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, Jawa Barat.

3. Pengamatan melalui Scanning Electron Microscope di Pusat Penelitian

dan Pengembangan Geologi Kelautan (P3GL) Bandung, Jawa Barat.

B. Bahan Yang Digunakan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

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

2. Resin epoxy sebagai matrix

3. Air digunakan untuk menghilangkan kotoran atau debu yang menempel

pada ijuk.

46

4. Larutan alkali 5% NaOH, untuk menghilangkan lapisan yang menyerupai

lilin dipermukaan serat seperti lignin, hemiselulosa, dan kotoran lainnya.

5. Air aquades untuk membersihkan serat dari larutan alkali.

6. Wax sebagai pelapis cetakan agar tidak lengket.

C. Alat Yang Digunakan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

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

Gambar 3.1. Timbangan digital

2. Pompa Vakum VALUE tipe VE 113N

Gambar 3.2. Pompa vakum

47

3. Tabung vakum

Gambar 3.3 Tabung vakum untuk mengatur kekuatan pengvakuman.

4. Inkubator

Gambar 3.4. Inkubator untuk proses curing komposit.

5. Mikrometer sekrup.

Gambar 3.5. Mikrometer sekrup untuk mengukur diameter serat ijuk

48

6. Papan acrylic

Gambar 3.6. Papan acrylic 5mm untuk membuat cetakan spesimen

7. Mesin bor

Gambar 3.7. Mesin bor untuk melubangi cetakkan.

8. Gergaji besi

Gambar 3.8. Gergaji tangan untuk memotong papan acrylic.

49

9. Lem korea

Gambar 3.9. Lem korea untuk menyatukan papan cetakan.

10. Gelas ukur

Gambar 3.10. Gelas ukur untuk menakar jumlah resin dan hardener 1:1.

11. Selang bening 3/16 “

Gambar 3.11. Selang untuk mengalirkan resin dan hardener.

50

12. Gelas pencampur

Gambar 3.12. Gelas untuk pencamuran resin dan hardener.

13. Batang pengaduk.

Gambar 3.13. batang pengaduk untuk mencampur resin dan hardener.

14. Lilin malam.

Gambar 3.14. Lilin malam sebagai pencegah udara masuk kedalamsistem vakum.

51

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

Gambar 3.15. Alat uji SEM di PPPGL Bandung

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

ijuk.

Gambar 3.16. Alat uji bending di ITB Bandung

17. Tungku pemanas untuk mengeringkan serat ijuk.

Gambar 3.17. Tungku pemanas untuk menghilangkan kadar air serat ijuk.

52

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

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 cara direndam dengan air bersih.

Kemudian serat direndam lagi dalam larutan alkali 5% NaOH selama 2

jam.

53

Gambar 3.18. Perendaman serat ijuk menggunakan larutan NaOH 5%

c. Serat dibersihkan dari larutan alkali dengan air aquades.

d. Serat ijuk dipotong menjadi 3 variasi (10 mm, 20 mm, 30 mm)

Gambar 3.19. Memotong serat ijuk dengan panjang 10 mm

Gambar 3.20. Memotong serat ijuk dengan panjang 20 mm

Gambar 3.21. Memotong serat ijuk dengan panjang 30 mm

54

e. Serat ijuk dipanaskan di oven atau tungku pemanas dengan temperature

800C selama 15 menit.

Gambar 3.22. Pengovenan serat ijuk

3. Mempersiapkan resin Epoxy berikut dengan hardener (katalis).

Gambar 3.23. Resin dan hardener dengan perbandingan 1 : 1.

4. Mempersiapkan cetakan acrylic.

Cetakkan papan komposit berukuran 130 mm x 100 mm x 10 mm (bagian

dalam)

Gambar 3.24. Membuat cetakan dari papan acrylic

55

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

agar papan komposit yang dibentuk tidak lengket pada alat pencetak.

6. Pembuatan komposit serat ijuk

a. Wax dioleskan pada permukaan alat pencetak agar papan komposit

yang dicetak tidak melekat pada cetakan.

b. Menyiapkan serat ijuk pada cetakan dengan perbandingan fraksi

volume 20% ijuk : 80% resin, sesuai dengan variasi panjang serat.

c. Menutup 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 3.25. tutup cetakan yang telah dihubungkan dengan selang.

d. Menyiapkan gelas pencampur yang diberi tutup dan dilapisi oleh lilin

malam agar tidak ada udara (kondisi vakum) untuk tempat

pencampuran resin dan hardener .

e. Melubangi tutup gelas pencampur sebanyak 5 buah. Empat lubang

disambungkan dengan 4 buah selang, selang yang pertama dimasukkan

kedalam hardener, selang kedua dimasukkan kedalam resin dan selang

56

ketiga disalurkan menuju tabung vakum, lubang keempat disalurkan ke

papan komposit serta lubang yang kelima untuk batang pengaduk.

Gambar 3.26. Tutup gelas pencampur yang dihubungkan dengan selang

f. Menyambungkan selang tabung vakum menuju pompa vakum.

Gambar 3.27. Menyambungkan selang tabung vakum menuju pompavakum.

g. Menyambungkan saklar pompa vakum ke arus listrik.

h. 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.

57

Gambar 3.28. Hardener 100 ml pada gelas pencampur dan selang keduadan ketiga dijepit.

i. Memasukkan selang kedua kedalam resin lalu hisap menggunakan

pompa vakum sampai indikator 200 ml pada gelas ukur. Selang lubang

pertama dan ketiga dijepit menggunakan penjepit kertas.

Gambar 3.29. Resin 100 ml pada gelas pencampur.

j. Mengaduk campuran antara resin dan hardener sampai merata

menggunakan batang pengaduk.

`

Gambar. 3.30. Mencampur resin dan hardener sampai rata.

58

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

pada gelas pencampur ke papan cetakkan dan menjepit selang tersebut.

l. Menyalakan pompa vakum hingga tekanan 20 psi dan matikan mesin

pompa vakum.

Gambar 3.31. Tekanan 20 Psi pada tabung vakum

m. 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 3.32. Proses pengaliran campuran resin kedalam cetakkan.

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

dari 20 psi pompa vakum dinyalakan lagi.

59

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

berlebih akan mengalir melalui saluran keluar yang menuju tabung

vakum dan biarkan selam 10 menit agar epoxy benar-benar memenuhi

seluruh kapasitas cetakkan.

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

melepaskannya dari tabung vakum dan wadah campuran epoxy.

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

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

(selama ± 15 menit)

r. Mengeluarkan komposit dari inkubator dan biarkan sampai suhunya

turun.

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

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

Shirley dkk. 2013)

7. Pembuatan spesimen uji

a. Memotong spesimen sebanyak 4 buah menggunakan gergaji besi sesuai

dengan ukuran standar ASTM D 790-03.

Gambar 3. 33. Jarak potong papan komposit sesuai standarASTM D790-03

60

Gambar 3.34. Memotong papan komposit menggunakan gergaji besi.

b. Menghaluskan spesimen yang telah dipotong dengan cara digerinda.

c. Mengamplas spesimen menggunakan mesin grinding dengan kecepatan

putar 150 rpm dan tingkat kekasaran amplas yang bervariasi

(60,500,1000 dan 1500)

Gambar 3.35. Menghaluskan spesimen menggunakan mesin polisher.

d. Setelah tahap pengamplasan selesai, lalu keringkan spesimen. Maka

didapatlah bentuk spesimen sesuai standar ASTM D 790-03

e. Tahap finishing selesai, semua spesimen diberi label.

61

Gambar 3.36. Spesimen uji bending yang telah diberi label.

8. 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 :

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.

62

Gambar 3.37. Spesimen yang diletakkan pada tumpuan

3) Menerapkan beban ditengah tumpuan dengan laju pembebanan

konstan (40mm/menit).

4) Menurunkan beban sampai menyentuh permukaan spesimen.

5) Menjalan mesin hingga beban menekan spesimen sampai spesimen

patah.

6) Nilai kekutan uji bending yang dihasilkan akan terbaca secara

otomatis pada komputer.

b. Pembuatan spesimen Scanning Electron Microscope (SEM)

1) Proses Coating

a) Spesimen dipotong berbentuk kubus dekat dengan patahan

dengan ukuran 10mm x 10mm.

b) Spesimen ditempel dengan dudukan sampel (holder)

63

Gambar 3.38. Spesimen yang telah ditempel dudukan holder

c) Diberikan lapisan cairan pasta perak (dotite) untuk

menghantarkan arus lisrik.

Gambar 3.39. Proses coating di PPPGL 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

dimasukkan pada wadah dudukan spesimen. Setelah itu dimasukkan

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

64

Gambar 3.40. Spesimen yang siap untuk di uji SEM.

Pengamatan uji SEM yang dilakukan adahal hasil perpatahan spesimen

uji bending yang terbaik dan hasil uji bending terendah.

d. Jumlah spesimen uji

Tabel 3.1. Jumlah spesimen uji bending

Nama Pengujian

Fraksi Panjang Serat

10 mm 20 mm 30 mm

Bending 4 4 4

Tabel 3.2. Jumlah spesimen uji SEM

Nama Pengujian Serat 10 mm Serat 30 mm

Uji SEM 1 1

65

E. Alur Proses Pengujian

Gambar 3.41. Diagram Alir Penelitian

Pemilahan serat ijuk

Perlakuan alkali NaOH 5 %pada serat selama 2 jam

Pemilihan ukuran diameter seratantara 0,25 mm – 0,35 mm

.

Pembuatan spesimen sesuaistandart uji bending D 790-03

Pembersihan serat dari larutanalkali dengan air aquades

Pemotongan serat ijuk dengan panjangserat 10 mm, 20 mm, 30 mm

Mulai

Uji bendingASTM D 790-03

Pengamatan patahanspesimen dengan SEM

Pengolahan dan analisis data

Kesimpulan

Selesai