PENGARUH FRAKSI VOLUME SERAT

TERHADAP KEKUATAN MEKANIK MATERIAL KOMPOSIT

BERPENGUAT JERAMI PADI

DITINJAU DARI KEKUATAN TARIK DAN IMPAK

Skripsi

BIDANG REKAYASA MATERIAL

Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Progam

Sarjana Teknik (S1)

Oleh :

Muhammad Farid Rinaddin

201310120311067

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

iii

iv

v

vi

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kepada Allah SWT karena Rahmat dan Karunia Nya-

lah Penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini tepat pada waktunya dengan

judul “Peengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Mekanik Material

Komposit Berpenguat Jaerami Padi Ditinjau dari Kekuatan Tarik dan Impak ”.

Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk

memenuhi persyaratan akademik Program Sarjana Teknik (S1) Universitas

Muhammadiyah Malang.

Selama mengikuti pendidikan S1 Teknik Mesin sampai dengan proses

penyelesaian Tugas Akhir, berbagai pihak telah memberikan fasilitas, membantu,

membina dan membimbing penulis untuk itu khususnya kepada :

1. Allah SWT, karena atas izin dan kehendak-Nya, tugas akhir ini dapat

terselesaikan.

2. Bapak dan Ibu beserta keluarga selaku mendorong semangat dalam pencapaian

tugas akhir ini.

3. Ibu Dra. Rr. Heni Hendaryati, MT dan Bapak Murjito ST., MT selaku dosen

pembimbing tugas akhir ini, yang telah membimbing sampai tugas akhir ini

selesai.

4. Bapak Murjito, ST., MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin yang telah

mengarahkan pencapaian tugas akhir ini.

5. Teman – teman dari semua kalangan yang telah membantu dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

6. Keluarga Besar Teknik Mesin Angkatan 2013, Khususnya Keluarga Mesin B

2013 Tercinta, Terholer, Teraneh, Terkompak (Segitu saja, Banyak jika

disebutkan semuanya).

7. Teman Kerja sekaligus keluarga besar cafe Ice Ah dan Gedhang Ghanteng yang

telah banyak memberikan semngat dan motivasi dalam mengerjakan tugas

akhir ini.

x

8. Endhita Evin Pratama, Guncahyo, Saifudin, Dafit, Ami, Eggi yang selalu

memberi arahan, dan penyemangat saat patah hati sehingga saya bisa

melanjutkan tugas akhir ini.

9. Sahabat – sahabatku Diki, Sori, Azizah, Iftah, Rudy, Mas Sumpil, Mas Raka,

Rayi, Mbak inggi, Danil, Beta Lalvina yang telah banyak memberikan bantuan

baik berupa materi ataupun semangat, dan juga buat orang terdekat saya Wulan

Romadhani yang selalu memberikan arahan, motivasi, semangat dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari, Tugas Akhir ini masih banyak kelemahan dan

kekurangan. Karena itu kritik dan saran yang membangun akan diterima dengan

senang hati, mudah – mudahan keberadaan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

dan menambah wawasan kita.

Penulis

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

POSTER ................................................................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................................. iii

LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING I ........................................................................... iv

LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING II .......................................................................... v

LEMBAR SURAT PERNYATAAN ................................................................................... vi

ABSTRAK INGGRIS .......................................................................................................... vii

ABSTRAK INDONESIA .................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ........................................................................................................... ix

DAFTAR ISI .......................................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................ xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ............................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................................... 3

1.3 Tujuan ........................................................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah ............................................................................................................ 3

1.5 Manfaat .......................................................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN TEORI

2.1 Manfaat .......................................................................................................................... 4

2.2 Komposit ...................................................................................................................... 5

2.2.1 Pengertian Komposit ........................................................................................... 6

2.2.2 Klasifikasi Bahan Komposit ............................................................................... 9

2.3 Bagian Utama Komposit ............................................................................................. 14

2.3.1 Reinforcement ................................................................................................... 14

xii

2.3.2 Matriks ............................................................................................................. 16

2.4 Tanaman Padi ............................................................................................................. 22

2.4.1 Jerami Padi ........................................................................................................ 23

2.4.2 Sifat Mekanis Jerami Padi ................................................................................. 27

2.5 Perhitungan Fraksi Volume .......................................................................................... 28

2.6 Uji Impact .................................................................................................................. 30

2.6.1 Jenis-jenis Metode Impact ................................................................................. 32

2.6.2 Spesimen Uji Impact ......................................................................................... 33

2.7 Uji Tarik ..................................................................................................................... 34

2.7.1 Kekuatan Tarik Komposit ................................................................................. 35

2.7.2 Jenis Spesimen Uji Tarik .................................................................................. 36

2.7.3 Cara Melakukan Pengujian Tarik ...................................................................... 38

BAB III METODELOGI PENELTIAN

3.1 Metode Penelitian ....................................................................................................... 39

3.2 Tempat Penelitian ....................................................................................................... 39

3.3 Persiapan Bahan dan Alat ........................................................................................... 39

3.3.1 Bahan ................................................................................................................. 39

3.3.2 Alat .................................................................................................................... 40

3.4 Penentuan Komposisi Spesimen ................................................................................ 40

3.5 Diagram Alir Penelitian ............................................................................................. 43

3.6 Pembuatan Spesimen komposit .................................................................................. 44

3.7 Uji Impak .................................................................................................................... 45

3.7.1 Persiapan Spesimen Uji .................................................................................... 45

3.7.2 Persiapan Alat Uji ............................................................................................. 46

3.7.3 Pengujian Spesimen .......................................................................................... 46

3.8 Uji Tarik ..................................................................................................................... 47

xiii

3.8.1 Persiapan Spesimen Uji .................................................................................... 47

3.8.2 Persiapan Alat Uji ............................................................................................. 47

3.8.3 Pengujian Spesimen .......................................................................................... 47

3.9 Metode Analisa Data .................................................................................................. 48

BAB IV PERHITUNGAN

4.1 Hasil Penelitian .......................................................................................................... 49

4.1.1 Hasil Penelitian Uji Impak ................................................................................ 49

4.1.2 Hasil Penelitian Uji Tarik .................................................................................. 50

4.2 Pembahasan Hasil Uji ............................................................................................... 50

4.2.1 Pembahasan Hasil Uji Impak ............................................................................ 50

4.2.2 Pembahasan Uji Tarik ....................................................................................... 54

4.3 Pola Patahan Komposit Pada Pengujian Tarik ........................................................... 59

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan .............................................................................................................. 61

5.2 Saran ......................................................................................................................... 61

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR TABEL

2.1 Keuntungan dan Kerugian dari Komposit .......................................................................... 8

2.2 Kandungan Jerami Padi ................................................................................................... 20

2.3 Komposisi Jerami Padi ................................................................................................... 25

2.4 Dimensi Serat Jerami Padi .............................................................................................. 25

2.5 Karakteristik Serat Alam ................................................................................................. 27

2.6 Ukuran Geometri ASTM D-638 02a .............................................................................. 37

3.1 Komposisi Perhitungan Volume Serat Pada Spesimen Uji Impak .................................. 42

3.2 Komposisi Perhitungan Volume Serat Pada Spesimen Uji Tarik .................................... 42

4.1 Data Hasil Pengujian Impak ............................................................................................ 51

4.2 Nilai Rata – rata Energi dan Harga Impak ....................................................................... 51

4.3 Nilai Rata – rata Luas Penampang dan Energi ................................................................. 47

4.4 Hasil Perhitungan Nilai Tegangan, Regangan Dan Modulus Young ............................... 55

xv

DAFTAR GAMBAR

2.1 Komposit Partikel ........................................................................................................... 10

2.2 Laminate Composite ....................................................................................................... 10

2.3 Komposit Serpih ............................................................................................................. 11

2.4 Komposit Serat ............................................................................................................... 12

2.5 Jenis-jenis Serat pada Komposit ..................................................................................... 13

2.6 Poly Propylene ................................................................................................................ 18

2.7 Poliamida (nylon) ............................................................................................................ 18

2.8 Epoxy .............................................................................................................................. 20

2.9 Resin Vinyl Ester ............................................................................................................ 21

2.10 Alat Uji Impak Charpy ................................................................................................... 31

2.11 Metode Pengujian Impak Charpy ................................................................................... 32

2.12 Metode Pengujian Impak Izod ........................................................................................ 33

2.13 Bentuk dan dimensi specimen Uji Impak standard ASTM D 6110 ............................... 34

2.14 Uji Tarik Dan Kurva Hubungan Antara Tarikan Dan Perubahan Panjang ..................... 35

2.15 Bentuk Specimen Uji Tarik sesuai ASTM D-638 02a .................................................... 37

3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................................................... 43

3.2 Spesimen Uji Tarik .......................................................................................................... 44

3.3 Dimensi Uji Tarik ............................................................................................................ 44

3.4 Spesimen Uji Impak ......................................................................................................... 45

4.1 Kondisi Specimen Komposit Perbandingan 10% Jerami Dan 90% Resin Sesudah Dan

Sebelum Di Uji Tarik ...................................................................................................... 49

4.2 Kondisi Spesimen Komposit Pada Perbandingan 40% Resin Dan 60% Serat Sebelum

Dan Sesudah Pengujian Tarik .......................................................................................... 50

4.3 Gambar Patahan Permukaan Komposit Uji Tarik Fraksi Volume Serat 0% ................... 59

4.4 Gambar Patahan Permukaan Komposit Uji Tarik Fraksi Volume Serat 10% dan 20% .. 59

xvi

4.5 Gambar Patahan Permukaan Komposit Uji Tarik Fraksi Volume Serat 30% .................. 59

DAFTAR PUSTAKA

ASTM D6110 – 04 Standard Test Method for Determining the Charpy Impact

Resistance of Notched Specimens of Plastic.

ASTM D 6110 – 04 Standard Test Method for Determining the Charpy Impact

Resistance of Notched Specimens of Plastic.

Alwiyah Nurhayati. Analisa Pengaruh variasi Fraksi Volume Terhadap Kekuatan

Tarik Bahan Komposit poliester Dengan Filler Alami Serabut Kelapa Merah.

Jurnal Phenomenon, Volume 1 No. 1, Juli 2011.

Abanat, Jufra D J., dkk. 2012. Pengaruh Fraksi Volume Serat Pelepah Gebang

(Corypha Utan Lamarck) Terhadap Sifat Mekanik Pada Komposit Bermatrik

Epoksi. Jurnal Rekayasa Mesin Vol. 3 No. 2. Kupang. Politeknik Negeri

Kupang.

Anonym. 2010. Pertanian, Perkebunan, dan Kehutanan. Download internet

www.tegal.go.id diunduh tanggal 5 November 2010 jam: 21.11 WIB Christina E. Mediastika. Potensi Jerami Padi Sebagai Bahan Baku Panel Akustik.

Yogyakarta. Universitas Atma Jaya Yogyakarta.

Heru Suryanto. 2016. Review Serat Alam: Komposisi, Struktur, dan Sifat Mekanis.

Malang. Universitas Negeri Malang.

Harimi, Sri Endah Susilowati. 2017. Pengaruh Kekuatan Bending dan Tarik Bahan

Komposit Berpenguat Sekam Padi dengan Matrik Urea Formaldehide. Jurnal

Ilmiah Widya Eksakta, Vol. 1, No. 1. Universitas Tujuh Belas Agustus

Jakarta.

Jones, M. R., 1975, Mechanics of Composite Material, Mc Graww Hill Kogakusha,

Ltd.

Lacinski, Paul dan Michael Bergero. 2000. Serious Straw Bale: a Home Construction

Guide for All Climates, Chelsea Green Publishing Company. England.

Ludi H. 2009. Study Perlakuan Alkali Dan Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan

Bending, Tarik, Dan Impak Komposit Berpenguat Serat Rami Bermatrik

Polyester Bqtn 15. Jurusan Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah

Surakarta.

x

Pratiwi R. dkk. 2016. Pemanfaatan Selulosa dari Limbah Jerami padi(Oryza sativa)

sebagai Bahan Bioplastik. IJPST Volume 3 Nomor 3. Universitas

Padjadjaran. Sumedang.

Syukri M. Nur. 2014. Karakteristik Limbah Padi Sebagai Bahan Baku Bioenergi.

Kutai Timur: PT Insan Fajar Mandiri Nusantara.

Wisnu H. 2004: Pengaruh fraksi Volume Serat Pada Sifat Mekanis Kompossit

Unsaturated Polyester yang diperkuat Serat Kenaf. Surakarta. Jurusan Teknik

Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta