Pengaruh Lamanya Waktu Sand Blasting Terhadap Karakterisasi Lapisan Polylactic Acid Pada Substrat Aluminium Alloy 1100 Sebagai Aplikasi End Plate Fuel Cell

Faisyal, Wahyudiansyah and Dr. Ir. Putu Hadi Setyarini,, ST., MT and Dr. Slamet Wahyudi,, ST., MT (2023) Pengaruh Lamanya Waktu Sand Blasting Terhadap Karakterisasi Lapisan Polylactic Acid Pada Substrat Aluminium Alloy 1100 Sebagai Aplikasi End Plate Fuel Cell. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Aluminium Alloy 1100 (AA1100) merupakan logam ringan daripada besi dan baja, bersifat lunak dan mudah dibentuk dan diaplikasikan dalam berbagai penerapan salah satunya end plate pada fuel cell. Pelapisan merupakan salah satu metode untuk memodifikasi sifat material mencapai sifat yang diinginkan. Salah satu parameter untuk mendapatkan kualitas hasil material pelapisan adalah adanya sifat adhesi yang baik antara material dasar dengan pelapis sehingga adanya ikatan yang cukup kuat. Material pelapis bisa berupa polimer salah satunya polylactid acid (PLA). PLA memiliki sifat isolator listrik yang baik dan mudah diproses sehingga bisa digunakan sebagai material pelapis pada AA1100. Pada penelitian ini dilakukan proses pelapisan PLA pada substrat AA 1100 dengan metode injection molding yang diproses sandblasting terlebih dahulu untuk menambahkan sifat adhesi sehingga mechanical interlocking antara permukaan AA 1100 dengan PLA terjadi dengan kuat. Sebelum diproses lebih lanjut, AA 1100 dibentuk dengan ukuran standard pengujian immers ASTM D870. Kemudian diproses Sandblasting dengan variasi lamanya waktu 5, 10, 15, 20, dan 25 detik, dengan tekanan, sudut, dan jarak penyemprotan diatur sama tiap spesimen. Selanjutnya, pada substrat dilakukan proses stress relieving pada temperatur 450°C selama 30 menit untuk menghilangkan tegangan sisa sebagai dampak yang terjadi pada perlakuan pada spesimen. Substrat hasil sandblasting kemudian dilakukan pengujian kekasaran permukaan menggunakan surface roughness tester, dimana diperoleh peningkatan nilai kekasaran permukaan dengan meningkatnya waktu sandblasting. Pada variasi yang dilakukan diperoleh nilai kekasaran tertinggi pada waktu 25 detik dengan nilai sebesar 5,256 μm. Nilai ini diikuti dengan pengamatan miskroskop dengan perbesara 200x pada permukaan hasil sandblasting dan perhitungan luas lembah dimana pada waktu 25 detik diperoleh luasan lembah sebesar 88% dibandingkan 5 detik sebesar 79%. Selanjutnya dilakukannya pelapisan PLA menggunakan metode injection molding dengan memanaskan PLA pada suhu 180°C dan 200°C pada tiap variasi di ektruder selama 2 menit untuk mengubah bentuk PLA menjadi cair, kemudian diinjeksikan dengan tekanan 6 bar kedalam mold yang sudah terdapat substrat hasil sandblasting sehingga PLA menempel dan terbentuknya pelapisan PLA pada AA1100. Spesimen hasil pelapisan dilakukan pengujian immers dengan merendam didalam cairan ethanol selama 60 hari dan dilakukan pengukuran berat tiap 10 hari perendaman. Degradasi berat tertinggi terjadi pada variasi waktu 5 detik dan suhu 180oC dengan berat penurunan sebesar 6,7944%. Sedangkan spesimen dengan nilai penurunan berat terkecil didapat pada variasi waktu 25 detik dengan suhu 180oC sebesar 1,3746%. Secara keseluruhan, spesimen mengalami penurunan berat pada saat perendaman di larutan ethanol. Selain itu dilakukan juga pengujian sudut kontak dengan hasil pada variasi suhu 200oC cenderung memiliki sudut kontak yang lebih besar dibandingkan dengan yang dimiliki oleh variasi suhu 180oC. Pada waktu 0 menit sudut kontak yang terbentuk adalah 37,052o di variasi 200oC, sedangkan pada variasi 180oC sudut kontaknya adalah 35,644o . Dan pada pengujian SEM-EDS terlihat degradasi PLA dan kandungan dari setiap lapisan di spesimen.

English Abstract

Aluminum Alloy 1100 (AA1100) is a lighter metal than iron and steel, is soft and easy to shape, and its applied in the end plate in fuel cells. Coating is one of the methods to modify material properties to achieve the desired properties. One of the parameters to obtain the quality of the coating material is the presence of good adhesion properties between the base material and the coating so that there is a strong bond. The coating material can be a polymer, one of which is polylactic acid (PLA). PLA has good electrical insulating properties and is easy to process so it can be used as a coating material for metals. In this research, the PLA coating process was carried out on the AA 1100 substrate using the injection molding method and was sandblasted beforehand to add adhesion properties so that the mechanical interlocking between the AA 1100 and PLA surfaces occurred firmly. Before further processing, AA 1100 formed with the standard size of ASTM D870 immerse testing. Then it was processed by sandblasting with variations in a long time of 5, 10, 15, 20, and 25 seconds, with the pressure, angle, and distance of spraying being set the same for each specimen. Furthermore, the substrate was subjected to a stress relieving process at a temperature of 450°C for 30 minutes to remove residual stress as a result of the treatment on the specimen. The substrate resulting from sandblasting was then tested for surface roughness using a surface roughness tester, which increased the surface roughness value obtainly with increasing sandblasting time. In the variation, the highest roughness value was obtain at 25 seconds with a value of 5.256 μm. This value was follow by microscopic observations with a magnification of 200x on the sandblasted surface and calculation of the valley area where at 25 seconds a valley area of 88% was obtain compared to 5 seconds of 79%. Furthermore, PLA coating was carrie out using the injection molding method by heating PLA at a temperature of 180°C and 200°C for each variation in the extruder for 2 minutes to change the form of PLA to liquid, then injected with a pressure of 6 bar into the mold which already contained the sandblasted substrate so that PLA sticks and the formation of PLA coating on Aluminum 1100. Specimens resulting from the coating are tested immers by immersing in liquid ethanol for 60 days and measuring the weight every 10 days of immersion. The highest weight degradation occurred at a time variation of 5 seconds and a temperature of 180oC with a weight reduction of 6.7944%. While the specimen with the smallest weight loss value was obtain at a time variation of 25 seconds with a temperature of 180oC of 1.3746%. Overall, the specimens decreased in weight when immersing in the ethanol solution. In addition, a contact angle test was also carrie out with the results that at a temperature variation of 200oC it tends to have a larger contact angle than that of a temperature variation of 180oC. At 0 minutes the contact angle formed is 37.052o at 200oC variation, while at 180oC the contact angle is 35.644o . And the SEM-EDS test shows PLA degradation and the content of each layer in the specimen.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052307
Uncontrolled Keywords:	Aluminium alloy 1100, Polylactid Acid, Sandblasting, Injection Molding, Mechanical Interlocking -Aluminium alloy 1100, Polylactid Acid, Sandblasting, Injection Molding, Mechanical Interlocking
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User:	Unnamed user with username pratiwi
Date Deposited:	11 Jan 2024 01:47
Last Modified:	11 Jan 2024 01:47
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/207623

Text (DALAM MASA EMBARGO) Faisyal Wahyudiansyah.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (11MB)

Actions (login required)

View Item