TUGAS AKHIR STUDY PENGUJIAN SEM (SCANING ELECTRON MICROSCOPY) PADA EBONIT DENGAN KANDUNGAN SULFUR 35PHR, KOMPOSIT BERMATRIK EBONIT DIPERKUAT SERAT BAMBU 20PHR DAN 40PHR SERTA SPION HONDA SCOOPY SEBAGAI PEMBANDING Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna memperoleh Gelar Sarjana S1 Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun : NARNO NIM : D.200.12.0109 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016 i
ii
iii
iv
v
MOTTO Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan (Al-Qur an : Asy-Syarh :5 ) Aku tak peduli atas rasa sedih atau senang ku saat ini karena aku tak tau manakah diantara keduanya yang baik bagi diriku. ( Umar Bin Khatab ) Jika kamu tidak dapat menahan lelahnya belajar, maka kamu harus sanggup menahan perihnya kebodohan. ( Imam Syafi i ) Tidak ada kata menyerah untuk hidup lebih maju tak ada kata gagal yang ada adalah proses pembelajaran menuju keberhasilan ( Narno ) Belajar adalah seni terbaik untuk terus berkembang dan memperbaiki diri dimana rintangan adalah permainan yang menarik untuk diselesaikan ( Narno ) vi
ABSTRAK STUDY PENGUJIAN SEM (SCANING ELECTRON MICROSCOPY) PADA EBONIT DENGAN KANDUNGAN SULFUR 35PHR, KOMPOSIT BERMATRIK EBONIT DIPERKUAT SERAT BAMBU 20PHR DAN 40PHR SERTA SPION HONDA SCOOPY SEBAGAI PEMBANDING Narno, Joko Sedyono dan Ngafwan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta Email : Narno2605@gmail.com Abstrak Komposit merupakan gabungan dari dua buah unsur material atau lebih yang digabungkan menjadi satu untuk mendapatkan material baru yang lebih bermanfaat dan unsur-unsur pembentuknya masih dapat dibedakan. Di indonesia keberadaan sumberdaya alam berupa karet dan serat-serat alam sangat melimpah sehingga potensi untuk mengembangkan komposit yang berasal dari bahan-bahan alami yang ramah lingkungan sangatlah terbuka lebar. Salah satu tanaman yang bisa tumbuh hampir diseluruh wilayah indonesia adalah bambu, sehingga dengan demikian dapat dikembangkan menjadi material baru yang lebih bermanfaat dan bermutu tinggi. Salah satu caranya yaitu dengan membuat komposit alam dengan matrik ebonit yang diperkuat serat bambu. Karena dasar itu penelitian ini melakukan pengujian foto SEM (Scaning Electron Microscopy) terhadap ebonit dengan kandungan sulfur 35phr, komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 20phr dan 40phr serta pada spion honda scoopy. Penelitian ini dilakukan untuk meningkatkan kwalias dari material komposit yang berasal dari bahan vii
alam khususnya ebonit dan serat bambu. Adapun hasil dari penelitian ini yang diamati dari foto SEM ebonit memiliki tiga lapisan yang berbeda, komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 20phr ikatan antar matrik dan ebonit tidak sempurna. Komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 40phr ikatan serat dengan matrik sangat kuat dan permukaan spion honda scoopy sangat rapat serta tidak terdapat porositas. Kata kunci : komposit, ebonit, bambu, SEM. viii
Abstract Composite is a combination of two or more pieces of material elements which are combined into one to get a new, more useful material and its constituent elements are still distinguishable. In Indonesia where natural resources such as rubber and natural fibers are very abundant so the potential for developing a composite derived from natural materials that are environmentally friendly is wide open. One of the plants that can grow almost throughout the territory of Indonesia is bamboo, so it can be developed into new materials that are more useful and high quality. One of the way is making composite natural fiber reinforced matrix ebonite bamboo. Because the basis of this study tested SEM (Scanning Electron Microscopy) against ebonite with a sulfur content 35phr, fiber-reinforced composites with matrix ebonite bamboo 20phr and 40phr as well as on the mirror Honda Scoopy. This study was done to improve kwalias of a composite material derived from natural materials especially ebonite and bamboo fiber. The results of this study were observed from SEM images ebonite has three distinct layers, composite with matrix ebonite 20phr bamboo fiber reinforced bonds between matrix and ebonite not perfect. Ebonite with matrix fiber reinforced composites 40phr bamboo fiber bonding with very strong matrix and the surface of the rear view mirror Honda Scoopy is very tight and there is no porosity Keywords: composite, ebonite, bamboo, SEM. ix
KATA PENGANTAR Assalamu allaikum Wr. Wb. Alhamdhulillah puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT. Yang telah memberikan rahmat-nya kepada penulis sehingga laporan penelitian tugas akhir berjudul Study pengujian SEM (Scaning Electron Microscopy) pada ebonit dengan kandungan sulfur 35phr, komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 20phr dan 40phr serta spion Honda Scoopy sebagai pembanding dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis dengan ketulusan dan kerendahan hati ingin menyampaikan terimakasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Bapak Dr. Joko Sedyono Selaku pembimbing utama yang telah memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. 4. Bapak Ir. Ngafwan MT. Selaku pembimbing pendamping yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. x
xi
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR... v LEMBAR MOTTO... vi ABSTRAK... vii KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL....xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 3 1.5 Manfaat Penelitian... 4 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustaka... 6 2.2 Landasan Teori... 8 2.2.1 Komposit... 8 2.2.2 Serat Bambu... 16 2.2.3 Karet Alam... 17 2.2.4 Kompon... 18 2.2.5 Ebonit... 20 2.2.6 Vulkanisasi... 20 2.2.7 Prinsip Kerja SEM... 20 xii
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir... 23 3.2 Study Literature dan Survey Lapangan... 24 3.3 Alat yang Digunakan... 24 3.4 Bahan yang Digunakan... 26 3.5 Tempat dan Waktu Pengujian... 33 3.6 Pengujian Spesimen... 33 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Foto SEM... 34 4.1.1 Pengujian SEM pada Ebonit Dengan Kandungan Sulfur 35Phr... 34 4.1.2 Pengujian SEM Komposit Bermatrik Ebonit Diperkuat Serat Bambu 20Phr... 38 4.1.3 Pengujian SEM Komposit Bermatrik Ebonit Diperkuat Serat Bambu 40phr... 42 4.1.4 Pengujian SEM Spion Honda Scoopy... 45 4.2 Pembahasan Ringkas Keseluruhan... 46 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 48 5.2 Saran... 49 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Contoh Uji SEM matrik dan serat... 7 Gambar 2.2 Continous Fiber Composite... 10 Gambar 2.3 Woven Fiber Composite... 11 Gambar 2.4 Chopped Fiber Composite... 11 Gambar 2.5 Hybrid Composite... 12 Gambar 2.6 Particulate Composite... 12 Gambar 2.7 Laminate Composite... 13 Gambar 2.8 Micrograf serat bambu... 16 Gambar 2.9 Blok diagram SEM... 21 Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian... 23 GAMBAR 3.2 Alat uji SEM... 24 GAMBAR 3.3 Fine Coater... 25 Gambar 3.4 Spesimen Ebonit dengan kandungan sulfur 35Phr... 26 Gambar 3.5 Serat bambu Apus... 28 Gambar 3.6 Spesimen komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 20Phr... 29 Gambar 3.7 Spesimen komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 40phr... 30 Gambar 3.8 Spesimen spion Honda Scoopy... 31 Gambar 4.1 Foto SEM ebonit kandungan sulfur 35Phr pembesaran 50x dan 400x... 34 Gambar 4.2 Foto SEM permukaan ebonit pembesaran 1000x... 35 Gambar 4.3 Foto SEM ebonit pembesaran 3000x pada daerah 1... 35 Gambar 4.4 Foto SEM ebonit pembesaran 3000x pada daerah 2... 36 Gambar 4.5 Foto SEM ebonit pembesaran 2000x pada daerah 3... 36 Gambar 4.6 Reaksi kimia sulfur tidak ikut bereaksi... 37 Gambar 4.7 Reaksi kimia sulfur membentuk ikatan silang... 37 Gambar 4.8 Foto SEM komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 20Phr pebesaran 50x... 38 xiv
Gambar 4.9 Foto SEM komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 20Phr pebesaran 1000x pada daerah 1... 39 Gambar 4.10 Foto SEM komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 20Phr pembesaran 1000x pada daerah 2... 40 Gambar 4.11 Foto SEM komposit bermaatrik ebonit diperkuat serat bambu 20Phr pembesaran 1000x pada daerah 3... 41 Gambar 4.12 Foto SEM komposit bermatrik ebonit diperkuat Serat bambu 40phr pembesaran 50x... 42 Gambar 4.13 Foto SEM komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 40Phr pembesaran 500x pada daerah 1... 43 Gambar 4.14 Foto SEM komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 40Phr pembesaran 500x pada daerah 2... 43 Gambar 4.15 Foto SEM komposit bermatrik ebonit diperkuat serat bambu 40Phr pembesaran 1000x pada daerah 3... 44 Gambar 4.16 Foto SEM spion Honda Scoopy pembesaran 100x dan 1000x... 45 Gambar 4.17 Foto SEM masing-masing spesimen pebesaran 1000x... 46 xv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Pembuatan kompon... 19 Tabel 3.1 Kekuatan mekanik ebonit... 26 Tabel 3.2 hasil uji tarik serat tunggal... 29 Tabel 3.3 Kekuatan mekanik komposit diperkuat serat bambu 20Phr... 30 Tabel 3.4 Kekuatan mekanik komposit diperkuat serat bambu 40phr... 31 Tabel 3.5 Bahan penyusun ebonit dan komposit diperkuat serat bambu... 32 Tabel 4.1 Presentase Komponen Dalam Serat Bambu... 42 xvi