Karakterisasi Sifat Perlindungan Keausan Pelumas SAE 10W-30 dengan Penambahan Nano Aditif MoS2 Sebagai Pemodifikasi Gesekan
KARAKTERISASI SIFAT PERLINDUNGAN KEAUSAN
PELUMAS SAE 10W-30 DENGAN PENAMBAHAN NANO
ADITIF MoS 2 SEBAGAI PEMODIFIKASI GESEKAN
SKRIPSI
UKRIS SARAGIH
120801083
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERAUTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
KARAKTERISASI SIFAT PERLINDUNGAN KEAUSAN PELUMAS SAE
10W-30 DENGAN PENAMBAHAN NANO ADITIF MoS 2 SEBAGAI
PEMODIFIKASI GESEKAN
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
UKRIS SARAGIH
120801083
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERAUTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nim
Program Studi
Departemen
Fakultas
:Karakterisasi Sifat Perlindungan KeausanPelumasSAE 10W30denganPenambahan
Nano
AditifMoS 2 SebagaiPemodifikasiGesekan
:Skripsi
:Ukris Saragih
:120801083
:Sarjana (S1)
:Fisika
:Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA)
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Oktober 2016
Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
M. Hanifuddin, S.T, M.T
Dr. Susilawati, S.Si, M.Si
NIP. 197801032006041001
NIP. 197412072000122001
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 1955103019800331003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
KARAKTERISASI SIFAT PERLINDUNGAN KEAUSAN PELUMAS
SAE10W-30 DENGAN PENAMBAHAN NANOADITIF MoS 2 SEBAGAI
PEMODIFIKASI GESEKAN
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Oktober 2016
UKRIS SARAGIH
120801083
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji syukur saya panjatkan kepada Allah Bapa maha kuasa atas segala waktu dan
kesempatan yang saya terima sehinga skripsi ini dapat terselesaikan.Penulisan
skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Sains Departemen Fisika pada Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan
Alam
Universitas
Sumatera
Utara.Saya
sangat
menyadari
terselesaikanya skripsi ini berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari
masa perkuliahan sampai penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu saya
mengucapkan terimakasih kepada:
1. Horas Mendi Saragih dan Sinur Ropinta Sitohang atas segala cinta dan
dukungan yang luar biasa kepada saya anaknya.
2. M. Hanifuddin S.T., M.T. selaku dosen pembimbing di PPPTMGB
“LEMIGAS” yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk
membimbing saya selama masa riset;
3. Dr. susilawati, M. Si. selaku dosen pembimbing yang dengan sabar
membimbing saya selama penulisan skripsi ini, merupakan suatu kehormatan
bagi saya dapat menjadi mahasiswa bimbingan kedua beliau.
4. Prof. Dr. Zuriah Sitorus, M. S. selaku dosen penguji 1, Dr. Diana Alemin
Barus, M. Sc. selaku dosen penguji 2, Awan Maghfirah, M. Si. selaku dosen
penguji 3, yang telah sabar memberikan bimbingan dan masukan selama masa
penulisan skripsi;
5. Junedi Ginting, M. Si. selaku dosen pembimbing akademis selama saya
menjadi mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara;
6. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara;
7. Drs.Syahrul Humaidi, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara;
8. Seluruh staf akademik dan non akademik Departemen Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara;
Universitas Sumatera Utara
9. Setyo Widodo, S.T., M.T., selaku Kepala Peneliti Kelompok Pelumas
PPPTMGB “LEMIGAS” yang telah memberi kesempatan dan segala bantuan
untuk melakukan penelitian di laboratorium pelumas;
10. Bapak Albert Mantong. Bc.M., bang Andri Ari Wibowo, bang Gustri, bang
Rizkia Malik, bang Maje, bang Supriyanto, bang Hendra, kak Cae dan kak
Erna yang dengan sabar meluangkan waktu untuk membimbing saya selama
masa penelitian.
11. Kel. Martin Tarigan, Kel. Esen Hower Sinaga dan ketiga saudari saya Henni
Saragih, Sari Saragih, Hanna Saragih yang memberikan dukungan moril dan
materil terselesaikanya skripsi ini.
12. Teman-teman mahasiswaDepartemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam angkatan 2012 yang turut membantu terselesaikannya
skripsi ini secara khusus kepada Youngky P Gultom yang membantu saya
dengan sabar selama penelitian.
13. Teman UJC Christof, Lae Alberth, JekriSur, Yusni Arbi, Khainy, Roi Tupang,
Jan Rissan, Eston Situmorang, Irwando manurungdan teman ILS pusat.
Tak ada gading yang tak retak, begitu pepatah yang tepat untuk
menggambarkan isi skripsi ini.Semoga skripsi inibermanfaat bagi pengembangan
ilmu fisika material.
Medan,Oktober 2016
Penulis
Universitas Sumatera Utara
KARAKTERISASI SIFAT PERLINDUNGAN KEAUSAN PELUMAS SAE
10W-30 DENGAN PENAMBAHAN NANO ADITIF MoS 2 SEBAGAI
PEMODIFIKASI GESEKAN
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian karakterisasi minyak pelumas SAE 10W-30 dengan
penambahan nano aditifMolibdenum Disulfida (MoS2 )sebagai pemodifikasi
gesekan. Penelitian ini menggunakan surfaktan sodium dodesil sulfat (SDS) untuk
mencegah terjadinya endapan atau aglomerasi partikel MoS 2 ketika mesin
dingin.Konsentrasi optimum MoS 2 0,1% berat dan SDS 0,2% berat, didapatkan
dari memvariasikan konsentrasi sebanyak 12 variasi. Pengujian menggunakan 2
instrumen uji yaitu four-ball scar diameter dan HFRR(High-Frequency
Reciprocating Rig).Hasil pengujianfour-ball scar diametertanpa nano aditif
sebesar 0,31 mm dan dengannano aditif sebesar 0,26 mm, atau 16% memperkecil
scar diameter. Hasil uji HFRRwearscartanpanano aditif sebesar 167,5 µm dan
dengannano aditifsebesar 96 µm, atau 42,7% memperkecil wear scar. Sedangkan
hasil uji HFRR frictiontanpa nano aditif sebesar 0,124 dan dengannano
aditifsebesar 0,122 atau 1,61% menurunkan koefisiengesekan.
Kata kunci :
SAE 10W-30, nano aditif, surfaktan, molybdenum disulfide,
sodium dodesil sulfat,four-ball scar diameter, HFRR(HighFrequency Reciprocating Rig).
Universitas Sumatera Utara
CHARACTERIZATION WEAR PROTECTION of LUBRICATINGOIL
SAE 10W-30 with NANOPARTICLE ADDITIVE MoS 2 as FRICTION
MODIFIER
ABSTRACT
Had been done research of characterization wear protection of lubricating oil
SAE 10W-30 with nanoparticle additive Molybdenum disulfide (MoS 2 ) as friction
modifier. The research used surfactant sodium dodesil sulfate (SDS) to prevent
sedimentation or agglomeration nanoparticle MoS 2 when the engine is cold. The
most optimal composition of nano additive MoS 2 0.1%weight andSDS 0.2
%weight (wt%), obtained with varying the samples with 12 diffrent samples
composition. The test used with 2 instruments test, fourball scar diameter and
HFRR(High-Frequency Reciprocating Rig). The results of Fourball scar diameter
test: without nano additive 0.31 mm and with nano additives 0.26 mm, or 16%
increase protection scar diameter. The results of HFRR(High-Frequency
Reciprocating Rig) wear scar test: without nano additive 167.5 µm and with nano
additives 96 µm, or 42.7% reduce the value of wear scar. The results of HFRR
friction test: without nano additive 0.124 andwith nano additives MoS 2 0.122, or
1.61% reduce the value of friction.
Keywords: SAE 10W-30, nano additives, molybdenum disulfide (MoS 2 ), sodium
dodesil sulfate (SDS), Four-Ball, HFRR.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
iv
v
vii
ix
x
xi
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Sistematika Penulisan
1
1
3
3
3
4
4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Lumas
2.1.1 Minyak Lumas Dasar
2.1.2 Aditif Minyak Lumas
2.1.3 Fungsi Minyak Lumas
2.1.4 Karakteristik Fisika Kimia Minyak Lumas
2.1.4.1 Viskositas
2.1.4.2 Warna
2.1.4.3 Titik Nyala
2.1.4.4 Titik Tuang
2.1.4.5 Harga netralisasi
2.1.4.6 Kestabilan Terhadap Oksidasi
2.1.4.7 Kestabilan Terhadap Temperatur
2.1.4.8 Kandungan Abu Sulfat
2.1.4.9 Kandungan Logam Ca, Mg, Zn dan P
2.1.4.10 Sifat Pembusaan atau Tendensi/Stabilitas
2.1.4.11 Sifat Pembusaan Suhu Tinggi
2.1.4.12 Sifat Penguapan (volatilitas)
2.1.4.13 Stabilitas Shear
2.1.5 Unjuk Kerja Minyak Lumas
2.1.6 API Service
2.1.7 Tribologi
2.1.7.1 Gesekan
2.1.7.2 Pelumasan
5
5
6
8
17
19
19
21
22
22
23
23
24
24
24
25
25
25
26
26
26
27
27
28
Universitas Sumatera Utara
2.1.7.3 Keausan (wear)
2.2 Karakteristik Bahan
30
32
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
3.2.2 Bahan
3.3 Penandaan Sampel Uji
3.4 Proses Formulasi
3.5 Pengujian
3.5.1 Uji Four-Ball
3.5.2 Uji HFRR
3.6 Diagram Alir
3.6.1 Diagram Alir Sampel M
3.6.2 Diagram Alir Sampel M-0,1
33
33
33
33
34
33
35
36
36
38
40
40
41
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik perlindungan keausan dari uji four-ball
4.2 Karakteristik koefisien gesek dari uji HFRR
42
42
47
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
51
51
51
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Ringkasan jenis kategori base oil
Tabel 2.2 SAE J300 Jan 2015
Tabel 2.3Karakteristik Viskositas pada 100o C Base Oil
Tabel 2.4 Karakteristik Viskositas pada 100o C Aditif
Tabel 2.5 Karakteristik aditif nano MoS 2
Tabel 2.6 Karakteristik surfaktan SDS
Tabel 3.1 Penandaan sampel uji
Tabel 3.2 Formulasi pembuatan sampel M(Pelumas SAE 10W-30)
Tabel 3.3 Formulasi pembuatan sampel M-0,1(Pelumas SAE 10W-30
+ 0,1% MoS 2 + 0,2% SDS)
Tabel 4.1 Hasil pengujian Hasil pengujian viskositas dan CCS sampel
M(Pelumas SAE 10W-30)
Tabel 4.2 Hasil pengujian four-ballscar diameter, viscosity, CCS, dan
korosi bilah tembaga pada sampel M dan M-0,1
Tabel 4.3 Hasil pengujian HFRR
8
21
32
32
32
32
34
35
36
44
45
48
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar2.1Jenis mode keausan
Gambar 3.1 Mesin Uji Four-Ball Merk Stanhope Seta
Gambar 3.2 Mesin uji (kiri) dan diagram skematis mesin uji HFRR
Gambar 3.3 Diagram alir sampel M
Gambar 3.4 Diagram alir sampel M-0,1
Gambar 4.1 Diagram batang hasil uji four-ball scar diameter
penentuan konsentrasi optimum MoS 2 dan SDS
Gambar 4.2 Diagram batang perbaikan scar diameter penentuan
konsentrasi optimum nano aditif MoS 2 dan surfaktan SDS
Gambar 4.3 Diagram batang hasil uji scar diameter
Gambar 4.4 Diagram batang perubahan scar diameter
Gambar 4.5 Diagram batang hasil pengujian wear scar uji HFRR
Gambar 4.6 Diagram batang hasil pengujian koefisien friksi uji HFRR
Gambar 4.7 Diagram batang hasil pengujian film uji HFRR
Gambar 4.8 Gabungan grafik pelapisan film uji HFRR
Gambar 4.9 Gabungan grafik koefisien gesekan uji HFRR
Halaman
38
50
51
52
53
54
56
60
60
61
61
62
63
64
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Gambar Penelitian
LAMPIRAN 2ASTM D 4172
LAMPIRAN 3 ASTM D 6079
LAMPIRAN 4Nota Dinas telah selesai melakukan penelitian di LEMIGAS
LAMPIRAN 5 Profil uji HFRR sampel H60-0,1
LAMPIRAN 6 Profil uji HFRR sampel H95-0,1
LAMPIRAN 7 Profil uji HFRR sampel Y8-0,1
LAMPIRAN 8 Profil uji HFRR sampel M
LAMPIRAN 9 Profil uji HFRR sampel M-0,1
LAMPIRAN 10 Prosedur pemakaian alat HFRR
Universitas Sumatera Utara
PELUMAS SAE 10W-30 DENGAN PENAMBAHAN NANO
ADITIF MoS 2 SEBAGAI PEMODIFIKASI GESEKAN
SKRIPSI
UKRIS SARAGIH
120801083
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERAUTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
KARAKTERISASI SIFAT PERLINDUNGAN KEAUSAN PELUMAS SAE
10W-30 DENGAN PENAMBAHAN NANO ADITIF MoS 2 SEBAGAI
PEMODIFIKASI GESEKAN
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
UKRIS SARAGIH
120801083
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERAUTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nim
Program Studi
Departemen
Fakultas
:Karakterisasi Sifat Perlindungan KeausanPelumasSAE 10W30denganPenambahan
Nano
AditifMoS 2 SebagaiPemodifikasiGesekan
:Skripsi
:Ukris Saragih
:120801083
:Sarjana (S1)
:Fisika
:Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA)
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Oktober 2016
Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
M. Hanifuddin, S.T, M.T
Dr. Susilawati, S.Si, M.Si
NIP. 197801032006041001
NIP. 197412072000122001
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 1955103019800331003
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
KARAKTERISASI SIFAT PERLINDUNGAN KEAUSAN PELUMAS
SAE10W-30 DENGAN PENAMBAHAN NANOADITIF MoS 2 SEBAGAI
PEMODIFIKASI GESEKAN
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Oktober 2016
UKRIS SARAGIH
120801083
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji syukur saya panjatkan kepada Allah Bapa maha kuasa atas segala waktu dan
kesempatan yang saya terima sehinga skripsi ini dapat terselesaikan.Penulisan
skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Sains Departemen Fisika pada Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan
Alam
Universitas
Sumatera
Utara.Saya
sangat
menyadari
terselesaikanya skripsi ini berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari
masa perkuliahan sampai penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu saya
mengucapkan terimakasih kepada:
1. Horas Mendi Saragih dan Sinur Ropinta Sitohang atas segala cinta dan
dukungan yang luar biasa kepada saya anaknya.
2. M. Hanifuddin S.T., M.T. selaku dosen pembimbing di PPPTMGB
“LEMIGAS” yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk
membimbing saya selama masa riset;
3. Dr. susilawati, M. Si. selaku dosen pembimbing yang dengan sabar
membimbing saya selama penulisan skripsi ini, merupakan suatu kehormatan
bagi saya dapat menjadi mahasiswa bimbingan kedua beliau.
4. Prof. Dr. Zuriah Sitorus, M. S. selaku dosen penguji 1, Dr. Diana Alemin
Barus, M. Sc. selaku dosen penguji 2, Awan Maghfirah, M. Si. selaku dosen
penguji 3, yang telah sabar memberikan bimbingan dan masukan selama masa
penulisan skripsi;
5. Junedi Ginting, M. Si. selaku dosen pembimbing akademis selama saya
menjadi mahasiswa Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara;
6. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara;
7. Drs.Syahrul Humaidi, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara;
8. Seluruh staf akademik dan non akademik Departemen Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara;
Universitas Sumatera Utara
9. Setyo Widodo, S.T., M.T., selaku Kepala Peneliti Kelompok Pelumas
PPPTMGB “LEMIGAS” yang telah memberi kesempatan dan segala bantuan
untuk melakukan penelitian di laboratorium pelumas;
10. Bapak Albert Mantong. Bc.M., bang Andri Ari Wibowo, bang Gustri, bang
Rizkia Malik, bang Maje, bang Supriyanto, bang Hendra, kak Cae dan kak
Erna yang dengan sabar meluangkan waktu untuk membimbing saya selama
masa penelitian.
11. Kel. Martin Tarigan, Kel. Esen Hower Sinaga dan ketiga saudari saya Henni
Saragih, Sari Saragih, Hanna Saragih yang memberikan dukungan moril dan
materil terselesaikanya skripsi ini.
12. Teman-teman mahasiswaDepartemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam angkatan 2012 yang turut membantu terselesaikannya
skripsi ini secara khusus kepada Youngky P Gultom yang membantu saya
dengan sabar selama penelitian.
13. Teman UJC Christof, Lae Alberth, JekriSur, Yusni Arbi, Khainy, Roi Tupang,
Jan Rissan, Eston Situmorang, Irwando manurungdan teman ILS pusat.
Tak ada gading yang tak retak, begitu pepatah yang tepat untuk
menggambarkan isi skripsi ini.Semoga skripsi inibermanfaat bagi pengembangan
ilmu fisika material.
Medan,Oktober 2016
Penulis
Universitas Sumatera Utara
KARAKTERISASI SIFAT PERLINDUNGAN KEAUSAN PELUMAS SAE
10W-30 DENGAN PENAMBAHAN NANO ADITIF MoS 2 SEBAGAI
PEMODIFIKASI GESEKAN
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian karakterisasi minyak pelumas SAE 10W-30 dengan
penambahan nano aditifMolibdenum Disulfida (MoS2 )sebagai pemodifikasi
gesekan. Penelitian ini menggunakan surfaktan sodium dodesil sulfat (SDS) untuk
mencegah terjadinya endapan atau aglomerasi partikel MoS 2 ketika mesin
dingin.Konsentrasi optimum MoS 2 0,1% berat dan SDS 0,2% berat, didapatkan
dari memvariasikan konsentrasi sebanyak 12 variasi. Pengujian menggunakan 2
instrumen uji yaitu four-ball scar diameter dan HFRR(High-Frequency
Reciprocating Rig).Hasil pengujianfour-ball scar diametertanpa nano aditif
sebesar 0,31 mm dan dengannano aditif sebesar 0,26 mm, atau 16% memperkecil
scar diameter. Hasil uji HFRRwearscartanpanano aditif sebesar 167,5 µm dan
dengannano aditifsebesar 96 µm, atau 42,7% memperkecil wear scar. Sedangkan
hasil uji HFRR frictiontanpa nano aditif sebesar 0,124 dan dengannano
aditifsebesar 0,122 atau 1,61% menurunkan koefisiengesekan.
Kata kunci :
SAE 10W-30, nano aditif, surfaktan, molybdenum disulfide,
sodium dodesil sulfat,four-ball scar diameter, HFRR(HighFrequency Reciprocating Rig).
Universitas Sumatera Utara
CHARACTERIZATION WEAR PROTECTION of LUBRICATINGOIL
SAE 10W-30 with NANOPARTICLE ADDITIVE MoS 2 as FRICTION
MODIFIER
ABSTRACT
Had been done research of characterization wear protection of lubricating oil
SAE 10W-30 with nanoparticle additive Molybdenum disulfide (MoS 2 ) as friction
modifier. The research used surfactant sodium dodesil sulfate (SDS) to prevent
sedimentation or agglomeration nanoparticle MoS 2 when the engine is cold. The
most optimal composition of nano additive MoS 2 0.1%weight andSDS 0.2
%weight (wt%), obtained with varying the samples with 12 diffrent samples
composition. The test used with 2 instruments test, fourball scar diameter and
HFRR(High-Frequency Reciprocating Rig). The results of Fourball scar diameter
test: without nano additive 0.31 mm and with nano additives 0.26 mm, or 16%
increase protection scar diameter. The results of HFRR(High-Frequency
Reciprocating Rig) wear scar test: without nano additive 167.5 µm and with nano
additives 96 µm, or 42.7% reduce the value of wear scar. The results of HFRR
friction test: without nano additive 0.124 andwith nano additives MoS 2 0.122, or
1.61% reduce the value of friction.
Keywords: SAE 10W-30, nano additives, molybdenum disulfide (MoS 2 ), sodium
dodesil sulfate (SDS), Four-Ball, HFRR.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
iv
v
vii
ix
x
xi
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Sistematika Penulisan
1
1
3
3
3
4
4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Lumas
2.1.1 Minyak Lumas Dasar
2.1.2 Aditif Minyak Lumas
2.1.3 Fungsi Minyak Lumas
2.1.4 Karakteristik Fisika Kimia Minyak Lumas
2.1.4.1 Viskositas
2.1.4.2 Warna
2.1.4.3 Titik Nyala
2.1.4.4 Titik Tuang
2.1.4.5 Harga netralisasi
2.1.4.6 Kestabilan Terhadap Oksidasi
2.1.4.7 Kestabilan Terhadap Temperatur
2.1.4.8 Kandungan Abu Sulfat
2.1.4.9 Kandungan Logam Ca, Mg, Zn dan P
2.1.4.10 Sifat Pembusaan atau Tendensi/Stabilitas
2.1.4.11 Sifat Pembusaan Suhu Tinggi
2.1.4.12 Sifat Penguapan (volatilitas)
2.1.4.13 Stabilitas Shear
2.1.5 Unjuk Kerja Minyak Lumas
2.1.6 API Service
2.1.7 Tribologi
2.1.7.1 Gesekan
2.1.7.2 Pelumasan
5
5
6
8
17
19
19
21
22
22
23
23
24
24
24
25
25
25
26
26
26
27
27
28
Universitas Sumatera Utara
2.1.7.3 Keausan (wear)
2.2 Karakteristik Bahan
30
32
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
3.2.2 Bahan
3.3 Penandaan Sampel Uji
3.4 Proses Formulasi
3.5 Pengujian
3.5.1 Uji Four-Ball
3.5.2 Uji HFRR
3.6 Diagram Alir
3.6.1 Diagram Alir Sampel M
3.6.2 Diagram Alir Sampel M-0,1
33
33
33
33
34
33
35
36
36
38
40
40
41
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik perlindungan keausan dari uji four-ball
4.2 Karakteristik koefisien gesek dari uji HFRR
42
42
47
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
51
51
51
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Ringkasan jenis kategori base oil
Tabel 2.2 SAE J300 Jan 2015
Tabel 2.3Karakteristik Viskositas pada 100o C Base Oil
Tabel 2.4 Karakteristik Viskositas pada 100o C Aditif
Tabel 2.5 Karakteristik aditif nano MoS 2
Tabel 2.6 Karakteristik surfaktan SDS
Tabel 3.1 Penandaan sampel uji
Tabel 3.2 Formulasi pembuatan sampel M(Pelumas SAE 10W-30)
Tabel 3.3 Formulasi pembuatan sampel M-0,1(Pelumas SAE 10W-30
+ 0,1% MoS 2 + 0,2% SDS)
Tabel 4.1 Hasil pengujian Hasil pengujian viskositas dan CCS sampel
M(Pelumas SAE 10W-30)
Tabel 4.2 Hasil pengujian four-ballscar diameter, viscosity, CCS, dan
korosi bilah tembaga pada sampel M dan M-0,1
Tabel 4.3 Hasil pengujian HFRR
8
21
32
32
32
32
34
35
36
44
45
48
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar2.1Jenis mode keausan
Gambar 3.1 Mesin Uji Four-Ball Merk Stanhope Seta
Gambar 3.2 Mesin uji (kiri) dan diagram skematis mesin uji HFRR
Gambar 3.3 Diagram alir sampel M
Gambar 3.4 Diagram alir sampel M-0,1
Gambar 4.1 Diagram batang hasil uji four-ball scar diameter
penentuan konsentrasi optimum MoS 2 dan SDS
Gambar 4.2 Diagram batang perbaikan scar diameter penentuan
konsentrasi optimum nano aditif MoS 2 dan surfaktan SDS
Gambar 4.3 Diagram batang hasil uji scar diameter
Gambar 4.4 Diagram batang perubahan scar diameter
Gambar 4.5 Diagram batang hasil pengujian wear scar uji HFRR
Gambar 4.6 Diagram batang hasil pengujian koefisien friksi uji HFRR
Gambar 4.7 Diagram batang hasil pengujian film uji HFRR
Gambar 4.8 Gabungan grafik pelapisan film uji HFRR
Gambar 4.9 Gabungan grafik koefisien gesekan uji HFRR
Halaman
38
50
51
52
53
54
56
60
60
61
61
62
63
64
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 Gambar Penelitian
LAMPIRAN 2ASTM D 4172
LAMPIRAN 3 ASTM D 6079
LAMPIRAN 4Nota Dinas telah selesai melakukan penelitian di LEMIGAS
LAMPIRAN 5 Profil uji HFRR sampel H60-0,1
LAMPIRAN 6 Profil uji HFRR sampel H95-0,1
LAMPIRAN 7 Profil uji HFRR sampel Y8-0,1
LAMPIRAN 8 Profil uji HFRR sampel M
LAMPIRAN 9 Profil uji HFRR sampel M-0,1
LAMPIRAN 10 Prosedur pemakaian alat HFRR
Universitas Sumatera Utara