PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL SERBUK GENTENG SOKKA TERHADAP KETANGGUHAN IMPAK KOMPOSIT GEOPOLIMER SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Disusun oleh Kestan Pebrianto I 0407043 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013
MOTTO Ilmu pengetahuan adalah kawan di waktu sendirian, sahabat di waktu sunyi, petunjuk jalan kepada agama, pendorong ketabahan disaat dalam kekurangan dan kesukaran. (Imam Al-Ghozali) Peluang itu akan tampak semakin jelas setelah kesempatan telah berakhir Bukan apa yang kita ambil dan kita simpan yang membuat kita kaya. Tapi apa yang bisa kita berikan. (Henry Ward Beecher) PERSEMBAHAN Dengan segala kerendahan hati, segenap cinta dan kasih sayang, penulis persembahkan skripsi ini untuk : TUHAN YANG MAHA ESA atas segala berkat dan nikmat yang telah dikaruniakan, ampunilah aku atas minimnya syukurku kepada MU. Ibundaku Yeyet Suryati Ayahanda Mujono AT dan adikku Imam Kusworo A.md yang telah senantiasa memberikan do a, semangat dan dukungan baik moral, spiritual dan material tanpa henti. Teman-Teman TMNT yang telah berjuang bersama, berbagi kebahagian, suka, duka, semoga perjuangan kita akan menghasilkan apa yang kita impikan Ulfa Qonita yang menjadi pintu bagiku untuk memulai hidup sebagai mahasiswa Teknik Mesin UNS dan penyemangat untuk mendapatkan hasil terbaik Teman-Teman kost yang telah memberikan kenyamanan dan ketenangan sehingga menjadi rumah kedua yang tak terlupakan. Generasi penerus bangsa yang akan menggunakan skripsi ini sebagai referensi.
PENGARUH KANDUNGAN DAN UKURAN PARTIKEL SERBUK GENTENG SOKKA TERHADAP KETANGGUHAN IMPAK KOMPOSIT GEOPOLIMER KestanPebrianto JurusanTeknikMesin UniversitasSebelasMaret Email: kestanpebrianto@ymail.com abstrak Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kandungan dan ukuran partikel serbuk genteng Sokka terhadap ketangguhan impak komposit geopolimer serbuk genteng Sokka daur ulang polipropilena. Serbuk daur ulang polipropilena (RPP) terbuat dari daur ulang botol gelas air minum yang dihancurkan menjadi serbuk dengan ukuran mesh 20 dan akan digunakan sebagai matrik. Serbuk genteng Sokka (SGS) terbuat dari genteng Sokka yang dihancurkan hingga menjadi serbuk. SGS tersebuk diayak untuk menghasilkan empat varian ukuran, yaitu mesh 80 tertahan di mesh 120 (177μm- 125μm), mesh 120 tertahan dimesh 150 (125μm-100μm), mesh 150 ditahan dimesh 200 (100μm-74μm), dan lolos mesh 200 ( 74μm). SGS dipanaskan dalam oven selama 45 menit pada suhu 105 o C. Setelah itu, serbuk dicampur dengan RPP menggunakan mixer kemudian dimasukan kedalam mesin hot press pada suhu 220 C selama 15 menit. Variasi untuk kandungan SGS adalah 10%, 20%, 30%, 40% dan 50%. Pengujuan ketangguhan impak pada komposit ini dilakukan atas dasar standar ASTM D-5941. Hasil penelitian ini adalah sebagai berikut: (1) nilai tertinggi ketangguhan impak adalah 20% kandungan SGS, (2) ukuran partikel SGS yang lebih kecil dapat meningkatkan nilai ketangguhan impak komposit geopolimer rpp-sgs. Kata kunci: Serbuk genteng Sokka, recycle polypropylene, impak Izod, ketangguhan impak
THE EFFECT OF CONTENT AND PARTICLE SIZE OF SOKKA TILE POWDER FOR IMPACT TOUGHNESS OF THE GEOPOLYMER COMPOSITE Kestan Pebrianto Mechanical Engineering Department Sebelas Maret University Email: kestanpebrianto@ymail.com Abstract The objective of this research is to investigate the effect of the content and particle size of Sokka roof tile powder on the impact toughness of the geopolymer composite of Sokka roof tile powder recycled polypropylene. Recycled polypropylene powder (rpp) was made from the recycled of bottled drinking water cup which was crushed into powder in mesh 20 and it was used as a matrik. The Sokka roof tile powder (SGS) was made from the rejected Sokka roof tile which was crushed into powder. The powder was sieved to result in four size variances, which were mesh 80 retained in mesh 120 (177μm-125µm), mesh 120 retained in mesh 150 (125µm-100µm), mesh 150 retained in mesh 200 (100μm-74µm), and breaking away from mesh 200 ( 74μm). SGS was heated in an oven for 45 minutes in the temperature of 105 o C. Afterwards, the powder was mixed with rpp by hot press method in the temperature 220 C for 15 minutes. The variances of SGS content were determined to be 10%, 20%, 30%, 40% and 50% composition. The Impact toughness testing on the composite was conducted on the basis of standard of ASTM D-5941. The results of this research are as follows: (1) the highest values of impact toughness is in 20% of SGS content. The addition 20% of SGS content is able to increase the value of impact toughness rpp-sgs geopolymer composites; (2) the small size of the particle of SGS can increase the value of impact toughness rpp- SGS geopolymer composites. Keywords: Sokka tile powder (SGS), recycled polypropylene, impact izod, impact toughness
KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar sarjana teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis mengucapkan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada: 1. Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT. selaku pembimbing I yang dengan sabar dan pengertian telah memberikan banyak bantuan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. 2. Bapak Zainal Arifin, ST., MT. selaku pembimbing II yang memberikan bimbingan dengan sangat baik dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. 3. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik UNS. 4. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana keilmuan penulis. 5. Maruto Adi P, ST. di Lab. Material Teknik Mesin UNS yang telah membantu penulis dalam pengujian spesimen. 6. Teman-teman dari TMNT, KMTM, dan Kost SRPT yang telah memberikan motivasi dan dorongan moril serta spiritual baik secara langsung maupun tidak langsung. 7. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan dorongan semangat serta doanya, terima kasih. Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu bila ada saran, koreksi, dan kritik demi kesempurnaan skripsi ini, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih. Surakarta, 04 Juli 2013 Penulis
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii MOTTO DAN PERSEMBAHAN... iii ABSTRAK... iv ABSTRACT... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL. xi DAFTAR LAMPIRAN xii BAB I. PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Perumusan Masalah... 3 1.3. Batasan Masalah... 3 1.4. Tujuan... 4 1.5. Manfaat... 4 1.6. Sistematika Penulisan.. 4 BAB II. LANDASAN TEORI... 5 2.1. Tinjauan Pustaka... 5 2.2. Kajian Teori... 7 2.2.1. Komposit... 7 2.2.2. Matrik... 8 2.2.3. Teknologi Serbuk.. 9 2.3. Polimer..... 15 2.4. Genteng Sokka... 16 2.5. Polypropylene... 17 2.6. Fraksi Berat Komposit... 18 2.7. Kajian teori Ketangguhan Impak... 19 BAB III. METODE PENELITIAN... 20 3.1. Tempat Penelitian... 20 3.2. Bahan Penelitian...... 20 3.3. Alat Penelitian... 20 3.4. Alat Uji Impak... 22 3.5. Langkah Kerja Penelitian... 22 3.5.1. Persiapan Bahan Dasar... 22 3.5.2. Proses Pencampuran Serbuk... 22 3.5.3. Pembuatan Spesimen... 23 3.5.4. Tahap Pengujian... 23 3.5.5 Pengolahan Data. 24 3.6. Diagram Alir... 25 BAB IV. ANALISA dan PEMBAHASAN 4.1. Karakterisasi Material serbuk Genteng Sokka 28
4.2. Pengujian Impak Izod... 30 4.2.1. Ketangguhan Impak Komposit Geopolimer rpp-sgs Variasi Kandungan SGS... 30 4.2.2. Ketangguhan Impak Komposit Geopolimer rpp-sgs Variasi Ukuran Partikel SGS... 34 4.3. Hasil Uji Densitas... 38 BAB V. PENUTUP... 40 5.1. Kesimpulan... 40 5.2. Saran... 40 DAFTAR PUSTAKA... 41
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. SEM MMt-Hydroxy Cr... 6 Gambar 2.2. Proses Milling... 10 Gambar 2.3. Skema Teknik Fabrikasi Atomisasi.... 11 Gambar 2.4 Mekanisme Pencampuran Serbuk... 12 Gambar 2.5. Skema Perubahan Partikel Terhadap Penambahan Tekanan. 13 Gambar 2.6. Skema Distribusi Tekanan Sistem Serbuk Terhadap Kompaksi pada Cetakan... 14 Gambar 2.7. Proses Sintering yang Melibatkan Fase Cair... 14 Gambar 2.8. Genteng Sokka.... 16 Gambar 2.9. Limbah air minum dalam kemasan yang mengandung polipropilena... 18 Gambar 2.10. Pengujian Impak Izod. 29 Gambar 3.1. Serbuk Genteng Sokka dan Serbuk rpp... 20 Gambar 3.2. Alat Penelitian... 21 Gambar 3.3. Alat Uji Impak Izod.... 22 Gambar 3.4. Tipe spesimen uji Impak berdasar ASTM D5941... 24 Gambar 4.1a. Hasil SEM serbuk genteng Sokka.. 27 Gambar 4.1b. Microcluster MMt... 27 Gambar 4.2. Gambar 4.3 Gambar 4.4. Gambar 4.5. Gambar 4.6. Gambar 4.7. Gambar 4.8. Gambar 4.9. Gambar 4.10. Gambar 4.11. Kurva hubungan energi serap total dengan kandungan serbuk genteng Sokka pada komposit Geopolimer rpp- SGS... 29 Kurva hubungan kekuatan impak dengan kandungan serbuk genteng Sokka pada komposit geopolimer rpp- SGS... 30 Foto Makro Penampang Patah Komposit Geopolimer rpp- SGS variasi kandungan Serbuk genteng Sokka... 31 SEM penampang patah pengujian impak variasi kandungan SGS... 32 Kurva hubungan energi serap total dengan ukuran serbuk genteng Sokka pada Komposit Geopolimer. 34 Kurva hubungan Ketangguhan impak dengan ukuran serbuk genteng Sokka pada komposit geopolimer 34 Foto Makro Penampang Patah Komposit Geopolimer rpp- Mmt variasi kandungan Serbuk genteng Sokka...... 35 SEM penampang patah pengujian impak variasi ukuran partikel SGS 36 Kurva densitas komposit geopolimer variasi kantungan SGS. 38 Kurva densitas komposit geopolimer variasi ukuran partikel SGS. 39
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Perbandingan Spesific gravity berbagai material plastik... 17 Tabel 4.1. Hasil uji XRF serbuk genteng Sokka... 28 Tabel 4.2. Data Pengujian Impak GeCo rpp-sgs... 29 Tabel 4.3. Data Pengujian Impak GeCo rpp-mmt... 33 Tabel 4.4. Data Densitas Komposit Variasi Kandungan SGS... 37 Tabel 4.5. Data Densitas Komposit Variasi Ukuran Partikel SGS 38
DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1. Tabel Hasil Pengujian Impak Variasi kandungan SGS... 46 LAMPIRAN 2. Tabel Hasil Pengujian Impak Variasi Ukuran Partikel SGS... 48 LAMPIRAN 3. Tabel Hasil Pengujian Densitas Variasi Kandungan SGS... 50 LAMPIRAN 4. Tabel Hasil Pengujian Densitas Variasi Ukuran Partikel SGS LAMPIRAN 5. Foto Spesimen Impak Variasi Kandungan SGS... 51 LAMPIRAN 6. Foto Spesimen Impak Variasi Ukuran Partikel SGS... 52 LAMPIRAN 7. Foto Spesimen Patah Impak Variasi Kandungan SGS... 53 LAMPIRAN 8. Foto Spesimen Patah impak Variasi Ukuran Partikel SGS... 54