PENGARUH KOMPOSISI DAN TEKANAN PADA KOMPOSIT SERBUK GERGAJI KAYU DENGAN MATRIKS POLYPROPYLENE TERHADAP KEKUATAN TARIK, BENDING, DAN IMPACT

TEUKU SADRI RAMADHAN, Ir. R. Soekrisno, MSME., Ph.D.

2014 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Tugas akhir ini mengangkat bahan komposit serbuk gergaji kayu dengan matriks polypropylene. Limbah dari hasil serbuk gergaji kayu yang umumnya dibuang atau tidak dimanfaatkan oleh masyarakat dipilih sebagai penguat pada komposit. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh komposisi massa serat dan matriks, serta tekanan saat pembuatan komposit, terhadap kekuatan tarik, bending, serta impact. Struktur makro dari komposit juga dilihat untuk mengetahui pola serat dari komposit. Sifat mekanis dari matriks polypropylene murni juga diteliti untuk mengetahui perbedaan kekuatan pada komposit sebelum dan setelah diberi serbuk gergaji kayu. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk gergaji kayu dari jenis kayu sengon serta plastik bening dari bahan polypropylene (PP) sebagai matriks dari komposit. Pembuatan komposit diawali dengan memilih serbuk yang mendekati seragam dengan menyaring. Ukuran serbuk yang dipilih adalah 1,19 mm. Variabel komposisi massa dari komposit, yaitu perbandingan serbuk gergaji kayu : polypropylene adalah 50:50 (K 55) dan 60:40 (K 64). Komposit disusun per layer pada cetakan dengan plastik PP pada awalnya, kemudian serbuk gergaji kayu, dilakukan berulang hingga lapisan ke 30 untuk mendapatkan tebal komposit yang kurang lebih sesuai untuk standar pengujian. Kemudian cetakan dipanaskan menggunakan thermocouple dan di press pada mesin press hidrolik dengan tekanan berbeda sebagai variasi, yaitu tekanan 18, 24 dan 29 kg/cm². Pemanasan dilakukan sampai pada suhu 190º C selama 15 menit. Cetakan didinginkan sampai sekitar 60º C agar memudahkan melepaskan komposit dari cetakan. Kemudian untuk mengetahui sifat mekanis dari komposit dilakukan beberapa pengujian yaitu uji tarik, bending, dan impact. Pengamatan dengan menggunakan mikroskop juga dilakukan untuk melihat struktur makro dari komposit, bertujuan untuk melihat pola serat yang tercabut hasil dari uji tarik pada komposit. Berdasarkan hasil pengujian sifat mekanis, kekuatan komposit K 64 sedikit lebih kuat dibanding komposit K 55. Kekuatan tarik, bending, dan harga keuletan dari uji impact dari komposit mengalami peningkatan kekuatan dari tekanan 18 kg/cm² ke 24 kg/cm² pada tiap variabel komposisi massa dari komposit, akan tetapi pada tekanan 29 kg/cm² terjadi penurunan kekuatan. Struktur makro komposit menjelaskan pola serat berupa ikatan matriks polypropyelene terhadap serbuk gergaji kayu, dimana pada tekanan 29 kg/cm² ikatan terhadap serat cenderung menurun. Kata kunci : Serbuk gergaji kayu (sengon), polypropylene (PP), komposit, sifat mekanis, struktur makro

This final project raised about the effect of the composition of mass and pressure on wood sawdust composites with polypropylene matrix. Waste from wood sawdust results are generally discarded or not used by the people chosen as reinforcement in composites. This research aims to determine the effect of the mass composition and pressure during manufacture of the composite tensile strength, bending, and impact. Macro structure of the composite is also seen to determine the pattern of fiber composites. The mechanical properties of polypropylene matrix was also examined to determine differences in the strength of the composite after being given sawdust as an amplifier. The material used in this study is the type of wood sawdust sengon and clear plastic with polypropylene content ( PP ) as the matrix of the composite . The manufacture of composites begin with choosing a uniform sawdust approach by filtering, the size choosen was 1,19 mm . Variable mass composition of the composite , which is the ratio of wood sawdust : polypropylene is 50:50 ( K 55 ) and 60:40 ( K 64 ) . Composites prepared by layer on a mold with plastic PP at first , then wood sawdust , performed repeatedly until all 30 layers to get a more or less thick composite according to standard testing . Then the mold is heated using a thermocouple and in the press on a hydraulic press machine with different pressures as a variation , namely pressure 18 , 24 , and 29 kg / cm ² . The heating is done to a temperature of 190 º C for 15 minutes . Mold is cooled to about 60 º C in order to facilitate the release of the composite mold . Then to determine the mechanical properties of composites made several tests that test tensile , bending , and impact . Observation was also done using a microscope to see the macro structure of a composite , aims to look at the pattern of fibers plucked from the tensile test results of the composite. Based on the results of testing the mechanical properties, the strength of the composite K 64 bit stronger than the composite K 55. Tensile strength, bending, and fracture toughness of the composites increased at pressure 18 kg / cm ² to 24 kg / cm ² at each mass composition of the composite, but at a pressure of 29 kg / cm ² the strength of composites decreased. Macro structure of a composites explain about fiber pattern in form of a polypropyelene matrix bonding to wood sawdust, where the pressure of 29 kg / cm ² bonding to the fiber tends to decrease. Keywords: wood sawdust (sengon), polypropylene (PP), composites, mechanical properties, macro structur

Kata Kunci : Serbuk gergaji kayu (sengon), polypropylene (PP), komposit, sifat mekanis, struktur makro