Pembuatan Dan Karakterisasi Papan Komposit Berbasis Serat Pandan Wangi dengan Resin Epoksi
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT BERBASIS
SERAT PANDAN WANGI DENGAN RESIN EPOKSI
SKRIPSI
RAHEL Y SILITONGA
110801034
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
i
PERNYATAAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT BERBASIS
SERAT PANDAN WANGI DENGAN RESIN EPOKSI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi saya ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan , Agustus 2015
RAHEL Y SILITONGA
110801034
ii
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus Yang Maha
Pengasih yang senantiasa melimpahkan KasihNya sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Pembuatan Dan Karakterisasi Papan
Komposit Berbasis Serat Pandan Wangi dengan Resin Epoksi “
Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan
bantuan dari banyak pihak, baik dalam bentuk ide, materi, dorongan semangat serta
doa yang tulus. Umtuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M. Sc , Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji,
MS selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya
untuk membimbing dan selalu memberi saran dan arahan kepada penulis
selama penyusunan skripsi ini.
2. Bapak Dr. Nasruddin M. Noor, M. Eng.Sc selaku dosen PA penulis selama
ini.
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA
USU.
4. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Si , selaku sekretaris Jurusan Fisika FMIPA
USU.
5. Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU.
6. Seluruh Bapak / Ibu Dosen Fisika, Staff dan Pegawai FMIPA USU
7. Kepala Laboratorium Kimia Polimer dan Kepala Laboratorium PTKI Medan.
8. Terkhusus rasa terimakasih dan cinta sebesar-besarnya untuk Bapakku
tercinta, D. Silitonga, Ibuku tercinta T. Silalahi, terimakasih atas jerih
payah,doa dan motivasi yang tidak pernah luput setiap saat kepada penulis.
Kakak dan adik-adikku yang kusayangi yang selalu memberi semangat kakak
Melva Silitonga, Adik-adikku Hotniel Silitonga, Sahat Martua Silitonga,
Naomi Silitonga.
iii
9. Teman-teman Fisika 2011, adik-adik Fisika 2012, Fisika 2013, Fisika
2014,KTBku EUGGALION ( Juli, Pesta, Wahyu, Jepri), Teman bimbingan
Josua Tampubolon atas kebersamaan selama ini.
10. Teman-teman di Organisasiku Parnakes Medan, Yayasan Medan Generasi
Impian, Kelas Dewantara Dusun Kreatif, terimakasih atas kebersamaan dan
dukungan kalian.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan
dan ilmu yang dimiliki penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran-saran
dari pembaca untuk menyempurnakan skripsi ini.
iv
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT BERBASIS SERAT
PANDAN WANGI DENGAN RESIN EPOKSI
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan dan karakterisasi papan komposit berbasis serat pandan
wangi dengan resin epoksi dengan metode orientasi serat acak dengan panjang serat 4
cm, dengan komposisi serat 0 gr, 0,1 gr, 0,2 gr, 0,3 gr, 0,4 gr, 0,5 gr, dan sudah
dilakukan pengujian mekanik dan fisis dan diperoleh nilai kuat tarik 52,26 MPa, kuat
lentur 49,74 MPa, kuat impak 30,6 kJ/mm2, densitas 1,07 gr/cm3, dan kadar air 2,05
%. Hasil penelitian menunjukkan sifat mekanik dan sifat fisis yang memenuhi
Standart JIS A 5905: 2003 yaitu kuat tarik > 0,4 MPa, kuat lentur >32MPa, densitas
0,3-1,3 gr/cm3 dan kadar air 5 %- 13 %. Komposit serat pandan wangi dengan resin
epoksi dapat diaplikasikan menjadi bumper mobil.
Kata kunci : epoksi, komposit, serat pandan wangi, sifat fisis, sifat mekanik
v
PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF COMPOSITES BASED
FIBER FRAGRANT PANDAN WITH EPOXY RESIN
ABSTRACT
Preparation and characterization of composites based fiber fragrant pandan with
epoxy resin have been done by method of random orientation with a length of fiber 4
cm, the fiber composition : 0 gr, 0,1 gr, 0,2 gr, 0,3 gr, 0,4 gr, 0,5 gr. The mechanical
properties and physical properties of composite were obtained as tensile strength
52,26 MPa, flexural strength 49,74 MPa, strong impact 30,6 kj/mm2 , density 1,07
gr/cm3 and rate of water 2,05 %. The results showed mechanical properties and
physical properties are almost the same as the Standard JIS A 5905 :2003 such as
tensile strength >0,4 MPa,flexural strength >32 MPa,density 1,07 – 1,3 gr/cm3and
rate of water 5-13% It means the material on this reseand can be applied to
outomotive car such as bumper.
Keywords: epoxy, composites, fragrant pandan, physical properties, mechanical
properties.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
Pernyataan
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x
xi
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Grafik
Daftar Lampiran
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Manfaat Penelitian
1.5 Batasan Masalah
1.6 Sistematika Penulisan
1
1
2
3
3
3
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Komposit
2.2 Aplikasi Komposit
2.3 Serat
2.3.1 Serat Alam
2.3.2 Pandan Wangi
2.4 Matrik
2.4.1 Resin Epoksi
2.5 Kekuatan Fisis Dan Mekanik
2.5.1 Sifat Fisis
2.5.2 Sifat Mekanik
5
5
7
9
10
11
13
13
15
15
16
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian
3.2 Peralatan Dan Bahan
19
19
19
vii
3.2.1 Peralatan
3.2.2 Bahan
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Preparasi Serat Pandan Wangi
3.3.2 Pembuatan Serat Pandan Wangi
3.4 Diagram Alir
3.4.1 Preparasi Serat Pandan Wangi
3.4.2 PembuatanKompositPandanWangi23
BAB 4
BAB 5
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Sifat Mekanik
4.1.1 Pengujian Kuat Tarik
4.1.2 Pengujian Kuat Lentur
4.1.3 Pengujian Kuat Impak
4.2 Pengujian Sifat Fisis
4.2.1 Pengujian Densitas
4.2.2 Pengujian Kadar Air
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
19
20
21
21
21
22
22
24
24
26
27
28
29
29
31
34
34
34
35
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1
Hasil Pengujian Serat Pandan Wangi
Tanpa Perendaman NaOH
2.2
12
Hasil Pengujian Serat Pandan Wangi
Dengan Perendaman NaOH
12
2.3
Spesifikasi Resin Epoksi dan Resin Poliester
15
4.1
Pengujian Kuat Tarik Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.2
Pengujian Kuat Lentur Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.3
30
Pengujian Kadar Air Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.6
28
Pengujian Densitas Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.5
26
Pengujian Kuat Impak Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.4
24
32
Perbandingan Hasil Uji Mekanik dan Fisis dengan JIS A 5905:2003 33
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Tanaman Pandan Wangi ( Pandanus Amaryllifolius Roxb) 11
Gambar 2.2
Standar Astm Uji Tarik
17
Gambar 2.3
Standar Astm Uji Lentur
17
Gambar 2.4
Pengujian Impak
18
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A
ALAT DAN BAHAN
36
LAMPIRAN B
GAMBAR SAMPEL
39
LAMPIRAN C
PERHITUNGAN DATA PENGUJIAN
42
SERAT PANDAN WANGI DENGAN RESIN EPOKSI
SKRIPSI
RAHEL Y SILITONGA
110801034
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
i
PERNYATAAN
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN KOMPOSIT BERBASIS
SERAT PANDAN WANGI DENGAN RESIN EPOKSI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi saya ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan , Agustus 2015
RAHEL Y SILITONGA
110801034
ii
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus Yang Maha
Pengasih yang senantiasa melimpahkan KasihNya sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Pembuatan Dan Karakterisasi Papan
Komposit Berbasis Serat Pandan Wangi dengan Resin Epoksi “
Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan
bantuan dari banyak pihak, baik dalam bentuk ide, materi, dorongan semangat serta
doa yang tulus. Umtuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M. Sc , Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji,
MS selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya
untuk membimbing dan selalu memberi saran dan arahan kepada penulis
selama penyusunan skripsi ini.
2. Bapak Dr. Nasruddin M. Noor, M. Eng.Sc selaku dosen PA penulis selama
ini.
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Jurusan Fisika FMIPA
USU.
4. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Si , selaku sekretaris Jurusan Fisika FMIPA
USU.
5. Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU.
6. Seluruh Bapak / Ibu Dosen Fisika, Staff dan Pegawai FMIPA USU
7. Kepala Laboratorium Kimia Polimer dan Kepala Laboratorium PTKI Medan.
8. Terkhusus rasa terimakasih dan cinta sebesar-besarnya untuk Bapakku
tercinta, D. Silitonga, Ibuku tercinta T. Silalahi, terimakasih atas jerih
payah,doa dan motivasi yang tidak pernah luput setiap saat kepada penulis.
Kakak dan adik-adikku yang kusayangi yang selalu memberi semangat kakak
Melva Silitonga, Adik-adikku Hotniel Silitonga, Sahat Martua Silitonga,
Naomi Silitonga.
iii
9. Teman-teman Fisika 2011, adik-adik Fisika 2012, Fisika 2013, Fisika
2014,KTBku EUGGALION ( Juli, Pesta, Wahyu, Jepri), Teman bimbingan
Josua Tampubolon atas kebersamaan selama ini.
10. Teman-teman di Organisasiku Parnakes Medan, Yayasan Medan Generasi
Impian, Kelas Dewantara Dusun Kreatif, terimakasih atas kebersamaan dan
dukungan kalian.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan
dan ilmu yang dimiliki penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran-saran
dari pembaca untuk menyempurnakan skripsi ini.
iv
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT BERBASIS SERAT
PANDAN WANGI DENGAN RESIN EPOKSI
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan dan karakterisasi papan komposit berbasis serat pandan
wangi dengan resin epoksi dengan metode orientasi serat acak dengan panjang serat 4
cm, dengan komposisi serat 0 gr, 0,1 gr, 0,2 gr, 0,3 gr, 0,4 gr, 0,5 gr, dan sudah
dilakukan pengujian mekanik dan fisis dan diperoleh nilai kuat tarik 52,26 MPa, kuat
lentur 49,74 MPa, kuat impak 30,6 kJ/mm2, densitas 1,07 gr/cm3, dan kadar air 2,05
%. Hasil penelitian menunjukkan sifat mekanik dan sifat fisis yang memenuhi
Standart JIS A 5905: 2003 yaitu kuat tarik > 0,4 MPa, kuat lentur >32MPa, densitas
0,3-1,3 gr/cm3 dan kadar air 5 %- 13 %. Komposit serat pandan wangi dengan resin
epoksi dapat diaplikasikan menjadi bumper mobil.
Kata kunci : epoksi, komposit, serat pandan wangi, sifat fisis, sifat mekanik
v
PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF COMPOSITES BASED
FIBER FRAGRANT PANDAN WITH EPOXY RESIN
ABSTRACT
Preparation and characterization of composites based fiber fragrant pandan with
epoxy resin have been done by method of random orientation with a length of fiber 4
cm, the fiber composition : 0 gr, 0,1 gr, 0,2 gr, 0,3 gr, 0,4 gr, 0,5 gr. The mechanical
properties and physical properties of composite were obtained as tensile strength
52,26 MPa, flexural strength 49,74 MPa, strong impact 30,6 kj/mm2 , density 1,07
gr/cm3 and rate of water 2,05 %. The results showed mechanical properties and
physical properties are almost the same as the Standard JIS A 5905 :2003 such as
tensile strength >0,4 MPa,flexural strength >32 MPa,density 1,07 – 1,3 gr/cm3and
rate of water 5-13% It means the material on this reseand can be applied to
outomotive car such as bumper.
Keywords: epoxy, composites, fragrant pandan, physical properties, mechanical
properties.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
Pernyataan
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x
xi
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Grafik
Daftar Lampiran
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Manfaat Penelitian
1.5 Batasan Masalah
1.6 Sistematika Penulisan
1
1
2
3
3
3
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Komposit
2.2 Aplikasi Komposit
2.3 Serat
2.3.1 Serat Alam
2.3.2 Pandan Wangi
2.4 Matrik
2.4.1 Resin Epoksi
2.5 Kekuatan Fisis Dan Mekanik
2.5.1 Sifat Fisis
2.5.2 Sifat Mekanik
5
5
7
9
10
11
13
13
15
15
16
BAB 3
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian
3.2 Peralatan Dan Bahan
19
19
19
vii
3.2.1 Peralatan
3.2.2 Bahan
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Preparasi Serat Pandan Wangi
3.3.2 Pembuatan Serat Pandan Wangi
3.4 Diagram Alir
3.4.1 Preparasi Serat Pandan Wangi
3.4.2 PembuatanKompositPandanWangi23
BAB 4
BAB 5
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Sifat Mekanik
4.1.1 Pengujian Kuat Tarik
4.1.2 Pengujian Kuat Lentur
4.1.3 Pengujian Kuat Impak
4.2 Pengujian Sifat Fisis
4.2.1 Pengujian Densitas
4.2.2 Pengujian Kadar Air
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
19
20
21
21
21
22
22
24
24
26
27
28
29
29
31
34
34
34
35
viii
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1
Hasil Pengujian Serat Pandan Wangi
Tanpa Perendaman NaOH
2.2
12
Hasil Pengujian Serat Pandan Wangi
Dengan Perendaman NaOH
12
2.3
Spesifikasi Resin Epoksi dan Resin Poliester
15
4.1
Pengujian Kuat Tarik Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.2
Pengujian Kuat Lentur Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.3
30
Pengujian Kadar Air Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.6
28
Pengujian Densitas Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.5
26
Pengujian Kuat Impak Komposit Serat Pandan Wangi
Dengan Resin Epoksi
4.4
24
32
Perbandingan Hasil Uji Mekanik dan Fisis dengan JIS A 5905:2003 33
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Tanaman Pandan Wangi ( Pandanus Amaryllifolius Roxb) 11
Gambar 2.2
Standar Astm Uji Tarik
17
Gambar 2.3
Standar Astm Uji Lentur
17
Gambar 2.4
Pengujian Impak
18
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A
ALAT DAN BAHAN
36
LAMPIRAN B
GAMBAR SAMPEL
39
LAMPIRAN C
PERHITUNGAN DATA PENGUJIAN
42