i

ANALISIS KEKUATAN IMPACT PADA BAHAN KOMPOSIT

SERAT ALAM DENGAN ORIENTASI SUDUT BER MATRIK

POLIMER POLYESTER

PROYEK AKHIR

Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan

Mencapai derajat Ahli Madya

Disusun Oleh

AHMAD SUYUTI

2008 – 55 – 031

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

2014

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul Proyek Akhir : “Analisis Kekuatan Impact Pada Bahan Komposit

Serat Alam dengan Orientasi Sudut Ber Matrik

Polimer Polyester”

Nama : Ahmad Suyuti

NIM : 2008-55-031

Konsentrasi : Mesin Produksi

Telah layak mengikuti ujian proyek akhir pada program Studi Diploma III Teknik

Mesin Universitas Muria Kudus.

Kudus,.....Maret 2014

Pembimbing I Pembimbing II

Sugeng Slamet, ST., MT. Rianto Wibowo, ST.,

M.Eng.

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : “Analisis Kekuatan Impact Pada Bahan Komposit Serat

Alam dengan Orientasi Sudut Ber Matrik Polimer

Polyester”

Nama : Ahmad Suyuti

NIM : 2008-55-031

Program Studi : Teknik Mesin

Telah diujikan pada ujian Proyek Akhir Ahli Madya pada tanggal 19 Maret 2014

dan dinyatakan LULUS pada Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria

Kudus.

Kudus,...................2014

Penguji Utama Penguji I Penguji II

Qomaruddin, ST., MT. Akhmad Zidni H. ST., M.Eng. Sugeng Slamet, ST., MT.

Mengetahui,

iv

LEMBAR PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan dan ketulusan hati penulis mempersembahkan

laporan Proyek Akhir ini kepada :

1. Allah SWT yang telah memberikan segala petunjuknya.

2. Bapak, ibu, dan adik, beserta seluruh keluarga yang telah memberikan do’a

restu dan motivasi.

3. Seluruh dosen yang terhomat karena telah mendidik dan membimbing penulis

dalam menuntut ilmu.

4. Teman-teman satu seangkatan khususnya teman-teman satu proyek terima

kasih atas dukungannya.

v

MOTTO

1. Ilmu tidak akan datang sendiri jika kita tidak mau mencari.

2. Pendidikan sangat penting untuk meraih masa depan.

3. Teruslah belajar dan jangan takut salah.

4. Menyikapi sesuatu dengan sikap sabar dan berpikir tenang.

5. Suatu permasalahan pasti ada solusinya.

6. Menjalani hidup ini harus dengan semangat dan jangan sampai menyerah.

vi

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Warrahmatullahiwabarakatuh.

Segala puji penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas berkat

rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan proyek akhir dengan judul:

”ANALISIS KEKUATAN IMPACT PADA BAHAN KOMPOSIT SERAT

ALAM DENGAN ORIENTASI SUDUT BER MATRIK POLYESTER”.

Laporan ini disusun sebagai pertanggung jawaban penulis atas pelaksanaan

Proyek Akhir dan juga sebagai persyaratan guna memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Ahli Madya.

Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua

pihak yang telah memberikan dukungan hingga terselesaikannya laporan ini,

dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus

dan mendalam kepada;

1. Kedua orang tua yang memberikan segala dorongan dan kasih sayang

dengan penuh keihklasan.

2. Bapak Rochmad Winarso, ST., MT. selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muria Kudus.

3. Bapak Sugeng Slamet, ST., MT. selaku Dosen pembimbing I yang dengan

sabar membimbing penulis dalam penyusunan laporan ini.

4. Bapak Rianto Wibowo, ST., M.Eng. selaku Dosen pembimbing II yang

dengan sabar membimbing penulis dalam penyusunan laporan ini.

vii

5. Bapak Taufiq Hidayat, ST., MT. selaku kaprogdi Teknik Mesin, Fakultas

Teknik Universitas Muria Kudus.

6. Segenap Dosen Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus

yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dalam setiap perkuliahan.

7. Teman-teman mahasiswa seperjuangan yang telah banyak membantu

sehingga tersusunlah laporan ini.

8. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah

membantu penulis dalam penyusunan laporan ini.

Penulis menyadari dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak

kekurangannya, oleh karenanya penulis mengharap kritik dan saran dari pembaca

sekalian yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini.

Wassalualaikum Warrahmatuullahi Wabarakatuh.

Kudus, Maret 2014

Penyusun

viii

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iii

PERSEMBAHAN ............................................................................................ iv

MOTTO ........................................................................................................... v

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

DAFTAR ISI .................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xiii

ABSTRAK ...................................................................................................... xiv

BAB I. PENDAHULUAN

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

1.2. Rumusan Masalah ........................................................................... 4

1.3. Batasan Masalah .............................................................................. 5

1.4. Tujuan Proyek Akhir ...................................................................... 5

1.5. Sistematika Penulisan ..................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Kajian Teori Komposit ................................................................... 7

2.1.1. Bahan Komposit Partikel ..................................................... 10

2.1.2. Bahan Komposit Serat ........................................................... 10

2.1.3. Jenis Komposit Serat ............................................................. 12

ix

2.1.4. Serat Alam ............................................................................. 14

2.1.5. Resin Unsaturated (UP) ........................................................ 17

2.1.6. Katalis metyl Etyl Keton Peroksida (MEKPO ...................... 18

2.1.7. Pengeringan Serat. ................................................................. 19

2.1.8. Proses Pembuatan Komposit ................................................. 22

2.2. Matrik ............................................................................................... 24

2.3. Pengujian Impak Metode Charpy .................................................... 28

2.4. Mekanisme Alat Uji Impact Charpy ................................................. 29

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan ................................................................................ 32

3.1.1. Alat ......................................................................................... 32

3.1.2. Bahan...................................................................................... 33

3.2. Rancangan Penelitian ...................................................................... 33

3.2.1. Lokasi dan Waktu .................................................................. 33

3.2.2. Persiapan Alat dan Bahan ...................................................... 33

3.2.3. Pengolahan Bahan Dasar........................................................ 34

3.2.4. Pembuatan Komposit ............................................................. 35

3.2.5. Pengujian Impak..................................................................... 37

3.2.6. Pengambilan Bahan Data ....................................................... 38

3.2.7. Data Analisa ........................................................................... 38

3.2.8. Diagram Alur Penelitian ........................................................ 39

3.3. Variabel Penelitian .......................................................................... 40

x

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengujian ....................................................................... 41

4.2 Hasil Analisis Setelah Mematahkan Spesimen ............................... 42

4.3. Menentukan Hasil Nilai Uji Impak ................................................. 43

4.3.1. Nilai Energi Serap ................................................................ 43

4.3.2. Nilai Kekuatan Impak ............................................................ 46

4.3.3. Pembahasan ........................................................................... 48

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ...................................................................................... 50

5.2. Saran ................................................................................................ 51

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Komposit Partikel ........................................................................ 9

Gambar 2.2 Komposit Serat ............................................................................ 9

Gambar 2.3 Komposit Struktur ....................................................................... 10

Gambar 2.4 Continous Fiber Composite ......................................................... 12

Gambar 2.5 Wowen Fiber Composite ............................................................. 13

Gambar 2.6 Discontinous Fiber Composite ..................................................... 13

Gambar 2.7 Hibrid Fiber ................................................................................ 14

Gambar 2.8 Proses Hand Lay – Up ................................................................ 23

Gambar 2.9 Ilustrasi skematis pengujian impak .............................................. 29

Gambar 2.10 takik pada specimen .................................................................. 31

Gambar 3.1 Alat Uji Impact Charpy dan Moisture Analyser .......................... 32

Gambar 3.2 Spesimen standar ASTM E 23 ..................................................... 36

Gambar 3.3 Mekaniske Pembuatan Komposit ................................................ 37

Gambar 3.4 Alur Penelitian ............................................................................. 39

Gambar 4.1 Grafik Energi Serap Serat Kelapa .............................................. 45

Gambar 4.2 Grafik Energi Serap Serat Eceng Gondok .................................. 46

Gambar 4.3 Spesimen Standar ASTM E 23..................................................... 47

Gambar 4.4 Kekuatan Impak Serat Kelapa ...................................................... 47

Gambar 4.5 Kekuatan Impak Serat Enceng Gondok ...................................... 48

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Mekanik dan Fisik Serat Alam ................................................ 14

Tabel 2.2 Spesifikasi Resin Unsaturated Polyester Yukalac BQTN 157 ......... 19

Tabel 4.1 Data Analisis Nilai Energi Serap Serat Kelapa ................................ 41

Tabel 4.2 Data Analisis Nilai Energi Serap Serat Enceng Gondok ................. 41

Tabel 4.3 Data Hasil Setelah Mematahkan Spesimen Pada Serat Kelapa ...... 42

Tabel 4.4 Data Hasil Setelah Mematahkan Spesimen Pada Serat Enceng

Gondok ........................................................................................... 43

Tabel 4.5 Hasil Analisis Nilai Energi Serap Serat Kelapa .............................. 44

Tabel 4.6 Hasil Analisis Nilai Energi Serap Serat Eceng Gondok .................. 45

Tabel 4.7 Data Analisis Kekuatan Impak Serat Kelapa ................................... 47

Tabel 4.8 Data Analisis Kekuatan Impak Serat Eceng Gondok ..................... 48

xiii

Analisis Kekuatan Impact Pada Bahan Komposit Serat Alam dengan

Orientasi Sudut Ber Matrik Polimer Polyester

Nama:Ahmad Suyuti

Pembimbing I : Sugeng Slamet, ST., MT

Pembimbing II : Rianto Wibowo, ST., M.Eng

ABSTRAK

Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis kekuatan impak pada

bahan komposit serat alam dengan orientasi sudut ber matrik polimer polyester.

Komposit yang dibuat menggunakan penguat serat kelapa dan enceng

gondok dengan matrik berupa resin unsaturated polyester (UPRs) jenis Yukalac

157 BQTN-EX dengan 1% hardener jenis MEKPO dengan variasi searat orientasi

sudut 0o, 45

o dan 90

o. Proses perlakuan alkali pada serat yaitu dengan cara

perendaman serat ke dalam larutan alkali (NaOH 5 %). Spesimen uji komposit

dipotong sesuai standar ASTM E 23 untuk spesimen uji impak. Selanjutnya

spesimen komposit dilakukan pengujian impak.

Kekuatan impak meningkat seiring meningkatnya orientasi sudut. Nilai

kekuatan impak energi serap terbesar terdapat pada pengujian impak dengan

orientasi sudut 0o

serat enceng kelapa dengan rata-rata sebesar 0,329 J. Namun

kekuatan impak paling kecil dengan nilai rata-rata 0,001 J/mm2.

Kata kunci : Katalis, resin, serat enceng gondok, serat kelapa.