KARAKTERISTIK SIFAT MEKANIS KOMPOSIT SANDWICH DENGAN CORE LIMBAH PARTIKEL SABUT KELAPA DAN SKIN KOMPOSIT DARI SERAT ENCENG GONDOK

Catur Pramono, Prof. Ir. Jamasri, Ph.D., IPU., ASEAN Eng

2011 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Ketersediaan bahan baku serat enceng gondok (eichornia crassipes) di Indonesia cukup melimpah, potensi tersebut sangat cocok apabila dimanfaatkan sebagai material penguat komposit. Partikel sabut kelapa (coco sponge) yaitu partikel yang melekat pada kulit kelapa hingga saat ini semakin meningkat terutama pada industri rumah tangga kerajinan sabut kelapa di Kebumen. Riset peningkatan penggunaan enceng gondok dipandang sangat penting untuk dilakukan. Sebagai konsekuensinya, untuk struktur primer, maka juga perlu diteliti karakteristik sifat mekanis core dari partikel sabut kelapa. Penggabungan sifat mekanis dari optimasi kekuatan tersebut merupakan suatu potensi yang akan diterapkan dalam rekayasa struktur komposit sandwich ke depannya. Penelitiana ini bertujuan untuk mengetahui sifat tarik, bending, impak core dari partikel sabut kelapa, komposit berpenguat serat enceng gondok, dan komposit sandwich dari gabungan dua bahan tersebut. Bahan-bahan yang diperlukan dalam pembuatan spesimen uji yaitu serat enceng gondok, partikel limbah sabut kelapa, urea formaldehit tipe UA-181, hardener HU-12, unsaturated polyester yukalac tipe 157 BQTN-EX, dan katalis MEXPO. Manufaktur komposit, core maupun sandwich dilakukan dengan metode cetak tekan. Spesimen komposit, core dan sandwich untuk uji bending sesuai dengan acuan ASTM D-790, spesimen uji impak mengacu pada ASTM D-5942, dan spesimen uji tarik sesuai ASTM D-638. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekuatan tarik, bending, dan ketangguhan impak optimum diperoleh pada core dengan komposisi 20%fraksi berat partikel sabut kelapa dan 80%UF. Besar kekuatan tarik, bending, dan ketangguhan impak core partikel sabut kelapa berturut-turut 3,54±0,366MPa, 4,33±0,366MPa, dan 0,0043±0,00067J/mm2. Core dengan variasi ketebalan menghasilkan nilai yang linier. Hasil optimasi kekuatan tarik dan bending komposit dicapai pada komposit dengan 20% fraksi volume serat yaitu sebesar 31,28±2,23MPa dan 49,57±3,34MPa, sedangkan ketangguhan impak diperoleh pada komposit dengan 40% fraksi volume serat sebesar 0,011±0,0017J/mm2. Kekuatan bending dan ketangguhan impak komposit sandwich dengan core tebal 5mm kandungan 80%UF dan skin komposit dengan 20%fraksi volume serat menunjukkan nilai sebesar 3,64±0,63MPa dan 0,007±0,001J/mm2. Hasil terbaik komposit sandwich diperoleh dengan core 50%UF dan skin komposit dengan 20% fraksi volume serat sebesar 16,60±1,65MPa, sedangkan ketangguhan impak diperoleh pada komposit sandwich menggunakan core tebal 10mm kandungan 60%UF dan skin komposit 20% fraksi volume serat sebesar 0,00406±0,00029J/mm2

Availability of raw material eichornia crassipesfiber in Indonesiais relatively abundant, the potential of eichornia crassipes is very suitable for reinforcement of the materials. The particles of coconut coir (coco sponge), i.e. particles that cling to the coconu tfiber until now considered as waste material has been increased mainly from home industry in Kebumen. Research that will push the use of eichornia crassipes is considered very important to do. As aconsequence, for the primary structure, it also needs to study the characteristics of the mechanical properties of composite with core by coco sponge. Combining the mechanical properties of this optimization is apotential to be applied in composite sandwich structure in the future. The aims of the study is to determine the tensile, bending, impact properties of core by coco sponge, and composite reinforced by eichornia crassipes fiber, also composites and wich of a combination of these two materials. The materials required in the manufacture of test specimens of eichornia crassipes fiber, coco sponge, urea formaldehit type UA-181, hardener HU-12, unsaturated polyester yukalac type 157 BQTN-EX, and catalyst MEXPO. Manufacturing of composite, core and sandwich made by press mold method. Specimens of composite, core and sandwich for bending test based on ASTMD-790, impact test specimens based on ASTMD-5942, and tensile test specimens based on ASTMD-638. The results showed that the tensile strength, bending strength, and impact toughnessoptimumwere obtaind on the core by composition of 20% (fractionweight) coco spongeand 80%UF. The tensile strength, bending strength, and impact toughness of core are 3,54±0, 366MPa, 4,33±0, 366MPa, and 0,0043±0,00067J/mm2. Core with variations of thickness produce a linear value. The best result of composite in tensile and bending strength was composites by 20% (fractionvolume) fiber,i.e. 31,28±2,23MPa and 49,57±3,34MPa, while the bes timpact toughness was obtained incomposites by 40% (fractionvolume) fiberi.e. 0,011±0,0017J/mm2. Bending strength and impact toughness of composites and wich with core 5 mm in thickness of80% (fractionweight) UFandskincompositeby20%(fractionvolume)fiberi.e. 3,64±0,63MPaand0,007±0,001J/mm2. The best result of the composites and wichin bending strength by 20% (fractionvolume) fiber and 50% (fractionweight) coco sponge i.e.16,60±1,65MPa, while the best impact toughness was obtained incompositess and wich by 20% (fractionvolume) fiber as skin and 60% (fractionweight) coco sponge as core with 10mm in thickness i.e.0,00406±0,00029J/mm2.

Kata Kunci : partikel sabut kelapa, enceng gondok, kekuatan tarik, kekuatan bending, ketangguhan impak