Pembuatan Dan Karakterisasi Komposit Serat Kulit Jagung Dengan Matriks Epoksi

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI SKRIPSI ELDO JONES SURBAKTI 090801026

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI SKRIPSI

  Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

ELDO JONES SURBAKTI 090801026 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

  PERSETUJUAN

  Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI

KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI

  Kategori : SKRIPSI Nama : ELDO JONES SURBAKTI Nomor Induk Mahasiswa : 090801026 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  Diluluskan di Medan, 24 September 2013

  Komisi Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Dr . Perdinan Sinuhaji, MS Tua Raja Simbolon, S.Si,M.Si NIP. 195903101987031002 NIP. 197211152000121001

  Diketahui/disetujui oleh: Departemen Fisika FMIPA USU

  Ketua Dr. Marhaposan Situmorang

  NIP: 195510301980031003 i ii

  

PERNYATAAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT

SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI

SKRIPSI

  Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, 24 September 2013 ELDO JONES SURBAKTI 090801026

  PENGHARGAAN

  Penulis memanjatkan puji dan syukur atas berkat Allah di dalam nama Tuhan Yesus Kristus yang senantiasa melimpahkan Rahmat dan kasih KaruniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

  Skripsi ini dengan judul “ Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Serat Kulit Jagung dengan Matrik Epoksi

  ” guna melengkapi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Fisika pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

  Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik dalam bentuk materi, ide, dorongan semangat serta do’a yang tulus. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih sebesar- besarnya kepada :

  1. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS, sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, tenaga, dan saran

• – saran untuk membimbing penulis menyelesaikan skripsi ini.

  2. Bapak Tua Raja Simbolon, S.Si,M.Si sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan dan saran kepada penulis untuk menyempurnakan skripsi ini.

  3. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc sebagai dosen wali yang telah memberikan arahan dan saran kepada penulis.

  4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA USU.

  5. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M. Si, sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA USU.

  6. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

  7. Seluruh Bapak / Ibu staff pengajar Fisika USU serta para pegawai administrasi. iii iv 8. Ucapan terimakasih khusus penulis sampaikan kepada yang terhormat dan tercinta: Ayahanda Bapak Alm J. Surbakti dan Ibunda E. Br Ginting terimaksih atas jerih payahmu yang telah membesarkan & membimbing ananda sampai saat ini dan buat yang ku sayangi kakak saya ( Esni Br Surbakti/Denianta Pinem, Elvira Br Surbakti, Evi Yanti Br Surbakti/Reyman Tarigan) yang telah memberikan dorongan baik moril maupun materi selama penulis kuliah sampai penyelesaian skripsi ini.

  9. Teman- teman stambuk 2009 : agus, gusning, sony, sabam, esra, masria, timbul, poltak, villa, fitri harahap, monora, wenny, resdina, Septiana, josua, andrean, herdiana, nael, ade, kalam, henra, sukria, jannah, zai, istas, andico, silvi, valen, ferdy, emi, jenni, helen, stevani atas kebersamaannya dan terkhususnya kepada sahabat terbaik penulis yaitu Rieni Kalesta Sitanggang dan Suhartina Malau yang selalu memberi semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

10. Teman Guru KAKR KM8: Andi Mazmur Sinuhaji, Benda Berema

  Sinuhaji, Sarah Br Ketaren, Jenita Br Bangun, David Noferda Sembiring, Bermanta Ginting, Roy Cardo Sembiring, Eka Br Perangin-angin, Okta Br Surbakti. Dan Teman-teman Sepelayan Permata Golgotha GBKP KM8.

  Yang sudah menndukung dalam Doa kepada penulis selama penyelesaian skripsi ini.

  Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan ilmu yang dimiliki penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran- saran dari pembaca untuk menyempurnakan skripsi ini. Kiranya Skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

  Penulis. v

  

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT

JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI

ABSTRAK

  Pembuatan dan karakterisasi komposit serat kulit jagung dengan matriks epoksi dengan metode Chopped Strand Mat telah dilakukan dengan komposisi serat : 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% telah dilakukan dengan baik. Adapun sifat fisis dan

  3

  3

  sifat mekanik komposit yang diperoleh adalah Densitas 1,07g/cm - 1,25g/cm , daya serap air 0,75 % - 3,55 %, kadar air 0,90% - 4,33 %, kuat tarik 7,73 MPa -

  2

  2 10,02 MPa, kuat lentur 28,62 MPa - 55,62 MPa, kuat impak 3 kJ/m - 18,6 kJ/m .

  Hasil penelitian menunjukkan sifat fisis dan sifat mekanik adalah hampir sama dengan Standart JIS A 5905:2003. Dimana merupakan material yang digunakan sebagai bumper mobil. Kata Kunci : epoksi, komposit, serat kulit jagung , sifat fisis, sifat mekanik. vi PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF FIBER COMPOSITES MATRIX SKIN WITH CORN EPOXY

  ABSTRACT

  Preparation and characterization of corn husk fiber composites with epoxy matrix by the method of Chopped Strand Mat the fiber composition: 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% have done well. The physical properties and mechanical properties of composites were obtained as density of 1.07 g/cm3 - 1.25 g/cm3, water absorption 0.75% - 3.55%, water content 0.90% - 4.33%, tensile strength 7.73 MPa - 10.02 MPa, 28.62 MPa flexural strength - 55.62 MPa, 3 kJ/m2 strong impact - 18.6 kJ/m2. The results showed physical properties and mechanical properties are almost the same as the Standard JIS A 5905:2003. It means the material used on this reseand can be applied to outomotive car such as bumper.

  Keywords: epoxy, composites, corn husk fibers, physical properties, mechanical properties. . vii

DAFTAR ISI

  Halaman Persetujuan i

  Pernyataan ii

  Perhargaan iii

  Abstrak v

  Abstract vi

  Daftar isi vii

  Daftar Tabel ix

  Daftar Gambar x

  Daftar Grafik xi

  Daftar Lampiran xii

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1

  1 Latar Belakang

  1.2

  2 Rumusan Masalah

  1.3

  2 Batasan Masalah

  1.4

  2 Tujuan Penelitian

  1.5

  3 Manfaat

  1.6

  3 Sistematika Penulisan

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Komposit

  5

  2.1.1 Definisi Komposit

  5

  2.1.2 Klasifikasi bahan Komposit

  6

  2.1.3 Aplikasi Komposit

  9

  2.2. Polimer

  10

  2.3 Material Penguat

  11

  2.4 Serat

  12

  2.4.1 Serat Sebagai Penguat

  12

  2.4.2 Serat Alam

  13

  2.4.3 Serat Kulit jagung

  13

  2.5 Matriks

  16

  2.5.1 Resin Epoksi

  16

  2.6 Pengujian sifat fisis dan sifat mekanik

  19

  2.6.1 Pengujian sifat fisis

  19

  2.6.1.1 Densitas

  19

  2.6.1.2 Penyerapan Air

  20

  2.6.2 Pengujian sifat mekanik

  21

  2.6.2.1 Kuat Tarik

  21

  2.6.2.2 Kuat Impak

  22

  2.6.2.3 Kelenturan

  23 viii

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

  24

  3.2 Peralatan dan Bahan

  24

  3.2.1 Peralatan

  24

  3.2.2 Bahan-bahan

  25

  3.3 Prosedur Percobaan

  26

  3.3.1 Perlakuan pada Serat Kulit Jagung

  26

  3.3.2 Prosedur Pembuatan Komposit

  26

  3.4 Diagram Alir Penelitian

  28

  3.4.1 Penyiapan Serat Kulit Jagung

  28

  3.4.3 Pembuatan Komposit

  29 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1 Pengujian Sifat Fisis

  30

  4.1.1 Pengujian Densitas (Density)

  30

  4.1.2 Pengujian Daya Serap Air

  32

  4.1.3 Pengujian Kadar Air

  33

  4.2 Pengujian Sifat Mekanik

  35

  4.2.1 Pengujian Kuat Tarik (Tensile Strength Test )

  35

  4.2.2 Pengujian Kuat Lentur (Flexural Strength Test )

  36

  4.2.3 Pengujian Kuat Impak (Impact Strength Test )

  37 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan

  40

  5.2 Saran

  40 DAFTAR PUSTAKA

  41

  

DAFTAR TABEL

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Tarik KompositTabel 4.7 Hasil Sifat Fisis Dan Mekanik, SNI Dan JIS

  38 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Kuat Impak Komposit

  36 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Lentur Komposit

  35 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

  33 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

  Halaman

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kadar Air Komposit

  32 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE)

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air Komposit

  30 Serat Kulit Jagung-Epoksi (SKJE)

  19 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas Komposit

Tabel 2.1 Beberapa Sifat Resin Epoksi

  39 ix

  

DAFTAR GAMBAR

  Halaman

Gambar 2.1 Batang Jagung

  14 Gambar 2.2 Kulit Jagung Kering

  14 Gambar 2.3 Serat Kulit Jagung

  14 Gambar 2.4 Pengujian kuat tarik ( tensile strength test )

  21 Gambar 2.5 Pengujian Kuat Impak

  22 Gambar 2.6 Pengujian Kuat Lentur (flexural strength test)

  23 x

DAFTAR GRAFIK

  Halaman Grafik 4.1 Hubungan antara Densitas

  Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ

  31 Grafik 4.2 Hubungan antara Daya Serap Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ

  32 Grafik 4.3 Hubungan antara Kadar Air Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ

  34 Grafik 4.4 Hubungan antara Kekuatan Tarik Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ

  35 Grafik 4.5 Hubungan antara Kuat Lentur Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ

  37 Grafik 4.6 Hubungan antara Kuat Impak Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ

  38 xi