SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT POLIMER DENGAN KOMPOSISI POLIPROPILEN BEKAS, ASPAL, SERAT PINANG, DAN PASIR HITAM SKRIPSI

SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT POLIMER DENGAN KOMPOSISI POLIPROPILEN BEKAS, ASPAL, SERAT PINANG, DAN PASIR HITAM SKRIPSI HERDIANA BR PURBA 090801008 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT POLIMER DENGAN KOMPOSISI POLIPROPILEN BEKAS, ASPAL, SERAT PINANG, DAN PASIR HITAM SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains HERDIANA BR PURBA 090801008 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

PERSETUJUAN

Judul : SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT

POLIMER DENGAN KOMPOSISI POLIPROPILEN BEKAS, ASPAL, SERAT PINANG DAN PASIR HITAM

Kategori : SKRIPSI Nama : HERDIANA BR PURBA Nomor Induk Siswa : 090801008 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, April 2014

Komisi Pembimbing : Pembimbing I Pembimbing II (Drs.Aditia Warman, M.Si ) (Tua Raja Simbolon,S.Si,M.Si) NIP. 195705031983031003 NIP. 194704141974121001

Diketahui/ disetujui oleh :

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua

(Dr. Marhaposan Situmorang) NIP.195510301980031003

PERNYATAAN

SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT POLIMER DENGAN

KOMPOSISI POLIPROPILEN BEKAS, ASPAL, SERAT PINANG DAN

PASIR HITAM

SKRIPSI

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

Medan, 26 Agustus 2014 HERDIANA BR PURBA 090801008

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 “Sifat Fisis dan Mekanik Komposit Polimer Dengan Komposisi Polipropilen Bekas, Aspal, Serat Pinang dan Pasir Hitam

” 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 doa yang tulus. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih sebesar- besarnya kepada :

1. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si 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 Anwar Dharma Sembiring, Dr, MS 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.Sc 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.

8. Ucapan terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada Almarhum Bapak saya tersayang Asman Sebastian Purba Tambak Mama saya tercinta Hermina br Situmorang, dan kakak saya (Marlina br Purba Tambak) dan adik-adik saya (Morina br Purba Tambak), (Marasi Tua Purba Tambak), dan (Jhon Riky Marben Purba Tambak) serta keluarga yang telah memberikan dorongan baik moril maupun materi selama penulis kuliah sampai penyelesaian skripsi ini.

9. Teman - teman stambuk 2009 : Harti, Agus Siahaan, Agus Ningsi, Jeni, Helen, Valen, Stevani, Fitri, Vila, Ade, Zannah, Istas, Andico, Zay, Nael, Enra, Soni, Timbul, Eldo, Yosua, Andrian, Silvi, Rieni, Masria, Resdina, Emy, Ferdi, Novi, Calm, Poltak, Weny, Monora.

10. Adik – Adik stambuk 2010/2011/2012 : Usy, Faisal, Jefri Nababan, Wahyu, William, Ivan, Fransisco, Dodi, Lagito, dkk 11. Teman – Teman kos gg.senina : Masrina Siagian, Bg Evan Barus, Feby

Naibaho, Kak Rida, Ima, Boy, Ture, Johanis, Andrew, Samuel, dan Judika, dkk

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, (HERDIANA BR PURBA) NIM : 090801008 SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT POLIMER DENGAN

KOMPOSISI POLIPROPILEN BEKAS, ASPAL, SERAT PINANG

DAN PASIR HITAM

ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang Sifat Fisis dan Mekanik Komposit Polimer Dengan Komposisi Polipropilen Bekas, Aspal, Serat Pinang dan Pasir Hitam. Bahan yang digunakan adalah aspal 10%, PP 10% dan variasi komposisi pasir dan SSP yang dibuat adalah (80:0), (79:1), (78:2), dan (77:3). Untuk mengetahui karakterisasi genteng komposit polimer ini dilakukan pengujian terhadap sifat fisis, dan mekanik. Hasil pengujian nilai kerapatan maksimum ada pada sampel

tanpa serat atau sampel 1 (80:0) sebesar 2,49 g/cm sementara standar genteng

komposit polimer komersil sebesar 1,5 g/cm . Hasil pengujian daya serap air minimum ada pada sampel tanpa serat atau sampel 1 (80:0) sebesar 4%. Hasil pengujian porositas minimum ada pada sampel 1 (80:0) sebesar 14,4%. Pada pengujian mekanik yang meliputi uji lentur dan impak maksimum berada pada

sampel 3 komposisi (78:2) sebesar 2,227 MPa dan 2408,1 J/m . Dari hasil uji keseluruhan (5 pengujian) pengujian sampel 3 (78:2) merupakan hasil maksimum, Penggunaan Serat Sabut Pinang pada penelitian ini sebagai bahan pengisi genteng komposit polimer belum optimal penggunaanya.

Kata Kunci : Genteng Komposit polimer, Serat Sabut Pinang, Polipropilen, Sifat

Fisis, dan Sifat Mekanik

PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF POLYMER

COMPOSITE UTILIZED MIXTURE POLYPROPYLENE RESIN,

ASPHALT, NUT FIBER AND BLACK SAND

ABSTRACT

The research on the Physical and Mechanical Properties of Polymer Composite Utilized Mixture Polypropilene Resin, Asphalt, Nut Fiber and Black Sand. Asphalt

material used is 10%, 10% PP and compositional variations of blacksand and SSP

are (80:0), (79:1), (78:2), and (77:3). To find out the characterization of polymer composite tile, the physical, and mechanical testing are done. The result of maximum density value is found in the sample without fibers or sample one (80:0) by 2,49

3 g/cm , while the standard commercial polymer composite tile is 1.5 g/cm . The result of minimum water absorption is found in the sample without fibers or sample one (80:0) by 4%. The result of minimum porosity is found in the sample without fibers or sample one (80:0) by 14,4%. In the mechanical testing that includes testing the maximum flexural strength and impact is on the composition of the sample 3 (78:2) ₂ by 2,227 MPa and 2408,1 J/m (these results are not attached to the commercial tile).

From the overall test results (5 tests), testing sample 3 (78:2) has a maximum value, The use of nut fiber in this study as a polymer filler composite tile has not been optimal use.

Keywords : Polymer composite tile, nut fiber, Polypropylene, Physical properties, and Mechanical properties.

DAFTAR ISI

Halaman Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Abstract v

Daftar Isi vi

Daftar Tabel vii

Daftar Gambar viii

Daftar Lampiran ix

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

5 Bab 2. Tinjauan Pustaka

2.1 Polimer

2.2 Komposit

2.2.1 Klasifikasi Komposit

2.2.2 Pembebanan

2.2.3 Daya Serap Air (Water Absorbtion)

2.3 Genteng

2.3.1 Atap Sirap

2.3.2 Atap Genteng Tanah Liat Tradisional

2.3.3 Atap Genteng Keramik

2.3.4 Atap Genteng Beton

2.3.5 Atap Seng

2.3.6 Atap Dak Beton

2.3.7 Atap Genteng Metal

2.4 Aspal

2.4.1 Sumber Aspal

2.4.2 Kandungan Aspal

2.4.3 Jenis-Jenis Aspal

2.5 Polipropilena

2.5.1 Sifat-Sifat Polipropilena

2.5.2 Mampu Cetak

2.5.3 Penggunaan Polipropilena

2.6 Pinang

2.7 Pasir Hitam

2.8 Pegujian Sampel

2.8.1 Uji Fisis

2.8.1.1 Densitas

2.8.1.2 Porositas

2.8.1.3 Pengujian Daya Serap Air

2.8.2 Uji Mekanik

2.8.2.1 Uji Lentur

2.8.2.2 Uji Impak

25 Bab 3. Metodologi Penelitian

3.1 Peralatan dan Bahan

3.1.1 Peralatan

3.1.2 Bahan

3.2 Prosedur Penelitian

3.2.1 Perlakuan pada Serat Pinang

3.2.2 Perlakuan pada Polipropilen

3.2.3 Perlakuan Terhadap Pasir

3.2.4 Pembuatan

3.2.4.1 Pembuatan Genteng Polimer

3.4 Tempat dan Waktu Penelitian

3.5 Diagram Alir Penelitian

30 Bab 4. Hasil dan Pembahasan

4.1 Sifat-Sifat Fisis Genteng Komposit Polimer

4.1.1 Hasil Pengujian Densitas

4.1.2 Hasil Pengujian Porositas

4.1.3 Hasil Pengujian Daya Serap Air

4.2 Sifat Mekanik Genteng Komposit Polimer

4.2.1 Kekuatan Impak

4.2.2 Kekuatan Lentur

38 Bab 5. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

5.2 Saran

41 Daftar Pustaka

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman Tabel

3.1 Komposisi Bahan

4.1 Nilai Densitas Genteng Komposit Polimer

4.2 Nilai Porositas Genteng Komposit Polimer

4.3 Nilai DSA Genteng Komposit Polimer

4.4 Nilai Kuat Impak Genteng Komposit Polimer

4.5 Nilai Kuat Lentur Genteng Komposit Polimer

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman Gambar

4.1 Grafik Hubungan Densitas Dengan dan Tanpa Serat 32 Pinang

4.2 Grafik Hubungan Porositas Dengan dan Tanpa Serat 34 Pinang

4.3 Grafik Hubungan Daya Serap Air Dengan dan Tanpa 35 Serat Pinang

4.4 Grafik Hubungan Kuat Impak Dengan dan Tanpa 37 Serat Pinang

4.5 Grafik Hubungan Kuat Lentur Dengan dan Tanpa 39 Serat Pinang

SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT POLIMER DENGAN KOMPOSISI POLIPROPILEN BEKAS, ASPAL, SERAT PINANG, DAN PASIR HITAM SKRIPSI