SKRIPSI
REKAYASA MATERIAL KOMPOSIT SEBAGAI BAHAN DASAR
ALTERNATIF PEMBUATAN HELM SNI
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar
Sarjana Teknik (S.T) Pada Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Tidar
HALAMAN JUDUL
DISUSUN OLEH:
ALVIAN DWI ERLANSYAH
1710502011
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN (S1)
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TIDAR
2022
ii
iii
iv
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
1.
”Sesungguhnya bersama kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu
telah selesai (dari sesuatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh
urusan yang lain dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap”
(Q.S Al Insyirah : 6-8)
2.
Mungkin memang tak perlu terlalu berambisi, namun tetap harus tekun dalam
memperjuangkan apa yang diinginkan. Mungkin memang tak perlu berlombalomba dengan yang lain, namun tetap perlu mengalahkan diri sendiri dari hari
kemarin (Boy Candra).
3.
Tidak ada manusia yang diciptakan sama. Begitupun juga dengan tujuan,
waktu dan pencapaian. Melihat yang lain sudah digaris akhir pencapaian,
bukan berarti kita kalah. Kita hanya belum sampai. Yang terpenting adalah
teruslah berusaha dan berdoa, serahkan hasil kepada Tuhan, tanpa perlu
melihat ke belakang (Penulis).
PERSEMBAHAN
Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, puji
syukur saya panjatkan atas segala nikmat yang telah diberikan, sesungguhnya
skripsi ini penulis persembahkan kepada:
1.
Bapak dan ibu tercinta, Sarjono dan Subandiyah. Terima kasih atas didikan,
kasih sayang dan dukungan moril maupun material selami ini.
2.
Adik penulis, Friska Amalia Zahra yang senantiasa selalu memberi semangat.
3.
Dosen pembimbing skripsi, Xander Salahudin, S.T., M.Eng. dan Nani
Mulyaningsih, S.T., M.Eng., IPM. yang telah telah memberikan bimbingan dan
arahan dalam penyusunan skripsi.
4.
Segenap mahasiswa seperjuangan Teknik Mesin angkatan 2017 dan temanteman yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan
karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian sekaligus penyusunan skripsi
dengan judul “REKAYASA MATERIAL KOMPOSIT SEBAGAI BAHAN
DASAR ALTERNATIF PEMBUATAN HELM SNI” tepat pada waktu yang telah
ditentukan.
Tersusunnya skripsi ini tidak luput dari bantuan berbagai pihak, oleh karena
itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihakpihak yang telah membantu selama penelitian dan penyusunan skripsi ini, yaitu
kepada:
1.
Dr. Ir. Sapto Nisworo, M.T., IPU. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Tidar.
2.
Trisma Jaya Saputra, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Tidar.
3.
Catur Pramono, S.T., M.Eng. selaku Koordinator Program Studi Teknik Mesin
(S1) Universitas Tidar.
4.
Xander Salahudin, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing skripsi.
5.
Nani Mulyaningsih, S.T., M.Eng., IPM. selaku dosen pembimbing skripsi.
6.
Seluruh dosen dan karyawan Program Studi Teknik Mesin (S1) Fakultas
Teknik Universitas Tidar yang telah yang telah memberikan bimbingan dan
mengajarkan banyak ilmu pengetahuan selama masa perkuliahan.
7.
Kedua orang tua serta adik tercinta, Sarjono, Subandiyah, dan Friska Amalia
Zahra yang telah mendidik, memberi kasih sayang, dukungan dan doa.
8.
Arina Sanviani sebagai seorang teman curhat dan teman ngobrol yang selalu
memberikan dukungan serta semangat kepada penulis selama proses
mengerjakan skripsi.
9.
Daffara Nailufar sebagai seorang teman curhat dan teman ngobrol yang selalu
memberikan dukungan serta semangat kepada penulis selama proses
mengerjakan skripsi.
vi
10. Rizkian Mubarok sebagai seorang sahabat dan juga seorang patner yang selalu
penulis mintai pertolongan serta telah banyak membantu dalam proses
penelitian dan penyusunan skripsi.
11. Vanie, S. Farm. sebagai seorang teman curhat dan teman ngobrol yang selalu
memberikan dukungan serta semangat kepada penulis selama proses
mengerjakan skripsi.
12. Ari Rahmawati sebagai seorang teman curhat dan teman ngobrol yang selalu
memberikan dukungan serta semangat kepada penulis selama proses
mengerjakan skripsi.
13. Teman-teman perkuliahan serta teman-teman Teknik Mesin 2017 yang banyak
membantu penulis berproses dalam sebuah makna mahasiswa.
Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan pihak-pihak diatas penulisan Skripsi
ini tidak akan terselesaikan dengan baik. Dari lubuk hati yang paling dalam, penulis
ingin mengucapkan terimakasih atas semua yang telah diberikan kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini masih jauh dari kata
sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran tetap kami harapkan. Akhir kata penulis
berharap semoga skripsi ini dapat berguna untuk kita semua.
Magelang, 7 Juni 2022
Alvian Dwi Erlansyah
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................................ ii
HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN..................................................... v
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
NOMENKLATUR ............................................................................................... xiv
ABSTRAK ............................................................................................................ xv
ABSTRACT ........................................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................. 5
1.3 Batasan Masalah ................................................................................ 6
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................... 7
1.5 Manfaat penelitian ............................................................................. 7
1.5.1 Bagi Mahasiswa ....................................................................... 7
1.5.2 Bagi Industri ............................................................................. 7
1.5.3 Bagi Akademisi ........................................................................ 8
1.6 Metode Pelaksanaan .......................................................................... 8
1.7 Sistematika Penulisan ........................................................................ 9
BAB II TINJAUAN PUSTAKA........................................................................... 11
2.1 Telaah Pustaka ................................................................................. 11
2.2 Landasan Teori ................................................................................ 20
2.2.1 Komposit ................................................................................ 20
2.2.2 Serat ........................................................................................ 23
2.2.3 Rami ....................................................................................... 24
viii
2.2.4 Perlakuan Alkali (NaOH) ....................................................... 26
2.2.5 Perlakuan Curing .................................................................... 27
2.2.6 Matriks .................................................................................... 28
2.2.7 Metode Hand Lay Up ............................................................. 29
2.2.8 Perkembangan Helm............................................................... 30
2.2.9 Perhitungan Komposisi Komposit .......................................... 32
2.2.10 Pengujian Kekuatan Tarik .................................................... 33
2.2.11 Pengujian Ketangguhan Impak ............................................ 35
BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 37
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .......................................................... 37
3.2 Metode Penelitian ............................................................................ 37
3.3 Alat dan Bahan................................................................................. 37
3.3.1 Alat ......................................................................................... 37
3.3.2 Bahan ...................................................................................... 38
3.4 Variabel Penelitian ........................................................................... 38
3.4.1 Variabel Bebas ........................................................................ 38
3.4.2 Variabel Terikat ...................................................................... 38
3.4.3 Variabel Kontrol ..................................................................... 39
3.5 Teknik Pengumpulan Data............................................................... 39
3.6 Teknik Analisis Data ....................................................................... 39
3.7 Rancangan Penelitian ....................................................................... 40
3.8 Prosedur Penelitian .......................................................................... 40
3.8.1 Pengambilan Serat Rami ........................................................ 40
3.8.2 Perlakuan Serat Rami ............................................................. 40
3.8.3 Pembuatan Komposit.............................................................. 41
3.9 Metode Pengujian ............................................................................ 42
3.9.1 Uji Tarik ................................................................................. 42
3.9.2 Uji Impak ................................................................................ 43
3.9.3 Foto Makro ............................................................................. 44
3.10 Metode Analisis Data...................................................................... 45
3.11 Jadwal Kegiatan .............................................................................. 45
ix
3.12 Diagram Alur Penelitian ................................................................. 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 47
4.1 Perhitungan Komposisi Komposit ................................................... 47
4.1.1 Perhitungan Komposisi Komposit Cetakan Uji Tarik ............ 47
4.1.2 Perhitungan Komposisi Komposit Cetakan Uji Impak .......... 49
4.2 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik ...................................................... 51
4.3 Hasil Pengujian Ketangguhan Impak .............................................. 58
4.4 Penampang Patahan Komposit ........................................................ 65
4.4.1 Foto Penampang Patahan Pada Pengujian Tarik .................... 65
4.4.2 Foto Penampang Patahan Pada Pengujian Impak .................. 67
BAB V PENUTUP................................................................................................ 70
5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 70
5.2 Saran ................................................................................................ 70
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 72
LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pola Patahan Pull Out ....................................................................... 17
Gambar 2.2 Pola Patahan Tunggal ........................................................................ 17
Gambar 2.3 Pola Patahan Multiple Area ............................................................... 17
Gambar 2.4 Pola Patahan Pull Out dan Crack Deflection .................................... 18
Gambar 2.5 Pola Patahan Pull Out, Debonding dan Matrix Rich ......................... 18
Gambar 2.6 Pola Patahan Splitting In Multiple Area ............................................ 19
Gambar 2.7 Pola Patahan Tunggal ........................................................................ 19
Gambar 2.8 Komposit Laminat ............................................................................. 21
Gambar 2.9 Komposit Partikel.............................................................................. 21
Gambar 2.10 Komposit Serat Kontinyu ................................................................ 22
Gambar 2.11 Komposit Serat Anyaman ............................................................... 22
Gambar 2.12 Komposit Serat Acak/Pendek.......................................................... 23
Gambar 2.13 Komposit Serat Acak dan Kontinyu................................................ 23
Gambar 2.14 Tanaman Rami ................................................................................ 25
Gambar 2.15 Serat Rami ....................................................................................... 26
Gambar 2.16 Metode Hand Lay Up ...................................................................... 30
Gambar 2.17 Skema Pengujian Tarik Dengan Mesin UTM ................................. 34
Gambar 2.18 Skema Pengujian Impak Charpy ..................................................... 35
Gambar 3.1 Spesimen Uji Tarik ASTM D 638-03 ............................................... 43
Gambar 3.2 Spesimen Uji impak ASTM D 265-03 .............................................. 44
Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 46
Gambar 4.1 Spesimen Uji Tarik............................................................................ 51
Gambar 4.2 Pengovenan Spesimen Uji Tarik ....................................................... 55
Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Tarik ............... 57
Gambar 4.4 Spesimen Uji Impak .......................................................................... 59
Gambar 4.5 Pengovenan Spesimen uji Impak ...................................................... 62
Gambar 4.6 Grafik Pengaruh Panjang Serat Terhadap Ketangguhan Impak........ 64
Gambar 4.7 Spesimen Uji Tarik Kode TA2.......................................................... 66
Gambar 4.8 Spesimen Uji Tarik Kode TA2,5....................................................... 66
xi
Gambar 4.9 Spesimen Uji Tarik Kode TA3.......................................................... 66
Gambar 4.10 Spesimen Uji Tarik Kode TB2 ........................................................ 66
Gambar 4.11 Spesimen Uji Tarik Kode TB2,5 ..................................................... 67
Gambar 4.12 Spesimen Uji Tarik Kode TB3 ........................................................ 67
Gambar 4.13 Spesimen Uji Impak Kode IA2 ....................................................... 68
Gambar 4.14 Spesimen Uji Impak Kode IA2,5 .................................................... 68
Gambar 4.15 Spesimen Uji Impak Kode IA3 ....................................................... 68
Gambar 4.16 Spesimen Uji Impak Kode IB2 ....................................................... 68
Gambar 4.17 Spesimen Uji Impak Kode IB2,5 .................................................... 69
Gambar 4.18 Spesimen Uji Impak Kode IB3 ....................................................... 69
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat Mekanik Serat Rami ..................................................................... 26
Tabel 2.2 Sifat Mekanik Dari Resin Unsaturated Polyester BQTN 157-EX ...... 29
Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan .................................................................................... 45
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik ................................................... 52
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Pengujian Kekuatan Tarik ....................................... 56
Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Ketangguhan Impak ........................................... 59
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Pengujian Ketangguhan Impak ............................... 63
xiii
NOMENKLATUR
Vc = Volume Cetakan (cm3 )
p = Panjang Cetakan (mm)
l = Lebar Cetakan (mm)
t = Tebal Cetakan (mm)
Vf = Volume Serat (cm3 )
Fv = Fraksi Volume Serat (%)
Mf = Massa Serat (gr)
ρf = Massa Jenis Serat (gr/cm3 )
Vm = Volume Matriks (cm3 )
fv = Fraksi Volume Matriks (%)
Mm = Massa Matriks (gr)
ρm = Massa Jenis Resin (gr/cm3 )
Mk = Massa Katalis (gr)
Vk = Volume Katalis (cm3 )
σ = Tegangan Tarik (MPa)
P = Beban (N)
A = Luas Penampang (mm2 )
ε = Regangan (mm/mm)
l0 = Panjang Spesimen Sebelum Ditarik (mm)
li = Panjang Spesimen Setelah Ditarik (mm)
∆L = Pertambahan Panjang Spesimen (mm)
Esrp = Energi Serap (J)
m = Berat Pendulum (kg)
g = Gravitasi (m/s2 )
R = Jarak Lengan Pendulum (m)
cosβ = Sudut Ayun Pendulum Mengenai Beban (°)
cosα = Sudut Ayun Pendulum Sebelum Diayunkan (°)
HI = Ketangguhan Impak (J/mm2 )
xiv
ABSTRAK
Tanaman rami merupakan tanaman serat alam berbasis selulosa cukup
tinggi yang pemanfaatannya hanya terbatas sebagai bahan baku tekstil alam sebagai
campuran kain, tas dan tikar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
kemampuan dari kekuatan tarik dan ketangguhan impak pada komposit serat rami
sehingga serat rami dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar alternatif pembuatan
helm SNI. Penelitian ini menggunakan matriks resin unsaturated polyester 157
BQTN-EX dan katalis MEKPO. Perlakuan alkali pada serat menggunakan 5%
larutan NaOH selama 2 jam. Pembuatan komposit dilakukan dengan metode hand
lay-up. Variasi yang digunakan merupakan variasi panjang serat 20 mm, 25 mm
dan 30 mm serta perlakuan spesimen dengan post curing dan tanpa post curing pada
suhu 65℃ selama 2 jam. Pengujian tarik menggunakan standar ASTM D 638-03
dan pengujian impak menggunakan standar ASTM D 265-03. Berdasarkan hasil
pengujian, kekuatan tarik tertinggi didapatkan pada variasi panjang serat 30 mm
dengan tanpa perlakuan post curing sebesar 52,2 MPa dan dengan perlakuan post
curing sebesar 60 MPa dan ketangguhan impak tertinggi didapatkan pada variasi
panjang serat 30 mm dengan tanpa perlakuan post curing sebesar 0,0665 J/mm2 dan
dengan perlakuan post curing sebesar 0,0757 J/mm2. Berdasarkan hasil pengujian
tersebut, komposit serat rami ini layak dijadikan bahan alternatif pengganti
pembuatan helm SNI.
Kata kunci: kekuatan tarik, ketangguhan impak, komposit, panjang serat, rami.
xv
ABSTRACT
The hemp plant is a natural fiber plant based on high cellulose which is used
only as a raw material for natural textiles as a mixture of cloth, bags and mats. This
study aims to determine the ability of tensile strength and impact toughness on hemp
fiber composites so that hemp fiber can be used as an alternative base material for
making SNI helmets. This research used unsaturated polyester resin matrix 157
BQTN-EX and MEKPO catalyst. Alkaline treatment of fiber using 5% NaOH
solution for 2 hours. Composites are made using the hand lay-up method. The
variations used are variations in fiber length of 20 mm, 25 mm and 30 mm and
spesimen treatment with post curing and without post curing at a temperature of
65℃ for 2 hours. Tensile testing uses the ASTM D 638-03 standard and the impact
test uses the ASTM D 265-03 standard. Based on the test results, the highest tensile
strength was obtained at a variation of fiber length of 30 mm without post curing
treatment of 52.2 MPa and with post curing treatment of 60 MPa and The highest
impact toughness was found in the variation of fiber length of 30 mm without post
curing treatment of 0.0665 J/mm2 and with post curing treatment of 0.0757 J/mm2.
Based on the results of these tests, this hemp fiber composite is worthy of being used
as an alternative material for making SNI helmets.
Keywords: tensile strength, impact toughness, composite, fiber length, hemp.
xvi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Komposit merupakan material yang digunakan pada industri otomotif,
minyak dan gas, dirgantara, dan olahraga. Penggunaan material komposit
bertujuan sebagai alternatif material pengganti baja yang memiliki keunggulan
seperti ringan, kuat, dan tahan korosi (Endriatno, 2014). Material komposit
adalah suatu rekayasa material baru yang disusun oleh dua atau lebih bahan
campuran dengan karakteristik sifat kimia dan fisika yang tidak sama sehingga
menghasilkan susunan material baru dengan karakteristik berbeda dari material
penyusunnya (Firmansyah dkk, 2017). Secara umum, material komposit
disusun oleh dua material yang dikategorikan menurut fungsinya, yaitu matriks
atau resin sebagai pengikat dan reinforcement atau serat sebagai penguat
(Maryanti dkk, 2019). Berdasarkan jenisnya, serat dibedakan menjadi dua,
yaitu serat sintetis dan alam.
Komposit serat sintetis saat ini telah banyak dipergunakan dalam
kehidupan sehari-hari. Penggunaan komposit serat sintetis tidak hanya pada
bidang otomotif, tetapi sudah digunakan pada sektor industri dan rumah
tangga. Namun komposit dengan penguat serat sintetis memiliki dampak buruk
bagi lingkungan yaitu limbah dari komposit tersebut tidak dapat hancur terurai
secara alami oleh organisme hidup lainnya sehingga dapat mengganggu
lingkungan sampai beberapa generasi (Saidah dkk, 2018). Hal tersebut dapat
disiasati dengan mengganti penggunaan komposit berpenguat serat sintetis
dengan komposit serat alam. Serat alam yang digunakan sebagai penguat
komposit adalah langkah yang tepat, karena serat alam dinilai lebih ramah bagi
lingkungan. Serat alam dapat terurai secara alami dan juga harga dari serat alam
relatif lebih terjangkau jika dibandingkan dengan serat sintetis. Serat alam
memiliki densitas yang rendah dan mudah dalam pengolahan sehingga serat
alam dapat digunakan sebagai alternatif pengganti filler komposit serat sintetis
(Nopriantina dan Astuti, 2013). Indonesia memiliki kekayaan serat alam yang
1
sangat melimpah dan bervariasi seperti serat kapas, sutra, kenaf, sisal, rami dan
lain lain, sehingga hal tersebut dapat menjadi peluang besar dalam
pengembangan komposit polimer serat alam. Salah satu serat yang potensial
untuk dikembangkan adalah serat rami.
Tanaman rami (Boehmeria Nivea L. Gaud) adalah tanaman yang
umumnya terdapat di Asia seperti Thailand, Pakistan, China, Kamboja,
Filipina, Taiwan, India, Vietnam, Banglades, dan Indonesia (Zaenuri dkk,
2019). Di tanah air, tanaman ini tumbuh subur di daerah Wonosobo dan saat
ini tanaman rami dibudidayakan oleh Koperasi Pondok Pesantren Darussalam
yang berada di Kabupaten Garut, Jawa Barat dengan luas tanah hampir 300
hektar (Mukhammad dan Setyoko, 2014). Tanaman rami merupakan tanaman
semak berumpun banyak dengan batang berwarna hijau yang dapat tumbuh
hingga ketinggian 2–3 meter dengan batang berdiameter 0,8-2 cm (Anggriani
dkk, 2021). Tanaman ini digolongkan sebagai tanaman serat alam berbasis
selulosa cukup tinggi yang menghasilkan serat dari kulit batang (bast) (Pasek
Nugraha, 2015). Saat ini pemanfaatan utama serat rami hanya terbatas sebagai
sumber bahan baku tekstil alam sebagai campuran kain, tas dan tikar sama
seperti serat kapas, flax, dan sejenisnya (Mukhammad dan Setyoko, 2014).
Namun seiring dengan berjalannya waktu, serat ini telah diteliti dan
dikembangkan sebagai bahan pembuat rompi anti peluru, dinding badan
pesawat, tabung gas, sampai dengan soket prostesis (Rahmatulloh, 2020).
Dengan keunggulan tersebut, maka nilai teknologi dan ekonomi dari serat rami
berpotensi tinggi untuk ditingkatkan dengan cara memanfaatkan serat rami
sebagai bahan penguat atau bahan alternatif dari pembuatan helm SNI.
Helm merupakan sebuah topi pelindung kepala yang biasa dipakai
pengendara sepeda motor untuk melindungi kepala dari berbagai macam
benturan serius akibat kecelakaan (Antou dkk, 2013). Selain itu helm juga
digunakan sebagai pelindung muka dan mata dari serangga, debu, pasir, dan
objek lain yang dapat mengganggu penglihatan pada saat berkendara (Muradin
dkk, 2019). Berdasarkan UU RI No. 14 Tahun 1992 Pasal 23, mewajibkan bagi
seluruh pengendara sepeda motor untuk menggunakan helm sebagai pelindung
2
kepala dan berdasarkan UU RI No. 22 Tahun 2009 Pasal 57 menyatakan bahwa
setiap kendaraan bermotor yang dioperasikan di jalan wajib menggunakan
perlengkapan kendaraan bermotor, seperti helm dengan Standar Nasional
Indonesia (SNI). Bahan material helm SNI harus dibuat dari bahan non logam
namun kuat, tahan lapuk, tidak dapat dipengaruhi perubahan suhu, dan tahan
air. Bahan yang digunakan juga tidak diperbolehkan dari bahan yang
menyebabkan iritasi pada kulit dan tidak mengurangi kekuatan benturnya
akibat kontak fisik dengan keringat, lemak dan minyak pengguna helm (SNI,
2007).
Helm SNI yang digunakan oleh para pengguna sepeda motor di Indonesia
dibuat dari material plastik, yaitu polimer polypropelene tanpa adanya serat
sebagai penguat (Muhadin dkk, 2019). Menurut Prapanca (2015) syarat dari
sifat mekanik suatu material helm ialah memiliki kekuatan tarik sebesar 35-60
MPa dan ketangguhan impak charpy sebesar 0,00775-0,015 J/mm2. Menurut
Mukhammad dan Setyoko (2014), Muhadin, dkk (2019) dan Mulyo dan
Yudiono (2018) ketika material polimer polypropelene dari helm SNI diuji
tarik dan impak, material tersebut menghasilkan kekuatan tarik sebesar 33,93
MPa dan ketangguhan impak sebesar 0,00972 J/mm2. Jika dibandingkan
dengan komposit serat rami dengan kekuatan tarik sebesar 48,41 MPa,
komposit serat ijuk dan sabut kelapa dengan ketangguhan impak sebesar 0,013
J/mm2 dan komposit serat daun nanas dengan ketangguhan impak sebesar
0,01657 J/mm2, maka komposit berpenguat serat alam masih lebih baik dari
pada material helm SNI dan komposit serat alam mampu memenuhi syarat sifat
mekanik material helm. Hal tersebut dikarenakan penambahan serat alam dapat
mempengaruhi kekuatan mekanik komposit tersebut, karena beban yang
diterima tidak bekerja pada satu titik melainkan tersebar ke beberapa titik
sehingga beban tersebut dapat ditahan oleh ikatan serat dan matriks.
Kecelakaan yang sering terjadi di Indonesia ditunjukan pada pengguna
sepeda motor sebesar 87%, sekitar 67% diantaranya mengalami cidera pada
bagian kepala yang disebabkan oleh benturan keras. Kecelakaan tersebut
terjadi pada pengendara berusia 22-50 tahun dengan persentase kematian
3
sebesar 94%. Hal tersebut disebabkan karena material helm SNI yang kurang
mampu menyerap energi tumbukan dari benturan, sehingga menyebabkan
keretakan pada material helm tersebut. Bahan dari material komposit serat alam
mampu menyerap jumlah energi lebih banyak serta memberikan kekuatan dan
kekakuan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan material helm SNI.
Kemampuan komposit tersebut dipengaruhi oleh kandungan filler dari
komposit itu sendiri. (Andilolo, 2018). Sehingga, komposit berpenguat serat
alam ini berpotensi untuk menjadi pengganti material plastik polimer
polypropelene.
Hal yang dapat mempengaruhi sifat mekanis dari serat alam adalah
kandungan selulosa dalam serat tersebut. Serat rami mempunyai komposisi
selulosa sekitar 68,6-76,2% (Pasek Nugraha, 2015). Kandungan selulosa pada
serat rami masih jauh lebih tinggi dibandingkan dengan serat lain, seperti serat
ijuk sekitar 51,54% (Adibroto, 2014), serat sabut kelapa sekitar 27%
(Mulyawan dkk, 2015) dan serat daun nanas sekitar 69,5%-71,5% (Daulay dan
Wirathama, 2014). Selain dari kandungan selulosa tersebut, serat rami juga
memiliki karakteristik yang kuat, ringan, tahan terhadap bakteri, tahan terhadap
jamur dan serangga, serta dapat menjaga suhu agar tidak terpengaruh oleh suhu
lingkungan (Banowati, 2020). Oleh sebab itu, serat rami ini dipilih untuk
digunakan dalam penelitian ini.
Penelitian tentang pengaruh panjang serat terhadap kekuatan tarik
komposit berpenguat serat rami bermatrik epoxy telah dilakukan oleh (Fido dan
Arif, 2021) dengan variasi panjang serat yang digunakan adalah 5 mm, 10 mm
dan 15 mm serta pengaruh dari adanya perendaman dan tidak adanya
perendaman terhadap kekuatan tarik. Larutan perendaman yang digunakan
adalah larutan KOH dengan kadar 5%, perendaman dilakukan selama 2 jam.
Proses pembuatan komposit dilakukan dengan metode vacuum bag. Hasil
pengujian kekuatan tarik tanpa perendaman terendah didapatkan pada panjang
serat 15 mm dan tertinggi pada panjang serat 5 mm dengan nilai 9,49 MPa dan
14,14 MPa. Sedangkan hasil dengan perendaman terendah didapatkan pada
panjang serat 15 mm dan tertinggi pada panjang serat 5 mm dengan nilai 20,37
4
MPa dan 36,83 MPa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa kekuatan tarik
komposit mengalami peningkatan setelah serat rami direndam dengan larutan
kalium hidroksida.
Berdasarkan latar belakang di atas, penelitian ini berfokus pada komposit
dengan penguat serat alam yang sama yaitu serat rami, namun menggunakan
variabel yang berbeda, matriks yang berbeda, larutan alkali yang berbeda dan
metode pembuatan komposit yang berbeda. Dalam penelitian ini, variasi yang
digunakan adalah variasi panjang serat 20 mm, 25 mm dan 30 mm serta
perlakuan spesimen tanpa post curing dan dengan post curing pada suhu 65ºC
dengan waktu 2 jam. Fraksi volume yang digunakan adalah 30% serat + 70%
resin berorientasi serat acak dengan matrik resin unsaturated polyester 157
BQTN-EX dan katalis MEKPO. Pemilihan resin unsaturated polyester pada
penelitian ini dikarenakan resin ini memiliki ketahanan yang relatif baik pada
kondisi dingin, mudah dalam pengaplikasian, harga relatif murah dan waktu
pengeringan cepat. Perlakuan permukaan pada serat rami menggunakan
konsentrasi 5% larutan NaOH selama 2 jam. Pembuatan komposit dilakukan
dengan metode hand lay up. Pengujian yang akan dilakukan adalah pengujian
tarik dengan standar ASTM D638-03, pengujian impak dengan standar ASTM
D256-03 dan foto makro patahan penampang komposit dari hasil pengujian
tarik dan impak.
1.2 Rumusan Masalah
Helm SNI terbuat dari material plastik polimer polypropelene yang
memiliki kelemahan kurang mampu menyerap energi tumbukan dari benturan
keras sehingga timbul keretakan pada material helm ketika terjadi kecelakaan.
Dari uraian tersebut, maka diperoleh rumusan masalah pada penelitian ini
tentang komposit berpenguat serat rami sebagai bahan dasar alternatif untuk
pembuatan helm SNI yaitu pengaruh dari variasi panjang serat 20 mm, 25 mm
dan 30 mm serta perlakuan spesimen tanpa post curing dan dengan post curing
pada suhu 65ºC dengan waktu 2 jam terhadap kekuatan tarik, pengaruh dari
variasi panjang serat 20 mm, 25 mm dan 30 mm serta perlakuan spesimen tanpa
post curing dan dengan post curing pada suhu 65ºC dengan waktu 2 jam
5
terhadap ketangguhan impak, bentuk patahan penampang komposit serat rami
dari hasil pengujian tarik dan impak.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah yang digunakan agar penelitian ini dapat berjalan
terarah adalah sebagai berikut:
1.
Penguat yang digunakan adalah serat rami (boehmeria nivea L. Gaud).
2.
Pembuatan komposit menggunakan resin unsaturated polyester 157
BQTN-EX.
3.
Katalis yang digunakan adalah katalis MEKPO (Methyl Ethyl Katon
Peroxide).
4.
Variasi yang digunakan adalah panjang serat rami 20 mm, 25 mm dan 30
mm.
5.
Proses post curing dilakukan selama 2 jam dengan suhu 65ºC dengan
menggunakan oven.
6.
Perbandingan fraksi volume matriks dan serat rami yang digunakan adalah
70% dan 30%.
7.
Campuran katalis yang digunakan sebanyak 1%.
8.
Bentuk orientasi serat komposit adalah acak.
9.
Perendaman serat dilakukan dengan 5% larutan NaOH selama 2 jam.
10. Pembuatan komposit menggunakan metode hand lay up.
11. Pengujian sifat mekanik komposit berupa uji tarik dan uji ketangguhan
impak.
12. Standar uji kekuatan tarik yang digunakan adalah ASTM D 638-03.
13. Standar uji ketangguhan impak yang digunakan adalah ASTM D 256-03.
14. Semua pengujian dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan.
6
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini tentang serat rami (boehmeria nivea l.
gaud) adalah sebagai berikut:
1.
Menganalisis pengaruh variasi panjang serat 20 mm, 25 mm dan 30 mm
serta perlakuan spesimen tanpa post curing dan dengan post curing pada
suhu 65ºC dengan waktu 2 jam terhadap kekuatan tarik.
2.
Menganalisis pengaruh variasi panjang serat 20 mm, 25 mm dan 30 mm
serta perlakuan spesimen tanpa post curing dan dengan post curing pada
suhu 65ºC dengan waktu 2 jam terhadap ketangguhan impak.
3.
Menganalisis bentuk patahan penampang komposit serat rami dari hasil
pengujian tarik dan impak.
1.5 Manfaat penelitian
Penelitian tentang serat rami (boehmeria nivea l. gaud) ini diharapkan
memberikan manfaat sebagai berikut:
1.5.1 Bagi Mahasiswa
Manfaat yang diperoleh mahasiswa dari hasil penelitian ini adalah
sebagai berikut.
1. Terpenuhinya salah satu syarat guna mendapatkan gelar sarjana
teknik (S1).
2. Menambah wawasan dan kemampuan berpikir mengenai penerapan
teori yang telah didapat dari mata kuliah yang telah diterima kedalam
penelitian yang sesungguhnya.
3. Sebagai pengembangan ilmu pengetahuan dibidang teknik mesin
terkhusus pada bidang material teknik.
1.5.2 Bagi Industri
Manfaat yang diperoleh industri dari hasil penelitian ini adalah
sebagai berikut.
1. Sebagai pengembangan pemanfaatan serat rami sebagai penguat
komposit untuk alternatif bahan dasar pembuatan helm SNI.
7
2. Sebagai informasi mengenai potensial serat alam di Indonesia,
khususnya serat rami (boehmeria nivea l. gaud) yang dapat dijadikan
sebagai bahan rekayasa material.
1.5.3 Bagi Akademisi
Manfaat yang diperoleh akademisi dari hasil penelitian ini adalah
sebagai berikut.
1. Sebagai referensi bagi penelitian selanjutnya yang memanfaatkan
serat alam untuk pembuatan komposit.
2. Dapat digunakan sebagai pembuktian teori yang didapatkan
mahasiswa di dalam kelas khususnya mata kuliah material teknik.
1.6 Metode Pelaksanaan
Metode pelaksanaan yang digunakan penulis dalam melakukan
penelitian ini adalah:
1.
Studi Literatur
Studi literatur merupakan cara pengumpulan data yang dilakukan
dengan cara studi berdasarkan beberapa kajian yang diperlukan mengenai
proses pembuatan komposit, bahan yang digunakan, kegagalan yang
terjadi dan cara penanggulanganya.
2.
Observasi
Observasi merupakan sebuah cara pengambilan data dengan mencari
data langsung dari percobaan-percobaan terdahulu, sehingga data tersebut
dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan maupun pembanding dalam
pelaksanaan penelitian.
3.
Bimbingan
Bimbingan merupakan metode pengumpulan data dan wawasan
terkait penelitian melalui diskusi bersama dosen pembimbing.
4.
Eksperimen
Eksperimen merupakan suatu metode pengumpulan data dengan
melakukan serangkaian penelitian secara langsung menggunkan prosedur
sesuai standar.
8
5.
Analisis
Analisis merupakan suatu metode untuk mengkaji data hasil dari
eksperimen, sehingga dapat mengetahui pengaruh panjang serat rami
sebagai penguat komposit terhadap kekuatan tarik dan ketangguhan impak
untuk bahan dasar alternatif pembuatan helm SNI.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan bertujuan untuk memberikan gambaran secara
garis besar mengenai materi yang akan dibahas dalam tiap-tiap bab pada skripsi
ini. Sistematika penyusunan laporan penulis susun sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Pada bab ini diuraikan latar belakang penelitian tugas akhir, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode
pelaksanaan dan sistematika penulisan.
BAB II Tinjauan Pustaka
Pada bab ini diuraikan teori-teori mengenai hal –hal yang berkaitan untuk
menjadi dasar penelitian tugas akhir.
BAB III Metode Penelitian
Pada bab ini diuraikan sebuah gambaran tentang rencana penelitian,
seperti waktu dan tempat, jadwal penelitian, metode penelitian, alat dan bahan,
variabel penelitian, diagram alur penelitian, rancangan penelitian dan lain-lain.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Pada bab ini diuraikan sebuah data hasil penelitian dan analisis dari
pengujian yang sudah dilaksanakan.
BAB V Penutup
Pada bab ini diuraikan kesimpulan dari hasil penelitian yang telah
dilakukan dan saran-saran yang ingin disampaikan.
Daftar Pustaka
Bagian ini memuat daftar referensi yang digunakan penulis untuk
menyelesaikan laporan tugas akhir.
9
Lampiran
Berisikan data-data pelengkap sebagai penguat laporan penelitian tugas
akhir yang sudah dilaksankan.
10
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Telaah Pustaka
Penelitian tentang komposit serat daun nanas dengan matrik resin
polyester yang diaplikasikan sebagai bahan dasar pembuatan helm SNI
dilakukan oleh (Mulyo dan Yudiono, 2018) dengan variasi fraksi volume
sebesar 3%, 5%, 8%, 10% dan 13% serta perlakuan alkali dalam 5% larutan
NaOH selama 2 jam menunjukan peningkatan kekuatan komposit sejalan
dengan bertambahnya volume pada serat. Metode pembuatan komposit
dilakukan dengan hand lay up dengan ukuran serat dipotong kecil dan disaring
dengan menggunakan mesh 40. Nilai dari energi serap dan ketangguhan impak
dari helm SNI sebesar 0,3125 Joule dan 0,00972 Joule/mm2, sedangkan pada
komposit serat nanas didapatkan nilai tertinggi pada fraksi volume 10% sebesar
0,5375 Joule dan 0,01657 Joule/mm2, nilai ini jauh diatas dari helm SNI.
Sehingga dapat disimpulkan komposit berpenguat serat daun nanas layak
dijadikan bahan dasar pembuatan helm SNI.
Muradin, dkk (2019) juga melakukan penelitian tentang sifat mekanis
biokomposit berpenguat serat ijuk dan serat kelapa dengan matriks resin
polyester yang diaplikasikan pada helm kendaraan roda dua. Variasi yang
digunakan adalah komposisi fraksi volume serat 40:60%, 50:50% dan 60:40%
dengan panjang masing-masing serat 10 mm. Hasil penelitian menunjukan
nilai ketangguhan impak dan kekerasan tertinggi pada komposisi 40% resin :
60% serat (30% serat sabut kelapa dan 30% serat ijuk) dengan nilai 0,013
J/mm2 dan 21,367 kg/mm2. Jika dibandingkan dengan ketangguhan impak dari
bahan helm SNI yang memiliki nilai 0,00972 J/mm2, maka komposit serat
ijuk/serabut kelapa ini layak dijadikan sebagai bahan alternatif pengganti
pembuatan helm SNI.
Penelitian tentang variasi fraksi volume untuk mengetahui pengaruh
terhadap kekuatan tarik dari biokomposit UPRs serat rami sebagai bahan helm
SNI telah dilakukan oleh (Mukhammad dan Setyoko, 2014) pembuatan
biokomposit menggunakan metode hand lay up dengan VF 0%, 30%, 45% dan
11
60%. Serat rami diberikan perendaman dengan 5% larutan NaOH selama 2 jam
dan dipotong dengan panjang 10 cm. Penataan serat yang digunakan adalah
acak. Didapatkan kekuatan tarik dari material helm SNI sebesar 33,93 MPa,
sedangkan nilai tertinggi pada kekuatan tarik diperoleh pada fraksi volume
60% sebesar 48,41 MPa dan kekuatan terendah pada fraksi volume 30%
sebesar 45,99 MPa. Seiring dengan penambahan volume serat maka kekuatan
tarik juga meningkat. Jika ditinjau dari kekuatan tarik, maka biokomposit
UPRs berpenguat serat rami layak dijadikan bahan alternatif untuk pembuatan
helm SNI.
Fido dan Arif (2021) telah meneliti tentang pengaruh panjang serat
terhadap kekuatan tarik komposit berpenguat serat rami bermatrik epoxy untuk
bahan pembuatan kaki palsu dengan variasi panjang serat yang digunakan
adalah 5 mm, 10 mm dan 15 mm serta pengaruh dari adanya perendaman dan
tidak adanya perendaman pada serat. Larutan perendaman yang digunakan
adalah larutan KOH dengan kadar 5% selama 2 jam. Metode pembuatan
komposit menggunakan metode vacuum bag. Didapatkan hasil pengujian
kekuatan tarik terendah tanpa perendaman pada panjang serat 15 mm dengan
nilai 9,49 MPa dan kekuatan tertinggi tanpa perendaman didapatkan pada
panjang serat 5 mm sebesar 14,12 MPa. Sedangkan kekuatan tarik terendah
dengan perendaman didapatkan pada panjang serat 15 mm sebesar 20,37 MPa
dan kekuatan tertinggi dengan perendaman didapatkan pada panjang serat 5
mm sebesar 36,83 MPa. Disimpulkan jika kekuatanxtarik komposit meningkat
dengan adanya perlakuan serat dengan menggunakan larutan kimia yaitu
kalium hidroksida.
Penelitianxtentang
pengaruh
dari
fraksi
volumexserat
terhadap
kekuatanxtarik dan impak pada komposit serat jerami padi bermatriks resin
epoxy dan komposit serat jerami padi bermatriks resin yukalac 157 dilakukan
oleh (Saidah dkk, 2018) dengan variasi fraksi volume serat 10%, 20%, 30%
dan 40%. Metode pembuatanxkomposit hand lay up. Hasil dari pengujian
menunjukan bahwa seiring bertambahnya volume serat maka kekuatan tarik
dan impak dari komposit akan meningkat. Kekuatan tarik dan impak tertinggi
12
didapatkan pada volume serat 30% dengan resin epoxy sebesar 14,75 MPa dan
23,52 Joule, sedangkan dengan resin yukalac 157 mendapatkan nilai sebesar
5,88 MPa dan 7,58 Joule. Kekuatan tarik dan impak terendah didapatkan pada
variasi fraksi volume 10% dengan resin epoxy sebesar 6,99 MPa dan 4,23 Joule
sedangkan dengan resin yukalac 157 sebesar 3,87 MPa dan 3,56 Joule.
Penelitian tentang variasi fraksi volume serat rami bermatrik polyester
juga dilakukan oleh (Surata dkk, 2012) dengan menggunakan variasi volume
serat 5%, 7,5% dan 10% dan panjang serat dipotong menjadi 30 mm serta
perlakuan 5% larutan NaOH pada serat selama 2 jam. Komposit dibuat dengan
hand lay up lalu dicetak dengan press mould dan orientasi serat acak serta
dilakukan proses post curing pada spesimen komposit pada suhu 65ºC selama
2 jam. Hasil pengujian tarik dan modulus elastisitas optimal diperoleh dari
fraksi volume serat 10% dengan nilai 59,20 MPa dan 5,33 GPa. Regangan tarik
optimal diperoleh pada fraksi volume serat 5% sebesar 1,32%. Kekuatan lentur
dan modulus lentur optimal juga diperoleh dari fraksi volume serat 10%
sebesar 124,72 MPa dan 12,97 GPa, sedangkan untuk regangan lentur
diperoleh pada fraksi volume serat 5% sebesar 1,34%. Berdasarkan hasil
penelitan dapat disimpulkan bahwa kekuatan tarik dan kekuatan lentur
meningkat seiring dengan bertambahnya fraksi volume serat.
Penelitian tentang pengaruh dari perlakuan alkali pada serat rami dengan
larutan kimia terhadap kekuatan tarik dan geser interfacial komposit bermatrik
epoxy dilakukan oleh (Pasek Nugraha, 2015) dengan variasi larutan NaOH
sebanyak 0%, 5%, 10%, 15% dan 20% pada temperatur 100ºC selama 1 jam.
Hasil
pengujian
menunjukan
penurunan
kekuatanxtarik
dan
modulusxelastisitas yang disebabkan oleh bertambahnya konsentrasi NaOH.
Kekuatanxtarik dan modulusxelastisitas tanpa NaOH menunjukan hasil
sebesar 962,6 MPa dan 45,4 GPa, kekuatan tarik dan modulus elastisitas pada
konsentrasi 5% mendapatkan hasil sebesar 798,1 MPa dan 36,6 GPa, dan
kekuatan terendah pada konsentrasi 20% sebesar 467,1 MPa dan 21,9 GPa.
Namun kekuatan geser interfacial meningkat seiring dengan bertambahnya
konsentrasi NaOH, kekuatan tertinggi didapatkan pada konsentrasi 20%
13
sebesar 20,9 MPa dan kekuatan terendah pada konsentrasi 5% sebesar 15,5
MPa.
Pengaruh dari chemical treatment menggunakan larutan NaOH terhadap
kuat tarik dari serat rami tunggal diteliti oleh (Syafri dkk, 2015) variasi pada
konsentrasi larutan yang digunakan sebanyak 0%, 2,5%, 5%, dan 7,5% dengan
lama waktu perendaman 4 jam dengan menggunakan temperatur 100ºC. Hasil
penelitian menunjukan bahwa seiring dengan bertambahnya konsentrasi
larutan maka akan menurunkan nilai dari kekuatan tarik dari serat rami tunggal,
hal ini disebabkan karena rusaknya kondisi permukaan pada serat yang terkikis
perlakuan NaOH. Serat rami dengan perlakuan 0% larutan NaOH mempunyai
nilai kekuatan tarik 867,294 MPa, dengan 2,5% larutan NaOH mempunyai
nilai kekuatan tarik 748,215 MPa, sedangkan kekuatan tarik terendah
didapatkan pada konsentrasi 7,5% larutan NaOH sebesar 707,083 MPa.
Penelitian tentang pengaruh dari perlakuan kimia terhadap kuat tarik
serat tunggal rami dilakukan oleh (Pasek Nugraha, 2011) dengan variasi 0%,
5%, 10% dan 15% larutan NaOH yang direndam selama 1 dan 2 jam
ditemperatur 100ºC serta dinetralkan dengan air bersih, setelah itu dilakukan
pula perlakukan dengan H2O2 dan xylene selama 1 jam pada serat agar lebih
bersih dari sisa perlakuan NaOH dan dilakukan perlakuan dengan natrium
silika pada konsentrasi 10%, 20% dan 30% selama 1 jam dan 3 jam agar
kekuatan dan ketahan serat meningkat. Didapatkan hasil terbaik kekuatan tarik
pada perlakuan 5% larutan NaOH selama 2 jam lalu dengan pembersihan serat
dengan xylene dan perlakuan natrium silika 30% selama 3 jam dengan
kekuatan tarik serat tunggal rami sebesar 598,2 MPa.
Penelitian tentang perlakuan alkali NaOH terhadap ketangguhan impak
ada komposit serat rami dengan matrik polyester dilakukan oleh (Subadra dkk,
2018) menggunakan fraksi volume serat sebesar 40% dengan variasi
konsentrasi 0%, 5%, 10% dan 15% larutan NaOH. Perendaman serat dilakukan
selama 2 jam. Komposit dibuat dengan metode hand lay up serta dilakukan
proses post curing pada spesimen komposit pada suhu 60ºC selama 6 jam.
Hasil penelitian menunjukan ketangguhan impak menurun seiring dengan
14
bertambahnya konsentrasi larutan NaOH. Didapatkan nilai ketangguhan impak
tertinggi pada konsentrasi 5% larutan NaOH sebesar 0,03252 J/mm2 dan nilai
terendah pada konsentrasi 15% larutan NaOH sebesar 0,01984 J/mm2.
Penelitian tentang waktu perlakuan alkali dengan larutan NaOH terhadap
kekuatanxtarik dan ketangguhan impak pada komposit serat rami bermatrik
polyester dilakukan oleh (Purboputro dan Hariyanto, 2018) dengan variasi
perendaman 2 jam, 4 jam, 6 jam dan 8 jam. Konsentrasi larutan NaOH yang
digunakan sebanyak 10%. Panjang serat yang digunakan adalah 50 mm.
Metode pembuatan komposit dengan cara hand lay up, serta proses post curing
pada suhu 60ºC selama 4 jam. Hasil pengujian tarik dengan nilai tertinggi
didapatkan pada waktu perendaman selama 8 jam sebesar 41,9 MPa.
Modulusielastisitas tertinggi didapatkan pada waktu perendaman selama 2 jam
sebesari2743,15 MPa dan nilai ketangguhan impak tertinggi didapatkan pada
waktu perendaman selama 4 jam sebesari0,0725 J/mm2.
Penelitian pengaruh panjang serat dan fraksi_volume terhadap
ketangguhan impak komposit serat tapis kelapa bermatriks polyester dilakukan
oleh (Lokantara, 2012) dengan variasi panjang serat 5 mm, 10 mm dan 15 mm
serta variasi fraksi volume serat 20%, 25% dan 30%. Dilakukan treatment pada
permukaan serat tapis kelapa dengan merendam serat menggunakan 95 ml air
dan 5 ml NaOH selama 2 jam dengan metode pembuatan komposit hand lay
up serta perlakuan post curing pada spesimen uji dengan suhu 65ºC selama 12
jam. Hasil ketangguhan impak tertinggi didapatkan pada fraksi volume serat
30% dan panjang serat 15 mm dengan nilai 0,0255 N/mm2, sedangkan hasil
ketangguhan impak terendah didapatkan pada fraksi volume 20% dan panjang
serat 5 mm dengan nilai 0,0108 N/mm2. Maka disimpulkan bahwa
ketangguhan impak meningkatxseiring dengan bertambahnya fraksixvolume
dan panjang serat.
Penelitian tentang pengaruh temperatur pengovenan terhadap kekuatan
tarik dan kekuatan bending pada komposit gabungan serat glass dan serat daun
gewang bermatriks polyester dilakukan oleh (Sabiun dkk, 2015) dengan variasi
temperatur 100ºC, 150ºC dan 200ºC serta variasi waktu selama 1 jam, 2 jam
15
dan 3 jam. Komposisi penyusun komposit yang digunakan yaitu 32% volume
serat serta metode pembuatan komposit adalah hand lay up. Didapatkan hasil
pengujian tertinggi dari kekuatan tarik dan bending pada suhu 100ºC dengan
waktu pemanasan 1 jam sebesar 62,264 MPa dan 112,340 MPa serta nilai
terendah dari kekuatan tarik dan bending pada suhu 200ºC dengan waktu
pemanasan 3 jam sebesar 28,805 MPa dan 57,714 MPa. Hal ini disebabkan
karena suhu yang digunakan terlalu panas sehingga meningkatkan mobilitas
kristal/degradasi resin yang berakibat pada lemahnya ikatan interfacial antara
kristal.
Penelitian tentang pengaruh suhu post curing terhadap ketangguhan
impak pada komposit serat sabut kelapa bermatriks polyester dilakukan oleh
(Rizal dkk, 2020) dengan variasi suhu 60ºC, 70ºC, 80ºC, 90ºC dan 100ºC serta
waktu post curing selama 1 jam menggunaka oven. Komposisi komposit yang
digunakan yaitu fraksi volume 30% serat dan 70% resin dengan metode
pembuatan hand layup. Serat dipotong dengan panjang 5 mm dan diberikan
perlakuan permukaan menggunakan 5% larutan NaOH selama 2 jam. Hasil
ketangguhan impak berturut-turut dari non post curing, 60ºC, 70ºC, 80ºC, 90ºC
dan 100ºC yaitu sebesar 0,0959 J/mm2, 0,1005 J/mm2, 0,112 J/mm2, 0,1189
J/mm2, 0,1342 J/mm2 dan 0,1434 J/mm2 serta hasil energi tumbukan yang
diperoleh sebesar 12,375 Joule, 12,972 Joule, 14,461 Joule, 15,342 Joule, 17,32
Joule, dan 18,509 Joule. Hasil pengujian menunjukan bahwa perlakuan post
curing dapat meningkatkan ketangguhan impak dari komposit serat sabut
kelapa, semakin tinggi suhu post curing maka kekuatan komposit semakin
meningkat.
Penelitian tentang pengaruh penggunaan serat gelas dan variasi dari
berbagai macam matriks terhadap kekuatan tarik dilakukan oleh (Kurniawan
dkk, 2019) matriks yang digunakan yaitu epoxy, repoxy, polyester dan
bhispenol. Perbandingan antara matriks dan serat yang digunakan yaitu 60%
matriks dan 40% serat. Metode pembuatan komposit dilakukan dengan metode
vacuum bag. Didapatkan hasil tertinggi kekuatan tarik pada variasi resin epoxy,
repoxy, bhispenol dan polyester berturut-turut yaitu 152,5 MPa, 124 MPa,
16
168,5 MPa, dan 198,5 MPa. Disimpulkan bahwa kekuatan tarik terbaik
didapatkan pada komposit dengan matriks polyester. Pada pengujian ini,
spesimen uji tarik mengalami berbagai macam pola patahan. Spesimen dengan
matriks polyester mengalami patahan multiple area yang menandakan
komposit ini memiliki kekuatan yang sangat tinggi, spesimen dengan matriks
bhispenol memiliki patahan multiple area, spesimen dengan matriks repoxy
memiliki patahan tunggal, dan spesimen dengan matriks epoxy memiliki
patahan pull out. Patahan spesimen dapat dilihat pada gambar 2.1 sampai 2.3.
Gambar 2.1 Pola Patahan Pull Out
Gambar 2.2 Pola Patahan Tunggal
Gambar 2.3 Pola Patahan Multiple Area
17
Penelitian tentang komposit polyester berpenguat serat tapis kelapa serta
mode patahan komposit terhadap kekuatan tarik dilakukan oleh (Astika dan
Dwijana, 2014) dengan variasi panjang serat 5 mm, 10 mm dan 15 mm serta
variasi fraksi volume serat 20%, 25% dan 30% dengan perendaman
menggunakan larutan KMnO4. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa
kekuatan tarik semakin meningkat seiring dengan bertambahnya fraksi volume
dan panjang serat, peningkatan kekuatan ini dikarenakan jumlah serat yang
semakin banyak sehingga penguat yang terkandung dalam komposit pun
semakin besar sehingga komposit dapat menerima beban tarik yang semakin
besar. Patahan yang teramati yaitu patahan matrix rich yang disebabkan oleh
kurangnya serat yang digunakan serta persebaran serat yang kurang merata
sehingga banyak ruang kosong yang berada dalam komposit, lalu pola patahan
crack deflection yang disebabkan posisi serat yang miring sehingga patahan
mengikuti pola serat, lalu patahan pull out yang disebabkan karena serat yang
terlepas dari matriks karena ikatan antara keduanya tidak terlalu kuat dan
patahan debonding yang disebabkan lepasnya serat dari matriks sehingga
menimbulkan rongga antara matriks dan serat. Pola patahan dapat dilihat pada
gambar 2.4 sampai 2.5.
Gambar 2.4 Pola Patahan Pull Out dan Crack Deflection
Gambar 2.5 Pola Patahan Pull Out, Debonding dan Matrix Rich
18
Penelitian tentang pengaruh perlakuan serat terhadap kekuatan tarik
komposit berpenguat serat nanas dilakukan oleh (Nuri dkk, 2006) dengan
variasi perendaman selama 0, 2, 4, 6 dan 8 jam dengan konsentrasi larutan 5%
NaOH. Matriks yang digunakan yaitu polyester. Metode pembuatan komposit
adalah cetak tekan. Hasil pengujian tertinggi didapatkan pada perendaman 2
jam lalu disusul perendaman 4 jam dengan nilai modulus elastisitas 40,71 GPa
dan 50,65 GPa. Pola patahan yang terjadi pada perlakuan perendaman tanpa
perendaman, 2 jam dan 4 jam adalah patahan splitting in multiple area, lalu
pada perendaman 8 jam terjadi patahan tunggal. Pola patahan dapat dilihat pada
gambar 2.6 sampai 2.7
Gambar 2.6 Pola Patahan Splitting In Multiple Area
Gambar 2.7 Pola Patahan Tunggal
19
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Komposit
Komposit merupakan suatu gabungan antara dua material atau
lebih yang sifat mekanik dan karakteristiknya berbeda sehingga dapat
menghasilkan suatu material baru yang lebih baik dari material
penyusunnya. Menurut Widiarta, dkk (2018) komposit merupakan
sebuah penggabungan dua atau lebih material dari bahan-bahan yang
mempunyai sifat berbeda yang tidak dimiliki oleh bahan-bahan yang lain
sehingga diperoleh material baru yang tersusun secara kombinasi
simetrik dengan sifat tertentu.
Komposit tersusun dari dua komponen, yaitu serat yang berperan
sebagai penahan gaya-gaya yang diberikan pada material komposit dan
matriks sebagai media penerus beban yang diperoleh dari luar ke serat.
Matriks juga berfungsi sebagai pengikat/pelindung serat sehingga serat
dapat terus berfungsi dengan baik dan selalu berada ditempatnya
(Setyawan dkk, 2012). Sehingga, serat dipilih dari bahan yang kaku, kuat
danxgetas, sedangkan bahan pengikat/matriks dipilih dari bahan yang
lunak, liat dan tahan terhadap perlakuan kimia.
Secara umum ada 3 jenis komposit yang dikelompokan
berdasarkanxpenguat yang digunakan, menurut (Banowati, dkk 2020)
dibedakan menjadi:
1.
Laminated Composite Material
Laminated Composite Material atau biasa disebut komposit
laminatimerupakan jenis kompositiyang tersusun dariidua atau lebih
lapisan yang dibentuk menjadi satu dan setiap lapisan mempunyai
karakteristik sifat yang berbeda. Bentuk dari komposit laminat
ditunjukan pada gambar 2.8.
20
Gambar 2.8 Komposit Laminat
2.
Partculate Composites Material
Partculate Composites Material atau komposit partikel
merupakan komposit yang disusun dari satu atau lebihxmaterial
seperti serbuk/partikel kecil yang tersebar secara merata di dalam
matriksnya. Bentuk dari kompositipartikel ditunjukan padaigambar
2.9.
Gambar 2.9 Komposit Partikel
3.
Fibrous Composite Material
Fibrous Composite Material atau yang biasa disebut komposit
berpenguat serat merupakanwkomposit yang tersusun dari satu
lapisan/lamina. Serat yang biasa digunakan yaitu serat carbon, glass,
aramid dan sebagainya. Komposit ini terbentuk oleh dua material
berbeda, yaitu:
a.
Serat (reinforcement), yang bersifat kurang elastis tetapiilebih
kuat dan lebih rigid.
b.
Matriks (pengikat), yang bersifat lebihielastis namun memiliki
kekuatanidan rigiditas rendah.
21
Penyusunan komposit ini biasa menggunakan orientasi serat acak
atau dengan orientasi lain, bahkan dapat dibentuk seperti anyaman.
Menurut Widiarta, dkk (2018) berdasarkan orientasinya,
bentuk dari susunan serat dapat dibedakan menjadi 4, yaitu:
a.
Komposit Serat Kontinyu
Komposit serat kontinyu memiliki serat yang tersusun
lurus dan panjang sehingga membentuk lapisan tipis diantara
matriksnya. Kerugian dari jenis ini adalah pemisahan antara
lapisan. Hal ini disebabkan kekuatan dari lapisanxdipengaruhi
oleh matriks. Bentuk dari komposit serat kontinyu ditunjukan
pada gambar 2.10.
Gambar 2.10 Komposit Serat Kontinyu
b.
Komposit Serat Anyaman
Komposit jenis ini tersusun oleh serat yang dianyam satu
dengan yang lainnya. Komposit serat anyaman tidak rentan
terhadap pemisahan lapisan, karena serat disusun untuk
mengikatxantara lapisan. Namun, susunanxserat yang panjang
tidakxibegitu lurus sehingga menyebabkan kekuatanxidan
kekakuanwmelemah. Bentuk dari komposit serat anyaman
ditunjukan pada gambar 2.11.
Gambar 2.11 Komposit Serat Anyaman
22
c.
Komposit Serat Acak/Pendek
Komposit jenis ini tersusun oleh seratxyang dipotong
pendekiatau tersusun oleh serat acak. Bentuk dari komposit
serat acak/pendek ditunjukan pada gambar 2.12.
Gambar 2.12 Komposit Serat Acak/Pendek
d.
Komposit Serat Acak dan Kontinyu
Komposit jenis ini tersusun oleh gabungan serat acak dan
serat kontinyu, hal ini bertujuan untuk dapat memperbaiki
kekurangan
dari
kedua
jenis
serat
tersebut
dan
menggabungkannya menjadi satu. Bentuk dari komposit serat
acak dan kontinyu ditunjukan pada gambar 2.13.
Gambar 2.13 Komposit Serat Acak dan Kontinyu
2.2.2 Serat
Serat adalah sebuah material berupa potongan-potongan komponen
yang membentukijaringan tipis dan memanjang-yang utuh. Jika ditinjau
dari zat kimia penyusunnya, serat terbentuk dari molekul-molekul yang
besar, seperti protein, mineral atau thermoplastics dan selulose.
Berdasarkan asal dari zat kimia, serat dibedakan menjadi-serat sintetis
danxserat alam. Serat alam merupakan sebuah serat yang molekulnya
tersusun secara alami. Serat alam biasanya didapatkan dari tumbuhan dan
hewan.xSerat alam dari tumbuhan dapat diperoleh dari bagian batang,
daun, biji atau buahnya, sedangkan serat hewan dapat diperoleh dari
23
rambut atau bulu binatang. Serat buatan atau yang biasa disebut serat
sintetis merupakan sebuah serat yang molekulnya dibentuk secara
sengaja oleh manusia dan diproduksi dalam jumlah banyak. Serat sintetis
yang biasa digunakan yaitu serat carbon, glass, nylon dan lain sebagainya
(Widiarta, dkk 2018).
Serat pada material komposit berperanxsebagai material utama
penopang
beban,
sehinggaxikekuatan
material
kompositxisangat
bergantung pada kekuatan serat yang membentuknya. Semakin kecil
diameteriserat, maka bahan tersebut semakin kuat karena semakin sedikit
kerusakan pada bahan tersebut. Secara umum, bisa dikatakanxbahwa
kegunaan seratxadalah untuk menambah kemampuan dari bahan
komposit tersebut sehingga sifat mekanik dari komposit menjadi lebih
tangguh, kaku dan kokoh dibandingkanxitanpa serat, selainxiitu
menambahkan serat pada komposit dapat menghemat pemakaian matriks
(Oroh dkk, 2013).
Menurut Khoiruddin, dkk (2013) pada pembuatan komposit
berpenguat serat alam ada hal-hal yang harus diperhatikan sehingga
kekuatan yang dihasilkan dapat maksimal yaitu faktor serat/bahan
pengisi komposit, letak serat/orientasi serat yang digunakan, panjang
serat alam yang tertanam pada komposit, ikatan antara serat dan matrik
dan panjang kritis dari serat alam yang digunakan. Panjang kritis serat
adalah sebuah panjang terendah dari serat alam yang mampu bekerja
pada ikatan suatu matrik. Maka panjang serat yang digunakan dalam
pembuatan komposit harus diketahui, sehingga material komposit dapat
bekerja secara maksimal. Pada penelitian ini seratiyang digunakan adalah
serat rami (boehmeria nivea l. gaud) dengan panjang kritis serat rami
adalah 9 mm.
2.2.3 Rami
Rami (Boehmeria Nivea L. Gaud) merupakan sebuah tanaman
yang berbentuk rumpun berumur tahunanxyang mudah tumbuhxdan
berkembang diidaerah tropis. Tanaman ini dapat tumbuh melalui tunas
24
akar, sehingga dapat berkembang dengan cepat seperti tanaman bambu.
Tanaman ini tahan terhadap serangan dari hama, penyakit dan dapat
membantu melestarikan alam dan lingkungan.
Di Indonesia, tanaman ini dibudidayakan di beberapa tempat, yaitu
di Jawa Barat, Lampung, Jawa Tengah dan Sumatra selatan. Idealnya
tanaman rami cocok ditanam pada kondisi tanah terbuka dengan
ketinggian ideal 400-1500 meter (dpl), curah hujan tahunan 90
mm/bulan, dan struktur ringan, seperti daerah lempung berpasir dengan
pH 5,6-6,5 dan dapat dipanen setiap 2 bulan sekali (Muryanto dkk, 2018).
Bentuk dari tanaman rami ditunjukan pada gambar 2.14.
Gambar 2.14 Tanaman Rami
Tanaman ini digolongkan ke dalam tanaman yang menghasilkan
seratxalam nabati darixkulit batangnya yang kerasxdan mengkilap atau
biasa disebut bast. Jika dibandingkan dengan serat alami lainnya, serat
rami mempunyai kelebihan dalam beberapa aspek, yaitu kelebihan dari
kekuatan tarik, penyerapan air, ketahanan terhadap keadaan lembab, anti
bakteri, tahanxipanas, lebihxiringan dari serat buatan, dan ramah
lingkungan (Purboputro dan Hariyanto, 2017). Serat rami ditunjukan
pada gambar 2.15.
25
Gambar 2.15 Serat Rami
Menurut Pasek Nugraha (2015) Serat rami memiliki kekuatan
relative tinggi jika dibandingkan dengan kelompok serat tumbuhan
lainnya. Kandungan selulosa yang ada pada serat alam dapat
mempengaruhi sifat mekanis serat alam tersebut. Kandungan selulosa
pada serat rami yang cukup tinggi yaitu berkisar antara 68,6%-76,2%
menjadikan serat ini pantas digunakan sebagai penguatxpada material
komposit. Sifat mekanik dari serat rami ditunjukan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Sifat Mekanik Serat Rami
Sifat
No.
Keterangan
1
Massa Jenis
1,5 gr/cm3
2
Modulus Elastisitas
61,5 GPa
3
Kekuatan Tarik
400-1050 MPa
2.2.4 Perlakuan Alkali (NaOH)
Perlakuan alkali merukapan sebuah perlakuan yang diberikan
kepada serat dengan tujuan untuk memodifikasi permukaan serat dengan
merendam serat menggunakan basa alkali dalam waktu tertentu sehingga
komponen penyusun serat yang kurang baik dapat dikurangi seperti
pektin, ligninxidan hemiselulosa, sehingga dapat menghasilkan
permukaanxserat dengan struktur yang lebihxbaik, matriks lebih mudah
membasahi serat dan mendapatkan mechanical interlocking yang lebih
optimal (Pramono dkk, 2019).
26
Perlakuan alkali merupakan sebuah perlakuan kimia yang sering
digunakan pada serat alam. Natrium Hidroksida atau NaOH digunakan
pada metode ini guna melepas ikatan hidrogen dalam jaringan serat.
Perendaman serat dengan cairan alkali dapat memberikan peningkatkan
kekuatan tarik pada komposit serat alam karena lapisan lignin berkurang
sehingga serat terikat dengan baik oleh matrik. Namun perendaman serat
terlalu singkatibelum tentu dapat menghilangkanilapisan lilin pada serat,
sehinggaxikatan serat dan matrikxbelum optimal, akan tetapi jika
perendaman serat terlaluilama akan menurunkan kekuatan tarik. Haliini
disebabkan kandungan ligninxdan hemiselulosa hilang sehingga terjadi
penurunan kekuatan seratxikarena microfibril penyusunwserat yang
disatukan pektin dan ligniniakan terpisah (Subadra dkk, 2018).
2.2.5 Perlakuan Curing
Curing merupakan suatu proses yang diberikan kepada material
komposit berupa perlakuan panas atau polimerisasi dengan tujuan untuk
merubah/memperbaiki ikatan resin pada serat sehingga komposit dapat
memiliki kekuatan yang lebih baik ketika padat. Ketika material
komposit dibentuk pada suhu ruangan, proses curing telah dimulai,
namun kekuatan yang dihasilkan dari material komposit tersebut masih
rendah.
Proses curing dapat dilakukan ketika material komposit
dipanaskan di atas suhu ruangan setelah material tersebut mengeras.
Peningkatan suhu curing di atas suhu ruangan dapat menyebabkan
peningkatan kecepatan curing sekaligus meningkatkan kekuatan ikatan
antara bahan penyusunnya. Pada saat perlakuan curing akan terjadi
ikatan silang (cross-linking) pada serat dan resin yang terkandung dalam
material komposit, hal tersebut pun membuat resin semakin padat. Void
yang terdapat pada komposit dapat berkurang selama proses curing,
sehingga terbentuk material komposit berkualitas tinggi (Suryono dkk,
2020).
27
Menurut Widiarta, ddk (2018) resin terbentuk melalui reaksi kimia
disaat mencampurkan resin dan hardener/katalis di dalam suatu
tempat/wadah sehingga terjadi proses polimerisasi (pengerasan). Jika
resin sudah berubah bentuk menjadi padat, maka resin tersebut tidak bisa
mencair kembali. Namun sifat mekanik dapat berubah secara signifikan
pada suhu tertentu. Suhu ini dikenal dengan sebutan temperatur transisi
gelas (Tg). Struktur dari molekul resin tersebut dapat berubah dari
polimerxkristal yang kerasxmenjadi polimer kristal yang fleksibel jika
proses pemanasan melewati suhu temperatur transisi gelas. Jika hal
tersebut terjadi, maka akan menyebabkan penurunan drastis pada
modulus resin sehingga kekuatan dan daya tekan pada resin akan
berkurang. Ketahanan pada air dan stabilitas warna resin pun akan
menurun. Pada penelitian ini, proses curing di atas suhu ruangan
dilakukan dengan menggunakan oven.
2.2.6 Matriks
Matriks merupakan sebuah bahan pengikat yang digunakan
sebagai penahan beban pada komposit. Sebagai pelindung, pengikat,
penerima beban dan pendukung serat, matriks berperan penting dalam
mendapatkan kekuatan terbaik dari komposit tersebut, sehingga kekuatan
komposit sangat bergantung dari kekuatan matriks pembentuknya. Ada
beberapa macam resin yang sering digunakan, yaitu epoxy, vinil ester dan
polyester (Afandi dan Tjahjanti, 2017).
Resin polyester merupakan resin thermoset berwujud cair dengan
viskositas relatif rendah. Resin polyester ini dapat mengeras dengan suhu
ruangan ketika ditambahkan dengan katalis. Monomer stiren banyak
terkandung dalam resin ini, sehinggaxsuhu deformasi termalnya lebih
rendah jika dibandingkan dengan resinwthermoset lainnya. Resin
polyester ini dapat bertahan pada suhu panas antara 110 ºC - 140ºC. Resin
polyester memiliki ketahanan yang relatif baik pada kondisi dingin.
Penggunaan resinxjenis ini banyakxdigunakan pada dunia industri untuk
membuat komposit dikarenakan mudah dalam pengaplikasian, harga
28
relatif murah, warna resin jernih dan waktu pengeringan cepat (Bifel dkk,
2015). Resin polyester dapat digunakan dengan menggunakanxmetode
hand layup sampai dengan metode yang rumit, seperti vacuum bag,
injection mold dan press mold (Sutrisno, 2021).
Menurut Setyawan, dkk (2012) katalis atau hardener merupakan
sebuah bahan campuran untuk resin yang digunakan sebagai pembantu
pada proses pengeringan resin. Curing agent ini terdiri dari dua bahan
yaitu katalis dan akselerator. Dua bahan tersebut akan menimbulkan
panas dan panas inilah yang digunakan untuk mempercepat proses
pengeringan dan membuat bahan menjadi kuat. Menurut Sutrisno (2021)
jika katalis terlalu banyak tercampur pada resin maka panas yang
ditimbulkan terlalu tinggi pada saat proses curing, hal tersebut dapat
menyebabkan kualitas dari komposit menurun. Maka, dianjurkan
penggunaan katalis sebanyak 1% dari banyaknya resin yang digunakan.
Dalam penelitian ini katalis yang digunakaniadalah Methyl Ethyl Katon
Peroxide (MEKPO). Sifat mekanik dari resin Unsaturated Polyester
BQTN 157-EX ditunjukan pada tabel 2.2.
Tabel 2.2 Sifat Mekanik Dari Resin Unsaturated Polyester BQTN 157EX
Sifat
No.
Keterangan
1,215 gr/cm3
1
Massa Jenis
2
Modulus Elastisitas
0,03 GPa
3
Kekuatan Tarik
55 MPa
2.2.7 Metode Hand Layup
Penelitian ini menggunakan metode hand layup untuk membuat
komposit. Metode hand layup merupakanimetode pembuatan komposit
yang dilakukan secara manual. Metode ini biasa digunakan untuk
membuatxkomposit berpenguat serat. Cetakan dari metode ini dapat
dibuat dari kayu, plat besi, kaca ataupun akrilik. Pembuatan komposit
denganimetode hand layup ditunjukan pada gambar 2.16.
29
Gambar 2.16 Metode Hand Lay Up
Hand layup merupakan metode pembuatan komposit paling
sederhana dengan proses fabrikasi terbuka. Adapun proses pembuatan
komposit dengan metode ini adalah dengan cara memberi lapisan awal
dengan menggunakan pelumas, hal ini berfungsi untuk menutup lubang
yang ada pada cetakan, menambah hasil akhir dari komposit dan
mencegah komposit lengket pada cetakan. Kemudian menuangkan resin
ke dalamicetakan dan diratakan menggunakanikuas atau rol, lalu serat
disusun dengan orientasi lurus, acak atau campuran di atas resin tersebut
dan dituangkan resin kembali di atas serat yang sudah tersusun lalu
diratakan dengan kuas atau rol. Hal ini dilakukan sampai ketebalan yang
diinginkan tercapai. Pada metode ini, pengeringan membutuhkan
temperatur ruangan, namun pemanasan kadang dibutuhkan untuk
mempercepat pengeringan (Subadra, dkk 2018).
2.2.8 Perkembangan Helm
Pada zaman yunani kuno yaitu pada romawi klasik sampai akhir
abad-17 helm diciptakan sebagai pelengkap baju pelindung. Pada abad
tersebut, helm dibuat dari material besi dengan fungsi untuk keperluan
peperangan yang digunakan untuk melindungi kepala dari tebasan
pedang musuh dan anah panah. Perkembangan helm sangatlah pesat, saat
ini helm digunakan oleh banyak orang, mulai dari pemadam kebakaran,
tentara, pembalap, pekerja tambang, pengendara motor dan lain
sebagainya. Menurut Antou, dkk (2013) terdapat jenis-jenis helm yang
biasa digunakan oleh pengendara motor, yaitu:
30
1.
Helm Batok
Helm batok merupakan helm yang mampu melindungi kepala
dengan tingkat keamanan yang rendah. Hal ini disebabkan karena
helm ini tidak memiliki bagian pelindung yang menutupi telinga,
sehingga helm ini dapat membahayakan pengendara karena suara
bising yang timbul pada saat berkendara.
2.
Helm Open-Face
Helm open-face merupakan helm yang dapat memberi
perlindungan lebih baik dari pada helm batok, karena helm ini dapat
melindungi kepala bagian atas, telinga dan leher. Namun, helm ini
kurang baik dalam melindungi bagian area muka. Selain itu, helm
ini juga kurang baik dalam melindungi pengendara dari hujan,
serangga, batu kecil, dan debu yang ada di jalan karena helm ini tidak
memiliki kaca pelindung.
3.
Helm ¾
Helm ¾ atau semi terbuka merupakan sebuah helm yang
hampir sama dengan helm open-face namun helm ini sudah
dilengkapi dengan kaca pelindung, sehingga bagian muka lebih
terlindungi dan cukup aman. Kekurangan dari helm ini yaitu
menyebabkan efek dengung yang timbul pada saat berkendara
dikarenakan memiliki design semi terbuka.
4.
Helm Full-Face
Helm full-face merupakan jenis helm yang paling aman
dibandingkan dengan ke tiga jenis helm lainnya, karena helm ini
mampu melindungi seluruh kepala dengan sempurna dan juga aman
ketika terdapat debu, serangga, kerikil ataupun pada saat terjadinya
hujan. Kekurangan helm ini adalah ketika helm tertutup rapat, maka
suara dari luar sulit untuk didengar oleh pengendara, harga relatif
mahal dan tidak nyaman bagi pengendara berkaca mata.
31
5.
Helm Flip-Up
Helm flip-up merupakan jenis helm yang sama seperti helm
full-face namun bagian depan dari helm ini dapat di flip ke arah atas,
sehingga dapat memudahkan pengendara jika ingin minum, makan
atau hal lainnya. Perlindungan yang diberikan dari helm jenis ini
sama baiknya dengan jenis full-face. Kekurangan dari helm ini yaitu
jika pengendara mengalami kecelakaan, maka bagian flip dapat
terbuka sehingga bagian muka dari pegendara dapat terluka. Selain
itu, helm ini memiliki harga yang lebih dibanding helm lainnya.
Badan Standarisasi Nasional (BSN) telah membuat ketentuan
tentang helm pengendara kendaraan roda dua yang tertuang dalam SNI
1811-2007. Standar ini memuat syarat teknis helm yang pantas
digunakan untuk para pengendara kendaraan roda dua, mulai dari
pengendara ataupun penumpang kendaraan tersebut, sehingga standar ini
dapat dijadikan acuan para produsen helm di Indonesia sehingga kualitas
helm yang dibuat benar-benar baik, sehingga mampu menjaga pengguna
dari cidera yang tidak diinginkan pada saat berkendara (SNI, 1811-2007).
Syarat dari sifat mekanik suatu material helm ialah dengan kekuatan tarik
sebesar 35 MPa-60 MPa dan ketangguhan impak charpy sebesar 0,00775
J/mm2-0,015 J/mm2 (Prapanca, 2015). Pada penelitian ini pengaplikasian
akan ditujukan pada batok terluar dari helm.
2.2.9 Perhitungan Komposisi Komposit
Hal yang sangat diperhatikan pada pembuatan komposit adalah
banyaknya serat yang terdapat pada campuran komposit. Pendistribusian
antara serat dan resin harus merata guna mendapatkan komposisi
komposit berkekuatan baik dan mengurangi timbulnya void pada
komposit. Rumus untuk memperhitungkan pembuatan komposit adalah
sebagai berikut (Gundara dan Rahman, 2019):
1.
Volume Komposit (Vc)
Vc = p x l x t.............................................................................. (2.1)
32
2.
Volume Serat (Vf)
Vf = Fv x Vc ............................................................................. (2.2)
3.
Massa Serat (Mf)
Mf = Vf x ρf .............................................................................. (2.3)
4.
Volume Matriks (Vm)
Vm = (100%-fv ) x Vc ................................................................ (2.4)
5.
Massa Matriks (Mm)
Mm = Vm x ρm ........................................................................... (2.5)
6.
Massa Katalis (Mk)
Mk = 1% x Mm .......................................................................... (2.6)
Dimana:
Vc = Volume Cetakan (cm3 )
ρf = Massa Jenis Serat (gr/cm3 )
p = Panjang Cetakan (mm)
Vm = Volume Matriks (cm3 )
l = Lebar Cetakan (mm)
fv = Fraksi Volume Matriks (%)
t = Tebal Cetakan (mm)
Mm = Massa Matriks (gr)
Vf = Volume Serat (cm3 )
ρm = Massa Jenis Resin (gr/cm3 )
Fv = Fraksi Volume Serat (%)
Mk = Massa Katalis (gr)
Mf = Massa Serat (gr)
Vk = Volume Katalis (cm3 )
2.2.10 Pengujian Kekuatan Tarik
Pengujian kekuatan tarik merupakanisalah satu pengujian mekanik
yang digunakan untuk mengetahui seberapa besar kekuatan bahan
terhadapxigaya tarik dengan menarik benda uji hingga putus. Pengujian
tarik bertujuaniuntuk mencari sebuah tegangan dan regangan dari benda
uji sehingga sifat mekanik dari material yang diujikan dapat diketahui
(Bifel dkk, 2015). Pengujian tarik pada penelitianxiini menggunakan
mesin Universal Testing Machine (UTM) dengan standar uji ASTM D
638-03. Skema pengujian tarik dengan mesin UTM ditunjukan pada
gambar 2.17.
33
Gambar 2.17 Skema Pengujian Tarik Dengan Mesin UTM
Besarnya kekuatan tarik bisa dicari dengan persamaan sebagai
berikut (Aoladi dkk, 2019):
σ=
P
A
............................................................................................ (2.7)
Dimana:
σ = Tegangan Tarik (MPa)
P = Beban (N)
A = Luas Penampang (mm2 )
Regangan merupakan sebuah jumlah dari pertambahan panjang
yang dialami benda uji karena pembebanan dibandingkan dengan
panjang daerah ukur mula-mula (Bifel dkk, 2015). Besarnya regangan
dapat dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (Aoladi
dkk, 2019):
l -l
∆L
l0
l0
ε= i 0 =
............................................................................ (2.8)
Dimana:
ε = Regangan (mm/mm)
l0 = Panjang Spesimen Sebelum Ditarik (mm)
li = Panjang Spesimen Setelah Ditarik (mm)
∆L = Pertambahan Panjang Spesimen (mm)
34
2.2.11 Pengujian Ketangguhan Impak
Pengujian ketangguhan impak merupakan pengujian yang
digunakan untuk mengukur kuat energi serap sebuah material sampai
material tersebut patah. Pengujian ini adalah sebuah respon terhadap
beban yang diberikan secara tiba-tiba sehingga ketangguhan suatu
material terhadap pembebanan dinamis dapat diketahui. Dasar dari
pengujian ketangguhan impak adalahxenergi potensial yang diserap dari
ayunan pendulum dengan ketinggian tertentu dan mengenai material uji
sehingga material tersebut mengalami deformasi. Semakin banyak energi
yang diserap oleh material maka semakin besar juga ketangguhan impak
dari suatu beban (Widiarta, dkk 2018). Pengujian impak pada penelitian
ini menggunakan alat uji impak charpy dengan standar uji ASTM D 25603. Skema pengujian impak menggunakan metode charpy ditunjukan
pada gambar 2.18.
Gambar 2.18 Skema Pengujian Impak Charpy
Besarnya ketangguhan impak dapat dicari dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut (Aoladi dkk, 2019):
Esrp = m.g.R(cosβ-cosα) ................................................................. (2.9)
HI =
Esrp
A
................................................................................... (2.10)
Dimana:
Esrp = Energi Serap (J)
m = Berat Pendulum (kg)
35
g = Gravitasi (m/s2 )
R = Jarak Lengan Pendulum (m)
cosβ = Sudut Ayun Pendulum Mengenai Beban (°)
cosα = Sudut Ayun Pendulum Sebelum Diayunkan (°)
HI = Ketangguhan Impak (J/mm2 )
A = Luas Penampang (mm2 )
36
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Desember 2021 hingga bulan Mei
2022 di Laboratorium Pengujian Bahan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Tidar, Magelang dan pengujian spesimen dilakukan di
Laboratorium Bahan Teknik Departemen Teknik Mesin Sekolah Vokasi
Universitas Gadjah Mada.
3.2 Metode Penelitian
Metode
yang
digunakan
pada
penelitian
ini
adalah
metode
eksperimental, dikarenakan data-data yang dibutuhkan akan didapatkan dari
sebuah pengujian. Pengujian yang akan dilakukan adalah uji tarik dengan
standar ASTM D638-03 dan uji ketangguhan impak dengan standar ASTM
D256-03 serta foto makro pada penampang patahan dari spesimen uji tarik dan
uji impak pada komposit. Pada penelitian ini serat rami digunakan sebagai
penguat serta matrik resin unsaturatedxpolyester 157 BQTN-EX danxkatalis
MEKPO digunakan sebagai pengikat. Fraksi volume serat yangxdigunakan
adalah 30% serat rami dan 70% resin dengan variasiipanjang serat 20 mm, 25
mm dan 30 mm serta perlakuan spesimen dengan post curing dan tanpa post
curing pada suhu 65ºC selama 2 jam. Pembuatanxkomposit dilakukan dengan
metode hand layup. Perlakuan permukaan pada serat rami dilakukan dengan
perendaman 5% larutan NaOH selama 2 jam.
3.3 Alat dan Bahan
3.3.1 Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mesin uji tarik
2. Mesin uji impak
3. Cetakan akrilik
4. Alat press
5. Neraca digital
37
6. Penggaris
7. Gunting
8. Jangka sorong
9. Plastik pelapis
10. Baskom
11. Gelas ukur
12. Oven
13. Termometer digital
14. Gergaji
15. Alat-alat lainnya
3.3.2 Bahan
Alat yang digunakan dalam-penelitian ini adalah sebagai berikut:
1.
Serat rami (boehmeria nivea l. gaud)
2.
Resin unsaturated polyester 157 BQTN-EX
3.
katalis MEKPO
4.
Alkali (NaOH)
5.
Aquades
6.
Pelumas
3.4 Variabel Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan dengan beberapa variabel penelitian,
Adapun variabelwpenelitian yang digunakan oleh penulis adalah sebagai
berikut.
3.4.1 Variabel Bebas
Variabel
bebas
merupakan
suatu
variabel
yang
akan
mempengaruhi dari suatu penelitian. Adapunxvariabel bebas dalam
penelitian ini adalah variasi panjang serat 20 mm, 25 mm dan 30 mm
serta perlakuan pada spesimen dengan post curing dan tanpa post curing.
3.4.2 Variabel Terikat
Variabel terikat merupakan suatu variabel berupa hasil yang
didapatkan dari variabel bebas. Adapun variabel terikatidalam penelitian
38
ini adalah kekuatan tarik dan ketangguhan impak dari komposit
berpenguat serat rami.
3.4.3 Variabel Kontrol
Variabel kontrol merupakan suatu variabel yang berpengaruh
terhadap variabel terikat. Adapun variabel kontrol dalam penelitian ini
adalah perlakuan alkali 5% larutan NaOH pada serat selama 2 jam, fraksi
volume serat 30% dan 70% resin dengan campuran katalis 1%, orientasi
serat acak dan perlakuan spesimen dengan post curing dengan suhu 65ºC
selama waktu 2 jam, dan setiap variasi akan dilakukan pengujian 3 kali.
3.5 Teknik Pengumpulan Data
Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini yaitu menggunakan
referensi dan pengujian di laboratorium.
1.
Referensi
Teknik pengumpulan data dengan cara mencari dan mengkaji
informasi terkait penelitian yang akan dilakukan dari beberapa literatur
seperti buku, artikel, jurnal dan sumber-sumber lain.
2.
Pengujian di laboratorium
Teknik pengumpulan data dengan cara melakukan eksperimen
secara langsung di dalam laboratorium sehingga mendapatkan informasi
yang dibutuhkan.
3.6 Teknik Analisis Data
Teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
analisis data deskriptif. Data yang telah didapatkan dari pengujian kemudian
diolah dan dikemas dalam bentuk tabel, lalu disajikan dalam bentuk grafik
yang kemudian akan dianalisis dan dibandingkan kekuatan tarik dan
ketangguhan impak dari komposit serat rami dengan variasi panjang serat 20
mm, 25 mm dan 30 mm serta pengaruh dari perlakuan post curing pada
spesimen uji.
39
3.7 Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian ini ditujukan untuk memudahkan pelaksanaan
penelitian. Penulis menguraikan latar belakang masalah yang kemudian
mengidentifikasi masalah, selanjutnya mencari informasi dengan tinjauan
pustaka dan landasan teori sehingga mendapatkan rumus perhitungan yang
dibutuhkan. Metode penelitian yang digunakan adalah eksperimen secara
langsung, dimana dalam penelitian ini dilakukan pengujian kekuatan tarik dan
ketangguhan impak dari komposit serat rami. Kemudian hasil pengujian akan
dibandingkan dan dianalisis dengan tujuan mendapatkan nilai terbaik.
3.8 Prosedur Penelitian
3.8.1 Pengambilan Serat Rami
Pada penelitian ini serat rami didapatkan dari sentra budidaya dan
pengolahan rami yaitu CV. Ramindo Berkah Persada Sejahtera yang
berlokasi di Dusun Gandok, Kecamatan Kalikajar, Kabupaten
Wonosobo, Provinsi Jawa Tengah. Langkah-langkah pengambilan serat
rami dilakukan dengan cara sebagai berikut:
1.
Pengambilan serat rami menggunakan alat dekotikator sehingga
akan terpisah antara batang dan serat rami.
2.
Kemudian dilakukan perendaman pada serat rami ke dalam bak air
untuk menghilangkan getah yang terdapat pada serat selama 2 hari.
3.
Setelah direndam dengan air, serat akan dimasukan ke dalam alat
peras sehingga kadar air pada serat berkurang.
4.
Serat rami yang sudah berkurang kadar airnya selanjutnya akan
masuk pada proses brushing agar serat rami terurai.
5.
Kemudian serat rami dijemur dan dikeringkan dengan cara dianginanginkan di dalam ruangan terbuka selama 2 sampai 3 hari.
3.8.2 Perlakuan Serat Rami
Langkah-langkah dalam perlakuan serat rami dilakukan dengan
cara sebagai berikut:
1.
Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan seperti baskom,
aquades dan NaOH.
40
2.
Masukan aquades sebanyak 570 ml ke dalam baskom dan
tambahkan 5% larutan NaOH sebanyak 30 ml.
3.
Kemudian rendam serat selama 2 jam.
4.
Setelah perendaman, bilas serat dengan air bersih.
5.
Kemudian keringkan serat pada temperatur kamar hingga kering.
3.8.3 Pembuatan Komposit
Langkah-langkah pembuatan komposit serat rami dilakukan
dengan cara sebagai berikut:
1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan komposit.
2. Menghitung volume pada cetakan yang akan digunakan.
3. Memotong serat rami yang akan digunakan sesuai variasi, yaitu
sepanjang 20 mm, 25 mm dan 30 mm.
4. Menimbang serat rami yang akan digunakan dengan perbandingan
30% serat dan 70% resin sesuai dengan volume cetakan.
5. Menimbang serta mencampurkan resin dan katalis kedalam gelas
ukur dengan perhitungan yang telah ditentukan dan aduk hingga
tercampur dengan merata.
6. Memasang plastik pelapis pada permukaan cetakan.
7. Memberikan pelumas pada plastik pelapis yang telah terpasang pada
permukaan cetakan.
8. Tuangkan resin yang sudah tercampur katalis ke dalam cetakan
secukupnya dan ratakan hingga semua permukaan terlapisi, pastikan
tidak ada gelembung udara di dalamnya.
9. Masukan potongan serat ke dalam cetakan secara merata.
10. Kemudian tuangkan kembali resin ke dalam cetakan dan ratakan
resin agar tidak terdapat gelembung udara.
11. Masukan kembali potongan serat di atas resin secara merata.
12. Tuangkan kembali resin ke dalam cetakan dan ratakan resin agar
tidak terdapat gelembung udara.
13. Tutuplah cetakan dengan penutup akrilik, kemudian berikan
penekanan.
41
14. Proses pengeringan dilakukan sampai benar-benar kering yaitu
selama 8 jam.
15. Proses pelepasan komposit dari cetakan dapat menggunakan pisau
atau cutter.
16. Setelah komposit terlepas dari cetakan, maka bentuklah komposit
sesuai dengan standar uji yang telah ditentukan.
17. Setelah spesimen terbentuk sesuai dengan standar uji, maka siapkan
oven yang akan digunakan untuk perlakuan post curing.
18. Hidupkan oven dan atur panasnya dengan suhu 65ºC, kemudian
lakukan penahanan selama 30 menit dan pantau suhu oven
menggunakan termokopel hingga suhu yang diinginkan sesuai dan
stabil.
19. Selanjutnya masukan spesimen ke dalam oven untuk proses post
curing kemudian atur timer selama 2 jam dan pantau suhu oven
menggunakan termometer digital.
20. Setelah proses post curing pada spesimen selesai, maka keluarkan
spesimen dari dalam oven.
21. Spesimen yang sudah diberikan perlakuan post curing siap untuk
dilakukan pengujian.
3.9 Metode Pengujian
3.9.1 Uji Tarik
Uji tarik merupakan suatu pengujian yang bertujuan untuk
mengetahui besar kekuatan tarik dari suatu komposit. Pengujian tarik
menggunakan mesin uji Universal Testing Machine merek TN20 MD
asal Prancis dengan kapasitas 20 ton. Spesimen uji tarik pada penelitian
ini dibentuk berdasarkan standar ASTM D 638-03. Bentuk spesimen uji
tarik ditunjukan pada gambar 3.1.
42
Gambar 3.1 Spesimen Uji Tarik ASTM D 638-03
Adapun langkah-langkah pengujian tarik adalah sebagai berikut:
1.
Ukurlah panjang penampang uji sebelum dilakukan pengujian.
2.
persiapkan mesin uji tarik yang akan digunakan untuk pengujian.
3.
Masukkan dan atur terlebih dahulu kertas milimeter-blok di atas
mesin plotter.
4.
Pasanglah spesimen uji tarik dan pastikan bahwa spesimen terjepit
dengan benar.
5.
Mulailah untuk menjalankan mesin uji tarik.
6.
Setelah spesimen patah, maka secepatnya hentikan proses pengujian.
7.
Catatlah gaya tarik maksimum dan pertambahan panjang pada
spesimen.
8.
Ambil kertas milimeter-blok dari mesin plotter untuk mengetahui
hasil dari proses penarikan.
9.
Mengulangi pengujian pada spesimen lainnya dengan menerapkan
langkah 1-8.
3.9.2 Uji Impak
Uji impak merupakan suatu pengujian yang bertujuan untuk
mengetahui ketahanan spesimen terhadap keadaan patah. Ketika
spesimen uji diberi beban kejut, maka spesimen tersebut mengalami
proses penyerapan energi sehingga terjadi deformasi plastis yang
mengakibatkan patahan. Alat uji impak dalam penelitian ini adalah alat
uji impak charpy merek Controlab asal Prancis dengan kapasitas 300
43
joule serta menggunakan standar spesimen ASTM D 265-03. Bentuk
spesimen uji impak ditunjukan pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Spesimen Uji impak ASTM D 265-03
Adapun langkah-langkah pengujian impak adalah sebagai berikut:
1. Mengukur ukuran panjang, lebar dan tebal dari spesimen yang akan
diuji.
2. Mengukur nilai α dengan menghitung simpangan alat uji tanpa
menggunakan spesimen.
3. Mempersiapkan spesimen uji dan meletakan spesimen tersebut pada
tumpuan alat uji.
4. Mengangkat pendulum sampai posisi 90º dari posisi spesimen uji.
5. Melepaskan bandul dengan cara menggeser handel sehingga bandul
berayun dan mematahkan spesimen uji.
6. Geser tuas panjang untuk menghentikan pergerakan dari ayunan
pendulum.
7. Mengukur nilai β setelah pengujian.
8. Mengulangi pengujian pada spesimen lainnya dengan menerapkan
langkah 1-7.
3.9.3 Foto Makro
Pengambilan foto makro dilakukan dengan tujuan untuk
mengetahui bentuk dari patahan dan pola kegagalan yang terjadi pada
spesimen komposit serat rami akibat uji kekuatan tarik dan ketangguhan
impak. Pengambilan foto makro dilakukan dari samping spesimen
dengan menggunakan kamera handphone dengan bantuan lensa makro.
Adapun langkah-langkah pengambilan foto makro adalah sebagai
berikut:
44
1.
Letakan spesimen diatas meja dengan pencahayaan yang cukup agar
patahan terlihat dengan baik.
2.
Pasang lensa makro pada kamera handphone.
3.
Fokuskan gambar dan atur jarak kamera sampai mendapatkan posisi
optimal kemudian lakukan pemotretan pada patahan spesimen.
3.10 Metode Analisis Data
Data dari hasil pengujian kekuatan tarik dan ketangguhan impak
dikemas dalam bentuk tabel dan grafik menggunakan Ms. Excel. Hal ini
bertujuan untuk memudahkan pembacaan data dari hasil penelitian yang
kemudian dilakukan analisis data untuk mengetahui sifat mekanik dari
komposit serat rami.
3.11 Jadwal Kegiatan
Penelitian dimulai dari bulan Desember 2021 hingga bulan Mei 2022
dengan dua kegiatan utama yaitu pembuatan spesimen uji dan pengujian dari
spesimen tersebut. Jadwal kegiatan dapat dilihat pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan
No.
1.
Kegiatan
1
2
3
4
5
6
Penyusunan Proposal dan
Seminar
2.
Persiapan Alat dan Bahan
3.
Pembuatan Komposit
4.
Pembuatan Spesimen Uji
5.
Bulan
Pengujian Kekuatan Tarik dan
Ketangguhan Impak
6.
Analisis Data
7.
Laporan Akhir
3.12 Diagram Alur Penelitian
Penelitian dilaksanakan dengan tahap kegiatan sesuai dengan diagram
alir. Tampilan diagram alir penelitian ditunjukan pada gambar 3.3.
45
Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian
46
DAFTAR PUSTAKA
Adibroto, F., 2014, Pengaruh Penambahan Berbagai Jenis Serat Pada Kuat Tekan
Paving Block, Jurnal Rekayasa Sipil (JRS-Unand), 10(1), 1-11
Afandi, F. D., & Tjahjanti, P. H., 2017, Pembuatan Tameng Perisai Depan Motor
Dari Bahan Komposit Dengan Penguat Serat Ijuk, Research Report, 225-234
Andilolo, J., 2018, Respon Impact Damage Pada Helm Biokomposit Dengan Filler
Serat Kenaf, In Neutrino, Vol. 1(1), 29-32
Anggriani, L., Muwakhid, B., & Puspitarini, O. R., 2021, Potensi Daun Rami
(Boehmeria nivea) Sebagai Pakan Ternak Ruminansia, Dinamika Rekasatwa,
Vol. 4(1)
Antou, S. W., Siwu, J. F., & Mallo, J. F., 2013, Manfaat Helm Dalam mencegah
kematian Akibat Cedera Kepala Pada Kecelakaan Lalu Lintas, JURNAL
BIOMEDIK: JBM, Vol. 5(1)
Aoladi, L. F., Pramono, C., & Salahudin, X., 2019, Analisis Pengaruh Perlakuan
Alkali Terhadap Kekuatan Tarik Dan Ketangguhan Impak Komposit Dari
Serat Lidah Mertua (Sansevieria Trifasciata) Dengan Matrik Polyester,
Jurnal Teknik Mesin MERC (Mechanical Engineering Research Collection),
2(2)
Astika, I. M., & Dwijana, I. G. K., 2014, Karakteristik Sifat Tarik dan Mode
Patahan Komposit Polyester Berpenguat Serat Tapis Kelapa, Dinamika
Teknik Mesin, 4(2)
ASTM., D 256-03 Standard Test Methods for Determining the Izod Pendulum
Impact Resistance of Plastics
ASTM., D 638-03 Standart test method for tensile properties of plastics.
Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials
Banowati, L., Fauzan, A. F., & Suprihanto, D., 2020, Analisis Perbandingan
Kekuatan Tarik Komposit Hybrid Serat Daun Nanas–E-Glass/Epoxy Bakalite
Epr 174 dan Hybrid Serat Daun Nanas–E-Glass/Vinyl Ester Epoxy R 802,
Jurnal Industri Elektro dan Penerbangan, 8(3)
Banowati, L., Hartopo, H., Octariyus, G., & Suprihanto, J., 2020, Analisis
Perbandingan Kekuatan Tarik Komposit Rami/Epoksi Dan Hibrid Rami-EGlass/Epoksi, Jurnal Industri Elektro dan Penerbangan, Vol. 10(1)
Bifel, R. D. N., Maliwemu, E. U., & Adoe, D. G., 2015, Pengaruh Perlakuan Alkali
Serat Sabut Kelapa Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Polyester, LONTAR
Jurnal Teknik Mesin Undana (LJTMU), 2(1), 61-68
72
Daulay, S. A., & Wirathama, F., 2014, Pengaruh Ukuran Partikel Dan Komposisi
Terhadap Sifat Kekuatan Bentur Komposit Epoksi Berpengisi Serat Daun
Nanas, Jurnal Teknik Kimia USU, 3(3), 13-17
Endriatno, N., 2014, Pengaruh Kadar Clay Pada Komposit Serbuk Al-Si/Clay,
Dinamika: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Vol. 6(1)
Fido, A. R., & Arif, I. M., 2021, Pengaruh Panjang Serat Rami Terhadap Kekuatan
Tarik Komposit Sebagai Material Penyusun Kaki Palsu, JTM, Vol. 09(1),
123-128
Firmansyah, H. I., Purnowidodo, A., & Setia, S. A., 2017, Pengaruh Kekasaran
Permukaan Aluminium Terhadap Kekuatan Tarik Fiber Metal Laminates
Composite Serat Carbon, In Seminar Nasional Teknologi Terapan, MESIN,
Vol. 3(1), 35-40
Gundara, G., & Rahman, M. B. N., 2019, Sifat Tarik, Bending Dan Impak
Komposit Serat Sabut Kelapa-Polyester Dengan Variasi Fraksi Volume.
JMPM (Jurnal Material dan Proses Manufaktur), 3(1), 10-19
Khoiruddin, M., Estriyanto, Y., & Harjanto, B., 2013, Studi Perbandingan Panjang
Kritis Pada Beberapa Macam Serat Alam Dengan Metode Pull Out Fiber
Test, Pendidikan Teknik Mesin UNS
Kurniawan, O., Wirawan, W, A., & Zulkarnain, A., 2019, Pengembangan Material
Ringan Serat Gelas Pada Industri Kereta Api, Jurnal Transportasi, 19(3),
187-194
Lokantara, I., P., 2012, Analisis Kekuatan Impact Komposit Polyester-Serat Tapis
Kelapa Dengan Variasi Panjang Dan Fraksi Volume Serat Yang Diberi
Perlakuan NaOH, Dinamika Teknik Mesin, 2(1)
Maryanti, B., Arifin, K., & Saputro, A. N. P., 2019, Karakteristik Kekuatan Impak
Komposit Serabut Kelapa Dengan Variasi Panjang Serat, in Prosiding
SENIATI, 339-343
Mukhammad, A. F., & Setyoko, B., 2014, Studi Kekuatan Tarik Komposit Serat
Rami Acak-Polyester Sebagai Bahan Helm Standar SNI, TRAKSI Vol. 14(2)
Mulyawan, M., Setyowati, E., & Widjaja, A., 2015, Surfaktan Sodium Ligno
Sulfonat (SLS) Dari Debu Sabut Kelapa, Jurnal Teknik ITS, 4(1), F1-F3
Mulyo, B. T., & Yudiono, H., 2018, Analisis Kekuatan Impak Pada Komposit Serat
Daun Nanas Untuk Bahan Dasar Pembuatan Helm SNI, Jurnal Kompetensi
Teknik, Vol. 10(2), 1-8
73
Muhadin, M., & Hasbi, M., 2019, Studi Sifat Mekanis Biokomposit Serat Ijuk dan
Serat Sabut Kelapa Untuk Aplikasi Helm Kendaraan Roda Dua, ENTHALPY,
Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin Vol. 4(2), 75-80
Muryanto., Sudrajad, P., & Prasetyo, A., 2018, Pengembangan Tanaman Rami
(Boehmeria Nivea L. Gaud) Dan Pemanfaatan Limbah Daun Rami Untuk
Penggemukkan Domba Wonosobo, Jurnal Litbang Provinsi Jawa Tengah,
16(2), 201-210
Nopriantina, N., & Astuti., 2013, Pengaruh Ketebalan Serat Pelapah Pisang Kepok
(Musa Paradisiaca) Terhadap Sifat Mekanik Material Komposit Poliesterserat Alam, Jurnal Fisika Unand, Vol. 2(3)
Nuri, S. H., Suwanda, T., & Diharjo, K., 2006, Kajian Komprehensif Pengaruh
Perlakuan Alkali Terhadap Kekuatan Komposit Berpenguat Serat NanasNanasan (Bromeliaceae), Semesta Teknika, 9(2), 199-207
Oroh, J., Sappu, I. F. P., Lumintang, R., 2013, Analisis Sifat Mekanik Material
Komposit Serat Sabut Kelapa, Jurnal Online Poros Teknik, Vol. 1, Hal 1-10
Pasek Nugraha, I., N., 2011, Pengaruh perlakuan kimia serat alam ramie terhadap
kekuatan tarik serat tunggal, Jurnal Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, 8(2)
Pasek Nugraha, I. N., 2015, Pengaruh Perlakuan Alkali Terhadap Kekuatan Tarik
Dan Geser Interfacial Serat Alam Rami-Resin Epoxy, in Proceeding Seminar
Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV), Banjarmasin
Pramono, C., Widodo, S., & Ardiyanto, M. G., 2019, Karakteristik Kekuatan Tarik
Komposit Berpenguat Serat Ampas Tebu Dengan Matriks Epoxy, Journal of
Mechanical Engineering, 3(1), 1-7
Prapanca, I., 2015, Studi Eksperimental Material Termoplastik Alternatif Untuk
Produk Helm Standar, Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Purboputro, P. I., & Hariyanto, A., 2017, Analisis Sifat Tarik dan Impak Komposit
Serat Rami Dengan Perlakuan Alkali Dalam Waktu 2, 4, 6 Dan 8 Jam
Bermatrik Poliester, Media Mesin: Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Vol. 18(2),
64-75
Rahmatulloh, A. G., 2020, Pengaruh Fraksi Volume Komposit Hybrid Dengan
Penguat Serat Rami Dan Serat Karbon Bermatrik Polyester Terhadap
Kekuatan Bending Dan Kekuatan Tarik, JTM. Vol 8(2), 61-66
Rizal, S., Junaidi, A., Gunawan, I., Nasution, J. D., Mataram, A., Ilham, A. B., &
Afriansyah 2020, The Effect Of Post-Curing Temperature On Mechanical
Properties Of Coconut Coir Fiber Reinforced Polyester Composite, In IOP
Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol 909(1), 1-5
74
Sabiun, A., Boimau, K., & Adoe, D. G., 2015, Pengaruh Temperatur Pengovenan
Terhadap Sifat Mekanik Komposit Hibrid Polyester Berpenguat Serat Glass
Dan Serat Daun Gewang, LONTAR Jurnal Teknik Mesin Undana (LJTMU),
2(1), 69-78
Saidah, A., Susilowati, S. E., & Nofendri, Y., 2018, Pengaruh Fraksi Volume Serat
Terhadap Kekuatan Mekanik Komposit Serat Jerami Padi Epoxy Dan Serat
Jerami Padi Resin Yukalac 157, Jurnal Konversi Energi dan Manufaktur
UNJ, 5(2), 96-101
Setyawan, P. D., Sari, N. H., & Putra, D. G. P., 2012, Pengaruh Orientasi Dan Fraksi
Volume Serat Daun Nanas (Ananas Comosus) Terhadap Kekuatan Tarik
Komposit Polyester Tak Jenuh (Up), Dinamika Teknik Mesin, 2(1)
SNI 1811, 2007, Helm Pengendara Kendaraan Bermotor Beroda Dua, Jakarta:
Badan Standarisasi Nasional Indonesia
Subadra, I. N., Nugraha, I. N. P., & Dantes, K. R., 2018, Analisis Kekuatan Impact
Komposit Matrix Polyester Berpenguat Serat Rami Dengan Perlakuan Alkali
0%, 5%, 10%, Dan 15% NaOH Untuk Bodi Kendaraan Ganesha Sakti, Jurnal
Pendidikan Teknik Mesin Undiksha, Vol 6(2), 77-87
Surata, I. W., Dwidiani, N. M., & Alfano, P. O., 2012, Pengaruh Fraksi Volume
Serat Terhadap Sifat Tarik Dan Lentur Komposit Berpenguat Serat Rami
Dengan Matriks Polyester, In Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik
Mesin XI (SNTTM XI) & Thermofluid IV, 1551-1555
Suryono, A. F., Faizal, A., & Hestiawan, H., 2020, Pengaruh Post Curing Treatment
Dan Perendaman Air Laut Pada Komposit Hybrid Kevlar/Karbon, Rekayasa
Mekanika: Mechanical Engineering Scientific Journal, Pure and Inter
Disciplinary, 4(1), 13-17
Sutrisno., 2021, Pengaruh Komposisi Serat Wlingi (Mansaiang) Terhadap Sifat
Kekuatan Tarik, JURNAL PILAR TEKNOLOGI: Jurnal Ilmiah Ilmu Ilmu
Teknik, 6(1), 42-47
Suwanto, B., 2006, Pengaruh temperatur post-curing terhadap kekuatan tarik
komposit epoksi resin yang diperkuat woven serat pisang, E-Jurnal Wahana:
Kumpulan Jurusan Ilmiah Teknik Sipil, 1-31
Syafri, E., Kasim, A., Abral, H., & Asben, A., 2015, Pengaruh Chemical Treatment
Terhadap Sifat Fisik, Kandungan Selulosa Dan Kekuatan Tarik Serat Alam
Rami, Jurnal Teknologi Pertanian Andalas, Vol 19(2), 18-24
Undang-Undang Republik Indonesia, 1992, Tentang Lalu Lintas Angkutan Jalan
No. 14 Tahun 1992 Pasal 23 Tentang Kewajiban Kendaraan Bermotor Pada
Waktu Mengemudikan Kendaraan Bermotor di Jalan
75
Undang-Undang Republik Indonesia, 2009, Tentang Lalu lintas Angkutan Jalan
No. 22 Tahun 2009 Pasal 57 Ayat 2 Tentang Perlengkapan Kendaraaan
Bermotor
Widiarta, I. W., Nugraha, I. N. P., & Dantes, K. R., 2018, Pengaruh Orientasi Serat
Terhadap Sifat Mekanik Komposit Berpenguat Serat Alam Batang Kulit
Waru (Hibiscus Tiliaceust) Dengan Matrik Polyester, Jurnal Pendidikan
Teknik Mesin Undiksha, 6(1), 41-57
Zainuri, A., Sinarep, S., Purwoko, A., & Nurkaliwantoro, N., 2019, Pengaruh Jenis
Anyaman Dan Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Bending Dan Impact
Komposit Serat Rami Dengan Matrik Resin Polyester, Jurnal Ilmiah
MOMENTUM, 15(2)
76
LAMPIRAN
Lampiran 1. Dokumentasi Kegiatan Skripsi
Gambar 1. Mesin Uji Tarik
Gambar 2. Alat Uji Impak
Gambar 3. Cetakan Akrilik
Spesimen Tarik
Gambar 4. Cetakan Akrilik
Spesimen Impak
Gambar 5. Oven
Gambar 6. Termometer Digital
Gambar 7. Alat Press
Gambar 8. Serat Rami
Gambar 9. Resin
Gambar 10. Katalis
Gambar 11. NaOH
Gambar 12. Cairan Aquades
Gambar 13. Gelas Ukur
Gambar 14. Sarung Tangan Karet
Gambar 15. Plastik Astralon
Gambar 16. Gelas Plastik
Gambar 17. Sekrap
Gambar 18. Stik Ice Cream
Gambar 19. Timbangan Digital
Gambar 20. Miror Glass
Gambar 21. Amplas
Gambar 22. Gergaji Besi
Gambar 23. Gunting
Gambar 24. Mesin Amplas
Gambar 25. Perendaman Larutan
5% NaOH
Gambar 26. Pemotongan Serat
Gambar 27. Serat yang Telah
Dipotong
Gambar 28. Pencetakan Komposit
Gambar 29. Komposit Setelah
Dicetak
Gambar 30. Pembentukan Spesimen
Uji Impak
Gambar 31. Pembentukan
Spesimen Uji Tarik
Gambar 32. Pengovenan Spesimen
Gambar 33. Spesimen Uji Tarik
Gambar 34. Spesimen Uji Impak
Gambar 35. Pengujian Tarik
Gambar 36. Pengujian Impak
Gambar 37. Hasil Pengujian Impak
IA
Gambar 38. Hasil Pengujian Impak
IB
Gambar 39. Hasil Pengujian Tarik
TA2
Gambar 40. Hasil Pengujian Tarik
TA2,5
Gambar 41. Hasil Pengujian Tarik
TA3
Gambar 42. Hasil Pengujian Tarik
TB2
Gambar 43. Hasil Pengujian Tarik
TB2,5
Gambar 44. Hasil Pengujian Tarik
TB3
Lampiran 2. Gambar Hasil Pengujian Spesimen
Tabel 1. Hasil Pengujian Tarik
Gambar 1. Grafik Pengujian Tarik
Gambar 2. Grafik Pengujian Tarik
Gambar 3. Grafik Pengujian Tarik
Tabel 2. Hasil Pengujian Ketangguhan Impak
Lampiran 3. Rancangan Anggaran Biaya
Tabel 1. Rancangan Anggaran Biaya
No
Nama Barang
1
Resin Yukalac 157
BQTN-Ex
Jumlah Harga
Jumlah Unit
Harga Satuan
2 kg
54.500/kg
109.000
(Rp)
2
Katalis MEKPO
1 kg
88.000/kg
88.000
3
Cairan Aquades
4 liter
6.500/liter
26.000
4
NaOH
1 kg
14.500/kg
14.500
5
Miror Glass
1 pcs
120.000/pcs
120.000
6
Gelas Plastik
1 pak
10.000/pak
10.000
7
Stik Ice Cream
1 pak
2.500/pak
2.500
8
Gelas Ukur
1 pcs
20.000/pcs
20.000
9
Gergaji Besi
1 pcs
16.000/pcs
16.000
10
Plastik Astralon
1 lembar
20.000/lembar
20.000
11
Sarung Tangan Karet
1 pak
55.000/pak
55.000
12
Serat Rami
1 kg
70.000/kg
70.000
13
Cetakan Tarik
1 pcs
35.000/pcs
35.000
14
Cetakan Impak
1 pcs
100.000/pcs
100.000
15
Pengujian Tarik
24 Spesimen
50.000/spesimen
1.200.000
16
Pengujian Impak
24 Spesimen
40.000/spesimen
960.000
Total
2.846.000
Pembulatan
2.850.000
Terbilang : Dua Juta Delapan Ratus Lima Puluh Ribu Rupiah