Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p�ISSN: 2541-0849 e-ISSN:
2548-1398
Vol. 7, No. 8, Agustus 2022
KARAKTERISTIK KOMPOSIT HDPE
RECYCLE BERPENGUAT SERAT BAMBU UNTUK PANEL BOARD FURNITURE
Mochamad Fauzan, Sobron M Yamin
Lubis, Steven Darmawan
Program
Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universtias Tarumanagara, Indonesia
Email: [email protected], [email protected], [email protected]
Abstrak
Dalam penelitian ini,
yang melatar belakangi yaitu dengan banyakanya sampah plastik di Indonesia kian
meningkat dan susah untuk di tanggulangi. Untuk itu mendaur ulang sampah yang
tidak terpakai namun masih dapat digunakan adalah cara yang paling efektif
dalam menanggulangi sampah plastik yang terus memuncak jumlahnya salah satunya
yaitu plastik jenis HDPE (High Density Polyethylene). Pada penelitian ini
plastik HDPE didaur ulang menggunakan Mesin Hot Press dengan menambahkan
penguat serat bambu didalamnya yang dibagi kedalam 3 jenis perbedaan tempratur
290℃, 300℃ dan, 310℃ untuk dibuat sebagai
Panel Board Furniture dan dilakukan Uji Tarik, Uji Bending, dan Pengamatan
Makrostruktur untuk diamati Karakteristik dari sampel HDPE tersebut. Pada
pengujian Tarik didapatkan nilai rata-rata tertinggi pada Spesimen 290℃ sebesar 9.7 MPa,
tertinggi kedua pada Spesimen 300℃ sebesar 8.9 MPa, dan terendah pada specimen 310℃ sebesar 4.8 MPa. Pada
pengujian Bending juga didapatkan rata-rata tertinggi pada Spesimen 290℃ sebesar 67.9 KgF,
tertinggi kedua pada specimen 300℃ sebesar 40 KgF, dan terendah pada Spesimen 310℃ sebesar 30.4 KgF. Pada
pengamatan Makrostruktur didapat Pullout karena Matriks HDPE dan reinforced
tidak memiliki interaksi yang bagus atau ikatan antar HDPE dan serat bambu
tidak menyatu.
Kata kunci: HDPE, Uji Tarik, Tempratur.
Abstract
In this study, the background itself is that the amount of plastic waste
in Indonesia is increasing and difficult to deal with. For this reason,
recycling unused but still usable waste is the most effective way to deal with
plastic waste, which continues to increase in number, one of which is HDPE
(High Density Polyethylene) plastic. In this study HDPE plastic was recycled
using a Hot Press Machine by adding bamboo fiber reinforcement in it which was
divided into 3 types of temperature differences, 290℃, 300℃ and, 310℃ to be made as Panel Board Furniture and carried out Tensile Tests,
Bending Tests, and Macrostructural Observations. to observe the characteristics
of the HDPE sample. In the tensile test, the highest average value was obtained
on the 290℃ specimen
of 9.7 MPa, the second highest was on the 300℃ specimen of 8.9 MPa, and the lowest was on the 310℃ specimen of 4.8 MPa. In the bending test, the highest average was found
in the 290℃ specimen
at 67.9 KgF, the second highest in the 300℃ specimen at 40 KgF, and the lowest in the 310℃ specimen at 30.4 KgF. In macrostructural observations, it was found that
the pullout was because the HDPE and reinforced matrix did not have a good
interaction or the bond between HDPE and bamboo fiber did not blend.
Keywords: HDPE, Tensile Test, Temprature
Pendahuluan
Berbagai jenis sampah dapat ditemukan dengan mudah,
terutama sampah anorganik yang tidak bisa membusuk dan dapat mencemari
lingkungan (Techawinyutham et al., 2021). �Pembungkus makanan, produk rumah tangga, dan
kemasan minuman menggunakan bahan dari plastik yang sisa pemakaian menjadi
masalah utama kebersihan lingkungan. Botol bahan pembersih dan kosmetik
merupakan jenis dari thermoplastic HDPE (High Density Polethylene)
menjadi salah satu jenis sampah yang mengganggu lingkungan, padahal dapat
menjadi sampah komersial yang diperlukan untuk menjadi Furniture yang memiliki
daya jual apabila diolah dengan baik dan benar. Seperti yang dilakukan oleh
penelit sebelumnya dengan mencampurkan Serat Ampas Tebu dengan Komposit HDPE (Margono, Haikal, & Widodo, 2020).
Tujuan dari
perancangan ini adalah mengetahui karakteristik Plastik HDPE yang didaur ulang
dengan menggunakan penguat serat bamboo dan di cetak menggunakan mesin Hot
Press dengan membedakan beberapa keeping dengan beberapa Suhu derajar selsius
dan diuji menggunakan Uji Tarik untuk diketahui kekuatan Tarik dari setiap suhu
yang dibentuk Spesimen menggunakan ASTM D3039.
Metode
Penelitian
Metode Penlitian dilakukan di Universitas Mercu
Buana dan Uiversitas Tarumanagara dengan menggunakan alat dan bahan sebagai
berikut; Mesin Hot Press yang terdapat di Universitas Mercu Buana untuk
melakukan Proses Hot Press (Hanifi, 2019). Pada plastic HDPE yang dapat dilihat pada Gambar 1.
Setelah itu dilakukan pemotongan Spesimen menggunakan Gergaji kayu untuk
melakukan Uji Tarik, Uji Bending, dan Makrostruktur. Dan juga terdapat anyaman
serat bamboo serta cacahan plastic HDPE.
Gambar 1
Mesin Hot Press
Penentuan sampel dilakukan dengan cara membedakan
suhu pembuatan pada setiap kepingnya yaitu terdiri dari 290�, 300�, dan 310�.
Bahan yang sudah ditempatkan pada cetakan kemudian di cetak menggunakan mesin
Hot Press selama 15 menit.
Pengujian Tarik dilakukan untuk mengetahui besar
kekuatan Tarik dari bahan komposit. Pengujian Tarik ini dilakukan menggunakan
Mesin uji Universal Testing Machine. Specimen uji Tarik dibentuk dengan
standar ASTM D 3039 (Ariyanti, Priyanto,
Fahin, & Widodo, n.d.)
�
Gambar 2
Spesimen ASTM D
3039 290�C
Gambar 3
Spesimen ASTM
D3039 300�C
\
Gambar 4
Spesimen ASTM
D3039 310�C
Pengujian bending dilakukan untuk mengetahui besar kekuatan tekan dari
bahan komposit dengan menggunakan ASTM D790 yang dapat dilihat pada Gambar
5,6,7.
Gambar 5
Spesimen ASTM D790
290℃
Gambar 6
Spesimen ASTM D790
300℃
Gambar 7
�Spesimen ASTM D790 310℃
dan juga pengamatan makrostruktur untuk
mengamati Pullout yang terdapat pada Spesimen hasil uji Tarik. Spesiemen
yang dibuat menggunakan resin agar mempermudah dalam pengamatan pada mikroskop
terdapat pada Gambar 8,9,10.
Gambar 8
Spesimen Pengamatan
Makrostruktur 290℃
Gambar 9
Spesimen Makrostruktur
300℃
Gambar 10
Spesimen Makrostruktur
310℃
Langkah-Langkah Penelitian
1. Mengumpulkan beberapa tutup botol Plastik bekas untuk dihancurkan kedalam
Mesin Crusher. Lalu memasukkan hasil cacahan kepada cetakan sebesar 20x20cm
sebanyak 24,1g dan anyaman bamboo seberat 9g lalu dilakukan proses Hot Press
agar menjadi sampel dan dibagi menjadi 3 sampel dengan melihat perbedaan suhu
sebesar 290�C, 300�C, 310�C.
2. Selanjutnya, dilakukan pemotongan sampel menjadi specimen dengan
mengikuti ukuran ASTM D 3039 dengan masing-masing suhu sebanyak 3 buah agar
dapat dilakukan pengujian uji Tarik.
3. Setelah didapat hasil data mentah dari Uji Tarik data diamati dan diambil
kesimpulan dari data tersebut
4. Setelah itu, dilakukan uji bending, dan pengamatan Makrostruktur kepada
sampel.
Gambar
11
�Spesimen
Uji Tarik ASTM D3039[5]
Gambar
12
Spesimen
Uji Bending ASTM D790
Gambar
13
Berat
cacahan HDPE
Gambar 14
Berat Anyaman Serat Bambu
Diagram Alir Penelitian
Mulai Studi
Literatur
Persiapan
Spesimen Pengujian
Uji Tarik, Uji Bending, dan Mikrostruktur Pembahasan
Data Kesimpulan Selesai Proses
Hot Press Spesimen
= 3
Gambar 15
Diagram Alir
Hasil dan Pembahasan
Kekuatan Tarik Komposit Terhadap Variasi Serat Bambu
�� Pengaruh variasi serat bambu terhadap
kekuatan Tarik komposit telah diinvestigasi. Pengujian pertama dilakukan dengan
Spesimen HDPE suhu 290�, lalu selanjutnya dengan Spesimen HDPE suhu 300�, dan
pengujian yang terakhir dengan Spesimen HDPE suhu 310�. Hasil pengujian Tarik
menunjukan bahwa kekuatan Tarik dari suhu yang semakin rendah maka semakin kuat
tegangan Tarik yang dihasilkan.
�� Nilai tegangan Tarik pada komposisi HDPE dan
serat bamboo untuk specimen HDPE 290�, Spesimen HDPE 300�, dan Spesimen 310�.
Menghasilkan tegangan Tarik dengan rata-rata tertinggi pada specimen 290�
sebesar 9,7 MPa, lalu diposisi tengah pada specimen 300� sebesar 8,9 MPa, dan
diposisi terendah oleh specimen 310� sebesar 4,8 MPa. Hal ini dikarenakan
semakin panas maka semakin rendah kekuatan tariknya. Peningkatan jumlah siklus
termal yang diberikan pada komposit dapat menyebabkan terjadinya Crack
atau retakan menurut penelitian (Karso, Raharjo, & Sukanto,
2012)
Gambar
16
Spesimen
290�C setelah diuji Tarik
Gambar
17
Spesimen
300�C setelah diuji Tarik
Gambar
18
Spesimen
310�C setelah diuji Tarik
Tabel
1
Hasil
Kekuatan Tarik
|
No |
Spesimen 290�C
(KgF) |
Spesimen 300�C(KgF) |
Spesimen
310�C(KgF) |
|
1. |
82,5
KgF |
60
KgF |
43,75
KgF |
|
2. |
52,5
KgF |
82,5
KgF |
30
KgF |
|
3. |
87,5
KgF |
62,5
KgF |
37,5
KgF |
|
Rata-rata |
87,083
KgF |
68,3
KgF |
37,08
KgF |
Tabel
2
Hasil
Tensile Strength
|
No |
Spesimen 290�C
(MPa) |
Spesimen 300�C(MPa) |
Spesimen
310�C(MPa) |
|
1. |
10.791
MPa |
7.848
MPa |
5.7225
MPa |
|
2. |
6.867
MPa |
10.791
MPa |
3.924
MPa |
|
3. |
11.445
MPa |
8.175
MPa |
4.905
MPa |
|
Rata-rata |
9.701
MPa |
8.175
MPa |
4.8505
MPa |
�������� Dari data yang didapat maka dapat dicari Tensile Strength.
�������� Perhitungan tegangan maksimal (σ)
�������� Persamaan tegangan maksimal
σ =
Catatan:
σ
= Tegangan Maksimal (MPa)
Fmax
= Beban (N)
A0
= Luas Penampang Awal� (m2)
��� Hasil pengujian Tarik menunjukan bahwa
semakin panas Komposit HDPE dipanaskan maka kekuatan tariknya pun semakin
rendah, hal ini pernah diteliti bahwa peningkatan jumlah siklus thermal yang
diberikan pada komposit dapat meningkatkan terjadinya crack (retakan) (Papanicolaou, Xepapadaki, & Tagaris, 2009).
���� Setelah
dilakukan uji bending didapat kekuatan bending terbesar oleh komposit HDPE
290℃ dengan nukau rata-rata sebesar 67,9 KgF. Pada posisi kedua yaitu
betada pada HDPE 300℃ dengan nilai rata-rata sebesar 40 KgF dan yang
terakhir yaitu HDPE 310℃ dengan nilai rata-rata 30,4 KgF.
Tabel 3
�Hasil Uji Bending
|
No |
Spesimen 290�C (KgF) |
Spesimen 300�C(KgF) |
Spesimen 310�C(KgF) |
|
1. |
65 KgF |
46,25 KgF |
31,25 KgF |
|
2. |
68,75 KgF |
38,75 KgF |
33,75 KgF |
|
3. |
70 KgF |
35 KgF |
26,25 KgF |
|
Rata-rata |
67,9 KgF |
40 KgF |
30,4 KgF |
Gambar 20
�Grafik Nilai Kekuatan Bending
Gambar 21
Hasil Uji Bending
290℃
Gambar 22
Hasil Bending 300℃
Gambar 23
Hasil Bending 310℃
Pengamatan struktur makro dilakukan pada bentuk permukaan patahan benda uji pada Gambar 24,25,26. Untuk melihat Pullout atau terlepasnya serat bamboo pada matriks HDPE Seperti pada gambar 25, dan 26. Pullout terjadi karena ikatan antar Reinforced terhadap matriks kurang baik sehingga menyebabkan Pullout.
Matriks HDPE Serat Bambu
Struktur Makro HDPE 290℃
Pullout Matriks HDPE Serat Bambu
Struktur Makro HDPE 300℃
Pullout Serat Bambu Matriks HDPE
Struktur
Makro 310℃
Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis pengujian serta pembahasan data yang
diperolerh, dapat ditarik kesimpulan bahwan tempratur atau suhu sangat
mempengaruhi hasil dari pengujian Tarik Plastik HDPE dikarenakan dari hasil
grafik bahwa semakin kecil suhu yang dipanaskan maka semakin besar pula
kekuatan Tarik dan begitu juga sebaliknya.�
�� Nilai dari tegangan Tarik paling
tinggi diperoleh oleh tempratur 290�C dengan nilai Rata-rata 9.701 MPa.
Penurunan nilai tegangan Tarik terjadi pada tempratur 300�C dan 310�C dengan
nilai rata-ata kedua tertinggi pada tempratur 300�C 8.938 MPa dan yang ketiga
pada tempratur 310�C sebesar 4.850 MPa.
�� Sama dengan hasil Nilai Uji Tarik
bahwa Nilai Kekuatan Bending tertinggi diperoleh oleh Suhu 290℃ sebesar 67,9 KgF.
Ariyanti, Silvi, Priyanto, Agis, Fahin,
Igna Saffrina, & Widodo, Lamto. (n.d.). Effect of Temperature And Time
of Heating Printing Hdpe Boards With Linear Regression Method.
Fauzan, Muchammad Rizki, & Paramasatya,
Satwika. (2022). Upaya Jepang dalam Melindungi Tenaga Kerja Asing Pada
Technical Intern Training Program. Journal of International Relations, 8(2),
239�247.
Hanifi, Rizal. (2019). Rancang Bangun Mesin
Hotpress Untuk Pembuatan Papan Komposit Berbasis Limbah Sekam Padi Dan Plasik
Hdpe. Gorontalo Journal of Infrastructure and Science Engineering, 2(1),
38�44.
Karso, Triono, Raharjo, Wijang Wisnu, &
Sukanto, Heru. (2012). Pengaruh variasi suhu siklus termal terhadap karakteristik
mekanik komposit hdpe�sampah organik. Mekanika, 11(1).
Margono, Bambang, Haikal, Haikal, &
Widodo, Lujeng. (2020). Analisis Sifat Mekanik Material Komposit Plastik Hdpe
Berpenguat Serat Ampas Tebu Ditinjau Dari Kekuatan Tarik Dan Bending. AME
(Aplikasi Mekanika Dan Energi): Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, 6(2),
55�61.
Papanicolaou, G. C., Xepapadaki, A. G.,
& Tagaris, G. D. (2009). Effect of thermal shock cycling on the creep
behavior of glass-epoxy composites. Composite Structures, 88(3),
436�442.
Techawinyutham, Laongdaw, Tengsuthiwat,
Jiratti, Srisuk, Rapeeporn, Techawinyutham, Wiroj, Rangappa, Sanjay Mavinkere,
& Siengchin, Suchart. (2021). Recycled LDPE/PETG blends and HDPE/PETG
blends: Mechanical, thermal, and rheological properties. Journal of Materials
Research and Technology, 15, 2445�2458.
������� ����������������������������������� ���
|
Copyright holder: Mochamad Fauzan,
Sobron M Yamin Lubis, Steven Darmawan (2022) |
|
First publication right: Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia |
|
This article is licensed
under: |