pengaruh penguat sabut kelapa dan serat...

16
i PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK RESIN YUCALAC 157 TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Starta Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin Disusun Oleh : Candra Kurniawan 09510090 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2014

Upload: others

Post on 06-Jan-2020

31 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

i

PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN

SERAT GELAS TERHADAP KEKUATAN IMPAK

KOMPOSIT DENGAN MATRIK RESIN YUCALAC

157

TUGAS AKHIR Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Starta Satu (S1) Jurusan

Teknik Mesin

Disusun Oleh :

Candra Kurniawan

09510090

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2014

ii

Poster

LEMBAR PENGESAHAN

PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS

TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK

RESIN YUCALAC 157

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :

CANDRA KURNIAWAN

NIM : 09510090

Diterima dan disahkan oleh :

24 Januari 2014

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(Drs. M. Djufri, ST., MT.) (Ir. M. Lukman, MT)

NIP : 196311101990101000 NIP : 108.9302.0291

Mengetahui ;

Ketua Jurusan Teknik Mesin

iii

iv

v

vi

vii

ABSTRAKSI

PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS

TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK

RESIN YUCALAC 157

Nama : Candra Kurniawan

No. Induk : 09510090

Pembimbing I : Drs. M. Djufri, ST., MT

Pembimbing II : Ir. M. Lukman, MT

Serat alam memiliki sifat lebih elastic dari serat gelas. Satu contoh serat

alami adalah serat sabut kelapa, serat ini memiliki elastisitas lebih tinggi dari serat

gelas dan serat karbon., kadar air di dalam sabut harus di kurangi sampai hampir

60% dengan menggunakan media oven. Campuran antara serat gelas dan serat

kelapa yang dibuat ada 3 variabel yaitu 80%FRP+20%serat kelapa,

70%GFRP+30%serat kelapa, 60%GFRP+40% serat kelapa dan juga di but

komposit dengan serat kelapa dan serat gelas untuk membandingkan nilai

keuatanya dengan uji impact.

Dimensi standart komposit fiberglass untuk uji impact adalah P=100mm,

L=10mm, dan T=10mm (JIS7111), dan berat specimen adalah 40gr. Dari data

hasil uji impact pada komposit diatas, didapat harga impat paling tinggi adalah

pada spesiment dengan komposisi 60% GFRP+40% serat gelas dengan rata rata

32 J/mm² dari 3 kali pengujian, dan nilai impact yang hanya dengan serat gelas

(GFRP) mendapatkan rata rata 23 J/mm² dari 3 kali pengujian.

Kata kunci : serat sabut kelapa, fiberglass, uji impact serat sabut kelapa

viii

ABSTRACT

PENGARUH PENGUAT SABUT KELAPA DAN SERAT GELAS

TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT DENGAN MATRIK

RESIN YUCALAC 157

Nama : Candra Kurniawan

No. Induk : 09510090

Pembimbing I : Drs. M. Djufri, ST., MT

Pembimbing II : Ir. M. Lukman, MT

Natural fibre have elasticity more than composit fiber, because they have

water conten more than composit fiber, for example coconut fiber, it have high

elastic properties more than composit fiber. If we want using cocofiber for

reinforece in fiberglass composit, we have to decrease the water properties until

60% with heat treatment, and than mixing the cocofiber with GFRP with some

variable, variable when I use is 80% GFRP+20%cocofiber,

70%GFRP+30%cocofiber, 60%GFRP+40cocofiber and we make composit with

cocofiber and GFRP for comparing the strength values with impact testing.

Standart composite dimension for JIS7111 is L=100mm, W=10mm and

H=10mm, and it have a average weight 40gr. On impact testing for some

composite above, we getting a highess impact price with compotition composite

60%+40%, it have a average price 32 J/mm² from three time testing and impact

price for composite with GFRP is 23 J/mm².

Keywords : cocofibre, fiberglass, cocofibre impact testing

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat, rahmat, dan

hidayah-Nya tidak lupa shalawat serta salam tercurah pada Rasulullah SAW

sehingga Laporan Skripsi saya yang berjudul “Pengaruh Penguat Sabut Kelapa

Dan Serat Gelas Terhadap Kekuatan Impak Komposit Dengan Matrik

Yucalac 157” dapat diselesaikan dengan baik.

Dalam penyusunan Skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bantuan serta

dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih

kepada :

1. ibu dan Alm. Bapak ku tersayang yang selalu memberikan bantuan materiil

maupun non materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang

tak akan terlupakan.

2. Bapak Ir. Mulyono, MT. Selaku Ketua Jurusan Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang.

3. Bapak Drs. M. Djufri, ST., MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan

sekripsi ini dilakukan.

4. Bapak Ir. M. Lukman, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga

terselesaikannya sekripsi ini.

5. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan

teoritis seara langsung maupun tidak langsung.

6. Teman-teman sebimbingan, rekan-rekan laboraturium di lingkungan Teknik

Mesin, serta teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2009 A, B dan C.

7. Noor Maulida dan ma’un seseorang yang special, telah banyak memberikan

masukan, support moril maupun materil, bersedia menjadi teman saat susah

dalam mengerjakan skripsi ini.

8. Saudara kemuning 17 ( Om Bram, Opank, Mas Yani, Tyo, Pacil, Faris, Essa,

Rudi, dll) serta saudara basecamp PHH ( Mas Menjess, Mas berly, Mas

Mawis, Devi “Joe”, dll) yang slalu membantu dan menghibur saat kesulitan.

x

9. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan

kalian semuannya.

Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak

terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan

sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT

memberikan sifat rahim Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan

penyusun berharap semoga sekripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca

Malang, 17 Januari 2014

Candra Kurniawan

xi

DAFTAR ISI

POSTER ........................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iii

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ........................................................ iv

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ........................................................ v

LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI. ....................................................... vi

LEMBAR SURAT PERNYATAAN ............................................................... vii

ABSTRAK ....................................................................................................... viii

ABSTRACT ..................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ..................................................................................... x

DAFTAR ISI .................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah............................................................................................ 3

1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 3

BAB II

Tinjauan Pustaka

2.1 Jenis Jenis Komposit Fiberglass. ................................................................. 4

2.2 Sifat Mekanik Komposit Fiberglass. ............................................................ 9

2.3 Perkembangan Fiberglass............................................................................ 11

2.4 Bahan Penyusun Fiberglass......................................................................... 11

2.5 Bahan Tambahan .............................................................................................

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Flowchart Penelitian.................................................................................... 22

3.2. Metode Penelitian....................................................................................... 22

3.3 Bahan Bahan Yang Digunakan ................................................................... 25

3.4 Proses Pembuatan ...................................................................................... 28

xii

3.5 Metode Analisa Data ................................................................................... 34

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN DATA

4.1 Data Hasil Pengujian Impct Pada Komposit ............................................... 39

4.2 Pembahasan Hasil Pengujian Impact .......................................................... 40

4.3 Pembahasan Hasil Pengujian Dengan RAL ............................................... 42

4.4. Pembahasan. ............................................................................................... 55

BAB V

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 61

5.2 Saran ............................................................................................................ 62

DAFTAR PUSTAKA

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Dashboard mobil dari komposit fiberglass......................................... 4

Gambar 2.2. Kap mobi berbahan komposit matrik logam ...................................... 5

Gambar 2.3.Keramik lantai berbahan komposit matrik keramik ............................ 6

Gambar 2.4. Chemical mikro struktur..................................................................... 8

Gambar 2.5. Kevlar ................................................................................................. 8

Gambar 2.6. Serat gelas .......................................................................................... 9

Gambar 2.7. Resin Yucalac 157 ............................................................................ 12

Gambar 2.8. Resin thermosetting .......................................................................... 13

Gambar 2.8.1. Resin epoxy ................................................................................... 14

Gambar 2.8.2. Resin phenolic ............................................................................... 14

Gambar 2.8.3. Resin polyester .............................................................................. 16

Gambar 2.8.4 Resin silikon ................................................................................... 16

Gambar 2.9. Proses pembuatan serat gelas ........................................................... 17

Gambar 2.10. Serat gelas ...................................................................................... 18

Gambar 2.11. Sabut kelapa ................................................................................... 18

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ..................................................................... 24

Gambar 3.2. Resin Yucalac BQTN 157 ................................................................ 25

Gambar 3.3. Katalis............................................................................................... 25

Gambar 3.4. Serat gelas ........................................................................................ 26

Gambar 3.5. Sabut kelapa ..................................................................................... 26

Gambar 3.6. Model spesimen standar JIS 7111 .................................................... 27

Gambar .3.7. Mesin Charpy impact ...................................................................... 31

Gambar 3.8. Arah penduum dan tata letak spesimen ............................................ 32

Gambar 3.9. Ayunan pendulum charpy impact .................................................... 33

xiv

Gambar 4.1. Grafik hasil pengujian impact kelima spesimen .............................. 40

Gambar 4.2. Data hasil rata rata pengujian impact ............................................... 40

Gambar 4.3. Grafik rata rata spesimen terhadap impact ....................................... 41

Gambar 4.4. Sabut kelapa dan serat gelas setelah uji impact................................ 59

xv

DAFTAR TABEL DAN GRAFIK

Tabel 2.1. Data penyebaran buah kelapa .............................................................. 19

Tabel 2.2. Komposisi serat sabut kelapa ............................................................... 21

Tabel 2.3. Morfologi serat sabut kelapa ........................................................... 21-22

Tabel 2.4. Spesifikasi resin yucalac 157 ............................................................... 22

Tabel 3.1. Daftar varian hasil olah data ................................................................ 38

Tabel 4.1. Data hasil uji impact ............................................................................ 40

Grafik 4.1. Hasil pengujian terhadap kelima spesimen......................................... 41

Tabel 4.2. Rata rata impact pada pengujian .......................................................... 41

Grafik 4.2. Perbandingan rata rata impact spesiment ........................................... 42

Tabel 4.3. Tabel penelitian .................................................................................... 43

Tabel 4.4. Tabel sidik ragam ................................................................................. 44

Tabel 4.5. Tabel F uji hipotesis ............................................................................. 46

Grafik 4.3. Perbandingan nilai impact komposit 60%+40% ................................ 52

Grafik 4.4. Perbandingan nilai impact komposit 70%+30% ................................ 53

Grafik 4.5. Perbandingan nilai impact komposit 80%+20% ................................ 54

xvi

DAFTAR PUSTAKA

Amin Sulistyanto, 2005, Karakteristik Pembakaran Biobriket dan Serabut kelapa

Biro Pusat Statistik, 2011., Penyebaran Tanaman Kelapa Indonesia

Charles, A Harper, 1976, Handbook of Ceramic, Glasses and diamond

ENDO FIBERGLASS, 2013, Pemanfaatan Fiberglass di Lingkungan Umum

H. Bond, 1993., Kevlar Chemical Structure Properties

Jonathan Oroh, 2013, Analisis sifat mekanik Material Komposit Dengan

Menggunakan Serat Sabut Kelapa, Skripsi, Univ. Sam Ratulangi

Jurnal Riset Industri, 2011 Vol. V, No.2, , Hal 143-151

Kenneth G. Budinski, Engineering Materials: Properties and Selection

Kirk dan Othmer, 1981, FRP Compotition

Kuncoro Diharjo, 2006, Kajian Pengaruh Teknik Pembuatan Lubang Terhadap

kekuatan Tarik Komposit hybrid serat gelas,Skripsi, Univ. Negeri Sebelas Maret

Surakarta

Matthews, 2004, Fiberglass Composite Definition

Muh Amin, 2010, SeratSabutKelapa (SSK).

Sugandi Sugiarto, 1994.Rancangan Percobaan Teori dan Aplikasi.Andi offset.

Yogyakarta

www.suaraMerdeka.com

Supriadi, 1997, Dalam Manik, at al, 2004.

S. Harisha, D. Peter Michaelb, A. Benselyb, D. Mohan Lalb, A. Rajaduraic, 2008,

aDepartment of Mechanical and Aerospace Engineering, Arizona State

University, USA

Tim Fakultas Teknik UNY, 2004, Fabrikasi Komponen Komposit Fiberglass.