PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER

SKRIPSI MELISA FERONITA TARIGAN 100801057

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

1 Universitas Sumatera Utara

2

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

MELISA FERONITA TARIGAN 100801057

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN Judul

:

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas

: : : : : :

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER SKRIPSI MELISA FERONITA TARIGAN 100801057 SARJANA (S1) FISIKA FISIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) USU

Dilaksanakan di : Medan, Maret 2016 Diketahui/Disetujui:

Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing I

Prof.Dra.Zuriah Sitorus, M.S. NIP. 1956726198403 2 001

Pembimbing II

Dr Perdinan Sinuhaji,MS NIP.195903101987031002

Ketua Program Studi Fisika

Dr. Marhaposan Situmorang NIP: 1955103019801310

i Universitas Sumatera Utara

ii

PERNYATAAN

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER

SKRIPSI

Saya mengaku bahwa skripsi ini adaah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Maret 2016

MELISA FERONITA TARIGAN 100801057

ii Universitas Sumatera Utara

iii

PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala anugerah dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS

DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER”. Skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam menyelesaikan studi program sarjana (S1) program studi fisika fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam Universitas Sumatera Utara, Medan. Rasa hormat dan terima kasih, penulis berikan kepada kedua orang tua saya, Bapak (T.Tarigan) dan mama (A.Br.Saragih, S.Sos) atas kasih sayang, doa, serta dukungan moral dan materi sehingga menghantarkan penulis ke jenjang sarjana. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ika apriani tarigan S.Kom, Monita Clara tarigan, Lisbet Tarigan Dan Andre Fernando Tarigan atas doa dan dukungan nya terhadap penulis. Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini, penulis telah banyak mendapat bimbingan, pengarahan, saran, dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Sutarman M.Sc. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika S1 Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Dr.Kerista Sebayang, MS selaku Dosen Pembimbing Akademik penulis.

4. Ibu Prof.Dr. Zuriah Sitorus, MS selaku dosen pembimbing I, yang telah memberikan perhatian, pengarahan, dorongan, dukungan serta motivasi kepada penulis sampai pada penyelesaian skripsi ini.

5. Dr.Perdinan Sinuhaji, MS selaku dosen pembimbing II penulis, memberikan perhatian, pengarahan, dorongan, dukungan serta motivasi kepada penulis sampai pada penyelesaian skripsi ini.

iii Universitas Sumatera Utara

iv

6. Seluruh Bapak-ibu Dosen dan staf pengajar beserta pegawai Departemen Fisika atas bantuan kepada penulis.

7. Sahabat sahabat seperjuangan stambuk Phisic inside tersayang: Rika,Ririn, baginda,itha, Esna, Rahel, Irman, Fransiskus, Nasrul dan Antony, wiharja. Edi saputra, Jantiber, Lya oktavia , Theresya simajuntak, Mentari, , Ataran, Samuel, Desi, Marisa Marpaung, Nuraini, Ikwan, Maizal, Sahat, Desmar, Ronal, Sarah, Juan, Eka, Riki efendi, Dahniar, Usi, Juli, Lasmini, Lamhot, Amin, Baik, Jekson, Fadli, Riki Darmawan, Faisal, Sri (Cibun), Bewa, Jenery, Tulus, Nia, Laila, Anto, Riadi, Citra. 8. UKM KMK USU UP MIPA Tahun 2014 : winda,dahlia,tiara,cita,togi, ulan,fe bri,ari,yuni,nova,desy,ardi,sengli,jojo. Dan buat KTB ABIGAIL: kak borasida,kak desy sinaga,Roulina gurning, Emidola. Dan buat kelompok kecil ku: Ria,Febriana, Elfrida, Emmy,lawmen,Rini, Kristin,sri manalu,krisdayanti terimakasih buat doa dan dukunganya  9. Kepala Lab Kimia Polimer beserta asisten bg edi dan teman-teman penelitian: Fauzi, Dina,Fahmi,dea dan kak wempy.

10. Senior-senior dan alumni Fisika USU, serta adik-adik stambuk 2011, 2012, 2013, dan 2014,2015. Penulis juga menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu penulis memohon maaf apabila terdapat kesalahan selama penulis melalukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Penulis

berharap semoga skripsi ini memberikan sumbangan pikiran yang

berguna bagi fakultas, universitas, dan masyarakat. Akhir kata, penulis menerima masukan dan saran yang membangun dari pembaca agar tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Januari 2016 Penulis,

Melisa Feronita Tarigan NIM. 100801057

iv Universitas Sumatera Utara

v

PENGARUH PANJANG SERAT RAMI TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIK KOMPOSIT DENGAN RESIN POLIESTER

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pengaruh panjang serat rami dengan resin poliester terhadap sifat fisis dan mekanik komposit. Pembuatan komposit dilakukan dengan menggunakan metode acak dengan variasi panjang serat rami yang digunakan adalah 0,5 cm; 1 cm ; 1,5 cm ;2 cm ; 2,5 cm dan 3 cm dengan massa serat 0,2 gram, masing-masing ditambahkan katalis MEKPO 1 % dari volume polyesternya sebagai pengeras, kemudian dituang pada cetakan dan dipress 20 menit pada suhu 50 0C. Hasil uji meliputi, Nilai densitas : 1,2969 gr/cm3, nilai daya serap : 0,95 % ,nilai kuat tarik : 53,010 MPa , nilai kuat impak : 13623,2 J/m2 , nilai kuat lentur : 52,280 MPa. Hasil yang diperoleh sesuai dengan Standar Industri Jepang (JIS A5905-2003). Pengujian ini dilakukan menurut prosedur ASTM D-638-08 untuk uji tarik, ASTM D-256 untuk uji Impak, ASTM D-790 untuk uji kuat lentur.

Kata kunci : serat rami, poliester, sifat fisis komposit, sifat mekanik komposit.

v Universitas Sumatera Utara

vi

THE LENGTH OF HEMP’S FIBER HAVE AN INFLUENCE ON THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF COMPOSITE WITH POLYESTER RESIN

ABSTRACT

The research about hemp’s fiber influence had been done using polyester resin toward physical and mechanical properties of composite. Fabrication of composite was made using a random methods by varying a length size of hemp’ fiber is 0,5 cm ; 1 cm ; 1,5cm ; 2cm ; 2,5 cm ; 3 cm in the mass of 0,2 gram. Each sample was added 1% volume of polyester resin as a hardened mold, then poured on the mold by pressing it for 20 minutes under a temperature 50oC. The testing result were obtained as follows : density values 1,2969gr/cm3, water absorption values 0,95% , tensile strength values 53,010MPa, impact values : 13623,2 J/m2 , flexural values 52,280MPa. The prosedure test is as based on the Japanese Industries Standard (JIS A5905-2003). The research is done by ASTMD-638-08 for tensile stength , ASTM D-256 for impact test, ASTM D-790 for flexural stength test.

Keyword : hemp fiber, polyester, composite physical properties, composite mechanical properties.

vi Universitas Sumatera Utara

vii

DAFTAR ISI Persetujuan ...........................................................................................................i Pernyataan ...........................................................................................................ii Penghargaan ........................................................................................................iii Abstrak .................................................................................................................v Abstract ...............................................................................................................vi Daftar Isi..............................................................................................................vii Daftar Tabel ........................................................................................................ix Daftar Gambar dan Grafik ..................................................................................x BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................2 1.3 Batasan Masalah...............................................................................3 1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................3 1.5 Manfaat Penelitian ...........................................................................3 1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komposit ........................................................................................4 2.2 Material Komposit .........................................................................5 2.3 Klasifikasi Bahan Komposit ...........................................................8 2.4 Komposit Serat................................................................................9 2.5 Tipe komposit serat ........................................................................10 2.6 Serat Sebagai penguat .....................................................................13 2.7. Rami dan Serat Rami .....................................................................14 2.7 Serat Alam ......................................................................................16 2.8 Matriks ............................................................................................17 2.9 Matriks Poliester .............................................................................18 2.10Pengujian Sifat Fisis ......................................................................20 2.10.1 Pengujian Densitas ............................................................20 2.10.2

Pengujian Daya Serap Air ................................................21

2.11Pengujian Sifat Mekanik ................................................................21 2.11.1 Pengujian Kuat Tarik ........................................................22 2.11.2 Pengujian Kuat Impak .......................................................23 2.11.3 Pengujian Kuat Lentur ......................................................24

vii Universitas Sumatera Utara

viii

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian...........................................................................26 3.2 Peralatan dan Bahan .......................................................................26 3.2.1 Peralatan ..............................................................................26 3.2.2 Bahan ...................................................................................27 3.3 Prosedur .........................................................................................27 3.4 Diagram Alir Penelitian .................................................................29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Fisis ...............................................................................30 4.1.1 Pengujian Densitas ..............................................................30 4.1.2 Pengujian Daya Serap Air ...................................................31 4.2 Pengujian Mekanik.........................................................................33 4.2.1 Pengujian Kekuatan Tarik ...................................................33 4.2.2 Pengujian Kekuatan Impak ..................................................34 4.2.3 Pengujian Kekuatan Lentur .................................................36 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...................................................................................37 5.2 Saran ...............................................................................................37 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................39

LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C

vii Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbandingan Antara Serat Alami dengan Serat Sintesis ...................14 Tabel 2.2 Spesifikasi Resin Poliester ..................................................................17 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas ....................................................................29 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air .........................................................30 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Tarik .................................................................32 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Impak ...............................................................34 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Lentur ...............................................................35 Tabel 4.6 Hasil Uji Sifat Mekanik Tanpa Serat ..................................................36

ix Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK Gambar 2.1 Tipe Komposit Serat.........................................................................12 Gambar 2.2 pohon Rami .......................................................................................15 Gambar 2.3 Serat Rami .........................................................................................16 Gambar 2.4 Gaya tarik terhadap pertambahan panjang........................................18 Gambar 2.5 Pengujian Kuat Tarik ........................................................................22 Gambar 2.6 Pengujian Kuat Lentur ......................................................................25 Grafik 4.1

Hubungan antara komposisi SR-P dengan Densitas ........................30

Grafik 4.2 Hubungan antara komposisi SR-P dengan Daya Serap Air..............31 Grafik 4.3 Hubungan Kuat Tarik dengan Variasi panjang serat ........................33 Grafik 4.4 Hubungan Kuat Impak dengan variasi panjang serat.......................33 Grafik 4.5 Hubungan Kuat Lentur dengan variasi panjang serat .......................36

x Universitas Sumatera Utara