ANALISA SIFAT MEKANIS MATERIAL KOMPPOSIT SERAT TANDAN SAWIT DENGAN METRIK RESIN POLYESTER Burmawi, Mulyanef, Riko Mefiandra* Jurusan Teknik Mesin – Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta Kampus III Jl. Gajah Mada Gunung Pangilun Telp. (0751) 51257 Padang Email :
[email protected] ABSTRAK
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) adalah salah satu sampah organik berupa limbah padat yang dihasilkan pabrik/industri pengolahan minyak kelapa sawit dapat dimanfaatkan untuk pembuatan material komposit. Serat TKKS ini digunakan sebagai penguat dari material koposit yang menggunakan resin polyester YULKALAC 157 BQTN-EX sebagai perekat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kekuatan tarik dan impak dengan memvariasikan volume 70% : 30%, 80% : 20% dan 90% : 10% dalam matrik resin polyester. Dari material komposit serat TKKS dengan variasi volume 70% : 30% didapatkan kekuatan tarik sebesar 16,35N/mm2, impaknya sebesar 0,095 J/mm2. Material komposit serat TKKS dengan variasi volume 80% : 20% kekuatan tarik sebesar 32,35N/mm2, impaknya sebesar 0,063 J/mm2. Material komposit serat TKKS dengan variasi volume 90% : 10% kekuatan tariknya sebesar 33,54N/mm2, impaknya sebesar 0,114J/mm2.
ABSTRACT
Oil palm empty fruit bunches (TKKS) is one of the organic waste generated in the form of solid waste plant / palm oil processing industry can be utilized for the manufacture of composite materials. TKKS fiber is used as reinforcement of composite materials using polyester resin YULKALAC BQTN 157-EX as an adhesive. The purpose of this study was to determine the tensile strength and impact by varying the fiber volume 70% : 30%, 80% : 20% and 90% : 10% and arranged in parallel in a polyester resin matrix. Of fiber composite material with fiber volume 70% : 30% TKKS tensile strength obtained by 16,35 N/mm2, the impact of 0,095 J/mm2. TKKS fiber composite material with a tensile strength of fiber volume 80% : 20% by 32,35N/mm2, the impact strength of 0,063 J/mm2. TKKS fiber composite material with a tensile strength of volume 90% : 10% for 33,54N/mm2, the impact of 0,114J/mm2.
1. PENDAHULUAN Material komposit merupakan material yang terbentuk dari kombinasi antara dua atau lebih material pembentuknya melalui pencampuran yang tidak homogen, dimana sifat mekanis dari masing– masing material pembentuknya berbeda. Material komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari pada logam, memiliki kekuatan bisa diatur yang tinggi (tailorability), memiliki kekutan lelah (fatigue) yang baik, memiliki kekuatan jenis (modulus young/density) yang lebih tinggi dari pada logam, tahan korusi , memiliki sifat isolator panas dan suara, serta dapat di jadikan sebagai penghambat listrik yang baik, dan dapat juga di gunakan untuk menambal kerusakan akibat pembebanan dan korosi (Sirait,2010). Menurut Matthews dkk. (1993), komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya melalui campuran yang tidak homogen, dimana sifat mekanik dari masing-masing material pembentuknya berbeda. Dari campuran tersebut akan dihasilkan material komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik ini yang berbeda dari material pembentuknya. Material komposit mempunyai sifat dari material konvensional pada umumnya dari proses pembuatannya melalui percampuran yang tidak homogen, sehingga kita leluasa merencanakan kekuatan material komposit yang kita inginkan dengan jalan mengatur komposisi dari material pembentuknya. Perkembangan ilmu material khususnya dibidang polimer pada hakikatnya terus berkembang seiring
dengan usaha manusia untuk meningkatkan kesejahteraan hidup dengan memanfaatkan pengolahan bahan dan teknologi. Sintesis berbagai jenis bahan polimer dapat dimanfaatkan dalam berbagai aspek kehidupan. Sepanjang kebudayaan manusia penggunaan serat alam sebagai salah satu material pendukung kehidupan. Salah satu aspek yang perlu dipertimbangkan dalam mendapatkan material baru adalah pemanfaatan bahan yang berasal dari tumbuhan atau serat organik. Dalam penggunaannya polimer sintesis berbahan serat dapat menggantikan logam, kayu, kulit dan bahan alami lainnya dengan berbagai keunggulan seperti: harga yang jauh lebih murah, ramah lingkungan, dan beberapa diantaranya merupakan optimalisasi produk limbah yang belum dimanfaatkan. Berbagai macam barang yang diperlukan dalam kehidupan sehari-hari dapat dibuat dari polimer sintetis ini, misalnya perabot rumah tangga (dari plastik), bahan pakaian (nilon, poliester),alat pembungkus,alat transportasi,dan otomotif. 2. TINJAUAN PUSTAKA Komposit adalah suatu material yang terdiri dari campuran atau kombinasi dua atau lebih material baik secara mikro atau makro, dimana sifat material yang tersebut berbeda bentuk dan komposisi kimia dari zat asalnya (Smith,1996). Resin polyester tak jenuh merupakan jenis material polimer thermosetting. Matriks ini dapat menghasilkan keserasian matrik-serat dengan mengontrol faktor jenis dan jumlah komponen, katalis, waktu, dan suhu. Sifatnya tahan creep, sangat
memadai sebagai perekat struktur berbebanberat, serta tahan kondisi panas tinggi, radiasi, kelembaban, dan bahan kimia (Hartomo, 1992). Katalis merupakan bahan kimia yang ditambahkan pada matrik Slicon rubber yang bertujuan untuk proses pembekuan matrik. Katalis adalah suatu bahan kimia yang dapat meningkatkan laju suatu reaksi tanpa bahan tersebut menjadi ikut terpakai dan setelah reaksi berakhir, bahan tersebut akan kembali kebentuk awal tanpa terjadi perubahan kimia. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah padat yang dihasilkan pabrik/industri pengolahan minyak kelapa sawit. Produksi Indonesia minyak kelapa sawit kasar Indonesia mencapai 6 juta ton per tahun. Secara bersamaan dihasilkan pula limbah TKKS dengan potensi sekitar 2,5 juta ton per tahun (Anonim, 1999). Potensi TKKS cukup melimpah dan belum dimanfaatkan secara optimal untuk kegiatan produksi yang mempunyai nilai tambah ekonomi yang tinggi. Serat TKKS sebenarnya mengandung selulosa dan holoselulosa yang cukup tinggi sehingga layak dikembangkan dalam teknologi bahan, terutama komposit. Efek penambahan serat TKKS dalam pembuatan komposit antara lain: ringan, kekuatan mekanik tinggi, tidak mudah korosi, dan ramah lingkungan. Berikut ini adalah bentuk dari tanda kosong kelapa sawit seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 1. Tandan Kosong Kelapa Sawit 3. METODOLOGI PENELITIAN Penelitian ini dilakukan disalah salah satu Laboratorium di Universitas Negeri Padang yaitu di Laboratorium Pengujian Bahan dan Metro Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Padang. Pada bulan februari 2015. Pembuatan material ini hanya menggunakan cara yang sederhana (hand lay up). Sehingga kualitas dari material yang dicetak sangat tergantung pada kemampuan peneliti untuk menghasilkan spesimen yang baik. Oleh sebab itu diperlukan kehatihatian dalam pembuatan komposit. Material dibuat dengan menggunakan standar ASTM A370 untuk uji tarik dan standar ASTM D256-06 (Asm Handbook Volume 21 composit) untuk uji impak. Dalam pembuatan komposit ini diperlukan alat dan bahan beserta cara pembuatannya: Peralatan : 1. Cetakan kayu Cetakan kayu digunakan untuk tempat pembuatan benda uji. 2. Timbangan Digital Untuk mengukur berat serat. 3. Gelas Ukur Gelas Ukur ini digunakan untuk mengukur volume resin yang akan dituangkan kedalam cetakan. 4. Jangka Sorong Untuk mengukur dimensi benda uji.
5. Gergaji Sebagai alat untuk memotong benda uji 6. Mesin Gerinda Untuk meratakan dan menghaluskan permukaan benda uji. 7. Alat Bantu Lain Gunting, cutter, Spidol, pipet tetes, sendok, sarung tangan, kertas plastik, dan penggaris. Bahan : 1. Resin Polyester Sebagai bahan perekat 2. Catalis Sebagai pengeras resin polyester 3. Serat TKKS Sebagai Penguat dari material komposit Cara Pembuatan Komposit :
Material
Proses pembuatan komposit dilakukan sebagai berikut : 1. Menyiapkan bahan-bahan dan peralatan yang akan diperlukan dalam pengerjaan pembuatan material komposit. 2. TKKS yang sudah diolah di industri atau yang telah diambil minyaknya kemudian di kupas dan dibersihkan dengan cara mengambil seratnya. 3. Serat TKKS diambil satu persatu secara manual dengan menggunakan tangan untuk mendapatkan benang-benang serat tersebut. 4. Setelah selesai lakukan proses penjemur serat TKKS tersebut di bawah sinar matahari ± 3-5 hari sampai serat TKKS benar-benar kering. 5. Setelah kering potong serat dengan menggunakan gunting dengan ukuran secukupnya.
6. Selanjutnya timbang berat serat tersebut dengan menggunakan timbangan digital sesuai dengan jumlah serat yang dibutuhkan dalam satu cetakan. 7. Ambil cetakan kayu uji tarik, dimana cetakan kayu tersebut telah dilapisi dengan menggunakan kertas plastik, bertujuan supaya spesimen mudah dilepaskan dalam cetakan. 8. Lalu masukkan resin dan katalis dalam gelas ukursebanyak volume yang dibutuhkan dalam cetakan, dengan perbandingan 100 ml resin : 1 ml katalis, hal ini dilakukan supaya proses polimerisasi tidak terlalu cepat sehingga gelembung yang muncul dan terperangkap dalam matriks bisa dikeluarkan dengan cara ditekan-tekan dalam waktu yang cukup lama. 9. Resin yang telah dicampur katalis tersebut kemudian diaduk selama 2 menit dengan tujuan agar pencampuran resin dan katalis dapat merata dengan baik. 10. Tuangkan resin dan katalis yang telah siap diaduk kedalam cetakan kayu, rapikan dengan menggunakan sendok.Tabur serat TKKS dengan susunan serat yang sejajar di dalam cetakan kayu, serat TKKS diatur penyebarannya agar serat dapat mengisi seluruh bagian dari cetakan. 11. Tunggu selama 2-3 jam sampai komposit tersebut mengering/mengeras.
12. Setelah proses pengerasan selesaikeluarkan spesimen dari cetakan, kemudian dilakukan pemotongan spesimen sebanyak yang dibutuhkan dengan menggunakan gergaji sesuai dengan standar ASTM A370 untuk uji tarik dan ASTM D256-06 untuk uji impak. 13. Setelah selesai proses pemotongan, rapikan dan bersihkan hasil dari pemotongan spesimen tersebut dengan menggunakan mesin gerinda, sampai semua sisi permukaan spesimen menjadi rata dan bersih. 14. Jika langkah-langkah pembuatan komposit di atas telah selesai dilakukan, spesimen uji tarik tersebut siap untuk diuji, dengan tujuan untuk mendapatkan kekuatan nilai tariknya. 15. Untuk proses pembuatan komposit uji impak, proses pengerjaannya sama dengan uji tarik. 4. Analisa Dan Pembahasan Analisis Uji Mekanik A.Pengujian Kekuatan Tarik Pada pengujian tarik bahan utama yang digunakan adalah komposit serat TKKS matriks polimer (Polyester Resin). Dimana Pengujian ini dilakukan dengan membandingan antara jenis spesimen dengan variasi volume 70%: 30%, 80% : 20% dan 90% : 10% guna untuk mendaptkan kekutan tarik dari ketiga jenis spesimen tersebut. Penelitian ini dilakukan untuk mengamati sifat mekanik
(kekuatan tarik) dari komposit yang diuji dan diperkuat dengan serat TKKS. Sehingga dapat diamati pertambahan panjang (ΔL) yang terjadi akibat gaya tarik yang diberikan terhadap benda uji yang disebut dengan deformasi. Sehingga dari penelitian ini didapatkan rata-rata beban maksimum pada spesimen serat TKKS dengan variasi volume 70% : 30% sebesar 148,3 kg dan 80% : 20% sebesar 233,3 kg dan 90% : 10% sebesar 185 kg.
B. Pengujian Impak Pada pengujian impak bahan utama yang digunakan adalah komposit serat TKKS matriks polimer (PolyesterResin). Pengujian ini dilakukan dengan membanding an antara jenis spesimen serat TKKS dengan variasi volume 70% : 30%, 80% : 20% dan 90% : 10%. Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan kekuatan impak dari komposit berpenguat serat TKKS. Dari pengujian didapatkan sudut ayunan setelah terjadi Impak (β) pada komposit serat TKKS dengan variasi volume 70% : 30% sebesar 136,3 O sedangkan pada komposit serat TKKS dengan variasi volume 80% : 20% sebesar 137 O dan pada komposit serat TKKS dengan variasi volume 90% : 10% sebesar 136,6 O.
C. Perhitungan Pengujian
TKKS 2 (70% : 30%)
a.Perhitungan Pengujian Tarik Pada Komposit Serat TKKS Dengan variasi Volume 70% : 30%
a. Regangan = 0 b. Gaya = 1.569,6 N c. Tegangan = 19,025 N/mm2
a. b. c. d.
Regangan Gaya Tegangan Modulus Elastisitas
d. Modulus N/mm2
=
0
TKKS 3 (70% : 30%)
TKKS 1 (70% : 30%) a. Regangan = L = L1 L0 L0 L0
a. Regangan = 0
117,8mm 117,8mm = 117,8mm 0mm =0 117,8mm
=
Elastisita
b. Gaya = 1.324,35 N c. Tegangan = 19,6462 N/mm2 d. Modulus
Elastisitas = 0
2
N/mm Dari hasil pengolahan data pengujian tarik pada serat TKKS dengan variasi volume serat 80% : 20% yang dilakukan terhadap spesimen, diperoleh data hasil Regangan, Gaya, Tegangan, dan Modulus Elastisitas. Data tersebut disajikan pada grafik dibawah ini:
b. Gaya F = m g = 150kg 9,81m / s 2 = 1.471,5 N c. Tegangan F F = = W0 T0 A0 =
1.471,5N = 12mm 7,5mm
25 Tegangan (σmax) N/mm2
1.471,5N =16,35 90mm 2
Grafik nilai Tegangan pada variasi volume 70% : 30%
2
N/mm
20 16.35
15
19.025 19.6462
10
Tegangan
5 0 0
2
4
spesimen
d. Modulus Elastisitas
Gambar 4.1 Grafik Antara Tegangan Vs Regangan Komposit Serat TKKS Dengan Volume serat 70% : 30%
E=
16,35 N / mm2 = 0 N/mm2
=
0
b.Perhitungan Pengujian Tarik Pada Komposit Serat TKKS Dengan variasi Volume 80% : 20% a. b. c. d.
TKKS 2 (80% : 20%) a. Regangan = 0,0156 b. Gaya = 2.354,4 N
Regangan Gaya Tegangan Modulus Elastisitas
c. Tegangan = 24,658 N/mm2 d. Modulus Elastisitas 1,5806,64 N/mm2
TKKS 1 (80% : 20%) a. Regangan = L = L1 L0 L0 L0
TKKS 3 (80% : 20%) a. Regangan = 0,0043
= 118,0mm 115,0mm = 115,0mm 3mm = 0,0261 115,0mm
= 1.373,4 N c. Tegangan F F = = A0 W0 T0 =
1.373,4N = 11,1mm 6,8mm
1.373,4 N 2 2 = 18,195N/mm 75,48mm d. Modulus Elastisitas
E=
c. Tegangan = 32,35 N/mm2 d. Modulus Elastisita = 7523,25 N/mm Dari hasil pengolahan data pengujian tarik pada serat TKKS dengan variasi volume serat 80% : 20% yang dilakukan terhadap spesimen, diperoleh data hasil Regangan, Gaya, Tegangan, dan Modulus Elastisitas. Data tersebut disajikan pada grafik dibawah ini : Grafik perbandingan antara Tegangan dan Regangan 80% : 20% 0.025 0.0216
0.02
0.0156
0.015 0.01 0.005
0.0043
0 0
10
20
30
40
Regangan (ε)
2 = 18,195 N / mm = 697,1
0,0261
N/mm2
b. Gaya = 3.139,2N
Tegangan (σmax) N/mm2
b. Gaya F = m g = 140kg 9,81m / s 2
=
Gambar 4.2 Grafik Antara Tegangan Vs Regangan Komposit Serat TKKS Dengan Volume 80% : 20%
c.Perhitungan Pengujian Tarik Pada Komposit Serat TKKS Dengan Variasi Volume 90% : 10% a. b. c. d.
TKKS 2 ( 90% : 10% ) a. Regangan = 0,0042 b. Gaya = 1.667,7 N
Regangan Gaya Tegangan Modulus Elastisitas
c. Tegangan = 23,357N/mm2 d. Modulus Elastisitas 5.561,19N/mm2
=
TKKS 1 ( 90% : 10% ) a. Regangan = L = L1 L0 L0 L0
TKKS 3 ( 90% : 10% ) a. Regangan = 0,00609 b. Gaya = 2.256,3N
= 115,8mm 115,5mm = 115,8mm 0,3mm = 0,003 115,8mm
c. Tegangan = 33,54N/mm2 d. Modulus Elastisitas 5.507,38 N/mm2
= 1.520,55 N
c. Tegangan F F = = A0 W0 T0 1.520,55 N = = 12,8mm 5,6mm 1.520,55 N = 21,213N/mm2 2 71,68mm
Dari hasil pengolahan data pengujian tarik pada serat TKKS dengan variasi volume 90% : 10% yang dilakukan terhadap spesimen, diperoleh data hasil Regangan, Gaya, Tegangan, dan Modulus Elastisitas. Data tersebut dapat dilihat pada grafik di bawah ini:
Tegangan (σmax) N/mm2
b. Gaya F = m g = 155kg 9,81m / s 2
Grafik perbandingan tegangan dan regangan 90% : 10% 0.007 0.00609 0.006 0.005 0.0042
0.004 0.003
0.003
0.002 0.001 0 0
21,213 N / mm2 = 0 N/mm2
=
10
20
30
40
Regangan (ε)
d. Modulus Elastisitas E=
=
0
Gambar 4.3 Grafik Antara Tegangan Vs Regangan Komposit Serat TKKS Dengan Variasi Volume 90% : 10%
Dari gambar grafik diatas menunjukkan antara tegangan dan regangan, tegangan terbesar terjadi pada spesimen TKKS 3 sebesar 33,547N/mm2 dan tegangan terkecil terjadi pada spesimen TKKS 1 sebesar 21,213N/mm2, sedangkan regangan terbesar terjadi pada spesimen TKKS 3 sebesar 0,00609 dan regangan terkecil terjadi pada spesimen TKKS 1 yaitu 0.
8,114 J =0,0769 105,4mm2 J/mm2
TKKS 2 ( 70% : 30% ) a. Energi Serap = 8,114J b. Harga Impak = 0,095 J/mm2 TKKS 3 ( 70% : 30% )
D. Perhitungan Pengujian Impak a. Energi Serap = 6,042 J a.Perhitungan Pengujian Impak Pada Komposit Serat TKKS Dengan variasi volume 70% : 30%
b. Harga Impak = 0,084 J/mm2 Dari hasil pengolahan data pengujian impak pada serat TKKS dengan Variasi volume 70% : 30% yang dilakukan terhadap spesimen, diperoleh data hasil Energi Serap dan Harga Impak. Data tersebut disajikan pada grafik dibawah ini :
a. Energi Serap b. Harga Impak
a. Energi Serap E srp = m.g.R.(cos cos ) =
Harga Impak Hi (J/mm2)
TKKS 1 ( 70% : 30% )
0.2
Grafik Harga Impak Spesimen 70% : 30%
0.1 22kg.9,81m / s .0,8m.(cos136 cos140) 0 2
1
= 2
2
Spesimen
3
2
172,656kg.m / s .0,047
= 8,114 J b. Harga Impak Hi
=
E srp A0
=
Esrp W T
= 8,114 J = 15,5mm 6,8mm
Gambar 4.4 Grafik Harga Impak pada tiap-tiap spesimen Komposit Serat TKKS Dengan variasi volume 70% : 30% Berdasarkan gambar 4.4 grafik dapat dilihat Harga impak (HI) pada tiap-tiap spesimen serat TKKS bahwa Harga Impak terbesar terjadi pada TKKS 2 sebesar 0,095J/mm2 sedangkan Harga Impak terkecil
TKKS
1
sebesar b. Harga Impak = 0,063J/mm2
b.Perhitungan Pengujian Impak Pada Komposit Serat TKKS Dengan Variasi Volume 80% : 20% a. Energi Serap b. Harga Impak TKKS 1 ( 80% : 20% ) a. Energi Serap E srp = m.g.R.(cos cos ) = 22kg.9,81m / s 2 .0,8m.(cos137 cos140)
Dari hasil pengolahan data pengujian impak pada serat TKKS dengan varisai volume 80% : 20% yang dilakukan terhadap spesimen, diperoleh data hasil Energi Serap dan Harga Impak.Data tersebut disajikan pada grafik berikut ini: Harga Impak Hi (J/mm2)
terjadi pada 0,0769J/mm2.
Grafik Harga Impak Spesimen 80% : 20% 0.2 0.15 0.1 0.05 0 1
2 Spesimen
3
= 172,656kg.m2 / s 2 .0,035
= 6,042J
Gambar 4.5 Grafik Harga Impak pada tiap-tiap spesimen Komposit Serat TKKS Dengan Variasi volume 80% : 20%
b. Harga Impak Hi
=
E srp A0
=
Esrp W T
= 6,042 J = 12,8mm 7,7mm 6,042 J = 0,0613 98,56mm2 J/mm2
Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat Harga impak (HI) pada tiaptiap spesimen serat TKKS dengan varisai volume 80% : 20% bahwa Harga Impak terbesar terjadi pada TKKS 3 sebesar 0,063 J/mm2 sedangkan Harga Impak terkecil terjadi pada TKKS 2 sebesar 0,054 J/mm2.
TKKS 2 ( 80% : 20% ) a. Energi Serap = 6,042 J b. Harga Impak = 0,054 J/mm2 TKKS 3 ( 80% : 20% ) a. Energi Serap = 6,042J
c.Perhitungan Pengujian Impak Pada Komposit Serat TKKS Dengan Variasi Volume 90% : 10% a. Energi Serap b. Harga Impak
TKKS 1 ( 90% : 10% )
=
Grafik Harga Impak (TKKS 90% : 10%) Harga impak Hi ( j/mm²)
a. Energi Serap E srp = m.g.R.(cos cos )
4
22kg.9,81m / s 2 .0,8m.(cos137 cos140)
=
2 0 1
2
3
Spesimen TKKS 90% : 10%
172,656kg.m2 / s 2 .0,035
= 6,042J
Gambar 4.6 Grafik Harga Impak pada tiap-tiap spesimen Komposit Serat TKKS Dengan Variasi Volume 90% : 10%
b. Harga Impak Hi
=
E srp A0
=
Esrp W T
= 6,042 J = 15,9mm 6,5mm 6,042 J = 0,058 103,35mm2 J/mm2
TKKS 2 ( 90% : 10% ) a. Energi Serap = 6,042J b. Harga Impak = 0,073 J/mm2
Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat Harga impak (HI) pada tiaptiap spesimen serat TKKS dengan variasi volume 90% : 10% bahwa Harga Impak terbesar terjadi pada TKKS 3 sebesar 0,114J/mm2 sedangkan Harga Impak terkecil terjadi pada TKKS 1 sebesar 0,058 J/mm2.
E.Grafik Perbandingan Uji Impak. a.Grafik Perbandingan Uji Tarik Antara Komposit Serat TKKS Dengan Variasi Volume 70% : 30%, 80% : 20% dan 90% : 10% Grafik Perbandingan Rata-rata Tegangan VS Regangan
Tegangan (σmax) N/mm2
TKKS 3 ( 90% : 10% ) a. Energi Serap = 8,114 J b. Harga Impak = 0,114 J/mm
2
Dari hasil pengolahan data pengujian impak pada serat TKKS dengan variasi volume 90% : 10% yang dilakukan terhadap spesimen, diperoleh data hasil Energi Serap dan Harga Impak.Data tersebut disajikan pada grafik berikut ini:
0.0034 0.0101 3333, 0, 19 3, 26 25
30 20 10 0 0
0.005
0.01
70/30 80/20 90/10
0.015
Regangan (ε)
Gambar 4.7 Grafik tegangan vs regangan perbandingan antara komposit serat TKKS dengan Volume 70% : 30%, 80% : 20% dan 90% :10%.
Berdasarkan grafik di atas yaitu antara tegangan dan regangan pada komposit serat TKKS dengan Volume 70% : 30%, 80% : 20% dan 90% :10% dapat dilihat bahwa besarnya tegangan terbesar terjadi pada spesimen dengan volume serat 90% : 10% yaitu sebesar 26N/mm2 dan tegangan terkecil terjadi pada spesimen dengan volume 70 : 30% sebesar 19 N/mm2, sedangankan regangan terbesar terjadi pada spesimen dengan volume 90:10% yaitu sebesar 0,00343.26 dan regangan terkecil terjadi pada spesimen dengan volume 70% : 30% yaitu 0.
b.Grafik Perbandingan Uji Impak Antara Komposit Serat TKKS Dengan Variasi Volume 70% : 30%, 80% : 20% dan 90% : 10% Grafik Harga Impak ( Hi )
Harga Impak
0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 TKKS 70 : 30 TKKS 80 : 20 TKKS 90 : 10
Gambar 4.8 Grafik Perbandingan Harga Impak Antara Komposit Serat TKKS Dengan Volume 70% : 30%,80% : 20% Dan 90% : 10%. Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat Harga impak rata-rata (HI) terbesar terjadi pada spesimen komposit serat TKKS dengan Volume 70% : 30% yaitu sebesar 2 0.3373J/mm . Sedangkan Harga Impak rata-rata (HI) terkecil terjadi pada spesimen dengan Volume 80% : 20% yaitu sebesar 0,059433J/mm2.
F. Pembahasan Hasil Analisa Data a. Pembahasan Pada Pengujian Tarik Berdasar pengujian uji tarik terhadap 3 jenis komposit TKKS dengan variasi volume 70% : 30%, 80% : 20% dan 90% : 10% didapatkan tegangan tarik maksimum rata-rata ( max ) terbesar yaitu pada komposit serat TKKS dengan varisi volume 90% : 10% dengan nilai sebesar 2,654 N/mm2.Sedangkan tegangan tarik maksimum rata-rata ( max ) terkecil yaitu pada komposit serat TKKS dengan variai volume 70% : 30% dengan nilai sebesar 19 N/mm2. b. Pembahasan Pada Pengujian Impak Berdasar pengujian uji impak terhadap 3 jenis komposit TKKS dengan variasi volume serat 70% : 30%, 80% : 20% dan 90% : 10% didapatkan harga impak rata-rata (HI) terbesar yaitu pada komposit serat TKKS dengan varisi volume serat 70% : 30% yaitu sebesar 0,3373 J/mm2.Sedangkan harga impak ratarata (HI) terkecil yaitu pada komposit serat TKKS dengan varisi volume 80% : 20% dengan nilai sebesar 0,05943333 J/mm2. Dari hasil pengujian impak tersebut didapatkan harga impak rata-rata (HI) dari varisi volume serat 70% : 30% ke volume serat 80% : 20% mengalami penurunan harga impak rata-rata (HI). Hal ini disebabkan karena dalam cetakan material uji impak dengan variasi volume serat 80% : 20% ada bagian yang tidak terisi oleh serat secara merata. Setelah dilakukan analisa ternyata pada bagian material yang tidak terisi serat itulah yang
mengalami Impaknya.
penurunan
kekuatan
5. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Penelitian tentang material komposit dengan variasi volume TKKS dalam matrik resin polyester ini memberikan kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada pengujian tarik tegangan tarik maksimum yaitu sebesar 25 N/mm2. Pada variasi volume 80% : 20%. 2. Pada pengujian impak kekuatan impak maksimum besarnya 0,3373 J/mm². Pada variasi volume 70% : 30% 3. Pada penelitian ini menunjukkan bahwa memvariasi volume serat TKKS dalam matrik resin polyester memberikan pengaruh pada kekuatan tarik dan impak komposit berpenguat serat TKKS. B. Saran Berdasarkan penelitian yang telah saya lakukan maka dapat diberikan saran kepada peneliti selanjutnya dengan memperhatikan hal-hal berikut: a. Untuk pembuatan spesimen benda uji dengan variasi volume serat ini masih dilakukan secara manual dengan metode hand lay up yang sangat tergantung pada kemampuan peneliti dengan menggunakan peralatan yang sederhana. b. Proses penekanan pada saat pencetakan harus dilakukan secara merata agar cetakan terisi dengan resin dan serat secara menyeluruh untuk mengurangi terjadinya void.
c. Pencampuran perbandingan volume antara resin dan katalis harus sesuai karena apabila katalis terlalu banyak akan menyebabkan material benda uji menjadi getas dan rapuh. DAFTAR PUSTAKA 1. ASTM, 2006, Standards and Literature References for Composite Materials, American Society for Testing and Materials”, Philadelphia, PA. 2. Callister. 2010, Materials Science and Engineering an Introduction, Wiley & Sons. 3. Chawla,K.K.,1987. “ Composite Materials ”. Springer – Verlag New York Inc, Germany.
4. H. Intan., E.G. Said Dan I.T. Saptono, Strategi Pengembangan Industri Pengolahan Tanda Sawit Nasional. Jurnal Manajemen Dan Agrobisnis, Vol.1, No.1, Hal. 42-54 (2005). 5. Jamaludin Shafinaz, 2011. “Swelling Behaviors And Characteri zation Of Oil Palm Empty Fruit Bunch-Graft-Poly (Acrylamide) Superabsorbent Polymer Composites” Sains Malaysiana. 6. Jones,R.M.,1975.“ Mechanics of Composite Materials”.Scripta Book, Company Washington DC. 7. Matthews, F.L., Rawlings, RD., 1993, Composite Material Engineering And
Science,Imperial College Of Science, Technology And Medi-cine, London, UK. 8. Mikell PG. (1996). Composite Material Fundamental of Modern Manufacturing Material, Processes, And System. Prentice Hall. 9. Nurdin Bukit. (2006). Beberapa Pengujian Sifat Mekanik dari Komposit yang Diperkuat dengan Serat Gelas. Skripsi. USU Medan. 10. Oroh Jonathan, dkk, 2013. “Analisis Sifat Mekanik Material Komposit dari Serat Tanda Sawit”. Jurusan Teknik Mesin. Universitas Sam Ratu Langi Menado. 11. 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. 12. Shackelford. F. James, 2005. “Materials Science For Engineers”. Sixth Edition. University of California, Davis. 13. Smallman,R.E.,2000. “ Metalurgi Fisik Modern & Rekayasa Material Composite Materials ”. Ir. Sriati Djaprie, M. Met– Teknik.
