ANALISA KONDUKTIVITAS THERMAL MATERIAL KOMPOSIT SERAT SABUT KELAPA DENGAN PERLAKUAN ALKALI DAN RESIN POLIESTER Debi Alberto, Burmawi, Suryadimal Jurusan Teknik Mesin – Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta Kampus III Jl. Gajah Mada Gunung Pangilun Telp. (0751) 51257 Padang Email :
[email protected],
[email protected]
ABSTRAK Serat sabut kelapa dapat dimanfaatkan sebagai bahan utama pembuatan material komposit. Pemanfaatan serat sabut kelapa bisa dikombinasikan menggunakan matriks polimer resin polyester dengan memvariasikan susunan acak dan susunan lurus serat dengan komposisi perbandingan 30%:70%, 20%:80, dan 10:90%.Tujuan dan manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah untuk mendapatkan nilai konduktivitas thermal terhadap material komposit dengan perbandingan volume antara serat, matriks dan memamfaatkan limbah menjadi material baru. Pengujian ini menggunakan alat uji konduktivitas thermal bahan, dari material komposit serat sabut kelapa di dapatkan nilai konduktivitas thermal komposit pada variasi susunan acak dan lurus dengan perbandingan 20%:80% dengan nilai 0,021 W/m°c. Kata kunci : Serat Sabut Kelapa , Alkali(NaOH), Resin Polyester, Konduktivitas Thermal Bahan.
ABSTRACT Coconut fiber can use as main material to make composite materials. Using coconut fibers can combined to use matriks polimer resing polyester with variated random and straight system in comparison composition that 30%:70%, 20%:80%, and 10%:90%. Purpose and benefit hoped in research to get thermal conductivity to composite materials with volume comparison between fibers, matriks and using be new materials. This calibration use thermal conductivity tester, from composite materials, coconut fibers got composite thermal conductivity on variation random and straight with comparison 20%:80% with points 0,021 W/m°c. Keywords : Coconut fibers, Alkali(NaOH), Resin Polyester, Thermal Conductivity Material
PENDAHULUAN Teknologi
komposit
dengan
material serat alam (Natural Fiber) merupakan
teknologi
yang
untuk bahan pembuat
sapu,
tali,
tangga
alat-alat
rumah
tikar, dan
sebagainya Melihat manfaat sabut kelapa
ramah
lingkungan, apalagi Indonesia yang
yang
begitu
berpotensi
untuk
terletak di zona khatulistiwa merupakan
dikembangkan ini, akan menarik sekali
daerah tropis yang pada dasarnya kaya
untuk mengadakan suatu penelitian,
akan tumbuh-tumbuhan yang tumbuh
bagaimana supaya sabut kelapa dapat
subur, baik buah maupun bagian lain
lebih bermanfaat, salah satunya yaitu
dari tanaman atau tumbuhan, selalu
di manfaatkan sebagai pembuatan
dimanfaatkan sebagai bahan pokok
papan komposit pada dashboard. Pemanfaatan sabut kelapa bisa
sehari-hari, semisal sabut kelapa. Dari jenis hasil tanaman tersebut
dilakukan dengan mengkombinasikan
kebanyakan masyarakat masih belum
dengan material lain seperti resin
maksimal memanfaatkannya, bahkan
dengan membuat sebagai material
dianggap sebagai bahan limbah hasil
komposit sehingg adalam aplikasinya
sampingan
perlu dikaji sifat-sifat yang berkaitan
dari
produksi
utama
masing-masingtumbuhan tersebut.Oleh
dengan
karena itu perlu adanya alternatif
seperti nilai konduktifitas thermal
untuk
bahan tersebut.
dapat
lebih
dimanfaatkan
pemakaiannya
dilapangan
dibidang keteknikan, sebagai bahan
Menurut aplikasi yang terdapat
pengganti yang mempunyai nilai lebih
dilapangan contohnya pada industri
dibandingkan dengan
yang
otomotive,seperti dashboard kendaraan
sudah ada baik dari segi teknik,
dimana panas cahaya matahari akan
ekonomis
menyerap
maupun
bahan
kualitas
bahan
tersebut. Secara tradisional serat sabut kelapa dahulunya hanya dimanfaatkan
masuk
melalui
dinding
dashboard. Dashboard adalah panel interior mobil bagian depan yang mana terdapat
beberapa
fasilitas
seperti
panel instrumen, laci, radio/tape, dan
AC.
Untuk mengetahui daya serat
panas
matahari
pada
Untuk memotong ukuran
dashboard
benda uji sesuai dengan
komposit maka dilakukan pengujian konduktifitas
panas
supaya
standar
dapat
3. Gelas Ukur
diinginkan nilai konduktifitas yang
Untuk mengukur volume resin
rendah. Oleh sebab itu penelitian ini
4. Jangka sorong
dilakukan untuk mengetahui sejauh
Untuk mengukur dimensi
mana
benda uji
nilai
konduktivitas
panas
material kompositsupaya mendapatkan
5. Konduktivitas thermal
material yang lebih baik. BAHAN DAN PENELITIAN
ANALISA PEMBAHASAN A. Variasi Acak
Bahan :
1. Spesimen (30%:70%)
1. Serat Sabut Kelapa sebagai Grafik konduktivitas thermal (w/m°c) susunan acak 30:70
penguat dari material
2. Resin Poliester sebagai pengikat 3. Alkali(NaOH) gunanya untuk menghilangkan zat lilin dan meningkatkan kekerasan
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
0.6, 1.31
w/m°c
komposit
4.9, 0.61
13.6, 0.057
0
5
1. Cetakan pipa paralon
15
∆T
permukaan serat Peralatan :
10
Gambar 4.1. Grafik Konduktivitas Thermal Komposit Paduan Serat Sabut Kelapa
Dengan
Resin
Poliester,
Untuk tempat cetakan
Dengan Perbandingan 30% : 70%
spesimen berukuran diameter
spesimen I.
45mm, tebal 5mm. 2. Gergaji
1. Specimen (20%:80%)
A. Variasi lurus Grafik konduktivitas thermal (w/m°c) susunan acak 20:80
1. Specimen(30%:70)
0.025
0.8
0.023 35.5, 0.022
0.022
0.021
1.2, 0.655
0.6
35.9, 0.021
w/m°c
w/m°c
Grafik konduktivitas thermal (w/m°c) susunan lurus 30:70
32.6, 0.024
0.024
0.4 0.2
0.02
5.7, 0.137
32
34
36
38
∆T
Gambar
4.2.
Grafik
0
Perpindahan
17.2, 0.045
0 10 ∆T
20
Gambar 4.4. Grafik Perpindahan
Panas Komposit Paduan Serat Sabut
Panas Komposit Paduan Serat Sabut
Kelapa
Kelapa Dengan Resin Poliester,
Dengan Resin Poliester,
Dengan Perbandingan 20% : 80%
Dengan Perbandingan 30% : 70%
spesimen II.
spesimen I.
2. Spesimen (10%:90%)
2. Specimen (20%:80) Grafik konduktivitas thermal (w/m°c) susunan lurus 20:80
Grafik konduktivitas thermal (w/m°c) susunan acak 10:90 0.04
0.05 23,2; 0,033
0.03
27,6; 0,028
0.02 0.01
w/m°c
w/m°c
0.03
19.5, 0.04
0.04
26.2, 0.03 35.2, 0.022 36.7, 0.021
0.02 0.01
0 0
0 0
10
20
10
20 ∆T
30
40
30
∆T
Gambar 4.3. Grafik Perpindahan Panas Komposit Paduan Serat Sabut Kelapa Dengan
Resin
Poliester,
Dengan
Perbandingan 10% : 90% spesimen III.
Gambar
4.5.
Grafik
Perpindahan
Panas Komposit Paduan Serat Sabut Kelapa
Dengan
Resin
Poliester,
Dengan Perbandingan 20% : 80% spesimen II.
c. Dengan perbandingan 10:90 nilai
3. Specimen(10%:90)
K pada 0,028, 0,033, sampai 0,04 Grafik konduktivitas thermal (w/m°c) susunan lurus 10:90 0.0365
w/m°c
0.036
21.6, 0.036
W/m°C. Untuk variasi serat lurus: a. Dengan perbandingan 30:70 nilai
0.0355 0.035
K pada 0,045, 0,137, sampai
0.0345 0.034
22.8, 0.034
22.9, 0.034
0.0335
21.5
22
22.5
23
0,655 W/m°C. b. Dengan perbandingan 20:80 nilai K pada 0,021, 0,022, sampai 0,03
∆T
W/m°C. Gambar 4.6. Grafik Perpindahan Panas Komposit Paduan Serat Sabut Kelapa Dengan
Resin
Poliester,
Dengan
Perbandingan 10% : 90% spesimen III. KESIMPULAN DAN SARAN
c. Dengan perbandingan 10:90 nilai K pada 0,034, 0,034, sampai 0,036 W/m°C. SARAN 1. Hendaknya
dalam
proses
data
pada
pengambilan Berdasarkan
hasil
analisa
nilai
koefisien perpindahan panas bahan
pengujian konduktivitas panas, harus benar-benar teliti.
komposit pada material serat sabut
2. Sebelum melakukan pengujian,
kelapa dengan resin polyester dapat di
hendaknya bahan uji harus
simpulkan sebagai berikut:
dalam keadaan dingin, supaya
Untuk variasi serat acak: a. Dengan perbandingan 30:70 nilai
data yang didapat akurat. 3. Selama
proses
pengujian
K pada 0,057, 0,61 sampai 1,31
hendaknya pemanas maupun
W/m°C.
spesimen
b. Dengan perbandingan 20:80 nilai K pada 0,021, 0,022, sampai 0,024 W/m°C.
jangan
gerakkan, mempengaruhi
digerak-
sebab suhu
akan atau
temperatur yang akan terbaca
Serat Sabut Kelapa”
oleh thermometer digital.
1)Jurusan Teknik Mesin
4. Pastikan alat sudah terpasang
Fakultas Teknik, Universitas
atau pas pada bahan uji, supaya
Udayana Kampus Bukit
hal yang tidak diinginkan tidak
Jimbaran, Bali 80362
terjadi. Matthews, F.L., Rawlings, RD., 1993,
5. DAFTAR PUSTAKA Sudarsono,
toto
rusianto,
suryadi“pembuatan partikel
berbahan
yogi
Composite
papan
Material
Engineering
baku
And
Science,Imperial
College
sabut kelapa dengan bahan
Of Science, Technology
pengikat alami lem kopal)”
And Medi-cine, London,
JurusanTeknikmesin,fakult
UK.
asTeknologi Industri Hanif “serat pendek sabut kelapa sebagai
penguat
papan
Kompositdengan styrofoam sebagai
matriks” Jurusan
TeknikMesin,Politeknik
km.
280
PG.
(1996).
Composite
Material Fundamental of Modern
Manufacturing
Material, Processes, And System. Prentice Hall.
Negeri Lhokseumawe, Jl. Banda
Mikell
Oroh Jonathan, dkk, 2013. “Analisis
Aceh-Medan
Sifat Mekanik Material
–
Komposit dari Serat Sbut
Buketrata
Lhokseumawe
Kelapa”. Jurusan Teknik Mesin. Universitas Sam
I Made Astika1), I Putu Lokantara1) dan I Made GatotKarohika1) “Sifat Mekanis Komposit Polyester dengan Penguat
Ratu Langi Menado. Rowell, R.M., Han, J.S., Rowell, J.S., 2000. Characterization and factors
effecting
fiber
sifates, Nat.Polymer and
Agrofibers
Composites,
San Carlos, Brazil, pp. 115-133. Schwartz, M.M. (1984). Composite Materials Handbook. New York: McGraw-Hill Inc. Van Vlack, L. H., 1994, terjemahan Japrie,
S.
Ilmu
dan
Teknologi Bahan, E-disi kelima, Erlangga, Jakarta.
