TUGAS AKHIR
STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS SERAT SERABUT
KELAPA TUNGGAL DENGAN PERLAKUAN ALKALI NaOH
SELAMA 2 JAM
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Studi Strata Satu Pada Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
NUR CHOLIS
Nim : D200140217
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2019
vi
MOTTO DAN PESAN
“Hai orang orang beriman apabila dikatakan kepadamu:
‘berlapang- lapanglah dalam majlis’, maka lapangkanlah
niscaya Allah akan memberi kelapangan untukmu.
Dan apabila dikatakan: ‘berdirilah kamu’ maka berdrilah
niscaya Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantaramu
dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat.
Dan Alllah mengetahui apa yang kamu kerjakan.”
(Q.S. Al-Mujadilah:11)
“Janganlah ingin seperti orang lain, kecuali dua orang seperti ini.
Pertama orang yang diberi Allah kekayaan berlimpah dan ia
membelanjakannya secara benar.
Kedua orang yang diberi Allah Al-Hikmah dan ia berperilaku sesuai
dengannya dan mengajarkannya kepada orang lain.”
(H.R. Bukhari)
“Temukan kepribadianmu dengan melakukan Tiga hal ;
Pertama, jadilah manusia yang paling baik disisi Allah.
Kedua, jadilah manusia paling buruk dalam pandangan dirimu.
Ketiga, jadilah manusia biasa dihadapan sesama manusia.”
(Ali bin Abi Thalib)
“Jangan anggap remeh orang yang berada dibawahmu
Ketahuilah bahwa masing masing orang mempunyai
kelebihan sendiri-sendiri.”
(Nur Cholis)
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan rasa syukur atas limpahan rahmat yang Allah SWT berikan
kepada kita semua, beserta Rasulnya serta sahabat, karya sederhana ini
kupersembahkan kepada :
1. Allah SWT, karena atas rahmat, hidayah, dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan lancar.
2. Ibu dan Bapak yang telah memberikan do’a, serta ridho darimu
akhirnya satu amanah yang diberikan dapat terselesaikan, dan
sekarang berlanjut ke amanah lainnya yang insyaallah Allah SWT
akan memberikan jalan terbaik.
3. Serta sahabat-sahabat, teman karib. Atas do’a, nasihat, semangat
dan kesetiaan mengiringi perjalanan hidupku.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Syukur Alhamdulilah, segala sesuatu hanya milik Allah SWT penulis
panjatkan ke pada Allah SWT atas nikmat, karunia dan rahmat-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tulisan ini. Dialah yang Maha
Berilmu dan Maha Pemberi Ilmu bagi siapa saja yang dikehendaki-nya.
Atas terselesainya tugas akhir ini, tidak mungkin dicapai tanpa
adanya dukungan, bantuan, bimbingan, semangat dan nasehat dari
berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis
ucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Joko Sedyono, ST, M.Eng, Ph.D. selaku Pembimbing tugas
akhir, yang menjadi guru bagi saya. Yang mana telah membimbing,
mengarahkan dan membantu dalam pengerjaan tugas akhir.
2. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T.Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. H. Subroto, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi,S. T, M .Sc, Ph,D selaku Dosen
pembimbing akademik
5. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT., dan Bapak Nurmuntaha A.N, ST,
PgDip selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta yang membantu dalam
proses administrasi selama masa perkuliahan.
6. Jajaran dosen dan staff di Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Surakarta, atas segala ilmu yang telah diberikan
selama penulis menempuh studi.
7. Aditya Lingga Anggara, Yusuf Budi Utomo, Fajar Sidik Attamimi
teman-teman seperjuanagan dalam tugas akhir, Tim Squard Edy
Setiawan Doni Rudi, Amri Alfatoni, Aufal Absor, Wisnu Dwi, Doni
x
STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS SERAT SERABUT KELAPA
TUNGGAL DENGAN PERLAKUAN ALKALI NaOH SELAMA 2 JAM
Nur Cholis, Joko Sedyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
Email: [email protected]
ABSTRAK
Penggunaan bahan material ramah lingkungan semakin serius
mendapatkan perhatian dari negara-negara di dunia saat ini. Salah satunya
adalah penggunaan serat alam yaitu serat serabut kelapa. Penelitian ini
dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis serat serabut kelapa
tunggal dengan perlakuan alkali NaOH pada waktu perendaman serat
selama 2 jam dan dengan konsentrasi larutan NaOH 2,5%, 5% dan 7,5%.
Pada penelitian ini metode yang digunakan untuk proses pengujian serat
adalah uji kekuatan tarik serat tunggal dan SEM untuk mengetahui bentuk
morfologi permukaan serat tanpa perlakuan dan dengan perlakuan alkali
NaOH.
Serat serabut kelapa yang telah dipilih direndam dalam larutan alkali
selama 2 jam dengan konsentrasi larutan 2,5%, 5% dan 7,5% NaOH.
Proses pengeringan serat dengan cara dijemur pada ruang terbuka selama
7 hari. Serat dengan perlakuan alkali 5% memiliki tegangan tarik paling
optimal yaitu 136,091 Mpa. Jadi perlakuan NaOH meningkatkan tegangan
tarik pada serat. Pada pengujian Scaning Electron Microscope (SEM)
didapatkan hasil serat dengan perlakuan konsentrasi NaOH 7,5% secara
optimal dapat membersihkan lignin dan hemiselulosa yang menempel pada
permukaan serat.
Kata kunci : Alkalisasi, Serat Serabut Kelapa, Uji Tarik Serat Tunggal.
xi
STUDI SIFAT FISIS DAN MEKANIS SERAT SERABUT KELAPA
TUNGGAL DENGAN PERLAKUAN ALKALI NAOH SELAMA 2 JAM
Nur Cholis, Joko Sedyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
Email: [email protected]
ABSTRACT
The use of environmentally friendly materials is getting serious
attention from countries in the world today. One of them is the use of natural
fibers, namely coconut fiber. This study was conducted to determine the
physical and mechanical properties of single coconut fiber with alkaline
NaOH treatment at the time of fiber immersion for 2 hours and with a
concentration of 2.5%, 5% and 7.5% NaOH solution. In this study the
method used for the process fiber testing was the tensile strength test of a
single fiber and SEM to determine the shape of the surface morphology of
the fiber without treatment and with the alkali treatment of NaOH.
The selected coconut fiber is immersed in an alkaline solution for 2
hours with a solution concentration of 2.5%, 5% and 7.5% NaOH. Fiber
drying process by drying in open space for 7 days. Fiber with 5% alkali
treatment has the most tensile stress optimalis 136.091 Mpa. So the
treatment of NaOH increases the tensile stress on the fiber. In the test
Scaning Electron Microscope (SEM) results of fibers with the treatment of
7.5% NaOH concentration optimally can clean lignin and hemicellulose
attached to the fiber surface.
Keywords : Alkalization, Coconut Fiber, Single Fiber Pull Test.
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ........................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN....................................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ................................................................ v
MOTTO DAN PESAN ................................................................................ vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vii
KATA PENGANTAR ............................................................................... viii
ABSTRAK .................................................................................................. x
ABSTRACT ............................................................................................... xi
DAFTAR ISI .............................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xiv
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xvi
DAFTAR RUMUS ................................................................................... xvii
DAFTAR SIMBOL ................................................................................. xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang. ......................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................... 3
1.3 Tujuan penelitian ....................................................................... 4
1.4 Batasan masalah ...................................................................... 4
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................... 5
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Pustaka .......................................................................... 7
2.2 Landasan Teori ......................................................................... 9
2.2.1 Pohon Kelapa ................................................................. 9
2.2.2 Serat Kelapa ................................................................... 9
2.2.3 Alkali (NaOH)................................................................ 16
2.2.4 Pengeringan ................................................................. 17
xiii
2.2.5 Pengujian Tarik............................................................. 17
2.2.6 Scaning Electron Microscope (SEM) ............................ 20
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan .......................................... 24
3.2 Alat dan Bahan Penelitian ..................................................... 24
3.2.1 Alat Penelitian.............................................................. 24
3.2.2 Bahan Penelitian ......................................................... 30
3.3 Diagram Alir Penelitian ......................................................... 32
3.4 Prosedur Pelaksanaan Penelitian ......................................... 33
3.4.1 Persiapan Serat Serabut Kelapa .................................. 33
3.4.2 Perendaman Serat Serabut Kelapa ............................. 33
3.4.3 Pembuatan Spesimen Uji ............................................. 34
3.4.4 Pengujian Spesimen .................................................... 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian ..................................................................... 37
4.1.1 Hasil Pengujian Tarik Serat Tunggal ............................ 37
4.1.2 Hasil Uji Scaning Electron Microscope (SEM) ............. 41
4.2 Pembahasan ......................................................................... 44
4.2.1 Pembahasan Uji Tarik .................................................. 44
4.2.2 Pembahasan Uji SEM .................................................. 45
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ........................................................................... 47
5.2 Saran ..................................................................................... 47
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hubungan Antara Lignin Selulosa dan Hemiselulosa .......... 11
Gambar 2.2 Rantai Molekul Lignin Selulosa dan Hemiselulosa ............... 12
Gambar 2.3 Elecron Gun ......................................................................... 22
Gambar 2.4 Prinsip Kerja Scaning Electron Microscope (SEM) .............. 23
Gambar 3.1 Kertas Karton ....................................................................... 25
Gambar 3.2 Penggaris ............................................................................. 25
Gambar 3.3 Gunting ................................................................................ 26
Gambar 3.4 Cutter ................................................................................... 26
Gambar 3.5 Timbangan Digital ................................................................ 27
Gambar 3.6 Gelas Ukur ........................................................................... 27
Gambar 3.7 Jangka Sorong Digital .......................................................... 28
Gambar 3.8 Toples .................................................................................. 28
Gambar 3.9 Gantungan Baju ................................................................... 28
Gambar 3.10 Alat Uji Tarik Serat ............................................................. 29
Gambar 3.11 Alat Uji SEM ....................................................................... 29
Gambar 3.12 Serat Kelapa ...................................................................... 30
Gambar 3.13 Natrium Hidroksida (NaOH) ............................................... 30
Gambar 3.14 Aquades ............................................................................. 31
Gambar 3.15 Lem G atau Alteco ............................................................ 31
Gambar 3.16 Diagram Alir Penelitian ...................................................... 32
Gambar 3.17 Spesimen Uji Tarik (Menurut ASTM D3379-75) ................. 35
xv
Gambar 3.18 Proses Pengujian Tarik Serat Tunggal ............................... 36
Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Perbedaan Variasi NaOH Terhadap
Tegangan Tarik ................................................................... 40
Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Perbedaan Variasi NaOH Terhadap
Regangan ........................................................................... 40
Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Perbedaan Variasi NaOH Terhadap
Modulus Elastisitas ............................................................ 41
Gambar 4.4 Hasil Foto SEM Serat Tanpa Perlakuan (0% NaOH) ........... 42
Gambar 4.5 Hasil Foto SEM Serat Perlakuan 2,5% NaOH ..................... 43
Gambar 4.6 Hasil Foto SEM Serat Perlakuan 5% NaOH ........................ 43
Gambar 4.7 Hasil Foto SEM Serat Perlakuan 7,5% NaOH ..................... 44
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Sabut dan Serat Kelapa ................................ 10
Tabel 4.1 Hasil Uji Tarik Serat Tunggal Tanpa Perlakuan NaOH ........... 37
Tabel 4.2 Hasil Uji Tarik Serat Tunggal Perlakuan 2,5% NaOH .............. 38
Tabel 4.3 Hasil Uji Tarik Serat Tunggal Perlakuan 5% NaOH ................. 38
Tabel 4.4 Hasil Uji Tarik Serat Tunggal Perlakuan 7,5% NaOH .............. 39
Tabel 4.5 Hasil Tegangan Regangan dan Modulus Elastisitas Serat
Kelapa Tunggal ........................................................................ 39
xvii
DAFTAR RUMUS
Rumus 2.1 Tegangan σ = F
A ................................................................ 18
Rumus 2.2 Luas Alas A = 1
4 x π x D2...................................................... 18
Rumus 2.3 Regangan ε = lt−lo
lo ............................................................ 19
Rumus 2.4 Modulus Elastisitas E = σ
ε .................................................... 19
xviii
DAFTAR SIMBOL
σ = Tegangan (N/mm2)
F = Gaya (N)
A = Luas Penampang (mm2)
D = Diameter Serat (mm)
V = Kecepatan (mm/s)
lo = Panjang Awal (mm)
lt = Panjang Akhir (mm)
Δ𝑙 = Pertambahan Panjang (mm)
ε = Regangan
E = Modulus Elastisitas (N/mm2)
π = 3,14
Top Related