III.METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat Penelitian

Tempat penelitian ini dilakukan adalah:

1. Persiapan serat dan pembuatan komposit epoxy berpenguat serat ijuk di

lakukan di Laboratium Material Teknik, Universitas Lampung.

2. Pengujian Sifat Mekanik (Kekuatan Bending) komposit berpenguat serat

ijuk di Institut Teknologi Bandung (ITB), Bandung.

3. Pengamatan melalui Scanning Electron Microscope di Pusat Penelitaian

dan Pengembangan Geologi Kelautan, Bandung.

B. Bahan Yang Digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1. Serat ijuk sebagai bahan utama untuk pengujian bending serat.

2. Wax agar komposit tidak menempel pada cetakan.

3. Air digunakan untuk menghilangkan kotoran atau debu yang menempel

pada serat ijuk.

4. Tisu untuk membantu pengeringan serat ijuk.

38

5. Larutan alkali 5% NaOH, untuk menghilangkan lapisan menyerupai lilin

pada serat seperti lignin, hemiselulosa, dan kotoran lainnya.

6. Air aquades untuk membersihkan serat dari larutan alkali.

7. Resin epoxy, yang berfungsi sebagai matrik dalam komposit.

8. Hardener, yang berfungsi sebagai untuk mempercepat proses

pengerasan pada komposit.

C. Alat Yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

1. Timbangan digital AND tipe EK – 610i untuk menimbang serat ijuk.

Gambar 15. Timbangan digital.

2. Mesin bor

Gambar 16. Mesin bor.

39

3. Gergaji besi

Gambar 17. Gergaji tangan untuk memotong papan acrylic.

4. Inkubator

Gambar 18. Inkubator untuk proses curing komposit.

5. Mikrometer sekrup.

Gambar 19. Mikrometer sekrup untuk mengukur diameter serat ijuk.

6. Papan acrylic

Gambar 20. Papan acrylic 5mm untuk membuat cetakan spesimen.

40

7. Pompa Vakum VALUE tipe VE 113N

Gambar 21. Pompa Vakum.

8. tabung vakum

Gambar 22. Tabung vakum untuk mengatur kekuatan pengvakuman.

9. Lem korea

Gambar 23. Lem korea untuk menyatukan papan cetakan.

41

10. Gelas ukur

Gambar 24. Gelas ukur untuk menakar jumlah resin dan hardener 1:1.

11. Selang bening 3/16 “

Gambar 25. Selang untuk mengalirkan resin dan hardener.

12. Gelas pencampur

Gambar 26. Gelas untuk pencampuran resin dan hardener.

42

13. Batang pengaduk.

Gambar 27. Batang pengaduk untuk mencampur resin dan hardener.

14. Lilin malam.

Gambar 28. Lilin malam

15. Scanning Electron Microscope (SEM) JEOL JSM-6360LA.

Gambar 29. Alat uji SEM di PPPGL Bandung

43

16. Alat uji Bending untuk menguji sifat mekanik komposit berpenguat serat

ijuk.

Gambar 30. Alat uji bending di ITB Bandung

17. Tungku pemanas untuk mengeringkan serat ijuk.

Gambar 31. Tungku pemanas untuk menghilangkan kadar air serat ijuk.

18. Alat bantu lain yang digunakan cutter, gunting, spidol, penggaris, palu,

pahat dan penjepit kertas.

D. Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahapan proses, yaitu:

1. Survey Lapangan dan Study Literature

Pada penelitian ini, proses yang dilakukan adalah dengan mengumpulkan

data awal sebagai study literature. Study literature bertujuan untuk

44

mengenal masalah yang dihadapi, serta untuk menyusun rencana kerja

yang akan dilakukan. Pada study awal dilakukan langkah-langkah seperti

survey lapangan yang berhubungan dengan penelitian yang ingin

dilakukan serta mengambil data-data penelitian yang sudah ada sebagai

pembanding terhadap hasil pengujian yang akan dianalisa.

2. Persiapan Serat Ijuk

Serat yang digunakan pada penelitian ini adalah serat Ijuk. Langkah-

langkah dalam persiapan serat ijuk ini adalah :

a. Memilih serat ijuk yang akan dipergunakan, yaitu dengan diameter 0,25

– 0,35 mm.

b. Serat ijuk dibersihkan dengan sisir kawat kemudian serat dibersihkan

dengan cara direndam dengan air bersih dan disisir. Kemudian serat

direndam lagi dalam larutan alkali 5% NaOH selama 2 jam.

Gambar 32. Perendaman serat ijuk menggunakan larutan NaOH 5%

c. Serat dibersihkan dari larutan alkali dengan air aquades.Serat ijuk

dipanaskan di oven atau tungku pemanas dengan temperature 800

Celsius selama 15 menit sebelum diuji.

45

Gambar 33. Proses pengovenan serat ijuk.

d. Serat ijuk dipotong menjadi 2 variasi (100 mm dan 130 mm)

Gambar 34. Memotong serat ijuk dengan panjang 100 mm dan 130 mm

3. Mempersiapkan resin Epoxy.

Gambar 35. Resin dan hardener dengan perbandingan 1:1

.

4. Mempersiapkan cetakkan papan komposit berukuran 130 mm x 100 mm x

10 mm (bagian dalam)

Gambar 36. Cetakan dari papan acrylic.

46

5. Pelumuran wax yang berfungsi sebagai lapisan pelapis pada alat pencetak

agar papan komposit yang dibentuk tidak lengket pada alat pencetak.

6. Aseton untuk membersihkan alat pencetak.

7. Pembuatan komposit serat ijuk

a. Alat pencetak dibersihkan dengan kuas yang telah dibasahi aseton.

b. Wax dioleskan pada permukaan alat pencetak agar papan komposit

yang dicetak tidak melekat pada cetakan.

c. Menyiapkan serat ijuk pada cetakan dengan perbandingan fraksi massa

10% serat ijuk berbanding 90% resin dan 15% serat ijuk berbanding

85% resin pada susunan orientasi 0° - 90°.

d. Mentup cetakkan yang telah diisi oleh serat ijuk. Tutup cetakan terbuat

dari papan acrylic dengan tebal 8 mm dan melubangi tutup cetakan

sebanyak 5 buah dan memasang selang pada lubang tersebut untuk

menyalurkan campuran resin dengan hardener kedalam cetakan.

Gambar 37. Tutup cetakan yang telah dihubungkan dengan selang.

e. Menyiapkan gelas ukur yang diberi tutup dan dilapisi oleh lilin malam

agar tidak ada udara (kondisi vakum) untuk tempat pencampuran resin

dan hardener .

47

f. Melubangi tutup gelas pencampur sebanyak lima buah. Empat lubang

disambungkan dengan empat buah selang, selang yang pertama

dimasukkan kedalam hardener, selang kedua dimasukkan kedalam

resin dan selang ketiga disalurkan menuju tabung vakum, lubang

keempat disalurkan ke papan komposit serta lubang yang kelima untuk

batang pengaduk antara resin dan hardener.

.

Gambar 38. Tutup gelas pencampur yang dihubungkan dengan selang.

g. Menyambungkan selang tabung vakum menuju pompa vakum

Gambar 39. Menyambungkan selang tabung vakum menuju pompa

vakum.

h. Menyambungkan saklar pompa vakum ke arus listrik.

i. Memasukkan selang pertama kedalam hardener lalu hisap

menggunakan pompa vakum sampai indikator 100 ml pada gelas ukur.

Selang lubang kedua dan ketiga dijepit menggunakan penjepit kertas.

48

Gambar 40. Hardener 100 ml pada gelas pencampur, selang kedua dan

ketiga dijepit.

j. Memasukkan selang kedua kedalam resin lalu hisap menggunakan

pompa vakum sampai indikator 200 ml pada gelas ukur.

k. Mengaduk campuran antara resin dan hardener sampai merata

menggunakan batang pengaduk.

l. Menghubungkan selang ketiga (selang campuran resin dan hardener)

pada gelas pencampur ke papan cetakkan dan menjepit selang tersebut.

m. Menyalakan pompa vakum dengan keadaan selang masuk dari wadah

gelas ukur campuran resin dengan hardener tertutup (dijepit), sehingga

plastik polyethylene menekan cetakkan dan memastikan tidak ada

kebocoran udara pada sistem cetakkan (bila terdapat kebocoran, dapat

menggunakan lilin malam untuk menutupinya). Lalu mentup katup

pada tabung vakum sehingga tekanan pada sistem cetakan tertahan pada

tekanan 20 psi dan matikan mesin pompa vakum.

Gambar 41. Tekanan konstan 20 Psi pada tabung vakum.

49

n. Membuka jepitan yang menutup selang dari wadah gelas ukur

campuran resin dengan hardener, sehingga cairan epoxy mengalir

memasukki cetakkan dan membasahi serat sampai cetakkan dipenuhi

dengan cairan epoxy.

Gambar 42. Proses pengaliran campuran resin kedalam cetakkan.

o. Mempertahankan tekanan pompa vakum sebesar 20 psi, jika kurang

dari 20 psi pompa vakum dinyalakan lagi.

p. Ketika cetakkan sudah penuh terisi oleh epoxy, maka cairan epoxy yang

berlebih akan mengalir melalui saluran keluar yang menuju tabung

vakum dan biarkan selam 5 menit agar epoxy benar-benar memenuhi

seluruh kapasitas cetakkan.

q. Menutup saluran masuk dan saluran keluar dengan cara menjepit lalu

melepaskannya dari tabung vakum dan wadah campuran epoxy.

r. Memasukkan campuran antara serat ijuk dengan epoxy (komposit) ke

dalam inkubator dengan panas ± 80º C sampai komposit menjadi keras

(selama ± 15 menit)

s. Mengeluarkan komposit dari inkubator dan biarkan sampai suhunya

turun.

50

L = 120mm

B = 15mm

W = 6mm

t. Lepas semua sistem cetakan, dan buka cetakan menggunakan alat bantu

seperti cutter, palu kecil dan alat bantu lainnya. (Savetlana, Shirley dkk.

2013)

8. Pembuatan spesimen uji

a. Memotong spesimen sebanyak 5 buah sesuai dengan ukuran standar

ASTM D 790-03.

Gambar 43. Jarak potong komposit sesuai standart ASTM D790-03

b. Mengamplas spesimen menggunakan mesin grinding dengan kecepatan

putar 200 rpm dan tingkat kekasaran amplas yang bervariasi (60, 400,

1000 dan 2000)

c. Setelah tahap pengamplasan selesai, maka didapatlah bentuk spesimen

sesuai standar ASTM D 790-03

Gambar 44. Ukuran spesimen uji Bending

51

d. Tahap finishing selesai semua specimen di beri label untuk

membedakan.

Gambar 45. Spesimen uji bending yang telah diberi label.

9. Sifat mekanik

Pengujian serat ijuk dilakiakan dalam beberapa tahapan, yaitu:

a. Uji Bending

Pengujian kekuatan bending material komposit serat ijuk bertujuan

untuk mengetahui kelenturan material komposit serat ijuk terhadap

pembebanan statis. Penentuan kekuatan bending dilakukan berdasarkan

standard pengujian ASTM D 790 – 03, dengan langkah-langkah sebagai

berikut :

52

1) Material komposit dibuat dengan panjang 120 mm, lebar 15 mm dan

tebal 6 mm.

2) Material komposit yang berbentuk batang ditempatkan pada dua

tumpuan.

Gambar 46. Spesimen yang diletakkan pada tumpuan.

3) Menerapkan beban ditengah tumpuan dengan laju pembebanan

konstan (40 mm / menit)

4) Menurunkan beban sampai menyentuh permukaan spesimen.

5) Menjalankan mesin hingga beban menekan spesimen sampai

spesimen patah.

6) Nilai kekuatan uji bending yang dihasilkan akan terbaca secara

otomatis pada computer.

7) Memasukan hasil pengujian bending kedalam CD

b. Pembuatan spesimen Scanning Electron Microscope (SEM)

Pembuatan spesimen ini dilakukan setelah spesimen diuji bending,

cara pembuatan spesimen sebagai berikut :

53

1) Proses Coating

a) Spesimen dipotong berbentuk kubus dekat dengan patahan

dengan ukuran 10mm x 10mm.

b) Spesimen ditempel dengan dudukan sampel (holder)

Gambar 47. Spesimen yang telah ditempel pada dudukan holder.

c) Diberikan lapisan cairan pasta perak (dotite) untuk

menghantarkan arus listrik.

Gambar 48. Proses coating di PPGL Bandung.

c. Pengamatan dengan SEM patahan.

Prosedur pengamatan dengan SEM untuk patahan uji kekuatan bending

adalah lanjutan dari proses coating. Spesimen yang telah di coating lalu

54

dimasukkan pada wadah dudukan spesimen. Setelah itu dimasukkan

kedalam alat uji SEM dan siap untuk di cari pusat patahannya.

Gambar 49. Spesimen yang siap untuk di uji SEM.

d. Jumlah spesimen uji

Tabel 4. Jumlah spesimen Pengujian

Nama

Pengujian

Fraksi massa

Tanpa Serat 10% 15%

Bending 1 4 4

Uji SEM - 1 1

Jumlah

1

5

5

55

E. Alur Proses Pengujian

Gambar 50. Diagram Alir APenelitian

Mulai

Persiapan serat dan matrik (ijuk dan epoxy)

Pembuatan specimen (Standart ASTM D790-03)

Fraksi massa 10% ijuk

berbanding

90% matrik

Fraksi massa 15% ijuk

berbanding 85% matrik

Pengujian Bending sesuai standart

ASTM D790-03

Pengolahan dan Analisa data

Pengamatan patahan spesimen dengan uji

Scanning Electron Microscope (SEM)

Kesimpulan dan Saran

Selesai