PENGARUH TEMPERATUR HOTPRESS TERHADAP KEKUATAN MEKANIK KOMPOSIT CANTULA/rHDPE.
PENGARUH TEMPERATUR HOTPRESS TERHADAP
KEKUATAN MEKANIK KOMPOSIT CANTULA-rHDPE
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh:
KURNIAWAN INDRA PURNAMA
NIM I0409029
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
ABSTRACT
THE EFFECT OF HOTPRESS TEMPERATURE TO MECHANICS
STRENGTH OF CANTULA/rHDPE COMPOSITE
Kurniawan Indra Purnama
Mechanical Engineering Department
Sebelas Maret University
Surakarta
In manufacture process of cantala fiber recycled high density polyethilene
(rHDPE) composite with hot press. Temperature hot press is one of the factors that
determine the quality of composite. The purpose of this study was to determine the
effects of temperatureof hot press on mechanical properties of cantala fiber/rHDPE
composite. The composite made of rHDPE as a matrix and cantala fiber as
reinforcement . the temperature of hot press were varied 150°C, 160°C, 170°C and
180°C. As the resuts, the highest bending strength was obtained for 35,07 MPa,
impact strength was obtained for 23,854 kg/m2 and tensie strength was obtained for
35,78 MPa were reachd at temperature hot press 150°C.
Keywords: cantala-rHDPE composite, bending strength, impact strength, tensile
strength, temperature hotpress.
ABSTRAK
PENGARUH TEMPERATUR HOTPRESS TERHADAP KEKUATAN
MEKANIK KOMPOSIT rHDPE/CANTULA
Kurniawan Indra Purnama
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Proses pembuatan komposit serat cantula dengan daur ulang High Density
Polyethilene (rHDPE) menggunakan hotpress. Temperatur hotpress merupakan
salah satu faktor yang menentukan kualitas komposit. Tujuan dari penelitian ini
adalah untuk menentukan pengaruh dari temperatur hotpress pada sifat mekanik
dari serat cantula/rHDPE komposit. Komposit yang terbuat dari rHDPE sebagai
matrik dan serat cantula sebagai penguat. Suhu hotpress yang divariasi 150oC, 160
o
C, 170 oC, 180 oC. Kekuatan lentur tertinggi diperoleh sebesar 35,07 MPa,
kekuatan impak tertinggi diperoleh 23,854 kg/m2, kekuatan tarik tertinggi
diperolehh 35,78 MPa diperoleh pada suhu 150 oC.
Kata kunci: Komposit Cantula/rHDPE, kekuatan bending, kekuatan impak,
kekuatan tarik, tempertur hotpress.
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. Bapak Teguh Triyono, ST., M.Eng dan Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo,
MT. Selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan dan
arahan dengan baik selama penelitian dan penulisan skripsi.
2. Keluarga saya tercinta Bapak Sunardi, Ibu Wiwin Kristina dan Adik saya
Angga Setiawan Siregar 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 Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto, ST, MT., Bapak Sukmaji Indro
Cahyono, ST, M.Eng., Bapak Purwadi Joko Widodo, ST, M.Kom. selaku
penguji kelayakan skripsi ini.
5. Dosen-dosen Teknik Mesin UNS yang telah membagikan ilmu dan
pengalaman.
6. Teman-teman seluruh Teknik Mesin yang telah membantu dan melalui
masa kuliah bersama-sama.
7. Teman-teman saya Tukul, Deni, Basir, Dion, Daus, Samson, Tony, Irul,
Andan, Andka, Bima, Sefry yang telah memberikan saya kenangan,
laboratorium sepi tanpa kalian.
8. Kota Solo yang memberikan saya kenangan suka dan duka.
9. 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.
Akhir kata, penulis berharap semoga hasil karya penulis ini dapat
bermanfaat bagi siapa pun juga.
Surakarta, 2016
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK......................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................. x
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang....................................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah ............................................................................... 2
1.3
Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.4
Tujuan Dan Manfaat Penelitian .............................................................. 2
1.5
Sistematika Penulisan ............................................................................ 2
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................. 4
2.1
Tinjauan Pustaka.................................................................................... 4
2.2
Dasar Teori ............................................................................................ 5
2.2.1
Termoplastik................................................................................... 5
2.2.2
Komposit ........................................................................................ 5
2.2.3
HDPE (High Density Polyethylene) ................................................ 7
2.2.4
Serat Cantula .................................................................................. 8
2.3
Pengujian Spesimen ............................................................................... 8
2.3.1
Pengujian Bending .......................................................................... 8
2.3.2
Pengujian Tarik .............................................................................. 9
2.3.3
Pengujian Impact Izod .................................................................. 10
2.3.4
Teori Densitas Komposit..…………………………………………12
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................. 13
3.1
Tempat Penelitian ................................................................................ 13
3.2
Bahan Penelitian .................................................................................. 13
3.3
Alat Penelitian ..................................................................................... 14
3.4
Alat uji................................................................................................. 17
3.5
Parameter............................................................................................. 20
3.6
Langkah Kerja Penelitian ..................................................................... 20
3.6.1
Persiapan recycled HDPE ............................................................ 20
3.6.2
Persiapan Serat Cantula ................................................................ 21
3.6.3
Pembuatan Spesimen komposit ..................................................... 21
3.6.4
Spesimen Uji ................................................................................ 22
3.6.4
Pengambilan Data ......................................................................... 28
3.6.4
Analisa Data ................................................................................. 28
3.7
Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 29
BAB IV HASIL DAN ANALISA........................................................................30
4.1
Pengujian Densitas..................................................................................30
4.2
Pengujian Bending...................................................................................31
4.3
Pengujian Impak......................................................................................36
4.4
Pengujian Tarik.......................................................................................37
BAB V PENUTUP ...............................................................................................39
5.1
Kesimpulan .............................................................................................39
5.2
Saran .......................................................................................................39
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................40
LAMPIRAN .........................................................................................................42
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Jenis uji dan jumlah spesimen tiap variasi ...................................... .... 27
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 3.18
Gambar 3.19
Gambar 3.20
Gambar 3.21
Gambar 3.22
Gambar 3.23
Gambar 3.24
Gambar 3.25
Gambar 3.26
Gambar 3.27
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Simbol daur ulang komposit ................................................... 7
Tanaman agave cantula roxb ................................................. 8
Mekanisme pengujian three poin bending .............................. 9
Spesimen pengujian tarik ....................................................... 10
Skema uji impact izod ............................................................ 11
Skema Uji Densitas ................................................................ 12
Plastik rHDPE........................................................................ 13
Serat cantula .......................................................................... 14
Wax mirror glaze ................................................................... 14
Mesin hotpress ....................................................................... 15
Timbangan digital .................................................................. 15
Mesin crusher ........................................................................ 16
Mixer ..................................................................................... 16
Atomizer ................................................................................ 17
Alat uji Universal Testing Machine ........................................ 18
Alat uji impact izod ................................................................ 19
Alat uji SEM .......................................................................... 19
Serbuk rHDPE dan serat rHDPE ............................................ 20
Serat cantula dan potongan serat ............................................ 21
Cetakan spesimen .................................................................. 22
Komposit cantula-rHDPE ...................................................... 22
Spesimen uji densitas ............................................................. 23
Skema uji densitas ................................................................. 23
Skema pemotongan spesimen uji bending .............................. 24
Spesimen uji bending ............................................................. 24
Pengujian Bending ................................................................. 25
Skema pemotongan spesimen uji impact ................................ 26
Spesimen uji impact ............................................................... 26
Pemasangan spesimen uji impact ........................................... 26
Skema pemotongan spesimen uji tarik.................................... 26
Spesimen uji tarik .................................................................. 27
Pengujian tarik ....................................................................... 27
Diagram alir ........................................................................... 29
Grafik densitas komposit cantula-rHDPE pada tiap variasi
temperatur hotpress ................................................................ 30
Grafik kekuatan bending komposit cantula-rHDPE pada tiap
variasi temperatur hotpress ..................................................... 32
Foto SEM patahan bending variasi temperatur hotpress
150°C.........................................................................................34
Foto SEM patahan bending variasi temperatur hotpress
160°C.........................................................................................34
Foto SEM patahan bending variasi temperatur hotpress
170°C.........................................................................................35
Foto SEM patahan bending variasi temperatur hotpress
180°C.........................................................................................35
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Grafik kekuatan impak komposit cantula-rHDPE pada tiap
variasi temperatur hotpress ..................................................... 36
Grafik kekuatan tarik komposit cantula-rHDPE pada tiap
variasi temperatur hotpress ..................................................... 37
KEKUATAN MEKANIK KOMPOSIT CANTULA-rHDPE
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh:
KURNIAWAN INDRA PURNAMA
NIM I0409029
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
ABSTRACT
THE EFFECT OF HOTPRESS TEMPERATURE TO MECHANICS
STRENGTH OF CANTULA/rHDPE COMPOSITE
Kurniawan Indra Purnama
Mechanical Engineering Department
Sebelas Maret University
Surakarta
In manufacture process of cantala fiber recycled high density polyethilene
(rHDPE) composite with hot press. Temperature hot press is one of the factors that
determine the quality of composite. The purpose of this study was to determine the
effects of temperatureof hot press on mechanical properties of cantala fiber/rHDPE
composite. The composite made of rHDPE as a matrix and cantala fiber as
reinforcement . the temperature of hot press were varied 150°C, 160°C, 170°C and
180°C. As the resuts, the highest bending strength was obtained for 35,07 MPa,
impact strength was obtained for 23,854 kg/m2 and tensie strength was obtained for
35,78 MPa were reachd at temperature hot press 150°C.
Keywords: cantala-rHDPE composite, bending strength, impact strength, tensile
strength, temperature hotpress.
ABSTRAK
PENGARUH TEMPERATUR HOTPRESS TERHADAP KEKUATAN
MEKANIK KOMPOSIT rHDPE/CANTULA
Kurniawan Indra Purnama
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Proses pembuatan komposit serat cantula dengan daur ulang High Density
Polyethilene (rHDPE) menggunakan hotpress. Temperatur hotpress merupakan
salah satu faktor yang menentukan kualitas komposit. Tujuan dari penelitian ini
adalah untuk menentukan pengaruh dari temperatur hotpress pada sifat mekanik
dari serat cantula/rHDPE komposit. Komposit yang terbuat dari rHDPE sebagai
matrik dan serat cantula sebagai penguat. Suhu hotpress yang divariasi 150oC, 160
o
C, 170 oC, 180 oC. Kekuatan lentur tertinggi diperoleh sebesar 35,07 MPa,
kekuatan impak tertinggi diperoleh 23,854 kg/m2, kekuatan tarik tertinggi
diperolehh 35,78 MPa diperoleh pada suhu 150 oC.
Kata kunci: Komposit Cantula/rHDPE, kekuatan bending, kekuatan impak,
kekuatan tarik, tempertur hotpress.
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. Bapak Teguh Triyono, ST., M.Eng dan Bapak Ir. Wijang Wisnu Raharjo,
MT. Selaku pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan dan
arahan dengan baik selama penelitian dan penulisan skripsi.
2. Keluarga saya tercinta Bapak Sunardi, Ibu Wiwin Kristina dan Adik saya
Angga Setiawan Siregar 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 Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto, ST, MT., Bapak Sukmaji Indro
Cahyono, ST, M.Eng., Bapak Purwadi Joko Widodo, ST, M.Kom. selaku
penguji kelayakan skripsi ini.
5. Dosen-dosen Teknik Mesin UNS yang telah membagikan ilmu dan
pengalaman.
6. Teman-teman seluruh Teknik Mesin yang telah membantu dan melalui
masa kuliah bersama-sama.
7. Teman-teman saya Tukul, Deni, Basir, Dion, Daus, Samson, Tony, Irul,
Andan, Andka, Bima, Sefry yang telah memberikan saya kenangan,
laboratorium sepi tanpa kalian.
8. Kota Solo yang memberikan saya kenangan suka dan duka.
9. 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.
Akhir kata, penulis berharap semoga hasil karya penulis ini dapat
bermanfaat bagi siapa pun juga.
Surakarta, 2016
Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK......................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ....................................................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................. x
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang....................................................................................... 1
1.2
Perumusan Masalah ............................................................................... 2
1.3
Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.4
Tujuan Dan Manfaat Penelitian .............................................................. 2
1.5
Sistematika Penulisan ............................................................................ 2
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................. 4
2.1
Tinjauan Pustaka.................................................................................... 4
2.2
Dasar Teori ............................................................................................ 5
2.2.1
Termoplastik................................................................................... 5
2.2.2
Komposit ........................................................................................ 5
2.2.3
HDPE (High Density Polyethylene) ................................................ 7
2.2.4
Serat Cantula .................................................................................. 8
2.3
Pengujian Spesimen ............................................................................... 8
2.3.1
Pengujian Bending .......................................................................... 8
2.3.2
Pengujian Tarik .............................................................................. 9
2.3.3
Pengujian Impact Izod .................................................................. 10
2.3.4
Teori Densitas Komposit..…………………………………………12
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................. 13
3.1
Tempat Penelitian ................................................................................ 13
3.2
Bahan Penelitian .................................................................................. 13
3.3
Alat Penelitian ..................................................................................... 14
3.4
Alat uji................................................................................................. 17
3.5
Parameter............................................................................................. 20
3.6
Langkah Kerja Penelitian ..................................................................... 20
3.6.1
Persiapan recycled HDPE ............................................................ 20
3.6.2
Persiapan Serat Cantula ................................................................ 21
3.6.3
Pembuatan Spesimen komposit ..................................................... 21
3.6.4
Spesimen Uji ................................................................................ 22
3.6.4
Pengambilan Data ......................................................................... 28
3.6.4
Analisa Data ................................................................................. 28
3.7
Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 29
BAB IV HASIL DAN ANALISA........................................................................30
4.1
Pengujian Densitas..................................................................................30
4.2
Pengujian Bending...................................................................................31
4.3
Pengujian Impak......................................................................................36
4.4
Pengujian Tarik.......................................................................................37
BAB V PENUTUP ...............................................................................................39
5.1
Kesimpulan .............................................................................................39
5.2
Saran .......................................................................................................39
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................40
LAMPIRAN .........................................................................................................42
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Jenis uji dan jumlah spesimen tiap variasi ...................................... .... 27
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 3.18
Gambar 3.19
Gambar 3.20
Gambar 3.21
Gambar 3.22
Gambar 3.23
Gambar 3.24
Gambar 3.25
Gambar 3.26
Gambar 3.27
Gambar 4.1
Gambar 4.2
Gambar 4.3
Gambar 4.4
Gambar 4.5
Gambar 4.6
Simbol daur ulang komposit ................................................... 7
Tanaman agave cantula roxb ................................................. 8
Mekanisme pengujian three poin bending .............................. 9
Spesimen pengujian tarik ....................................................... 10
Skema uji impact izod ............................................................ 11
Skema Uji Densitas ................................................................ 12
Plastik rHDPE........................................................................ 13
Serat cantula .......................................................................... 14
Wax mirror glaze ................................................................... 14
Mesin hotpress ....................................................................... 15
Timbangan digital .................................................................. 15
Mesin crusher ........................................................................ 16
Mixer ..................................................................................... 16
Atomizer ................................................................................ 17
Alat uji Universal Testing Machine ........................................ 18
Alat uji impact izod ................................................................ 19
Alat uji SEM .......................................................................... 19
Serbuk rHDPE dan serat rHDPE ............................................ 20
Serat cantula dan potongan serat ............................................ 21
Cetakan spesimen .................................................................. 22
Komposit cantula-rHDPE ...................................................... 22
Spesimen uji densitas ............................................................. 23
Skema uji densitas ................................................................. 23
Skema pemotongan spesimen uji bending .............................. 24
Spesimen uji bending ............................................................. 24
Pengujian Bending ................................................................. 25
Skema pemotongan spesimen uji impact ................................ 26
Spesimen uji impact ............................................................... 26
Pemasangan spesimen uji impact ........................................... 26
Skema pemotongan spesimen uji tarik.................................... 26
Spesimen uji tarik .................................................................. 27
Pengujian tarik ....................................................................... 27
Diagram alir ........................................................................... 29
Grafik densitas komposit cantula-rHDPE pada tiap variasi
temperatur hotpress ................................................................ 30
Grafik kekuatan bending komposit cantula-rHDPE pada tiap
variasi temperatur hotpress ..................................................... 32
Foto SEM patahan bending variasi temperatur hotpress
150°C.........................................................................................34
Foto SEM patahan bending variasi temperatur hotpress
160°C.........................................................................................34
Foto SEM patahan bending variasi temperatur hotpress
170°C.........................................................................................35
Foto SEM patahan bending variasi temperatur hotpress
180°C.........................................................................................35
Gambar 4.7
Gambar 4.8
Grafik kekuatan impak komposit cantula-rHDPE pada tiap
variasi temperatur hotpress ..................................................... 36
Grafik kekuatan tarik komposit cantula-rHDPE pada tiap
variasi temperatur hotpress ..................................................... 37