PENGARUH FRAKSI VOLUME SERAT AMPAS EMPULUR SAGU TERHADAP KEKUATAN BENDING DAN IMPAK PADA KOMPOSIT BERMATRIK POLYESTER

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "PENGARUH FRAKSI VOLUME SERAT AMPAS EMPULUR SAGU TERHADAP KEKUATAN BENDING DAN IMPAK PADA KOMPOSIT BERMATRIK POLYESTER"

Widyawati Lesmana
7 tahun lalu
Tontonan:

1 PENGARUH FRAKSI VOLUME SERAT AMPAS EMPULUR SAGU TERHADAP KEKUATAN BENDING DAN IMPAK PADA KOMPOSIT BERMATRIK POLYESTER Arthur Yanny Leiwakaessy 1) FakultasTeknik Universitas Pattimura Amon arthur.leiwakaessy@gmail.com Astract Material komposit dengan filler serat alam mulai anyak di kenal dalam industri manufaktur. Material yang ramah lingkungan, mampu didaur ulang, serta mampu dihancurkan sendiri oleh alam merupakan tuntutan teknologi sekarang ini. Serat ampas empulur sagu adalah serat alam yang erasal dari limah hasil pengolahan pohon sagu yang erlimpah di daerah Maluku dan elum termanfaatkan secara optimal. Penelitian ini dititik eratkan untuk mendapatkan nilai maksimal variasi fraksi volume serat ampas empulur sagu terhadap nilai kekuatan ending dan kekuatan impak, sesuai dengan aplikasi yang diinginkan. Penelitian menggunakan metode Hands Lay Up, dalam pemuatan komposit serat tunggal dengan variasi fraksi volume serat ampas empulur sagu 10%, 20%, 0%, 40%, 50%, Variale terikat dalam penelitian adalah Kekuatan Bending dan Kekuatan Impak. Hasilnya adalah ahwa terjadi kenaikan kekuatan ending dan kekuatan impak seiring penamahan fraksi volume, dimana serat tunggal ampas empulur sagu, kekuatan ending tertinggi ada pada fraksi volume 40% serat seesar MPa, dan terendah ada pada fraksi volume serat 10% seesar MPa, dan Harga Impak tertinggi pada fraksi volume 50% seesar J/mm², dan terendah pada fraksi volume 20% seasar J/mm². Kata Kunci : Sifat Mekanis, Komposit, Polyester, Serat ampas empulur sagu. PENDAHULUAN Tanaman sagu dengan ahasa latin (Metroxylon sp.) erarti tanaman yang menyimpan pati pada atangnya (Metro : empulur, xylon : xylem, sagu : pati), merupakan tanaman asli Indonesia di duga erasal dari Maluku dan Irian. Luas areal sagu potensial di Maluku diperkirakan seesar ha, yang semuanya adalah perkeunan rakyat. Ratarata produksi tiap pohon adalah 220 kg, ini erarti potensi serat ampas sagu tersedia cukup esar yaitu 120 kg per pohon [1]. Karena itu salah satu upaya untuk meningkatkan kegunaan tamanan sagu adalah dengan memanfaatkan serat ampas empulur sagu (pohon sagu), seagai ahan aku komposit yang diharapkan dapat digunakan pada eragai idang aplikasi. Beerapa penelitian terdahulu yang memahas mengenai komposit serat ampas empulur sagu antara lain : Pengaruh variasi fraksi volume ampas empulur sagu terhadap peruahan sifat mekanis komposit matriks polyester, tujuannya untuk mengetahui kekuatan ending dan kekuatan impak komposit polyester dengan serat ampas empulur sagu seagai penguat, seiring dengan penamahan volume serat [2]. Komposit hyrid polyester erpenguat seruk atang dan serat kelapa, penelitian ini ertujuan untuk mendapatkan nilai 1

2 maksimal pengaruh variasi fraksi filler seruk gergaji atang kelapa dan serat saut kelapa terhadap resin polyester pada kekuatan tarik dan impak komposit []. Analisis arah dan perlakuan serat tapis kelapa serta rasio epoxy hardener terhadap sifat fisis dan mekanik komposist tapis kelapa.tujuannya adalah untuk mengetahui perilaku peruahan sifat fisis dan mekanis ahan komposit menggunakan serat alami yaitu tapis kelapa seagai penguat dan epoxy 7120 dengan Versamid 140 seagai matrik [4]. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan nilai peruahan variasi fraksi volume serat ampas empulur sagu terhadap sifat mekanik komposit (nilai kekuatan ending dan kekuatan impak). METODE PENELITIAN Penelitan dilakukan di Laoratorium Pengujian Bahan Jurusan Teknik Mesin Universitas Brawijaya dan Laoratorium Uji Material Program Studi Perawatan dan Peraikan Mesin Politeknik Kediri. Variael eas dalam penelitian ini adalah kominasi serat ampas empulur sagu (SES), dengan variasi Polyester 90% : SES 10%, Polyester 80%: SES 20%, Polyester 70% : SES 0%, Polyester 60%: SES 40%. Variael terikat dalam penelitian inii adalah Kekuatan Bending dan Kekuatan Impak. Variale terkontrol dalam penelitian inii adalah : - Larutan Katalis seesar 1%, - Resin poliester seesar 50 %, - ukuran panjang serat ampas empulur sagu 5 mm dengan arah acak untuk specimen uji ending dan uji impak, - perlakuan larutan alkalin dengan menggunakan larutan NaOH seesar 5%, terhadap serat ampas empulur sagu yakni 2 jam. - Metode pemuatan specimen dengan hand lay up. - Standar pengujian ending erdasarkan standar ASTM D Standar pengujian Impak erdasarkan ISO Pengujian Bending Kekuatan ending atau kekuatan lengkung adalah tegangan ending teresar yang dapat diterima akiat pemeanan luar tanpa mengalami deformasi yang esar atau kegagalan. Besar kekuatan ending tergantung pada jenis material dan pemeanan. Untuk mengetahui kekuatan ending suatu material dapat dilakukan dengan pengujian ending terhadap material komposit terseut. Akiat Pengujian ending, agian atas spesimen mengalami tekanan, sedangkan agian awah akan mengalami tegangan tarik. Gamar 1. Penampang ending (alok) Sumer : ASTM D 790, 1997 Gamar 2. Standar Pengujian Lentur ASTM D790 (Calliester, 2007) Kekuatan ending pada sisi agian atas sama nilai dengan kekuatan ending pada sisi agian awah. Kekuatan ending komposit dapat ditentukan dengan persamaan 2.1 (ASTM D 790-0): PL σ (1) 2h 2 dengan : σ = Tegangan ending (MPa) P = Bean /Load (N) L = Panjang Span / Support span (mm) = Lear/ Width (mm) h = Teal / Depth (mm) 2

Pengujian impak ertujuan untuk mengukur erapa energi yang dapat diserap suatu material sampai material terseut patah.

3 Modulus elastisitas endingnya dapat dirumuskan dengan persamaan (2) L m E (2.2) 4h dengan : E = Modulus Elastisitas Bending (MPa) L = Panjang Span / Support span(mm) = Lear/ Width (mm) h = Teal / Depth (mm) m = Slope Tangent pada kurva ean defleksi (N/mm) Pengujian Impak Pengujian impak ertujuan untuk mengukur erapa energi yang dapat diserap suatu material sampai material terseut patah. Pengujian impak merupakan respon terhadap ean kejut atau ean tia-tia (ean impak) (calliester, 2007). α : sudut pendulum seelum diayunkan β : sudut ayunan pendulum setelah mematahkan specimen HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Bending Komposit Dari hasil pengujian ending didapatkan nilai kekuatan ending juga modulus elastisitas tertinggi dari masing masing komposit serat ampas empulur sagu dapat dilihat pada gamar 4. Kekuatan Bending (MPa) Serat Empulur 47,748 58,85 66, Fraksi Volume (%) 68,01 58,1 Serat Empulur Gamar 4. Grafik Huungan Kekuatan Bending vs Fraksi Volume Dari gamar 4 diatas didapat nilai kekuatan ending komposit tertinggi ada pada fraksi volume 40% serat seesar MPa, dan terendah ada pada fraksi volume serat 10% seesar MPa, Brittle Gamar. Spesimen Uji Impak Berdasarkan ISO179-1 kekuatan impak enda uji dapat dihitung (ASTM D ISO 179-1) : W = energi awal energi yang tersisa () = m.g.h m.g.h = m.g.(r-rcos α) m.g.(r- R.cos β) W = mg.r.(cos β - cos α) (4) dimana : Esrp : energi serap (J) m : erat pendulum (kg) g : percepatan gravitasi (m/s 2 ) R : panjang lengan (m) Gamar 5. Pola Patahan pada Sampel Uji Bending Serat Tunggal Ampas Empulur Pada gamar 5 dilihat pola patahan untuk sampel uji ending komposit serat tunggal ampas empulur sagu, dimana entuk serat ampas empulur sagu erentuk pendek dan acak, sehingga ikatan antarmuka serat dengan matrik tidak mampu menahan lajunya kenaikan tegangan permukaan, sehingga pada saat matrik mengalami kegagalan, serat tidak isa menahan ean, sehingga proses

4 terjadinya patahan erlangsung ersamaan. Dan entuk patahan pada permukaan komposit serat tunggal ampas empulur sagu erentuk patahan getas atau rittle. Brittle Hasil Impak Komposit Berdasarkan data hasil pengujian maka harga Impak komposit yang dapat dilihat pada grafik seagai erikut : HI rata-rata (J/mm²) 0,06 0,05 0,04 0,0 0,02 0, ,0158 0,0091 0,0259 0, Fraksi Volume (%) 0,0571 Serat Empulur Gamar 6. Grafik Huungan Harga Impak Rata-rata vs Fraksi Volume Pada gamar 6 diatas komposit serat ampas empulur sagu, Harga Impak tertinggi pada fraksi volume 50% seesar J/mm², dan terendah pada fraksi volume 20% seasar J/mm². Penyeah meningkatnya harga impak pada fraksi volume komposit serat tunggal ampas empulur sagu adalah seiring dengan adanya penamahan volume serat dengan kata lain semakin tinggi fraksi volume serat maka harga impak semakin tinggi. Sedangkan Penyea menurunnya harga impak pada grafik fraksi volume serat 20% serat ampas empulur sagu dikarenakan adanya sifat adhesi antarmuka serat yang satu terhadap serat melemah sehingga menurunnya nilai harga impak terjadi mekanisme patahan fier pull out dan rittle dimana pada ujung patahan spesimen juga muncul patahan serat dan getas. a Fier pull out Gamar 7. Pola Patahan pada Sampel Uji Impak Serat Tunggal Ampas Empulur Pada gamar 7 dilihat pola patahan untuk sampel uji impak komposit serat tunggal ampas empulur sagu, dimana entuk serat ampas empulur sagu erentuk pendek dan acak. Ikatan antarmuka serat dengan matrik tidak mampu menahan lajunya kenaikan tegangan permukaan, sehingga pada saat matrik mengalami kegagalan, sehingga menurunnya nilai harga impak seperti terlihat pada gamar 10a&, terjadi mekanisme patahan fier pull out dan rittle dimana pada ujung patahan spesimen juga muncul patahan serat dan getas. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa dan pemahasan, maka dapat disimpulkan ahwa : Dari hasil pengujian ending di dapat kekuatan ending komposit serat ampas empulur sagu tertinggi pada fraksi volume volume 40% serat seesar MPa, dan terendah ada pada fraksi volume serat 10% seesar MPa, Hasil pengujian impak komposit serat ampas empulur sagu tertinggi pada fraksi volume 50% seesar J/mm², sedangkan yang harga terendah pada fraksi volume SES 20% serat yang mempunyai harga impak rata - rata J/mm². Pola patahan pada komposit ending maupun impak dari fraksi volume SES 10%, SES 20%, SES 0%, SES 40%, menunjukan mekanisme (fier pull out). 4

5 DAFTAR PUSTAKA [1] Louhenapessy JE.et al., harapan dan tantangan. Jakarta. PT. Bumi Aksara. [2] Huka., Pengaruh variasi fraksi volume ampas empulur peruahan sifat mekanik komposit matriks polyester [tesis]. Malang: Program Pasca Sarjana, Teknik Mesin, Universitas Brawijaya [] Romels C.A., Komposit Hirid Polyester erpenguat Seruk atang dan Serat Saut Kelapa. Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2. No.2. Universitas Brawijaya. Malang. [4] Putu Lokantaro dan Ngakan Putu Gede Suardana., Analisis arah dan perlakuan serat tapis kelapa serta rasio epoxy hardener terhadap sifat fisis dan mekanik komposist tapis kelapa. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CAKRAM Vol. 1 No. 1, (15 21). [5] Hashemi S, Elmes P, Sandford, 1997 Effect on Mechanical Properties on Polyxymehylene, Brookfiel Center, Polymer Engineering And Science. [6] ASTM, Annual Book ASTM Standar, USA. [7] ASTM. D 790 Standard test methods for flexural properties of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating material. Philadelphia, PA : American Society for Testing and Materials. 5

dokumen-dokumen yang mirip

Media Ilmuan dan Praktisi Teknik Industri

ISSN : 1978-1105 Media Ilmuan dan Praktisi Teknik Industri Vol. 09, Nomor 2 Agustus 2015 ANALISA COMMUNICATION GAP ANTARA HARAPAN DAN LAYANAN AKTUAL DALAM LAYANAN TELKOM SPEEDY DI KOTA AMBON Marthen B.