Hubungan khitosan terhadap tegangan tarik.
Gambar 2. Grafik hubungan penambahan
ISSN 2252-4444
Hubungan antara borak terhadap tegangan tarik.
Gambar 3. Grafik hubungan penambahan borak terhadap tegangan tarik dengan
penambahan persentase khitosan
Hubungan khitosan dan borak terhadap tegangan tarik.
Gambar 4. Grafik hubungan penambahan borak dan penambahan khitosan terhadap kekuatan tarik biokomposit serat rami
bermatrik sagu
PEMBAHASAN
Hubungan Penambahan Khitosan Dan Borak Terhadap Kekuatan Tarik Biokomposit Serat Rami Bermatrik Sagu
Dari grafik 1 tegangan tarik terendah adalah 4,17MPa pada paduan
khitosan 10% dan borak 0% pada variasi ini
diketahui bahwa campuran khitosan dan pati sagu membentuk ikatan mekanik, kemudian jika dilihat dari grafik 1 tegangan tarik akan terus naik pada penambahan khitosan 20% dan borak 0% menjadi 4,47Mpa, dari kenaikan ini dapat dihitung sebagai berikut:
persentase kenaikan 10% ke 20% khitosan
sebesar
4,47-4,17X100% =7,19% 4,17
Peningkatan kekuatan tarik dari 20% ke
30% khitosan sebesar
4,73-4,47X100% =5,81% 4,47
Peningkatan kekuatan tarik dari 30% ke
40% khitosan sebesar
4,97-4,73X100% =5,07% 4,73
Maka dari perhitungan
persentasenya diketahui bahwa antara penambahan khitosan 10% ke 20% terdapat kenaikan kekuatan tarik 7,19%. Hal ini menunjukkan sifat dari khitosan yang berpengaruh terhadap kekuatan tarik, sedangkan penambahan khitosan 20% ke 30% terjadi peningkatan kekuatan tarik sebesar 5,81% pada titik ini tanpa penambahan borak sekalipun kekuatan tarik terlihat meningkat, perbedaan persentase dari 7,19% menjadi 5,81% terlihat ada penurunan sebesar 1,38%, kemudian pada penambahan khitosan dari 30% ke 40% terjadi kenaikan sebesar 5,07% kenaikan ini sangat kecil sekali jika dibandingkan dari kenaikan sebelumnya hal ini menunjukkan bahwa campuran dari
khitosan mempengaruhi sifat pati sagu,
membentuk ikatan mekanik matrik, kekuatan tarik meningkat disertai penambahan khitosan. Khitosan ini berupa larutan kental yang dicampurkan dengan larutan pati sagu ketika ditambahkan dengan variasi 10% dengan borak 0% ikatan mekanik yang terbentuk didominasi oleh larutan pati sagu, larutan akan terlihat lebih terang dan lebih transparan, pada waktu pembuatan spesimen terlihat bahwa larutan khitosan meningkatkan viskositas larutan matrik. Gambar spesimen penambahan khitosan 10% dan borak 0% dapat dilihat terdapat beberapa kegagalan pengujian tarik terlihat dari awal permulaan retakan yang terlihat sebagian arah serat terorientasi mengarah sepanjang specimen dan juga melintang tegak lurus arah specimen. Pada gambar 5 juga terlihat bahwa retak dimulai dari sisi samping kiri
ISSN 2252-4444
specimen dan samping kanan specimen kemudian merambat hingga tengah specimen, dan juga terlihat debounding serat , debounding terjadi pelepasan serat pada matrik karena ikatan yang semakin lemah.
Gambar 5. kegagalan pada pengujian tarik biokomposit serat rami bermatrik sagu pada penambahan khitosan 10% dan borak
0%
Gambar 6 Penampang melintang kegagalan pada pengujian tarik biokomposit serat rami bermatrik sagu pada penambahan
khitosan 10% dan borak 0%
(a)
(b)
Gambar 7. (a) perbesaran 15x awal retak kanan spesimen. (b) perbesaran 15x awal retak kiri specimen penampang melintang kegagalan pada pengujian tarik biokomposit
serat rami bermatrik sagu pada penambahan khitosan 10% dan borak 0%
Gambar 6 menunjukkan patahan bikomposit serat rami bermatrik sagu, terlihat dari patahan ini berupa serabut serabut serat yang mengalami pull out,
ikatan serat pada matrik telah putus, juga terlihat beberapa debounding serat terlihat dengan jelas ikatan matrik terlepas dari serat rami, matrik terlihat menggumpal dan berwarna kehitam-hitaman sepanjang luasan potongan spesimen berfungsi merekatkan masing masing potongan serat rami. Terjadi banyak potongan serabut serat hal ini menunjukkan ikatan matrik terhadap serat kurang kuat, sehingga ikatan mekanik yang terbentuk mudah lepas. dari grafik 2 menunjukkan trendline
yang meningkat jika borak ditambahkan pada campuran matrik biokomposit, tegangan tarik rata-rata pada spesimen tanpa penambahan borak atau borak 0%
dan khitosan 10% adalah 4,17MPa,
sedangkan tegangan tarik pada penambahan borak 3% dan khitosan 10% adalah 4,33MPa, pada titik ini komposisi borak menyebabkan ada penambahan kekenyalan pada matrik sagu, persentase kenaikan dari 0% ke 3% diperoleh dengan: 4,33-4,17X100% =3,83%
4,17
(a)
(b)
Gambar 8. (a) perbesaran 10x (b) perbesaran 15x patahan 10% khitosan dan
3% terlihat pull out dan debounding.
10
x
matrik deboundin g Pull out10x
15x
Pull out
15xPull
out
ISSN 2252-4444
Gambar 8 menunjukkan bahwa ikatan matrik dan serat biokomposit 3% borak ikatan matrik lebih erat dari specimen 0% borak terlihat lebih sedikit
debounding,matrik menjadi lebih rekat dan
lebih hitam, dari grafik 3 tegangan tarik terus meningkat hingga penambahan borak 6% yaitu sebesar 4,38 Mpa, persentase kenaikan tegangan tarik ini adalah:
4,71-4,33X100%=8,77% 4,33
(a)
(b)
Gambar 9. (a) perbesaran 10x (b) perbesaran 15x kegagalan pengujian tarik
pada biokomposit serat rami bermatrik sagu dengan penambahan borak 6% dan
khitosan 10%.
Gambar 9 menunjukkan bahwa putusnya ikatan dimulai oleh putusnya ikatan matrik, sedangkan serat masih mampu menahan beban tarik, matrik terlepas dari serat menyebabkan penampakan berupa serabut serat, setelah serat tidak mampu menahan beban tarik maka serat akan putus dan terlihat pull out
serat rami. Kemudian dari grafik 5.2 pada point 9% tegangan tarik mencapai 4,75MPa, persentase kenaikan dari 6% ke 9% adalah sebesar:
4,76-4,71X100%=1,06% 4,71
Pada penambahan borak 6% ke
khitosan 9% kenaikan persentase tidak
terlalu besar hanya sebesar 1,06% hal ini disebabkan karena borak mempunyai kemampuan yang menyeimbangkan sifat patisagu yang mudah meresapkan air. Jika dilihat dari trendline persentase kenaikan borak dari 0% hingga 9% tegangan tarik akan terus meningkat namun persentase kenaikan akan menurun, nilai persentase kenaikan tegangan tarik optimum didapatkan pada poin penambahan borak antara 6% hingga 9% hal ini karena semakin banyak borak maka larutan pembentuk matrik semakin mengental dan dengan teknik pencampuran yang baik didapatkan ikatan yang bagus antara matrik dan penyusunnya. Spesimen dengan penambahan 9% borak dan 10%
khitosan dapat dilihat pada gambar
dibawah ini:
(a)
(b)
Gambar 10 (a) perbesaran 10x kegagalan pengujian tarik pada biokomposit serat rami bermatrik sagu dengan penambahan borak 9% dan khitosan 10%. (b) perbesaran
15x kegagalan pengujian tarik pada biokomposit serat rami bermatrik sagu dengan penambahan borak 9% dan khitosan
10%
Gambar 9 mengidentifikasikan kegagalan pada patahan specimen borak 9% dan khitosan 10%, terdapat beberapa