PENGARUH PERSENTASE ALKALI NaOH

TERHADAP KEKUATAN IMPACT

PADA KOMPOSIT SERAT GEBANG

SKRIPSI

Diajukan guna melengkapi tugas akhir dan memenuhi salah satu syarat

untuk menyelesaikan program studi teknik mesin (S1)

dan mencapai gelar sarjana teknik

Oleh :

ALDIN RIZQIA PUTRA

201510120311011

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2020

vii

Abstrak

Serat daun gebang merupakan salah satu penguat komposit alami yang

memiiki struktur dan kekuatan yang cukup kuat. Gebang merupakan tanaman

yang sangat potensial karena keberadaanya yang melimpah, murah dan

pemanfaatannya dapat mengurangi limbah plastic. Penelitian serat yang

mengguanakn media daun gebang ini menggunakan metode hand lay – up

dengan perlakuan persentase alkahali NaOH sebesar 2%, 4%, 6% dan 8%.

Sedangkan dalam hal Pengujian menggunakan uji impact ASTM D256 – 03.

Dari hasil pengujian didapatkan nilai kekuatan impak tertinggi pada

persentase perlakuan alkali NaOH 6% sebesar 0.1026 joule/mm2. Sedangkan

untuk nilai terendah didapatkan dari perlakuan persentase alkali NaOH 4%

sebesar 0.0528 joule/mm2. Namun pada perlakuan alkali NaOH persentase

tertinggi yakni 8% kekuatan serat mulai mengalami penuruanan sebesar

0.0946 joule/mm2. Dari hasil yang telah didapatkan dapat disimpulkan bahwa

perlakuan variasi persentase yang diberikan pada serat gebang dapat

mempengaruhi peningkatan dari kekuaan serat daun gebang karena

meningkatnya kandungan selulosa serta dapat mengurangi lignin pada

permukaan serat daun gebang.

Kata Kunci :epoxy, serat gebang, alkali NaOH. Impact

viii

Abstrak

Gebang leaf fiber is a natural composite reinforcement that has a structure and

strength that is quite strong. Gebang is a very potent plant because its abundant,

inexpensive presence and its use can reduce plastic waste. The fiber research that

uses gebang leaf media uses a hand lay-up method with the percentage of alkali

NaOH as much as 2%, 4%, 6%, and 8%. Whereas in the case of testing using the

ASTM D256-03 impact test.

The test results obtained the highest impact strength value on the percentage of 6%

NaOH alkali treatment of 0.1026 joules / mm2. As for the lowest value obtained from

the treatment of 4% NaOH alkali by 0.0528 joules / mm2. However, the highest

percentage of NaOH treatment of 8% of the strength of the fiber began to decline by

0.0946 joules / mm2. From the results that have been obtained, it can be concluded

that the treatment of the variation of the percentage given to the fibers can affect the

increase in the thickness of the fibrous leaves because of the increased cellulose

content and can reduce lignin on the surface of the fibers of the leaves.

Keywords: epoxy, gebang fiber, NaOH alkali. Impact

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan

rahmat serta hidayat-Nya sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul

“Pengaruh Persentase Alkahali NaOH terhadap Kekuatan Impact pada Komposit Serat

Gebang” Dimana skripsi ini telah disusun dan selesai untuk memenuhi serta melengkapi

syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin, fakultas teknik pada Universitas

Muhammadiyah Malang.

Dalam penyusunan skripsi ini penulis menyadari akan kemampuan dan

keterbatasan pengetahuan serta pengalaman penulis. Skripsi ini tidak akan terselesaikan

tanpa adanya bantuan serta dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis

mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat:

1. Dr. Ahmad Mubin, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang.

2. Murjito, ST., MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin.

3. Iis Siti Aisyah ST. MT. Ph.D dan Dr. Ir. Achmad Fauzan HS, MT. Selaku

pembimbing dalam proses pengerjaan skripsi ini.

4. Dr. Ir. H. Suwarsono, MT selaku Dosen Wali kelas A angkatan 2015.

5. Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang terimakasih atas ilmu dan pengalaman yang diberikan

selama ini.

6. Seluruh Staff laboratorium Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang yang telah membantu dalam proses perolehan data yang

dibutuhkan dalam penelitian.

7. Bapak, ibu, dan kakak yang selalu memberi doa dan semangat.

8. Teman-teman Teknik Mesin A 2015 yang selama ini menemani saya belajar mulai

semester 1 sampai sekarang, terimakasih telah mengajarkan banyak hal dan

pengalaman.

x

seluruh pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, yang telah

membantu selama penyusunan skripsi ini.

Terima kasih atas semua yang telah mereka berikan kepada penulis semoga mendapat

balasan dari Allah SWT, dan penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat baik bagi

penulis sendiri maupun perkembangan ilmu teknik mesin.

Wassalamualaikum Wr. Wb.

Malang, 22 Januari 2020

Aldin Rizqia Putra 201510120311011

xi

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .................................................................................................. i

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

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

LEMBAR KONSULTASI/ASISTENSI ............................................................. iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIASI ................................. vi

ABSTRAK BAHASA INDONESIA................................................................... vii

ABSTRAK BAHASA INGGRIS ....................................................................... viii

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

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

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv

BAB I : PENDAHULUAN ........................................................................ 1

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

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

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

1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................. 3

1.5 Batasan Masalah .................................................................................... 3

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4

2.1. Penelitian Terdahulu ............................................................................. 4

2.2. Komposit ............................................................................................... 7

2.2.1 Definisi Komposit ................................................................... 7

2. 2.2 Jenis – Jenis Komposit ........................................................... 8

2. 2.3 Bagian Utama Komposit ........................................................ 8

2.3. Matriks .................................................................................................. 9

2.4.Katalis .................................................................................................. 14

2.5.metode pembuatan komposit ............................................................... 15

2.4.1 Metode cetakan Terbuka ....................................................... 16

2.4.2 Metode cetakan Tertutup ...................................................... 18

2.6.Ketangguhan Impak ............................................................................. 20

2.7.Pepatahan Impak .................................................................................. 22

2.8 Serat Daun Gebang .............................................................................. 23

2.9 ekstraksi serat daun gebang ................................................................. 23

2.10 Alkali ................................................................................................ 24

xii

BAB III : METODE PENELITIAN .......................................................... 25

3.1 Metode Penelitian ................................................................................ 25

3.2 Tempat Penelitian ................................................................................ 25

3.3 Komposisi Komposit .......................................................................... 25

3.4 Variasi Persentase NaOH .................................................................... 26

3.5 Variabel Penelitian .............................................................................. 27

3.5.1 Variabel Bebas ...................................................................... 27

3.5.2 Variabel terikat ...................................................................... 27

3.5.3 Variabel Kontrol ................................................................... 27

3.4 Penyiapan Alat dan Bahan ................................................................... 28

3.6.1 Penyiapan Alat ...................................................................... 28

3.6.2 Penyiapan Bahan ................................................................... 32

3.7 Proses Pelaksanaan ............................................................................. 34

3.7.1 Proses Perendaman Alkahali ................................................ 34

3.7.2 Pengujian Mekanis Komposit ............................................... 35

3.7.3 flow cart ................................................................................ 37

3.8 Kerangka Tabel ................................................................................... 38

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................. 40

4.1 Hasil .................................................................................................... 40

4.1.1 Proses Pembuatan Komposit ................................................. 40

4.1.2 Data Hasil Pengujian Impact................................................. 41

4.2 Pembahasan Uji Impact ....................................................................... 42

BAB V :KESIMPULAN DAN SARAN ................................................... 47

5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 47

5.2 Saran .................................................................................................... 47

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 48

LAMPIRAN .............................................................................................................

CURRICULUM VITAE .........................................................................

DATA PENELITIAN .............................................................................

NASKAH PUBLIKASI ..........................................................................

MAKALAH PRESENTASI ...................................................................

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Flow cart ....................................................................................... 37

xiii

Tabel 3.2 Kerangka tabel Hasil Pengujian .................................................... 38

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Impact .................................................................. 41

Tabel 4.2 Nilai Rata – Rata Kekuatan Impact................................................ 42

Tabel 4.3 Bentuk Patahan Spesimen .............................................................. 44

48

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses Hand Lay-up ....................................................................... 16

Gambar 2.2 Proses Vacuum Bag ........................................................................ 16

Gambar 2.3 Proses Pressure Bag ........................................................................ 17

Gambar 2.4 Proses Spray Bag ............................................................................ 17

Gambar 2.5 Proses Filament Winding ............................................................... 18

Gambar 2.6 Proses Compression Molding ......................................................... 19

Gambar 2.7 Proses Injection Molding ................................................................ 19

Gambar 2.8 Proses Continuous Pultrusion ......................................................... 20

Gambar 2.9 Alat Uji Impact ............................................................................... 21

Gambar 3.1 Spesimen Uji Impact ASTM-D256 ................................................ 26

Gambar 3.2 Alat Uji Impak ................................................................................ 29

Gambar 3.3 Cetakan Uji Impak .......................................................................... 29

Gambar 3.4 Timbangan Digital .......................................................................... 30

Gambar3.5 RealeaseAgent ................................................................................ 31

Gambar 3.6 Alat Bantu Lain .............................................................................. 31

Gambar 3.7 Serat Daun Gebang ......................................................................... 32

Gambar 3.8 resin epoxy ...................................................................................... 33

Gambar 3.9 proses perendaman NaOH .............................................................. 34

Gambar 3.10 proses Uji Impak ............................................................................. 35

Gambar 4.1 Spesimen Uji Impak ....................................................................... 40

Gambar 4.2 Bentuk patahan Spesimen Uji Impact. ................................................ 44

48

DAFTAR PUSTAKA

[1] K. GODA dan Y. CAO, “Research and Development of Fully Green

Composites Reinforced with Natural Fibers,” J. Solid Mech. Mater. Eng.,

vol. 1, no. 9, hal. 1073–1084, 2007, doi: 10.1299/jmmp.1.1073.

[2] R. R. Nagavally, “Composite Materials - History, Types, Fabrication

Techniques, Advantages, and Applications,” Int. J. Mech. Prod. Eng., vol. 5,

no. 9, hal. 82–87, 2017.

[3] N. P. Nugraha, K. R. Dantes, dan A. N. Wigraha, “Analisis Perbandingan

Kekuatan Material Hasil Rekayasa Serat Alam Agave Sisal Dan Gebang

Untuk Generasi I,” hal. 329–339, 2016.

[4] “Espacenet Bibliographic data : CN103526620 ( A ) ― 2014-01-22,” vol.

103526620, hal. 2019, 2014.

[5] “Analisis Teknis Komposit Serat Daun Gebang (Corypha Utan L.) Sebagai

Alternatif Bahan Komponen Kapal Ditinjau Dari Kekuatan Tekuk Dan

Impak,” J. Tek. Perkapalan, 2017.

[6] “Espacenet Bibliographic data : CN207726137 ( U ) ― 2018-08-14,” vol.

207726137, hal. 2019, 2018.

[7] “Espacenet Bibliographic data : CN106145825 ( A ) ― 2016-11-23,” vol.

106145825, hal. 2019, 2016.

[8] M. Engineering, “1, 2 3 1,” vol. 4, no. June, hal. 518–531, 2013.

[9] “Espacenet Bibliographic data : CN105419271 ( A ) ― 2016-03-23,” vol.

105419271, hal. 2019, 2016.

[10] “Espacenet Bibliographic data : DE102010020747 ( A1 ) ― 2011-11-17,”

vol. 1020100207, no. 2, hal. 2019, 2011.

[11] P. Ilmu Purboputro, A. Hariyanto, dan J. I. AYani Tromol Pos Pabelan, “sifat

serat ANALISIS SIFAT TARIK DAN IMPAK KOMPOSIT SERAT RAMI

DENGAN PERLAKUAN ALKALI DALAM WAKTU 2, 4, 6, DAN 8 JAM

BERMATRIK POLIESTER,” Media Mesin J. Ilm. Tek. Mesin, vol. 18, no.

2, hal. 64–75, 2017.

[12] I. Teknik, “Kekuatan Tarik Dan Bending Bahan Komposit Serat Bambu Tali

( Gigantochloa Apus ) Bermatriks Polyester,” vol. 15, no. 2, hal. 139–148,

2014, doi: 10.1016/j.atmosenv.2010.05.054.

[13] H. D. Espinosa, H.-C. Lu, P. D. Zavattieri, dan S. Dwivedi, A 3-D Finite

Deformation Anisotropic Visco-Plasticity Model for Fiber Composites, vol.

35, no. 5. 2001.

[14] S. Ratna et al., “Teknologi Material Komposit,” J. Eng. - FT. Univ.

Pancasakti Tegal, 2011, doi: 10.1017/CBO9781107415324.004.

[15] M. Hasbi, Aminur, dan Sahril, “STUDI SIFAT MEKANIK KOMPOSIT

49

POLIMER YANG DIPERKUAT PARTIKEL CLAY,” J. Ilm. Mhs. Tek. Mesin,

2016.

[16] L. D. Field et al., “Indonesian Journal of Chemical Science Modifikasi

Katalis BaO / Zeolit Y pada Reaksi Transesterifikasi Minyak Biji Jarak (

Jatropha Curcas L .) menjadi Biodiesel,” ططططط طط, vol. 7, no. 1, hal. 1–

5, 2018, doi: 10.1016/j.foodcont.2018.11.032.

[17] J. K. Hendri Hestiawan, “Pengaruh Penambahan Katalis Terhadap Sifat

Mekanis Resin Poliester Tak Jenuh,” vol. 3, no. 1, hal. 1–7, 2017, doi:

10.6789/teknosia.v3i1.2118.

[18] T. Li, H. Zhang, C. Yuan, Z. Liu, dan C. Fan, “A PCA-based method for

construction of composite sustainability indicators,” Int. J. Life Cycle

Assess., 2012, doi: 10.1007/s11367-012-0394-y.

[19] K. Abdurohman, T. Satrio, N. L. Muzayadah, dan Teten, “A comparison

process between hand lay-up, vacuum infusion and vacuum bagging method

toward e-glass EW 185/lycal composites,” J. Phys. Conf. Ser., vol. 1130, no.

1, 2018, doi: 10.1088/1742-6596/1130/1/012018.

[20] M. Azissyukhron, S. Hidayat, dan K. Kunci, “Perbandingan Kekuatan

Material Hasil Metode Hand Lay-up dan Metode Vacuum Bag Pada Material

Sandwich Composite,” hal. 1–5.

[21] M. K. Huda, G. S. Aji, T. Mesin, F. Teknik, U. Maarif, dan H. Latif,

“Rancang bangun alat uji impact metode charpy,” vol. 1, hal. 7–11, 2018.

[22] E. C. McKiernan, L. A. Schimanski, C. M. Nieves, L. Matthias, M. T. Niles,

dan J. P. Alperin, “Use of the journal impact factor in academic review,

promotion, and tenure evaluations,” Elife, vol. 8, hal. 1–22, 2019, doi:

10.7554/eLife.47338.

[23] F. T. Krell, “The Journal Impact Factor as a performance indicator,” Eur.

Sci. Ed., vol. 38, no. 1, hal. 3–5, 2012.

[24] K. Witono, Y. S. Irawan, R. Soenoko, dan H. Suryanto, “Pengaruh perlakuan

Alkali (NaOH) Terhadap Morfologi Dan Kekuatan Tarik Serat Mendong,”

Rekayasa Mesin, vol. 4, no. 3, hal. pp.227-234, 2013.

[25] D. Prasetyo, W. W. Raharjo, dan Ubaidillah, “Pengaruh penambahan

coupling agent terhadap kekuatan mekanik komposit polyester-cantula

dengan anyaman serat 3D angle interlock,” Mekanika, vol. 12, no. 1, hal. 44–

52, 2013.