1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Penggunaan polimer dan komposit dewasa ini semakin meningkat di segala bidang, seperti komponen utama dalam pembuatan bodi kendaraan, bahan pelapis, peralatan olahraga, peralatan memasak, dan lain-lain. Perkembangan teknologi dan penelitian dalam bidang polimer dan komposit ini juga semakin berkembang pesat seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan polimer. Dalam pembuatannya, komposit polimer mengalami pergeseran dari komposit polimer berpenguat serat sintetis menjadi komposit polimer berpenguat serat alam, sebagai contoh, PT. Toyota di Jepang telah memanfaatkan bahan komposit berpenguat serat kenaf sebagai komponen panel interior mobil jenis sedan. Selain itu, produsen mobil Daimler-Bens pun telah memanfaatkan serat abaca sebagai penguat bahan komposit untuk dashboard [1].
Serat alami memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan serat sintetis, seperti beratnya yang lebih ringan, dapat diolah secara alami, dan ramah lingkungan. Serat alami merupakan bahan yang dapat diperbaharui dan mempunyai kekuatan dan kekakuan yang relatif tinggi dan tidak menyebabkan iritasi kulit, keuntungan lain adalah kualitas stabilitas panas yang rendah [2]. Serat alami (sisal, pinang, dan lain-lain) telah menarik perhatian para ilmuwan untuk diaplikasikan dalam barang-barang konsumer, perumahan dengan biaya rendah, dan struktur sipil lainnya. Telah ditemukan bahwa komposit serat alami memiliki sifat mekanik yang baik dengan massa jenis yang rendah dan hambatan listrik yang lebih baik [3].
Di antara semua bahan serat penguat alami, pinang tampaknya menjadi bahan yang menjanjikan karena murah, banyak tersedia, dan berpotensi sebagai tanaman tumbuh hijau. Selain itu, pemanfaatan buah pinang masih sebatas biji yang digunakan dalam bidang pengobatan, bahan cat, coklat, dan lain-lain. Sehingga kulit dari buah pinang tersebut menjadi limbah yang masih belum dimanfaatkan lebih lanjut. Di Indonesia, luas area tanaman pinang pada tahun 2011 sebesar 147.890 ha, dengan produksi 69.881 ton dan produktivitas rata-rata 743 kg/ha. Biji pinang merupakan salah satu komoditas ekspor dengan jumlah ekspor mencapai 197.197 ton
2
pada tahun 2009 dengan nilai US$ 92,58 juta. Sehingga jika dilihat dari data pada tahun 2009 dan 2011, buah pinang memiliki potensi di masa mendatang [4]. Buah pinang mengandung 60-80% sabut pinang dari total berat dan volum dari buah segar [5].
Komponen-komponen penyusun dari serat pinang masih mengandung pengotor yang dapat menurunkan kekuatan serat sebagai pengisi komposit. Sehingga perlu diberi perlakuan awal pada serat untuk meningkatkan kekuatannya. Salah satu cara untuk meningkatkan kekuatan pada komposit yakni dapat dilakukan dengan perlakuan kimia pada serat. Salah satunya adalah dengan bahan kimia alkali (NaOH). Bahan kimia ini dipilih karena murah dan mudah didapat. Perlakuan alkali pada serat bertujuan untuk membersihkan permukaan serat dari lignin dan kotoran lainnya, yang dapat diamati melalui Scanning Electron Microscopy (SEM) [1].
Dari penelitian yang telah dilakukan oleh Soemardi [6], menggunakan perbandingan epoksi : epoksi hardener (1:1) dengan menggunakan pengisi serat rami dan menghasilkan kekuatan tarik sebesar 260 MPa. Menurut Lokantara [2], komposisi hardener berlebih menyebabkan ikatan matrik dengan penguat belum terjadi dengan sempurna karena matrik mengering lebih cepat yang dapat menurunkan kekuatan tarik maupun kekuatan lentur komposit tersebut. Hal ini juga diperkuat dari analisa yang dilakukan terhadap foto makro yang diambil setelah semua spesimen diuji.
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Girisha [7], komposit hybrid serat buah pinang dan serat buah asam jawa menghasilkan kekuatan mekanik tertinggi pada fraksi volum serat 40%-50%.
Meskipun ada banyak penelitian tentang komposit berpengisi serat alam, hanya beberapa referensi yang tersedia pada komposit berpengisi serat buah pinang. Dalam hal untuk mengembangkan komposit berpengisi serat alam dengan kekuatan, kekakuan, ketahanan dan kehandalan yang baik, maka perlu dilakukan penelitian tentang komposit berpengisi serat alam, khususnya serat buah pinang [5].
Dari hasil uraian di atas, maka penulis tertarik untuk meneliti pengaruh perlakuan alkali terhadap sifat mekanik komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang. Sifat mekanik di atas meliputi kekuatan tarik, kekuatan lentur, dan
3
kekuatan bentur serta uji Fourirer Transform-Infra Red (FT-IR), penyerapan air (water absorption), dan Scanning Electron Microscopy (SEM).
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Perumusan masalah yang dikaji dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana pengaruh perbandingan fraksi volum serat buah pinang dengan
epoksi terhadap sifat mekanik yang meliputi kekuatan tarik, kekuatan lentur, dan kekuatan bentur dari komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang yang dihasilkan.
2. Bagaimana pengaruh konsentrasi alkali (NaOH) pada serat buah pinang terhadap sifat mekanik yang meliputi kekuatan tarik, kekuatan bengkok, dan kekuatan bentur dari komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang yang dihasilkan.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
3. Untuk mengetahui pengaruh perbandingan fraksi volum serat buah pinang dengan epoksi terhadap sifat mekanik yang meliputi kekuatan tarik, kekuatan lentur, dan kekuatan bentur dari komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang yang dihasilkan.
4. Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi alkali (NaOH) pada serat buah pinang terhadap sifat mekanik yang meliputi kekuatan tarik, kekuatan lentur, dan kekuatan bentur dari komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang yang dihasilkan.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut : 1. Meningkatkan nilai ekonomis dari serat buah pinang.
2. Dapat memberikan informasi mengenai sifat mekanik komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang.
4
3. Sebagai bahan perbandingan sifat mekanik komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang dengan komposit epoksi berpengisi partikel serat lain.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Adapun ruang lingkup dalam penelitian ini adalah :
1.5.1 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Laboratorium Lateks, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Laboratorium Farmasi, Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara, dan Laboratorium Fisika, Universitas Negeri Medan.
1.5.2 Bahan Baku Yang Digunakan
1. Serat buah pinang yang digunakan adalah serat yang berada diantara kulit terluar dan biji yang berupa hasil pembuangan, sebagai bahan pengisi yang didapat dari supplier buah pinang di Stabat.
2. Epoksi sebagai matriks yang diperoleh dari toko peralatan dan bahan kimia PT. Justus Kimiaraya.
1.5.3 Variabel Yang Digunakan
1. Variasi fraksi volum epoksi dengan serat buah pinang 50:50, 60:40, 70:30, dan 100:0
2. Variasi konsentrasi alkali (NaOH) yang digunakan dalam perendaman serat 0%, 1%, 2%, dan 3%.
1.5.4 Analisa Hasil Penelitian
1. Uji kekuatan tarik (tensile strength) ASTM D 638-10 Tipe IV. 2. Uji kekuatan lentur (bending strength) ASTM D 790.
3. Uji kekuatan bentur (impact strength) ASTM D 4812-11. 4. Uji penyerapan air (water absorption) ASTM D 570. 5. Uji Fourier Transform-Infra Red (FT-IR).
6. Uji Scanning Electron Microscopy (SEM).
