i

TUGAS AKHIR

SIFAT FISIS DAN MEKANIS AKIBAT PERUBAHAN TEMPERATUR PADA KOMPOSIT

SERAT BATANG PISANG YANG DICUCI MENGGUNAKAN NaOH BERMATRIK EPOXY

Disusun oleh:

KUSDIYANTO NIM : D 200 090 030

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

Mei 2014

ii

iii

iv

v

vi

HALAMAN MOTO

Barang siapa yang menempuh perjalanan dengan tujuan menuntut ilmu, niscaya Allah akan memudahkan jalan ke surge baginya

(HR. Bukhori)

Barang siapa yang mengajak orang lain untuk mengikuti petunjuk, niscaya akan mendapatkan pahala yang sama dengan orang yang mengikutinya

tanpa mengurangi pahala mereka sedikitpun

(HR. BUKHORI)

Memberikan sesuatu yang terbaik kepada orang lain berarti sudah mendapatkan dan melakuakan satu amal kebagusan

(Hadist Nabi Muhammad SAW)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan rasa syukur kehadirat Allah SWT, beserta Rasulnya, bangga,

haru, serta bahagia yang mendalam setelah melewati berbagai cobaan,

halangan maupun rintangan dalam perjuangan yang panjang, Aku

persembahkan Tugas Akhir ini kepada :

� Bapak dan ibuku tercinta yang selalu mendoakan, member

dukungan serta dorongan.

� Kakakku ( Agus Triyanto ), Adikku ( Didik Ariyanto ), Kekasihku (

Dina Yulistyana ) dan Om Wakiyo, Sadimin dirumah yang selalu

mendukungku.

� Seluruh Keluarga besarku, terimakasih atas dukungan dan

kepercayaannya.

� Semua teman-temanku dirumah dan dikost sukses buat kalian

semua.

� Sahabat-sahabatku ( Roni, Dani, Fery, Rendi, Eka, Sigit, Budi

gendut, Pak Amin, Mbah Gio, Lek Pujo, Pak Bebe”, Pak Sidik,

Wardoyo, Syarif, Mas Dani ) Thanks untuk dukungan dan

bantuanya.

� Semua anak mesin angkatan 2008, 2009 dan 2010 tetaplah solid.

� CV Unit Produksi dan Laboratorium Teknik Mesin, terima kasih

telah memberi kan kesempatan pengalaman bekerja dan

pengalaman sebagai asisten semoga semakin baik kedepannya .

� Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung

terlibat dalam penyelesaian laporan ini.

viii

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kepada Allah swt atas nikmat

dan rahmat-Nya sehingga penyusunan Laporan penelitian ini dapat

terselesaikan. Tugas Akhir berjudul “SIFAT FISIS DAN MEKANIS AKIBAT

PERUBAHAN TEMPERATUR PADA KOMPOSIT SERAT BATANG

PISANG YANG DICUCI MENGGUNAKAN NaOH BERMATRIK EPOXY”

dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam

kesempatan ini penulis dengan segala hormat ketulusan hati ingin

menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada

1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono, MT, Ph.D, Selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Ngafwan, MT, selaku Dosen pembimbing I yang telah

membimbing, bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan

arahan dan penjelasan dalam penulisan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Muh Alfatih Hendrawan ST, MT, selaku Dosen pembimbing II

yang telah bersedia memberikan bimbingan dan arahan dalam

penyusunan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT selaku Dosen penguji yang telah

memberikan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

5. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Surakarta yang membantu kelancaran Tugas Akhir.

6. Bapak dan Ibu tercinta yang selalu memberikan doa dukungan

perhatian dan kasih sayang yang begitu indah dan luar biasa.

7. Teman-teman Angkatan 2009 yang banyak memberikan motivasi

semangat bagi penulis.

8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang

telah banyak membantu kelancaran.

ix

Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari kesempurnaan, oleh

karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan

penulis terima dengansenang hati dan penulis ucapkan banyak

terimakasih. Semoga semua amal baik yang diberikan semua pihak

kepada penulis akan mendapat balasan yang lebih baik dan sempurna

dari Allah SWT.

Surakarta, mei 2014

Kusdiyanto

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ………………………………………………………… i

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR …………………………..... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ……………………………………………… iii

HALAMAN PENGESAHAN ……………………………………………….. Iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ………………………………………….. v

HALAMAN MOTTO ……………………………….………………………. vi

HALAMAN PERSEMBAHAN …………………………………………….. vii

KATA PENGANTAR ………………………………………………………. viii

DAFTAR ISI ………………………………………………………………… x

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………… xiii

DAFTAR GRAFIK …………………………………………………………. xiv

DAFTAR TABEL ………………………………………………………….. xv

ABSTRAKSI ……………………………………………………………….. xvi

BAB I PENDAHULUAN ………………………………………….. 1

1.1. Latar belakang ……………………………………….. 1

1.2. Tujuan Penelitian ……………………………………. 2

1.3. Manfaat Penelitian ………………………………….. 2

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

BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJUAN PUSTAKA …..……. 4

2.1. Tinjuan Pustaka ………………………………………. 4

2.2. Dasar Teori ……………………………………………. 5

2.3. Klasifikasi Komposit ………………………………….. 5

xi

2.3.1. Komposit Serat ( Fibrous Composites ) ………. 6

2.3.2. Komposit Lapis ( Laminate Composites ) …….. 7

2.3.3. Komposite Partikel ( Particulate Composites )… 7

2.4. Faktor-faktor yang menentukan sifat komposit ……. 9

2.4.1. Material Pembentuk …………………………… 9

2.4.2. Bentuk atau Struktural Komponen ……..……. 9

2.4.3. Hubungan Antar Komponen …………………. 9

2.5. Unsur-unsur Utama Pembentuk Komposit FRP ( Fiber

Reinforced Plastics ) ………………………………… 9

2.5.1. Serat ……………………………………………. 10

2.5.2. Bahan Matrik …………………………………… 12

2.5.3. Bahan Tambahan ……………………………… 14

2.5.4. Perlakuan Alkali ( NaOH) ……………………... 15

2.5.5. Kekuatan Tarik ..……………………………….. 15

2.5.6. Kekuatan Impact ……………………………….. 16

2.5.7. Fraksi Berat Komposit ……..………………….. 17

2.5.8. Fraksi Volume komposit ………………...…….. 17

BAB III METODE PENELITIAN …………………………………… 18

3.1. Diagram Alir Penelitian ………………………………. 18

3.2. Survey Lapangan Dan Study Pustaka………………. 19

3.3. Penyiapan Benda Uji …………………………………. 19

3.4. Pembuatan Komposit ………………………………… 26

3.5. Pengujian Komposit ………………….……………….. 28

xii

3.5.1. Pengujian Tarik ………………………………. 28

3.5.2. Foto Patahan Makro …………………...……. 30

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN …………… 31

4.1. Pengujian Spesimen Komposit…………..……….. 31

4.1.1. Pengujian Tarik ………………….………….. 31

4.1.2. Pembahasan Pengujian Tarik ……………… 39

4.1.3. Pengamatan Foto Makro …………………… 39

4.1.4. Pembahasan Foto Makro …………………… 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……………………….………….. 44

5.1. Kesimpulan ……..…………………………………… 44

5.2. Saran ……………………..………………………….. 44

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Serat Batang Pisang …………………………………….. 19

Gambar 3.2. Resin Epoxy …………………………………………….… 20

Gambar 3.3. Larutan NaOH ……………………………………………. 20

Gambar 3.4. Timbangan Digital ……………………………………….. 21

Gambar 3.5. Cetakan Komposit ……………………………………….. 21

Gambar 3.6. Alat Bantu Lain …………………………………………… 22

Gambar 3.7. Mesin Oven ………………………………………………. 22

Gambar 3.8. Varnier Caliper …………………………………………… 23

Gambar 3.9. Thermometer …………………………………………….. 23

Gambar 3.10. Hair Dryer ……………………………………………….. 24

Gambar 3.11. Kain Ban ………………………………………………… 24

Gambar 3.12. Tungku Dan Tong ………………………………..…….. 25

Gambar 3.13. Temperatur control dan thermo kopel ……………….. 25

Gambar 3.14. Spesimen Uji Tarik Serat Batang Pisang …………….. 28

Gambar 3.15. Dimensi Benda Pengujian Tarik ………………………. 29

Gambar 3.16. Mesin Pengujian Tarik …………………………………. 29

Gambar 4.5. Foto Patahan Foto Makro Temperatur 35 0C …………. 41

Gambar 4.5. Foto Patahan Foto Makro Temperatur 45 0C …………. 41

Gambar 4.5. Foto Patahan Foto Makro Temperatur 55 0C …….…… 42

xiv

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Hubungan antara tegangan tarik rata-rata dengan regangan

pada suhu ruang 29 0C…………….……………………… 33

Grafik 4.2. Hubungan antara tegangan tarik rata-rata dengan regangan

Pada temperatur 35 0………….…………………………… 35

Grafik 4.3. Hubungan antara tegangan tarik rata-rata dengan regangan

pada temperatur 45 0C ………………………..…………… 36

Grafik 4.4. Hubungan antara tegangan tarik rata-rata dengan regangan

Pada temperatur 55 0C ……………….…………………… 37

Grafik 4.5. Hubungan antara tegangan tarik rata-rata dengan regangan 38

Grafik 4.6. Histogram modulus elastisitas ………………………..…… 39

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Beberapa Jenis Serat Natural Ffiber ……………………… 11

Tabel 2.2. Sifat Mekanik Dari Beberapa JenisMaterial ……………… 13

Tabel 4.1. Geometri Pengujian Tarik ………………..………………… 32

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Tarik Temperatur Kamar Dan Ruang …. 32

Tabel 4.3. Hasil Data Pengolahan Pengujian Tarik Temperatur 29 0C 32

Tabel 4.4. Hasil Data Pengolahan Pengujian Tarik Temperatur 35 0C 34

Tabel 4.5. Hasil Data Pengolahan Pengujian Tarik Temperatur 45 0C 35

Tabel 4.6. Hasil Data Pengolahan Pengujian Tarik Temperatur 29 0C 36

Tabel 4.7. Hasil Data Dengan Variasi Temperatur …………………… 38

xvi

SIFAT FISIS DAN MEKANIS AKIBAT PERUBAHAN TEMPERATUR PADA KOMPOSIT SERAT BATANG PISANG YANG DICUCI MENGUNAKAN NaOH BERMETRIK EPOXY

Kusdiyanto, Ngafwan, Muh. Al-Fatih Hendrawan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan Surakarta Email : Kusdiyanto.st@gmail.com

ABSTRAKSI Penelitian komposit serat batang pisang ini bertujuan untuk

mendiskripsikan kekuatan tarik komposit epoksi serat batang pisang akibat perubahan temperatur dan mendiskripsikan foto makro komposit serat batang pisang setelah pengujian tarik akibat perubahan temperatur.

Serat diambil dari batang pisang dengan cara perebusan setelah serat terkumpul dilakukan pencucian dengan perlakuan alkali Na(OH) 5% selama 1 jam kemudian serat dikeringkan dengan cara dijemur dibawah sinar matahari selama 6 jam dilanjutkan proses oven selama 1 jam dengan suhu 35 0C, pembuatan komposit dilakukan dengan metode hand-lay-up dengan fraksi volume serat sebesar 30% pengaturan serat sejajar 0 0 mengunakan resin epoxy. adapun proses pengujian ini, pada pengujian tarik mengunakan standart ASTM D 3039 dengan variasi temperatur kamar sebesar 29 0C dan temperatur uji sebesar 35 0C, 45 0C, 55 0C serta foto makro mengunakan pembesaran 50 kali.

Dari hasil pengujian didapat harga kekuatan tarik tertinggi di miliki oleh komposit serat batang pisang dengan suhu 29 0C yaitu sebesar 11.721 N/mm2, pengujian selanjutnya dengan variasi suhu semakin tinggi kekuatan tarik menjadi menurun dimana pada pengujian suhu 55 0C kekuatan tariknya sebesar 7.638 N/mm2, hal dapat di simpulkan semakin tinggi suhu pengujian semakin rendah tegangan rata-rata hal ini berarti suhu menunjukan pengaruh negatif terhadap tegangan rata-rata. regangan tertinggi terdapat pada suhu 35 0C yaitu sebesar 20%. Sedangkan Modulus elastisitas tertinggi pada suhu 29 0C yaitu sebesar 9.016 Mpa, semakin tinggi suhu pengujian modulus elastisitasnya mengalami penurunan dimana pada suhu 55 0C menjadi 4.015 Mpa, hal ini menunjukan bahwa semakin tinggi suhu pengujian semakin rendah modulus elastisitas, hal ini disebabkan semakin tinggi suhu pengujian kekuatan resin semakin menurun. Pada hasil foto makro terlihat struktur patahan spesimen komposit yaitu bergelombang tidak beraturan dan terlihat bahwa patahan yang terjadi berbentuk pull out fiber.

Kata kunci: Serat batang pisang, Epoxy, Kekuatan t arik, Foto Makro, Perlakuan Alkali NaOH, Hand lay-up