PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP SIFAT AKUSTIK KOMPOSIT rHDPE-CANTULA.

PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP SIFAT
AKUSTIK KOMPOSIT rHDPE-CANTULA

SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik

Oleh:
MOHAMMAD TAUFIK BURHANY HENDROWARSITO
NIM. I1412009

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016

i

ii


iii

ABSTRAK
PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP SIFAT AKUSTIK
KOMPOSIT rHDPE-CANTULA
Mohammad Taufik Burhany Hendrowarsito
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Pada penelitian ini, dilakukan pembuatan dan pengujian kinerja serapan
bunyi dari komposit limbah HDPE dan serat cantula (rHDPE-Cantula ). Komposit
rHDPE-Cantula dibuat menggunakan hot press dengan tekanan 50 bar pada 170oC
selama 60 menit. Variasi fraksi berat serat yang diberikan adalah 40%, 50%, 60%,
dan 70%. Komposit diuji koefisien serapan bunyinya dengan menggunakan
tabung impedansi dua mikrofon sesuai standar ASTM E 1050. Pada frekuensi 80200 Hz, penambahan serat cantula tidak terlalu mempengaruhi nilai α, hanya
menyebabkan pergeseran nilai α optimum ke arah frekuensi yang lebih besar.
Sedangkan pada frekuensi 500-1600 Hz semakin banyak serat cantula yang
ditambahkan maka nilai α juga semakin baik, akan tetapi terjadi anomali pada
penambahan 60% serat karena material menjadi padat sehingga pori berkurang
dan kinerja serapan bunyi menurun. Hasil pengujian ini didukung oleh pengujian

densitas sesuai dengan ASTM D792 dimana nilai densitas berbanding terbalik
dengan nilai α.
Kata kunci: koefisien serapan bunyi, komposit serat alam, material penyerap
bunyi

iv

ABSTRACT
INFLUENCE OF WEIGHT RATIO OF FIBER ON THE ACOUSTICAL
PROPERTIES OF RECYCLED HDPE-CANTULA COMPOSITES
Mohammad Taufik Burhany Hendrowarsito
Mechanical Engineering
Sebelas Maret University
Surakarta
In this study, composites made from recycled HDPE and Cantula fiber
have been done and the absorption coefficient have been measured. Composites
rHDPE-Cantula were made using hot press for approximately 60 minutes with
170oC temperature while pressure exerted by 50 bar. In this study the weight ratio
of Cantula fiber was varied 40%, 50%, 60%, and 70%. Impedance Tube Method
was used to measure the sound absorption coefficient in accordance with ASTM E

1050. An increase weight rasio wasn’t influence the sound absorption coefficient
significantly, but the optimum sound absorption coefficient shifted to the higher
frequencies from 80-200 Hz. An increase weight rasio showed better sound
absorption coefficient from 500-1600 Hz, but the result from 60% weight ratio
showed low sound absorption coefficient that may caused by it high density
leading to the reduction of porosity. This result was supported by density
measurement in accordance with ASTM D 792, which the result showed that the
sound absorption coefficient increase with decreasing of the density.
Keyword: natural fiber composites, sound absorption coefficient, sound
absorption material

v

KATA PENGANTAR
Penulis panjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, hingga
akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat memperoleh gelar
Sarjana Teknik, di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dan menginspirasi dalam pembuatan skripsi ini khususnya kepada:

1. Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto, ST, MT dan Ir. Wijang Wisnu Raharjo,
MT. selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan dan
arahan dengan baik selama penelitian dan penulisan skripsi.
2. Ayah yang luar biasa bapak Reda Bayu Hendrowarsito , Ibu Dra. Julia
Ardina Burhan yang telah membesarkan, mendoakan dan memberikan
kasih sayang yang luar biasa besarnya, sehingga saat ini saya dapat
menyelesaikan studi di Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret.
3. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST.,MT selaku Ketua Prodi Teknik Mesin
Fakultas Teknik Mesin UNS.
4. Bapak Teguh Triyono, ST, M. Eng, Bapak Dr. Joko Triyono, ST, MT.
Bapak selaku penguji kelayakan skripsi ini.
5. Dosen-dosen Teknik Mesin UNS yang telah membagikan ilmu dan
pengalaman.
6. Erina Kuswoyo yang telah menemani dan memberikan dorongan
kesabaran, semangat, kasih dan cinta dari awal pengerjaan skripsi hingga
selesai.
7. Teman-teman seluruh Teknik Mesin yang telah membantu dan melalui
masa kuliah bersama-sama.
8. Teman-teman Pandawa Akbar, Dinar, Rio, Diar, Agil, dll.
9. Kota Solo yang memberikan saya kenangan suka dan duka.

10. Berbagai pihak yang telah membantu jalannya proses penelitian.
Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih terdapat kesalahan dan
kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun dari semua pihak untuk memperbaiki skripsi ini.

vi

Akhir kata, penulis berharap semoga hasil karya penulis ini dapat
bermanfaat bagi siapa pun juga.

Surakarta, 2016

Penulis

vii

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL……………..……………………………………....

i


HALAMAN PENGESAHAN…..………………………………………..

iii

HALAMAN ABSTRAK………..………………………………………..

iv

HALAMAN ABSTRACT……..…………………………………………

v

KATA PENGANTAR………..…………………………………………..

vi

DAFTAR ISI……………….……………………………………………

vii


DAFTAR GAMBAR.……………………………………………………

x

DAFTAR TABEL…..……………………………………………………

xi

BAB I PENDAHULUAN…..……………………………………………

1

1.1 Latar Belakang ………..…………..……………………………...

1

1.2 Perumusan Masalah……………..………………………………..

2


1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian..………………...………………..

3

1.4 Sistematika Penulisan…...……..…………………………………

3

BAB II LANDASAN TEORI………..…………………………………..

4

2.1 Tinjauan Pustaka…………..……………………………………

4

2.2 Dasar Teori……………..…..……………………………………

6


2.2.1

Komposit………………………………………………..

6

2.2.2

Recycled High Density Polyethylene……………………

7

2.2.3

Serat Cantula (Agave Cantula Robx)…………………...

9

2.2.4


Fraksi Berat Serat pada Komposit…..….……………….

10

2.3 Prinsip Kerja Absorbsi Bunyi…………………..……………….

12

2.3.1

Material Akustik………………………..………………..

14

2.3.2

Absorbing Material……………………..………………..

14


2.3.3

Barier Material…………………………..……………….

16

2.3.4

Dumping Material………………………..………………

17

2.4 Pengujian Spesimen……………………………..………………

17

2.4.1

Pengujian Akustik……………………….……………….

17

2.4.2

Pengujian Densitas Komposit…………..………….……

18

BAB III METODE PENELITIAN………………………..……………..

21

3.1 Tempat Penelitian…………………………………..……………

21

3.2 Bahan Penelitian……………………………………..…………..

21

viii

3.3 Alat Penelitian………………………………………..…………..

22

3.4 Alat Pengujian……………………………………….…………...

26

3.5 Parameter…………………………………………….…………..

28

3.6 Langkah Kerja Penelitian……………………………..…………

28

3.6.1

Persiapan rHDPE………………………………..……….

28

3.6.2

Persiapan Serat Cantula…………………………..……..

29

3.6.3

Pembuatan Serbuk rHDPE menjadi serat rHDPE.……..

29

3.6.4

Pembuatan Spesimen……………………………….…….

30

3.7 Tahap Pengujian…………………………………………….…..

31

3.8 Pengujian…………………………………………………….…..

32

3.8.1

Pengujian Serapan Bunyi Akustik…………………….….

32

3.8.2

Uji Densitas…………………………………………….…

33

3.9 Diagram Alir Penelitian……………………………………….….

34

BAB IV DATA DAN ANALISIS………………………..……………....

35

4.1 Fraksi berat 0,4 serat Cantula………………………………........

35

4.2 Fraksi berat 0,5 serat Cantula………………………………….....

37

4.3 Fraksi berat 0,6 serat Cantula……………………………….........

38

4.4 Fraksi berat 0,7 serat Cantula………….......................................

40

4.5 Pengaruh Penambahan Fraksi berat serat Cantula…………….....

41

4.6 Hasil Pengujian Densitas………………………………………....

44

4.7 Hasil Pengujian Foto Makro……………………………………...

46

BAB V PENUTUP……………………………...………………………..

48

5.1 Kesimpulan………………………………………………………

48

5.2 Saran……………………………………………………………..

48

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………….

49

LAMPIRAN………………………………………………………….......

52

ix

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gambar 2.2
Gambar 2.3
Gambar 2.4
Gambar 2.5
Gambar 2.6
Gambar 3.1
Gambar 3.2
Gambar 3.3
Gambar 3.4
Gambar 3.5
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8
Gambar 3.9
Gambar 3.10
Gambar 3.11
Gambar 3.12
Gambar 3.13
Gambar 3.14
Gambar 3.15
Gambar 3.16
Gambar 3.17
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Gambar 4.7

Skema Klasifikasi komposit ...................................................... 6
Penyusun komposit ................................................................... 7
Fenomena bunyi yang mengenai material penyerap ................ 15
Fenomena bunyi yang mengenai material penghalang ............ 16
Skema Impedansi Test Tube Dua Mikrofon ............................. 17
Skema Uji Densitas .................................................................. 18
(a) Botol susu ; (b) Cacahan botol susu.................................... 20
(a) Agave Cantula Roxb ; (b) Serat Cantula ............................ 21
Mesin Hot Press ....................................................................... 22
Mesin Atomizer ........................................................................ 22
Mesin Crusher .......................................................................... 23
Timbangan Digital ................................................................... 23
Termometer Digital .................................................................. 24
Mixer ........................................................................................ 24
Oven ......................................................................................... 25
Alat Uji Serapan Bunyi ............................................................ 26
Olympus Stereo Microscope SZX............................................. 26
(a) Serbuk rHDPE ; (b) Serat rHDPE....................................... 28
Cetakan spesimen ..................................................................... 29
Komposit rHDPE-Cantula ....................................................... 30
Spesimen Uji Densitas ............................................................. 32
Pengujian Densitas ................................................................... 32
Diagram Alir penelitian ............................................................ 33
Grafik Nilai Koefisien serapan bunyi Komposit
rHDPE-Cantula wf 0,4 ............................................................. 35
Grafik Nilai Koefisien serapan bunyi Komposit
rHDPE-Cantula wf 0,5. ............................................................ 36
Grafik Nilai Koefisien serapan bunyi Komposit
rHDPE-Cantula wf 0,6. ............................................................ 38
Grafik Nilai Koefisien serapan bunyi Komposit
rHDPE-Cantula wf 0,7. ............................................................ 39
Grafik Nilai Koefisien serapan bunyi rata-rata Komposit
rHDPE-Cantula ........................................................................ 40
Densitas dari berbagai fraksi berat ........................................... 43
Foto Makro dari komposit rHDPE-Cantula dengan
Perbandingan fraksi berat (a) 30:70, (b) 40:60,
(c) 50:50, (d) 60:40 .................................................................. 45

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik HDPE (High Density Polyethylene) .......................... 8
Tabel 2.2 Karakteristik rHDPE
(reycled High Density Polyethylene)……….……………...............9
Tabel 2.3 Komposisi Serat Cantula .................................................................. 10
Tabel 2.4 Densitas serat cantula ....................................................................... 10
Tabel 2.5 Nilai sumber bunyi berbagai jenis kendaraan .................................. 13
Tabel 3.1 Variasi Fraksi Berat Serat ................................................................ 31
Tabel 4.1 Data dimensi spesimen Uji rHDPE – Cantula wf 0,4%................... 34
Tabel 4.2 Data dimensi spesimen Uji rHDPE – Cantula wf 0,5%................... 36
Tabel 4.3 Data dimensi spesimen Uji rHDPE – Cantula wf 0,6%................... 37
Tabel 4.4 Data dimensi spesimen Uji rHDPE – Cantula wf 0,7%................... 39
Tabel 4.5 Data perhitungan void aktual ........................................................... 44

xi