UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B Diajukan Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun oleh: SRIYANTO NIM: D JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016 i

2 PERNYATAAN KEASLIAN Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul: STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat Sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari tugas akhir yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali yang bersumber informasinya saya cantumkan sebagimana mestinya. Surakarta, September 2016 Yang menyatakan, Sriyanto ii

3 HALAMAN PERSETUJUAN Tugas Akhir berjudul: STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B. Telah disetujui oleh Pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan oleh: Nama : SRIYANTO NIM : D Disetujui pada: Hari :... Tanggal :... Dosen Pembimbing Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D. iii

4 HALAMAN PENGESAHAN Tugas Akhir berjudul: STUDY SIFAT MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B. Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan oleh: Nama NIM : SRIYANTO : D Disetujui pada: Hari :... Tanggal :... Tim Penguji: Ketua : Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D. (...) Anggota 1 : Dr. Agus Dwi Anggono (...) Anggota 2 : Ir. Ngafwan, MT. (...) Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan Teknik Mesin Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. Tri Widodo B. R., ST., Msc., Ph.D. iv

5 LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR v

6 LEMBAR MOTTO Sesungguhnya Allah tidak merubah nasib sesuatu kaum sehingga mereka merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri (QS. Ar Raid Ayat 11) khoirunnas anfa uhum linnas, sebaik-baiknya manusia adalah yang bermanfaat bagi manusia yang lain (HR. Bukhari Muslim) Keramahtamahan dalam perkataan akan menciptakan keyakinan, keramahtamahan dalam pemikiran menciptakan kedamaian, keramahtamahan dalam memberi menciptakan kasih (Lao Tse) Tiadanya keyakinan yang membuat orang takut menghadapi tantangan dan saya percaya pada diri saya sendiri (Muhammad Ali) vi

7 STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B Sriyanto dan Joko Sedyono Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. Ahmad Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta sriyantommi@gmail.com Abstrak Dalam tugas akhir ini, dilakukan penelitian untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis bahan polimer pada produk penutup spion merk A dan merk B. Penelitian ini terbagi dalam beberapa tahapan. Tahap pertama pengadaan spesimen dan pembuatan spesimen uji. Pengujian dilakukan sesuai dengan standar ASTM. Uji kekuatan tarik dengan ASTM D 638, uji kekerasan dengan standar ASTM D 2240 dan uji impak dengan standar ASTM D 256. Untuk mengetahui sifat fisis dari kedua produk dilakukan dengan pengujian SEM dan EDS. Tahap kedua melakukan pengolahan data, menganalisa data dan pembahasan hasil penelitian. Dari hasil penelitan diperoleh kesimpulan bahwa produk penutup spion merk B memiliki kekuatan tarik dan kekerasan yang lebih tinggi daripada produk penutup spion merk A sedangkan untuk nilai impak penutup spion merk A lebih tinggi daripada penutup spion merk B. Nilai kekuatan tarik spion merk B sebesar 23,846 N/mm 2 sedangkan nilai kekuatan tarik spion merk A sebesar 18, 276 N/mm 2 dan nilai regangan spion merk B 13,333%. Untuk spion merk A nilai regangannya sebesar 14,667%. Hasil pengujian impak pada spion merk A sebesar 36,450 J/mm 2 sedangkan nilai kekerasannya 64,50 Shore Hardness D. Untuk hasil pengujian impak spion merk B didapatkan nilai 34,349 J/mm 2 dan nilai kekerasannya sebesar 66,60 Shore Hardness D. Dari hasil foto SEM dan EDS serta dari pengamatan didapatkan bahwa spion merk B memliki tingkat kerapatan yang lebih bagus daripada spion merk A. Kata kunci: polimer, sifat fisis, sifat mekanik, spion. vii

8 STUDY SIFAT FISIS DAN MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B Sriyanto dan Joko Sedyono Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. Ahmad Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta sriyantommi@gmail.com Abstracts In this thesis, to investigate the physical and mechanical properties of polymer materials in products cover rearview merc A and merc B. This study is divided into several stages. The first phase specimen procurement and manufacture of test specimens. Tests conducted in accordance with ASTM standards. Tensile strength test to ASTM D 638, hardness testing to ASTM D 2240 and the impact test with standard ASTM D 256. To determine the physical properties of the two products is done by testing SEM and EDS. The second stage of data processing, data analysis and discussion of research results. From the results of the research we concluded that the products cover rearview merc B has a tensile strength and higher hardness than products cover rearview merc A while for the impact rearview cover merc A higher than the rearview cover merc B value tensile strength rearview merc B amounted to 23,846 N/mm 2, while the value of tensile strength rearview merc A amounted to 18,276 N/mm 2 and strain value rearview merc B 13,333%. To view mirror merc A strain value of 14,667%. The test results impact on the mirror merc A of 36,450 J/mm 2, while the hardness value of 64,50 Shore Hardness D. For the impact test results rearview merc B values obtained 34,349 J/mm 2 and a hardness value of 66,60 Shore Hardness D. From the SEM images and EDS as well as from observations showed that the rearview merc B discount densities nicer than the rearview merc A. Keywords: polymer, physical properties, mechanical properties, rearview. viii

9 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr.Wb. Puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT senantiasa penulis panjatkan, karena berkah rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini dengan judul: STUDY SIFAT MEKANIS BAHAN POLIPROPILENA PADA PRODUK PENUTUP SPION SEPEDA MOTOR MERK A DAN MERK B sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mengalami banyak hambatan dan kesulitan, namun berkat bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak akhirnya penulis dapat menyelesaikannya. Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan terima kasih dengan setulus hati kepada: 1. Prof. Dr. Bambang Setiadji, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 4. Joko Sedyono, ST., M.Eng., Ph.D., selaku dosen pembimbing yang dengan sabar dan bijak telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan tugas akhir ini. ix

10 5. Ibu, Bapak, Kakak dan Adikku tercinta yang senantiasa mendo akan, memberikan motivasi, semangat serta kasih sayang yang tiada henti. 6. Seluruh staff pengajar jurusan Teknik Mesin dan seluruh staff pengawai Balai Besar Kulit Karet dan Plastik (BBKKP) Yogyakarta yang telah membimbing, sehingga penulis mendapatkan ilmu dan bekal dalam cara penyusunan tugas akhir ini. 7. Keluarga besar Racana Ki/Nyi Ahmad Dahlan Universitas Muhammadiyah Surakarta dan Pramuka Universitas Muhammadiyah seluruh Indonesia yang telah mendo akan, memotivasi dan bantuannya. 8. Temen-temanku seperjuangan jurusan Teknik Mesin angkatan 2012 pada umumnya, Dhimas, Adam, Oki, Aldo, Narno, Abdun, Dany, Prasetyo, Rudi dan Budi yang telah memberikan motivasi dan semangat. 9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan dan dukungan semangat kepada penulis. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir penelitian ini jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu, segala kritik, saran dan masukan dari pembaca sangat diharapkan oleh penulis. Semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi berbagai pihak. Wassalamu alaikum Wr.Wb. Surakarta, 21 September 2016 Sriyanto x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR... LEMBAR MOTTO... ABSTRAKSI... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR SIMBOL... i ii iii iv v vi vii ix xi xv xviii xix BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Kajian Teori... 7 xi

12 2.2 Landasan Teori Polipropilena Struktur Kristalinitas Polipropilena Degradasi Polipropilena Karakterisasi Polipropilena Inisiator Radikal Bebas Komposit Klasifikasi Material Komposit Sifat-Sifat Komposit Serat Tipe Komposit Serat Matrik Pengujian Tarik Pengujian Kekerasan Pengujian Impak Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) dan EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) Proses Pembuatan Spion 7K LH/RH BAB III METODOLOGI PENELITIAN Diagram Alir Penelitian Study Penelitian Study Pustaka Study Lapangan Tempat Penelitian dan Pengujian xii

13 3.4 Alat dan Bahan Penelitian Peralatan Penelitian Peralatan Pengujian Bahan Pengujian Prosedur Penelitian Pembuatan Spesimen Pengujian Tarik Pengujian Kekerasan Pengujian Impak Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) dan EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Pengujian Tarik Hasil Uji Tarik Pembahasan Hasil Uji Tarik Pengujian Kekerasan Hasil Uji Kekerasan Pembahasan Hasil Uji Kekerasan Pengujian Impak Hasil Uji Impak Pembahasan Hasil Uji Impak Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) dan EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) Hasil Foto SEM (Scanning Electron Microscopy). 65 xiii

14 4.4.2 Pembahasan Hasil Foto SEM (Scanning Electron Microscopy) Hasil dan Pembahasan Foto EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Reaksi Kimia Polimerisasi dari Propilena Menjadi Polipropilena... 9 Gambar 2.2 Atom Karbon Terikat Secara Tetrahedral dengan Sudut 109,5 o Gambar 2.3 Struktur Tiga Dimensi dari Polipropilena Gambar 2.4 Reaksi Degradasi dengan Benzoil Peroksida Gambar 2.5 Benzoil Peroksida menjadi Benzoiloksi Gambar 2.6 Fibrous Composites Gambar 2.7 Jenis Penataan Serat Gambar 2.8 Laminate Composite Gambar 2.9 Particulate Composite Gambar 2.10 Dimensi Spesimen Uji Tarik Gambar 2.11 Kurva Tegangan dan Regangan Gambar 2.12 Skema Pengujian Kekerasan Shore Hardness D Gambar 2.13 Skematik Pengujian Impak Gambar 2.14 Skema Pembebanan Impak Pada Spesimen Metode Charpy dan Izod Gambar 2.15 Skema Mikroskop Elektron Gambar 2.16 Material Polipropilena Gambar 2.17 Material Masterbacth Gambar 2.18 Mixer Machine xv

16 Gambar 2.19 Mesin Oven Dryer Gambar 2.20 Proses Pemasangan Moulding Gambar 2.21 Pembersihan Produk Gambar 2.22 Crushing Machine Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Gambar 3.2 Mold Untuk Spesimen Uji Kekerasan Gambar 3.3 Jangka Sorong Gambar 3.4 Mikrometer Gambar 3.5 Alat Uji Tarik Gambar 3.6 Alat Uji Kekerasan Shore Hardness D Gambar 3.7 Alat Uji Izod Impact Gambar 3.8 Alat Foto SEM dan EDS Gambar 3.9 Spion Merk A Gambar 3.10 Spion Merk B Gambar 3.11 Spesimen Pengujian Gambar 3.12 Dimensi Uji Impak Izod Gambar 4.1 Histogram Tegangan Tarik Rata-Rata Produk Penutup Spion Merk A dan Merk B Gambar 4.2 Histogram Regangan Rata-Rata Produk Penutup Spion Merk A dan Merk B Gambar 4.3 Histogram Nilai Kekerasan Rata-Rata Produk Penutup Spion Merk A dan Merk B Gambar 4.4 Histogram Harga Impak Rata-Rata Produk Penutup Spion Merk A dan Merk B xvi

17 Gambar 4.5 Foto SEM Produk Penutup Merk A dan Merk B Pembesaran kali Gambar 4.6 Foto SEM Produk Penutup Spion Merk A dan Merk B Pembesaran kali xvii

18 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Karakterisasi dari Polipropilena Tabel 4.1 Komposisi Kimia Produk Penutup Spion Merk A dan Merk B xviii

19 DAFTAR SIMBOL σ : Tegangan tarik (N/mm 2 ) P : Beban (N) A o : Luas penampang patahan (mm 2 ) Ɛ : Regangan (%) : Deformasi atau pemanjangan (mm) :Panjang daerah ukur (mm) o : Panjang mula-mula (mm) E : Modulus elastisitas (N/mm 2 ) E serap : Energi yang diserap (Joule) m : Massa pendulum (kg) g : Percepatan gravitasi (m/s 2 ) = 9,81 m/s 2 l : Panjang lengan (mm) h : Ketinggian pendulum sebelum mematahkan spesimen (m) h : Ketinggian pendulum setelah mematahkan spesimen (m) α : Sudut pendulum sebelum diayunkan ( o ) β : Sudut ayunan pendulum setelah mematahkan spesimen ( o ) HI : Harga impak (Joule/mm 2 ) A : Luas penampang (mm 2 ) xix