III.METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat Penelitian
Tempat penelitian ini dilakukan adalah: 1. Persiapan serat dan pembuatan komposit epoxy berpenguat serat ijuk di lakukan di Laboratium Material Teknik, Universitas Lampung. 2. Pengujian Sifat Mekanik (Kekuatan Bending) komposit berpenguat serat ijuk di Institut Teknologi Bandung (ITB), Bandung. 3. Pengamatan melalui Scanning Electron Microscope di Pusat Penelitaian dan Pengembangan Geologi Kelautan, Bandung.
B. Bahan Yang Digunakan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Serat ijuk sebagai bahan utama untuk pengujian bending serat. 2. Wax agar komposit tidak menempel pada cetakan. 3. Air digunakan untuk menghilangkan kotoran atau debu yang menempel pada serat ijuk. 4. Tisu untuk membantu pengeringan serat ijuk.
38
5. Larutan alkali 5% NaOH, untuk menghilangkan lapisan menyerupai lilin pada serat seperti lignin, hemiselulosa, dan kotoran lainnya. 6. Air aquades untuk membersihkan serat dari larutan alkali. 7. Resin epoxy, yang berfungsi sebagai matrik dalam komposit. 8. Hardener, yang berfungsi sebagai untuk mempercepat proses pengerasan pada komposit.
C. Alat Yang Digunakan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Timbangan digital AND tipe EK – 610i untuk menimbang serat ijuk.
Gambar 15. Timbangan digital.
2. Mesin bor
Gambar 16. Mesin bor.
39
3. Gergaji besi
Gambar 17. Gergaji tangan untuk memotong papan acrylic.
4. Inkubator
Gambar 18. Inkubator untuk proses curing komposit.
5. Mikrometer sekrup.
Gambar 19. Mikrometer sekrup untuk mengukur diameter serat ijuk.
6. Papan acrylic
Gambar 20. Papan acrylic 5mm untuk membuat cetakan spesimen.
40
7. Pompa Vakum VALUE tipe VE 113N
Gambar 21. Pompa Vakum.
8. tabung vakum
Gambar 22. Tabung vakum untuk mengatur kekuatan pengvakuman.
9. Lem korea
Gambar 23. Lem korea untuk menyatukan papan cetakan.
41
10. Gelas ukur
Gambar 24. Gelas ukur untuk menakar jumlah resin dan hardener 1:1.
11. Selang bening 3/16 “
Gambar 25. Selang untuk mengalirkan resin dan hardener.
12. Gelas pencampur
Gambar 26. Gelas untuk pencampuran resin dan hardener.
42
13. Batang pengaduk.
Gambar 27. Batang pengaduk untuk mencampur resin dan hardener.
14. Lilin malam.
Gambar 28. Lilin malam
15. Scanning Electron Microscope (SEM) JEOL JSM-6360LA.
Gambar 29. Alat uji SEM di PPPGL Bandung
43
16. Alat uji Bending untuk menguji sifat mekanik komposit berpenguat serat ijuk.
Gambar 30. Alat uji bending di ITB Bandung
17. Tungku pemanas untuk mengeringkan serat ijuk.
Gambar 31. Tungku pemanas untuk menghilangkan kadar air serat ijuk.
18. Alat bantu lain yang digunakan cutter, gunting, spidol, penggaris, palu, pahat dan penjepit kertas.
D. Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahapan proses, yaitu: 1. Survey Lapangan dan Study Literature Pada penelitian ini, proses yang dilakukan adalah dengan mengumpulkan data awal sebagai study literature. Study literature bertujuan untuk
44
mengenal masalah yang dihadapi, serta untuk menyusun rencana kerja yang akan dilakukan. Pada study awal dilakukan langkah-langkah seperti survey lapangan yang berhubungan dengan penelitian yang ingin dilakukan serta mengambil data-data penelitian yang sudah ada sebagai pembanding terhadap hasil pengujian yang akan dianalisa.
2. Persiapan Serat Ijuk Serat yang digunakan pada penelitian ini adalah serat Ijuk. Langkahlangkah dalam persiapan serat ijuk ini adalah : a. Memilih serat ijuk yang akan dipergunakan, yaitu dengan diameter 0,25 – 0,35 mm. b. Serat ijuk dibersihkan dengan sisir kawat kemudian serat dibersihkan dengan cara direndam dengan air bersih dan disisir. Kemudian serat direndam lagi dalam larutan alkali 5% NaOH selama 2 jam.
Gambar 32. Perendaman serat ijuk menggunakan larutan NaOH 5%
c. Serat dibersihkan dari larutan alkali dengan air aquades.Serat ijuk dipanaskan di oven atau tungku pemanas dengan temperature 800 Celsius selama 15 menit sebelum diuji.
45
Gambar 33. Proses pengovenan serat ijuk.
d. Serat ijuk dipotong menjadi 2 variasi (100 mm dan 130 mm)
Gambar 34. Memotong serat ijuk dengan panjang 100 mm dan 130 mm
3. Mempersiapkan resin Epoxy.
Gambar 35. Resin dan hardener dengan perbandingan 1:1 . 4. Mempersiapkan cetakkan papan komposit berukuran 130 mm x 100 mm x 10 mm (bagian dalam)
Gambar 36. Cetakan dari papan acrylic.
46
5. Pelumuran wax yang berfungsi sebagai lapisan pelapis pada alat pencetak agar papan komposit yang dibentuk tidak lengket pada alat pencetak. 6. Aseton untuk membersihkan alat pencetak. 7. Pembuatan komposit serat ijuk a. Alat pencetak dibersihkan dengan kuas yang telah dibasahi aseton. b. Wax dioleskan pada permukaan alat pencetak agar papan komposit yang dicetak tidak melekat pada cetakan. c. Menyiapkan serat ijuk pada cetakan dengan perbandingan fraksi massa 10% serat ijuk berbanding 90% resin dan 15% serat ijuk berbanding 85% resin pada susunan orientasi 0° - 90°. d. Mentup cetakkan yang telah diisi oleh serat ijuk. Tutup cetakan terbuat dari papan acrylic dengan tebal 8 mm dan melubangi tutup cetakan sebanyak 5 buah dan memasang selang pada lubang tersebut untuk menyalurkan campuran resin dengan hardener kedalam cetakan.
Gambar 37. Tutup cetakan yang telah dihubungkan dengan selang.
e. Menyiapkan gelas ukur yang diberi tutup dan dilapisi oleh lilin malam agar tidak ada udara (kondisi vakum) untuk tempat pencampuran resin dan hardener .
47
f. Melubangi tutup gelas pencampur sebanyak lima buah. Empat lubang disambungkan dengan empat buah selang, selang yang pertama dimasukkan kedalam hardener, selang kedua dimasukkan kedalam resin dan selang ketiga disalurkan menuju tabung vakum, lubang keempat disalurkan ke papan komposit serta lubang yang kelima untuk batang pengaduk antara resin dan hardener.
.
Gambar 38. Tutup gelas pencampur yang dihubungkan dengan selang.
g. Menyambungkan selang tabung vakum menuju pompa vakum
Gambar 39. Menyambungkan selang tabung vakum menuju pompa vakum.
h. Menyambungkan saklar pompa vakum ke arus listrik. i. Memasukkan
selang
pertama
kedalam
hardener
lalu
hisap
menggunakan pompa vakum sampai indikator 100 ml pada gelas ukur. Selang lubang kedua dan ketiga dijepit menggunakan penjepit kertas.
48
Gambar 40. Hardener 100 ml pada gelas pencampur, selang kedua dan ketiga dijepit.
j. Memasukkan selang kedua kedalam resin lalu hisap menggunakan pompa vakum sampai indikator 200 ml pada gelas ukur. k. Mengaduk campuran antara resin dan hardener sampai merata menggunakan batang pengaduk. l. Menghubungkan selang ketiga (selang campuran resin dan hardener) pada gelas pencampur ke papan cetakkan dan menjepit selang tersebut. m. Menyalakan pompa vakum dengan keadaan selang masuk dari wadah gelas ukur campuran resin dengan hardener tertutup (dijepit), sehingga plastik polyethylene menekan cetakkan dan memastikan tidak ada kebocoran udara pada sistem cetakkan (bila terdapat kebocoran, dapat menggunakan lilin malam untuk menutupinya). Lalu mentup katup pada tabung vakum sehingga tekanan pada sistem cetakan tertahan pada tekanan 20 psi dan matikan mesin pompa vakum.
Gambar 41. Tekanan konstan 20 Psi pada tabung vakum.
49
n. Membuka jepitan yang menutup selang dari wadah gelas ukur campuran resin dengan hardener, sehingga cairan epoxy mengalir memasukki cetakkan dan membasahi serat sampai cetakkan dipenuhi dengan cairan epoxy.
Gambar 42. Proses pengaliran campuran resin kedalam cetakkan.
o. Mempertahankan tekanan pompa vakum sebesar 20 psi, jika kurang dari 20 psi pompa vakum dinyalakan lagi. p. Ketika cetakkan sudah penuh terisi oleh epoxy, maka cairan epoxy yang berlebih akan mengalir melalui saluran keluar yang menuju tabung vakum dan biarkan selam 5 menit agar epoxy benar-benar memenuhi seluruh kapasitas cetakkan. q. Menutup saluran masuk dan saluran keluar dengan cara menjepit lalu melepaskannya dari tabung vakum dan wadah campuran epoxy. r. Memasukkan campuran antara serat ijuk dengan epoxy (komposit) ke dalam inkubator dengan panas ± 80º C sampai komposit menjadi keras (selama ± 15 menit) s. Mengeluarkan komposit dari inkubator dan biarkan sampai suhunya turun.
50
t. Lepas semua sistem cetakan, dan buka cetakan menggunakan alat bantu seperti cutter, palu kecil dan alat bantu lainnya. (Savetlana, Shirley dkk. 2013)
8. Pembuatan spesimen uji a. Memotong spesimen sebanyak 5 buah sesuai dengan ukuran standar ASTM D 790-03.
Gambar 43. Jarak potong komposit sesuai standart ASTM D790-03
b. Mengamplas spesimen menggunakan mesin grinding dengan kecepatan putar 200 rpm dan tingkat kekasaran amplas yang bervariasi (60, 400, 1000 dan 2000) c. Setelah tahap pengamplasan selesai, maka didapatlah bentuk spesimen sesuai standar ASTM D 790-03
W = 6mm B = 15mm
L = 120mm
Gambar 44. Ukuran spesimen uji Bending
51
d. Tahap finishing selesai semua specimen di beri label untuk membedakan.
Gambar 45. Spesimen uji bending yang telah diberi label.
9. Sifat mekanik Pengujian serat ijuk dilakiakan dalam beberapa tahapan, yaitu: a. Uji Bending Pengujian kekuatan bending material komposit serat ijuk bertujuan untuk mengetahui kelenturan material komposit serat ijuk terhadap pembebanan statis. Penentuan kekuatan bending dilakukan berdasarkan standard pengujian ASTM D 790 – 03, dengan langkah-langkah sebagai berikut :
52
1) Material komposit dibuat dengan panjang 120 mm, lebar 15 mm dan tebal 6 mm. 2) Material komposit yang berbentuk batang ditempatkan pada dua tumpuan.
Gambar 46. Spesimen yang diletakkan pada tumpuan.
3) Menerapkan beban ditengah tumpuan dengan laju pembebanan konstan (40 mm / menit) 4) Menurunkan beban sampai menyentuh permukaan spesimen. 5) Menjalankan mesin hingga beban menekan spesimen sampai spesimen patah. 6) Nilai kekuatan uji bending yang dihasilkan akan terbaca secara otomatis pada computer. 7) Memasukan hasil pengujian bending kedalam CD
b. Pembuatan spesimen Scanning Electron Microscope (SEM) Pembuatan spesimen ini dilakukan setelah spesimen diuji bending, cara pembuatan spesimen sebagai berikut :
53
1) Proses Coating a) Spesimen dipotong berbentuk kubus dekat dengan patahan dengan ukuran 10mm x 10mm. b) Spesimen ditempel dengan dudukan sampel (holder)
Gambar 47. Spesimen yang telah ditempel pada dudukan holder.
c) Diberikan
lapisan
cairan
pasta
perak
(dotite)
untuk
menghantarkan arus listrik.
Gambar 48. Proses coating di PPGL Bandung.
c. Pengamatan dengan SEM patahan. Prosedur pengamatan dengan SEM untuk patahan uji kekuatan bending adalah lanjutan dari proses coating. Spesimen yang telah di coating lalu
54
dimasukkan pada wadah dudukan spesimen. Setelah itu dimasukkan kedalam alat uji SEM dan siap untuk di cari pusat patahannya.
Gambar 49. Spesimen yang siap untuk di uji SEM.
d. Jumlah spesimen uji Tabel 4. Jumlah spesimen Pengujian Fraksi massa
Nama Pengujian Tanpa Serat
10%
15%
Bending
1
4
4
Uji SEM
-
1
1
Jumlah
1
5
5
55
E. Alur Proses Pengujian Mulai
Persiapan serat dan matrik (ijuk dan epoxy)
Pembuatan specimen (Standart ASTM D790-03)
Fraksi massa 10% ijuk berbanding 90% matrik
Fraksi massa 15% ijuk berbanding 85% matrik
Pengujian Bending sesuai standart ASTM D790-03
Pengamatan patahan spesimen dengan uji Scanning Electron Microscope (SEM)
Pengolahan dan Analisa data
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Gambar 50. Diagram Alir APenelitian
