Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
PENGARUH VARIASI KOMPOSIT PLASTIK HDPE DENGAN TEPUNG
TERIGU TERHADAP SIFAT MEKANIS SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN
COVER KNALPOT SEPEDA MOTOR BEAT
Riski Mulyono.
Rusnoto.
Royan Hidayat.
Soebyakto.
Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal Jl.
Halmahera No.
KM.
Mintaragen.
Tegal Timur.
Kota Tegal Email : rusnoto@upstegal.
Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui spesimen yang memiliki kekuatan tarik, kekuatan impak, dan kekuatan bending yang lebih besar serta mengetahui spesimen yang terbaik untuk bahan baku pembuatan cover knalpot sepeda motor BEAT.
Penelitian ini menggunakan metode deskriptif dan eksperimen.
Lokasi pengujian dilakukan pada Laboratorium Bahan Teknik Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada.
Variabel dalam penelitian ini terdiri dari variabel bebas yang terdiri dari empat variasi yaitu perbandingan : 100%:0%, 95%:5%, 90%:10%, dan 85%:15% Sedangkan variabel terikat dalam penelitian ini yaitu uji tarik, uji impak, dan uji Hasil penelitian ini yaitu rata-rata kekuatan tarik komposit 100%:0% sebesar 12,38004 MPa, rata-rata kekuatan tarik komposit 95%:5% sebesar 12,45134 MPa, rata-rata kekuatan tarik komposit 90%:10% sebesar 13,27511 MPa.
rata-rata kekuatan tarik komposit 85%:15% sebesar 12,5941 MPa.
Rata-rata kekuatan impak komposit 100%:0% sebesar 0,035156 J/mmA, rata-rata kekuatan impak komposit 95%:5% sebesar 0,057077 J/mmA, rata-rata kekuatan impak komposit 90%:10% sebesar 0,053212 J/mmA, rata-rata kekuatan impak komposit 85%:15% sebesar 0,058353 J/mmA.
Rata-rata kekuatan bending komposit 100%:0% sebesar 16,924213 MPa, ratarata kekuatan bending komposit 95%:5% sebesar 29,300379 MPa, rata-rata kekuatan bending komposit 90%:10% sebesar 30,378975 MPa, rata-rata kekuatan bending komposit 85%:15% sebesar 27,150129 MPa.
Hasil pengujian menunjukkan bahwa komposit 90%:10% memiliki kekuatan impak, dan kekuatan bending lebih tinggi jika dibandingkan dengan komposit yang lain.
Kata kunci: Plastik HDPE.
Tepung Terigu.
Pendahuluan HDPE merupakan termoplastik yang terbuat dari monomer polyethelene yang memiliki sifat kaku, tidak berbau, dan tahan terhadap bahan kimia pelarut, asam, dan basa.
Banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti komponen otomotif, pengeras suara, peralatan laboratorium, wadah atau kontener yang digunkan berulang kali, dan banyak banyak lagi produk yang menggunakan bahan HDPE.
HDPE memiliki titik lebur 160 C .
F).
sebagaimana yang ditentukan oleh Diferential Scanning Calorimetry (DSC) meskipun memiliki sifat mekanik yang tinggi plastic ini tidak dapat didegradasi oleh lingkungan, untuk mengatasi masalah tersebut dilakukan pembuatan plastic biodegredible dengan mencampur plastik sintetis dengan polimer alam.
Polimer alam memiliki beberapa kelemahan diantaranya sifat mekanik yang rendah, tidak tahan suhu tinggi, dan getas.
Oleh karena itu pencampuran plastic sintetis dengan serat alam diharapkan menghasilkan sifat mekanik yang tinggi, dan mampu teruai oleh mikroorganisme .
uy lwanggeni,2.
Tepung terigu adalah bubuk yang terbuat dari penggilingan gandum yang digunakan untuk konsumsi manusia.
Namun disamping itu tepung terigu tersusun atas 67-70% karbohidrat, 10-14% Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
protein dan 1-3% lemak.
Hal tersebut dapat digunakan sebagai penguat yang cukup baik.
( Riska.
Landasan Teori Bahan Dasar Plastik Plastik adalah senyawa polimer alkena dengan bentuk molekul sangat besar.
Istilah plastik, menurut pengertian kimia, mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik.
Molekul plastik terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain untuk meningkatkan performa atau nilai ekonominya.
Secara alamiah, terdapat beberapa polimer .
engulangan tidak terhingga dari monomermonome.
yang digolongkan ke dalam kategori plastik.
Secara fisik, plastik bisa dibentuk atau dicetak menjadi lembar film atau serat sintetik, yang disebabkan karena plastik juga bersifat "malleable" alias memiliki sifat bisa dibentuk atau ditempa.
Dalam proses industri dan pabrikasi, plastik dibuat dalam jenis yang sangat banyak.
Sifatsifat bisa menerima tekanan, panas, keras juga lentur, dan bisa digabung dengan partikel lain semisal karet, metal, dan keramik.
Sehingga wajar jika plastik bisa dipergunakan secara massa untuk banyak sekali keperluan.
Bahkan keranjang belanja yang umum dibawa ibu-ibu ke pasar juga kini diganti plastik kresek yang berubah menjadi sampah begitu sampai di rumah.
Dalam proses industri dan pabrikasi, plastik dibuat dalam jenis yang sangat banyak.
Sifatsifat bisa menerima tekanan, panas, keras juga lentur, dan bisa digabung dengan partikel lain semisal karet, metal, dan keramik.
Sehingga wajar jika plastik bisa dipergunakan secara massa untuk banyak sekali keperluan.
Bahkan keranjang belanja yang umum dibawa ibu-ibu ke pasar juga kini diganti plastik kresek yang berubah menjadi sampah begitu sampai di rumah.
Bahan dasar plastik menggunakan minyak bumimentah yang baru diangkat ke kilang minyak melalui proses pemurnian bersamaan dengan gas alam.
Etana dan propana adalah produk yang dihasilkan dari proses pemurnian, kemudian etana dan propana dipecah dengan tungku yang bersifat panas, kemudian etilana dan propilena akan terbentuk pada proses ini.
Dalam sebuah reaktor, etilana dan propilena akan digabungkan dengan katalis untuk membentuk zat seperti Zat itu adalah polimer plastik.
Selanjutnya dilakukan proses ekstrusi yang mana plastik berbentuk cair.
Plastik dalam bentuk cair ini dibiarkan mendingin lalu pelletizer yaitu proses pembentukan polimer menjadi pelet pelet kecil .
ijih plasti.
Sifat Mekanik Plastik Hdpe Plastik HDPE ( High Density Polyethelen.
merupakan salah satu polimer dengan kerapatan tinggi bersifat fleksibel, tahan benturan, tahan suhu rendah, bahkan tahan suhu air beku ( PT.
Sinergi Inti Plastindo, 2.
HDPE memiliki karakteristik yang sedikit buram dan transparan serta elastic.
Plastic ini tidak tembus air, tidak berbau, tahan panas dan tahan benturan.
HDPE terdiri dari beberapa jenis sebagai berikut :
a Kantong HDPE anti panas ( HD ATP) umumnya digunakan untuk kantong kemasan cairan panas, makanan atau minuman panas.
b Kantong HDPE Roll (HD ROLL) umumnya digunakan sebagai kantong untuk mengusi buah, sayur atau barang lainnyadan juga digubakan digunakan sebagai pembungkus kertas.
c Kantong HDPE (HD) umumnya digunakan untuk aneka barang sehari-hari.
d HDPE Alas (HD Shee.
umumnya digunakan sebagai alas/pelapis dari wadah makanan hangat atau sebagai pembungkus makanan.
Tepung Terigu Tepung terigu merupakan tepung yang diperoleh dari biji gandum yang digiling (Matz,1.
Sifat yang dimiliki tepung terigu yaitu kemampuan dalam membentuk gluten pada adonan Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
membuat adonan elastis, dan tidak mudah hancur pada proses pemasakan hingga pencetakan.
Kualitas terigu yang dikehendaki yaitu memiliki kandungan air 14%, kandungan protein 8-12%, kandungan abu maksimal 0,60%, dan gluten basah 24-36% ( astawan, 2.
Gluten pada tepung terigu terbentuk ketika tepung terigu dicampurkan dengan air.
Gluten terbuat dari 2 kompleks yang dikenal sebagai gliadin dan glutenin.
Glutenin membantu terbentuknya kekuatan dan kekerasan adonan, gliadin lebih lembuat dan liat sehingga mempengaruhi elastisitas adonan ( Widianto dkk, 2002 ).
Menutut Winarno .
Tepung terigu memiliki kandungan gluten yang sebagian besar terdiri dari protein, lengket seperti karet, dan dapat deperoleh dari kandungna tepung terigu yang dicuci dengan air.
Tepung dengan kandungan gluten apabila dicampir dengan tepung tanpa kandungan gluten akan menghasilkan tepung campuran dengna kadar gluten yang lebih rendah.
Subarna .
, menjelaskan bahwa tepung terigu dengan kandungan protein 7,5-8% cocok digunakan dalam pembuatan craker.
Hal ini diakibatkan dari sifat tepung yang menyerap air sedikit dan kandungan kurang elastis.
Metode Penelitian Variabel Penelitian Variabel menurut Arikunto .
adalah objek penelitian atau apa yang menjadi titik variabel dibagi menjadi dua, yaitu variabel independen .
dan variabel dependen .
Adapun variabel-variabel yang digunakan dalam penelitian ini antara lain sebagai C Variabel Bebas Variabel bebas .
adalah variabel yang menjadi sebab timbulnya atau berubahnya variabel terikat .
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah perbandingan campuran fraksi berat dari plastik High Density Polyetelena (HDPE) dengan Tepung Terigu : HDPE 85% : Tepung Terigu 15%.
HDPE 90% : Tepung Terigu HDPE 95% : Tepung Terigu 5%.
Dan HDPE 100% : Tepung Terigu 0%.
C Variabel Terikat Variabel terikat .
, merupakan variabel yang dipengaruhi atau yang menjadi akibat karena adanya variabel bebas.
Sedangkan variabel terikat pada penelitian ini adalah analisa terhadap sifat mekanik material yaitu pengujian tarik, dan kekuatan impak dan pengujian bending.
Uji Tarik Uji tarik rekayasa biasa digunakan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan.
Pada uji tarik benda uji diberi bahan gaya tarik ke sumbu yang bertambah besar secara kontinyu.
Bersamaan dengan itu, dilakukan pengamatan mengenai perpanjangan yang dialami benda uji (Dieter, 1986:.
Untuk mengetahui kekuatan tarik dari suatu benda dapat menggunakan persamaan yc E = ycA.
Keterangan:
= Kekuatan tarik .
gf/mm.
= Beban maksimum .
= Luas penampang .
Uji Impak (Uji Teka.
Uji impak merupakan salah satu metode yang digunakan untuk mengetahui ketangguhan, kekerasan, serta keuletan suatu material.
Uji impak dapat digunakan untuk mengetahui ketangguhan dari komposit.
Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi (Wardany, 2.
Pada uji impak, ketika beban menumbuk spesimen maka akan terjadi proses penyerapan energi yang besar.
Energi yang diserap material ini dapat dihitung dengan prinsip perbedaan energi Dalam uji impak ada dua metode standar pengujian yang dapat dilakukan, yaitu Metode Charpy dan Metode Izod.
Spesimen uji impak berbentuk batang dengan penampang lintang bujur sangkar.
Beban didapatkan dari tumbukan oleh palu pendulum yang dilepas dari posisi ketinggian h.
Spesimen diposisikan pada dasar.
Ketika dilepas, ujung pisau pada palu pendulum akan menabrak dan mematahkan spesimen pada titik konsentrasi tegangan untuk pukulan impak kecepatan tinggi.
Palu pendulum akan melanjutkan ayunan untuk mencapai ketinggian maksimum hAo yang lebih rendah dari h (Sukarja, 2.
Energi yang diserap dapat dihitung dengan persamaan berikut:
W = G.
R .
os Ae cos ) a.
Keterangan:
= Energi yang diserap (J) = Berat pendulum (N) = Jarak pendulum ke pusat rotasi .
= Sudut pendulum setelah tabrak benda uji .
= Sudut pendulum tanpa benda uji .
Sedangkan kekuatan impak benda uji dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini.
Ech = yc yeEyeO Ae yeOyeO a.
Keterangan:
Ech = Kekuatan impak (J/mm.
= Energi serap benda uji (J) = Lebar benda uji impak .
= Panjang benda uji impak .
Uji Bending Uji bending merupakan salah satu bentuk pengujian untuk menentukan mutu suatu material secara visual.
Pengujian bending dilakukan untuk mengetahui kekuatan bending komposit dengan mengacu pada standar ASTM D 790-02.
Dalam pengujian bending, spesimen yang berbentuk batang ditempatkan pada dua tumpuan lalu diterapkan beban di tengah tumpuan tersebut dengan laju pembebanan konstan.
Pembebanan ini disebut dengan metode 3 pointbending (ASTM D .
Kekuatan bending atau modulus of rupture dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini.
Eb= 3PL 2bd2 a.
Keterangan:
Eb = Kekuatan bending .
gf/mm.
= Pembebanan bendingmaksimum .
= Panjang span .
= Lebar spesimen .
= Panjang spesimen .
Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
Hasil Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bahan Teknik Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada yang beralamat di jalan Grafika Nomoro 2.
Senolowo.
Sinduadi.
Kecamatan Mlati.
Kabupaten Sleman.
Daerah Istimewa Yogyakarta pada tanggal 1 Agustus 2020.
Adapun hasil penelitian mengenai uji bending, uji impak, dan uji tarik adalah sebagai Uji Bending Uji bending dilakukan dengan mesin uji TorseeAos Universal Testing Machine tahun 1987 MFG No.
20647 type AMU-5-DE dengan kapasitas A 5 tonf.
Ukuran spesimen dalam uji bending mengacu pada standar ASTM D790 02.
Dari pengujian bending ini menghasilkan hasil yang bervariasi seperti yang terlihat pada table 1 dibawah ini.
Tabel 1.
Hasil Uji Bending paduan plastik HDPE dengan tepung Trigu Spesimen Paduan 100%:0% Paduan 95%:5% Paduan 90%:10% Paduan 85%:15% Lebar Spesimen Jarak Tumpuan .
Pmax
(KN)
Tegangan Bending (MP.
8,36 8,19 8,11 8,35 8,15 8,00 7,94 7,80 8,28 7,94
7,71
7,86
40,24
40,33
40,20
39,92
39,94
39,96
39,90
39,99
39,75
39,96
39,92
0,61
0,60
0,63
1,05
1,04
1,03
0,90
0,97
1,25
0,85
0,91
0,90
16,27
16,63
17,87
28,29
29,40
30,21
26,83
29,90
34,40
25,31
28,78
27,37
Gafrik Uji Bending TEGANGAN BENDING (MPA) PADUAN Tebal Spesimen .
30,37 27,15 16,92 KOMPOSISI PERBANDINGAN Gambar 1.
Grafik Hasil Pengujian Bending Rata-rata Tegangan Bending ( MP.
16,92 30,37 27,15 Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
Pengujian plastik HDPE 100%:0% tepung Terigu menghasilkan kekuatan bending yang berbeda dari ketiga spesimen.
Besarnya kekuatan bending rata-rata menghasilkan kekuatan sebesar 16,92 MPa.
Pengujian plastik HDPE 95%:5% tepung Terigu menghasilkan kekuatan bending ratarata sebesar 29,3 MPa.
Pengujian plastik HDPE 90%:10% tepung Terigu menghasilkan kekuatan bending rata-rata sebesar 30,37 MPa.
Pengujian plastik HDPE 85%:15% tepung Terigu menghasilkan kekuatan bending sebesar 27,15 MPa.
Oleh karena itu, spesimen terbaik untuk bahan dasar pembuatan cover knalpot sepeda motor Beat dari hasil pengujian bending adalah komposit plastik polipropilena 90%:10% tepung sagu.
Uji Impak Uji impak dilakukan dengan mesin uji KARL FRANK GMBH type 53580 Werk-Nr 14373.
Ukuran spesimen dalam uji impak mengacu pada standar ISO 179.
Hasil pengujian Impak dapat kita lihat pada table 2.
Dibawah ini.
Tabel 2.
Hasil Uji Impak Paduan plasik HDPE dengan tepung Terigu
Spesimen
Paduan 100%:0% Paduan 95%:5% Paduan 90%:10% Paduan 85%:15% 29,00 28,50 28,50 28,50 28,00 28,50 28,50 28,00 28,50 28,50 28,00 28,50 Penampang
5,30 5,35 5,56 5,97 5,92 5,50 5,84 5,68 5,85 5,90
5,60
5,95
Penampang
9,72 9,49 9,57 9,63 9,69 9,02 9,75 9,33 9,41 9,09
9,36
9,31
51,52 50,77 53,21 57,49 57,64 49,61 46,94 52,99 55,05 53,63
52,42
55,39
Energi
Impak
(J)
Grafik Uji Impak HARGA TEGANGAN IMPAK (J/MM.
PADUAN
Sudut Akhir 0,057 0,060 0,059 0,053 0,050 0,040 0,035 0,030 0,020 0,010 0,000 KOMPOSISI PERBANDINGAN Gambar 2.
Grafik Hasil Pengujian Impak Harga Impak (J/mm.
0,027 0,040 0,038 0,047 0,070 0,055 0,048 0,051 0,061 0,075
0,052
0,049
Rata-rata Harga Impak (J/mm.
0,035 0,057 0,053 0,059 Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
Pengujian plastik HDPE 100%:0% tepung Terigu menghasilkan kekuatan impak yang berbeda dari ketiga spesimen.
Besarnya kekuatan impak rata-rata sebesar 0,035 J/mm2, pengujian HDPE 95%:5% tepung Terigu menghasilkan kekuatan impak rata-rata sebesar 0,057 J/mm2 , pengujian HDPE 90%:10% tepung Terigu menghasilkan kekuatan impak rata-rata sebesar 0,053 /mm2, dan pengujian HDPE 85%:15% tepung Terigu menghasilkan kekuatan impak rata-rata 0,059 J/mm2.
Paduan yang paling baik pada pengujian impak ini adalah paduan plastik HDPE 85%:15% tepung Terigu.
Uji Tarik Uji tarik dilakukan dengan mesin uji Shimadzu Servo Pulser tahun 1987 No.
86839 type EHF-EB20 dengan kapasitas A 20 ton.
Ukuran spesimen dalam uji tarik mengacu pada standar ASTM D638.
Hasil pengujian uji Tarik dapat dilihat pada table 3 dibawah ini.
Tabel 3.
Hasil Uji Tarik Paduan plasik HDPE dengan tepung Terigu
PADUAN
Paduan 100%:0% Paduan 95%:5% Paduan 90%:10% Paduan 85%:15% Lebar
Tebal
OIL
Pmax Regangan .
(KN) (%) 5,39 5,64 5,40 5,47 5,42 5,36 5,69 5,58 5,48
5,48
5,31
5,08
5,06
5,10
5,05
4,95
4,96
4,90
5,04
4,95
5,01
4,97
4,88
5,01
0,38
0,39
0,38
0,19
1,68
0,89
1,30
1,69
1,42
1,56
0,39
0,73
0,39
0,33
0,31
0,37
0,34
0,39
0,34
0,35
0,42
0,39
0,16
0,44
Tegangan (MP.
1,52 1,56 1,52 0,76 6,72 3,56 6,76 5,68 6,24 1,56
2,92
14,30
11,47
11,37
13,66
12,65
11,04
11,86
12,67
15,30
14,32
6,17
17,29
Grafik Uji Tarik
13,28
TEGANGAN TARIK (MPA)
13,40
13,20
13,00
12,59
12,80
12,60
12,38
12,45
12,40
12,20
12,00
11,80
KOMPOSISI PERBANDINGAN
Gambar 3.
Grafik Hasil Uji Tarik Tegangan rata-rata (MP.
12,38 12,45 13,28 12,59 Eengineering Vol.
12 No.
ISSN : 2587-3859 (Prin.
ISSN : 2549-8614 (Onlin.
Pengujian plastik HDPE 100% : 0% tepung Terigu menghasilkan kekuatan tarik yang berbeda dari ketiga spesimen.
Besarnya kekuatan tarik rata-rata pada komposisi ini adalah 12,38 MPa, pada pengujian plastik HDPE 95% : 5% tepung Terigu menghasilkan kekuatan tarik ratarata sebesar 12,45 MPa, pada pengujian plastik HDPE 90% : 10% tepung Terigu menghasilkan kekuatan tarik rata-rata sebesar 13,28 MPa dan pada pengujian plastik HDPE 85% : 15% tepung Terigu menghasilkan kekuatan tarik rata-rata sebesar 12,59 MPa.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa plastik HDPE 90%:10% tepung Terigu memiliki kekuatan tarik paling besar diantara komposit yang lain.
Kesimpulan Dari ketiga pengujian pada komposisi paduan Plastik HDPE dan tepung terigu dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
Berdasarkan hasil pengujia bending didapatkan nilai uji bending terendah didapatkan pada komposisi paduan 0% tepung terigu dengan nilai kekuatan bending sebesar 16,92 MPa dan kekuatan tertinggi diperoleh pada komposisi paduan 10% tepung terigu dengan nilia sebesar 30,37 MPa.
Dari pengujian impak nilai terendah diperoleh pada paduan komposisi perbandingan 0% tepung terigu dengan nilai sebesar 0.
035 J/mm2, dan nilai impak tertinggi diperoleh pada paduan komposisi 15% tepung terigu dengan nilai sebesar 0,059% J/mm2.
Dari pengujian Tarik nilai terendah diperoleh pada paduan komposisi perbandingan 0% tepung terigu dengan nilai sebesar 12,38MPa J/mm2, dan nilai Tarik tertinggi diperoleh pada paduan komposisi 10% tepung terigu dengan nilai sebesar 12,38 MPa.
Berdasarkan hasil pengujian diatas maka terlihat bahwa penambahan tepung terigu mempenyai pengaruh yang baik terhadap kekuatan mekanik dari paduan komposit ini dan komposisi yang optimal sebagai bahan pembuatan cover knalpot motor beat dengan menggunakan paduan 90% HDPE dan 10% tepung terigu.
Daftar Pustaka