STUDI PENGARUH KONDISI PENGUJIAN TARIK PADA FILM PLASTIK BOPP (BIAXIAL ORIENTED POLYPROPYLENE) SKRIPSI

Transkripsi

1 STUDI PENGARUH KONDISI PENGUJIAN TARIK PADA FILM PLASTIK BOPP (BIAXIAL ORIENTED POLYPROPYLENE) SKRIPSI Oleh ZULFIKAR RACHMAN AJI Y DEPARTEMEN TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA GENAP 2007/2008

2 STUDI PENGARUH KONDISI PENGUJIAN TARIK PADA FILM PLASTIK BOPP (BIAXIAL ORIENTED POLYPROPYLENE) SKRIPSI Oleh ZULFIKAR RACHMAN AJI Y SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA GENAP 2007/2008 i

3 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: STUDI PENGARUH KONDISI PENGUJIAN TARIK PADA FILM PLASTIK BOPP (BIAXIAL ORIENTED POLYPROPYLENE) yang diajukan untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Indonesia maupun di perguruan tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya. Depok, Juni 2008 ZULFIKAR RACHMAN AJI NPM Y ii

4 LEMBAR PENGESAHAN Skripsi dengan judul: STUDI PENGARUH KONDISI PENGUJIAN TARIK PADA FILM PLASTIK BOPP (BIAXIAL ORIENTED POLYPROPYLENE) disusun untuk melengkapi sebagian persyaratan kurikulum Program Sarjana Reguler Universitas Indonesia guna memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Depok, Juni 2008 Menyetujui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dra. Sari Katili, M.S. NIP Ir. Soemadi Agustinus iii

5 UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada: Dra. Sari Katili, M.S Ir. Soemadi Agustinus selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan serta persetujuan sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik. iv

6 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii UCAPAN TERIMA KASIH... vi ABSTRAK DALAM BAHASA INDONESIA... v ABSTRAK DALAM BAHASA INGGRIS... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv DAFTAR SINGKATAN... xv DAFTAR SIMBOL... xvi BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG PERUMUSAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN BATASAN MASALAH... 3 I.5 SISTEMATIKA PENELITIAN... 4 BAB II LANDASAN TEORI... 5 II.1 POLIPROPILENA... 5 II.1.1 Jenis Polipropilena... 6 II Homopolimer (homopolymer)... 6 vii

7 II kopolimer acak (random copolymer)... 7 II kopolimer blok (block copolymer)... 7 II.1.2 Kristalinitas polipropilena... 7 II.1.3 Proses fabrikasi PP II.2 FILM PLASTIK BOPP II.2.1 Proses tubular BOPP film II.2.2 Proses BOPP film lembaran II.2.3 Struktur dan orientasi II.2.4 Sifat film BOPP II Sifat optik II Sifat mekanis II Sifat susut (shrinkage) II.3 SIFAT TARIK MATERIAL II.3.1 Sifat mekanik material II Batas proposionalitas (Proportionality Limit) II Batas elastis ( elstic limit) II Titik Luluh dan Kekuatan Luluh II Kekuatan tarik maksimum II Kekuatan Putus (Breaking Strength) II Keuletan (Ductility) II Modulus Elastisitas (Modulus Young) II Modulus Kelentingan (Modulus of Resilience) II Modulus Ketangguhan (Modulus of Toughness) II Kurva Rekayasa dan Sesungguhnya II.4 MESIN UJI LFPLUS SERIES DIGITAL viii

8 II.4.1 Pengaturan uji II.4.2 Panel kontrol II.5 PROGRAM NEXYGEN II.5.1 Tampilan layar program Nexygen II.5.2 Icon perintah II.5.3 Jenis pengujian pada Nexygen II.5.4 Data informasi pada Nexygen BAB III METODOLOGI PENELITIAN III.1 DIAGRAM ALIR PENELITIAN III.2 BAHAN DAN ALAT PENELITIAN III.2.1 Bahan penelitian III.2.2 Alat penelitian III.3 PROSES PERSIAPAN SAMPEL UJI III.3.1 Dimensi sampel III.3.2 Pengambilan sampel uji III.3.3 Pemotongan sampel uji III.3.4 Pengukuran ketebalan III.4 PEMASANGAN ALAT LFPLUS SERIES MULTITESTER III.5 PENGATURAN PROGRAM NEXYGEN III.6 UJI BANDING III.7 UJI DENGAN VARIASI KONDISI PENGUJIAN BAB IV PENGOLAHAN DATA IV.1 UJI BANDING IV.2 UJI DENGAN VARIASI KONDISI PENGUJIAN IV.2.1 Lebar sampel 10 mm dengan variasi kecepatan ix

9 IV Data kuat tarik saat putus IV Data perpanjangan saat putus IV.2.2 Lebar sampel 17,5 mm dengan variasi kecepatan IV Data kuat tarik saat putus IV Data perpanjangan saat putus IV.2.3 Lebar sampel 25 mm dengan variasi kecepatan IV Data kuat tarik saat putus IV Data perpanjangan saat putus BAB V PEMBAHASAN V.1 UJI BANDING V.2 UJI DENGAN VARIASI KONDISI PENGUJIAN V.2.1 Kuat tarik dan perpanjangan saat putus V.2.2 Fenomena titik luluh (yield point) BAB VI KESIMPULAN DAFTAR ACUAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 2.11 Gambar 2.12 Gambar 2.13 Gambar 2.14 Gambar 2.15 Gambar 2.16 Gambar 2.17 Gambar 2.18 Gambar 2.19 Gambar 2.20 Gambar 2.21 Gambar 2.22 Gambar 2.23 Gambar 2.24 Gambar 2.25 Gambar 2.26 Gambar 2.27 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Struktur polipropilena Jenis PP yang diproduksi secara komersial Struktur kristalin dan amorf berdasarkan teori fringed micelle Lamela dengan susunan folded Spherulite Lamela Ilustrasi struktur molekul polimer Contoh aplikasi BOPP Heat set Pembentukan balon film metode double bubble Proses pembuatan BOPP dengan metoda frame perenggang Grafik kuat tarik dan modulus tarik terhadap rasio penarikan Skematik hubungan uji tarik pada skala atom Kurva tegangan-regangan Kurva tegangan dan regangan beberapa material Daerah modulus resilience Daerah ketangguhan Perbandingan kurva Tegangan-Regangan Rekayasa dan sesungguhnya Mesin uji LFPlus Series Panel kontrol Tombol kelompok pertama Kelompok tombol kedua Kelompok tombol ketiga Tombol kelompok ke-empat Tampilan Nexygen Pengaturan pengujian Nexygen Grafik hasil uji pada Nexygen Data informasi yang disediakan oleh Nexygen Diagram alir penelitian Dimensi sampel Dimensi sampel uji mesin CHATTILON LFPlus Pengambilan sampel searah TD Sudut pemotongan lebih kecil dari 45 o Pengukuran ketebalan di lima titik Alur pemasangan mesin uji LFPlus Pengaturan Nexygen pada pengujian Mesin uji tarik Instron Halaman xi

11 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 5.1 Gambar 5.2 Gambar 5.3 Gambar 5.4 Gambar 5.5 Gambar 5.6 Gambar 5.7 Gambar 5.8 Gambar 5.9 Gambar 5.10 Grafik kuat tarik saat putus hasil uji lebar sampel 10 mm dengan kecepatan tarik Grafik perpanjangan saat putus hasil uji lebar sampel 10 mm dengan kecepatan tarik Grafik kuat tarik saat putus hasil uji lebar sampel 17,5 mm dengan kecepatan tarik Grafik perpanjangan saat putus hasil uji lebar sampel 17,5 mm dengan kecepatan tarik Grafik kuat tarik saat putus hasil uji lebar sampel 25 mm dengan kecepatan tarik Grafik perpanjangan saat putus hasil uji lebar sampel 25 mm dengan kecepatan tarik Penjepit sampel Lab. PERTAMINA dan Lab. DMM FTUI Grafik rata-rata kuat tarik saat putus dengan variasi lebar sampel dan kecepatan tarik Grafik rata-rata perpanjangan saat putus dengan variasi lebar sampel dan kecepatan tarik Kerutan pada sampel Slip antara cloth tape dengan permukaan plastik Diagram tegangan-regangan PE dengan variasi kecepatan regangan Grafik beban-perpajangan lebar 10 mm kecepatan 100 mm/min dan 900 mm/min No sampel.1 Ilustrasi grafik tegangan-regangan thermoplastik ulet (ductile thermoplstics) Rantai molekul yang terorientasi akibat beban tarik Grafik beban-perpanjangan arah TD kecepatan 500 mm/min No sampel xii

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 5.1 Tabel 5.2 Tabel 5.3 Perbandingan struktur kristalin, amorf dan semikristalin Sifat mekanik unaxial dan biaxial oriented film polipropilena Spesifikasi mesin uji LFPlus Series Digital Testing Pengaturan pada Nexygen Jumlah sampel untuk uji banding Jumlah sampel untuk pengujian dengan variasi kondisi pengujian Uji banding Lab. DMM searah mesin (Machine Direction) Uji banding Lab. pembanding searah mesin (Machine Direction) Uji banding Lab. DMM tegak lurus arah mesin (Transverse Direction) Uji banding Lab. pembanding tegak lurus arah mesin (Transverse Direction) Hasil uji kuat tarik saat putus dalam satuan (Kg/mm 2 ) Hasil uji perpanjangan saat putus dalam persen (%) Hasil uji kuat tarik saat putus dalam satuan (Kg/mm 2 ) Hasil uji elongasi saat putus dalam persen (%) Hasil uji kuat tarik saat putus dalam satuan (Kg/mm 2 ) Hasil uji perpanjangan saat putus dalam persen (%) Hasil uji banding kuat tarik saat putus dalam satuan (Kg/mm 2 ) Hasil uji banding perpanjangan saat putus dalam persen (%) Perbandingan hasil uji tarik film plastik BOPP Halaman xiii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Lampiran 10 Pengaktifan program Nexygen pada komputer Koneksi program Nexygen pada komputer Prosedur pemasangan alat LFPlus Pengoperasian alat uji tarik LFPlus Instruksi kerja uji tarik Instron PT. Pertamina Persiapan sampel film plastik uji tarik LFPlus Grafik hasil uji banding Lembar hasil uji Grafik hasil uji tarik dengan variasi kondisi pengujian Data kasar uji tarik dengan variasi kondisi pengujian Halaman xiv

14 DAFTAR SINGKATAN ASTM BOPP DMM FTUI Lab MD PP TD American Society for Testing Material Biaxial oriented polypropylene Departemen Teknik Metalurgi dan Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia Laboratorium Machine direction Polypropylene Transverse direction xv

15 DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Dimensi S t min δ ε Standard deviasi Ketebalan minimum Kuat tarik saat putus Perpanjangan saat putus µm Kg/mm 2 % xvi