MODUL PRAKTIKUM REKAYASA BAHAN Oleh : 1. Dyah Sawitri, ST.MT 2. Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, ST.MT 3. Lizda Johar Mawarani, ST.MT LABORATORIUM REKAYASA BAHAN JURUSAN TEKNIK FISIKA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2016
PERATURAN DAN SANKSI PERATURAN Agar praktikum terlaksana dengan baik, lancar, dan teratur maka dibuat beberapa peraturan sebagai berikut: 1. Jam pelaksanaan praktikum disepakati oleh asisten dan praktikan 2. Praktikan wajib menghubungi asisten sehari sebelum hari pelaksanaan praktikum (maksimal pukul 21.00) 3. Wajib izin apabila tidak mengikuti praktikum sehari sebelum hari pelaksanaan praktikum (maksimal pukul 21.00) kepada Koordinator Praktikum dan asisten (bagi yang sakit harap menyerahkan surat dari dokter) 4. Pergantian jadwal yang disebabkan praktikan berhalangan hadir wajib menghubungi asisten awal, koordinator, dan asisten yang dituju sehari sebelum hari pelaksanaan praktikum (maksimal pukul 21.00) 5. Tugas Pendahuluan (TP) silakan lihat di www.bahantf.weebly.com (TP diupload sehari sebelum hari pelaksanaan praktikum maksimal pukul 21.00) 6. Tugas Pendahuluan wajib ditulis tangan di kertas TP. 7. Toleransi keterlambatan maksimal 10 menit. 8. Setiap praktikan wajib membawa modul praktikum, tugas pendahuluan dan kartu kendali yang sudah ada fotonya 9. Praktikan wajib berpakaian standar kuliah 10. Praktikan wajib membersihkan dan merapikan bahan dan alat praktikum setelah selesai digunakan. 11. Jika terjadi kerusakan alat, kesalahan pemakaian bahan kimia kelompok yang bertanggung jawab saat itu wajib mengganti. 12. Praktikan wajib menyelesaikan tanggungan praktikum sebelumnya sebelum bisa melanjutkan praktikum berikutnya. 13. Praktikan wajib mengikuti briefing dan pre-test sebelum praktikum. 14. Praktikan wajib mengikuti post-test sesudah praktikum 15. Tugas khusus diberikan oleh asisten pada setiap praktikum 16. Praktikan wajib membuat dan mengumpulkan laporan resmi (individu) dan paper (individu) dalam bentuk softcopy Praktikum Rekayasa Bahan 2016 2
SANKSI Untuk praktikan yang melanggar peraturan diatas, maka dikenakan sanksi berikut: 1. Apabila praktikan melanggar peraturan nomor 2, nilai praktikum dikurangi 5 poin 2. Apabila praktikan melanggar peraturan nomor 3 dan 4, nilai praktikum dikurangi 10 poin 3. Terlambat lebih dari 10 menit tanpa alasan yang jelas, praktikan tidak bisa mengikuti praktikum. 4. Terlambat lebih dari 10 menit tanpa alasan yang jelas, praktikan tidak bisa mengikuti praktikum. 5. Setiap 5 menit keterlambatan, akan ada pengurangan 5 poin. 6. Tidak mengerjakan TP, tidak membawa kartu kendali atau modul maka praktikan tidak bisa mengikuti praktikum. 7. Pakaian tidak sopan, praktikan tidak bisa mengikuti praktikum 8. Apabila selesai melaksanakan praktikum kondisi peralatan dan tempat praktikum tidak seperti sedia kala, nilai praktikum dikurangi 5 poin. 9. Apabila kewajiban praktikum sebelumnya belum diselesaikan maka praktikan tidak bisa mengikuti praktikum. 10. Jika tidak mengikuti briefing tanpa alasan, praktikan wajib membuat artikel populer yang berkaitan dengan materi praktikum. 11. Jika tidak mengikuti pre-test, praktikan wajib mengikuti pre-test susulan sebelum praktikum pertama dimulai. 12. Jika tidak mengikuti post-test, praktikan wajib mengikuti post-test susulan 13. Terlambat mengumpulkan laporan resmi dan paper, nilai dikurangi 10 poin. 14. Apabila membuat keributan, makan, minum dan melakukan kegiatan diluar kegiatan praktikum maka akan dikeluarkan dari praktikum yang bersangkutan* 15. Bagi praktikan yang 2x melanggar peraturan praktikum wajib menghadap asisten* *Sanksi tambahan yang tidak disebutkan saat briefing Praktikum Rekayasa Bahan 2016 3
FORMAT LAPORAN RESMI DAN PAPER 1. Format Laporan Resmi - Standart TA - Jumlah halaman bab I V maksimal 30 halaman - Merupakan tugas individu - Susunan Laporan Halaman Judul Halaman Pengesahan Abstrak (Indonesia dan Inggris) Kata Pengantar Daftar Isi Daftar Gambar Daftar Tabel Daftar Grafik Daftar Simbol Bab I : Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1.2 Permasalahan 1.3 Tujuan 1.4 Batasan Masalah Bab II : Dasar Teori Bab III : Metodologi Percobaan 3.1 Peralatan 3.2 Prosedur Percobaan Bab IV : Analisis Data dan Pembahasan 4.1 Analisis Data 4.2 Pembahasan Bab V : Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran (Apabila ada) Daftar Pustaka Lampiran : (Tugas Khusus) Praktikum Rekayasa Bahan 2016 4
TUJUAN: P2 PERCOBAAN POLIMER TERMOPLASTIK DAN TERMOSET 1. Mengenal bahan polimer 2. Mengetahui sifat-sifat polimer termoplastik dan termoset 3. Membedakan polimer termoplastik dan termoset DASAR TEORI Polimer merupakan jenis bahan baru yang saat ini banyak digunakan karena memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan bahan jenis lainnya. Polimer merupakan istilah dari bahasa yunani poly (banyak) dan meros (bagian, unit). Jadi polimer berarti bagian yang berulang-ulang, yakni molekul yang terdiri dari unit-unit yang sama berulang-ulang. Polietilen adalah molekul etilen dalam jumlah banyak bersambung berulang hingga mencapai ratusan ribu kali. Secara umum, karakteristik polimer adalah sebagai berikut: Densitas yang rendah, dibandingkan dengan logam dan keramik. Rasio kekuatan terhadap berat (strength to weight) yang baik untuk beberapa jenis polimer. Ketahanan korosi yang tinggi. Konduktivitas listrik dan panas yang rendah. Dibandingkan dengan bahan-bahan jenis lain, polimer memegang peranan penting dalam kehidupan manusia, karena: Dapat difabrikasi dengan cetakan menjadi bentuk-bentuk yang rumit, umumnya tanpa proses pengerjaan lanjutan. Atas dasar kriteria volumetric basis, polimer: sangat kompetitif dalam hal harga dibandingkan logam. umumnya membutuhkan energi proses yang lebih sedikit dibandingkan logam. Beberapa jenis plastik adalah sangat transparan seperti polymethyl methacrylate PMMA atau akrilik, yang sangat kompetitif dibandingkan dengan gelas/kaca. Meski demikian, secara umum polimer memiliki keterbatasan sebagai material teknik, antara lain: Kekuatan yang relatif lebih rendah daripada logam dan keramik. Kekakuan yang rendah. Temperatur penggunaan terbatasi hanya beberapa ratus derajat o C saja. Perilaku viskoelastis, merupakan keterbatasan khusus dalam aplikasi struktur penanggung beban. Praktikum Rekayasa Bahan 2016 5
Polimer Berdasarkan Sifat Thermalnya Berdasarkan kriteria material rekayasa, polimer dikelompokkan menjadi 3 (tiga) kategori: 1. Termoplastik: Berupa material padatan pada temperatur ruang tetapi berubah menjadi cairan kental ketika dipanaskan pada temperatur beberapa ratus derajat saja. Karakteristik ini menyebabkan termoplastik mudah dan ekonomis difabrikasi menjadi beragam bentuk. Dapat diberikan siklus pemanasan-pendinginan berulang kali tanpa degradasi berarti. Contoh: Polyethylene (PE), polyvinylchloride (PVC), polypropylene (PP), polystyrene (PS), dan nylon 2. Termoset: Tidak dapat menerima siklus pemanasan-pendinginan seperti termoplastik: Ketika dipanaskan pada tahap awal, termoset melunak dan mampu mengalir di dalam cetakan. Tapi pada temperatur yang tinggi, terjadi reaksi kimia yang mengeraskan material sehingga akhirnya menjadi padatan yang tidak mampu lebur kembali (infusible solid). Jika dipanaskan ulang, tidak mampu melunak kembali melainkan akan terdegradasi menghasilkan arang. Contoh: phenolics, epoxies, dan beberapa jenis polyesters 3. Elastomer: Material yang mampu memanjang secara elastis ketika dikenakan tegangan mekanis yang relatif rendah. Lebih umum dikenal sebagai karet (rubber). Beberapa elastomer dapat diregangkan hingga 10 kali lipat dan masih mampu kembali sempurna ke ukuran asal. Meskipun perilakunya cukup berbeda dengan termoset, namun elastomer memiliki struktur yang lebih mirip dengan termoset, dibandingkan dengan termoplastik. Contoh: Karet alam: vulcanized natural rubber. Karet sintetis: Styrene-Butadiene (SBR), Nitrile butadiene rubber (NBR), Silicone rubber. Praktikum Rekayasa Bahan 2016 6
Tabel Perbedaan sifat polimer termoplastik dan termoset Termoplastik Mudah diregangkan Fleksibel Melunak jika dipanaskan Titik leleh rendah Dapat dibentuk ulang Termoset Keras dan rigid Tidak fleksibel Mengeras jika dipanaskan Tidak meleleh jika dipanaskan Tidak dapat dibentuk ulang Perilaku dan Sifat Polimer 1. Sifat Mekanik a. Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Kekuatan tarik adalah tegangan yang dibutuhkan untuk mematahkan suatu sampel. Kekuatan tarik penting untuk polymer yang akan ditarik, contohnya fiber, harus mempunyai kekuatan tarik yang baik. b. Compressive strength Adalah ketahanan terhadap tekanan. Beton merupakan contoh material yang memiliki kekuatan tekan yang bagus. Segala sesuatu yang harus menahan berat dari bawah harus mempunyai kekuatan tekan yang bagus. c. Flexural strength Adalah ketahanan pada bending (flexing). Polimer mempunyai flexural strength jika dia kuat saat dibengkokkan. d. Impact strength Adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tiba-tiba. Polimer mempunyai kekuatan impak jika dia kuat saat dipukul dengan keras secara tiba-tiba seperti dengan palu. 2. Sifat Termal Polimer sering dianggap sebagai material yang tidak mampu memberikan performa yang baik pada termperatur tinggi. Namun, pada kenyataannya, terdapat beberapa polimer yang cocok untuk penggunaan pada temperatur tinggi, bahkan lebih baik daripada traditional materials. Pada polimer, khususnya plastik, definisi temperatur tinggi adalah suhu diatas 135 o C. Pada temperatur tinggi, polimer tidak hanya melunak, tetapi juga dapat mengalami degradasi termal. Sebuah plastik yang mengalami pelunakan pada temperatur tinggi tetapi mulai mengalami degradasi termal pada suhu yang jauh lebih rendah hanya dapat digunakan pada suhu di bawah suhu dia mulai mengalami degradasi. Menentukan temperatur aplikasi membutuhkan pengetahuan mengenai perilaku degradasi termal dari polimer tersebut. Praktikum Rekayasa Bahan 2016 7
ALAT DAN BAHAN Alat : Bahan: 1. Hotplate/kompor listrik 1. Polimer A (Tambalan Ban) 2. Cawan alumina 2. Polimer B (Ban dalam) 3. Polimer C (Sarung tangan Latex) PROSEDUR KERJA 1. Siapkan peralatan dan bahan 2. Polimer A dipotong lalu ditaruh ke cawan alumina 3. Letakkan wadah di atas hot plate atau kompor listrik, lalu nyalakan (set suhu hot plate awal 50 0 C) 4. Setelah mencapai suhu yang ditentukan catat dan foto perubahan yang terjadi 5. Mendinginkan sampel dengan cara mengeluarkan cawan dari hotplate selama 5 menit 6. Panaskan lagi wadahnya dengan diberikan penambahan suhu sebesar 40 0 C 7. Lanjutkan langkah tersebut hingga perubahan besar terjadi (misal: meleleh atau gosong) dan catat suhunya (pada saat terjadi perubahan) 8. Ulangi untuk polimer B dan C dengan cara yang sama. 9. Tentukan manakah yang termasuk termoplastik dan termoset, jelaskan alasannya. Praktikum Rekayasa Bahan 2016 8