BAB 1
PENDAHULUAN
Pada bab 1 ini akan menjelaskan mengenai latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan kerangka penelitian yang akan menjadi dasar pemikiran penulisan pada penelitian ini.
1.1 Latar Belakang
Dewasa ini, Penggunaan material komposit menjadi salah satu pilihan alternatif selain penggunaan logam, polimer ataupun keramik, komposit adalah material yang tersusun atas campuran dua atau lebih material dengan sifat kimia dan fisika berbeda, dan menghasilkan sebuah material baru yang memiliki sifat- sifat berbeda dengan material-material penyusunnya. Penguat komposit bisa berupa serat sintetik ataupun serat alam. Keunggulan komposit yaitu berat lebih ringan, kekuatan spesifik yang lebih tinggi, tahan korosi, mudah dibentuk serta lebih murah. Natural composite menjadi tren saat ini karena memiliki keuntungan densitas yang jauh lebih rendah dari serat sintetis serta ketersedian yang sangat melimpah di alam. Penilitian Mohanty et all,2005 “natural fiber composite in industry” berbagai penggunaan komposit serat alam dalam industri seperti aerospace 1%, appliances 8%, consumer products 8%, electronic components 10%, marine 12%, construction 26%, automotives 31%, dan others 4%.
Pada dasarnya komposit adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun fisiknya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut. Bahan komposit mulai banyak digunakan karena memiliki beberapa keunggulan diantaranya massa lebih ringan, kekuatan lebih tinggi, tahan korosi, mudah dibentuk, dan lebih murah dibanding material bahan lainnya misal material bahan logam. Bahan komposit berbasis polimer merupakan bahan komposit yang paling sering digunakan. Bahan ini menggunakan polimer berbahan resin sebagai matriks dan serat sebagai penguat. Beberapa contoh polimer seperti
resin phenolfomaldehyde, polyester, epoksi, dan lainnya. Sedangkan serat yang dapat digunakan sebagai penguat yaitu serat sintetik dan serat alam. Serat sintetik misalnya fiber glass dan serat karbon, sedangkan serat alam misalnya serat eceng gondok, serat rami, serat nanas, serat ampas tebu, dan serat alam lainnya.
Selulosa berada pada jaringan dinding sel tumbuhan dan berikatan dengan hemiselulosa serta lignin. Selulosa pada dinding sel tumbuhan berfungsi sebagai penguat. Adanya lignin serta hemiselulosa dapat menurunkan kualitas komposit dari serat alam dimana akan menghasilkan interface antara resin dan serat menjadi buruk, sehingga perlu dilakukan penghilangan lignin serta hemiselulosa pada serat selulosa melalui modifikasi kimia. Selulosa adalah polimer glukosa yang berbentuk rantai linier dan dihubungkan oleh ikatan ß-1,4 glikosidik. Struktur yang linier menyebabkan selulosa bersifat kristalin dan tidak mudah larut. Selulosa tidak mudah didegradasi secara kimia maupun mekanis (Putera, 2012).
Modifikasi kimia dari serat alam merupakan reaksi antara komponen- komponen dari serat alami dengan bahan kimia. Salah satu metode modifikasi kimia adalah alkalisasi yaitu dengan menggunakan larutan alkali untuk melarutkan hemiselulosa dan lignin, hal ini berpotensi untuk memperbaiki sifat-sifat dari serat alami tersebut (Putera,2012). Modifikasi kimia dengan menggunakan alkalisasi merupakan perlakuan yang efisien dan efektif untuk menghilangkan hemiselulosa dan lignin, serta dapat mengisolasi selulosa agar tidak larut pada konsentrasi NaOH tertentu sehingga kandungan selulosa pada serat semakin tinggi.
Salah satu serat yang berpotensi untuk dijadikan sebagai sumber selulosa untuk penguat pada komposit adalah rami. (Carrijo, 2002). Tanaman Rami menghasilkan serat dari kulit batangnya yang digunakan untuk bahan baku tekstil.
Selain dikenal sebagai penghasil serat, daun tanaman Rami dapat digunakan sebagai bahan pupuk dan pakan ternak serta mempunyai beberapa kandungan yang berkhasiat untuk obat
Dalam pembuatan komposit, secara umum penguat (reinforcement) atau serat akan dibuat dalam bentuk preform yang bertujuan meningkatkan laju produksi dan memungkinkan kontrol distribusi serat yang dapat meningkatkan sifat mekanik komposit. Preform sendiri merupakan kumpulan atau susunan spesifik serat berupa
kontinu atau non-kontinu serta menjadi suatu bentuk, dan sebagai penguat dalam material komposit (Cho,1989). Terdapat dua jenis serat yang dapat digunakan dalam pembuatan preform, yaitu serat sintetis dan alami. Namun harga yang cukup tinggi dan mengandung zat kimia yang berbahaya bagi kesehatan menjadikan penggunaan serat sintetis diminimalisasi. Oleh karena itu, serat alami mulai dipertimbangkan karena adanya inisiasi untuk mengurangi emisi zat kimia ke udara.
Selain itu, serat alam memiiki harga yang lebih terjangkau, densitas rendah, mudah dirakit, renewable, dan terbiodegradasi sempurna sehingga tidak berbahaya bagi kesehatan (Cheah, 2010).
Jenis-jenis preform pada serat sangat beragam digunakan dalam manufaktur komposit seperti non-crimp fabrics (NCF) atau biasa disebut quasi unidirectional dan chopped strand mat (CSM). Preform jenis NCF digunakan untuk mengatur arah sifat mekanik berdasarkan arah serat dan arah pembebanan yang bekerja pada benda. Sedangkan CSM cocok digunakan untuk benda dengan geometri rumit dan menghasilkan sifat mekanik yang lebih seragam karena arah seratnya acak ke segala arah (Rudd et all, 1997).
Pada penelitian sebelumnya Arfan (2020), telah menggunakan serat pelepah pinang sebagai material untuk di buat sebuah preform non woven CSM dengan metode compression molding, yang dimana pada penelitian tersebut dilakukan pengujian densitas fiber, areal density dan pengujian tarik.
Pada penelitian ini dalam pembuatan komposit untuk penelitian ini menggunakan metode Compression, metode ini dilakukan dengan cara menggunakan hydraulic sebagai penekannya serat yang telah dicampur dengan resin dimasukkan ke dalam rongga cetakan, kemudian dilakukan penekanan sebesar 75 Mpa dan pemanasan 45oC. Menggunakan serat rami yang telah di alkalisasi pada temperaratur 80oC selama 60 menit dengan menggunakan NaOH dengan konsentrasi 3%.
Sehingga fokusan pada penelitian ini adalah untuk melakukan pembuatan dan karakterisasi non crimp fabric preform 2-dimensi berbasis selulosa dari serat rami. Tujuan dalam penelitian ini yaitu menentukan jumlah resin pengikat yang
optimal dari pembuatan preform non crimp fabric serat selulosa serat rami dan Mengetahui area density preform serat selulosa dari serat rami.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka rumusan masalah yang diperoleh adalah:
1. Bagaimana mengetahui jumlah resin pengikat yang optimal dari pembuatan preform selulosa serat rami ?
2. Bagaimana mengetahui area density preform selulosa serat rami (Boehmeria nivea) ?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah yang telah diuraikan, maka tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah:
1. Mengetahui jumlah resin pengikat yang optimal dari pembuatan preform selulosa serat rami (Boehmeria nivea)
2. Mengetahui area density preform selulosa serat rami (Boehmeria nivea)
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah yang ditetapkan pada penelitian Tugas Akhir ini adalah:
1. Menggunakan resin UPR dan pengencer resin UPR serta katalis sebagai bahan pengikat reinforce.
2. Preform dibuat dari serat daun rami (Boehmeria nivea) dengan perlakuan alkalisasi selama 60 menit dalam larutan NaOH 3% pada temperature 80oC yang kemudian dibentuk menjadi preform 2-dimensi non crimp fabric.
3. Temperatur penekanan kompaksi yang digunakan dalam pembuatan preform yakni 45oC selama 20 menit serta kuat tekan 75 MPa.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dapat diberikan pada penelitian Tugas Akhir ini adalah:
1. Memberikan inovasi baru terhadap pengembangan teknologi material berupa preform non crimp fabric berpenguat serat rami untuk mempermudah dalam pembuatan material komposit.
2. Memberikan nilai tambah terhadap serat rami.
3. Memanfaatkan serat alam yang terdapat di Indonesia sebagai pengembangan sumber daya.
4. Menjadi salah satu aternatif pemilihan ragam penguat komposit berbahan dasar serat alam.
5. Dapat dijadikan sebagai sumber referensi untuk penelitian lanjutan yang berfokus pada pemanfaatan serat alam sebagai material komposit berpenguat serat rami.
1.6 Kerangka Pemikiran Penelitian
Pada penelitian ini menggunakan kerangka pemikiran dalam penelitian tugas akhir sehingga dapat memberikan gambaran bagi pembaca mengenai penelitian tugas akhir yang dikerjakan. Berikut adalah kerangka dari penelitian ini.
Gambar 1. 1 Kerangka Penelitian
