i

KOMPATIBILITAS SERAT DAUN PANDAN DURI (PANDANUS

TECTORIUS) PADA PERLAKUAN PERENDAMAN AIR LAUT DENGAN

RESIN POLYESTER

Tugas Akhir

Diajukan untuk memenuhi sebagai syarat

Memperoleh gelar Sarjana Strata-1 Teknik Mesin

Diajukan oleh:

Nama : Achmat Riyanto

Nim : 133010393

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG

2018

ii

iv

v

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAAN

MOTTO

“Ada proses yang harus dilalui, ada kegagalan harus diperbaki,

dan ada kesuksesan yang harus diraih” (Riyanto 2018)

PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT segala rahmat serta hidayahnya yang

telah memberikan kesehatan, kekuatan, dan kesabaran dalam mengerjakan

tugas akhir ini

Bapak Masrun dan Ibu Yumroa’ah, orang tuaku tercinta yang

telah membesarkanku penuh dengan keikhlasan dan yang

memenuhi segala kebutuhanku demi kesuksesanku.

Isroah dan Andra Iswanto, kakak-kakakku yang tercinta yang

selalu memberi dukungan, do’a dan selalu memberi motivasi

dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

Dewi Alfiatul Hidayah yang memberikan dukungan dan doa.

Teman-teman mahasiswa Teknik Mesin Universitas Wahid

Hasyim Semarang.

Saudara-saudaraku seiman dan setaqwa yang telah

memberikan do’a agar mendapat ilmu yang bermanfaat.

KATA PENGANTAR

Puji syukur Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya

sehingga dapat terselesaikannya penulisan Laporan Tugas Akhir dengan judul

KOMPATIBILITAS DAUN PANDAN DURI (PANDANUS TECTORIUS)

PADA PERLAKUAN PERENDAMAN AIR LAUT DENGAN RESIN

POLYESTER. Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat

kelulusan sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas

Wahid Hasyim, Semarang.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini tidak akan

selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini

penyusun mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Helmy Purwanto, ST., MT selaku Dekan Fakultas Teknik

Mesin,Universitas Wahid Hasyim, Semarang

2. Bapak SM. Bondan Respati, ST., MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

dan Dosen Pembimbing 1, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim,

Semarang.

3. Bapak Imam Syafa’at, ST., MT selaku Dosen Pembimbing 2, Fakultas

Teknik, Universitas Wahid Hasyim, Semarang.

4. Bapak Darmanto ST., M. Eng selaku Koordinator Tugas Akhir dan Dosen

Wali, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim, Semarang.

5. Reza Ardian dan Sugeng Prasojo yang telah membantu eksperimen.

Penyusun menyadari dalam penulisan laporan tugas akhir ini masih jauh

dari kata sempurna, maka dari itu kritik dan saran sangat diharapkan demi

kesempurnaan dan perbaikannya sehingga Tugas Akhir ini dapat memberikan

manfaat serta bisa dikembangkan lebih lanjut. Amiin.

VI

vii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN UJIAN/REVISI ......................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................... iv

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAAN .................................................. v

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x

DAFTAR TABEL ................................................................................................. xii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL .................................................................... xiv

ABSTRAK ............................................................................................................ xv

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

PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

I.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1

I.2 Rumusan Masalah ........................................................................................... 3

I.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 3

I.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 3

I.5 Manfaat penelitian .......................................................................................... 3

BAB II ..................................................................................................................... 4

DASAR TEORI ...................................................................................................... 4

II.1 Tinjuan Pustaka ............................................................................................. 4

II.2 Landasan Teori .............................................................................................. 6

DAFTAR ISI

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

viii

II.2.1 Serat ....................................................................................................... 6

II.2.2 Pandan Duri (Pandanus Tectorius) ........................................................ 7

II.2.3 Air Laut ................................................................................................ 10

II.2.4 Resin Thermoset Jenis Polyester ......................................................... 10

II.2.5 Kekuatan Tarik Serat Tunggal ............................................................. 13

II.2.6 Kekuatan Geser Interface..................................................................... 14

II.2.7 Kompatibilitas ...................................................................................... 15

II.2.Foto Mikro .............................................................................................. 16

BAB III ................................................................................................................. 19

METODOLOGI .................................................................................................... 19

III.1 Jenis Penelitian ........................................................................................... 19

III.2 Variabel Penelitian ..................................................................................... 19

III.2.1 Variabel Bebas .................................................................................... 19

III.2.2 Variabel Terikat .................................................................................. 19

III.2.3 Variabel Terkontrol ............................................................................ 19

III.3 Alat dan Bahan ........................................................................................... 20

III.3.1 Alat ..................................................................................................... 20

III.3.2 Bahan .................................................................................................. 22

III.4 Prosedur Pengujian .................................................................................... 23

III.5 Lokasi Pelaksanaan Penelitian ................................................................... 25

III.6 Diagram Alir Penelitian ............................................................................. 26

BAB IV ................................................................................................................. 27

HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 27

IV.1 Hasil Pengujian Tarik Serat Tunggal ......................................................... 27

IV.2 Pembahasan Hasil Uji Tarik Serat Tunggal ............................................... 27

ix

IV.3 Hasil Analisa Struktur Mikro Serat Daun Pandan Duri ............................. 30

IV.3 Hasil Pengujian Pull-out ............................................................................ 32

IV.4 Pembahasan Hasil Pengujian Pull Out ...................................................... 33

IV.5 Kerapatan Serat Daun Pandan Duri Dengan Resin ................................... 38

BAB V .................................................................................................................. 42

PENUTUP ............................................................................................................. 42

V.1 Kesimpulan ................................................................................................. 42

V.2 Saran ............................................................................................................ 42

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 44

LAMPIRAN .......................................................................................................... 47

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar II. 1 Klasifikasi serat ................................................................................ 7

Gambar II. 2 Pohon pandan duri ............................................................................. 9

Gambar II. 3 Mekanisme ikatan interfacial jenis ikatan mekanis ......................... 12

Gambar II. 4 Mekanisme ikatan interfacial jenis ikatan elektrostatik .................. 12

Gambar II. 5 Mekanisme ikatan interfacial jenis ikatan kimia ............................. 12

Gambar II. 6 Mekanisme ikatan interfacial jenis ikatan interdifusi ...................... 13

Gambar II. 7 Sekema prinsip Pull out fiber tests .................................................. 15

Gambar II. 8 Fiber pull out ................................................................................... 16

Gambar II. 9 Foto mikro ...................................................................................... 18

Gambar III. 1 Alat uji tarik…................................................................................20

Gambar III. 2 Mikroskop ...................................................................................... 21

Gambar III. 3 Kertas lakmus ................................................................................. 21

Gambar III. 4 Serat pandan duri............................................................................ 22

Gambar III. 5 Diagram alir penelitia ..................................................................... 26

Gambar IV. 1 Grafik kekuatan tarik serat..............................................................28

Gambar IV. 2 Grafik regangan serat ..................................................................... 29

Gambar IV. 3 Grafik diameter serat...................................................................... 30

Gambar IV. 4 Foto mikro serat tanpa perendaman air laut ................................... 31

Gambar IV. 5 Foto mikro serat dengan perlakuan air laut .................................... 32

Gambar IV. 6 Grafik tegangan geser interfacial................................................... 34

Gambar IV. 7 Hasil uji pull out serat pandan duri tanpa perendaman .................. 34

Gambar IV. 8 Hasil uji pull out serat perendaman air laut 1 minggu ................... 35

Gambar IV. 9 Hasil uji pull out serat perendaman air laut 2 minggu ................... 36

Gambar IV. 10 Hasil uji pull out serat perendaman air laut 3 minggu ................. 37

Gambar IV. 11 Hasil uji pull out serat perendaman 4 minggu ............................. 37

Gambar IV. 12 kerapatan serat tanpa perendaman air laut ................................... 38

Gambar IV. 13 Kerapatan serat perendaman 1 minggu ........................................ 39

Gambar IV. 14 Kerapatan serat perendaman 2 minggu ........................................ 39

Gambar IV. 15 Kerapatan serat perendaman 3 minggu ........................................ 40

xi

Gambar IV. 16 Kerapatan serat perendaman 4 minggu ........................................ 41

xii

DAFTAR TABEL

Tabel II. 1 Klasifikasi Pandan Duri .................................................................................... 8

Tabel II. 2 Komposisi kimia serat pandani ......................................................................... 9

Tabel II. 3 Karakteristik polyester yulac 157® BQTN-EX .............................................. 11

Tabel IV 1 Data hasil uji tarik serat tunggal..........................................................27

Tabel IV 2 Data Pengujian Pull out ...................................................................... 33

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A. Perhitungan Uji Tarik Serat Tunggal (Single Tensile Strength) ...... 47

Lampiran B. Perhitungan Regangan Serat ............................................................ 50

Lampiran C. Pengujian Single Fiber Pull Out ...................................................... 51

xiv

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

Ao = Luas penampang dengan satuan (mm2).

E = Modulus elastisitas (N/mm2).

𝜀 = Regangan dengan satuan (%).

∆L = Pertambahan panjang dengan satuan (mm).

L0 = Panjang awal dengan satuan (mm).

Lu = Panjang sesudah patah (mm)

F = Beban tarik dengan satuan (N).

σ = Tegangan tarik dengan satuan (Mpa).

τ = Tegangan geser (MPa)

d = Diameter serat (mm)

l = Panjang serat yang ditanam (mm)

xv

ABSTRAK

Dewasa ini perkembangan teknologi yang semakin maju menyebabkan

kebutuhan material komposit semakin meningkat, salah satunya teknologi

material komposit berpenguat serat alam, serat daun pandan duri berpotensi untuk

dijadikan sebagai bahan baku material komposit. Penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui kekuatan tarik dan foto mikro serat daun pandan duri dengan

perlakuan perendaman air laut. Pengujian pull-out juga dilakukan untuk

mengetahui tegangan geser serat dengan matrik resin polyester. Serat daun pandan

duri yang direndam kedalam air laut, dengan variasi waktu 0, 1, 2, 3, dan 4

minggu. Hasil yang diperoleh dari uji tarik serat tunggal menunjukkan bahwa

pada perendaman selama 2 minggu memiliki nilai kekuatan tarik yang optimal

sebesar 28,65 Mpa, hal ini juga terbukti dari hasil foto mikro serat yang

menunjukan kepadatan sub celahnya. Sedangkan kekuatan tarik serat tanpa

perlakuan perendaman dan perendaman selama 1, 3, dan 4 minggu berturut-turut

adalah 22,57 MPa, 24,43 MPa, dan 18,96 MPa. Kemudian pada pengujian pull out

nilai tegangan geser tertinggi sebesar 1,33 MPa lebih tinggi dibanding tanpa

perlakuan perendaman dan perendaman air laut 1, 3, dan 4 minggu berturut-turut

yaitu sebesar 0,09 MPa, 1,11 MPa, 1,21 MPa, dan 1,07 MPa. Dari hasil penelitian

yang dilakukan, serat daun pandan duri mempunyai kompatibilitas yang baik

dengan resin polyester setelah diberi perlakuan perendaman air laut

Kata kunci: Air laut, Serat daun pandan duri, Uji tarik serat tunggal, Uji

pull-out, Kompatibilitas