok diatas mesin plotter. 4. Pasang spesimen tarik dan pastikan terjepit dengan betul. 5. Jalankan mesin uji tarik.

6. Setelah patah, hentikan proses penarikan secepatnya, catat gaya tarik maksimum dan pertambahan panjangnya.

7. Ambil hasil rekaman mesin plotter dari proses penarikan yang tertuang dalam kertas milimeter-blok.

Gambar 3.20. Mesin pengujian tarik ( Laboratorium Material Teknik Mesin UMS )

3.2.4.3. Foto Patahan Makro

Pengambilan foto makro bertujuan untuk mengetahui jenis/bentuk patahan dan pola kegagalan yang terjadi pada spesimen komposit akibat pengujian bending dan impak. Objek yang diambil dari penampang patahan dan dari samping untuk pengujian impak sedangkan untuk bending diambil dari samping benda uji.

Adapun langkah-langkah pengambilan foto patahan makro adalah sebagai berikut:

1. Nyalakan lampu sebagai sumber cahaya.

2. Letakkan spesimen pada “Stage Plate”.atau meja objek.

3. Memasang lensa repro pada kamera dan atur perbesaran yang diinginkan.

4. Lihat gambar pada “LCD” yaitu pada layar kamera. 5. Fokuskan gambar.

6. Untuk melakukan pemotretan:

a. Dilakukan dengan kamera digital Nikon E3500, 7.1 Mega pixel.

b. Tekan “Expose” untuk melakukan pemotretan

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Pengujian Bending

4.1.1. Data Hasil Pengujian Bending Alkali 2 Jam.

Table 4.1.1.1. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 1mm

Table 4.1.1.2. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 2mm

Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi volume

20%

946,775 100,9908 1,852 4069,78937 40217,455

Fraksi volume

30%

593,575 34,4637 1,894 989,51153 23763,342

Fraksi volume

40%

537,350 33,8882 1,028 1833,96408 39530,369

Fraksi volume

50%

1838,825 74,4255 1,943 1859,34807 ,76933,570

Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi volume

20%

213,424 55,97055 2,376 1884,05211 4839,83537

Fraksi volume

30%

228,642 38,70191 3,545 700,82351 3499,27007

Fraksi volume

40%

205,570 18,24936 4,505 199,97964 2559,10614

Fraksi volume

50%

599,567 74,30054 1,396 2995,64239 23148,5484

Tabel 4.1.1.3. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 3mm Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi volume

20%

1198,458 51,4811 2,643 2848,62956 101211,,969

Fraksi volume

30%

1567,083 39,6608 2,213 1806,63456 151084,496

Fraksi volume

40%

4241,833 143,9594 2,259 7253,41067 391090,483

Fraksi volume

50%

1760,166 41,6608 2,831 1300,21282 123368,528

Tabel 4.1.1.4. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 4mm

Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi volume

20%

2792,725 67,7365 7,021 1586,66787 139886,556

Fraksi volume

30%

2983,121 63,8266 6,818 1427,32660 155910,587

Fraksi volume

40%

1963,054 29,0413 18,968 208,36962 38846,421

Fraksi volume

50%

Tabel 4.1.1.5. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 5mm Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi volume

20%

4142,133 58,8363 8,797 1327,05801 253517,2649

Fraksi volume

30%

3790,933 63,5019 12,364 1045,49661 164533,6752

Fraksi volume

40%

4904,540 67,4877 4,541 2797,49988 586992,0176

Fraksi volume

50%

6257,060 60,3870 4,433 2175,88513 789882,4878

Gambar 4.1. Grafik hubungan momen bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit.

599,567 1838,83 1760,17 6205,17 6257,06 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

M o m e n b e n d in g r ata -r ata (m m 4) Fraksi volume (%)

Gambar 4.2. Grafik hubungan tegangan bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit.

Gambar 4.3. Grafik hubungan defleksi bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit.

74,30054 74,42552 41,66083 111,8048 60,38704 0 20 40 60 80 100 120 140 160

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Tegan g an b e n d in g r ata -r ata (M Pa) Fraksi volume (%)

Tebal 1mm Tebal 2mm Tebal 3mm Tebal 4mm Tebal 5mm

1,396 1,943 2,831 4,83 4,433 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

De flek si b e n d in g rat a -r at a (m m ) Fraksi volume (%)

Gambar 4.4. Grafik hubungan modulus elastisitas bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit.

Gambar 4.5. Grafik hubungan kekakuan bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit.

2995,642 1859,348 1300,213 3091,582 2175,885 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

M o d u lu s e lasti si tas b e n d in g r ata -r ata (M Pa) Fraksi volume (%)

Tebal 1mm Tebal 2mm Tebal 3mm Tebal 4mm Tebal 5mm

23148,5484 76933,57076 123368,5286 441537,555 789882,4878 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

K e kak u an b e n d in g r ata -r ata (N /m m 2) Fraksi volume (%)

4.1.1. Pembahasan Pengujian Bending Dengan Perlakuan Alkali 2 jam.

Dari data-data yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa harga kekuatan bending komposit serat acak rami pada spesimen tebal 1mm Vf 50% (74,30054 MPa), lebih besar dari Vf 20%, Vf 30%, Vf 40% yaitu 55,97055 MPa, 38,70191 MPa, 18,24936 MPa. Pada spesimen tebal 2mm Vf 20% (100,9908 MPa), lebih besar dari Vf 30%, Vf 40%, Vf 50% yaitu 34,4637 MPa, 33,8882 MPa, 74,4255 MPa. Pada spesimen tebal 3mm Vf 40% (143,9594 MPa), lebih besar dari Vf 20%, Vf 30%, Vf 50% yaitu 51,4811 MPa, 39,6608 MPa, 41,6608 MPa. Pada spesimen tebal 4mm Vf 50% (111,8048 MPa), lebih besar dari Vf 20%, Vf 30%, Vf 40% yaitu 67,7365 MPa, 63,8266 MPa, 29,0413 MPa. Pada spesimen tebal 5mm Vf 40% (67,4877 MPa), lebih besar dari Vf 20%, Vf 30%, Vf 50% yaitu 58,8363 MPa, 63,5019 MPa, 60,3870 MPa. Dari data-data yang telah diperoleh menunjukkan harga kekuatan bending optimal yaitu pada spesimen tebal 3mm Vf 40% sebesar 143,9594 MPa, ini dikarenakan momen material komposit pada variasi ini memiliki harga yang tertinggi.

Sedangkan modulus elastisitas rata-rata tertinggi komposit serat rami acak pada spesimen tebal 1mm Vf 50% (2995,64239 MPa), lebih besar dari Vf 20%, Vf 30%, Vf 40%

yaitu 1884,05211 MPa, 700,823517 MPa, 199,97964 MPa. Pada spesimen tebal 2mm Vf 20% (4069,78937 MPa), lebih besar dari Vf 30%, Vf 40%, Vf 50% yaitu 989,51153 MPa, 1833,96408 MPa, 1859,34807 MPa. Pada spesimen tebal 3mm Vf 40% (7253,41067 MPa), lebih besar dari Vf 20%, Vf 30%, Vf 50% yaitu 2848,62956 MPa, 1806,63456 MPa, 1300,21282 MPa. Pada spesimen tebal 4mm Vf 50% (3091,58165 MPa), lebih besar dari Vf 20%, Vf 30%, Vf 40% yaitu 1586,66787 MPa, 1427,32660 MPa, 208,36962 MPa. Pada spesimen tebal 5mm Vf 40% (2797,49988 MPa), lebih besar dari Vf 20%, Vf 30%, Vf 50% yaitu 1327,05801 MPa, 1045,49661 MPa, 2175,88513 MPa. Dari data-data yang telah diperoleh harga modulus elastisitas bending optimal yaitu pada spesimen tebal 3mm Vf 40% sebesar 7253,41067 MPa.

4.1.2. Data Hasil Pengujian Bending Alkali 4 Jam.

Table 4.6. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 1mm

Table 4.7. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 2mm

Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi volume

20%

239,564 62,8666 2,256 2252,5189 5770,58849

Fraksi volume

30%

193,442 33,2409 2,233 960,0569 4663,31747

Fraksi volume

40%

391,138 34,5953 2,732 624,5529 8100,30505

Fraksi volume

50%

452,966 55,8130 4,093 887,0887 6897,15191

Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi

volume 20% 574,975 61,0075 2,848 1576,3669 15656,5791

Fraksi

volume 30% 641,9 37,2716 2,671 797,9732 19438,07467

Fraksi

volume 40% 1877,15 119,5723 1,696 3814,1518 82203,3813

Fraksi

Tabel 4.8. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 3mm Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi volume

20%

1364,750 57,9439 2,591 3611,6808 130378,4937

Fraksi volume

30%

1293,208 34,0783 1,270 2593,4177 215638,1473

Fraksi volume

40%

1372,25 46,0235 2,213 2402,9037 130896,9267

Fraksi volume

50%

2862,916 67,0127 1,371 4896,9335 470495,5037

Tabel 4.9. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 4mm

Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi volume

20%

2532,467 36,0286 6,367 1153,0738 216760,7534

Fraksi volume

30%

4201,533 70,1437 7,012 2111,1889 338571,7448

Fraksi volume

40%

6625,733 64,2087 2,911 3707,22952 1320731,722

Fraksi volume

50%

Tabel 4.10. Data hasil pengujian bending rata-rata pada tebal 5mm Jenis Komposit Momen Bending Rata-rata Tegangan Bending Rata-rata Defleksi Bending Rata-rata Modulus Elastisitas Bending Rata-rata Kekakuan Bending Rata-rata

(Nmm) (MPa) (mm) (MPa) (Nmm2)

Fraksi

volume 20% 1997,775 48,0787 3,522 2373,4008 209108,7464

Fraksi

volume 30% 3800,1166 67,616031 4,168 2255,9084 324737,0704 Fraksi

volume 40% 4560,075 67,5851 3,282 2802,1701 513118,2639

Fraksi

volume 50% 4121 88,12637 2,719 5053,48233 550364,9035

Gambar 4.6. Grafik hubungan momen bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposi

452,966 2455,6 2862,917 4121 7748,73 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

M o m e n b e n d in g r ata -r ata (m m 4) Fraksi volume (%)

Gambar 4.7. Grafik hubungan tegangan bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit

Gambar 4.8. Grafik hubungan defleksi bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit

55,813064 99,329893 67,01279282 88,1263793 106,4359297 0 20 40 60 80 100 120 140

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Tegan g an b e n d in g r ata -r ata (M P a) Fraksi volume (%)

Tebal 1mm Tebal 2mm Tebal 3mm Tebal 4mm Tebal 5mm

4,093 2,052 1,371 2,719 4,192 0 1 2 3 4 5 6 7 8

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

D e fl e ksi b e n d in g r ata -r ata (m m ) Fraksi volume (%)

Gambar 4.9. Grafik hubungan modulus elastisitas bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit.

Gambar 4.10. Grafik hubungan kekakuan bending rata-rata dengan fraksi volume terhadap tebal komposit.

887,088 2160,0695 4896,933587 5053,48233 4687,609145 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

M o d u lu s e lasti si tas b e n d in g r ata -r ata (M P a) Fraksi volume (%)

Tebal 1mm Tebal 2mm Tebal 3mm Tebal 4mm Tebal 5mm

6897,15191 89834,90114 470495,5037 550364,9035 992668,6561 0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

K e kak u an b e n d in g r ata -r ata (N /m m 2) Fraksi volume (%)

LAMPIRAN VIII Gambar Spesimen

Gambar hasil cetakan komposit serat Ramie dengan matrik polyester untuk pengujian bending dan impact

Gambar specimen uji impact komposit serat ramie sebelum pengujian.

Gambar specimen uji bending komposit serat ramie setelah pengujian.

Gambar specimen uji tarik komposit serat ramie sebelum pengujian.

Gambar mesin pengolahan ramie

Mesin pemisah serat ramie dengan batangnya

Proses Dekortikasi: Proses pemisahan serat dari batang tanaman, hasilnya serat kasar disebut “China Grass “.

Mesin pembersih ramie

Proses Degumisasi: Proses pembersihan serat dari getah pectin, legnin wales dan lain-lain, hasilnya serat degum disebut “ Degummed Fiber “.

Proses Softening: Proses pelepasan dan proses penghalusan baik secara kimiawi maupun mekanis agar serat rami tersebut dapat diproses untuk dijadikan seperti kapas.

Mesin pemotong serat ramie dan membukanya

Proses Cutting dan Opening: Proses mekanisisasi untuk memotong serat dan membukanya agar serat tersebut menjadi serat individual untuk serat panjang disebut “Top Rami” dan untuk serat pendek disebut “Staple Fiber “.

Beberapa benang hasil pengolahan serat ramie

Serat ramie yang telah diproses sampai menyerupai serat kapas sudah dapat dipintal menjadi benang untuk ditenun menjadi tekstil dari ramie peringkat No.2 setelah sutera, (cotton nomor 7).