Perilaku Retak High Density Polyethylene Yang Diperkuat Zeolit Alam

Purnama (2015) Perilaku Retak High Density Polyethylene Yang Diperkuat Zeolit Alam. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat tarik, fracture toughness dan fracture behavior dari komposit high density polyethylene (HDPE) yang digunakan sebagai matrik dan partikel zeolit alam yang digunakan sebagai pengisi. Kandungan berat zeolit di dalam matrik HDPE divariasikan 0 wt.%, 5 wt.%, 10 wt.%, 15 wt.% dan 20 wt.%. Pembentukan komposit zeolit/HDPE menggunakan teknik injeksi molding. Injeksi molding dilakukan pada temperatur barrel 160ᴼC dengan lama penahanan di dalam barrel sekitar 2 menit. Sifat-sifat tarik dievaluasi melalui pengujian specimen dumbbell (sesuai dengan ISO 527) menggunakan universal testing machine pada cross head speed 2 mm/menit. Dalam kondisi quasi static, karakterisasi fracture toughness dan fracture behavior dilakukan melalui pengujian tarik spesimen double edge notched tensile (DENT) menggunakan universal testing machine pada cross head speed 2 mm/menit. Sedangkan dalam kondisi dinamik, karakterisasi fracture toughness dan fracture behavior dilakukan melalui pengujian impact spesimen single edge notched bend (SENB) pada kecepatan impact 3,4 m/s. Karakterisasi permukaan patah dilakukan dengan menggunakan scanning electron microscope (SEM). Hasil pengujian menunjukkan bahwa kekuatan tarik komposit 5 wt.% zeolit/HDPE meningkat 2,7 % lebih besar dari kekuatan tarik HDPE murni. Penambahan zeolit di atas 5 wt.% menyebabkan penurunan kekuatan tarik. Penambahan 5 wt.% zeolit ke dalam HDPE mampu meningkatkan Young’s modulus sebesar 10,7%, dan nilai Young’s modulus makin meningkat oleh peningkatan kandungan zeolit hingga pada 20 wt.%, dimana pada komposisi ini, Young’s modulus meningkat 28,29%. Disisi lain, penambahan 5 wt.% zeolit ke dalam HDPE menurunkan yield stress 57,65% dari nilai yield stress HDPE murni. Sedangkan penambahan zeolit di atas 5 wt.% tidak menunjukkan perubahan yield stress yang besar. Pada kondisi quasi statik, resistensi bahan terhadap crack initiation dan crack propagation mengalami penurunan oleh keberadaan partikel zeolit di dalam HDPE. Nilai crack initiation komposit lebih rendah 38,76% (pada penambahan partikel zeolit sebanyak 5 wt.% ke dalam HDPE) dari nilai crack initiation HDPE murni. Resistensi komposit terhadap crack propagation menurun hingga 76,46% lebih rendah dari nilai resistensi HDPE murni oleh penambahan zeolit 5 wt.% ke dalam HDPE. Peningkatan kandungan zeolit dari 5 wt.% hingga 20 wt.% menyebabkan penurunan we,n tetapi tidak sebesar penurunan nilai we,n dari 0 wt.% ke 5 wt.% zeolit. Impact fracture toughness dapat ditingkatkan dengan penambahan zeolit 5 wt.% ke dalam HDPE. Komposit 5 wt.% zeolit/HDPE mempunyai impact fracture toughness 4,7% lebih besar dari nilai impact fracture toughness HDPE murni. Kandungan ziolit di atas 5 wt.%, nilai impact fracture toughness lebih kecil dari pada nilai impact fracture toughness HDPE murni. Fracture behavior pada kondisi quasi statik mengalami transisi menuju ke perilaku ulet oleh penambahan zeolit 5 wt.%, penambahan kandungan zeolit lebih besar 5 wt.% menyebabkan terjadinya perubahan perilaku fraktur menuju ke brittle behavior. Crack opening displacement (COD) untuk menginisiasi crack terjadi pada nilai paling rendah (0,077 mm) pada komposit 5 wt.% zeolit/HDPE. Namun demikian, pada fase perambatan crack, komposit 5 wt.% zeolit/HDPE mempunyai COD yang paling tinggi (1,446 mm). Pada beban impact (kecepatan 3,4 m/s), komposit dengan kandungan 5 wt.% zeolit mempunyai energi inisiasi fraktur yang paling tinggi dibandingkan material lainnya. Keberadaan partikel zeolit menurunkan energi untuk crack propagation.

Item Type: Thesis (Doctor)
Identification Number: DIS/620.118/PUR/p/2015/061507189
Subjects: 600 Technology (Applied sciences) > 620 Engineering and allied operations > 620.1 Engineering mechanics and materials
Divisions: S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Depositing User: Endang Susworini
Date Deposited: 25 Jan 2016 09:10
Last Modified: 25 Jan 2016 09:10
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160527
Full text not available from this repository.

Actions (login required)

View Item View Item