URL: http://ojs.ummetro.ac.id/index.php/turbo
PENGARUH KOMPOSISI RESIN POLIESTER TERHADAP KEKERASAN DAN KEKUATAN TARIK KOMPOSIT PAPAN PARTIKEL ONGGOK LIMBAH SINGKONG
Asroni 1* , Deni Nurkholis 2
Universitas Muhammadiyah Metro 1,2
Jl. Ki Hajar Dewantara 15 A Metro, Lampung asroni@engineer.com 1 , deninurkholis@yahoo.com 2

## Abstrak
Perkembangan dan ilmu pengetahuan dalam segala bidang telah menuntut ketersediaan bahan teknik sebagai pendukung utamanya. Bahan-bahan teknik konvensional dari alam yang tidak  dapat  diperbarui  akan  terbatas  ketersediaanya  sehingga  perlu  dicari alternative bahan- bahan  teknik  non  konvensiaonal  yang  dapat  diperbarui.  Dalam  membuat  suatu  perencanaan teknik memerlukan suatu bahan teknik yang kuat, tangguh, mudah dibentuk, ekonomis, tahan korosi serta ramah lingkungan.  Sebagian besar  material  konvensional  besifat homogeny dan isontropik ,  sedangkan  material  non  konvensional  yang  bersifat homogeny dan anisotropic .Tujuan  dari  pnelitian  ini  adalah    mengetahui  nilai  komposisi  yang  baik  resin poliester  yang  diperkuat  bahan  onggok  (limbah  singkong)  dan  mengetahui  berapa  nilai kekuatan  tarik  dan  kekerasan  komposisi  yang  diperkuat  bahan  onggok  (limbah singkong).Komposit  adalah  material  yang  trbentuk  dari  kombinasi  dua  atau  lebih  material sehingga di hasilkan matrial komposit yang mempunyai sifat makanik dan karakteristik yang berbeda dari matrial pmbentuknya.Serbuk onggok yang digunakan sudah mengalami perlakuan penjemuran  dan  pengayakan  untuk  mencari  ukuran  20 mesh unsaturated  resin  polyester YUKALAC 157 BQTN-EX. . Komposit dibuat dengan cara manual dengan komposisi resin 40%:60%,50%:50%,60%:40%.  Dari  hasil  pengujian  tarik  yang  didapat  maka  dapat disimpulkan  bahwa  fraksi  volume  40%:60%,  50%:50%  dan  60%:40%  yaitu  sebesar  21,68 N/mm 2 ,  14,35N/mm 2 ,  dan  18,75N/mm 2 .  Hal  ini  menyatakan  bahwa  pada  komposit  50% memiliki  nilai  kuat  tarik  terendah  yaitu  14,35N/mm 2 dikarenakan  timbul void (gelembung udara)  sehingga,  kerapatan  partikel  dan matrik rendah,  sehingga  daya  ikat  partikel  sebagai penguat  juga  rendah  hal  ini  juga  bisa  disebabkan  ikatan  antar  partikel  yang  kurang  kuat menyebabkan mudah terjadinya gelembung udara (Void). Adapun hasil pengujian yang didapat nilai kekerasan dengan fraksi volume 40% :60%, 50%:50% dan 60%:40% yaitu sebesar 116,77 HRR, 100,31 HRR, dan 97,9 HRR. Dari hasil pengujian yang dilakukan di di B4T Bandung didapat bahwa, hasil kekuatan tarik rata-rata dengan fraksi volume resin 40%:60%,50%:50%, 60%:40%  sebesar  21,68 N/mm 2 ,  14,35 N/mm 2 ,  dan  18,75 N/mm 2 .  Hasil  kekerasan  rata-rata dengan fraksi volume resin 40%:60%,50%:50%, 60%:60% sebesar 116,77 HRR , 100,31 HRR dan 97,9 HRR .
Kata  kunci :  Komposit,  Serbuk  Onggok  Limbah  Singkong,  Resin  polyester,  Kekerasan, Kekuatan Tarik.

## Pendahuluan
Limbah singkong terdiri dari beberapa  macam  antara  lain  Air,  Kulit singkong,  Onggok.  Pemanfaatan  limbah singkong  khususnya  untuk  limbah  padat atau onggok sekarang ini masih digunakan sebagai  campuran  pakan  ternak,  dan
sebagai campuran bahan makanan. Partikel onggok  sangat  digunakan  sebagai  bahan penguat  komposit  karena  bentuk  dan karakteristiknya sama dengan serbuk kayu.

## Tinjauan Teoritis

## a) Komposit
Komposit adalah suatu material yang terbentuk  dari  kombinasi  dua  atau  lebih material  sehingga  dihasilkan  material komposit  yang  mempunyai  sifat  mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material pembentuknya.  Komposit  memiliki  sifat mekanik  yang  lebih  bagus  dari  logam, kekakuan  jenis  ( modulus  Young/density ) dan  kekuatan  jenisnya  lebih  tinggi  dari logam.
Penjelasan lain tentang komposit juga di utarakan oleh (Gapsari, 2013), Komposit adalah  suatu  material  yang  terbentuk  dari kombinasi dua atau lebih material pembentuknya  melalui  pencampuran  yang tak  homogen,  dimana  sifat  mekanik  dari material pembentuknya berbeda-beda. Dikarenakan  karakteristik  pembentuknya berbeda-beda, maka akan dihasilkan material baru yaitu  komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material pembentuknya. [1]
Komposit  memiliki  sifat  mekanik yang  lebih  bagus  dari  logam,  kekakuan jenis ( modulus
Young/density ) dan kekuatan  jenisnya  lebih  tinggi  dari  logam. Beberapa lamina komposit dapat ditumpuk dengan  arah  orientasi  serat  yang  berbeda, gabungan lamina ini  disebut  sebagai laminat .  Secara  umum  material  komposit tersusun  dari  dua  komponen  utama  yaitu matrik  (bahan  pengikat)  dan filler (bahan pengisi). Filler adalah  bahan  pengisi  yang digunakan  dalam  pembuatan  komposit, biasanya berupa serat atau serbuk.
Gambar 1. Fibrous Composites [2]
Gambar 2. Laminated Composites [2]
Gambar 3. Particulate Composite [2]
Tabel  1.  Sifat  Fisis  dan  Mekanis  Papan Partikel dengan Berbagai Standar No. Sifat Fisis Mekanis SNI 03- 2105- 1996 JIS A 5908 - 2003 1 Kerapatan (gr/cm3) 0,5-0,9  0,4-0,9 2 Kadar air (%) <14 5-13 3 Daya serap air (%) - - 4 Pengembangan tebal (%) Maks 12 Maks 12 5 MOR (kg/cm 2 )  Min 80  Min 80 6 MOE (kg/cm 2 ) Min 15000 Min 20000 7 Internal Bond (kg/cm2) Min 1,5 Min 1,5 8 Kuat pegang sekrup (kg) Min 30  Min 30 9 Linear Expansion (%) - - 10 Hardness (N) - - 11 Emisi Formaldehyde (ppm) - Min 0,3 b) Singkong Tanaman singkong ( manihot esculente ) merupakan tanaman yang memiliki  kandungan  gizi  yang  cukup lengkap.  Kandungan  zat  dalam  tanaman singkong ialah karbohidrat, fosfor, kalsium, vitamin c, protin, zat besi, dan vitamin b1. Seiring  kemajuan  teknologi,  pemanfaatan tanaman  singkong  berkembang  sebagai bahan  baku  industri.  Secara  umum merupakan jenis taanaman yang
mempunyai  potensi  untuk  di  kembangkan sebagai bahan baku industri.[3]
Ampas  singkong  atau  onggok  adalah jenis partikel  yang diperoleh dari tanaman pertanian singkong, Pada tanaman pertanian  singkong  yang  sudah  tua  atau yang sudah berumur 8 bulan. Tanaman ini biasa menghasilkan 3 sampai 4 buah setiap pohonya dan berbobot 4 kg.
Tabel  2.  komposisi  kimia  onggok  limbah singkong [4] Komponen Jumlah (%) Air 11% Serat Kasar 1,16% Lemak 0,32% Protein 1,21% Pati 12,41%

## c) Pengujian tarik
Pengujian tarik adalah macam pengujian  yang  paling  sering  dilakukan pada  suatu  benda,  sehingga  biasanya  pada suatu  bahan  tersebut  tercantum  nilai kekuatan  atau  tenggangan  tarik  dan  angka kekerasanya pengujian tarik dilakukan pada mesin uji tarik tersendiri ataupun universal adapun  prinsip  pengujianya  adalah  bahwa pada  benda  uji  dengan  ukuran  tertentu diberikan  beban  tarik  yang  teratur  dan merata.
Gambar 4. Mesin Uji Tarik [5]
1. Rumus perhitungan
a. Tegangan ulur:
σ 𝑢𝑙𝑢𝑟 = 𝑝 𝐴 0 𝑘𝑔/𝑚𝑚 2
Dimana : P = beban ulur A 0 =  Luas  penampang awal
b. Tegangan tarik:
𝜎 𝑡 = 𝐹 𝐴 0 𝑘𝑔/𝑚𝑚 2
Dimana : F =  Beban  maksimum A 0 =
Luas
penampang awal
c. Tegangan patah:
𝜎 𝑝𝑎𝑡𝑎ℎ = 𝐹 𝑚𝑎𝑥 𝐴 0 𝑘𝑔/𝑚𝑚 2
Dimana : F max = Beban patah A 0
=  Luas  penampang
awal
d. Regangan
£ = 𝐿𝑢 − 𝐿𝑜
𝐿𝑜 100%
Dimana: Lu =  panjang  setelah patah ( mm ) Lo = panjang awal ( mm )
e. Kontraksi
£ = 𝑆𝑢−𝑆𝑜 𝑆𝑜 100%
Dimana: So = luas penampang awal
( mm )
Su = luas penampang setelah patah ( mm ) f. Modulus elastis E = 𝜏𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 £𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 𝑘𝑔/𝑚𝑚 2

## Dimana:
tegangan proporsinal = beban proporsional luas penampang awal 𝑘𝑔/𝑚𝑚 2
tegangan proporsinal = panjang proporsional panjang awal

## Metode Penelitian

## a) Prosedur Penelitian

## Persiapan  Sampel
Bahan  yang  akan  digunakan  sebagai bahan pengisi berupa serbuk onggok  yang disaring menggunakan mess dengan ukuran 20 mess.

## Pembuatan Cetakan
Bahan yang digunakan untuk cetakan ini  adalah  plat  besi,  hal  ini  dikarenakan hasil cetakan lebih mudah dalam pelepasan. Spesimen uji dibuat satu persatu sebanyak 18 buah dengan perincian 9 buah untuk uji tarik  dan  9  buah  untuk  uji  kekerasan. Adapun  standar  pengujian  yang  dilakukan adalah  ASTM  dengan  rincian  sbagai berikut:
 Uji  Tarik  menggunakan  standar ASTM D-3039
 Uji kekerasan menggunakan standar ASTM D 18 – 08
 Agar  tidak  terjadi  kesalahan  dalam pembuatan  benda  uji,  maka  ukuran cetakan  dibuat  sedikit  lebih  besar yaitu 1-5 mm.
Gambar 5. Ukuran cetakan Uji Tarik ASTM D-3039 [6]
Gambar 6. Ukuran cetakan Uji Kekerasan ASTM D 785 [6]
Proses Pembuatan
Adapun tahap pembuatan komposit papan partikel ini adalah sebagai berikut:
a) Partikel  dibuat  dari  serpihan  limbah onggok,
b) Pemisahan  serbuk  onggok  akasia dengan ukuran 20 mess .
c) Cetakan  dibersihkan,  kemudian  di lapisi  alumunium foil dan  oli  secara merata agar komposit tidak menempel pada cetakan
d) Pencampuran  partikel  dengan  perekat resin  polyester  dengan  ukuran  yang sudah  ditentukan  resin  40%  :60% ,50%:50%,60%:40% dilakukan hingga homogen ,
e) Pembentukan papan partikel dilakukan di atas cetakan yang sudah ditentukan.
f) Setelah  itu  dilakukan  pengeringan selama  5-10  jam  dan  apabila  masih belum kering maka proses pengeringan dapat dilakukan lebih lama.
g) Sebelum dilakukan pengujian,
dilakukan proses pengkondisian selama  2  minggu,  agar  papan  partikel kering  secara  maksimal.  Setelah  itu papan partikel dipotong untuk membuat contoh uji untuk pengujian.
b) Proses Pengujian

## Uji Tarik
Kekuatan atau tegangan tarik, perpanjangan, modulus elastis, dan tegangan  mulur,  dari  bahan  komposit. Penguji tarik dilakukan pada mesin uji tarik tersendiri atau di mesin universal.

## Gambar 7. Dimensi Uji Tarik D-3039 [6]

## Uji kekerasan
Kekerasan  merupakan  kemampuan suatu  matrial  untuk  bertahan  dari  proses abrasi  (gesekan)  atau  tekanan  kedalam (indentasi)  oleh  benda  keras  lain.  Benda yang  keras  tersebut  ditekan  kedalam spesimen  dengan  menggunakan  beban standar  dan  besar  dari  indentasi  (baik  itu area ataupun kedalaman) digunakan sebagai ukuran kekerasan matrial tersebut.

## Gambar 3.6 Dimensi uji kekerasan
Langkah pengujian kekerasan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Siapkan benda uji dengaan ketentuan permukaannya harus rata
2. Letakkan benda uji pada landasan
3. Tempelkan indentor pada permukaan benda  uji  (hanya  menempel  tidak menekan)
4. Berikan  pembebanan  sesuai  dengan jenis dan tabel bahan
5. Tunggu  beberapa  saat  untuk  waktu pembebanan
6. Angkat beban dari benda uji
7. Lakukan pengujian minimal 3x pada tempat yang berbeda
8. Ukur  diagonal  bekas  penekanan  dan ambil rata-ratanya. Pengukuran dilakukan dengan kaca pembesar agar mendapatkan ukuran yang teliti
9. Hitung kekerasan bahan yang diuji.

## Hasil Dan Pembahasan
Hasil Uji Tarik
Setelah  melakukan  pengujian  tarik dengan standar ASTM D 3039 maka dapat dikumpulkan  data-data  pengujian  tarik, adalah sebagai berikut:
Tabel 3 Nilai Kekuatan Tarik Komposit Partikel Serbuk Onggok atau limbah singkong.
Ukura n P a rt ikel
(M esh ) F ra ks i Vo lum e P a rt ikel (%) K ua t T a rik (N/mm 2 ) Ra ta -Ra ta K ekua ta n T a rik (N/mm 2 ) 20 40 20,040
21,68 21,395 23,620 20 50 13,398 14,35 14,487 10,565 20 60 18,415 18,75 19,627 18,231
Pengujian tarik dilakukan menggunakan  alat  uji universal  testing machine dan  spesimen  uji  menggunakan standar ASTM D 3039. Adapun hasil yang didapat  untuk  nilai  uji  tarik  komposit partikel  40%  memiliki  nilai  rata-rata sebesar 21,68N/mm 2 ,  komposit  partikel 50% memiliki nilai rata-rata sebesar 14,35
N/mm 2 ,  komposit  partikel  60%  memiliki nilai rata-rata sebesar 18,75 N/mm 2 . Untuk mempermudah
dalam membandingkan kekuatan tarik pada setiap fraksi  volume  serbuk,  dibuat  grafik hubungan  antara  rata-rata  kekuatan  tarik dengan fraksi volume serbuk.
Gambar 8. Grafik Nilai Rata-Rata
Kekuatan Tarik
Dari  grafik  di  atas  maka  dapat dilihat  bahwa  kekuatan  tarik  partikel onggok  50%  sebesar 14,35  N/mm 2 ,  untuk partikel  onggok  60%  kekuatan  tarik mengalami  peningkatan,  yaitu  sebesar 18,75  N/mm 2 peningkatan  kekuatan  tarik juga  dialami  komposit  dengan  partikel onggok 40% yaitu sebesar 21,65 N/mm 2 .
Pada    komposit    50%    memiliki nilai  terendah  yaitu 14,35 N/mm 2 ,  hal ini disebabkan void (gelembung udara) sehingga,  kerapatan    partikel    dan matrik rendah, sehingga daya ikat partikel sebagai penguat   juga  rendah  hal   ini  juga   bisa disebabkan    ikatan    antar    partikel    yang kurang  kuat    menyebabkan    mudah terjadinya    gelembung    udara  pada komposit tersbut sehingga dapat menyebabkan   tergesernya  bahan penguat didalam matrik komposit  diakibatkan adanya gaya dari luar permukaan komposit.
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 40% 50% 60% Nilai Rata-Rata Kekuatan Tarik Komposit Serbuk onggok Limbah Singkong Fraksi volum partikel Ni la i R at a- ra ta ke kua ta n T ar ik (N/m m 2 )
Pada  komposit  40%  dan  60% mengalami  peningkatan  nilai  kuat  tarik sebesar 21,68  N/mm 2 dan 18,75  N/mm 2 karena  kekuatan  pada  materialnya  lebih merata  atau  lebih homogen ,  hal  ini disebabkan  adanya  hubungan  yang  saling mendukung  antara  bahan  penguat  dan matrik dari  komposit  yang  menyebabkan adanya ikatan yang kuat.
Uji Kekerasan Rockwell
Pengujian ini menggunakan metode pengujian  kekerasan rockwell .  Dengan metode uji ASTM D 785.
Tabel  4  Nilai  Uji  Kekrasan  Komposit Partikel  Serbuk  Onggok  atau  limbah singkong
Ukura n partike l (Mesh)
Komposis i Partikel Kekerasa n (HRR)
Rata- rata (HRR )
20 40% 116 116,7
7 116,2 117,7 117,2 20 50%
103 100,3 1 98,5 102 97,75 20 60% 87 91,9 93,25 96,75 90,75
Bila memperhatikan pada table 4 nilai kekerasan komposit serbuk onggok limbah singkong  hasil  pengujian  untuk  masing- masing fraksi volume serbuk cukup merata, hanya  di  komposit  partikel  60%  terjadi penurunan  kekerasan.  Hal  ini  disebabkan karena  tidak  ratanya  partikel  dan  adanya void (gelembung  udara)  pada  komposit.
Tidak  meratanya  partikel  mengakibatkan nilai kekerasan tidak merata. Void (gelembung udara) bisa timbul saat proses pengadukan  resin  dengan  katalis.  Saat pengadukan,  udara  luar  masuk  kedalam campuran  sehingga  timbul void dalam campuran.  Hal  ini  yang  menyebabkan turunnya nilai kekerasan.
Gambar 9 Grafik nilai rata-rata kekerasan serbuk onggok limbah singkong
Nilai  kekerasan  tertinggi  dimiliki oleh  fraksi  volume  partikel  40%  yaitu sebesar  116,77  HR.    Karena  cukupnya volume matrik untuk  mengikat  serbuk onggok  limbah  singkong  dalam  komposit dan mampu menahan beban yang maksimal.

## Pembahasan
Dari  hasil  pengujian  tarik  yang didapat  maka  dapat  disimpulkan  bahwa fraksi  volume  40%:  60%,  50%:50%  dan 60%:  40%  yaitu  sebesar  21,68  N/mm 2 , 14,35  N/mm 2 ,  dan  8,75  N/mm 2 .  Hal  ini menyatakan  bahwa  pada  komposit  50% memiliki  nilai  kuat  tarik  terendah  yaitu 14,35  N/mm 2 dikarenakan  timbul void (gelembung  udara)  sehingga,  kerapatan partikel  dan matrik rendah,  sehingga  daya ikat  partikel  sebagai  penguat  juga  rendah hal  ini  juga  bisa  disebabkan  ikatan  antar partikel  yang  kurang  kuat  menyebabkan mudah terjadinya gelembung udara (Void). Pada  komposit  40%  :60%  dan  60%:  40% mengalami  peningkatan  kekuatan  tarik sebesar  21,68  N/mm 2 dan  18,75  N/mm 2 . Dikarenakan keeseimbangan antara serbuk onggok  dan matrik ,  sehingga  daya  ikat dalam komposit juga meningkat.
Adapun hasil pengujian yang didapat nilai kekerasan dengan fraksi volume 40%
0 20 40 60 80 100 120 140 40% 50% 60% Nilai Rata- Rata Kekerasan Komposit Serbuk onggok Limbah Singkong Fraksi volume Partikel ( % ) N ilai ra ta -rat a ke ke ras an H R R
:60%,  50%:50%  dan  60%:  40%  yaitu sebesar  116,77  HRR,  100,31  HRR,  dan 97,9  HRR.    Nilai  kekerasrasan  komposit serbuk  onggok  limbah  singkong  hasil pengujian  untuk  masing-masing  fraksi volume  serbuk  cukup  merata,  hanya dikomposit  serbuk  60%:  40%  terjadi penurunan  kekerasan,  hal  ini  terjadi dikarenakan  kekuatan  dan  materialnya kurang  merata  sehingga  terjadinya  adanya void (gelembung udara) pada komposit.

## Kesimpulan
Dari hasil penelitian komposit serbuk onggok  limbah  singkong  maka  dapat diambil kesimpulan bahwa:
1. Komposisi  40%:60%  merupakan  nilai komposisi  yang  terbaik  karena  nilai kekerasan  dan  kekuatan  tarik  yang paling  besar  dibandingkan  dengan yang lainya.
2. Kekuatan  tarik  dengan  fraksi  volume serbuk  40%,50%,  dan  60%  yaitu sebesar  21,68  N/mm 2 ,  14,35  N/mm 2 , dan 18,75 N/mm 2 . Hal ini menyatakan bahwa  peningkatan  fraksi  volume serbuk  (sampai  dengan  40%)  mampu meningkatkan kekuatan tarik komposit
resin polyester.
3. Dari  hasil  pengujian  didapat  nilai kekerasan  dengan  fraksi  volume 40%,50%,  dan  60%  yaitu  sebesar 116,77  HRR,  100,31  HRR,  dan  97,9
HRR. Secara umum peningkatan fraksi volume  serbuk  (sampai  dengan  40%) mampu meningkatkan kekerasan
komposit resin polyester.

## Daftar Pustaka
[1]  Gapsari,  F.  (2013).  Pengaruh  Fraksi Volume  Terhadap  Kekuatan
Tarik  Dan  Lentur  Komposit Resin Berpenguat Serbuk
Kayu. FEMA .
[2]  Gay,  D.  (2003). Composite  Materials Design and Aplications.
Florida: CRC Press LLC.
[3] Suprapti, L. (2005). Teknologi Pengolahan  Pangan  TEPUNG TAPIOKA, Pembuatan &
Pemanfaatannya. Yogyakarta: Kanisius.
[4] Rahmarestia. (2007). Onggok Terfermentasi dan Pemanfaatannya. Yogyakarta:
FMIPA Uiversitas Negeri Yogyakarta.
[5]  Askeland,  D.  (2005). The  Science  &
Engineering of Materials.
Boston: Cengage Learning.
[6]  Schwartz,  M.  M.  (1984). Composite Materials Handbook. New
York: McGraw-Hill.