PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI SKRIPSI ELDO JONES SURBAKTI

Transkripsi

1 i PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI SKRIPSI ELDO JONES SURBAKTI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

2 ii PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains ELDO JONES SURBAKTI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

3 i iii PERSETUJUAN Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI Kategori : SKRIPSI Nama : ELDO JONES SURBAKTI Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen Fakultas : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 24 September 2013 Komisi Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Dr. Perdinan Sinuhaji, MS Tua Raja Simbolon, S.Si,M.Si NIP NIP Diketahui/disetujui oleh: Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Dr. Marhaposan Situmorang NIP:

4 ii iv PERNYATAAN PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI SKRIPSI Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 24 September 2013 ELDO JONES SURBAKTI

5 v iii PENGHARGAAN Penulis memanjatkan puji dan syukur atas berkat Allah di dalam nama Tuhan Yesus Kristus yang senantiasa melimpahkan Rahmat dan kasih KaruniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan judul Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Serat Kulit Jagung dengan Matrik Epoksi guna melengkapi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Fisika pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan. Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik dalam bentuk materi, ide, dorongan semangat serta do a yang tulus. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS, sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, pikiran, tenaga, dan saran saran untuk membimbing penulis menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Tua Raja Simbolon, S.Si,M.Si sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan arahan dan saran kepada penulis untuk menyempurnakan skripsi ini. 3. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc sebagai dosen wali yang telah memberikan arahan dan saran kepada penulis. 4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA USU. 5. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M. Si, sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA USU. 6. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 7. Seluruh Bapak / Ibu staff pengajar Fisika USU serta para pegawai administrasi.

6 iv vi 8. Ucapan terimakasih khusus penulis sampaikan kepada yang terhormat dan tercinta: Ayahanda Bapak Alm J. Surbakti dan Ibunda E. Br Ginting terimaksih atas jerih payahmu yang telah membesarkan & membimbing ananda sampai saat ini dan buat yang ku sayangi kakak saya ( Esni Br Surbakti/Denianta Pinem, Elvira Br Surbakti, Evi Yanti Br Surbakti/Reyman Tarigan) yang telah memberikan dorongan baik moril maupun materi selama penulis kuliah sampai penyelesaian skripsi ini. 9. Teman- teman stambuk 2009 : agus, gusning, sony, sabam, esra, masria, timbul, poltak, villa, fitri harahap, monora, wenny, resdina, Septiana, josua, andrean, herdiana, nael, ade, kalam, henra, sukria, jannah, zai, istas, andico, silvi, valen, ferdy, emi, jenni, helen, stevani atas kebersamaannya dan terkhususnya kepada sahabat terbaik penulis yaitu Rieni Kalesta Sitanggang dan Suhartina Malau yang selalu memberi semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 10. Teman Guru KAKR KM8: Andi Mazmur Sinuhaji, Benda Berema Sinuhaji, Sarah Br Ketaren, Jenita Br Bangun, David Noferda Sembiring, Bermanta Ginting, Roy Cardo Sembiring, Eka Br Perangin-angin, Okta Br Surbakti. Dan Teman-teman Sepelayan Permata Golgotha GBKP KM8. Yang sudah menndukung dalam Doa kepada penulis selama penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasan pengetahuan dan ilmu yang dimiliki penulis. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran- saran dari pembaca untuk menyempurnakan skripsi ini. Kiranya Skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Penulis.

7 vii v PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT SERAT KULIT JAGUNG DENGAN MATRIKS EPOKSI ABSTRAK Pembuatan dan karakterisasi komposit serat kulit jagung dengan matriks epoksi dengan metode Chopped Strand Mat telah dilakukan dengan komposisi serat : 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% telah dilakukan dengan baik. Adapun sifat fisis dan sifat mekanik komposit yang diperoleh adalah Densitas 1,07g/cm 3-1,25g/cm 3, daya serap air 0,75 % - 3,55 %, kadar air 0,90% - 4,33 %, kuat tarik 7,73 MPa - 10,02 MPa, kuat lentur 28,62 MPa - 55,62 MPa, kuat impak 3 kj/m 2-18,6 kj/m 2. Hasil penelitian menunjukkan sifat fisis dan sifat mekanik adalah hampir sama dengan Standart JIS A 5905:2003. Dimana merupakan material yang digunakan sebagai bumper mobil. Kata Kunci : epoksi, komposit, serat kulit jagung, sifat fisis, sifat mekanik.

8 viii PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF FIBER COMPOSITES MATRIX SKIN WITH CORN EPOXY ABSTRACT Preparation and characterization of corn husk fiber composites with epoxy matrix by the method of Chopped Strand Mat the fiber composition: 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5% have done well. The physical properties and mechanical properties of composites were obtained as density of 1.07 g/cm g/cm3, water absorption 0.75% %, water content 0.90% %, tensile strength 7.73 MPa MPa, MPa flexural strength MPa, 3 kj/m2 strong impact kj/m2. The results showed physical properties and mechanical properties are almost the same as the Standard JIS A 5905:2003. It means the material used on this reseand can be applied to outomotive car such as bumper. Keywords: epoxy, composites, corn husk fibers, physical properties, mechanical properties..

9 vii ix DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Perhargaan Abstrak Abstract Daftar isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Grafik Daftar Lampiran BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Sistematika Penulisan 3 i ii iii v vi vii ix x xi xii BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komposit Definisi Komposit Klasifikasi bahan Komposit Aplikasi Komposit Polimer Material Penguat Serat Serat Sebagai Penguat Serat Alam Serat Kulit jagung Matriks Resin Epoksi Pengujian sifat fisis dan sifat mekanik Pengujian sifat fisis Densitas Penyerapan Air Pengujian sifat mekanik Kuat Tarik Kuat Impak Kelenturan 23

10 viii x BAB III BAB IV BAB V METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Peralatan dan Bahan Peralatan Bahan-bahan Prosedur Percobaan Perlakuan pada Serat Kulit Jagung Prosedur Pembuatan Komposit Diagram Alir Penelitian Penyiapan Serat Kulit Jagung Pembuatan Komposit 29 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Sifat Fisis Pengujian Densitas (Density) Pengujian Daya Serap Air Pengujian Kadar Air Pengujian Sifat Mekanik Pengujian Kuat Tarik (Tensile Strength Test ) Pengujian Kuat Lentur (Flexural Strength Test ) Pengujian Kuat Impak (Impact Strength Test ) 37 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 40 DAFTAR PUSTAKA 41

11 ix xi DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Beberapa Sifat Resin Epoksi 19 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Densitas Komposit 30 Serat Kulit Jagung-Epoksi (SKJE) Tabel 4.2 Hasil Pengujian Daya Serap Air Komposit 32 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE) Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kadar Air Komposit 33 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE) Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Tarik Komposit 35 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE) Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kuat Lentur Komposit 36 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE) Tabel 4.6 Hasil Pengujian Kuat Impak Komposit 38 Serat Kulit Jagung-Epoksi(SKJE) Tabel 4.7 Hasil Sifat Fisis Dan Mekanik, SNI Dan JIS 39

12 xii x DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Batang Jagung 14 Gambar 2.2 Kulit Jagung Kering 14 Gambar 2.3 Serat Kulit Jagung 14 Gambar 2.4 Pengujian kuat tarik ( tensile strength test ) 21 Gambar 2.5 Pengujian Kuat Impak 22 Gambar 2.6 Pengujian Kuat Lentur (flexural strength test) 23

13 xiii xi DAFTAR GRAFIK Halaman Grafik 4.1 Hubungan antara Densitas Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ 31 Grafik 4.2 Hubungan antara Daya Serap Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ 32 Grafik 4.3 Hubungan antara Kadar Air Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ 34 Grafik 4.4 Hubungan antara Kekuatan Tarik Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ 35 Grafik 4.5 Hubungan antara Kuat Lentur Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ 37 Grafik 4.6 Hubungan antara Kuat Impak Komposit SKJ-E vs Komposisi SKJ 38

14 xii xiv DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A 43 Lampiran B 46 Lampiran C 49 Lampiran D 66