modul rekban 2014

MODUL PRAKTIKUM REKAYASA BAHAN

Oleh :

1. Dyah Sawitri, ST.MT

2. Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, ST.MT

3. Lizda Johar Mawarani, ST.MT

LABORATORIUM REKAYASA BAHAN

JURUSAN TEKNIK FISIKA

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2014

Praktikum Rekayasa Bahan 2014 2

PERATURAN DAN SANKSI

PERATURAN

Agar praktikum terlaksana dengan baik, lancar, dan teratur maka dibuat beberapa

peraturan sebagai berikut:

1. Setiap praktikan wajib membawa kartu kendali yang sudah ada fotonya, modul, dan

tugas pendahuluan.

2. Praktikan wajib berpakaian standar kuliah

3. Praktikan wajib membersihkan dan merapikan bahan dan alat praktikum yang selesai

digunakan.

4. Praktikan wajib mengisi form peminjaman alat ke asisten masing-masing.

5. Jika terjadi kerusakan alat, wajib mengganti bagi kelompok yang bertanggung jawab saat

itu.

6. Pergantian jadwal yang disebabkan praktikan berhalangan hadir wajib menghubungi

asisten awal, koordinator, dan asisten yang dituju maksimal 1x24 jam sebelum

praktikum.

7. Toleransi keterlambatan 15 menit.

8. Wajib izin apabila tidak mengikuti praktikum minimal 1x24 jam kepada Koordinator

Praktikum dan asisten (bagi yang sakit harap membawa surat dari dokter)

9. Tugas Pendahuluan ditempel atau di upload dalam website maksimal 1x24 jam sebelum

praktikum.

10. Tugas Pendahuluan wajib ditulis tangan di kertas TP.

11. Asistensi minimal 1 kali dalam 1 kali praktikum.

12. Praktikan wajib menyelesaikan tanggungan praktikum sebelumnya sebelum lanjut ke

praktikum berikutnya.

13. Praktikan wajib mengikuti briefing dan pre-test sebelum praktikum.

14. Tugas khusus merupakan kebijakan asisten setiap praktikum.

SANKSI

Untuk praktikan yang melanggar peraturan diatas, maka dikenakan sanksi berikut:

1. Terlambat lebih dari 15 menit, praktikan tidak bisa mengikuti praktikum.

2. Pakaian tidak sopan, wajib pulang untuk mengganti baju.

3. Tidak membawa TP, kartu kendali dan modul maka praktikan tidak bisa mengikuti

praktikum.


4. Setiap 5 menit keterlambatan, akan ada pengurangan 5 poin. (Jika asisten datang telat

maka akan ada penambahan 5 poin setiap 5 menit keterlambatan)

5. Apabila selesai melaksanakan praktikum kondisi peralatan dan tempat praktikum tidak

bersih dan rapi nilai akan dikurangi 5 poin.

6. Apabila kewajiban praktikum sebelumnya belum diselesaikan maka praktikan tidak bisa

mengikuti praktikum.

7. Apabila membuat keributan, makan, minum dan melakukan kegiatan diluar kegiatan

praktikum maka akan dikeluarkan dari praktikum yang bersangkutan.

8. Bagi praktikan yang 2x melanggar peraturan praktikum wajib menghadap asisten.

9. Terlambat mengumpulkan laporan resmi nilai dikurangi 10 poin.

10. Jika tidak mengikuti pre-test, praktikan wajib mengikuti pre-test susulan sebelum

praktikum pertama.

11. Jika tidak mengikuti briefing, praktikan wajib membuat resume jurnal yang berkaitan

dengan praktikum.


FORMAT LAPORAN RESMI DAN PAPER

1. Format Laporan Resmi

- Standart TA

- Jumlah halaman bab I V maksimal 30 halaman

- Merupakan tugas individu

- Susunan Laporan

Halaman Judul

Abstrak (Indonesia dan Inggris)

Daftar Isi

Daftar Gambar

Daftar Tabel

Daftar Grafik

Daftar Simbol

Bab I : Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

1.2 Permasalahan

1.3 Tujuan

Bab II : Dasar Teori

Bab III : Metodologi Percobaan

3.1 Peralatan

3.2 Prosedur Percobaan

Bab IV : Analisis Data dan Pembahasan

4.1 Analisis Data

4.2 Pembahasan

Bab V : Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

5.2 Saran (Apabila ada)

Daftar Pustaka

Lampiran : (Tugas Khusus)

2. Format Paper

- Format paper menggunakan format IEEE maksimal 5 halaman.


P1 PERCOBAAN LOGAM

KOROSI BASAH DAN KOROSI ATMOSFERIK

TUJUAN:

1. Mengenal jenis-jenis korosi

2. Mengetahui pengaruh lingkungan pada logam

3. Menghitung laju korosi

DASAR TEORI

Korosi adalah degradasi (perusakan atau penurunan kualitas) material akibat interaksi

dengan lingkungan. Untuk logam, reaksinya disebut reaksi elektrokimia sedangkan untuk non

logam disebut degradasi atau pelapukan. Secara umum, kata korosi identik dengan karat.

Jenis-jenis korosi antara lain:

Korosi basah: korosi dalam lingkungan air

Korosi atmosferik: korosi dalam lingkungan campuran udara + uap

Korosi kering: korosi tanpa adanya fasa cair (proses oksidasi)

Korosi temperatur tinggi: korosi pada temperatur di atas + 500C : oksidasi, sulfidasi,

karburasi, nitridasi, dll

Berikut adalah gambar beberapa macam bentuk korosi:

Korosi seragam

Korosi galvanik

Korosi celah

Korosi celah


Mekanisme Korosi

Korosi terjadi jika terjadi reaksi elektrokimia, yakni jika ada :

- anoda dan katoda

- elektrolit

- konduktor listrik

Proses elektrokimia yang terjadi pada korosi merupakan reaksi oksidasi dan reduksi.

Reaksi oksidasi :

M Mn+ + ne-

Reaksi reduksi :

2H+ +2e H2 (evolusi H)

O2 + 4H+ + 4e

- H2O (reduksi O, larutan asam)

O2 + 2H2O + 4e- 4OH- (reduksi O, larutan netral/basa)

Mn+

+ ne- M (reduksi ion logam)

Yang terjadi di bawah titik air:

Awal: Fe Fe2+ + 2e-

O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

Berikutnya:

Fe2+

+ 2H2O Fe(OH)2 + 2H+

Korosi erosi Korosi kavitasi


Penentuan Laju korosi

Dalam menentukan laju korosi yang umum menggunakan metoda pengukuran

perubahan massa. Dimana pada keadaan awal spesimen uji dianggap tidak mengalami korosi

sama sekali.

Sehingga perumusan laju korosi dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan(9)

:

tAD

WKratecorrosion

..

.. (2.1)

Dengan konstanta (K) sebesar 3,45x106 untuk mils per year (mpy) dan 8,76x10

4 untuk

milimeter per year (mm/y).

ALAT DAN BAHAN

Alat :

1. Timbangan

2. Gelas ukur

3. Gelas plastik

4. Pengaduk

5. Kertas amplas

6. Wadah plastik/kertas

PROSEDUR KERJA

1. Siapkan peralatan dan bahan

2. Buatlah larutan NaOH dengan molaritas sebesar 0,5 M, 1 M dan 3 M masing-masing

di dalam sebuah gelas plastik

3. Buatlah larutan HCl dengan molaritas sebesar 0,5 M, 1 M dan 3 M masing-masing di

dalam sebuah gelas plastik

4. Buatlah larutan NaCl dengan molaritas sebesar 0,5 M, 1 M dan 3 M masing-masing

di dalam sebuah gelas plastik

5. Siapkan pula gelas berisi aquades kemudian tandai kesepuluh gelas tersebut

6. Bersihkan 20 buah paku dengan amplas hingga bersih mengkilat

7. Timbanglah masing-masing paku kemudian catat beratnya

8. Celupkan hingga basah masing-masing satu buah paku ke dalam masing-masing

larutan.

Bahan:

1. Aquades

2. NaOH

3. HCl

4. NaCl

5. Paku besi


9. Letakkan paku-paku yang telah dicelup tersebut di atas wadah plastic kemudian catat

waktu (jam) pada saat diletakkan

10. Masukkan masing-masing 1 paku ke dalam tiap larutan dan catat waktu (jam) pada

saat paku dimasukkan.

11. Biarkan semua paku selama 3 hari

12. Setelah 3 hari, catat keadaan masing-masing paku

13. Bersihkan kembali masing-masing paku dengan amplas, catat waktu (jam) saat paku

dibersihkan.

14. Timbang masing-masing paku lalu catat beratnya

15. Hitung laju korosi masing-masing paku

16. Buatlah kurva dari hasil laju reaksi yang diperoleh


P2 PERCOBAAN BAHAN KERAMIK

TUJUAN

1. Mengenal bahan keramik

2. Memahami proses pembuatan bahan keramik tradisional

3. Menentukan harga kekerasan dari bahan keramik.

DASAR TEORI

BAHAN KERAMIK

Keramik berasal dari bahasa Yunani keramikos yang artinya suatu bentuk dari tanah

liat yang telah mengalami proses pembakaran. Kamus dan ensiklopedi tahun 1950-an

mendefinisikan keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang

dari tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng, porselin, dan sebagainya. Tetapi saat

ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik terbaru

mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat.

Bahan baku keramik yang umum dipakai adalah felspard, ball clay, kwarsa, kaolin,

dan air. Sifat keramik sangat ditentukan oleh struktur kristal, komposisi kimia dan mineral

bawaannya. Oleh karena itu sifat keramik juga tergantung ada lingkungan geologi dimana

bahan diperoleh.

Sifat yang umum dan mudah dilihat secara fisik pada bahan keramik,yaitu:

1. brittle atau rapuh, keras, dan kaku. Sifat ini dapat dilihat pada keramik jenis tradisional

seperti barang pecah belah, gelas, kendi, gerabah dan sebagainya, coba jatuhkan piring

yang terbuat dari keramik bandingkan dengan piring dari logam, pasti keramik mudah

pecah, walaupun sifat ini tidak berlaku pada jenis keramik tertentu,terutama jenis keramik

hasil sintering, dan campuran sintering antara keramik dengan logam.

2. tahan terhadap suhu tinggi. Contoh keramik tradisional yang terdiri dari clay, flint dan

feldfar tahan sampai dengan suhu 12000C, keramik engineering seperti keramik oksida

mampu tahan sampai dengan suhu 20000C.

3. tahan korosi

4. mempunyai kekuatan tekan lebih baik dibanding kekuatan tariknya. Hal ini merupakan

salah satu faktor yang membuat penelitian tentang keramik terus berkembang.


Proses pembuatan keramik secara sedehana terdiri atas :

1. Pengolahan bahan

Tujuannya adalah untuk mengolah bahan baku dari berbagai material yang belum siap

pakai menjadi badan keramik plastis yang telah siap pakai.

2. Pembentukan

Tahap pembentukan adalah tahap mengubah bongkahan badan tanah liat plastis menjadi

benda-benda yang dikehendaki.

3. Pengeringan

Setelah pembentukan, tahap selanjutnya adalah pengeringan. Tujuan utama dari tahap ini

adalah untuk menghilangkan air plastis yang terikat pada badan keramik.

4. Pembakaran (sintering)

Pembakaran merupakan inti dari pembuatan keramik dimana proses ini mengubah

massa yang rapuh menjadi massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran dilakukan

dalam sebuah tungku/furnace suhu tinggi.

Beberapa parameter yang mempengaruhi hasil pembakaran : suhu sintering/matang,

atmosfer tungku dan tentu saja mineral yang terlibat. Selama pembakaran, badan keramik

mengalami beberapa reaksi-reaksi penting, hilang/muncul fase-fase mineral, dan hilang

berat (weight loss).

Contoh dari tahap pembakaran ini adalah Pembakaran biskuit, Pembakaran biskuit

merupakan tahap yang sangat penting karena melalui pembakaran ini suatu benda dapat

disebut sebagai keramik. Biskuit (bisque) merupakan suatu istilah untuk menyebut benda

keramik yang telah dibakar pada kisaran suhu 700 10000C. Pembakaran biskuit sudah

cukup membuat suatu benda menjadi kuat, keras, kedap air. Untuk benda keramik

berglasir, pembakaran biskuit merupakan tahap awal agar benda yang akan diglasir cukup

kuat dan mampu menyerap glasir secara optimal.

Sinter ini memerlukan pemanasan agar partikel halus beragleomerasi menjadi bahan

padat. Sinter tanpa cairan membutuhkan difusi dalam bahan padat itu sendiri sehingga

diperlukan suhu yang tinggi (dibawah titik cair) kebanyakan benda logam serbuk dan

berbagai keramik dielektrik dan magnetik dibuat dengan cara sinter padat.

5. Pengglasiran

Pengglasiran merupakan tahap yang dilakukan sebelum dilakukan pembakaran

glasir. Benda keramik biskuit dilapisi glasir dengan cara dicelup, dituang, disemprot, atau

dikuas. Untuk benda-benda kecil-sedang pelapisan glasir dilakukan dengan cara dicelup

dan dituang; untuk benda-benda yang besar pelapisan dilakukan dengan penyemprotan.


Fungsi glasir pada produk keramik adalah untuk menambah keindahan, supaya lebih

kedap air, dan menambahkan efek-efek tertentu sesuai keinginan. Kesemua proses dalam

pembuatan keramik akan menentukan produk yang dihasilkan. Oleh karena itu

kecermatan dalam melakukan tahapan demi tahapan sangat diperlukan untuk

menghasilkan produk yang memuaskan.

Pada prinsipnya jenis jenis keramik terbagi atas:

1. Keramik tradisional yaitu keramik yang dibuat dengan menggunakan bahan alam,

seperti kuarsa, kaolin, dll. Yang termasuk keramik ini adalah: barang pecah belah

(dinnerware), keperluan rumah tangga (tile, bricks), dan untuk industri (refractory).

2. Keramik halus (fine ceramics, keramik modern atau biasa disebut keramik teknik,

advanced ceramic, engineering ceramic, techical ceramic) adalah keramik yang dibuat

dengan menggunakan oksida-oksida logam atau logam, seperti: oksida logam (Al2O3,

ZrO2, MgO,dll). Beberapa jenis industri keramik teknik antara lain :

Zirkonia dan silikon, seperti untuk kebutuhan otomotif (blok mesin, gear, mata

pisau dan gunting

Barium titanat untuk industri elektronika (kapasitor dan gunting)

Keramik nitrid oksida (zirkon nitride, magnesium nitride, cilikon karbida)

digunakan untuk high technologi, cutting tools, komponen mesin, alat ekstraksi dan

pengolahan logam

Fiber optic di industri telekomunikasi, penerangan, gedung pencakar langit dan

tenaga surya

Aplikasi atau pemanfaatan dari bahan keramik, antara lain:

Komponen Mesin Otomotif : Busi, Sil pompa, Katup, Rotor turbocharger

Komponen Gas Turbin :Ruang Bakar, Sudu-sudu turbin, Pemindah panas

Penahan Panas : Dinding pesawat ulang alik, Isolator panas, Lapisan penahan

panas, Bahan tahan api

Keramik Optik ;benang optik, Lensa, Laser, Alumina translusen, Keramik

luminesen

Keramik Elektromagnetik : Elemen magnet , Kapasitor, Resistor, IC substrat

Keramik Bangunan : Atap, lantai, Kaca, Semen, Beton, Gelas keramik, Terakota, ,

Batu bata


KEKERASAN BAHAN

Hardness adalah pengukuran ketahanan dari logam untuk mencapai deformasi

permanen. Dari uraian singkat di atas maka kekerasan suatu material dapat didefinisikan

sebagai ketahanan material tersebut terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih

keras. Penekanan tersebut dapat berupa mekanisme penggoresan (scratching), pantulan

ataupun indentasi dari material keras terhadap suatu permukaan benda uji. Hardness test jauh

lebih simple daripada tensile test dan bersifat tidak merusak.Karena alasan ini hardness test

digunakan di industry untuk quality control. Berdasarkan mekanisme penekanan tersebut,

dikenal 3 metode uji kekerasan:

1. Metode gores

Metode ini tidak banyak digunakan dalam dunia metalurgi dan material lanjut, tetapi

sering dipakai dalam dunia mineralogi. Metode ini dikenalkan oleh Friedrich Mohs yang

membagi kekerasan material di dunia ini berdasarkan skala (yang kemudian dikenal sebagai

skala Mohs). Skala ini bervariasi dari nilai 1 untuk kekerasan yang paling rendah, yang

dimiliki oleh material talk, hingga skala 10 sebagai nilai kekerasan tertinggi, yang dimiliki

oleh intan. Dalam skala Mohs urutan nilai kekerasan material di dunia ini diwakili oleh:

1. Talc 6. Orthoclase

2. Gipsum 7. Quartz

3. Calcite 8. Topaz

4. Fluorite 9. Corundum

5. Apatite 10. Diamond (intan)

Prinsip pengujian: bila suatu mineral mampu digores oleh Orthoclase (no. 6) tetapi

tidak mampu digores oleh Apatite (no. 5), maka kekerasan mineral tersebut berada antara 5

dan 6. Berdasarkan hal ini, jelas terlihat bahwa metode ini memiliki kekurangan utama

berupa ketidak akuratan nilai kekerasan suatu material. Bila kekerasan mineral-mineral diuji

dengan metode lain, ditemukan bahwa nilai-nilainya berkisar antara 1-9 saja, sedangkan nilai

9-10 memiliki rentang yang besar.

2. Metode elastik/pantul (rebound)

Dengan metode ini, kekerasan suatu material ditentukan oleh alat Scleroscope yang

mengukur tinggi pantulan suatu pemukul (hammer) dengan berat tertentu yang dijatuhkan

dari suatu ketinggian terhadap permukaan benda uji. Tinggi pantulan (rebound) yang

dihasilkan mewakili kekerasan benda uji. Semakin tinggi pantulan tersebut, yang ditunjukkan

oleh dial pada alat pengukur, maka kekerasan benda uji dinilai semakin tinggi.


3. Metode indentasi

Pengujian dengan metode ini dilakukan dengan penekanan benda uji dengan indentor

dengan gaya tekan dan waktu indentasi yang ditentukan. Kekerasan suatu material ditentukan

oleh dalam ataupun luas area indentasi yang dihasilkan (tergantung jenis indentor dan jenis

pengujian). Berdasarkan prinsip bekerjanya metode uji kekerasan dengan cara indentasi dapat

diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Metode Brinell

Metode ini diperkenalkan pertama kali oleh J.A. Brinell pada tahun 1900. Pengujian

kekerasan dilakukan dengan memakai bola baja yang diperkeras (hardened steel ball)

dengan beban dan waktu indentasi tertentu,

2. Metode Vickers

Pada metode ini digunakan indentor intan berbentuk piramida dengan sudut 136o.

Prinsip pengujian adalah sama dengan metode Brinell, walaupun jejak yang dihasilkan

berbentuk bujur sangkar berdiagonal. Panjang diagonal diukur dengan skala pada

mikroskop pengujur jejak.

3. Metode Rockwell

Berbeda dengan metode Brinell dan Vickers dimana kekerasan suatu bahan dinilai dari

diameter/diagonal jejak yang dihasilkan maka metode Rockwell merupakan uji

kekerasan dengan pembacaan langsung (direct-reading). Metode ini banyak dipakai

dalam industry karena pertimbangan praktis. Variasi dalam beban dan indetor yang

digunakan membuat metode ini memiliki banyak macamnya. Metode yang paling

umum dipakai adalah Rockwell B (dengan indentor bola baja berdiameter 1/6 inci dan

beban 100 kg) dan Rockwell C (dengan indentor intan dengan beban 150 kg).

Alat dan bahan yang dipergunakan

1. Semen

2. Pasir

3. Air

4. Keramik Genteng

5. Keramik Kaca

6. Keramik Batu Bata

7. Cetakan

8. Kertas amplas

9. Furnace


10. Meteran

Pembuatan Bahan Keramik

1. Buat 8 jenis campuran semen dan pasir masing masing dengan komposisi semen : pasir

sebesar 1:1; 1:2; 1:3; 1:4

2. Tambahkan campuran semen dan pasir tersebut dengan air dengan kondisi yang kental.

Aduk hingga rata

3. Masukkan campuran dalam cetakan yang telah disediakan.

4. Jemur campuran selama 24 jam. Usahakan agar kondisi lingkungan benar benar kering.

Jika campuran telah kering. Keluarkan dari cetakan.

5. Panaskan sampel tersebut dalam furnace dengan temperatur 200oC dan 400oC selama 5

jam.

6. Jika pemanasan telah selesai, biarkan dingin secara alami. Keluarkan sampel dari dalam

furnace.

7. Haluskan seluruh permukaan sampel dengan menggosokkan pada kertas ampelas.

Pengujian Kekerasan dengan Metode Gores

1. Gores sampel pertama dengan genteng, kaca, batu bata. Sampel yang tergores

mempunyai sifat lebih lunak dibanding yang lainnya. Catat hasil urutan yang diperoleh.

2. Lakukan hal yang sama untuk sampel kedua, ketiga dan keempat.

3. Urutkan nilai kekerasan hasil eksperimen anda dari sifat yang kurang keras sampai yang

terkeras

Pengujian Kekerasan dengan Metode Pantulan

1. Siapkan statip pengukuran kekerasan.

2. Jatuhkan bola diatas permukaan sampel 1. Ukur tinggi pantulan. Lakukan sebanyak 5

kali percobaan. Lanjutkan pengukuran yang sama untuk sampel 2, 3 dan 4.

3. Masukkan semua data pada tabel dibawah.

Pengukuran Tinggi Pantulan (cm)

1:1 1:2 1:3 1:4

1

2

3

4

5

Rata-rata

4. Lakukan perhitungan statistik pada seluruh data (rata-rata, standar deviasi, range, error)


5. Lakukan analisa data pada hasil pengukuran diatas dengan menghubungkan nilai tinggi

pantulan dengan nilai kekerasan sampel dan komposisi campuran awal bahan keramik

tersebut.


P3 PERCOBAAN POLIMER TERMOPLASTIK DAN TERMOSET

TUJUAN:

1. Mengenal bahan polimer

2. Mengetahui sifat-sifat polimer termoplastik dan termoset

3. Membedakan polimer termoplastik dan termoset

DASAR TEORI

Polimer merupakan jenis bahan baru yang saat ini banyak digunakan karena memiliki

banyak keunggulan dibandingkan dengan bahan jenis lainnya. Polimer merupakan istilah dari

bahasa yunani poly (banyak) dan meros (bagian, unit). Jadi polimer berarti bagian yang

berulang-ulang, yakni molekul yang terdiri dari unit-unit yang sama berulang-ulang.

Polietilen adalah molekul etilen dalam jumlah banyak bersambung berulang hingga mencapai

ratusan ribu kali.

Secara umum, karakteristik polimer adalah sebagai berikut:

Densitas yang rendah, dibandingkan dengan logam dan keramik.

Rasio kekuatan terhadap berat (strength to weight) yang baik untuk beberapa jenis

polimer.

Ketahanan korosi yang tinggi.

Konduktivitas listrik dan panas yang rendah.

Dibandingkan dengan bahan-bahan jenis lain, polimer memegang peranan penting dalam

kehidupan manusia, karena:

Dapat difabrikasi dengan cetakan menjadi bentuk-bentuk yang rumit, umumnya tanpa

proses pengerjaan lanjutan.

Atas dasar kriteria volumetric basis, polimer:

sangat kompetitif dalam hal harga dibandingkan logam.

umumnya membutuhkan energi proses yang lebih sedikit dibandingkan logam.

Beberapa jenis plastik adalah sangat transparan seperti polymethyl methacrylate

PMMA atau akrilik, yang sangat kompetitif dibandingkan dengan gelas/kaca.

Meski demikian, secara umum polimer memiliki keterbatasan sebagai material teknik, antara

lain:

Kekuatan yang relatif lebih rendah daripada logam dan keramik.

Kekakuan yang rendah.


Temperatur penggunaan terbatasi hanya beberapa ratus derajat oC saja.

Perilaku viskoelastis, merupakan keterbatasan khusus dalam aplikasi struktur

penanggung beban.

Beberapa jenis polimer mengalami degradasi ketika di-ekspos dalam cahaya matahari

dan radiasi lainnya.

Polimer Berdasarkan Sifat Thermalnya

Berdasarkan kriteria material rekayasa, polimer dikelompokkan menjadi 3 (tiga) kategori:

1. Termoplastik:

Berupa material padatan pada temperatur ruang tetapi berubah menjadi cairan kental

ketika dipanaskan pada temperatur beberapa ratus derajat saja.

Karakteristik ini menyebabkan termoplastik mudah dan ekonomis difabrikasi menjadi

beragam bentuk.

Dapat diberikan siklus pemanasan-pendinginan berulang kali tanpa degradasi berarti.

Contoh: Polyethylene (PE), polyvinylchloride (PVC), polypropylene (PP), polystyrene

(PS), dan nylon

2. Termoset:

Tidak dapat menerima siklus pemanasan-pendinginan seperti termoplastik:

Ketika dipanaskan pada tahap awal, termoset melunak dan mampu mengalir di

dalam cetakan.

Tapi pada temperatur yang tinggi, terjadi reaksi kimia yang mengeraskan

material sehingga akhirnya menjadi padatan yang tidak mampu lebur kembali

(infusible solid).

Jika dipanaskan ulang, tidak mampu melunak kembali melainkan akan

terdegradasi menghasilkan arang.

Contoh: phenolics, epoxies, dan beberapa jenis polyesters

3. Elastomer:

Material yang mampu memanjang secara elastis ketika dikenakan tegangan mekanis

yang relatif rendah.

Lebih umum dikenal sebagai karet (rubber).

Beberapa elastomer dapat diregangkan hingga 10 kali lipat dan masih mampu kembali

sempurna ke ukuran asal.

Meskipun perilakunya cukup berbeda dengan termoset, namun elastomer memiliki

struktur yang lebih mirip dengan termoset, dibandingkan dengan termoplastik.


Contoh:

Karet alam: vulcanized natural rubber.

Karet sintetis: Styrene-Butadiene (SBR), Nitrile butadiene rubber (NBR), Silicone

rubber.

Tabel Perbedaan sifat polimer termoplastik dan termoset

Termoplastik Termoset

Mudah diregangkan

Fleksibel

Melunak jika dipanaskan

Titik leleh rendah

Dapat dibentuk ulang

Keras dan rigid

Tidak fleksibel

Mengeras jika dipanaskan

Tidak meleleh jika dipanaskan

Tidak dapat dibentuk ulang

Perilaku dan Sifat Polimer

1. Sifat Mekanik

a. Kekuatan Tarik (Tensile Strength)

Kekuatan tarik adalah tegangan yang dibutuhkan untuk mematahkan suatu sampel.

Kekuatan tarik penting untuk polymer yang akan ditarik, contohnya fiber, harus

mempunyai kekuatan tarik yang baik.

b. Compressive strength

Adalah ketahanan terhadap tekanan. Beton merupakan contoh material yang memiliki

kekuatan tekan yang bagus. Segala sesuatu yang harus menahan berat dari bawah harus

mempunyai kekuatan tekan yang bagus.

c. Flexural strength

Adalah ketahanan pada bending (flexing). Polimer mempunyai flexural strength jika

dia kuat saat dibengkokkan.

d. Impact strength

Adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tiba-tiba. Polimer mempunyai

kekuatan impak jika dia kuat saat dipukul dengan keras secara tiba-tiba seperti dengan

palu.

2. Sifat Termal

Polimer sering dianggap sebagai material yang tidak mampu memberikan performa

yang baik pada termperatur tinggi. Namun, pada kenyataannya, terdapat beberapa polimer

yang cocok untuk penggunaan pada temperatur tinggi, bahkan lebih baik daripada

traditional materials. Pada polimer, khususnya plastik, definisi temperatur tinggi adalah


suhu diatas 135oC. Pada temperatur tinggi, polimer tidak hanya melunak, tetapi juga dapat

mengalami degradasi termal. Sebuah plastik yang mengalami pelunakan pada temperatur

tinggi tetapi mulai mengalami degradasi termal pada suhu yang jauh lebih rendah hanya

dapat digunakan pada suhu di bawah suhu dia mulai mengalami degradasi. Menentukan

temperatur aplikasi membutuhkan pengetahuan mengenai perilaku degradasi termal dari

polimer tersebut.

ALAT DAN BAHAN

Alat :

1. Hotplate/kompor listrik

2. Termometer digital

3. Wadah untuk mencampur

4. Pengaduk

5. Cetakan

6. Wadah tahan panas/panci

7. Pengaduk

PROSEDUR KERJA

1. Siapkan peralatan dan bahan

2. Buat 3 macam polimer A dari bahan silica rubber dengan variasi 3 jumlah hardener

yang berbeda. Aduk rata, masukkan dalam cetakan yang telah disediakan. Tunggu

hingga kering dan lepaskan dari cetakan.

3. Buat 3 macam polimer B dari bahan resin dengan variasi 3 jumlah hardener yang

berbeda. Aduk rata, masukkan dalam cetakan yang telah disediakan. Tunggu hingga

kering dan lepaskan dari cetakan.

4. Jatuhkan bola diatas permukaan polimer A. Ukur tinggi pantulan. Lakukan sebanyak

5 kali percobaan. Lanjutkan pengukuran yang sama untuk polimer B dan C.

5. Masukkan semua data pada tabel dibawah.

Pengukuran

Tinggi Pantulan (cm)

Polimer A Polimer B Polimer

C

I II III I II III

1

2

3

4

5

Rata-rata

Bahan:

1. Polimer A (Silica Rubber+Hardener)

2. Polimer B (Resin+Hardener)

3. Polimer C (Lem tembak/PVC)


6. Lakukan perhitungan statistik pada seluruh data (rata-rata, standar deviasi, range,

error)

7. Lakukan analisis data pada hasil pengukuran diatas manakah yang termasuk termoset

dan termoplastik berdasarkan ketinggian pantulan.

8. Masukkan bahan polimer A ke dalam wadah tahan panas.

9. Letakkan wadah di atas hot plate atau kompor listrik, lalu nyalakan (set suhu hot plate

300C)

10. Amati kenaikan suhu polimer dan catat jika terjadi perubahan pada polimer

11. Lanjutkan pengamatan hingga perubahan besar terjadi (misal: meleleh atau gosong)

dan catat suhunya (pada saat terjadi perubahan)

12. Ulangi untuk polimer B dan C dengan cara yang sama.

13. Tentukan manakah yang termasuk termoplastik dan termoset, jelaskan alasannya.

modul rekban 2014

Documents