|
Jurnal Syntax Admiration |
Vol. 3 No. 12 Desember
2022 |
|
p-ISSN : 2722-7782 e-ISSN : 2722-5356 |
Sosial
Teknik |
ANALISA
SIFAT MEKANIK KOMPOSIT LIMBAH LIMBAH PLASTIK PP (POLYPROPYLENE) DAN LIMBAH SERBUK KAYU DURIAN
Dwi Handoko, Iyus, Aripin Manurung
Politeknik Negeri Pontianak,
Indonesia
Email: [email protected]
|
INFO ARTIKEL |
ABSTRAK |
|
Diterima 7 Desember 2022 Direvisi 17 Desember 2022 Disetujui 21 Desember 2022 |
Penggunaan
material komposit sebagai material alternatif saat ini semakin berkembang,
selain itu limbah dari limbah berupa plastik dan kayu semakin meningkat dan
cenderung merusak lingkungan. Pada penelitian ini, pembuatan dan analisis
komposit dari limbah plastik PP (Polypropylene) dan serbuk kayu durian akan
mengetahui pengaruh komposisi kedua paduan tersebut terhadap sifat mekanik.
Metode dua paduan dengan 20/80, 30/70, dan 40/60 pada tekanan 20 kg/cm2
selama 20 menit dengan pengujian Impak Charpy, Pengujian Kekerasan, dan
pengamatan struktur makro pada patahan. |
|
Kata kunci: Komposit, Limbah,
Plastik, Kayu, Impak Charpy. |
|
|
Keywords: Composite,
Waste, Plastic, Wood, Charpy Impact, Hardness. |
ABSTRACT The use of
composite materials as alternative materials is currently growing, On the
other hand, waste from waste in the form of plastic and wood is increasing
and tends to damage the environment. In this study, the manufacture and
analysis of composites from PP plastic waste (Polypropylene) and durian wood
powder will determine the effect of the composition of the two alloys on
mechanical properties. The method two alloys with 20/80, 30/70, and 40/60 at a pressure of
20 kg/cm2 for 20 minutes by Charpy Impact testing, Hardness Testing, and
macro structural observations on the fractures. |
Pendahuluan
Majunya teknologi khususnya dibidang material saat ini
demikian pesat, banyak material yang harus memenuhi tuntutan dari pengguna
seperti kuat murah tahan lama dan sebagainya dalam ilmu material material terbagi atas
material logam dan non logam. Selama ini lebih kurang 20 abad penggunaan
material masih didominasi oleh material logam namun. Keberadaan material logam
selain semakin berkurang juga memiliki beberapa kelemahan seperti berat, biaya
pembuatan yang mahal, mudah terkorosi dan lain-lain, hal ini orang mulai
mencari material alternative selain logam salah satunya adalah yaitu material
komposit (Wulandari, 2019).
Komposit merupakan gabungan dari dua atau lebih
material yang berbeda yaitu dengan melakukan paduan material satu material lain
dengan tujuan mendapatkan sifat yang lebih baik dari sifat asalnya (Asdiantri et al., 2016),
Komposit pada umumnya terdiri dari material pengikat yang disebut (matrik) dan
material penguat yang disebut juga material serat (filler) yang merupakan
kombinasi dari bermacam-macam sifat antara serat dan matrik (Defriatno & Krisdhianto, 2022).
Menurut (Jones, 1999),
saat ini material komposit yang diperkuat dengan serat merupakan bahan tehnik
yang banyak digunakan karena kekuatan dan kekakuan spesifik yang jauh diatas
bahan teknik pada umumnya, sehingga sifatnya dapat didesain mendekati
kebutuhan. Banyak penelitian telah dilakukan dan berhasil membuat komposit
dengan penguat serat alam. Hal ini dilakukan karena bersifat lebih ringan,
mudah dibentuk, tahan korosi, harga murah, mampu berfungsi sebagai peredam yang
baik, dan memiliki kekuatan yang sama dengan material logam.
(Asdiantri et al., 2016)
dan (Kurnia, 2009),
melakukan penelitian tentang analisis potensi nilai ekonomi sampah perumahan
di Kota Pontianak, hasilnya total
timbunan sampah perumahan Kota Pontianak sebesar 126895,82 kg/hari atau 126,89
ton/hari. Komposisi sampah perumahan Kota Pontianak yang memiliki persentase
sampah tertinggi yaitu sampah organik dengan jenis sampah organik lainnya
dengan presentase sebesar 63,44% dan Persentase sampah anorganik jenis sampah
botol 3,37%, gelas plastik 1,41%, kaleng 1,11%, botol dan plastik berwarna
2,25%.
Melihat potensi limbah plastik dan kayu hasil penggergajian cukup besar disisi lain limbah tersebut dapat
diolah menjadi bahan alternatif yang lebih bermanfaat (Anang et al., 2017),
Berdasarkan kondisi tersebut maka pada penelitian akan dilakukan analisa sifat
mekanik material matrik komposit dari limbah plastik khususnya PP
(Polypropylene) dan serbuk kayu durian sebagai filler”.
(Yuliyanto & Masdani, 2018),
menganalisa pengaruh orientasi serat terhadap kekuatan impak dan model patahan
komposit polyester berpenguat serat gaharu, pembuatan komposit menggunakan
metode hand lay up. Pengujian yang dilakukan adalah uji Impact Charpy dengan
standar pengujian ISO-179. Hasil percobaan tersebut memberikan pengaruh
terhadap kekuatan impak, dimana perendaman dan persentase memberikan pengaruh
yang sangat besar. Ini dikarenakan lamanya perendaman akan mempengaruhi serat
sehinga mudah putus dan rapuh. persentase serat memberikan pengaruh yang besar
pula disebabkan karena jika serat diatas 10% dan dibawah 50 % maka nilai uji
impak besar pula. Tetapi jika persentase serat diatas 50 % maka nilai uji impak
semakin kecil
(Tai et al., 2000), melakukan
penelitian tentang perilaku patahan campuran PP/LDPE. Metode pengujian
impak yang digunakan dalam penelitian ini meliputi uji impak Izod dan Charpy
berinstrumentasi, dan uji impak pelat berat berinstrumen (IDWPIT). Dalam
pengujian impak Izod konvensional homopolimer PP dan campuran PP/LDPE memiliki
kekuatan impak yang serupa, sedangkan campuran PP/HDPE menunjukkan kekuatan
impak yang sedikit lebih rendah. Namun, uji impak Charpy yang diinstrumentasi
menunjukkan bahwa PP/LDPE dan PP/HDPE memiliki kekuatan impak yang serupa, dan
keduanya sedikit
(Susanti, 2014),
mengemukakan bahwa komposit kayu plastik memiliki keunggulan dimana kayu
sebagai pengisi bermanfaat untuk meningkatkan kekakuan, mengurangi densitas dan
biaya per unit volume, sedangkan plastik sebagai matriks akan meningkatkan
kekuatan dan sifat fisik komposit yang terbentuk sehingga tahan terhadap air
dan rayap.
Penelitian ini bertujuan secara umum membuat material
alternatif (Permadi et al., 2021)
yang memanfaatkan bahan baku lokal dengan memanfaatkan serbuk kayu durian yang
merupakan kayu yang tidak terpakai atau limbah, menjadi produk yang memiliki
nilai ekonomis dan secara khusus untuk mengetahui sifat mekanik komposisi
matrik komposit dari plastik PP (Polypropylene) dan serbuk kayu durian durian
sebagai filler.
Metode Penelitian
Menurut (Nona et al., 2022)
dan (Jaedun, 2011)
Metode penelitian dalam penelitian ini adalah menggunakan metode eksperimen
dilakukan melalui tahap-tahapan persiapan bahan, pembuatan sampel, paduan
variasi kedua bahan komposit dan kemudian dilakukan pengujian sifat mekanik dan
karakterisasi dari material hasil pegujian.
Alat dan Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu:
Mesin Press, Kompor Listrik, Plat Baja Cetakan, Mixer, Baskom, Termo Kopel,
Timbangan Digital, Mesin Uji Impak, Mesin Uji kekerasan, Mikroskop Optik,
Serbuk kayu durian, Serbuk Plastik Polypropylene (PP), Vaselin.
Serbuk kayu durian yang digunakan dalam pembuatan komposit
terdiri dari serbuk kayu durian diayak halus kemudian dioven untuk menurunkan
kadar airnya hingga. Perekat yang digunakan adalah plastik Polypropylene (PP)
limbah dalam Plastik Polypropylene daur ulang. Pertama-tama dibersihkan/dicuci,
dikeringkan dan selanjunya dihancurkan menjadi ukuran 0,5 cm.
Serbuk kayu durian dan plastik Polypropylene diilakukan
penimbangan dengan komposisi 30/70, 40/60 dan 50/50. Selanjutnya campuran
tersebut dimasukan ke dalam cetakan baja ukuran 25 cm x 25 cm yang sebelumnya
sudah dilapisi vaselin., kemudian campuran diletakkan diantara dua plat baja.
Adonan tersebut ditekan dengan tekanan 20 kg/cm2 selama 30 menit dengan mesin
pres dan dipanaskan pada suhu 1800C. Setelah, lembaran yang dihasilkan
dibiarkan selama 30 menit agar mengeras. Untuk melepaskan tegangan sisa dan
mencapai distribusi kadar air.
Setelah satu minggu lembaran dilepas dari cetakan,
dilanjutkan dengan finising dan pembuatan specimen uji sesui standar
Selanjutnya untuk sampel uji impak, spesimen dibuat mengacu pada ASTM D 6110.
Pengujian yang dilakukan adalah pengujian sifat mekanis yaitu kekerasan dengan
menggunakan pengujian kekerasan Shore A dan ketahanan Impak dengan alat uji
impak metode Charphy (Sushardi & Setyagama, 2015)
di Laboratoium Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Pontianak. Terakhir dilanjutkan dengan pengamatan makro
pada patahan.
Hasil dan Pembahasan
Pada penelitian ini dilakukan pengujian mekanik berupa uji
impak dengan metode Charpy dan pengujian kekerasan (Laksono et al., 2019)
dengan metode Shore A untuk pengujian komposit. Hasil dari pengujian tersebut dapat
dilihat berikut ini:
A. Pengujan impak
Berikut ini data hasil
pengujian Impak untuk masing-masing komposisi:
Tabel 1. Data hasil
pengujian Impak
Berikut ini hasil grafik
hubungan Komposisi rata-rata dan Energi Impak
Gambar 1.
Grafik Hubungan aenergi impak dan komposisi
B. Pengujian Kekerasan Shore
A
Dari hasil pengujian komposisi yang
dilakukan pada spesimen awal dan specimen dengan komposisi katalisator adalah
sebagai berikut:
Tabel 2. Data Hasil Pengujian
Kekerasan Shore A
|
No |
Komposisi |
Spesimen |
Rata-rata |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
|
1 |
20-80% |
93 |
95 |
90 |
87 |
95 |
92,0 |
|
2 |
30-70% |
87 |
83 |
87 |
84 |
86 |
85,4 |
|
3 |
40-60% |
82 |
83 |
83 |
81 |
87 |
83,2 |
|
4 |
50-50% |
75 |
70 |
79 |
76 |
79 |
75,8 |
C. Pengujian Makro
Pengujian ini dilakukan dengan
melihat bentuk patahan dari hasil pengujian impak, sebagai berikut:
Gambar 2.
Gambar bentuk patahan hasil uji impak
D. Pembahasan
Dari hasil pengujian impak dengan
komposisi sebuk kayu durian-plastik (20%-80%, 30%-70%, 40%-60% dan 50%-50%),
menghasilkan kekuatan impak yang berbeda dari keempat spesimen. Besarnya kekuatan
impak masing-masing spesimen antara lain: spesimen 20%-80%, sebesar 0,0012297 J/mm2 ,
spesimen 30%-70% sebesar 0,0014208J/mm2,
spesimen 40%-60% sebesar 0,00136383 J/mm2 dan spesimen 50%-50% sebesar 0,000448
mm2 . dari hasil pengujian tersebut terlihat dengan semakin besar komposisi
serbuk energy Impak yang terjadi semakin meningkat, hal ini menunjukkan semakin
banyak serbuk yang bercampur dengan plastik dimana saat kondisi plastik mencair
dan diberikan tekanan, serbuk mengisi ruang diantara cairan tersebut, sehigga
memberikan kekuatan yang semakin baik, namun pada komposisi 50% serbuk dan 50%
plastik, harga energi impak terlihat menurun. Ini menunjukkan pada komposisi
tersebut telah mencapai maksimum sehingga kemampuan plastik untuk mengikat serbuk
semakin berkurang, akibatnya daya ikat campuran tersebut semakin berkurang
sehingga mengakibatkan energi semakin berkurang (Laksono et al., 2019).
Pada pengamatan patahan yang terjadi dari masing-masing campuran memperlihatkan
adanya patahan rata yang merupakan ciri khas dari patahan material getas,
dengan kata lain campuran antara memperlihatkan paduan merupakan material
getas/rapuh
Dari hasil pengujian kekerasan dengan
metode Shore A, didapatkan komposisi serbuk kayu durian-plastik (20%-80%,
30%-70%, 40%-60% dan 50%-50%), masing- masing sebesar 92,0; 85,4; 83,2;
75,8. Dari data tersebut memperlihatkan
dengan bertambahnya serbuk didalam cairan plastik mengakibatkan kekerasan
paduan keduanya menurun.
Kesimpulan
Besarnya kekuatan impak (Effendi, 2009)
masing-masing spesimen antara lain: spesimen 20%-80%,
sebesar 0,0012297 J/mm2, spesimen 30%-70% sebesar 0,0014208J/mm2, spesimen
40%-60% sebesar 0,00136383 J/mm2 dan spesimen 50%-50% sebesar 0,000448 mm2 ini
menunjukkan, bertambahnya komposisi serbuk kayu durian didalam cairan plastik
mampu meningkatkan ketahanan energi impak namun kemampuan tersebut menurun
(50%-50). Dengan bertambahnya prosentase
serbuk harga kekerasan komposit semakin menurun.
Bentuk patahan yang dibentuk dari beban yang diberikan
memperlihatkan pada material paduan komposit antar plastik PP dan serbuk kayu
durian ini memperlihatkan bentuk patah getas dari adanya bentuk patahan rata
pada semua spesimen uji.
BIBLIOGRAFI
anang, S., Sujana, W., & Widi, K. A. (2017). Peran Abu
Sekam Padi Pada Komposit Polimer Jenis Pet. Jurnal Flywheel, 8(1),
15–24. Google Scholar
Asdiantri, A., Fitrianingsih, Y., & Fitria, L. (2016).
Analisis Potensi Nilai Ekonomi Sampah Perumahan Kota Pontianak. Jurnal
Teknologi Lingkungan Lahan Basah, 4(1). Google Scholar
Defriatno, M. E., & Krisdhianto, A. (2022). Analisis
Potensi Nilai Ekonomi Sampah Perumahan Kawasan Kota Kabupaten Jember. Jurnal
Biosense, 5(01), 91–99. Google Scholar
Effendi, R. (2009). Kayu Ulin Di Kalimantan: Potensi,
Manfaat, Permasalahan Dan Kebijakan Yang Diperlukan Untuk Kelestariannya. Jurnal
Analisis Kebijakan Kehutanan, 6(3), 161–168. Google Scholar
Jaedun, A. (2011). Metodologi Penelitian Eksperimen. Fakultas
Teknik Uny, 12. Google Scholar
Jones, R. M. (1999). Mechanics Of Composites Materials–2nd
Edition, Taylor & Francis Inc. Philadelphia, Pa. Google Scholar
Kurnia, A. (2009). Sifat Keterawetan Dan Keawetan Kayu
Durian, Limus, Dan Duku Terhadap Rayap Kayu Kering, Rayap Tanah, Dan Jamur
Pelapuk. Ipb (Bogor Agricultural University). Google Scholar
Laksono, A. D., Ernawati, L., & Maryanti, D. (2019).
Pengaruh Fraksi Volume Komposit Polyester Berpenguat Limbah Serbuk Kayu
Bangkirai Terhadap Sifat Material Akustik. Jurnal Rekayasa Mesin, 10(3),
277–285. Google Scholar
Nona, R. V., Banda, F. L., Leha, E., Supardi, P. N., Make, K.
D. P., & Suryani, L. (2022). Persepsi Dosen Universitas Flores Terhadap
Program Merdeka Belajar Kampus Merdeka. Edukatif: Jurnal Ilmu Pendidikan,
4(1), 763–777. Google Scholar
Permadi, H., Miranti, N. E. S., Novayanti, N., &
Yusriansyah, I. (2021). Pengelolaan Potensi Desa (Pengolahan Variasi Pisang Dan
Pembuatan Produk Dari Serbuk Kayu) Di Desa Ringinsari, Kecamatan Sumbermanjing
Wetan. Jurnal Graha Pengabdian, 3(3), 288–297. Google Scholar
Susanti, A. (2014). Pemanfaatan Limbah Plastik Dan Serbuk
Kayu Sengon Sebagai Bahan Komposit Plastik. Universitas Gadjah Mada. Google Scholar
Sushardi, S., & Setyagama, E. (2015). Pemanfaatan
Limbah Plastik Dan Serbuk Gergaji Sengon Untuk Pembuatan Papan Komposit. Google Scholar
Tai, C. M., Li, R. K. Y., & Ng, C. N. (2000). Impact
Behaviour Of Polypropylene/Polyethylene Blends. Polymer Testing, 19(2),
143–154. Google Scholar
Wulandari, F. T. (2019). Limbah Industri Penggergajian:
Kajian Dan Pemanfaataannya. Jurnal Silva Samalas, 2(2), 75–78. Google Scholar
Yuliyanto, Y., & Masdani, M. (2018). Analisis Pengaruh
Orientasi Serat Terhadap Kekuatan Impak Dan Model Patahan Komposit Polyester
Berpenguat Serat Gaharu. Machine: Jurnal Teknik Mesin, 4(2),
15–20. Google Scholar
|
Copyright holder : Dwi Handoko, Iyus, Aripin Manurung (2022) |
|
First publication right : Jurnal Syntax
Admiration This article is licensed under: |