analisis sifat mekanis geomembrane hdpe yang telah ... · awal dan 2,60% untuk variasi kombinasi...

i

ANALISIS SIFAT MEKANIS GEOMEMBRANE HDPE

YANG TELAH DIGUNAKAN SEBAGAI RUMAH BIOGAS

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat sarjana S-1 Teknik Mesin

Diajukan oleh:

IGNATIUS RIO CHRISTY BAGASKARA

NIM: 125214077

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2016

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

THE ANALYSIS OF MECHANICAL CHARACTER OF

GEOMEMBRANE HDPE

USED AS BIOGAS HOUSE

THESIS

As Partical fulfillment of the requirements

to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

Proposed by:

IGNATIUS RIO CHRISTY BAGASKARA

NIM: 125214077

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2016


iii


iv


v


vi


vii

INTISARI

Masyarakat pada umumnya menggunakan beton sebagai rumah biogas

(digester) yang relatif mahal serta kurang praktis. Salah satu solusi alternatif

pembuatan rumah biogas yaitu menggantinya dengan polimer plastik yang

disebut geomembrane HDPE. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk 1)

mengetahui penurunan kekuatan mekanis geomembrane HDPE dalam variabel

umur ketika digunakan sebagai digester. 2) Mengetahui dampak dari

biodegradasi, fotodegradasi, dan kombinasi antara biodegradasi dan

fotodegradasi terhadap kekuatan digester geomembrane HDPE.

Pada penelitian ini, geomembrane HDPE diberi perlakuan dijemur, direndam

dan kombinasi antara dijemur dan direndam. Selanjutnya geoembran akan diuji

setiap bulan sekali selama empat bulan dan dibandingkan hasilnya antara

geomembrane HDPE keadaan mula-mula dengan geomembrane HDPE yang

telah diberi perlakuan. Dalam pengujian geomembrane HDPE dipotong dengan

gunting menjadi spesimen-spesimen sesuai aturan JIS 2201 yang telah

dimodifikasi ukurannya.

Dari hasil penelitian dalam rentan waktu empat bulan, Secara garis besar

selama empat bulan penelitian, kekuatan tarik dari geomembrane HDPE tanpa

perlakuan adalah sebesar 26,56 MPa, lalu untuk geomembrane HDPE dengan

perlakuan dijemur adalah sebesar 26,15 MPa, geomembrane HDPE dengan

perlakuan direndam adalah sebesar 25,53 MPa dan untuk geomembrane HDPE

dengan perlakuan kombinasi dijemur dan direndam adalah sebesar 25,87 MPa.

Penurunan yang terjadi adalah sebesar 1,57% untuk variasi dijemur dari kondisi

awal dan 2,60% untuk variasi kombinasi dijemur dan direndam dari kondisi awal.

Dapat disimpulkan geomembrane HDPE aman dan sangat cocok digunakan

sebagai bahan rumah biogas (digester dalam tanah). Dampak dari fotodegradasi

belum tampak dalam rentan waktu empat bulan. Hal ini dibuktikan dengan belum

terjadi perubahan warna pada sampel geomembrane HDPE yang diberi perlakuan

dijemur dan penurunan kekuatan tariknya pun tidak signifikan bahkan hampir

tidak terlihat perbedaannya dari bulan ke bulan. Kekuatan tarik ini hampir tidak

terlihat perbedaannya karena arah aliran dari geomembrane HDPE tersebut

ternyata acak dan menyebabkan data dari penelitian ini menjadi tidak stabil.

Selain itu dampak dari biodegradasi juga dapat menurunkan kekuatan tarik dari

geomembrane HDPE namun dengan catatan jika geomembrane HDPE tersebut

mengalami fotodegradsi terlebih dahulu. Ini dibuktikan dengan data kekuatan

tarik geomembrane HDPE dengan variasi perlakuan kombinasi dijemur dan

direndam dalam rentan waktu empat bulan

Kata kunci: geomembrane HDPE, polimer, biogas, fotodegradasi, biodegradasi


viii

ABSTRACT

People in general used concrete as a house of biogas (digester) which

relatively expensive and impractical. One of the alternatives solutions of biogas

house making was using polymer plastic called as HDPE geomembrane. The

goals of this research were 1) to find out the reduction of mechanical strength of

HDPE geomembrane in age variable when it was used as digester, 2) to find out

the effect of biodegradation, photodegradation, and combination of

biodegradation and photodegradation toward the strength of digester of HDPE

geomembrane.

In this research, the geomembrane was given treatments of drying, soaking,

and combination of drying and soaking. Subsequently, the geomembrane would

be tested monthly for four months and its results were compared between the

initial condition and the condition after the treatments. In the testing, the HDPE

geomembrane was cut using scissors into specimens according to JIS 2201 with

modified size.

From the result of the research for four months, in general, the tensile

strength of geomembrane without treatment was of 26.56 MPa. Then, for

geomembrane with drying treatment was of 26.15 MPa. The geomembrane with

soaking treatment was of 25.53 MPa and for geomembrane with combination

treatment of drying and soaking is of 25.87 MPa. The reduction was of 1.57% for

variation of drying from the initial condition, and 2.60% for variation of

combination between drying and soaking from the initial condition. It could be

concluded that during the four month treatment, the geomembrane was safe to be

used as a house of biogas (underground digester). The effect of photodegradation

had not been seen during for months of treatment. This was proven by the absent

of color change on the sample of HDPE geomembrane with drying treatment and

the reduction of its tensile strength was insignificant, even it was almost invisible

of its difference from month to month. There was almost no difference on the

tensile strength because the stream direction from HDPE geomembrane was in

fact random and caused data from the research was unstable. Beside, the effect

of biodegradation can also reduce the tensile strength of the HDPE

geomembrane, but in condition that the HDPE geomembrane experience

photodegradation first. This was proven by the data of tensile strength of the

HDPE geomembrane with variation of treatments of combination between drying

and soaking for four months.

Key words: hdpe geomembrane, polymer, biogas, photodegradation,

biodegradation


ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

rahmat dan karuniaNya yang diberikan, sehingga penyusunan skripsi dapat

berjalan dengan baik dan lancar.

Atas berkat, bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak, akhirnya

skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Dalam kesempatan ini, dengan segala

kerendahan hati penulis mengucapkan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya

kepada:

1. Sudi Mungkasi, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T, selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma dan Dosen Pembimbing Akademik.

3. Budi Setyahandana, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Skripsi atas

arahan, pengertian, dan motivasi yang diberikan.

4. Dosen Program Studi Teknik Mesin yang telah memberi bekal ilmu

pengetahuan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini.

5. Seluruh Staf Sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi.

6. Martana Dwiyaning Nugroho, selaku laboran laboratorium ilmu logam.

7. Kristianto Budi Pranyoto dan Setya Hety Kurnijati, selaku orang tua dari

penulis yang telah memeberikan dukungan baik moril maupun materi.

8. Yosep Setya Adi Nugroho, Sylvia Julita P, selaku keluarga penulis selama di

Yogyakarta, terima kasih atas dukungan selama penulis berkuliah.

9. Benedicta Kusuma Wardhani yang selalu memotivasi.

10. Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2011 dan angkatan 2012 yang tidak

dapat disebutkan satu persatu.


x

11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan penelitian dan penulisan skripsi

ini jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan masukan, kritik, dan

saran yang membangun dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya.

Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun

pembaca.

Yogyakarta, 20 Juli 2016

Penulis


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................. i

TITLE PAGE ............................................................................................. ii

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................... v

LEMBAR PERYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................... vi

INTISARI ................................................................................................... vii

ABSTRACT ............................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ................................................................................ ix

DAFTAR ISI .............................................................................................. xi

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xv

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 2

1.4 Batasan-batasan Masalah ................................................................ 3


xii

1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ........................ 4

2.1 Dasar Teori ...................................................................................... 4

2.1.1 Biogas ....................................................................................... 4

2.1.2 Biodegradasi dan Fotodegradasi .............................................. 5

2.1.3 Geomembrane .......................................................................... 6

2.1.4 Bahan Polimer .......................................................................... 10

2.1.5 Sifat-Sifat Mekanis Polimer ..................................................... 19

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................... 25

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................... 25

3.2 Alat dan Bahan ............................................................................... 25

3.2.1 Bahan Penelitian....................................................................... 25

3.2.2 Alat Penelitian .......................................................................... 26

3.3 Diagram Alur Penelitian .................................................................. 28

3.4 Prosedur Penelitian .......................................................................... 29

3.4.1 Persiapan Kegiatan ................................................................... 29

3.4.2 Pemasangan Geomembrane HDPE.......................................... 29

3.4.3 Pengambilan Sampel ................................................................ 29

3.4.4 Pengujian Sampel ..................................................................... 30

3.4.5 Pengumpulan Data Sampel dan Pembahasan .......................... 31


xiii

3.4.6 Pembuatan Laporan .................................................................. 31

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .......................... 32

4.1 Hasil Pengujian ................................................................................ 32

4.2 Hasil Pengujian Benda Uji Geomembrane HDPE .......................... 32

4.3 Pembahasan ..................................................................................... 43

BAB V PENUTUP ................................................................................... 56

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 56

5.2 Saran ................................................................................................ 57


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Contoh Polimer Alami ................................................................. 12

Tabel 2.2 Sifat Polietilen Menurut Massa Jenis ................................................ 16

Tabel 4.1 Dimensi, Kekuatan Tarik dan Regangan Geomembrane HDPE

Tanpa Perlakuan dari Bulan ke Bulan ............................................... 34

Table 4.2 Dimensi, Kekuatan Tarik dan Regangan Geomembrane HDPE

dengan Perlakuan Dijemur dari Bulan ke Bulan. .............................. 35


dengan Perlakuan Direndam dari Bulan ke Bulan. ............................ 36


dengan Perlakuan Direndam dan Dijemur dari Bulan ke Bulan ....... 37

Tabel 4.5 Persentase Simpangan Kekuatan Tarik dari Kondisi Awal. ............. 51

Tabel 4.6 Persentase Simpangan Regangan dari Kondisi Awal ....................... 52


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Hasil Pengujian Tarik Geomembrane ..................................... 10

Gambar 2.2 Susunan Rantai Termoset ........................................................ 13

Gambar 2.3 Susunan Rantai Termoplastik................................................. 15

Gambar 2.4 Polimerisasi Etilene ................................................................ 18

Gambar 2.5 Kelakuan tarikan bahan polimer ............................................ 20

Gambar 2.6 Kelakuan Mulur dalam Kurva Tegang-Regangan ................. 20

Gambar 2.7 Alat Uji Tarik ......................................................................... 23

Gambar 2.8 Grafik Hubungan Tegangan dan Regangan .......................... 23

Gambar 3.1 Geomembrane HDPE ............................................................ 25

Gambar 3.2 Limbah Tahu ......................................................................... 26

Gambar 3.3 Alat Potong ............................................................................. 26

Gambar 3.4 Alat Uji Tarik ......................................................................... 27

Gambar 3.5 Digester Mini Ember Plastik .................................................. 27

Gambar 3.6 Digester Mini Kaca ................................................................ 27

Gambar 3.7 Diagram Alir Penelitian ......................................................... 28

Gambar 3.8 Dimensi Spesimen Menurut JIS 2201 .................................... 30

Gambar 3.9 Dimensi Modifikasi ................................................................ 31

Gambar 4.1 Kekuatan Tarik Rata-Rata Geomembrane HDPE

Dengan Variasi Perlakuan Bulan Pertama ............................. 38

Gambar 4.2 Regangan Rata-Rata Geomembrane HDPE

dengan Variasi Perlakuan Bulan Pertama .............................. 38


Dengan Variasi Perlakuan Bulan Kedua ................................ 39


dengan Variasi Perlakuan Bulan Kedua ................................. 39


Dengan Variasi Perlakuan Bulan Ketiga................................ 40


dengan Variasi Perlakuan Bulan Ketiga ................................ 40


Dengan Variasi Perlakuan Bulan Keempat ............................ 41


dengan Variasi Perlakuan Bulan Keempat ............................. 41


xvi

Gambar 4.9 Kekukatan Tarik Rata-Rata Geomembrane HDPE

Setiap Perlakuan dari Bulan ke Bulan .................................... 42


Setiap Perlakuan dari Bulan ke Bulan .................................... 43

Gambar 4.11 Geomembrane HDPE pada Bulan Pertama ........................... 46

Gambar 4.12 Geomembrane HDPE pada Bulan Kedua .............................. 46

Gambar 4.13 Geomembrane HDPE pada Bulan Ketiga .............................. 46

Gambar 4.14 Geomembrane HDPE pada Bulan Keempat .......................... 46









Gambar 4.23 Perbedaan Kontur Permukaan ................................................ 49

Gambar 4.24 Macam-macam Arah Aliran Serat Pada Geomembrane HDPE 50


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia memiliki banyak industri pembuatan tahu. Industri-industri ini

menghasilkan limbah, baik limbah cair maupun limbah padat. Banyak di antara

industri tersebut membuang limbah tanpa diolah terlebih dahulu. Pembuangan

limbah ini cukup mengganggu masyarakat dan lingkungan sekitar. Selain aromanya

yang kurang enak, pembuangan limbah ini juga dapat menjadi tempat munculnya

berbagai bibit penyakit, pengaruh efek rumah kaca, merusak keindahan lingkungan

dan akibat-akibat lainnya. (Coniwanti, 2009)

Limbah tahu berpotensi dijadikan sumber biogas. Melihat dari banyaknya

industri tahu di Indonesia, maka potensi energi yang dibangkitkan cukup besar.

Pada Mei 2010, tercatat jumlah industri tahu di Indonesia mencapai 84.000 unit

usaha, dengan produksi lebih dari 2,56 juta ton per hari. Penyebaran industri tahu,

sekitar 80 % terdapat di pulau Jawa, sehingga limbah yang dihasilkan diperkirakan

80% lebih tinggi dibandingkan industri tahu di luar pulau Jawa (Sadzali, 2010).

Saat ini telah banyak bermunculan gagasan untuk mengolah limbah tahu

menjadi biogas. Dalam pembuatan biogas, masyarakat pada umumnya

menggunakan beton sebagai rumah biogas (digester dalam tanah). Metode ini relatif

mahal serta kurang praktis dalam pengerjaannya. Salah satu solusi alternatif agar

pembuatan rumah biogas menjadi murah, cepat, dan lebih praktis adalah mengganti

dinding beton dengan polimer plastik yang disebut geomembrane HDPE.


2

Pemanfaatan geomembrane HDPE untuk kebutuhan biogas ini belum cukup

maksimal di Indonesia. Secara logika, penggunaan geomembrane HDPE sebagai

rumah biogas lebih menguntungkan daripada beton. geomembrane HDPE dapat

meminimalisir keluarnya gas yang ditampung dalam rumah biogas sehingga gas

yang dihasilkan lebih maksimal. Selain itu pemasangannya lebih praktis dan dari

sisi biaya lebih ekonomis.

Pembuatan rumah biogas dengan geomembrane HDPE ini dilakukan dengan

cara menggali tanah yang akan dijadikan sebagai rumah biogas, lalu melapisinya

dengan geomembrane HDPE tersebut. Setelah itu rumah biogas tersebut ditutup

kembali menggunakan geomembrane HDPE juga. Jadi pembuatan rumah biogas

dengan metode geomembrane HDPE ini lebih praktis dan cepat.

1.2 Rumusan Masalah

Di samping keuntungan yang telah dipaparkan, ada permasalahan yang

muncul terkait penggunaan geomembrane HDPE, yaitu seberapa kuat

geomembrane HDPE ini bertahan digunakan dalam jangka waktu tertentu,

termasuk kerusakan karena radiasi ultraviolet yang pada umumnya menyerang

semua jenis polimer.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah

a. Mengetahui penurunan kekuatan mekanis geomembrane HDPE dalam

variabel umur ketika digunakan sebagai digester dalam tanag.


3

b. Mengetahui dampak dari biodegradasi, fotodegradasi, dan kombinasi antara

biodegradasi dan fotodegradasi terhadap kekuatan digester geomembrane

HDPE.

Data ini akan berguna sebagai pertimbangan para pengusaha tahu untuk

menggunakan geomembrane HDPE sebagai bahan rumah biogas mereka.

1.4 Batasan-batasan Masalah

Batasan-batasan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah sebagai

berikut:

a. Penelitian dilakukan dalam kurun waktu empat bulan.

b. Geomembrane HDPE yang digunakan memiliki ketebalan 1 mm.

c. Penelitian dilakukan dengan membuat digester buatan dengan skala kecil.

d. Menggunakan alat uji tarik untuk mengetahui karakteristik geomembrane

HDPE yang diteliti.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang di peroleh dari penelitian ini adalah

a. Hasil dari penelitian dapat dijadikan artikel ilmiah, yang dapat digunakan

untuk penelitian selanjutnya atau dapat digunakan sebagai pertimbangan

dalam menggunakan geomembrane HDPE.

b. Dapat menambah kasanah ilmu pengetahuan tentang polimer khususnya

geomembrane HDPE untuk ditempatkan di perpustakaan.

c. Mengetahui karakteristik dari geomembrane HDPE setelah diberikan

perlakuan dalam rangkaian penelitian.


4

4

BAB II

DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Biogas

Biogas adalah gas yang dihasilkan dari bahan-bahan organik. Biogas dapat

dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah

industri, komersial, domestik atau pertanian (Coniwanti, 2009). Salah satu cara

pembuatan biogas adalah dengan cara fermentasi limbah basah, di antaranya adalah

limbah tahu. Limbah tahu dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu limbah cair dan

limbah padat. Limbah padat sebagian besar di dapat dari proses penyaringan bubur

kedelai. Pada umumnya limbah padat ini digunakan untuk membuat tempe gembus.

Sedangkan limbah cair di dapat dari proses pencucian kedelai, penyaringan dan

pengepresan/pencetakan tahu. Limbah cair ini mengandung kadar protein yang

tinggi dan dapat segera terurai. Limbah ini sering dibuang secara langsung tanpa

pengolahan terlebih dahulu sehingga menghasilkan bau busuk dan mencemari

lingkungan (Kaswinarni, 2007).

Limbah cair pabrik tahu memiliki kandungan senyawa organik tinggi yang

memiliki potensi untuk menghasilkan biogas melalui proses an-aerobik. Pada

umumnya, biogas mengandung 50-80% metana, CO2, H2S dan sedikit air, yang bisa

dijadikan sebagai pengganti minyak tanah atau LPG. Biogas sebenarnya adalah gas

metana (CH4). Gas metana bersifat tidak berbau, tidak berwarna dan sangat mudah

terbakar. Pada umumnya di alam tidak berbentuk sebagai gas murni namun

campuran gas lain yaitu metana sebesar 65%, karbondioksida 30%, hidrogen


5

disulfida sebanyak 1% dan gas-gas lain dalam jumlah yang sangat kecil. (Oliver,

2010)

2.1.2 Biodegradasi dan Fotodegradasi

Bahan polimer yang dilepaskan ke lingkungan dapat mengalami degradasi

fisik, kimiawi atau kombinasinya karena kemunculan kelembaban, udara,

temperatur, cahaya, radiasi energi yang tinggi atau mikroorganisme. Tingkat

degradasi kimiawi dan fisik adalah lebih tinggi ketika dibandingkan dengan

biodegradasi. Juga, degradasi fisik dan kimiawi memfasilitasi degradasi mikroba

dan mineralisasi lengkap dari polimer terjadi karena biodegradasi yang pada

umumnya merupakan langkah akhir.

Degradasi fisik (foto degradasi) atau degradasi kimia memicu terjadinya

penyisipan hidrofilik pada permukaan polimer, sehingga membuatnya lebih

hidrofilik. Jika permukaan polimer hidrofilik, maka mikroorganisme dapat

menempel pada permukaan polimer sehingga terciptalah biodegradasi.

Mikrooganisme tersebut akan terus tumbuh dengan menggunakan polimer sebagai

sumber karbon. Mikroorganisme anaerobik adalah salah contoh mikroorganisme

yang dapat mendegradasi polimer (Arutchelvi, 2008).

Biodegradasi sangat berhubungan dengan fotodegradasi. Dapat dikatakan

biodegradasi adalah efek lebih lanjut akibat adanya fotodegradasi. Pengertian dari

fotodegradasi itu sendiri adalah penurunan sifat material akibat dari penyerapan

cahaya, jadi memaparkan polimer di tempat terbuka dapat menimbulkan

fotodegradasi akibat dari radiasai sinar ultraviolet. Selain itu limbah tahu yang


6

ditampung di dalam digester berpeluang untuk menyumbang dampak dari

biodegradsi tersebut.

2.1.3 Geomembrane

Geomembrane adalah sebuah lapisan tipis yang terbuat dari lembaran-

lembaran polimer tipis, namun bisa dibuat dari pengisian geotekstil dengan aspal

atau semprotan karet (elastomer) atau geokomposit. Susunan polimer

geomembrane tidak benar-benar tidak dapat ditembus, namun relatif tidak dapat

ditembus ketika dibandingkan dengan geotekstil atau tanah, bahkan untuk tanah

liat. Nilai-nilai permeabilitas geomembrane yang diukur dengan tes transmisi air-

gas ada dalam interval 1 x 10-12 hingga 1 x 10-15 m/s yang adalah tiga hingga enam

tingkat besaran lebih rendah daripada tanah liat, sehingga fungsi utama dari

geomembran adalah sebagai wadah atau penghalang untuk air atau gas.

Banyak geomembran merupakan lembaran tipis dengan bahan polimerik

termoplastik yang fleksibel. Geomembrane yang paling sering digunakan adalah

geomembrane yang terbuat dari High Density Polyethilene (HDPE), Linear Low

Density Polyethilene (LLDPE) dan Polyvinyl Chloride (PVC).

2.1.3.1 Sifat Fisik Geomebrane

Geomembrane memiliki beberapa sifat-sifat fisik, diantaranya adalah sebagai

berikut:

a. Ketebalan

Ketebalan suatu geomembrane tergantung pada tipe geomembrane tersebut.

Ada tiga tipe ketebalan: (1) ketebalan lembaran halus, (2) ketebalan inti dari


7

lembaran bertekstur, dan (3) ketebalan (atau ketinggian) kekasaran lembaran

bertekstur.

b. Lembaran Halus

Penentuan ketebalan dari geomembran halus dilakukan dengan pengukuran

langsung. Pengujian menggunakan mikrometer dengan daerah yang diperluas

dalam satu tekanan khusus yang memberikan hasil dalam nilai yang diinginkan.

ASTM D5199 dan ISO 09863 adalah metode pengukuran yang umumnya

digunakan untuk mengukur ketebalan geomembran. Tekanan yang diberikan oleh

mikrometer dibuat 20 kPa. Sejumlah pengukuran dilakukan dalam lebar roll dan

diperoleh nilai rata-rata. Ketika mengukur ketebalan dari geomembran halus, ada

sedikit ambigu dalam prosedurnya.

Ketika mengukur materia-material dengan penguat bahan kapas atau

membran-membran tua yang telah bergelombang harus dilakukan dengan sangat

hati-hati, khususnya dalam persiapan spesimen pengujian dan dalam aplikasi

tekana. Kondisi-kondisi pengujian dan tekanan yang dipakai harus selalu diberikan

bersama dengan nilai-nilai aktual. Geomembran dengan penguat lembut dibuat dari

berbagai lapisan yang ketika disatukan akan menghasilkan geomembran dengan

ketebalan dari 0,91 hinggal 1,5 mm.

c. Lembaran Bertekstur

Permukaan yang kasar dari satu geomembran yang bertekstur memberikan

hasil dalam peningkatan yang signifikan dalam gesekan permukaan dengan bahan-

bahan yang berdekatan versus geomembrane yang sama dengan permukaan yang

halus. Ketebalan dari lembaran-lembaran bertekstur semacam ini diukur dengan


8

standar ketebalan inti minimum antara puncak-puncak kekasaran. Untuk mengukur

ketebalan inti, direkomendasikan untuk menggunakan satu mikrometer dengan

ujung yang runcing untuk mengukur benang. Dimensi-dimensi dengan ujung

runcing per ASTM D5994 adalah sebuah sudut sebesar 600 dengan ujung ekstrim

pada diameter 0.08. muatan normal pada ujung runcing adalah 0,56 N.

Untuk lembaran bertekstur satu muka, diperlukan hanya satu ujung runcing,

saat lembaran bertekstur dengan dua muka memerlukan satu mikrometer dengan

dua ujung runcing yang saling berhadapan. Dalam satu daerah yang terbatas,

ketebalan inti minimul dalam skala lokal akan diperoleh 10 pengukuran dalam lebar

rol dibawa dan rata-rata ketebalan inti dihitung dan dibandingkan dengan nilai

spesifikasi.

d. Densitas

Densitas dari satu geomembrane tergantung pada dasar material

pembuatanya. Ada perbedaan bahkan dalam polimer generik yang sama. Sebagai

contoh, polyethylene muncul dalam berbagai macam bentuk: kepadatan yang

sangat rendah, kepadatan rendah, kepadatan rendah linier, kepadatan menengah,

dan kepadatan tinggi. Cakupan interval untuk semua polimer geomembran ada

dalam batas umum sebesar 0,85 hingga 1,5 mg/l. Metode-metode pengujian yang

relevan adalah ASTM D792 daerah ISO R1183. Metode pengujian ini didasarkan

pada prinsip dasar Archimedes untuk gravitasi, dimana berat obyek diudara dibagi

dengan beratnya dalam air.

Satu metode yang lebih akurat ditemukan dalam ASTM D1505, “Penentuan

Kepadatan dengan Tabung Kepadatan”. Disini digunakan satu tabung gelas yang


9

berisi cairan dengan berbagai tingkat kepadatan dari kepadatan tinggi di dasar

hingga kepadatan rendah di atas. Sebagai contoh, isopropanol dengan air sering

digunakan untuk mengukur kepadatan yang kurag dari 1,0, sedagkan sodium

bromida dengan air digunaka untuk kepadatan lebih dari 1,0. Dalam pemasangan,

ruang-ruang dengan kepadatan yang diketahui direndam dalam tabung ini untuk

memacu kurva kalibrasi. Sebagian kecil dari spesimen pengujian polimer kemudian

dimasukkan ke dalam tabung. Tingkat keseimbangan dalam tabung digunakan

dengan kurva kalibrasi untuk menemuan kepadatan spesimen. Akurasinya sangat

baik dalam 0,002 mg/l ketika dilakukan dengan sangat hati-hati.

2.1.3.2 Sifat Mekanik Geomembrane

Ada sejumlah pengujian mekanis yang telah dikembangkan untuk

menentukan kekuatan material lembaran polimer. Banyak telah dipakai untuk

digunakan dalam mengevaluasi geomembran salah satunya adalah pengujian tarik.

Banyak pengujian tarik yang dilakukan pada spesimen geomembrane yang

memiliki ukuran cukup kecil dan digunakan secara rutin untuk kontrol kualitas dan

pemastian kualitas dari geomembrane yang dibuat. Prosedur-prosedur pengujian

yang umum digunakan ada dalam ASTM D6693 atau ISO 527-3 dan juga ASTM

D6392, D882, D751, dan D413.

Hasil-hasil untuk beberapa geomembran ini disajikkan dalam Gambar 2.1.

Geomembran CSPE-R tipis yang diperkuat memberikan hasil kekuatan paling besar

tapi gagal ketika seratnya putus. Bagaimanapun juga, responnya tidak menurun

hingga nol karena lapisan-lapisan geomembran dikedua sisi dari lapisan linen masih

tersambung sampai akhirnya kegagalan muncul. Ini adalah biasa untuk


10

geomembran dengan serat. Geomembran HDPE memberikan respon dalam satu

karakteristik dengan menunjukkan hasil yang besar, dengan 10% hingga 15%

untaian, yang sedikit menurun daerah kemudian melebarkan untaian hingga kira-

kira 1000% ketika terjadi kegagalan. Geomembran PVC memberikan respon yang

relatif halus yang secara bertahap meningkat dalam kekuatanya sampai akhirnya

gagal pada sekitar 480% untaian. Geomembran LLDE juga memberikan respon

yang relatif halus, tapi lebih rendah sampai akhirnya gagal pada untaian sebesar

700%.

2.1.4 Bahan Polimer

Polimer adalah molekul besar (makromolekul) yang tersusun dari satuan–

satuan kimia sederhana yang disebut monomer. Polimer memiliki sifat-sifat yang

khas, sebagai contohmya:

a. Mampu cetaknya baik. Pada suhu yang rendah polimer dapat diproses dengan

menggunaka beberapa metode pencetakan seperti penyuntikan, penekanan

Gambar 2.1 Hasil pengujian tarik geomembrane.


11

dan lain-lain, sehingga ongkos pembuatannya lebih rendah disbanding

dengan logam.

b. Produk yang ringan dan kuat dapat dibuat. Berat enis polimer lebih ringan

dari pada logam dan keramik, yaitu sebesar 1,0-1,7 , yang memungkinkan

membentuk barang kuat dan ringan.

c. Baik dalam ketahanan air dan zat kimia. Contoh Politetrafluoroetilen.

d. Umumnya bahan polimer lebih murah.

e. Kurang tahan terhaadap panas.

f. Kekerasan permukaan kurang. Bahan polimer yang keras ada, namun

kekerasannya masih dibawah logam.

g. Kurang tahan terhadap pelarut.

h. Beberapa bahan tahan abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang kecil.

(Surdia, 2005)

Polimer secara umum terbagi menjadi dua macam, yaitu polimer alami dan

polimer sintesis.

2.1.4.1 Polimer Alami

Polimer alami adalah polimer yang secara alami tersedia dialam atau di dalam

tubuh makhluk hidup, sehingga polimer alami tersebut tidak membutuhkan proses

manufaktur untuk memnbuatnya. Tabel 2.1 menunjukkan beberapa macam polimer

yang tersedia dialam.


12

Tabel 2.1 Contoh Polimer Alami

2.1.4.2 Polimer Sintetis

Polimer sintesis adalah polimer yang memerlukan proses manufaktur untuk

membuatnya. Campur tangan manusia dalam proses pembuatannya sangat

diperlukan. Polimer sintetis ini dibedakan menjadi tiga kategori utama berdasarkan

struktur rantai dan sifat-sifatnya, yaitu

1) Thermoset,

2) Thermoplastic, dan

3) Elastomer.

Sifat–sifat polimer tergantung pada struktur geometri dari polimer itu sendiri.

Diantaranya, poliner dengan rantai kimia linear dan polimer dengan rantai

No. Polimer Monomer Polimerisasi Terdapat pada

1. Amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian,akar umbi

2. Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur, kayu, kapas

3. Protein

Asam

amino

Kondensasi

Susu,daging,telur,

wol, sutera

4. Asam

nukleat

Nukleotida Kondensasi Molekul DNA, RNA

5.

Karet

alam

Isoprene Adisi Getah karet alam


13

bercabang. Polimer linear memiliki sifat (makrostruktur) yang cukup teratur

sehingga polimer ini dapat bersifat Kristal (mengalami kristalisasi) atau mengeras

bila dipanaskan, polimer linear biasanya berupa termoplastik. (Hariyana, 2008).

Sedangkan polimer yang memiliki rantai bercabang berupa thermoset.

2.1.4.2.1 Thermoset (Termoset)

Polimer thermoset adalah jenis polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap

panas. Jika polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat

dibentuk ulang kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak

pertama kali (pada saat pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak dapat

disambung atau diperbaiki lagi. Polimer termoset memiliki struktur rantai yang

bercabang. Gambar 2.1 menunjukkan susunan rantai dari polimer termoset.

Gambar 2.2 Susunan rantai termoset.

Termoset mempunyai beberapa sifat yang khas. Sifat-sifat dari polimer

termoset adalah sebagai berikut:

a. Keras dan kaku (tidak fleksibel).

b. Jika dipanaskan akan mengeras.

c. Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang).

d. Tidak dapat larut dalam pelarut apapun.

e. Tahan terhadap asam dan basa.


14

f. Mempunyai ikatan silang antar molekul.

Jenis polimer termoset ini sangat beragam, berikut akan dijelaskan jenis-

jenis dari polimer.

a) Resin Fenol

Fenol-fenol seperti fenol, kreso, ksilenol dikondensasikan dengan

formadehida untuk menghasilkan resin termoset. Resin fenol memiliki beberapa

sifat. Sifat dari resin fenol tersebut adalah:

a. Mudah dibentuk.

b. Unggul dalam sifat isolasi listrik.

c. Relatif tahan panas dan dapat padam sendiri.

d. Umggul dalam ketahanan asam.

e. Kurang tahan terhadap alkali.

f. Ketahanan busur listriknya jelek.

b) Resin Urea

Resin urea adalah resin termoset yamg didapat lewat reaksi urea dan formalin,

dimana urea dan 37% formalin bereaksi dalam alkali netral dan lunak. Resin urea

ini memiliki beberapa sifat, yaitu:

a. Ketahanan air lebih jelek daripada resin fenol.

b. Kestabilan dimensi dan ketahanan penuaan kurang.

Untuk memperbaiki sifat tersebut beberapa bahan diproses menjadi kopolimer

dengan fenol. Adapun penggunaan resin urea tersebut sebagai berikut:

a. Sebagai pelindung cahaya


15

b. Bahan pembuatan soket

c. Alat-alat listrik

d. Kancing

e. Tutup wadah

c) Resin Epoksi

Resin ini mempunyai kegunaan yang luas dalam industri teknik kimia, listril

mekanik dan sipil sebagai perekat, cat pelapis dan benda benda cetakan. Pada saat

ini produknya kebanyakan merupakan kondensat dari bisfenol A dan epikloridin.

2.1.4.2.2 Thermoplastic (Termoplastik)

Polimer termoplastik merupakan polimer yang mempunyai sifat tidak tahan

terhadap panas. Polimer jenis ini jika dipanaskan akan menjadi lunak dan ketika

didinginkan akan menjadi keras. Polimer termoplastik memiliki susunan rantai

yang linear. Gambar 2.4 menyajikkan susunan rantai termoplastik.

Gambar 2.3 Susunan rantai termoplastik.

a. Polimer jenis ini memiliki sifat:

b. Tidak tahan panas

c. Mudah untuk diregangkan

d. Fleksibel

e. Titik leleh rendah

f. Rantai ikatannya linear.

Polimer termoplastik terdiri dari berbagai macam jenis, yaitu:


16

a) Polipropilen

Bahan baku polipropilen didapat dengan menguraikan petroleum (naftan)

dengan cara yang sama seperti pada etilen. Menurut proses yang serupa dengan

metoda tekanan rendah untuk polietilen, mempergunakan katalis Zieger – Natta,

polipropilen dengan keteraturan ruang dapat diperoleh dari propilen.

Sifat – sifat polipropilen serupa dengan sifat – sifat polietilen. Massa jenisnya

rendah (0,90 – 0,92). Titik lunaknya tinggi sekali (176°C, Tm), kekuatan tarik,

kekuatan lentur dan kekakuannya lebih tinggi, tetapi ketahanan impaknya rendah

terutama padasuhu rendah. Sifat tembus cahayanya pada pencetakan lebih baik

daripada polietilen dengan permukaan yang mengkilap, penyusutannya pada

pencetakan kecil.

Polipropilen mempunyai sifat mampu cetak yang baik seperti halnya

polietilen. Seperti telah diutarakan di atas polipropilen mempunyai faktor

penyusutan cetakan yang lebih kecil dibandingkan dengan polietilen yang bermassa

jenis tinggi, pada kondisi optimal dapat diperoleh produk dengan ketelitian

dimensinya baik dan tegangan sisa yang kecil.

Popliropilen banyak diguanakan sebagai bahan dalam produksi peralatan

meja makan, keranjang, peralatan kamar mandi, keperluan rumah tangga, mainan,

peralatan listrik, barang – barang kecil, komponen mobil.

b) Polistiren

Polistiren dibentuk dengan menggunakan cara, monomer stiren dibuat dari

benzene dan etilen dipolimerisasikan oleh panas, cahaya dan katalis. Sifat dari


17

polistiren ini adalah tidak bewarna, massa jenis lebih rendah dari polietilen, sifat

listrik yang baik, kestabilan panas baik, dan ketahanan radiasi baik.

Polimer termoplastik jenis ini biasanya dimanfaatkan sebagai bahan

pembutan radio TV, refrigerator dan peralatan listrik lainnya. Selain itu polimer

jenis ini juga dapat digunakan untuk bahan pembuatan peti kemas dam barang

rumah tangga.

c) Polivinil Klorida

Polivinil Klorida (PVC) dihasilkan dari dua jenis bahan baku utama: minyak

bumi dan garam dapur (NaCl). Minyak bumi diolah melalui proses pemecahan

molekul yang disebut cracking menjadi berbagai macam zat, termasuk etilena (

C2H4 ), sementara garam dapur diolah melalui proses elektrolisa menjadi natrium

hidroksida (NaOH) dan gas klor (Cl2). Etilena kemudian direaksikan dengan gas

klor menghasilkan etilena diklorida (CH2Cl-CH2Cl). Proses cracking/pemecahan

molekul etilena diklorida menghasilkan gas vinil klorida (CHCl=CH2) dan asam

klorida (HCl).

Akhirnya, melalui proses polimerisasi (penggabungan molekul yang

disebut monomer, dalam hal ini vinil klorida) dihasilkan molekul raksasa dengan

rantai panjang (polimer): polivinil klorida (PVC), yang berupa bubuk halus

berwarna putih. Masih diperlukan satu langkah lagi untuk mengubah resin PVC

menjadi berbagai produk akhir yang bermanfaat.

Adapun sifat-sifat dari polivinil klorida tersebut, yaitu baik dalam ketahanan

air, asam, alkali, lalu polivinil klorida tidak bersifat racun, tidak menyala, dan

memiliki isolasi listrik yang baik. Dalam kehidupan sehari-hari polivinil klorida


18

banyak digunakan sebagai pipa air, lapisan kabel listrik, bungkus makanan, botol

detergen, dan sarung tangan tahan air.

d) Polietilen

Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah geomembrane HDPE.

Geomembrane HDPE merupakan salah satu contoh bahan yang termasuk polimer

linear. Lebih spesifik lagi geomembrane HDPE tersebut termasuk kedalam jenis

polyethylene (PE).

Polietilena (PE) juga dikenal sebagai polietene atau poli (metilene), adalah

salah satu jenis polimer termoplastik. Polietilen dibuat dengan cara polimerisasi gas

etilen yang dapat diperoleh dengan memberi hydrogen gas petroleum pada

pemecahan minyak (nafta), gas alam atau asetilen. Polimerisasi etilen ditunjukkan

pada Gambar 2.6.

Gambar 2.4 Polimerisasi etilene.

Polietilen digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu polietilen massa jenis rendah

(LDPE) dengan massa jenis 0,910-0,926; polietilen massa jenis medium (MDPE)

dengan massa jenis 0,926-0,940; dan polietilen massa jenis tinggi (HDPE) dengan

massa jenis 0,941-0,965. (Surdia, 2005).

Berdasarkan massa jenisnya, polietilen memiliki beberapa sifat-sifat mekanis

seperti tersaji dalam Tabel 2.2 (Askeland, 2006). Sifat polietilene cukup

dipengaruhi oleh perubahan massa jenis. Sifat-sifat mekanik dan mampu olahnya


19

berbeda menurut ukuran molekul. Karena berat molekul kecil, kecairannya pada

waktu cair lebih baik, sedangkan ketahanan akan zat pelarut dan kekuatannya

menurun. Umumnya indeks cair (MI) dipergunakan untuk menyatakan berat

molekul.

2.1.4.2.3 Elastomer

Elastomer adalah jenis ketiga dari polimer sintetis yang memiliki sifat seperti

karet. Material ini memiliki keunggulan dapat kembali pada bentuk semula ketika

pembebanan dihilangkan. Elastomer memiliki pertambahan panjang setidaknya

200% pada pengujian tarik dan akan kembali lagi pada bentuk semula ketika

pembebanan dihilangkan. Dalam pengertian lain elastomer adalah bahan polimer

yang memiliki skala pertambahan panjang lebih dari 100% dan kemampuan untuk

memulihkan dari defleksi plastis (Budinski, 1996).

Berbagai macam elastomer ada dilingkungan sekitar kita, sebgaia contoh

adalah:

a. Karet alam,

b. Karet polisulfida dan,

c. Karet uretan.

2.1.5 Sifat-Sifat Mekanis Polimer

Seperti halnya logam, bahan polimer juga memiliki sifat-sifat mekanik. Sifat

mekanik bahan polimertergantung pada viskoelastiknya. Sifat-sifat viskoelastik

pada dasarnya berhubungan dengan faktor elastic dan faktor viskositasnya. Berikut

akan dijelaskan tentang berbagai macam sifat mekanis dari bahan polimer.

a) Kekuatan Tarik


20

Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan. Hubungan tegangan

dan regangan pada tarikan memberikan nilai yang cukup berubah tergantung pada

laju tegangan, temperature, lembaban dan sebagainya. Gambar 2.7 menunjukkan.

Kelakuan tarikan dari bahan polimer dalam bentuk kurva tegangan-regangan

menurut kekhasannya lunak atau besar, lemah atau kuat, dan getas atau liat.

Dilihat dari kelakuan ulurnya ada tiga jenis kurva tegangan-regangan seperti

yang ditunjukkan Gambar 2.8.

.

Gambar 2.5. Kelakuan tarikan bahan

Polimer.

Gambar 2.6 Kelakuan mulur dalam kurva

tegangan-regangan.


2116

21

Jenis/

Parameter sifat Kekuatan Tarik (psi) Perpanjangan (%)

Modulus Elastisitas

(psi)

Densitas

(gr/cm3)

Kekuatan

Impak (Izod

ditakik) (ft lb/in)

Massa Jenis Rendah

(LDPE) 3000 800 40000 0.92 9

Massa Jenis Tinggi

(HDPE) 5500 130 180000 0.96 4

Ultrahigh

Molecular Weight 7000 350 100000 0.934 30

Tabel 2.2. Sifat polietilen menurut massa jenis


22

Bahan-bahan yang termasuk kelompok (a) adalah fenol, urea, melamin,

polyester tak jenuh, dan resin stiren yang bersifat jenuh. Selanjutnya bahan-bahan

yang ternasuk dalam kelompok (c) adalah polietilen, polipropilen, poliasetal, dan

lainnya yang terdiri dari molekul rantai. Kelompok (b) berada diantara kelompok

(a) dan (c), bahan-bahan yang termasuk kelompok ini adalah resin ABS, asetat,

resin fluoro dan sebagainya. Kelakuan bahan-bahan yang ditunjukkan kurva

tersebut berlaku pada temperature kamar (200C). Kelakuan tersebut akan berubah

banyak apabila temperature berubah.

b) Kekuatan impak

Kekuatan impak adalah suatu kriteria penting untuk mengetahui kegetasan

bahan polimer. Pengujian impak Charphy, dan Izod dalam hal ini umum dipakai.

Untuk melihat pengaruh takikan ada cara pengujian dengan takikan pada batang uji.

Umumnya kekuatan impak bahan polimer lebih kecil dari pada kekuatan

impak logam. Jika ikayan antar molekul kuat, atau berat molekul besar, kekuatan

impak biasanya besar. Namun tidak seperti itu yang terjadi pada bahan

sesungguhnya. Sebagai contoh, polietilen, yang berkristal dan mempunyai tarik

menarik lemah antar molekulnya tidak patah pada pengujian impak, hanya sekedar

bengkok. Oleh karena itu perlu memilih cara pengujian yang tepat agar memenuhi

maksud pengujian yang diharapkan.

2.1.5 Alat Uji Tarik

Pengujian tarik adalah salah satu pengujian mekanik yang paling terkenal

sangat sederhana tidak mahal dan sudah mendapatkan standarisasi di seluruh dunia,

misalnya di Amerika dengan ASTEMED dan Jepang dengan JIS. Besaran-besaran


23

atau data yang di dapatkan dari pengujian ini adalah modulus elastisitas, kekuatan

tarik, kekuatan mulur, kekuatan patah, ketangguhan, dan renggangan. Gambar dari

mesin uji Tarik tersebut tersaji dalam Gambar 2.9. Dari pengujiaan ini di dapat

suatu kurva hubungan beban tarik (F), terhadap perpanjangan specimen (∆L) seperti

yang di sajikan dalam Gambar 2.10.

c z9

Gambar 2.7 Alat uji tarik.

Gambar 2.8 Grafik hubungan tegangan dan

regangan.


24

2.2 Tinjauan Pustaka

Menurut Rusdi Rafli (2008), umumnya polietilena bersifat resisten terhadap

zat kimia. Pada suhu kamar polietilena tidak larut dalam pelarut organik dan

anorganik. Polietilena dapat teroksidasi di udara pada temperatur tinggi dengan

sinar ultra violet. HDPE memiliki kecendrungan tidak tahan terhadap perubahan

cahaya sehingga mudah berubah warna oleh pengaruh cahaya matahari.

Menurut Vicky Fadliansah Sihombing dkk, pemaparan produk komposit

plastik terhadap sinar matahari dalam jangka waktu yang lama akan menyebabkan

degradasi komponen kayu dan plastik. Secara khusus, radiasi UV bertanggung

jawab dalam proses fotodegradasi yang umumnya menghasilkan putusnya rantai

polimer dan menghasilkan kerusakan sifat fisik, perubahan warna atau kerusakan

pada bagian permukaan.

Menurut Fady Mohamed Badran Mohamed Abdelaal, Efek penuaan pada

kekuatan luluh dan regangan terbatas. Ada peningkatan kekuatan luluh pada waktu

awal karena penuaan fisik geomembrane HDPE dan kemudian stabil selama sisa

waktu seperti yang dilaporkan dalam penelitian sebelumnya (misalnya , Rowe et al

2008; . Rowe et al 2009; . Rowe et al . 2010a).

Menurut J Arutchelvi, M Sudhakar dkk, bahan-bahan polimer yang

dilepaskan ke lingkungan dapat menjalani degrdasi fisik, kimiawi, dan biologis atau

kombinasinya karena kemunculan kelembaban, udara, temperatur, cahaya (foto

degradasi), radiasi energi yang tinggi (UV, radiasi ) atau mikroorganisme (bakteri

atau jamur). Tingkat degradasi kimiawi dan fisik adalah lebih tinggi ketika

dibandingkan dengan biodegradasi.


25

25

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Waktu penelitian ini direncanakan selama lima bulan yang dimulai dari

Februari sampai dengan Juli 2016. Tempat dilaksanakannya penelitian adalah di Jl.

Kemiri II no 731, Salatiga, Jawa Tengah dimana digester biogas berada. Untuk

pengujian tarik akan dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam pada Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1) Geomembrane HDPE

Dalam penelitian ini digunakan geomembrane HDPE dengan ketebalan satu

millimeter. geomembrane HDPE ini sangat mudah ditemukan di pasaran. Gambar

3.1 memperlihatkan geomembrane HDPE.

Gambar 3.1 Geomembrane HDPE tebal 1mm.


26

2) Limbah Tahu

Limbah tahu digunakan sebagai sumber biogas dalam penelitian ini.

Limbah tahu diambil dari pabrik tahu yang berada di Salatiga. Limbah tahu tersebut

dimasukkan ke dalam digester yang telah dibuat. Limbah tahu yang dimaksud

tersaji dalam Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Limbah tahu.

3.2.2 Alat Penelitian

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

1) Alat Potong geomembrane HDPE

Alat potong yang digunakan adalah cutter. Gambar 3.3 meperlihatkan alat

potong geomembrane HDPE tersebut..

Gambar 3.3 Alat potong.


27

2) Alat Uji Tarik

Alat uji Tarik yang digunakan adalah Alat Uji Tarik yang berada pada lab

logam Universitas Sanata Dharma. Gambar 3.4 menunjukkan gambar dari alat uji

Tarik tersebut. Seri dari alat uji Tarik tersebut adalah GOTECH KT-7010A2

TAIWAN,R.O.C.

3) Digester Mini

Terdapat dua digester mini yang digunakan dalam penelitian ini. Digester

terbuat dari ember plastik dan kaca. Gambar 3.5 dan Gambar 3.6 menyajikkan

gambar dari kedua digester mini tersebut.

Gambar 3.4 Alat uji tarik.

Gambar 3.5 Digester mini ember

plastik.

Gambar 3.6 Digester mini kaca.


28

3.3 Diagram Alur Penelitian

Berikut ini merupakan diagram alir penelitian seperti pada Gambar 3.5

Gambar 3.7 Diagram alir penelitian

PERSIAPAN

KEGIATAN

PEMASANGAN

GEOMEMBRANE

HDPE

PEMBUATAN LAPORAN

PENGUMPULAN

DATA SAMPEL

PEMBAHASAN

PENGUJIAN

SAMPEL

GEOMEMBRANE

HDPE TERPAPAR

SINAR MATAHARI

TIDAK

TERENDAM

LIMBAH

GEOMEMBRANE

HDPE

TERPAPAR

SINAR

MATAHARI

TERENDAM

LIMBAH

GEOMEMBRANE

HDPE TIDAK

TERPAPAR

SINAR

MATAHARI

TERENDAM

LIMBAH

PENGAMBILAN

SAMPEL


29

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1 Persiapan Kegiatan

Pada tahap persiapan kegiatan, langkah pertama adalah pengumpulan alat dan

bahan yang akan digunakan pada penelitian ini, serta melakukan survei tempat

penyedia limbah tahu yang akan digunakan dalam penelitian. Pada tahap persiapan

ini polymer (geomembrane HDPE) yang berukuran 100 m2 akan dipotong sesuai

kebutuhan penelitian. Penggunaan geomembrane HDPE sebagai rumah biogas

dibagi dalam tiga kelompok, yaitu kelompok yang terpapar sinar matahari tidak

terendam limbah, terpapar sinar matahari terendam limbah dan kelompok yang

tidak terpapar sinar matahari terendam limbah.

3.4.2 Pemasangan Geomembrane HDPE

Pemasangan geomembrane HDPE dibedakan menjadi tiga kelompok dalam

penelitian yang akan dilaksanakan. Penelitian pertama geomembrane HDPE

diletakkan di ruang terbuka dimana paparan sinar matahari sangat kuat namun tidak

di rendam dalam limbah. Pada penelitian kedua geomembrane HDPE diletakkan di

bejana tertutup (ember) yang berisi limbah dan di simpan ditempat yang teduh agar

tidak terpapar sinar matahri. Pada penelitian ketiga geomombran diletakkan di

bejana tertutup terbuat dari kaca yang berisi limbah dan di letakan di ruang terbuka

agar geomembrane HDPE juga terpapar sinar matahari. Ketiga kelompok

geomembrane HDPE dibiarkan di tempat tersebut hingga lima bulan.

3.4.3 Pengambilan Sampel

Dalam kurun waktu empat bulan tersebut, setiap satu bulan akan diambil tiga

sampel geomembrane HDPE dari masing-masing kelompok untuk diuji kekuatan


30

tariknya. Dengan demikian, 60 sampel geomembrane HDPE tersebut akan selesai

diuji pada bulan keempat.

3.4.4 Pengujian Sampel

Sampel yang diambil setiap dua minggu sekali dalam kurun waktu empat

bulan akan diuji di laboratorium dengan menggunakan mesin uji tarik. Pengujian

ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan tarik geomembrane HDPE setelah

digunakan sebagai rumah biogas. Pengujian menggunakan Alat Uji Tarik dan

dilakukan di Laboratorium Ilmu Logam Universitas Sanata Dharma. Sebelum diuji,

sampel perlu dibuat dalam ukuran dan bentuk tertentu, dengan mengikuti standard

JIS 2201. Gambar 3.6 menyajikkan dimensi sampel sesuai dengan standard JIS

2201. Alat Uji Tarik dengan seri GOTECH KT-7010A2 TAIWAN,R.O.C pada

laboratorium Universitas Sanata Dharma memiliki keterbatasan skala, sehingga

tidak memungkinkan untuk melakukan pengetesan dengan ukuran sampel sesuai

JIS 2201, untuk itu ukuran sampel JIS 2201 perlu dimodifikasi. Gambar 3.7

menyajikkan dimensi sampel yang telah di modifikasi.

Gambar 3.8 Dimensi spesimen menurut JIS 2201


31

Berikut adalah langkah-langkah dalam pengujian tarik:

1. Benda uji dibentuk sesuai standar JIS 2201 yang telah di modifikasi.

2. Benda uji ditarik menggunakan alat uji tarik dengan seri GOTECH KT-

7010A2 TAIWAN,R.O.C.

3. Setelah data beban dan pertambahan panjang didapat, maka kekuatan tarik

dan regangan dari setiap spesimen dapat dihitung.

3.4.5 Pengumpulan Data Sampel dan Pembahasan

Data yang diperoleh dari pengujian sampel berupa kekuatan tarik dan

regangan. Data-data ini kemudian diolah dalam tabel dan grafik, untuk kemudian

dilakukan analisis. Berdasarkan ketersediaan data ini, diharapkan dapat diambil

simpulan karakteristik kekuatan/keawetan geomembrane HDPE, mulai dari

keadaan awal sampai kondisi akhir (empat bulan).

3.4.6 Pembuatan Laporan

Setelah serangkaian penelitian ini berakhir, data-data yang didapat akan

dikemas kembali untuk disajikan dalam sebuah laporan. Laporan tersebut akan

digunakan untuk memenuhi sebagai persyaratan mencapai derajat sarjana S-1

Teknik Mesin.

Gambar 3.9 Dimensi modifikasi

20


32

32

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian

Hasil pengujian tarik yang dilakukan terhadap benda uji geomembrane HDPE

berupa grafik hubungan beban - pertambahan panjang. Data-data beban dan

pertambahan panjang diolah untuk mencari nilai tegangan dan regangannya,

selanjutnya dibuat grafik tegangan - regangan.

4.2 Hasil Pengujian Benda Uji Geomembrane HDPE

Pengujian tarik pada benda uji geomembrane HDPE dilakukan pada

spesimen geomembrane HDPE dengan variasi perlakuan direndam, dijemur, dan

kombinasi rendam jemur serta geomembrane HDPE yang disimpan pada suhu

kamar. Data yang diperoleh dalam pengujian ini berupa print out grafik hubungan

antara beban - pertambahan panjang. Dari data tersebut dapat dicari berapa nilai

tegangan dan regangan masing-masing benda uji pada setiap variasi perlakuan.

Setelah melakukan pengujian tarik didapat data beban maksimal dan pertambahan

panjang, maka kekuatan tarik dari setiap spesimen dapat dihitung menggunakan

rumus:

A

P ,

dengan P adalah beban (kg) dan A adalah luas penampang (mm2)

2mm 20

kg 8,58 2mm

kg94,2 MPa 83,28


33

Nilai regangan juga dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

%100Lo

L

,

%1005

72,46 %934

Data hasil pengujian tarik geomembrane HDPE tiap perlakuan variasi

disajikan dalam Tabel 4.1-4.4.


34

34

Tabel 4.1 Dimensi, kekuatan tarik dan regangan geomsembrane HDPE tanpa perlakuan dari bulan ke bulan.

Waktu No

Sampel l (mm) t (mm)

A

(mm2)

Beban

(kg)

Kekuatan

Tarik

(kg/mm2)

Kekuatan

Tarik

(MPa)

L

(mm)

Lo

(mm) L (mm)

Bulan 1 1 20 1 20 58.8 2.94 28.83 46.72 5 51.72 934

2 20 1 20 50.5 2.53 24.76 43.69 5 48.69 874

Bulan 2

1 20 1 20 49.2 2.46 24.12 48.99 5 53.99 980

2 20 1 20 57.9 2.9 28.39 48.48 5 53.48 970

3 20 1 20 53.1 2.66 26.04 53.03 5 58.03 1061

Bulan 3 1 20 1 20 53.5 2.68 26.23 49.24 5 54.24 985

2 20 1 20 53.8 2.69 26.38 54.29 5 59.29 1086

Bulan 4 1 20 1 20 60 3.00 29.42 43.94 5 48.94 879

2 20 1 20 50 2.50 24.52 43.43 5 48.43 869


35

35

Tabel 4.2 Dimensi, kekuatan tarik dan regangan geomembrane HDPE dengan perlakuan dijemur dari bulan ke bulan.

Waktu No


A

(mm2)

Beban

(kg)

Kekuatan

Tarik

(kg/mm2)

Kekuatan

Tarik

(Mpa)

L

(mm)

Lo

(mm) L (mm)

Bulan 1

1 20 1 20 53.9 2.7 26.43 38.13 5 43.13 763

2 20 1 20 57.6 2.88 28.24 44.44 5 49.44 889

3 20 1 20 49.1 2.46 24.08 42.17 5 47.17 843

4 20 1 20 61 3.05 29.91 44.44 5 49.44 889

5 20 1 20 49.6 2.48 24.32 46.72 5 51.72 934

6 20 1 20 51 2.55 25.01 47.73 5 52.73 955

Bulan 2

1 20 1 20 51.1 2.56 25.06 43.94 5 48.94 879

2 20 1 20 56.3 2.82 27.61 60.86 5 65.86 1217

3 20 1 20 42.8 2.14 20.99 37.63 5 42.63 753

4 20 1 20 57.6 2.88 28.24 32.83 5 37.83 657

5 20 1 20 49.7 2.49 24.37 43.69 5 48.69 874

6 20 1 20 55.4 2.77 27.16 34.85 5 39.85 697

Bulan 3

1 20 1 20 47 2.35 23.05 63.13 5 68.13 1263

2 20 1 20 59.2 2.96 29.03 42.93 5 47.93 859

3 20 1 20 47.4 2.37 23.24 31.82 5 36.82 636

4 20 1 20 50.8 2.54 24.91 38.13 5 43.13 763

5 20 1 20 56.6 2.83 27.75 44.44 5 49.44 889

Bulan 4

1 20 1 20 57 2.87 28.10 47.22 5 52.22 944

2 20 1 20 52.7 2.64 25.84 49.49 5 54.49 990

3 20 1 20 52.7 2.64 25.84 44.70 5 49.70 894


36

36

Tabel 4.3 Dimensi, kekuatan tarik dan regangan geomembrane HDPE dengan perlakuan direndam dari bulan ke bulan.

Waktu No


A

(mm2)

Beban

(kg)

Kekuatan

Tarik

(kg/mm2)

Kekuatan

Tarik

(Mpa)

L

(mm)

Lo

(mm) L (mm)

Bulan 1 1 20 1 20 52.9 2.65 25.94 42.42 5 47.42 848

2 20 1 20 49.2 2.46 24.12 38.38 5 43.38 768

Bulan 2 1 20 1 20 55.0 2.75 26.97 41.16 5 46.16 823

2 20 1 20 52.2 2.61 25.6 35.1 5 40.1 702

Bulan 3 1 20 1 20 45.9 2.3 22.51 37.37 5 42.37 747

2 20 1 20 57.0 2.85 27.95 41.67 5 46.67 833

Bulan 4

1 20 1 20 49 2.45 24.03 38.89 5 43.89 778

2 20 1 20 57.3 2.87 28.10 41.41 5 46.41 828

3 20 1 20 50.3 2.52 24.66 40.91 5 45.91 818


37

37

Tabel 4.4 Dimensi, kekuatan tarik dan regangan geomembrane HDPE dengan perlakuan direndam dan dijemur dari bulan ke bulan.

Waktu No


A

(mm2)

Beban

(kg)

Kekuatan

Tarik

(kg/mm2)

Kekuatan

Tarik

(Mpa)

L

(mm)

Lo

(mm) L (mm)

Bulan 1

1 20 1 20 60.9 3.05 29.86 46.21 5 51.21 924

2 20 1 20 45.9 2.3 22.51 38.13 5 43.13 763

3 20 1 20 53.2 2.66 26.09 45.96 5 50.96 919

Bulan 2 1 20 1 20 48.4 2.42 23.73 37.12 5 42.12 742

2 20 1 20 56.7 2.84 27.8 31.82 5 36.82 636

Bulan 3

1 20 1 20 56.1 2.81 27.51 34.09 5 39.09 682

2 20 1 20 44.1 2.21 21.62 60.61 5 65.61 1212

3 20 1 20 46.3 2.32 22.7 38.38 5 43.38 768

Bulan 4 1 20 1 20 55.7 2.79 27.31 41.67 5 46.67 833

2 20 1 20 57.0 2.85 27.95 42.42 5 47.42 848


38

26.80 26.3325.03

26.15

0

5

10

15

20

25

30

Tanpa perlakuan Jemur Rendam Rendam dan Jemur

Kek

uat

an T

arik

(M

pa)

Grafik kekuatan tarik rata-rata dan regangan rata-rata geomembrane

HDPE dengan setiap variasi perlakuan perlakuan pada bulan pertama tersaji

dalam Gambar 4.1 dan Gambar 4.2.

Gambar 4.1 Kekuatan tarik rata-rata geomembrane hdpe dengan variasi

perlakuan bulan pertama.

Gambar 4.2 Regangan rata-rata geomembrane hdpe dengan variasi

perlakuan bulan pertama.

904 879

808869

0

200

400

600

800

1000


Reg

anga

n (

%)


39


HDPE dengan variasi perlakuan pada bulan kedua tersaji dalam Gambar 4.3 dan

Gambar 4.4.


perlakuan bulan kedua.


perlakuan bulan kedua.

26.18 25.57 26.28 25.77

0

5

10

15

20

25

30


Kek

uat

an T

arik

(M

pa)

972

846

763689

0

200

400

600

800

1000


Reg

anga

n (

%)


40


HDPE dengan variasi perlakuan pada bulan ketiga tersaji dalam Gambar 4.5 dan

Gambar 4.6.


perlakuan bulan ketiga.


perlakuan bulan ketiga.

26.31 25.7224.34 23.94

0

5

10

15

20

25

30


Kek

uat

an T

arik

(M

pa)

1035

872

732

887

0

200

400

600

800

1000

1200


Reg

angan

(%

)


41

Grafik kekuatan tarik rata-rata dan regangan rata-rata geomembrane HDPE

dengan variasi perlakuan pada bulan keempat tersaji dalam Gambar 4.7 dan

Gambar 4.8.


perlakuan bulan keempat.

Gambar 4.8 Regangan rata-rata geomembrane hdpe dengan variasi perlakuan

bulan keempat.

26.97 26.9725.60

27.63

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00


Kek

uat

an T

arik

(M

pa)

874

943

808838

0

200

400

600

800

1000


Reg

angan

(%

)


42

Gambar 4.9 Kekuatan tarik rata-rata geomembrane hdpe setiap perlakuan dari bulan

ke bulan.

Grafik perbandingan kekuatan tarik rata-rata dan regangan rata-rata dari

benda uji geomembrane HDPE tanpa perlakuan dengan benda uji geomembrane

HDPE yang di beri variasi perlakuan di jemur, di rendam, serta kombinasi dari di

rendam dan di jemur tersaji dalam Gambar 4.7 dan Gambar 4.8.

26.8026.18 26.31 26.97

26.33 25.57 25.72

26.97

25.0326.28

25.23 25.60

26.15 25.77

23.9427.63

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4

Kek

uat

an T

arik

(M

pa)

Waktu

Tanpa Perlakuan

Jemur

Rendam

Rendam dan Jemur


43

Gambar 4.10 Regangan rata-rata geomembrane hdpe setiap perlakuan dari bulan

ke bulan.

4.3 Pembahasan

Dari Gambar 4.1 kekuatan tarik rata-rata dari setiap variasi perlakuan

geomembrane HDPE dalam bulan pertama relatif sama. Kekuatan tarik rata-rata

terbesar pada geomembrane HDPE tanpa perlakuan sebesar 26,8 MPa. Pada

geomembrane HDPE dengan perlakuan di rendam memiliki kekuatan tarik rata-rata

yang terendah sebesar 25,03 MPa.

Dari Gambar 4.2 presentase regangan rata-rata dari setiap variasi perlakuan

geomembrane HDPE dalam bulan pertama pun relatif sama juga. Akibat dari

fotodegradasi dan biodegradasi pada bulan pertama belum terlalu kelihatan

perubahannya.

Dari Gambar 4.3 kekuatan tarik rata-rata pada bulan kedua akibat dari

fotodegradasi dan biodegradasi mulai tampak walaupun hanya memberikan

904

972

1035

874

879

846872

943

808763

790 808

869

689

887838

0

200

400

600

800

1000

1200

Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4

Reg

angan

(%

)

Waktu

Tanpa Perlakuan

Jemur

Rendam

Rendam Jemur


44

perubahan yang kecil. Dalam hal ini geomembrane HDPE yang terkena dampak

fotodegradasi adalah geomembrane HDPE yang diberi perlakuan di jemur.

Geomembrane HDPE yang terkena dampak biodegradasi adala Geomembrane

HDPE yang diberi perlakuan kombinasi antara direndam dan dijemur.

Dari Gambar 4.4 terlihat persentase regangan rata-rata dari setiap perlakuan

geomembrane HDPE pada bulan kedua berbeda-beda. Variasi perlakuan kombinasi

dijemur dan direndam memiliki persentase regangan rata-rata terendah sebesar

689%. Pada bulan kedua ini mulai terlihat perbedaannya pada variabel regangan

rata-rata.

Dari Gambar 4.5 kekuatan tarik rata-rata geomembrane HDPE pada bulan

ketiga semakin nampak perbedaannya dari setiap variasi perlakuannya. Kekuatan

tarik rata-rata terendah terdapat pada variasi perlakuan kombinasi direndam dan

dijemur sebesar 23,94 MPa.

Dari Gambar 4.6 persentase regangan rata-rata geomembrane HDPE dengan

variasi perlakuan direndam memiliki nilai terendah sebesar 732%.

Dari Gambar 4.7 geomembrane HDPE dengan perlakuan direndam memiliki

kekuatan tarik rata-rata terendah, yaitu sebesar 25,60 MPa.

Dari Gambar 4.8 presentase regangan rata-rata dengan variasi perlakuan

direndam memiliki nilai terendah juga pada bulan keempat, yaitu sebesar 808%.

Dari Gambar 4.9 kekuatan tarik rata-rata terbesar pada geomembrane HDPE

variasi tanpa perlakuan selama rentang waktu penelitian empat bulan adalah sebesar

28,20 MPa, lalu untuk geomembrane HDPE dengan variasi dijemur memiliki

kekuatan tarik rata-rata terbesar sebesar 26,97 Mpa. Dan pada geomembrane HDPE


45

dengan variasi perlakuan direndam melikiki kekuatan tarik rata-rata terbesar

sebesar 26,28 MPa, pada variasi perlakuan yang terakhir yaitu kombinasi dijemur

dan direndam memiliki kekuatan tarik rata-rata terbesar sebesar 27,63 MPa.

Dalam rentan waktu empat bulan kekuatan tarik rata-rata geomembrane

HDPE setiap variasi perlakuan mengalami perubahan walaupun belum terlalu

signifikan. Geomembrane HDPE dengan variasi tanpa perlakuan (disimpan di suhu

ruangan) memiliki kekuatan tarik rata-rata yang relatif konstan sebesar 26 MPa,

sehingga menyimpan geomembrane HDPE pada suhu ruangan tidak memberikan

efek sama sekali terhadap kekuatan tarik rata-ratanya. Dengan kata lain tidak

memerlukan tempat khusus untuk menyimpan geomembrane HDPE agar kekuatan

tarik rata-ratanya konstan.

Pada variasi perlakuan direndam, grafik kekuatan tarik rata-rata mengalami

peningkatan pada bulan kedua dan pada bulan ketiga baru mengalami perubahan,

namun perubahannya tersebut tidak terlalu signifikan, sehingga nilai dari kekuatan

tarik rata-rata untuk variasi perlakuan direndam hampir sama dengan nilai kekuatan

tarik rata-rata pada geomembrane HDPE tanpa perlakuan. Dari data ini dapat

disimpulkan bahwa dengan melakukan perendaman terhadap geomembrane HDPE

tidak memberikan efek yang terlalu signifikan, karena nilai kekuatan tarik rata-rata

hanya sekitar 25 MPa setiap bulannya. Kodisi fisik dari geomembrane HDPE dalam

variasi perlakuan dari bukan ke bulan tidak mengalami perubahan sama sekali

dengan warna dan bentuknya. Gambar 4.11 – Gambar 4.14 menyajikan kondisi

fisik geomembrane HDPE dari bulan ke bulan pada variasi perlakuan direndam.


46

Gambar 4.11 Geomembrane hdpe

pada bulan pertama.


pada bulan kedua.


pada bulan ketiga.


pada bulan keempat.

Pada variasi perlakuan dijemur kekuatan tarik rata-rata geomembrane HDPE

mengalami perubahan pada bulan kedua dari 26,33 MPa pada bulan pertama

menjadi 25,57 MPa. Pada bulan ketiga kekuatan tarik rata-ratanya relatif konstan

yaitu sebesar 25,72 MPa. Perubahan kekuatan tarik rata-rata ini disebabkan oleh

adanya proses fotodegradasi yang disebabkan oleh sinar matahari. Dengan

seiringnya perubahan kekuatan tarik rata-rata, kondisi fisik dari geomembrane

HDPE tidak mengalami perubahan bentuk dan perubahan warna selama penelitian

ini dilakukan. Gambar 4.15 – Gambar 4.18 menyajikkan kondisi fisik

geomembrane HDPE dari bulan ke bulan pada variasi perlakuan dijemur.


47

Gambar 4.15 Geomembrane HDPE

pada Bulan Pertama.


pada Bulan Kedua.


pada Bulan Ketiga.


pada Bulan Keempat.

Geomembrane HDPE dengan variasi perlakuan kombinasi direndam dan

dijemur dalam rentan waktu empat bulan kekuatan tarik rata-ratanya mengalami

perubahan namun belum terlalu signifikan. Terlihat pada bulan ketiga kekuatan

tarik rata-ratanya menjadi 23,94 MPa yang awalnya sebesar 26,15 MPa pada bulan

pertama. Dalam kasus ini proses fotodegradasi dan biodegradasi terjadi.

Fotodegradasi tersebut disebabkan oleh adanya pengaruh sinar matahari. Dan

biodegradasi ini merupakan efek dari adanya fotodegradasi. Kondisi fisik

geomembrane HDPE pun juga tidak mengalami perubahan warna dan bentuk dari

bulan ke bulan dalam variasi perlakuan ini. Gambar 4.19 – Gambar 4.22

menyajikkan kondisi fisik geomembrane HDPE dari bulan ke bulan pada variasi

perlakuan kombinasi direndam dan dijemur.


48


bulan pertama.


bulan kedua.


bulan ketiga.


bulan keempat.

Secara kasat mata kodisi fisik antara geomembrane HDPE tanpa perlakuan

dan geomembrane HDPE dengan perlakuan kombinasi direndam dan dijemur

selama empat bulan tidak terjadi perubahan. Kedua geomembrane HDPE memiliki

warna yang sama pula, namun setelah dilihat permukaannya dengan bantuan alat

kamera terjadi perbedaan kontur permukaan dari geomembrane HDPE tanpa

perlakuan dengan geomembrane HDPE dengan perlakuan kombinasi dijemur dan

direndam. Perbedaan tersebut terjadi akibat adanya proses biodegradasi pada

geomembrane HDPE dengan perlakuan kombinasi dijemur dan direndam. Gambar

4.23 menunjukkan perbedaan kontur permukaan anatara geomembrane HDPE

tanpa perlakuan dan egomembrane HDPE dengan perlakuan kombinasi dijemur

dan direndam. Disamoing itu perbedaan kontur tersebut dapat mempengaruhi

kekuatan tariknya.


49

Gambar 4.23 Perbedaan kontur permukaan.

Pada Gambar 4.9 dapat dilihat nilai kekuatan tarik rata-rata pada setiap variasi

perlakuan geomembrane HDPE relatif konstan dibandingkan dengan nilai kekuatan

tartik rata-ratanya pada bulan sebelumnya. Namun pada geomembrane HDPE

dengan variasi perlakuan dijemur dan kombinasi dijemur-direndam pada bulan

keempat mengalami peningkatan walaupun tidak terlalu banyak. Hal ini bisa

disebabkan karena kurangnya homogen dari struktur mikro geomembrane HDPE

dengan kata lain arah aliran serat geomembrane HDPE berbeda-beda dalam satu

lembar geomembrane HDPE. Berawal dari kurangnya homogen struktur mikro,

maka penyaluran gaya ketika dilakukan pengujian tarik pada benda uji

geomembrane HDPE tidak merata sehingga menyebabkan kekuatan tarik yang

dihasilkan sedikit berbeda namun tidak terlalu banyak selisihnya. Disamping itu

pemuluran yang terjadi pada benda uji geomembrane HDPE ketika dilakukan

pengujian tarik menjadi kurang seragam walaupun benda uji tersebut berasal dari

lembaran yang sama. Gambar 4.23 menyajikkan macam-macam arah aliran serat

yang menyebabkan perbedaan kekuatan tarik rata-rata dan regangannya.

Perlakuan direndam

& dijemur Tanpa Perlakuan


50

Gambar 4.24 Macam-macam arah aliran serat Geomembrane HDPE.

Dari Gambar 4.24 arah aliran serat ditunjukkan dengan garis putih, dengan variasi

perlakuan dan waktu yang sama arah aliran serat yang ditunjukkan berbeda-beda.

Dapat disimpulkan bahwa benda uji geomembrane HDPE dari awal sudah tidak

homogen, sehingga kekuatan tarik yang terjadi menjadi acak.

Dengan mengambil contoh dari sampel diberi variasi perlakuan direndam

pada waktu empat bulan seperti yang disajikan Gambar 4.24, terlihat ada dua

macam arah aliran serat yang terjadi. Dalam Gambar 4.20, B dan C memiliki arah

aliran yang hampir sama sementara A memiliki arah aliran serat yang berbeda.

Setelah melihat nilai kekuatan tarik yang didapat dan membandingkan gambar dari

arah aliran serat, dapat ditarik kesimpulan bahwa geomembrane HDPE dengan arah

aliran serat seperti yang ditunjukkan B dan C memiliki kekuatan tarik yang lebih

besar daripada geomembrane HDPE yang memiliki arah aliran serat seperti yang

ditunjukkan oleh A sebesar 28,10 MPa dan 24,66 MPa. Geomembrane HDPE

dengan arah aliran serat seperti A hanya meliki keuatan tarik sebesar 24,03 MPa.

Tidak hanya di sektor kekuatan tariknya saja yang mengalami perbedaan,

peresentase regangan yang terjadi pun juga berbeda antara arah aliran serat B dan

C dengan arah aliran serat A. Arah aliran serat B dan C memiliki persentase

A B C


51

regangan lebih besar daripada arah aliran serat A, yaitu sebesar 828% dan 818%.

Sedangkan arah aliran serat A hanya memiliki persentase regangan sebesar 778%.

Dari analisa ini ketidak stabilan dari angka-angka kekuatan tarik maupun persentase

regangannya dapat terjawab.

Setelah mengamati hasil uji tarik terjadi perbedaan hasil. Perbedaan dapat

disebabkan karena jenis arah aliran serat yang bermacam-macam. Perbedaan hasil

tersebut bernilai sebesar kurang dari 10% pada kekuatan tarik dan kurang dari 30%

pada persentase regangan dari kondisi awalnya. Tabel 4.5-4.6 menyajikkan

persentase perbedaan yang terjadi dalam kekukatan tarik dan presentase

regangannya

Tabel 4.5 Persentase simpangan kekuatan tarik dari kondisi awal.

Bulan 1

Perlakuan No

Tegangan

Tarik

(Mpa)

Selisih %

Biasa 1 26.80 0.00 0

Jemur 2 26.33 0.47 1.75

Rendam 3 26.15 0.65 2.43

Rendam-

Jemur 4 25.03 1.77 6.60

Bulan 2

Perlakuan No

Tegangan

Tarik

(Mpa)

Selisih %

Biasa 1 26.18 0.00 0

Jemur 2 25.57 0.61 2.33

Rendam 3 26.28 -0.10 -0.38

Rendam-

Jemur 4 25.77 0.41 1.57


52

Bulan 3

Perlakuan No

Tegangan

Tarik

(Mpa)

Selisih %

Biasa 1 26.31 0.00 0

Jemur 2 25.72 0.59 2.24

Rendam 3 25.23 1.08 4.10

Rendam-

Jemur 4 23.94 2.37 9.01

Bulan 4

Perlakuan No

Tegangan

Tarik

(Mpa)

Selisih %

Biasa 1 26.97 0.00 0

Jemur 2 26.97 0.00 0.00

Rendam 3 25.60 1.37 5.08

Rendam-

Jemur 4 27.63 -0.66 -2.45

Tabel 4.6 Persentase simpangan regangan dari kondisi awal.

Bulan 1

Perlakuan No Regangan

(%) Selisih %

Biasa 1 904 0.00 0

Jemur 2 879 25.00 2.77

Rendam 3 808 96.00 10.62

Rendam-

Jemur 4 869 35.00 3.87

Bulan 2


(%) Selisih %

Biasa 1 972 0.00 0

Jemur 2 846 126.00 12.96

Rendam 3 763 209.00 21.50

Rendam-

Jemur 4 689 283.00 29.12


53

Bulan 3


(%) Selisih %

Biasa 1 1035 0.00 0

Jemur 2 872 163.00 15.75

Rendam 3 790 245.00 23.67

Rendam-

Jemur 4 887 148.00 14.30

Bulan 4


(%) Selisih %

Biasa 1 874 0.00 0

Jemur 2 943 -69.00 -7.89

Rendam 3 808 66.00 7.55

Rendam-

Jemur 4 838 36.00 4.12

Dari Tabel 4.5 untuk kondisi variasi perlakuan dijemur, direndam dan tanpa

perlakuan, simpangan atau ketidak stabilan yang terjadi tidak terlalu besar dan relatf

konstan. Berawal dari lembaran dan arah potongan yang sama pada variasi

perlakuan direndam dan dijemur memiliki pola simpangan yang berbeda, pada

variasi ini simpangan yang terjadi sangat fluktuatif dan sangat terlihat tidak stabil.

Melihat kondisi seperti ini dapat disimpulkan dampak dari fotodegradasi dan

biodegradasi mulai menunjukkan efeknya.

Jika di tarik secara garis besar selama empat bulan penelitian, kekuatan tarik

dari geomembrane HDPE tanpa perlakuan adalah sebesar 26,56 MPa, lalu untuk

geomembrane HDPE dengan perlakuan dijemur adalah sebesar 26,15 MPa,

geomembrane HDPE dengan perlakuan direndam adalah sebesar 25,53 MPa dan


54

unutk geomembrane HDPE dengan perlakuan kombinasi dijemur dan direndam

adalah sebesar 25,87 MPa.

Dari Gambar 4.10 nilai regangan dari masing-masing geomembrane HDPE

yang diberi variasi perlakuan mengalami perubahan dari setiap bulannya. Pada

geomembrane HDPE tanpa diberi perlakuan mengalami peningkatan nilai

regangannya, sedangankan geomembrane HDPE yang diberi variasi perlakuan

dijemur mengalami penurunan nilai regangan pada bulan kedua dan pada bulan

ketiga mengalami peningkatan kembali. Pada geomembrane HDPE yang diberi

variasi perlakuan di rendam juga memiliki pola perubahan nilai regangan yang

sama dengan geomembrane HDPE yang diberi perlakuan dijemur, dan sama halnya

geomembrane HDPE dengan perlakuan kombinasi dijemur dan direndam.

Dari hasil pengamatan tersebut terjadi variasi nilai regangannya atau dapat

dikatakan nilai regangannya tidak stabil. Hal ini dapat terjadi karena dua hal.

Pertama disebabkan karena pemuluran benda uji ketika dilakukan pengujian tidak

seragam. Dengan arah potongan yang sama ternyata pemuluran yang terjadi pada

benda uji tidak seragam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.23. Ini dapat

terjadi akibat dari proses produksi yang telah dilewati sebelumnya oleh

geomembrane HDPE tersebut. Kedua adalah kurangnya tingkat kepresisian dalam

menempatkan ekstensometer ketika melakukan pengujian tarik. Mengingat

regangan yang terjadi pada geomembrane HDPE tersebut dapat mencapai angka

lebih dari 200%, maka kedua faktor tersebut dapat berdampak besar dalam

menentukkan nilai regangan yang terjadi.


55

Jika ditarik secara garis besar nilai regangan pada geomembrane HDPE tanpa

perlakuan adalah sebesar 946%, lalu untuk geomembrane HDPE dengan perlakuan

dijemur adalah sebesar 885%, geomembrane HDPE dengan perlakuan direndam

adalah sebesar 792% dan unutk geomembrane HDPE dengan perlakuan kombinasi

dijemur dan direndam adalah sebesar 821%.


56

56

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian, pengolahan, perhitungan dan pengamatan data, dapat

ditarik beberapa kesimpulan. Beberapa kesimpulan tersebut adalah sebagai berikut:

1. Pada empat bulan pertama kekuatan tarik geomembran HDPE ketika

digunakan sebagai digester hanya mengalami penurunan yang tidak terlalu

signifikan bahkan hampir tidak tampak. Secara garis besar selama empat

bulan penelitian, kekuatan tarik dari geomembran HDPE tanpa perlakuan

adalah sebesar 26,56 MPa, lalu untuk geomembran HDPE dengan perlakuan

dijemur adalah sebesar 26,15 MPa, geomembran HDPE dengan perlakuan

direndam adalah sebesar 25,53 MPa dan untuk geomembran HDPE dengan

perlakuan kombinasi dijemur dan direndam adalah sebesar 25,87 MPa.

Penurunan yang terjadi adalah sebesar 1,57% untuk variasi dijemur dari

kondisi awal dan 2,60% untuk variasi kombinasi dijemur dan direndam dari

kondisi awal. Dapat disimpulkan bahwa geomembran HDPE aman dan

sangat cocok digunakan sebagai bahan rumah biogas (digester dalam tanah).

2. Dampak dari fotodegradasi belum tampak dalam rentan waktu empat bulan.

Hal ini dibuktikan dengan belum terjadi perubahan warna pada sampel

geomembrane HDPE yang diberi perlakuan dijemur dan penurunan kekuatan

tariknya pun tidak signifikan bahkan hampir tidak terlihat perbedaannya dari

bulan ke bulan. Kekuatan tarik ini hampir tidak terlihat perbedaannya karena

arah aliran dari geomembrane HDPE tersebut ternyata acak dan


57

menyebabkan data dari penelitian ini menjadi tidak stabil. Selain itu dampak

dari biodegradasi juga dapat menurunkan kekuatan tarik dari geomembrane

HDPE namun dengan catatan jika geomembrane HDPE tersebut mengalami

fotodegradsi terlebih dahulu. Ini dibuktikan dengan data kekuatan tarik

geomembrane HDPE dengan variasi perlakuan kombinasi dijemur dan

direndam dalam rentan waktu empat bulan.

5.2 Saran

Dalam penelitian yang telah dilaksanakan ini masih terdapat banyak

kekurangan dan kesalahan. Untuk menyempurnakan dalam penelitian selanjutnya

perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut:

1. Persiapan alat dan bahan sebelum penelitian harus sangat diperhatikan, agar

tidak banyak membuang waktu.

2. Perlu melakukan uji coba ukuran sampel untuk pengujian tarik sebelum

melakukan pengujian tarik, karena alat pengujian tarik pada Lab Logam

Universitas Sanata Dharma memiliki kemampuan yang terbatas.

3. Lama penelitian sebaiknya ditambah agar efek-efek yang ditimbulkaan dari

pemebrian variasi perlakuan terlihat sangat jelas.

4. Penjempitan ekstensometer pada mesin uji tarik perlu di beri lem agar

penjepitan tepat pada panjang ukur. Ini diperlukan karena regangan yang

dihasilkan sangat besar, jadi ketika menjempit ekstensometer meleset sedikit

akan memberikan dampak yang cukup besar pada data regangan.


58

5. Agar data yang dihasilkan lebih presisi, dapat dilakukan pengujian diluar

Universitas Sanata Dharma yang memiliki kemampuan mesin yang lebih

baik.

6. Pemotongan benda uji geomembrane HDPE dilakukan dengan hati-hati dan

presisi untuk menghindari kerusakan awal yang dapat memicu benda uji putus

pada tempat yang tidak diharapkan dan supaya dimensi benda uji seragam.

7. Perlu diperhatikan arah potongan benda uji. Usahakan arah potongan benda

uji seragam agar data yang dihasilkan seragam pula.


59

DAFTAR PUSTAKA

Abdelaal, F. M. (2013). Durability of HDPE GEomembranes fro Municipal Solid

Waste Landfill Applications. Canada.

Arutchelvi, J. (2008). Biodegradation of Polyethylenen and Polypropylene. Indian

Journal of Biotechnology.

Askeland, D. R. (2006). The Science and Engenieering of Materials. Canada:

Thomson.

Association, J. S. (1973). JIS Hand Book Non-Ferrous Metals and Metallurgy.

Japan.

Budinski, K. G. (1996). Engenieering Material. United States: Prentice-Hall.

Coniwanti, P. (2009). Pembuatan Biogas dari Ampas Tahu.

Hariyana, M. A. (2008). Studi Karakteristik Agregat HDPE. Jakarta: Fakultas

Teknik Iniversitas Indonesia.

Kaswinarni, F. (2007). Kajian Teknis Pengolahan Limbah Padat dan Cair

Industri Tahu. Semarang.

Koerner, R. M. (2005). Designing with Geosynthetic. United States of America:

Pearson Education.

Oliver, T. (2010). Pengolahan Limbah Tahu Menjadi Biogas.

Rafli, R. (2008). Karakterisitik Matriks Termoplastik Polietilena Terplastisasi

Poligliserol Asetat. Medan: USU e-Repository.

Sadzali, I. (2010). Potensi Limbah Tahu.

Sihombing, V. F. (n.d.). Pengaruh Cuaca terhadap Perubahan Warna Fiber Plastic

Composite Dari KErtas KArdus dan Polietilena (PE) dengan Penambahan

Maleat Nhidrida (MAH) dan Benzoil Peroksida. 38.

Surdia, T. (2005). Pengetahuan Bahan Teknik . Jakarta: Pradnya Paramita.

Zadzali, I. (2010, Desember). Retrieved from

https://uiuntukbangsa.files.wordpress.com/2011/06/potensi-limbah-tahu-

sebagai-biogas-imam-sadzali.pdf


60

LAMPIRAN


38

LAMPIRAN

Geomembrane HDPE Tanpa Perlakuan:

0.25

Bulan Pertama

0.25

Bulan Kedua

0.25

Bulan Ketiga

0.25

Bulan Keempat


39

Geomembrane HDPE dengan Perlakuan Dijemur:

0.25

Bulan Pertama

0.25

Bulan Kedua

0.25

Bulan Kedua

0.25

Bulan Keempat


40

Geomembrane HDPE dengan Perlakuaan Direndam:

0.25

Bulan Pertama

0.25

Bulan Kedua

0.25

Bulan Kedua

0.25

Bulan Keempat


41

Geomembrane HDPE dengan Perlakuan Kombinasi antara Dijemur dan Direndam:

0.25

Bulan Pertama

0.25

Bulan Kedua

0.25

Bulan Ketiga

0.25

Bulan Keempat


42

Patahan yang Terjadi Selama Pengujian:


38

Standard JIS Z2201:


analisis sifat mekanis geomembrane hdpe yang telah ... · awal dan 2,60% untuk variasi kombinasi...

Documents