Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
i
KOMPATIBILITAS SERAT DAUN PANDAN DURI (PANDANUS
TECTORIUS) PADA PERLAKUAN PERENDAMAN AIR LAUT DENGAN
RESIN POLYESTER
Tugas Akhir
Diajukan untuk memenuhi sebagai syarat
Memperoleh gelar Sarjana Strata-1 Teknik Mesin
Diajukan oleh:
Nama : Achmat Riyanto
Nim : 133010393
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG
2018
ii
iv
v
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAAN
MOTTO
“Ada proses yang harus dilalui, ada kegagalan harus diperbaki,
dan ada kesuksesan yang harus diraih” (Riyanto 2018)
PERSEMBAHAN
Puji syukur kepada Allah SWT segala rahmat serta hidayahnya yang
telah memberikan kesehatan, kekuatan, dan kesabaran dalam mengerjakan
tugas akhir ini
Bapak Masrun dan Ibu Yumroa’ah, orang tuaku tercinta yang
telah membesarkanku penuh dengan keikhlasan dan yang
memenuhi segala kebutuhanku demi kesuksesanku.
Isroah dan Andra Iswanto, kakak-kakakku yang tercinta yang
selalu memberi dukungan, do’a dan selalu memberi motivasi
dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
Dewi Alfiatul Hidayah yang memberikan dukungan dan doa.
Teman-teman mahasiswa Teknik Mesin Universitas Wahid
Hasyim Semarang.
Saudara-saudaraku seiman dan setaqwa yang telah
memberikan do’a agar mendapat ilmu yang bermanfaat.
KATA PENGANTAR
Puji syukur Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya
sehingga dapat terselesaikannya penulisan Laporan Tugas Akhir dengan judul
KOMPATIBILITAS DAUN PANDAN DURI (PANDANUS TECTORIUS)
PADA PERLAKUAN PERENDAMAN AIR LAUT DENGAN RESIN
POLYESTER. Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat
kelulusan sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas
Wahid Hasyim, Semarang.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini tidak akan
selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini
penyusun mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Helmy Purwanto, ST., MT selaku Dekan Fakultas Teknik
Mesin,Universitas Wahid Hasyim, Semarang
2. Bapak SM. Bondan Respati, ST., MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
dan Dosen Pembimbing 1, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim,
Semarang.
3. Bapak Imam Syafa’at, ST., MT selaku Dosen Pembimbing 2, Fakultas
Teknik, Universitas Wahid Hasyim, Semarang.
4. Bapak Darmanto ST., M. Eng selaku Koordinator Tugas Akhir dan Dosen
Wali, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim, Semarang.
5. Reza Ardian dan Sugeng Prasojo yang telah membantu eksperimen.
Penyusun menyadari dalam penulisan laporan tugas akhir ini masih jauh
dari kata sempurna, maka dari itu kritik dan saran sangat diharapkan demi
kesempurnaan dan perbaikannya sehingga Tugas Akhir ini dapat memberikan
manfaat serta bisa dikembangkan lebih lanjut. Amiin.
VI
vii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN UJIAN/REVISI ......................................................... iii
HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................... iv
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAAN .................................................. v
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL .................................................................... xiv
ABSTRAK ............................................................................................................ xv
BAB I ...................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
I.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1
I.2 Rumusan Masalah ........................................................................................... 3
I.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 3
I.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 3
I.5 Manfaat penelitian .......................................................................................... 3
BAB II ..................................................................................................................... 4
DASAR TEORI ...................................................................................................... 4
II.1 Tinjuan Pustaka ............................................................................................. 4
II.2 Landasan Teori .............................................................................................. 6
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i
viii
II.2.1 Serat ....................................................................................................... 6
II.2.2 Pandan Duri (Pandanus Tectorius) ........................................................ 7
II.2.3 Air Laut ................................................................................................ 10
II.2.4 Resin Thermoset Jenis Polyester ......................................................... 10
II.2.5 Kekuatan Tarik Serat Tunggal ............................................................. 13
II.2.6 Kekuatan Geser Interface..................................................................... 14
II.2.7 Kompatibilitas ...................................................................................... 15
II.2.Foto Mikro .............................................................................................. 16
BAB III ................................................................................................................. 19
METODOLOGI .................................................................................................... 19
III.1 Jenis Penelitian ........................................................................................... 19
III.2 Variabel Penelitian ..................................................................................... 19
III.2.1 Variabel Bebas .................................................................................... 19
III.2.2 Variabel Terikat .................................................................................. 19
III.2.3 Variabel Terkontrol ............................................................................ 19
III.3 Alat dan Bahan ........................................................................................... 20
III.3.1 Alat ..................................................................................................... 20
III.3.2 Bahan .................................................................................................. 22
III.4 Prosedur Pengujian .................................................................................... 23
III.5 Lokasi Pelaksanaan Penelitian ................................................................... 25
III.6 Diagram Alir Penelitian ............................................................................. 26
BAB IV ................................................................................................................. 27
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 27
IV.1 Hasil Pengujian Tarik Serat Tunggal ......................................................... 27
IV.2 Pembahasan Hasil Uji Tarik Serat Tunggal ............................................... 27
ix
IV.3 Hasil Analisa Struktur Mikro Serat Daun Pandan Duri ............................. 30
IV.3 Hasil Pengujian Pull-out ............................................................................ 32
IV.4 Pembahasan Hasil Pengujian Pull Out ...................................................... 33
IV.5 Kerapatan Serat Daun Pandan Duri Dengan Resin ................................... 38
BAB V .................................................................................................................. 42
PENUTUP ............................................................................................................. 42
V.1 Kesimpulan ................................................................................................. 42
V.2 Saran ............................................................................................................ 42
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 44
LAMPIRAN .......................................................................................................... 47
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar II. 1 Klasifikasi serat ................................................................................ 7
Gambar II. 2 Pohon pandan duri ............................................................................. 9
Gambar II. 3 Mekanisme ikatan interfacial jenis ikatan mekanis ......................... 12
Gambar II. 4 Mekanisme ikatan interfacial jenis ikatan elektrostatik .................. 12
Gambar II. 5 Mekanisme ikatan interfacial jenis ikatan kimia ............................. 12
Gambar II. 6 Mekanisme ikatan interfacial jenis ikatan interdifusi ...................... 13
Gambar II. 7 Sekema prinsip Pull out fiber tests .................................................. 15
Gambar II. 8 Fiber pull out ................................................................................... 16
Gambar II. 9 Foto mikro ...................................................................................... 18
Gambar III. 1 Alat uji tarik…................................................................................20
Gambar III. 2 Mikroskop ...................................................................................... 21
Gambar III. 3 Kertas lakmus ................................................................................. 21
Gambar III. 4 Serat pandan duri............................................................................ 22
Gambar III. 5 Diagram alir penelitia ..................................................................... 26
Gambar IV. 1 Grafik kekuatan tarik serat..............................................................28
Gambar IV. 2 Grafik regangan serat ..................................................................... 29
Gambar IV. 3 Grafik diameter serat...................................................................... 30
Gambar IV. 4 Foto mikro serat tanpa perendaman air laut ................................... 31
Gambar IV. 5 Foto mikro serat dengan perlakuan air laut .................................... 32
Gambar IV. 6 Grafik tegangan geser interfacial................................................... 34
Gambar IV. 7 Hasil uji pull out serat pandan duri tanpa perendaman .................. 34
Gambar IV. 8 Hasil uji pull out serat perendaman air laut 1 minggu ................... 35
Gambar IV. 9 Hasil uji pull out serat perendaman air laut 2 minggu ................... 36
Gambar IV. 10 Hasil uji pull out serat perendaman air laut 3 minggu ................. 37
Gambar IV. 11 Hasil uji pull out serat perendaman 4 minggu ............................. 37
Gambar IV. 12 kerapatan serat tanpa perendaman air laut ................................... 38
Gambar IV. 13 Kerapatan serat perendaman 1 minggu ........................................ 39
Gambar IV. 14 Kerapatan serat perendaman 2 minggu ........................................ 39
Gambar IV. 15 Kerapatan serat perendaman 3 minggu ........................................ 40
xi
Gambar IV. 16 Kerapatan serat perendaman 4 minggu ........................................ 41
xii
DAFTAR TABEL
Tabel II. 1 Klasifikasi Pandan Duri .................................................................................... 8
Tabel II. 2 Komposisi kimia serat pandani ......................................................................... 9
Tabel II. 3 Karakteristik polyester yulac 157® BQTN-EX .............................................. 11
Tabel IV 1 Data hasil uji tarik serat tunggal..........................................................27
Tabel IV 2 Data Pengujian Pull out ...................................................................... 33
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Perhitungan Uji Tarik Serat Tunggal (Single Tensile Strength) ...... 47
Lampiran B. Perhitungan Regangan Serat ............................................................ 50
Lampiran C. Pengujian Single Fiber Pull Out ...................................................... 51
xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
Ao = Luas penampang dengan satuan (mm2).
E = Modulus elastisitas (N/mm2).
𝜀 = Regangan dengan satuan (%).
∆L = Pertambahan panjang dengan satuan (mm).
L0 = Panjang awal dengan satuan (mm).
Lu = Panjang sesudah patah (mm)
F = Beban tarik dengan satuan (N).
σ = Tegangan tarik dengan satuan (Mpa).
τ = Tegangan geser (MPa)
d = Diameter serat (mm)
l = Panjang serat yang ditanam (mm)
xv
ABSTRAK
Dewasa ini perkembangan teknologi yang semakin maju menyebabkan
kebutuhan material komposit semakin meningkat, salah satunya teknologi
material komposit berpenguat serat alam, serat daun pandan duri berpotensi untuk
dijadikan sebagai bahan baku material komposit. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui kekuatan tarik dan foto mikro serat daun pandan duri dengan
perlakuan perendaman air laut. Pengujian pull-out juga dilakukan untuk
mengetahui tegangan geser serat dengan matrik resin polyester. Serat daun pandan
duri yang direndam kedalam air laut, dengan variasi waktu 0, 1, 2, 3, dan 4
minggu. Hasil yang diperoleh dari uji tarik serat tunggal menunjukkan bahwa
pada perendaman selama 2 minggu memiliki nilai kekuatan tarik yang optimal
sebesar 28,65 Mpa, hal ini juga terbukti dari hasil foto mikro serat yang
menunjukan kepadatan sub celahnya. Sedangkan kekuatan tarik serat tanpa
perlakuan perendaman dan perendaman selama 1, 3, dan 4 minggu berturut-turut
adalah 22,57 MPa, 24,43 MPa, dan 18,96 MPa. Kemudian pada pengujian pull out
nilai tegangan geser tertinggi sebesar 1,33 MPa lebih tinggi dibanding tanpa
perlakuan perendaman dan perendaman air laut 1, 3, dan 4 minggu berturut-turut
yaitu sebesar 0,09 MPa, 1,11 MPa, 1,21 MPa, dan 1,07 MPa. Dari hasil penelitian
yang dilakukan, serat daun pandan duri mempunyai kompatibilitas yang baik
dengan resin polyester setelah diberi perlakuan perendaman air laut
Kata kunci: Air laut, Serat daun pandan duri, Uji tarik serat tunggal, Uji
pull-out, Kompatibilitas