PENGARUH VARIASI BAHAN PEREKAT ( ADHESIVE ) TERHADAP KARAKTERISTIK SERAPAN BUNYI KOMPOSIT SANDWICH UPRs - CANTULA ANYAMAN 3D DENGAN CORE SAMPAH KOTA
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Oleh : Ivan Ardhian Aria I 0402038
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2009
DAFTAR ISI
Halaman Halaman Judul..................................................................................................... i Halaman Pengesahan .......................................................................................... ii Motto................................................................................................................... iii Persembahan ...................................................................................................... iv Kata Pengantar ................................................................................................... v Daftar Isi ............................................................................................................ vii Daftar Gambar .................................................................................................... ix Daftar Tabel ....................................................................................................... x Daftar Lampiran ................................................................................................. xi Daftar Notasi....................................................................................................... xii Abstrak ............................................................................................................... xiii Abstract ............................................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ...................................................................... 1.2 Perumusan Masalah ............................................................................. 1.3 Batasan Masalah .................................................................................. 1.4 Tujuan Penelitian................................................................................. 1.5 Manfaat Penelitian...............................................................................
2 3 3 4 4
BAB II DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka.................................................................................. 2.2 Pengertian Komposit ........................................................................... 2.3 Serat Cantula ....................................................................................... 2.4 Matrik .................................................................................................. 2.5 Katalis.................................................................................................. 2.6 Skin ...................................................................................................... 2.7 Core ..................................................................................................... 2.8 Adhesive............................................................................................... 2.8.1 Chloroprene............................................................................... 2.8.2 Yukalac 157 BQTN-Ex.............................................................. 2.8.3 Versamid 140/ Epoxi................................................................. 2.9 Fraksi Berat Komposit......................................................................... 2.10 Gelombang Bunyi.............................................................................. 2.11 Impedansi Akustik............................................................................. 2.12 Transmisi dan Refleksi Gelombang Bunyi........................................ 2.13 Frekuensi dan Periode ....................................................................... 2.14 Pola Gelombang Berdiri (Standing Wave Pattern)........................... 2.15 Koefisien Serapan Bunyi................................................................... 2.16 Perhitungan Standar Error................................................................. 2.17 Material Akustik................................................................................
5 6 7 8 9 9 10 10 10 10 11 11 11 12 12 14 14 15 16 17
2.18 Tinjauan Umum Sampah................................................................... 18 2.19 Hipotesis............................................................................................ 19 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian...................................................................... 3.2 Alat dan Bahan Penelitian .................................................................. 3.1.1 Alat Penelitian........................................................................... 3.1.2 Bahan Penelitian........................................................................ 3.3 Skema Alat Uji Serapan Bunyi........................................................... 3.3 Pembuatan Benda Uji....................................................................... .. 3.3.1 Proses Pembuatan Skin Komposit............................................ 3.3.2 Proses Pembuatan Core Sampah Kota ...................................... 3.3.3 Pembuatan Komposit Sandwich ................................................ 3.5 Pengujian Spesimen............................................................................ 3.6 Rancangan Penelitian .........................................................................
20 21 21 22 23 25 25 25 26 27 27
BAB IV DATA DAN ANALISA 4.1 Data Benda Uji Variasi Adhesive........................................................ 4.2 Koefisien Serapan Bunyi Benda Uji Variasi Adhesive ....................... 4.3 Perbandingan Koefisien Serapan Bunyi Benda Uji............................. 4.4 Koefisien Serapan Bunyi Material Pembanding..................................
28 28 29 31
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 5.2 Saran .................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... LAMPIRAN........................................................................................................
34 34 35 36
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Kontruksi Komposit Sandwich ...................................................... 7 Gambar 2.2 Agave Cantula Roxb ...................................................................... 7 Gambar 2.3 Fenomena Refleksi Dan Transmisi Pada Bidang Batas Medium..................................................................... 13 Gambar 2.4 Gelombang ..................................................................................... 14 Gambar 2.5 Standing Wave................................................................................ 15 Gambar 2.6 Fenomena Bunyi Yang Mengenai Material Penyerap ................... 16 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian................................................................... 20 Gambar 3.2 Alat Pengujian................................................................................ 21 Gambar 3.3 Model Ayaman LIAW.................................................................... 21 Gambar 3.4 (a) Cetakan, (b) Dongkrak Hidrolik, (c) Timbangan Elektronik, (d) Oven.............................................. 22 Gambar 3.5 Skema Alat Uji Serapan Bunyi ...................................................... 23 Gambar 3.6 Bentuk Spesimen Uji...................................................................... 27 Gambar 4.1 Grafik Perbandingan Koefisien Serapan Bunyi Variasi Adhesive ............................................................................. 30
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1 Sifat Resin 157 BQTN-EX Setelah Mengeras....................................... 9 Tabel 2 Koefisien Serapan Bunyi Pada Beberapa Material Akustik Komersial .................................................. 17 Tabel 3 Jumlah Spesimen Uji ............................................................................. 27 Tabel 4 Data Benda Uji Variasi Adhesive .......................................................... 28 Tabel 5 Data Hasil Pengujian Serapan Bunyi Benda Uji Variasi Adhesive................ 28 Tabel 6 Perbandingan Koefisien Serapan Bunyi Benda Uji Adhesive Dengan Beberapa Material Akustik Komersial...................................... 31
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A Lampiran B
Halaman Data Pengujian Redam Akustik (Serapan Bunyi) ....................... 37 Perhitungan Perbandingan Data Hasil Pengujian........................ 38
DAFTAR NOTASI αn
= Koefisien serapan bunyi
a
= Estimasi Standart Error
f
= Frekuensi (Hz)
n
= Jumlah data
p
= Tekanan akustik (Pa.s/m)
Pi
= Tekanan gelombang datang
Pt
= Tekanan gelombang transmisi
Pr
= Tekanan gelombang refleksi
r
= Koefisien determinasi
R
= Koefisien refleksi tekanan
R
= Koefisien refleksi
S
= Estimasi varian
SWR = Standing wave ratio SEE
= Sum of Square Error
T
= Koefisien transmisi tekanan
T
= Periode
u
= Kecepatan partikel dalam medium (m/s)
Vmak
= Tegangan maksimum yang terukur (µv)
Vmin
= Tegangan minimum yang terukur (µv)
wi
= Fraksi berat, i. material penyusun.
Wi
= Berat, i. material penyusun (gr)
Wc
= Berat komposit (gr)
z
= Impedansi akustik spesifik (kg/m2s)
ABSTRAK
PENGARUH VARIASI BAHAN PEREKAT ( ADHESIVE ) TERHADAP KARAKTERISTIK SERAPAN BUNYI KOMPOSIT SANDWICH UPRs CANTULA ANYAMAN 3D DENGAN CORE SAMPAH KOTA
IVAN ARDHIAN ARIA ILMU BAHAN
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui variasi adhesive terhadap karakteristik dasar koefisien serapan bunyi material komposit sandwich UPRsCantula anyaman 3D dengan core sampah kota. Adhesive yang dipakai dalam penelitian ini adalah jenis polyester yang meliputi 157 BQTN EX, jenis epoxy yaitu VERSAMID 140 dan Chloroprene adhesive. Metode hand lay up dipakai untuk membuat komposit sandwich ini dengan fraksi berat 40 % dan diameter 9,9 cm. Pengujian yang dilakukan dengan menggunakan metode impedance tube untuk mengetahui karakteristik koefisien serapan bunyi. Pengujian ini mengacu pada standar ASTM C 384-95. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi adhesive pada komposit sandwich UPRs-Cantula anyaman 3D dengan core sampah kota tidak berpengaruh terhadap koefisien serapan bunyi. Koefisien serapan bunyi tertinggi pada setiap variasi dicapai pada frekuensi 1600 Hz. Kata kunci : komposit sandwich, adhesive, cantula, koefisien serapan bunyi.
ABSTRACT
The Effect Of Adhesive Variation On Sound Absorption Characteristics Of UPRs-Cantula 3D Woven Sandwich Composite Materials With Municipal Solid Waste Core
IVAN ARDHIAN ARIA Material Science
The aim of research is to investigate the effect of adhesive variation to the characteristics of sound absorption coefficient of UPRs-Cantula 3D sandwich composite materials by municipal solid waste core. The adhesive applied in this research was polyester type such as 157 BQTNEx, epoxy type such as Versamid 140 and Chloroprene adhesive. The sandwich composite is made by hand lay up method with 40% of weight contents and 9,9 cm of diameters. The characteristics of sound absorption coefficient is tested by using the impedance tube methode. It is according to ASTM C-384-95 standarts. The result indicates that adhesive variations do not influence the sound absorption coefficient of UPRs-Cantula 3D sandwich composite with muncipal solid waste core. The specimen with 1600 Hz of frequency is the higest sound absorption coefficient in each variations. Keywords : sandwich composite, adhesive, cantula, coefficient of sound absorption
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dibidang material non logam sudah semakin pesat. Hal ini dibuktikan semakin banyak material-material baru yang berkualitas tinggi dan ramah lingkungan. Material tersebut telah banyak diaplikasikan sebagai bahan dan alat untuk mempermudah kinerja manusia, misalnya sebagai alat transportasi, olahraga dan lain-lain. Salah satu contoh material non logam yang terus dikembangkan adalah material komposit dengan menggunakan serat alam. Serat Agave Cantula Roxb atau disingkat dengan serat Cantula adalah salah satu jenis serat alam yang merupakan contoh unsur penyusun komposit sebagai pengganti serat buatan, dimana penggunaan serat ini masih terbatas sebagai bahan kerajinan. Serat Cantula berdasarkan hasil penelitian di Badan Penelitian dan Pengembangan
Industri
Departemen
Perindustrian
Yogyakarta,
mempunyai
kandungan selulose sekitar 64,3 %, Ariawan (2002), maka pemanfaatan serat cantula berpotensi sebagai bahan penguat skin pada komposit sandwich yang akan meningkatkan nilai guna dari serat tersebut. Komposit sandwich merupakan gabungan antara skin dan core. Dalam penelitian ini skin komposit tersusun atas serat Cantula yang dipadu dengan resin Unsaturated Polyester (UP) (Yukalac®) 157BQTN-EX, yang merupakan salah satu resin termoset yang mudah diperoleh dan digunakan oleh masyarakat umum maupun industri skala kecil dan besar, sedangkan core komposit menggunakan sampah kota. Penggunaan bahan core dari sampah kota merupakan salah satu upaya untuk mengatasi masalah sampah yang semakin lama semakin menumpuk dan belum dapat dimanfaatkan secara optimal. Apabila dilihat dari nilai ekonomi, sampah dapat dikatakan tidak memiliki nilai sama sekali, bahkan bisa bernilai negatif. Dengan pemanfaatan sampah kota sebagai material pengisi (filler) diharapkan dapat menjadi alternatif bahan bangunan yang murah dan ramah lingkungan.
Selain masalah sampah, masalah lingkungan yang sering mengganggu kehidupan manusia adalah kebisingan. Kebisingan merupakan semua bunyi yang tidak diharapkan. Kriteria bunyi dianggap sebagai bising tidak hanya tergantung pada keras lemahnya bunyi tetapi juga frekuensi, waktu terjadi, isi informasi dan aspek subyektif, misalnya asal bunyi (Doelle,1993). Kebisingan yang terjadi dapat disebabkan oleh beberapa hal, antara lain karena lalu lintas transportasi (transportasi darat, udara atau laut), aktivitas pada lingkungan kerja, aktivitas pada rumah tangga, aktivitas pada perindustrian dan lain-lain. Untuk menggabungkan antara skin dan core dalam pembuatan komposit sandwich diperlukan adanya bahan perekat (adhesive) yang tepat agar tercipta komposit yang memiliki fisik dan mekanik yang baik. Adhesive digunakan sebagai bahan pengikat antara skin dan core serta meneruskan beban yang diterima face pada core. Adhesive ini secara umum digunakan pada pengujian-pengujian yang bersifat mekanik karena sangat berpengaruh pada kekuatan materialnya. Tetapi disisi lain terdapat pengujian yang bersifat non mekanik diantaranya pengujian serapan bunyi, dimana material dari hasil pengujian ini dapat dijadikan acuan sebagai material panel akustik yang baik. Dalam penelitian ini ada beberapa adhesive yang digunakan, yaitu versamid 140, BQTN-EX 157, chloroprene adhesive. Adhesive tersebut digunakan karena paling banyak dijumpai dipasaran dan telah dikenal luas oleh masayarakat. Maka pada penelitian ini akan dipelajari seberapa besar pengaruh adhesive terhadap karakteristik serapan bunyi pada komposit sandwich sehingga dapat dipilih adhesive yang tepat untuk komposit sandwich UPRs - Cantula anyaman 3D dengan core sampah kota. Dari uraian diatas, maka sangatlah menarik untuk dilakukan penelitian tentang pengaruh variasi bahan perekat (adhesive) terhadap karakteristik serapan bunyi komposit sandwich UPRs - Cantula 3D dengan core sampah kota, sehingga dapat menghasilkan material baru sebagai alternatif penanganan masalah kebisingan yang murah dan ramah lingkungan.
1.2 Perumusan Masalah Karakteristik serapan bunyi komposit sandwich dapat dicari dengan membuat skin komposit yang berbahan serat cantula anyaman 3D (LIAW) dan resin BQTN-EX 157, sedangkan core dari sampah kota (kertas, daun, plastik dan kaca). Proses pembuatan komposit sandwich dilakukan dengan menggabungkan skin dan core dengan penambahan bahan perekat (adhesive). Untuk mendapatkan karakteristik serapan bunyi dilakukan dengan alat uji serapan bunyi metode tabung impedansi dengan memvariasi jenis bahan perekat (adhesive), sehingga didapatkan karakteristik serapan bunyi yang maksimal pada komposit sandwich.
1.3 Batasan Masalah Untuk menentukan arah penelitian yang baik, maka ditentukan batasan masalah sebagai berikut : 1. Skin yang digunakan adalah UPRs-cantula anyaman 3D jenis LIAW dengan fraksi berat 40%. 2. Core yang digunakan adalah UPRs-sampah kota dengan fraksi berat 40% dengan tekanan pengepresan 4 Ton. 3. Bahan dasar core adalah sampah jenis organik (kertas dan dedaunan) serta sampah jenis anorganik (plastik dan gelas/kaca). 4. Adhesive yang digunakan adalah versamid 140, YUKALAC BQTN EX 157, chloroprene. 5. Pengukuran koefisien serapan bunyi dibatasi pada frekuensi dibawah 2000 Hz.
1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi bahan perekat (adhesive) terhadap karakteristik serapan bunyi komposit sandwich UPRs-cantula 3D dengan core sampah kota.
1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Diperoleh data-data karakteristik serapan bunyi pada komposit sandwich UPRs-cantula 3D dengan core sampah kota yang belum pernah ditiliti sebelumnya. 2. Diperoleh data-data pengaruh variasi perekat (adhesive) terhadap karakteristik serapan bunyi. 3. Sebagai bahan pertimbangan di dalam membuat panel akustik (penyekat dinding) dari material komposit sandwich yang ramah lingkungan. 4. Memperkaya data sifat material komposit sandwich sebagai informasi dan bahan pertimbangan dalam mendorong kemajuan ilmu pengetahuan.
BAB II DASAR TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka Penelitian mengenai serapan bunyi yang dilakukan oleh Frickle (1984), menyatakan bahwa, angka serapan bunyi dari pepohonan di hutan dengan memakai sumber bising berupa senapan angin. Hasilnya menyatakan bahwa besarnya serapan bunyi dari pohon tergantung pada besar kecilnya batang pohon, kerapatan pohon serta dipengaruhi oleh cuaca (angin, temperatur dan kelembaban udara). Penelitian tentang efek tekanan (compression) terhadap serapan bunyi pada material berserat (fibrous) oleh Castagnede (2000), menyatakan bahwa pada massa bahan yang sama, tekanan berpengaruh terhadap ketebalan dan koefisien serapan bunyinya. Tekanan yang lebih besar menyebabkan berkurangnya ketebalan dan koefisein serapan bunyinya. Menurut Castagnede, menurunnya koefisien serapan bunyi dengan semakin bertambahnya tekanan disebabkan karena semakin berkurangnya ketebalan dan kerapatan (porositas) serta karena semakin naiknya tahanan alir dan faktor bentuk. NAC (noise absorption coefficients) pada umumnya tergantung pada serat yang baik. Penelitian ini telah dilakukan oleh Lee (2003), tentang koefisien serapan bunyi pada serat Polyester. Dalam penelitiannya dinyatakan bahwa, serat Polyester yang tersusun secara acak pada frekuensi sedang mempunyai NAC yang lebih tinggi dibandingkan serat tersusun secara tidak acak meskipun perbedaannya tidak terlalu besar, hal ini disebabkan oleh efek resonansi dan adanya gesekan dengan udara. Oleh karena itu untuk mendapatkan NAC yang lebih baik dapat menambah ketebalannya. Menurut Rancasa (2003), melakukan penelitian dengan sampel berbahan dasar sabut kelapa. Dalam penelitiannya dinyatakan bahwa, benda uji dengan massa dan ketebalan yang lebih besar mempunyai koefisien serapan maksimum yang lebih besar dibandingkan benda uji yang mempunyai massa dan ketebalan yang lebih kecil. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Miasa dan Sriwijaya (2004), dalam penelitiannya mengenai sifat akustik penghalang kebisingan dari kertas dan plastik,
menyatakan bahwa kertas dan plastik (termasuk didalamnya kertas dan plastik bekas) mempunyai kemampuan reduksi bising lebih baik daripada tanaman dengan kemampuan hambatan alir yang dapat diatur. Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Fuad (2007), dalam penelitiannya mengenai variasi fraksi berat skin komposit UPRs-Cantula 3D anyaman LIAW, menyatakan bahwa koefisien serapan bunyi maksimum benda uji variasi fraksi berat dicapai pada Wf 40%, yaitu 0,444 pada frekuensi 1600 Hz. Sedangkan pada penelitian yang dilakukan Sumardi (2007), dalam penelitiannya tentang pengaruh variasi adhesive terhadap kekuatan bending, tekan dan kekuatan geser komposit sandwich cantula 3D-UPRs dengan core sampah kota. Adhesive yang dipakai dalam penelitian ini adalah jenis polyester yang meliputi 157 BQTN EX, jenis epoxy yaitu VERSAMID 140 dan Chloroprene adhesive. Metode hand lay up dipakai untuk membuat komposit cantula 3D-UPRs dengan fraksi berat 40 %. Hasil penelitian ini diperoleh kekuatan bending dan tekan nilai tertinggi dicapai dengan menggunakan adhesive BQTN-EX 157, dengan nilai kekuatan bending sebesar 9.26 MPa dan nilai kekuatan tekan sebesar 8,54 MPa. Sedangkan untuk kekuatan geser nilai tertinggi dicapai dengan menggunakan adhesive Versamid 140 dengan nilai kekuatan geser sebesar 0,085 Mpa.
2.2 Pengertian Komposit Kata komposit (composite) merupakan kata sifat yang berarti susunan atau gabungan. Komposit berasal dari kata kerja “to compose” yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan secara makroskopis untuk membentuk material baru dengan sifat yang lebih baik. Komposit sandwich merupakan gabungan dua lembar skin yang disusun pada dua sisi luar dan material yang ringan yang dikenal core di antara kedua skin. Banyak variasi definisi dari komposit sandwich, tetapi faktor utama dari material tersebut adalah core yang ringan, sehingga memperkecil berat jenis dari material tersebut, dan
kekakuan lapisan skin yang memberikan kekuatan pada komposit sandwich (ASTM C 274-99, 1998). Jika digunakan perekat dalam menggabungkan skin dan core, maka lapisan bahan perekat dapat dipertimbangkan sebagai komponen tambahan dalam material tersebut. Tebal lapisan perekat umumnya diabaikan karena lebih kecil dari tebal skin maupun core. Sifat mekanis komposit sandwich sangat tergantung pada sifat mekanis core, skin, dan karakteristik ikatan antara keduanya. Top skin
Bottom skin
Gambar 2.1 Kontruksi Komposit Sandwich
2.3 Serat Cantula Serat cantula merupakan salah satu jenis serat alam yang potensial dikembangkan untuk material penguat komposit berharga murah dan ramah lingkungan. Tanaman cantula memiliki daun yang kaku dengan panjang 100 - 175 cm dengan duri di sepanjang tepi daunnya.
Gambar 2.2 Agave Cantula Roxb Untuk mendapatkan serat dari cantula, metode yang dipakai adalah metode ekstraksi (extraction). Pada proses ekstraksi, daun yang akan diambil seratnya dijepit dengan menggunakan alat khusus lalu ditarik pada salah satu ujungnya, sehingga
seratnya terpisah. Ditinjau dari komposisi kimianya, serat cantula mengandung : komponen dasar pembentuk struktur serat tumbuhan (celulose) 64,23 %, moisture 13,13%, ash 4,98%, pengikat antar serat dan memberikan kekakuan pada batang tumbuhan (lignin) 5,91%, extractives 1,1% (Balai Penelitian dan Pengembangan Industri Departemen Perindustrian dan Perdagangan, 1994). 2.4 Matriks Gibson R.F, (1994) mengatakan bahwa matrik dalam struktur komposit bisa berasal dari bahan polimer, logam, maupun keramik. Matrik secara umum berfungsi untuk mengikat serat menjadi satu struktur komposit. Matrik memiliki fungsi : a. Mengikat serat menjadi satu kesatuan struktur b. Melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi lingkungan c. Mentransfer dan mendistribusikan beban ke serat d. Menyumbangkan beberapa sifat seperti, kekakuan, ketangguhan dan tahanan listrik. Sebagai alternatif kini digunakan resin yang lebih ramah linkungan seperti polyurethane, namun dalam penelitian ini digunakan resin Unsaturated polyester. Unsaturated polyester merupakan resin cair dengan viskositas rendah, dan akan mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan katalis. Keunggulan dari resin ini antara lain pengerjaannya mudah, proses pengerasan atau curing cepat tanpa menimbulkan gas, warnanya terang, dimensinya stabil dan memiliki sifat fisik dan tahanan listrik yang baik. Dalam proses curing ini terbentuk jaringan polimer tiga dimensi. Sifat mekanik resin ditentukan oleh panjang serta kepadatan jaringan polimer dan sifat monomer yang menyusun jaringan. Panjang dan kepadatan jaringan amat tergantung pada kesempurnaan proses curing, sedang sifat monomer tergantung pada jenis resin yang digunakan. Dalam penelitian ini akan digunakan resin UP 157 BQTN-EX memiliki nama merk dagang Yukalac® 157 BQTN-EX. Polimer ini mempunyai ikatan yang kuat dan
membentuk rantai crosslinking saat membeku. Penggunaan resin ini biasanya untuk peralatan sanitasi rumah tangga, sebagai struktur material pembuatan kapal dan untuk produk FRP (fiber reinforce plastic) lainnya. Tabel 1. Sifat Resin 157 BQTN-EX Setelah Mengeras Satuan Berat jenis Kekerasan Suhu Distorsi Panas Penyerapan air (Suhu ruang)
°C %
Flexural strength Flexural modulus Elongasi
Kg/mm2 Kg/mm2 %
Nilai Tipikal 1.215 40 70 0.188 0.466 9.4 300 1.6
Keterangan 25 °C Barcol GYZJ 934-1 24 jam 7 jam
(Sumber : PT. Justus Kimia Raya, 2007)
2.5 Katalis Katalis adalah cairan kimia yang berfungsi untuk mempercepat jalannya reaksi pada proses polimerisasi tanpa ikut bereaksi dengan bahan tersebut. Tanpa adanya katalis proses pengerasan resin dapat berlangsung sangat lama pada temperatur ruangan. Jenis katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah MEKP (Methyl Ethyl Ketone Peroksida) dengan konsentrasi 1 %. Dengan tambahan katalis ini, resin akan mengeras seperti gel dalam 15 menit dan mengeras sepenuhnya dalam 24 jam.
2.6 Skin Skin merupakan bagian terluar dari komposit sandwich, material atau bahannya dapat terbuat dari berbagai macam bahan yang dibentuk menjadi lembaran. Berbagai jenis material dapat digunakan sebagai skin. Lembaran plat logam seperti aluminium, baja, titanium dan polymer diperkuat oleh serat merupakan beberapa contoh umum material yang biasa digunakan sebagai skin. Pemilihan jenis skin menjadi sangat penting dilihat dari sudut pandang dimana lingkungan kerja komponen tersebut akan digunakan. Korosi, karakteristik transfer panas, daya serap uap air (moisture) dan sifat-sifat yang lainya dapat dikontrol dengan melakukan pemilihan material skin yang tepat.
2.7 Core Berdasarkan persyaratan performanya, banyak sekali material yang bisa digunakan sebagai core. Material core yang digunakan dalam komposit sandwich secara umum dapat digolongkan (ASTM C 274-99, 1998) :
a.
Berat jenis rendah, material padat : foam susunan struktur
sel terbuka atau tertutup, balsa dan jenis kayu lainnya b. Berat jenis medium dikembangkan dalam format selular : sarang lebah c. Berat jenis tinggi, material dikembangkan dalam format berkerut Jenis core yang bisa digunakan dalam komposit sandwich, mulai dari kayu (sengon laut dan balsa), polyurethane (PU), PVC, struktur honeycomb, dan lain sebagainya. Foam merupakan salah satu material core yang sering dipakai pada komposit sandwich karena sifatnya yang ringan.
2.8 Adhesive Adhesive adalah zat perekat yang digunakan untuk mengikat face dengan core. Adhesive juga harus memiliki ketahanan terhadap bahan kimia dan panas, supaya dalam keadaan tersebut daya adhesive-nya tidak mudah rusak. Dalam penelitian ini dipakai beberapa jenis adhesive, yaitu Chloroprene adhesive, BQTN-EX 157, Versamid 140. 2.8.1 Chloroprene Choroprene juga dikenal dengan istilah Neoprene merupakan jenis synthetic rubber adhesive, secara struktur kimia Chroroprene
hampir sama dengan natural
rubber. Adhesive jenis ini memiliki ketahanan terhadap bahan kimia, sinar matahari, cuaca dan dapat bertahan sampai temperatur 1210 C, serta memililki kekuaatan tarik
yang tinggi yaitu 3500-4000 psi, (text book of polymer). Adhesive jenis ini digunakan pada plywood, plastik, karet, dan produk-produk lainnya. 2.8.2 YUKALAC 157 BQTN-EX Selain berfungsi sebagai sebagai matrik dalam stuktur komposit resin BQTNEX dalam aplikasinya juga dapat berfungsi sebagai adhesive pada peralatan sanitasi, transportasi, dan produk-produk lainya. Adhesive ini secara dominan menggunakan orthopthalic anhydride sebagai komponen asam jenuhnya. Kemudian di dalam formulanya ditambah lagi dengan glycol. 2.8.3 VERSAMID 140/Epoxy VERSAMID 140 tersusun dari sekumpulan group epoxy. Adhesive jenis VERSAMID 140 memiliki viskositas yang cukup encer, kekuatan mekanik yang sangat baik, dan tahan terhadap bahan kimia. Polyamine ditambahkan pada formulanya untuk meningkatkan kekuatan mekaniknya. Versamid pada aplikasinya digunakan untuk coating, laminasi, dan adhesive.
2.9 Fraksi Berat Komposit Fraksi berat adalah perbandingan antara berat material penyusun dengan berat komposit. Fraksi berat material penyusun dapat dihitung dengan persamaan 1.
wi =
Wi ............................................................................................ (1) Wc
Dimana : wi : fraksi berat, i. material penyusun. Wi : berat, i. material penyusun (gr). Wc : berat komposit (gr). 2.10
Gelombang Bunyi Hakikatnya
bunyi
adalah
gejala
perambatan
gelombang
berbentuk
longitudinal melalui sebuah medium. Medium yang dimaksud dapat berupa gas, cair, maupun padat. Gelombang bunyi dikatakan sebagai gelombang mekanis longitudinal dikarenakan arah gerakan partikel medium yang dilewatinya searah dengan arah
penjalaran gelombang itu sendiri. Gelombang bunyi yang dapat didengar oleh telinga kita pada jangkauan frekuensi mulai dari sekitar 20 sampai 20000 Hertz (Lord, 1980). Ketika gelombang bunyi menumbuk suatu batas dari medium yang dilewatinya, maka energi dalam gelombang bunyi dapat diteruskan, diserap atau dipantulkan oleh batas tersebut. Pada umumnya ketiganya terjadi pada derajat yang berbeda, tergantung pada jenis batas yang dilewatinya (Lord, 1980). Apabila gelombang bunyi merambat pada pipa berdinding kaku dengan panjang gelombang lebih besar dari jari-jari pipanya maka akan berbentuk gelombang bidang (plane wave). Apabila salah satu ujung pipa tertutup, maka saat gelombang bidang bunyi mencapai penutup, gelombang bunyi akan dipantulkan, diserap atau diteruskan. Besarnya nilai koefisien serapan, koefisien refleksi dan koefisien transmisi gelombang bunyi bergantung pada sifat meterial penghalang (penutupnya). 2.11 Impedansi Akustik Impedansi akustik pada dasarnya adalah ukuran hambatan yang diberikan oleh suatu fluida atau medium terhadap rambatan gelombang bunyi. Secara umum impedansi akustik didefinisikan sebagai perbandingan tekanan akustik dalam suatu medium terhadap kecepatan partikel. z=
p ......................................................................................... (2) u
dimana: z = impedansi akustik spesifik (kg/m2s) p = tekanan akustik (Pa.s/m) u = kecepatan partikel dalam medium (m/s) Untuk udara, impedansi akustik didefinisikan sebagai perkalian kerapatan udara dengan kecepatan gelombang akustik, z = ρc. Pada suhu 22 0C dan tekanan 76 cmHg, besarnya impedansi akustik untuk udara adalah 40,7 rayls atau 407 mks rayls (kg/m2s).
2.12 Transmisi Dan Refleksi Gelombang Akustik
Menurut Kinsler dkk (1982) ketika gelombang akustik merambat pada suatu medium dan menemui bidang batas pada medium yang lain, gelombang datang tersebut akan dipantulkan (reflectted) dan diteruskan (transmitted). Perbandingan amplitudo, intensitas dan tekanan antara gelombang yang dipantulkan dan gelombang yang diteruskan terhadap gelombang datang tergantung pada impedansi akustik, kelajuan gelombang pada medium tersebut dan bergantung pada sudut yang dibentuk oleh gelombang datang terhadap garis normal bidang batas tersebut. Secara matematis, perbandingan tekanan gelombang transmisi terhadap gelombang datang dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
T=
Pt ..................................................................................... (3) Pi
dimana: T = koefisien transmisi tekanan Pt = tekanan gelombang transmisi Pi = tekanan gelombang datang medium 1
medium 2
pi pt pr
Gambar 2.3 Fenomena Refleksi Dan Transmisi Pada Bidang Batas Medium
Sedangkan perbandingan gelombang refleksi terhadap gelombang datang dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
R=
Pr ......................................................................................... (4) Pi
dimana:
R
= koefisien refleksi tekanan
Pr
= tekanan gelombang refleksi
Pi
= tekanan gelombang datang
2.13 Frekuensi dan Periode Frekuensi adalah banyaknya gerakan bolak-balik yang timbul tiap satuan waktu. Frekuensi dari suatu kejadian dapat dihitung dengan membagi jumlah kejadian yang muncul sampai interval waktu tertentu dengan lamanya interval waktu. Atau untuk kasus tertentu dapat juga dilakukan dengan mengukur waktu yang diperlukan untuk tiap beberapa kejadian, misalnya saat mengukur frekuensi dari pendulum. Metode alternatif untuk menghitung frekuensi adalah dengan mengukur waktu diantara dua kejadian yang muncul secara berurutan (periode T) dan kemudian menghitung frekuensi (f) sebagai hubungan terbalik dari waktu. Hal ini digambarkan sebagai sebuah persamaan di bawah ini.
...........................................................................(5) Periode adalah waktu yang dibutuhkan oleh gerakan bolak – balik untuk menyelesaikan 1 siklus. Jadi hubungan antara frekuuensi dan amplitudo adalah berbanding terbalik. Satuan dari frekuensi adalah Hz atau siklus/sekon sedangkan satuan amplitudo adalah sekon.
Gambar 2.4 Gelombang
2.14 Pola Gelombang Berdiri (Standing Wave Pattern) Pola gelombang berdiri (standing wave) digambarkan sebagai senar yang digetarkan secara stabil dengan salah satu ujungnya ditahan sehingga tidak ikut bergetar, sedangkan pada ujung yang lainnya akan terbentuk “nodes”. Nodes merupakan posisi dimana senar tidak bergerak. Pada gambar di bawah ini terdapat lima nodes. Posisi saat amplitudo getaran maksimum dinamakan antinodes.
Gambar 2.5 Standing Wave
2.15 Koefisien Serapan Bunyi Koefisien serapan bunyi (α) menyatakan besarnya serapan energi bunyi pada suatu material pada frekuensi tertentu. Karakteristik dari serapan bunyi bervariasi terhadap frekuensi. Efisiensi dari serapan bunyi dinyatakan dalam bilangan antara 0 dan 1. Nilai koefisien serapan 0 menyatakan tidak ada energi bunyi yang diserap dan nilai koefisien serapan 1 menyatakan serapan yang sempurna (Hassall dan Zaveri,1988). Menurut Lewis dan Douglas (1993) koefisien serapan bunyi tergantung secara dinamis pada frekuensi bunyi dan sudut yang dibentuk oleh gelombang bunyi yang datang dengan garis normal permukaan medium. Karena tergantung pada sudut datangnya maka nilai serapannya akan berbeda untuk sudut datang yang berbeda. Untuk sudut datang 0o, koefisien serapan dapat dicari dengan menggunakan metode tabung impedansi. Dengan menggunakan koefisien refleksi yang diperoleh dari metode tabung impedansi maka nilai koefisien serapan normal dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
an = 1 – R2 ................................................................................. (6)
Sedangakan koefisien refleksi (R) dapat ditentukan dengan menggunakan standing wave ratio (SWR) yang dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut: R=
SWR - 1 ............................................................................... (7) SWR + 1
Pada metode tabung impedansi, SWR merupakan berbandingan antara tegangan maksimum dan minimum yang terukur pada penguat (amplifier), yang dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
SWR =
Vmak ................................................................................ (8) Vmin
dimana: Vmak = tegangan maksimum yang terukur (µv) Vmin = tegangan minimum yang terukur (µv)
2.16 Perhitungan Standar Error Untuk mengetahui presentase perbandingan data hasil pengujian maka dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : Sx2
= ΣX2 – n ( X ) 2 .......................................................................(9)
Sy2
= ΣY2 – n (Y ) 2 .........................................................................(10)
Sxy
= ΣXY – n ( X )(Y ) ...................................................................(11)
SEE
= Sy2 -
s2 =
( Sxy) 2 .........................................................................(12) Sx 2
SEE ..................................................................................................(13) n-2
1 ( X )2 ......................................................................................(14) a =s + n Sx 2
Dimana : n
: jumlah data
SEE
: Sum of Square Error
S
: Estimasi varian
a
: Estimasi Standart Error
2.17 Material Akustik Menurut Lewis dan Douglas (1993) material akustik dapat dibagi ke dalam tiga kategori dasar, yaitu: (1) material penyerap (absorbing material), (2) material penghalang (barrier material) dan (3) material peredam (damping material). Fungsi material penyerap adalah untuk mentransformasikan energi bunyi menjadi panas. Karena secara normal energi yang terkandung dalam gelombang bunyi adalah kecil, maka jumlah panas yang dibangkitkan juga kecil. Besarnya penyerapan bunyi pada material penyerap dinyatakan dengan koefisien serapan (α). Nilai α dapat berada diantara 0 sampai 1, misalnya pada frekuensi 500 Hz apabila material akustik menyerap 65 % dari energi bunyi datang, maka koefisien penyerapan bunyi material ini adalah 0,65. transmitted noise
Incident noise (source)
absorbed noise
reflected noise
absorber
Gambar 2.6 Fenomena Bunyi Yang Mengenai Material Penyerap Pada umumnya material penyerap secara alami bersifat berserat (fibrous), berpori (porous) atau dalam kasus khusus bersifat resonator. Contoh material penyerap diantaranya adalah fibrous glass, mineral wools, polyurethane foam dan lain-lain. Nilai koefisien serapan bunyi untuk material-material akustik komersial tertentu ditampilkan pada tabel 2.
Tabel 2. Koefisien Serapan Bunyi Pada Beberapa Material Akustik Komersial αn (f)
Material 125 Hz
250 Hz
500 Hz
1000 Hz
2000 Hz
0,600
0,300
0,100
0,090
0,090
0,070
0,170
0,500
0,600
0,680
0,290
0,100
0,050
0,040
0,070
0,300
0,250
0,200
0,170
0,150
udara di belakangnya 2
0,42
0,21
0,1
0,08
0,06
Karpet berat di atas karet busa 2
0,08
0,24
0,57
0,69
0,71
digantung 2
0,200
0,100
0,240
0,640
0,630
Karpet tali 3
0,05
0,05
0,10
0,20
0,45
0,03
0,09
0,20
0,54
0,70
dasar 3
0,08
0,08
0,30
0,60
0,75
Hairfelt, tebal ½ inchi 4
0.050
0.070
0.290
0.630
Plywood, tebal ¼ inchi 1 Acoustical Plaster, rata-rata 1 Gypsum Board, tebal ½ inchi
1
Panel Kayu, tebal 3/8 – ½ inchi 1 Kayu tebal 1 inchi dengan rongga
Papan akustik, setebal 1 inchi,
Karpet tipis (6 mm) dengan lapisan dasar 3 Karpet tebal (9 mm) dengan lapisan
(Sumber : 1Leslie L. Doelle; 2M. David Egan; 3Peter Lord, 4Lewis H.B and Douglas H.B)
2.18 Tinjauan Umum Sampah Sampah adalah zat-zat atau benda-benda yang sudah tidak terpakai lagi, baik berupa bahan buangan yang berasal dari rumah tangga maupun dari pabrik sebagai sisa proses industri (Apriadji, 1990). Secara umum sampah dapat dibagi atas dua golongan, yaitu sampah yang mudah terurai (degradable refuse) dan sampah yang tidak mudah atau tidak dapat terurai (nondegradable refuse). Degradable refuse yaitu sampah yang mudah terurai secara alami melalui proses fisis, kimiawi maupun biologis. Biasanya sampah golongan ini berasal dari bahan-bahan organik, seperti sampah sayuran dan buah-buahan, dedaunan, sisa makanan, bangkai binatang dan lain-lain. Nondegradable refuse adalah sampah yang
-
tidak dapat diuraikan atau sulit diuraikan secara alami melalui proses fisis, kimiawi dan biologis. Nondegradable refuse biasanya berasal dari bahan anorganik, bahan sintetis dan bahan keras lainnya, seperti metal, kaca, keramik dan lain-lain.
Penggolongan Sampah Berdasarkan Sifatnya, yaitu : a. Sampah organik adalah sampah yang mengandung senyawa-senyawa organik dan oleh karenanya tersusun oleh unsur-unsur karbon, hidrogen dan oksigen. b. Sampah organik, yang terdiri atas daun-daunan, kayu, kertas, karton, tulang, sisasisa makanan ternak, sayur, buah. c.
Sampah anorganik, terdiri dari kaleng, plastik, besi dan logam-logam lainnya, gelas, mika atau bahan yang tidak tersusun oleh senyawa-senyawa organik.
2.19 Hipotesis Terdapat pengaruh variasi bahan perekat (adhesive) terhadap nilai koefisien serapan bunyi (α) komposit sandwich UPRs - Cantula anyaman 3D dengan core sampah kota.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian MULAI
Serat Cantula Pilinan
Resin UPRs 157 BQTN-Ex
Proses Anyam Mats 3 D Tipe LIAW Dengan ATBM
Sampah Kota
Proses Penghancuran
Dikeringkan Pada Temp 110 0 C Selama 45 mnt
Mixing Sampah Organik : Anorganik 70 % : 30 %
Skin Komposit wf 40 %
Core Komposit wf 40 % Cure Pada Temp Ruang Selama 24 Jam Post Cure Pada Temp 600 C Selama 4 Jam Komposit Sandwich Dengan Adhesive 157 BQTN-Ex, Versamid 140, Chloroprene
Uji Serapan Bunyi
Pengolahan Data
Kesimpulan SELESAI
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian. 3.2 Alat dan Bahan Penelitian
3.2.1 Alat Penelitian a. Alat Uji Serapan Bunyi Digunakan untuk mencari nilai koefisien serapan bunyi komposit sandwich. Pengujian dilakukan di lab. Getaran dan Akustik Teknik Mesin UGM.
Gambar 3.2 Alat Pengujian b. Alat Tenun Bukan Mesin (ATBM) Untuk membuat anyaman 3 dimensi dengan anyaman LIAW.
Gambar 3.3 Model Ayaman LIAW c. Alat Penggiling Tepung ( Lab. Material Teknik Mesin UNS ) Digunakan untuk menggiling bahan core sampah kota agar menjadi serbuk. d. Ayakan 20 Mesh Digunakan untuk mengayak bahan core setelah melalui proses penggilingan. e. Cetakan Digunakan untuk membuat benda uji serapan bunyi. f. Dongkrak Hidrolik Digunakan untuk pengepresan pada pembuatan core sampah kota.
g. Oven / Pemanas Listrik MEMMERT UM 400
Alat untuk proses pemanasan awal serat dan post cure komposit. Pengovenan dilakukan di Laboratorium MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta. h. Timbangan Elektronik HR 200 AND Digunakan untuk mengukur massa serat, skin komposi dan core sampah kota.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 3.4 (a) Cetakan, (b) Dongkrak Hidrolik, (c) Timbangan Elektronik, (d) Oven
3.2.2 Bahan Penelitian a. Serat alam : Serat Cantula (Agave Cantula Roxb). Sumber
:
Koperasi
rami
lestari
Desa
Sidomulyo,
Kecamatan
Pengasih, Kulonprogo b. Resin Sumber c. Katalis Sumber d. Releaser Sumber
e. Core
: Unsaturated polyester ( orthophtalic 157 BQTN-EX ) : PT Justus Kimiaraya – Semarang : MEKPO (Methyl Ethyl Kethone Peroksida) : PT Justus Kimiaraya - Semarang : Mirror Glaze Meguiar’s(Maximum Mold Release Wax). : PT Justus Kimiaraya – Semarang.
: Bahan sampah kota (plastik, kaca, kertas, dan daun)
Sumber
: TPS Putri Cempo Mojosongo.
f. Adhesive
:
1). Orthophthalic ( 157 BQTN EX ) Katalis
: MEKPO (Methyl Ethyl Kethone Peroksida)
Sumber
: PT. Justus kimia Raya – Semarang
2). Epoxy ( versamid 140 ) Katalis
: Polyaminoamide (epoxy hardener)
Sumber
: PT. Justus kimia Raya – Semarang.
3). Chloroprene adhesive (Synthetis rubber adhesive) Sumber
: PT Dyena Indria, Jakata.
3.3 Skema Alat Uji Serapan Bunyi Alat yang digunakan pada pengujian dalam pengukuran serapan bunyi menyesuaikan dengan syarat yang telah direkomendasikan pada ASTM C 384-95, yaitu satu set alat pengukuran koefisien serapan metode tabung impedansi dari Bruel & Kjaer. Adapun skema alat uji tersebut adalah sebagai berikut : Amplifier 2636
Sine Generator 1051
filter tuning signals
Band Pass Filter 1617 Test Sample Impedance Tube 4002 Microphone Car Microphone Probe
Loudspeaker
Gambar 3.5. Skema Alat Uji Serapan Bunyi.
Keterangan:
a. Sine Generator B&K Tipe 1051 Generator yang digunakan dalam penelitian ini adalah sine generator B&K tipe 1051. Generator ini berfungsi sebagai pembangkit sinyal yang akan dikeluarkan loudspeaker dan dilewatkan melalui tabung impedansi. Jenis sinyal yang digunakan adalah pure tone. b. Loudspeaker Spesifikasi loudspeaker yang digunakan adalah diameter 7 in (17,78 cm), daya keluaran 6 W dan tahanan 4 Ω, yang mengacu pada syarat yang telah direkomendasikan pada ASTM C 384-95. Loudspeaker berfungsi untuk mengeluarkan sinyal dari generator sehingga menghasilkan gelombang datang. c. Tabung Impedansi Tabung impedansi yang digunakan dalam penelitian ini adalah B&K 4002, mengacu pada syarat yang telah direkomendasikan pada ASTM C 384-95. Spesifikasi tabung impedansi B&K 4002 adalah diameter tabung 9,9 cm dan panjang tabung 1 m. d. Mikrofon Mikrofon yang digunakan adalah tipe kristal, yang disambungkan ke measuring amplifier 2636 melalui kabel, mengacu pada syarat yang telah direkomendasikan pada ASTM C 384-95. Mikrofon berfungsi mendeteksi sinyal pada gelombang yang berada di dalam tabung impedansi. e. Amplifier Amplifier yang digunakan adalah B&K tipe 2636, mengacu pada syarat yang direkomendasikan ASTM C 384-95. Amplifier berfungsi untuk menguatkan sinyal yang diterima oleh mikrofon dan sebagai tempat visualisasi pembacaan skala pada pengukuran besarnya Vmak dan Vmin. f. Band Pass Filter Band Pass Filter yang digunakan adalah B&K Tipe 1617, berfungsi sebagai filter sinyal yang diterima oleh mikrofon dan telah dikuatkan oleh amplifier untuk mengurangi back ground noise.
3.4 Pembuatan Benda Uji 3.4.1 Proses Pembuatan Skin Komposit Skin komposit terbuat dari serat cantula sebagai filler dan binder berupa resin Unsaturated polyester Yukalac® type 157 BQTN EX. Serat pilinan agave cantula diambil langsung dari petani di Desa Sidomulyo, Kulon Progo. Selanjutnya dilakukan proses penganyaman 3D. Proses anyam dilakukan dengan alat tenun bukan mesin (ATBM) yang telah dimodifikasi sehingga dapat menghasilkan anyaman 3 dimensi dengan pola anyaman LIAW. Setelah serat dianyam dilakukan perlakuan serat dengan memanaskan serat dalam oven pada suhu 110oC selama 45 menit (Ariawan, 2002) untuk mengurangi pengaruh pengerjaan sebelumnya, sehingga diperoleh kekuatan serat yang optimal. Dalam pembuatan skin komposit menggunakan metode hand lay-up dimana serat ditaruh didalam cetakan dan diberi resin thermoset dengan katalis MEKPO (Methyl Ethyl Kethone Peroksida) sebanyak 1 % secara merata. Cetakan penutup dipasang diatas spesimen dan diberi tekanan sesuai fraksi berat yang diinginkan. Setelah resin mengeras, komposit dilepas dari cetakan dan bagian tepi dirapikan sehingga diperoleh dimensi sesuai yang diinginkan. Spesimen dibekukan pada temperatur ruang selama 24 jam, dan dibekukan lanjut (post cure) pada suhu 60 OC selama 4 jam.
3.4.2 Proses Pembuatan Core Sampah Kota Bahan dasar pembuatan core ini adalah sampah organik dan sampah anorganik, dimana sampah organik adalah sampah yang mengandung senyawa-senyawa organik dan oleh karenanya tersusun oleh unsur-unsur karbon, hidrogen dan oksigen. Misalnya daun-daunan, kayu, kertas, karton, tulang, sisa-sisa makanan ternak, sayur, buah. Sampah anorganik, terdiri dari kaleng, plastik, besi dan logam-logam lainnya, gelas, mika atau bahan yang tidak tersusun oleh senyawa-senyawa organik. Adapun proses pengolahan sampah ini adalah sebagai berikut : a. Tahap Pengambilan Sampah Kota Sampah yang diambil berasal dari bahan organik dan anorganik. Sampah organik terdiri dari sampah dedaunan dan kertas, sedangkan sampah anorganik
berupa sampah plastik HD (High Density) dan kaca. Adapun sampah kota yang digunakan berasal dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Putri Cempo di daerah kelurahan Mojosongo Kota Surakarta. b. Pembersihan dan Pengeringan Sampah Sampah yang telah diambil dan diklasifikasikan, kemudian dibersihkan dengan air dan dikeringkan secara alami dengan sinar matahari selama ± 3 hari. Hal ini bertujuan untuk mengurangi kadar air agar memudahkan dalam proses penggilingan. c. Penggilingan Sampah Kota Untuk bahan jenis kertas, daun dan kaca penggilingan dapat langsung dilakukan. Namun untuk bahan jenis plastik dilebur dahulu dan dimasukkan ke dalam air agar didapatkan palstik yang getas sehingga mudah digiling. Serbuk sampah yang dihasilkan disaring dengan saringan 20 mesh. d. Perlakuan Serbuk Sampah-kota Serbuk dioven pada temperatur 100oC selama 1 jam untuk menghilangkan pengaruh perlakuan sebelumnya, kemudian serbuk disimpan dalam wadah tertutup rapat dan diberi silica gel. Core dibuat dengan cara pengepresan dengan tekanan 4 Ton, dimana komposisinya
adalah 70% sampah organik (daun 35%, kertas 35%) dan 30%
sampah non organik (kaca 15%, plastik 15%) dengan fraksi berat 40%. Bahan pengikat core ini menggunakan UPRs 157 BQTN EX. Proses selanjutnya adalah proses pengeringan atau curing, sampel yang dihasilkan dilakukan pada suhu kamar selama 24 jam, dilanjutkan dengan proses post cure dengan pemanasan pada suhu 60oC selama 4 jam pada oven pemanas. Kemudian sampel disimpan dalam wadah tertutup rapat dengan diberi silica gel.
3.4.3 Pembuatan komposit Sandwich Proses pembuatan komposit sandwich dilakukan secara manual, dimana dua buah skin diikat dengan core sampah menggunakan bahan pengikat (adhesive).
3.5 Pengujian Spesimen Pengujian komposit sandwich dilakukan untuk mengetahui karakteristik serapan bunyi dengan metode tabung impedansi yang menyesuaikan standart uji pada ASTM C 384-95. A Ø 99 mm
99 mm
A 3 cm Gambar 3.6. Bentuk Spesimen Uji.
3.6 Rancangan Penelitian Penelitian ini menggunakan variasi adhesive dengan jumlah spesimen sebagai berikut : Tabel 3. Jumlah Spesimen Uji Pengujian Uji Serapan Bunyi
Variasi Adhesive 157 BQTN EX 5 buah
Versamid 140 Chloroprene 5 buah
5 buah
Jumlah 15 buah
BAB IV DATA DAN ANALISA
4.1 Data Benda Uji Variasi Adhesive Pada pengujian koefisien serapan bunyi benda uji yang digunakan adalah komposit sandwich dengan skin komposit UPRs - Cantula anyaman 3D dengan core sampah kota. Bahan perekat (adhesive) yang digunakan pada benda uji ini diantaranya Choroprene, VERSAMID 140 dan BQTN-Ex 157. Adapun data komposit sandwich dengan variasi bahan perekat adalah sebagai berikut : Tabel 4. Data benda uji variasi adhesive Massa
Tebal
Diameter
Densitas Adhesive
(gr)
(cm)
(cm)
(gr/cm3)
VERSAMID 140
155.49
3.03
9.9
1,034
Choroprene
151.23
3.02
9.9
0.959
BQTN-Ex 157
159.20
3.04
9.9
1,215
Adhesive
4.2 Koefisien Serapan Bunyi Benda Uji Variasi Adhesive Data nilai koefisien serapan bunyi dari hasil pengujian serapan bunyi benda uji variasi adhesive dapat dilihat pada tabel 4.2. Tabel 5. Data hasil pengujian serapan bunyi benda uji variasi adhesive
Frekuensi
Koefisien Serapan Bunyi (α)
(Hz)
Versamid 140
Choroprene
BQTN-Ex 157
125
0.163
0.148
0.225
160
0.102
0.082
0.125
200
0.187
0.160
0.224
250
0.323
0.308
0.334
315
0.231
0.228
0.244
400
0.231
0.209
0.252
500
0.311
0.286
0.310
630
0.414
0.377
0.434
800
0.372
0.342
0.393
1000
0.299
0.281
0.346
1250
0.342
0.303
0.404
1600
0.625
0.601
0.657
2000
0.298
0.247
0.311
4.3 Perbandingan Koefisien Serapan Bunyi Benda Uji Berdasarkan hasil pengujian koefisien serapan bunyi pada benda uji komposit sandwich Cantula 3D-UPRs dengan core sampah kota. Adhesive yang dipakai dalam penelitian ini adalah jenis polyester yang meliputi 157 BQTN EX, jenis epoxy yaitu VERSAMID 140 dan Chloroprene adhesive dengan fraksi berat 40% dapat dibuat suatu grafik perbandingan seperti ditunjukkan pada gambar 4.1. Dari gambar 4.1 dapat diketahui bahwa secara umum koefisien serapan bunyi mengalami fluktuasi dari frekuensi 125 Hz-2000 Hz, dimana harga turun pada frekuensi 125 Hz -160 Hz hal ini dikarenakan pada frekuensi 160 Hz energi gelombang bunyi yang datang terhadap garis normal permukaan benda uji tidak cukup mampu untuk diserap secara optimal oleh benda uji sehingga banyak energi bunyi yang dipantulkan oleh benda uji tersebut. Pada frekuensi 160 Hz -315 Hz mengalami kenaikan koefisien serapan bunyi hal ini dikarenakan karena pada frekuensi 315 Hz energi gelombang bunyi yang datang terhadap garis normal permukaan benda uji mampu diserap secara optimal oleh benda uji tersebut pada adhesive 157 BQTN EX memiliki harga koefisien serapan bunyi paling besar dibanding adhesive yang lain. Harga koefisien serapan bunyi ini juga berfluktuasi pada frekuensi 315 Hz -2000 Hz meskipun memiliki harga yang berbeda-beda dan secara umum tiap benda uji memiliki nilai maksimum pada frekuensi 1600 Hz.
SERAPAN BUNYI AKUSTIK
Koef. Serapan Bunyi
0.7 0.6 0.5 VERSAMID
0.4
BQTN-EX
0.3
CHLOROPRENE
0.2 0.1 0 0
500
1000
1500
2000
Frekuensi
Gambar 4.1. Grafik Perbandingan Koefisien Serapan Bunyi Variasi Adhesive Pada adhesive BQTN-Ex 157 memiliki densitas lebih tinggi sebesar 1,215 3
gr/cm dibandingkan dengan adhesive Versamid 140 sebesar 1.034
gr/cm3 dan
Chloroprene 0.959 gr/cm3. Dari tabel 4, dapat diketahui bahwa massa jenis suatu benda uji akan semakin tinggi seiring dengan tingginya densitas bahan perekat tersebut. Pada komposit sandwich Cantula 3D-UPRs dengan core sampah kota, bahan perekat yang digunakan sedikit pengaruhnya terhadap koefisien serapan bunyi, hal ini dikarenakan bahan perekat yang digunakan sangat sedikit dibandingkan untuk membuat skin maupun core komposit sandwich. Pada dasarnya yang mempengaruhi koefisien serapan bunyi adalah komposit sandwich itu sendiri dimana gelombang datang terhadap garis normal akan mengenai permukaan skin komposit kemudian dipantulkan atau diserap oleh benda uji. Dengan menambahkan material yang tidak mudah ditembus oleh gelombang bunyi maka akan meningkatkan koefisien serapan bunyinya, hal ini sering terjadi pada material berlapis. Banyaknya hambatan yang terjadi akibat dari gesekan antar partikel terhadap gelombang bunyi yang menyebabkan sebagian dari energi dari gelombang tersebut akan diubah menjadi panas. Semakin banyak gesekan antar partikel maka akan
semakin banyak energi gelombang bunyi yang ditransmisikan kemudian diubah menjadi panas akibatnya koefisien serapan bunyi akan semakin tinggi. Oleh karena itu maka koefisien serapan bunyi akan meningkat karena pantulan gelombang bunyi akan diserap terus menerus pada struktur sandwich ini. Untuk mengetahui perbandingan hasil pengujian maka dapat dilakukan dengan cara menghitung estimasi standar error (a ) dari data hasil pengujian koefisien serapan bunyinya. Dari perhitungan dapat diketahui untuk benda uji dengan adhesive BQTN-Ex 157 memiliki estimasi standar error sebesar 0.056, benda uji dengan adhesive Versamid 140 sebesar 0.049 dan benda uji dengan variasi adhesive Chloroprene sebesar 0.055. Hal ini membuktikan bahwa pada hasil pangujian yang dilakukan dari benda uji tidak ada perbedaan yang signifikan.
Pada komposit
sandwich Cantula 3D-UPRs core sampah kota ini dengan penambahan bahan perekat tidak berpengaruh terhadap koefisien serapan bunyinya dan hal ini terjadi pada frekuensi 125 Hz - 2000 Hz.
4.4. Koefisien Serapan Bunyi Material Pembanding Dari hasil pengujian serapan bunyi pada komposit sandwich Cantula 3DUPRs dengan core sampah kota variasi bahan perekat (adhesive)
dapat di
bandingkan dengan nilai serapan bunyi dari beberapa material akustik komersial lainnya. Tabel 6, menunjukkan perbandingan nilai serapan bunyi pada komposit variasi adhesive dengan beberapa material akustik komersial. Tabel 6. Perbandingan Koefisien Serapan Bunyi Benda Uji Adhesive Dengan Beberapa Material Akustik Komersial αn (f)
Material
Benda
Uji
Dengan
125 Hz
250 Hz
500 Hz
1000 Hz
2000 Hz
0.163
0.323
0.311
0.299
0.298
0.148
0.308
0.286
0.281
0.247
Adhesive
Versamid 140 Benda
Uji
Chloroprene
Dengan
Adhesive
Benda Uji Dengan Adhesive BQTN0.225
0.334
0.310
0.346
0.311
0,600
0,300
0,100
0,090
0,090
0,070
0,170
0,500
0,600
0,680
0,290
0,100
0,050
0,040
0,070
0,300
0,250
0,200
0,170
0,150
0,42
0,21
0,1
0,08
0,06
0,08
0,24
0,57
0,69
0,71
0,200
0,100
0,240
0,640
0,630
0,05
0,05
0,10
0,20
0,45
0,03
0,09
0,20
0,54
0,70
dasar 3
0,08
0,08
0,30
0,60
0,75
Hairfelt, tebal ½ inchi 4
0.050
0.070
0.290
0.630
Ex 157 Plywood, tebal ¼ inchi 1 Acoustical Plaster, rata-rata 1 Gypsum Board, tebal ½ inchi
1
3
Panel Kayu, tebal /8 – ½ inchi
1
Kayu tebal 1 inchi dengan rongga udara di belakangnya 2 Karpet berat di atas karet busa 2 Papan akustik 1 inchi, digantung
2
Karpet tali 3 Karpet tipis (6 mm) dengan lapisan dasar 3 Karpet tebal (9 mm) dengan lapisan
(Sumber : 1Leslie L. Doelle; 2M. David Egan; 3Peter Lord, 4Lewis H.B and Douglas H.B)
Tabel di atas menunjukkan perbandingan kinerja benda uji variasi bahan perekat dengan beberapa material akustik komersial. Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa koefisien serapan maksimum semua benda uji variasi bahan perekat lebih rendah terhadap semua material akustik komersial pembanding kecuali terhadap komposit sandwich dengan adhesive BQTN-Ex 157 pada frekuensi 250 Hz. Namun demikian, pada frekuensi tertentu beberapa benda uji variasi bahan perekat mempunyai serapan bunyi lebih tinggi daripada material akustik komersial. Pada frekuensi 125 Hz benda uji dengan adhesive Chloroprene mempunyai koefisien serapan yang lebih tinggi daripada semua jenis Karpet dan Acoustical Plaster namun lebih rendah daripada material akustik komersial pembanding yang lain. Pada frekuensi 500 Hz benda uji dengan adhesive Versamid 140 mempunyai koefisien
-
serapan yang lebih tinggi daripada material akustik komersial pembanding yang lain, namun lebih rendah dibanding Acoustical Plaster dan Karpet berat di atas karet busa. Pada frekuensi 1000 Hz material benda uji dengan adhesive BQTN-Ex 157 dan pada fekuensi 2000 Hz benda uji dengan adhesive Chloroprene memiliki koefisien serapan lebih tinggi dibanding Plywood, Gypsum Board, Panel Kayu, Kayu tebal 1 inchi dan namun lebih rendah daripada material pembanding yang lain. Koefisien serapan bunyi material akustik komersial pembanding relatif lebih tinggi dibandingkan benda uji. Hal ini disebabkan karena benda uji masih dalam penelitian mengenai karakteristik dari material komposit sandwich Cantula 3D-UPRs dengan core sampah kota variasi bahan perekat (adhesive), sedangkan belum penelitian dalam bentuk panel akustik
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan Dari pembahasan hasil di atas dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Penggunaan bahan perekat yang berbeda tidak berpengaruh terhadap koefisien serapan bunyi (α) pada komposit sandwich UPRs-Cantula anyaman 3D pada frekuensi 125 Hz sampai 2000 Hz. 2. Benda uji dengan adhesive BQTN-Ex 157 memiliki estimasi standar error sebesar 0.056, benda uji dengan adhesive Versamid 140 sebesar 0.049 dan benda uji dengan variasi adhesive Chloroprene sebesar 0.055. 3. Koefisien serapan bunyi maksimal pada setiap benda uji dengan variasi adhesive dicapai pada frekuensi 1600 Hz.
5.2 Saran Untuk lebih mengembangkan penelitian ini, penulis menyarankan perlu adanya penelitian lanjutan dengan memvariasi bahan perekat komersial lain dan diuji pada frekuensi lebih dari 2000 Hz untuk mengetahui pengaruh bahan perekat terhadap koefisien serapan bunyi dan dapat diketahui bahan perekat yang cocok pada kondisi lingkungan frekuensi tinggi.
Daftar Pustaka Annuals Book of ASTM Standart, 1995, Standart Test Method for Impedance and Absorption of Acoustical Material By The Impedance Tube Method, vol. 04.06, USA. Apriadji, 1990, Teknologi Pemanfaatan Sampah Kota dan Peranan Pemulung Sampah, PPLH-ITB. Ariawan, D., 2002, Pengaruh Siklus Termal Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Unsaturated Polyester yang Diperkuat Serat Cantula, Jurnal Rapi, 1, p.p.1040-1049. Castagnede, B., Achour A., Bruno B. & Viggo T., 2000, Effects of Compression on the Sound Absorption of Vibrous Material, Applied Acoustics 61 pp 173182. Doelle, L. L., Lea Prasetio, 1993, Akustik Lingkungan, Erlangga, Jakarta. Frickle, F. R., 1984, Sound Attenuation in Forrest, Journal of Sound and Vibration, 92 (1), pp. 149-158. Fuad, M., 2007, Pengaruh Fraksi Berat Serat Cantula Anyaman 3D Terhadap karakteristik Serapan Bunyi dan Faktor Redaman Komposit Unsaturated Polyester Pesin (UPRS) -Cantula 3D, Skripsi, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Gibson, R.F., 1994, Principles of Composites Material Mechanics, Mc Graw Hill Book Co., Singapore. Hassall, J. R. & Zaveri, K., 1988, Accoustic Noise Measurement, Bruel & Kjaer. Kinsler, L. E. & Frey. A.R., 1982, Fundamental of Acoustics, John Wiley & Sons. Inc, New York. Lee, Y. & Joo, C., 2003, Sound Absorption Properties Of Recycled Polyester Fibrous Assembly Absorbers, AUTEX Research Journal, Vol. 3, No2, USA. Lewis H. B. & Douglas H. B., 1994 Industrial Noise Control Fundamentals and Applications, New York. Lord, H. W., Gatley, W. S. & Evensen, H. A., 1980, Noise Control for Engineers, Mc Graw Hill Bo. Co., New York. Miasa, I. M. dan Sriwijaya R., 2004, Penelitian Sifat-Sifat Akustik Dari Bahan Kertas Dan Plastik Sebagai Penghalang Kebisingan, Media Teknik, No. 1 tahun XXVI, hal. 68-71. Rancasa, E., 2003, Uji Karakteristik Material Akustik Berbahan Dasar Sabut Kelapa Dengan Metode Tabung Impedansi Dua Mikropon, Skripsi S1 Fisika FMIPA UNS.
Sumardi, 2007, Pengaruh Variasi Adhesive Terhadap Kekuatan Mekanik komposit Sandwich Cantula 3D-UPRs Dengan Core Sampah Kota, Skripsi, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Lampiran A Data Pengujian Redam Akustik (Serapan Bunyi)
A. Data Pengujian Serapan Bunyi Variasi Adhesive Versamid 140. Frekuensi 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000
V Max
Rata-rata V Min
n (SWR)
Koef.Serapan Bunyi (α )
1.080 0.658 0.334 0.280 0.236 1.144 0.157 0.167 0.144 0.082 0.054 0.024 0.310
0.048 0.017 0.017 0.027 0.015 0.075 0.014 0.022 0.016 0.007 0.005 0.005 0.027
22.484 37.054 19.300 10.281 15.238 15.192 10.751 7.510 8.625 11.269 9.562 4.155 11.301
0.163 0.102 0.187 0.323 0.231 0.231 0.311 0.414 0.372 0.299 0.342 0.625 0.298
B. Data Pengujian Serapan Bunyi Variasi Adhesive BQTN-Ex 157. Frekuensi 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000
V Max
Rata-rata V Min
n (SWR)
Koef.Serapan Bunyi (α )
1.141 0.812 0.582 0.360 0.331 1.200 0.210 0.162 0.080 0.067 0.045 0.015 0.014
0.072 0.027 0.037 0.036 0.023 0.087 0.019 0.023 0.010 0.007 0.005 0.003 0.001
15.711 29.724 15.743 9.864 14.282 13.794 10.776 7.064 8.031 9.443 7.755 3.821 10.741
0.225 0.125 0.224 0.334 0.244 0.252 0.310 0.434 0.393 0.346 0.404 0.657 0.311
C. Data Pengujian Serapan Bunyi Variasi Adhesive Chloroprene. Frekuensi 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000
V Max
Rata-rata V Min
n (SWR)
Koef.Serapan Bunyi (α )
0.655 0.376 0.226 3.050 0.680 1.044 0.220 0.129 0.216 0.084 0.260 0.117 0.017
0.039 0.013 0.024 0.197 0.023 0.055 0.014 0.015 0.022 0.006 0.023 0.026 0.001
16.554 28.284 9.220 15.466 28.531 18.676 15.431 8.483 9.563 12.115 11.092 4.4260 14.080
0.148 0.082 0.160 0.308 0.228 0.209 0.286 0.377 0.342 0.281 0.303 0.601 0.247
D. Perbandingan Koefisien Serapan Bunyi Tiap-Tiap Variasi Adhesive. Frekuensi 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000
Rata-rata Koefisien Serapan Bunyi (α ) Versamid 140 BQTN-Ex 157 Chloroprene 0.163 0.102 0.187 0.323 0.231 0.231 0.311 0.414 0.372 0.299 0.342 0.625 0.298
0.225 0.125 0.224 0.334 0.244 0.252 0.310 0.434 0.393 0.346 0.404 0.657 0.311
0.1488 0.082 0.160 0.308 0.228 0.209 0.286 0.377 0.342 0.281 0.303 0.601 0.247
BQTN-Ex 157 a
BQTN-Ex 157 b P maks 1.2 1.1 1.1 1.133333
P min 0.08 0.068 0.068 0.072
n (SWR) 15 16.17647 16.17647 15.74074
α 0.234375 0.219319 0.219319 0.224665
160
0.8 0.8 0.8
0.026 0.028 0.027
30.76923 28.57143 29.62963
0.121945 0.130691 0.126329
200
0.66 0.52 0.59
0.038 0.036 0.037
17.36842 14.44444 15.94595
0.20591 0.242223 0.222115
250
0.36 0.36 0.36 0.36
0.036 0.036
10 10
0.330579 0.330579
0.036
10
0.330579
0.34 0.32
13.07692 13.33333
0.263967 0.2596
0.33
0.026 0.024 0.022 0.024
13.75
0.252801
1.1 1.3 1.2
0.087 0.089 0.088
12.64368
0.271688
13.63636
0.25462
500
0.22 0.2 0.21
0.02 0.018 0.019
11 11.11111 11.05263
0.305556 0.303005 0.304342
630
0.17 0.17 0.17
0.024 0.024 0.024
7.083333 7.083333 7.083333
0.433627 0.433627 0.433627
800
0.08 0.086 0.083
0.007 0.014 0.0105
11.42857 6.142857 7.904762
0.295944 0.4816 0.398753
Frekuensi 125
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2 315
Rata2 400 Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
1000 Rata2 1250 Rata2 1600 Rata2 2000
0.068 0.068 0.068
0.006 0.0086 0.0073
11.33333 7.906977 9.315068
0.298028 0.398667 0.350188
0.045 0.046 0.0455
0.0066 0.005 0.0058
6.818182 9.2 7.844828
0.446187 0.35371 0.401111
0.015 0.015 0.015
0.0041 0.0038 0.00395
3.658537 3.947368 3.797468
0.674324 0.645088 0.659979
0.015 0.015 0.015
0.0015 0.0013 0.0014
10 11.53846 10.71429
0.330579 0.293575 0.312314
Rata2 n (SWR) 18.33333 14.375 15 15.68182
α 0.196195 0.2432415 0.234375 0.2254082
0.027 0.028 0.0275
29.62963 30.35714 30
0.1263289 0.1234946 0.1248699
0.55 0.6 0.575
0.036 0.038 0.037
15.27778 15.78947 15.54054
0.2306375 0.2240544 0.2272096
250
0.36 0.36 0.36
0.036 0.038 0.037
10 9.473684 9.72973
0.3305785 0.3454458 0.3380518
315
0.34 0.32 0.34 0.333333
0.025 0.02
13.6 16
0.2552074 0.2214533
0.0225
14.81481
0.2369343
400
1.2 1.2 1.2
0.086 0.086 0.086
13.95349 13.95349 13.95349
0.2496076 0.2496076 0.2496076
500
0.2 0.22 0.21
0.018 0.022 0.02
11.11111 10 10.5
0.3030048 0.3305785 0.31758
630
0.16 0.15 0.155
0.024 0.02 0.022
6.666667 7.5 7.045455
0.4536862 0.4152249 0.43538
800
0.08 0.075
0.011 0.008
7.272727 9.375
0.4250694 0.3483815
Frekuensi 125
P maks 1.1 1.15 1.2 1.15
P min 0.06 0.08 0.08 0.073333
160
0.8 0.85 0.825
200
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Frekuensi
P maks
Rata2 1000 Rata2 1250 Rata2 1600 Rata2 2000 Rata2
P min
n (SWR)
α
0.0775
0.0095
8.157895
0.3890871
0.067 0.067 0.067
0.007 0.007 0.007
9.571429 9.571429 9.571429
0.3425858 0.3425858 0.3425858
0.046 0.046 0.046
0.006 0.006 0.006
7.666667 7.666667 7.666667
0.408284 0.408284 0.408284
0.015 0.015 0.015
0.004 0.0038 0.0039
3.75 3.947368 3.846154
0.6648199 0.6450883 0.6550768
0.014 0.014 0.014
0.0014 0.0012 0.0013
10 11.66667 10.76923
0.3305785 0.2908587 0.3109915
125
1.1 1.2 1.2 1.166667
0.06 0.08 0.08 0.073333
18.33333 15 15 15.90909
0.196195 0.234375 0.234375 0.222569
160
0.8 0.85 0.825
0.026 0.027 0.0265
30.76923 31.48148 31.13208
0.121945 0.119356 0.120612
200
0.65 0.6 0.625
0.036 0.038 0.037
18.05556 15.78947 16.89189
0.198897 0.224054 0.21107
250
0.36 0.36 0.36
0.036 0.036 0.036
10 10 10
0.330579 0.330579 0.330579
315
0.34 0.32 0.34 0.333333
0.026 0.025 0.026 0.025667
13.07692 12.8 13.07692 12.98701
0.263967 0.268851 0.263967 0.265533
400
1.2 1.2 1.2
0.086 0.086 0.086
13.95349 13.95349 13.95349
0.249608 0.249608 0.249608
500
0.2 0.22 0.21
0.02 0.022 0.021
10 10 10
0.330579 0.330579 0.33058
630
0.16 0.17 0.165
0.024 0.02 0.022
6.666667 8.5 7.5
0.453686 0.376731 0.41522
800
0.08 0.075
0.011 0.012
7.272727 6.25
0.425069 0.475624
0.0775
0.0115
6.73913
0.450069
0.067 0.067 0.067
0.007 0.007 0.007
9.571429 9.571429 9.571429
0.342586 0.342586 0.342586
0.046 0.046 0.046
0.006 0.005 0.0055
7.666667 9.2 8.363636
0.408284 0.35371 0.381563
0.016 0.015 0.0155
0.004 0.0038 0.0039
4 3.947368 3.974359
0.64 0.645088 0.64247
0.015 0.014
0.0014 0.0012
10.71429 11.66667
0.312314 0.290859
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2
Rata2 1000 Rata2 1250 Rata2 1600 Rata2 2000
Rata2
0.0145
0.0013
11.15385
0.302035
BQTN-Ex 157 c
CL-1
frekuensi 125
pmaks 0.34 0.32 0.33
pmin 0.014 0.012 0.013
n (SWR) 24.286 26.667 25.385
α 0.1519 0.1394 0.1459
160
0.36 0.34 0.35
0.008 0.007 0.0075
45 48.571 46.667
200
0.34 0.32 0.2 0.2867
0.012 0.014
250
frekuensi 125
pmaks 0.32 0.34 0.33
pmin 0.012 0.014 0.013
n (SWR) 26.667 24.286 25.385
0.0851 0.0791 0.0822
160
0.36 0.32 0.34
0.008 0.007 0.0075
45 45.714 45.333
28.333 22.857
0.1317 0.1606
200
0.34 0.34 0.34
0.014 0.014 0.014
24.286 24.286 24.286
0.013
22.051
0.166 250
0.34 0.32 0.33
0.032 0.03 0.031
10.625 10.667 10.645
0.3145 0.3135 0.314
0.32 0.32 0.32
0.03 0.03 0.03
10.667 10.667 10.667
315 315
0.44 0.43 0.372
0.018 0.017 0.0256
24.444 25.294 14.531
0.151 0.1463 0.241
0.42 0.43 0.41 0.37
0.02 0.021 0.02 0.0252
21 20.476 20.5 14.702
400
1.06 1.06 1.06
0.063 0.064 0.0635
16.825 16.563 16.693
0.2118 0.2148 0.2133
400
1.04 1.04
16 18.909
1.04
0.065 0.055 0.055 0.0583
500
0.26 0.21 0.235
0.016 0.013 0.0145
16.25 16.154 16.207
0.2184 0.2196 0.219
500
0.23 0.21 0.22
0.013 0.016 0.0145
17.692 13.125 15.172
0.136 0.14
8 8.75
0.3951 0.3682
630
0.138
0.017 0.016 0.016 0.0163
8.449
0.3785
0.14 0.14 0.14
0.016 0.016 0.016
8.75 8.75 8.75
800
0.1 0.3 0.2
0.022 0.022 0.022
4.5455 13.636 9.0909
0.5912 0.2546 0.3571
800
0.1 0.18 0.18 0.1533
0.02 0.02
5 9
0.02
7.6667
1000
0.086 0.086 0.086
0.0068 0.0078 0.0073
12.647 11.026 11.781
0.2716 0.305 0.2885
0.084 0.084
12.353 12.353
0.22 0.22 0.22 0.22
0.02 0.02
11 11
0.3056 0.3056
0.084
0.0068 0.0068 0.0068 0.0068
1250 0.02
11
0.3056
0.3 0.3 0.3
0.028 0.0275 0.0278
10.714 10.909 10.811
0.126 0.126 0.126
0.026 0.026 0.026
4.8462 4.8462 4.8462
0.5672 0.5672 0.5672
1600
0.027 0.027
4.1852 4.4444
0.018 0.018
0.0013 0.0013
13.846 13.846
0.2513 0.2513
0.113 0.12 0.12 0.1177
0.027
4.358
630
1250
1600
2000
CL-2
1000
17.829
12.353
0.018
CL-3
0.0013
13.846
0.2513
frekuensi 125
pmaks 0.32 0.34 0.33
pmin 0.012 0.014 0.013
n (SWR) 26.667 24.286 25.385
α 0.1394 0.1519 0.1459
160
0.36 0.34 0.35
0.008 0.007 0.0075
45 48.571 46.667
200
0.36 0.32 0.34
0.014 0.012 0.013
250
0.34 0.34 0.3 0.3267
2000
0.017 0.017 0.017
0.0012 0.0012 0.0012
14.167 14.167 14.167
frekuensi 125
pmaks 0.36 0.34 0.35
pmin 0.014 0.012 0.013
n (SWR) 25.714 28.333 26.923
0.0851 0.0791 0.0822
160
0.36 0.36 0.36
0.008 0.007 0.0075
45 51.429 48
0.085 0.074
25.714 26.667 26.154
0.1441 0.1394 0.1419
200
0.32 0.34 0.24 0.3
0.014 0.016
22.857 21.25
0.160 0.
0.015
20
0.181
0.032 0.032 0.03 0.0313
10.625 10.625 10 10.426
0.3145 0.3145 0.3306 0.3195
250
0.32 0.34 0.33
0.03 0.032 0.031
10.667 10.625 10.645
0.313 0.314
0.4 0.4 0.3511
0.001 0.001 0.0212
400 400 16.545
0.01 0.01 0.215
315
0.43 0.4 0.364
0.007 0.007 0.0214
61.429 57.143 17.009
0.067 0.209
400
1.05 1.05 1.05
0.066 0.066 0.066
15.909 15.909 15.909
0.2226 0.2226 0.2226
400
1.02 1.02
0.06 0.06
17 17
0.209 0.209
500 500
0.21 0.22 0.215
0.015 0.014 0.0145
14 15.714 14.828
0.2489 0.225 0.2368
0.23 0.21
0.016 0.013
14.375 16.154
0.243 0.219
0.22 0.12
0.0145 0.014
15.172 8.5714
0.374
0.12
0.014
8.5714
0.374
0.1 0.33 0.33
0.0242 0.024
4.1322 13.75
0.627 0.252
0.2533 0.084 0.084
0.0241 0.0068 0.0068
10.512 12.353 12.353
0.317 0.277 0.277
0.084
0.0068
12.353
0.277
315
CL-4
630 630
0.14 0.12 0.13
0.016 0.0156 0.0158
8.75 7.6923 8.2278
0.3682 0.4072 0.3865
800
0.2 0.3 0.25
0.024 0.024 0.024
8.3333 12.5 10.417
0.3827 0.2743 0.3197
1000
0.086 0.08 0.087 0.0843
0.0078 0.0066
11.026 12.121
0.305 0.2816
0.0072
11.713
0.2899
800
1000
0.144 0.131 0.138
1250
0.2 0.2 0.2
0.018 0.0185 0.0183
11.111 10.811 10.959
0.303 0.31 0.3065
1250
1600
0.116 0.114 0.115
0.03 0.026 0.028
3.8667 4.3846 4.1071
0.653 0.6049 0.6299
1600
2000
0.018 0.018
0.0013 0.0013 0.0013 0.0013
13.846 13.846
0.2513 0.2513
13.846
0.2513
0.018
CL-5
frekuensi 125
pmaks 0.34 0.34 0.34
pmin 0.014 0.014 0.014
n (SWR) 24.286 24.286 24.286
α 0.1519 0.1519 0.1519
160
0.34 0.36 0.34 0.3467
0.008 0.008 0.008 0.008
42.5 45 42.5 43.333
0.0898 0.0851 0.0898 0.0882
200
0.34 0.34 0.34
0.012 0.014 0.013
28.333 24.286 26.154
0.1317 0.1519 0.1419
250
0.34 0.32 0.33
0.03 0.028 0.029
11.333 11.429 11.379
0.298 0.2959 0.297
315
0.43 0.42 0.368
0.01 0.01 0.0214
43 42 17.196
0.0888 0.0909 0.2077
400
1.05 1.05
0.065 0.055 0.055 0.0583
16.154 19.091
0.2196 0.1892
18
0.1994
1.05 500
0.22 0.21 0.21 0.2133
0.014 0.013
15.714 16.154
0.225 0.2196
0.0135
15.802
0.2239
630
0.12 0.12 0.12
0.0145 0.014 0.0143
8.2759 8.5714 8.4211
0.3847 0.3742 0.3795
800
0.12 0.33 0.225
0.023 0.023 0.023
5.2174 14.348 9.7826
0.5399 0.2436 0.3366
1000
0.085
0.0068
12.5
0.2743
2000
0.29 0.29 0.29
0.026 0.025 0.0255
11.154 11.6 11.373
0.292 0.297
0.11 0.11
4.4 4.4
0.603 0.603
0.11
0.025 0.025 0.025 0.025
4.4
0.603
0.017 0.017 0.017
0.0012 0.0013 0.0013
14.167 13.077 13.6
0.246
0.255
1250
1600
2000
V-1
0.084 0.0845
0.0068 0.0068
12.353 12.426
0.2771 0.2757
0.29 0.3 0.29 0.2933
0.026 0.026
11.154 11.538
0.302 0.2936
0.026
11.282
0.2992
0.12 0.12
4.4444 4.4444
0.5998 0.5998
0.12
0.027 0.027 0.027 0.027
4.4444
0.5998
0.018 0.018 0.018
0.0012 0.0012 0.0012
15 15 15
0.2344 0.2344 0.2344
n (SWR) 43.75 43.75
α 0.0874 0.0874
1.05
pmin 0.024 0.024 0.023 0.0237
44.366
0.0862
0.68 0.67 0.68 0.6767
0.018 0.018 0.018 0.018
37.778 37.222 37.778 37.593
0.1005 0.1019 0.1005 0.101
0.3 0.3 0.3
0.016 0.016 0.016
18.75 18.75 18.75
0.1923 0.1923 0.1923
0.32 0.34 0.33
0.03 0.032 0.031
10.667 10.625 10.645
0.3135 0.3145 0.314
315
0.246 0.245 0.2455
0.015 0.015 0.015
16.4 16.333 16.367
0.2167 0.2175 0.2171
400
1.1 1.1 1.1
0.076 0.076 0.076
14.474 14.474 14.474
0.2418 0.2418 0.2418
500
0.16 0.16 0.16 0.16
0.014 0.014 0.014 0.014
11.429 11.429 11.429 11.429
0.2959 0.2959 0.2959 0.2959
630
0.173 0.173
0.023 0.023
7.5217 7.5217
0.4143 0.4143
frekuensi 125
160
200
250
pmaks 1.05 1.05
V-2
frekuensi 125
pmaks 1.14 1.14 1.14
pmin 0.027 0.027 0.027
n (SWR) 42.222 42.222 42.222
α 0.0904 0.0904 0.0904
160
0.65 0.65 0.65
0.017 0.017 0.017
38.235 38.235 38.235
0.0994 0.0994 0.0994
200
0.32 0.32 0.32
0.016 0.016 0.016
20 20 20
0.1814 0.1814 0.1814
250
0.3 0.32 0.32 0.3133
0.028 0.03
10.714 10.667
0.3123 0.3135
0.029
10.805
0.3101
315
0.256 0.245 0.2505
0.016 0.015 0.0155
16 16.333 16.161
0.2215 0.2175 0.2195
400
1.2 1.2 1.2
0.08 0.08 0.08
15 15 15
0.2344 0.2344 0.2344
500
0.15 0.16 0.16 0.1567
0.014 0.015 0.015 0.0147
10.714 10.667 10.667 10.682
0.3123 0.3135 0.3135 0.3131
630
0.172 0.176 0.174
0.023 0.023 0.023
7.4783 7.6522 7.5652
0.4161 0.4089 0.4125
0.023
7.5217
0.4143
0.14 0.14
8.75 8.75
0.3682 0.3682
0.14
0.016 0.016 0.016 0.016
8.75
0.083 0.083 0.083
0.0074 0.0074 0.0074
0.056 0.056 0.056
800
0.15 0.15 0.15
0.017 0.017 0.017
8.8235 8.8235 8.8235
0.3657 0.3657 0.3657
0.3682
1000
11.216 11.216 11.216
0.3006 0.3006 0.3006
0.085 0.085 0.085
0.0073 0.0073 0.0073
11.644 11.644 11.644
0.2913 0.2913 0.2913
1250
0.055 0.055
0.0059 0.0059
9.322 9.322
0.35 0.35
0.006 0.006 0.006
9.3333 9.3333 9.3333
0.3496 0.3496 0.3496
1600
0.055 0.024 0.024
0.0059 0.0065 0.0065
9.322 3.6923 3.6923
0.35 0.6708 0.6708
0.026 0.026 0.026
0.0066 0.0066 0.0066
3.9394 3.9394 3.9394
0.6459 0.6459 0.6459
2000
2000
0.32 0.32 0.32
0.028 0.028 0.028
11.429 11.429 11.429
0.2959 0.2959 0.2959
0.024 0.3 0.3 0.3
0.0065 0.027 0.027 0.027
3.6923 11.111 11.111 11.111
0.6708 0.303 0.303 0.303
frekuensi 125
pmaks 1.06 1.06 1.06
pmin 0.026 0.25 0.138
n (SWR) 40.769 4.24 7.6812
α 0.0935 0.6177 0.4077
0.66 0.66 0.66
0.018 0.018 0.018
36.667 36.667 36.667
0.1034 0.1034 0.1034
160
0.36 0.38 0.38 0.3733
0.018 0.0186 0.0186 0.0184
20 20.43 20.43 20.29
0.1814 0.1779 0.1779 0.1791
200
0.32 0.3 0.31
0.032 0.028 0.03
10 10.714 10.333
0.3306 0.3123 0.3218
315
0.25 0.25 0.25
0.016 0.016 0.016
15.625 15.625 15.625
0.2261 0.2261 0.2261
400
1.1 1.1 1.1
0.073 0.073 0.073
15.068 15.068 15.068
500
0.15 0.15
0.015 0.015
10 10
800
1000
1250
1600
V-3
0.173
160
200
n (SWR) 42
α 0.0909
42.857
0.0891
0.018 0.018 0.018
36.111
0.1049
36.389
0.1041
0.34 0.34 0.34
0.018 0.018 0.018
18.889
0.191
18.889
0.191
0.34 0.34 0.34
0.034 0.034 0.034
10
0.3306
10
0.3306
315
0.26 0.26 0.026 0.182
0.016 0.016 0.015 0.0157
16.25 16.25 1.7333 11.617
0.2184 0.2184 0.928 0.2919
0.2334 0.2334 0.2334
400
1.2 1.2 1.2
0.073 0.074 0.0735
16.438 16.216 16.327
0.2162 0.2188 0.2175
0.3306 0.3306
500
0.16 0.16
0.015 0.014
10.667 11.429
0.3135 0.2959
V-5
frekuensi 125
250 250
pmaks 1.05 1.05 1.05
pmin 0.025 0.024 0.0245
0.65 0.66 0.655
630
800
1000
1250
1600
0.15
0.015
10
0.3306
0.16 0.16
0.18 0.17 0.17 0.1733
0.023 0.022 0.022 0.0223
7.8261 7.7273 7.7273 7.7612
0.4019 0.4058 0.4058 0.4044
0.0145
11.034
0.3048
630
0.17 0.16 0.16 0.1633
0.023 0.022 0.022 0.0223
7.3913 7.2727 7.2727 7.3134
0.4199 0.4251 0.4251 0.4233
0.14 0.15 0.15
0.016 0.017 0.017
8.75 8.8235 8.8235
0.3682 0.3657 0.3657
800
0.14 0.14 0.14
0.017 0.017 0.017
8.2353 8.2353 8.2353
0.3862 0.3862 0.3862
0.1467 0.08 0.076 0.078
0.0167 0.0073 0.007 0.0072
8.8 10.959 10.857 10.909
0.3665 0.3065 0.3089 0.3077
1000
0.084 0.084 0.084
0.0073 0.0072 0.0073
11.507 11.667 11.586
0.2943 0.2909 0.2926
0.054 0.054 0.054
0.0056 0.0056 0.0056
9.6429 9.6429 9.6429
0.3405 0.3405 0.3405
1250
0.055 0.054 0.0545
0.0056 0.0056 0.0056
9.8214 9.6429 9.7321
0.3355 0.3405 0.338
0.054 0.025 0.025 0.025
0.0056 0.0065 0.0007 0.0036
9.6429 3.8462 38.462 6.993
0.3405 0.6551 0.0988 0.4378
1600
0.024 0.024
3.6364 3.6364
0.6767 0.6767
0.024
0.0066 0.0066 0.0066 0.0066
3.6364
0.6767
0.3 0.3 0.3
0.028 0.0275 0.0278
10.714 10.909 10.811
0.3123 0.3077 0.31
2000
Lampiran B Perhitungan Perbandingan Data Hasil Pengujian
A. Benda uji dengan variasi bahan adhesive BQTN-Ex 157 Diketahui : n : 13
Σ xy
: 3621.105
Σ x2
: 10812350
Σx
: 9230
y rata-rata
: 0.32
Σ y2
: 1.601
Σy
: 4.259
x rata-rata
: 710
b=
13(3621.105) - (9230)(4.259) = 0.00014 13(10812350) - (9230) 2
a = 0.32-(0.00014x710) = 0.22 0.22(4.259) + (0.00014)(3621.105) - 13(0.32) 2 = 0.417 1.601 - 13(0.32) 2 r = 0.645 ≈ 64.5 % r2 =
S x, y =
1.601 - 0.22(4.259) - 0.00014(3621.105) = 0.124 » 12.4% 13 - 2
B. Benda uji dengan variasi bahan adhesive Versamid 140 Diketahui : n : 13
Σ xy
: 3361.549
Σ x2
: 10812350
Σx
: 9230
y rata-rata
: 0.30
Σ y2
: 1.378
Σy
: 3.903
x rata-rata
: 710
Dengan rumus yang sama didapatkan : b = 0.00013 a = 0.202 r = 0.638 ≈ 63.8 % S x,y = 0.114 ≈ 11.4 %
C. Benda uji dengan variasi bahan adhesive Chloroprene Diketahui : n : 13
Σ xy
: 3070.373
Σx
: 9230
y rata-rata
: 0.27
Σy
: 3.579
x rata-rata
: 710
Dengan rumus yang sama didapatkan : b = 0.00012 a = 0.189 r = 0.557 ≈ 55.7 % S x,y = 0.111 ≈ 11.1 %
Σ x2 2
Σy
: 10812350 : 1.182
Lampiran B Perhitungan Perbandingan Data Hasil Pengujian Sx2
= ΣX2 – n ( X ) 2
SEE
= Sy2 -
Sy2
= ΣY2 – n (Y ) 2
s2
=
Sxy
= ΣXY – n ( X )(Y )
( Sxy) 2 Sx 2
SEE n-2
1 ( X )2 Estimasi Standart Error a = s + n Sx 2
# Benda Uji Dengan Variasi Adhesive BQTN-Ex 157 Diketahui : n
= 13
ΣX2 = 10812350
X = 710 Y = 0.32
2
ΣY = 1.601 ΣXY = 3621.105
Sx2
= 10812350 – 13 (710)2 = 4259050
= 0.0565
Sy2
= 1.601 – 13 (0.32)2 = 0.2698
Sxy
= 3621.105 – 13(710)(0.32) = 667.505
SEE
= 0.2698= 0.1643
s2
0.1643 13 - 2 = 0.01643
=
a = 0.128
(667.505) 2 4259050
1 (710) 2 + 13 4259050
# Benda Uji Dengan Variasi Adhesive Versamid 140 Diketahui : n
= 13
ΣX2 = 10812350
X = 710 Y = 0.30
ΣY2 = 1.378 ΣXY = 3361.549 Dengan rumus yang sama didapatkan : Sx2
= 4259050
Sy2
= 0.208
Sxy
= 592.549
SEE
= 0.1255
s2
= 0.01255
a
= 0.049
# Benda Uji Dengan Variasi Adhesive Chloroprene Diketahui : n
= 13
ΣX2 = 10812350
X = 710 Y = 0.27
ΣY2 = 1.182 ΣXY = 3073.373 Dengan rumus yang sama didapatkan : Sx2
= 4259050
Sy2
= 0.2343
Sxy
= 578.273
SEE
= 0.1557
s2
= 0.01557
a
= 0.055
