1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari anggota gerak tubuh manusia adalah komponen yang sangat penting untuk melakukan aktivitas kehidupan, baik alat gerak atas maupun bawah. Hilangnya sebagian alat gerak atau biasa disebut amputasi akibat suatu penyakit, infeksi, bawaan dari lahir atau kecelakaan dapat menyebabkan keterbatasan seseorang dalam melakukan berbagai hal, tergantung dari luas hilangnya alat gerak tersebut. World Health Organization (WHO) memperkirakan terdapat 40 juta pasien yang mengalami amputasi di seluruh negara berkembang.
Berbagai jenis teknologi dikembangkan untuk menciptakan suatu teknologi yang dapat membantu untuk menunjang fungsi dari anggota gerak bagi penderita amputasi, salah satunya adalah prostesis. Keberadaan prostesis diharapkan dapat mengatasi keterbatasan penderita amputasi dalam menjalankan aktivitas sehari-hari secara fungsional.
Prostesis merupakan produk komponen yang dibuat untuk pengganti bagian alat gerak manusia yang hilang. Prostesis yang paling sering digunakan adalah prostesis anggota gerak bawah. Bagian penting dari prostesis bagian bawah adalah soket yang berhubungan langsung dengan bagian yang puntung (stump)(Agustinus, 2009). Bahan soket prostesis konvensional yang saat ini banyak digunakan adalah komposit fiberglass dan karbon fiber (Phillips, 2005). Komposit adalah kombinasi dari dua fase bahan atau lebih yang menghasilkan sifat yang lebih baik dari pada komponen awalnya (Campbell, 2010). Baik serat karbon maupun fiberglass sangat kuat, tetapi memiliki keterbatasan sebagai bahan soket prostetis karena sifat getasnya, sehingga mudah rusak dan robek pada saat dimodifikasi.
Pemilihan bahan bukan hanya harus memperhatikan kebutuhan fungsional, tetapi juga harga, proses manufaktur dan ketersediaan bahan. Oleh sebab itu, dalam penelitian ini akan dilakukan penelitian pembuatan alternatif soket prostesis komposit serat rami dengan matrik epoksi dan PVAc (Polyvinyl Acetate). Serat rami dipilih karena memiliki keunggulan yaitu ketersediaan cukup melimpah, dapat
2 didaur ulang, ramah lingkungan (Agustinus,2009). Rami juga memiliki kompatibilitas yang baik dengan seluruh jenis serat baik serat alam maupun sintetis.
Jika dibandingkan dengan serat alam lainnya rami memiliki kekuatan yang lebih tinggi (Eva, 2015). Matrik epoksi dipilih karena mempunyai kekuatan bending atau kekuatan lengkung yang tinggi, dan memiliki ketahanan kimia yang baik (Nasmi, 2011). Selain itu epoksi juga dipilih sebagai pembanding dari matrik PVAc yang merupakan keterbaruan dari penelitian ini. Matrik PVAc dipilih karena PVAc ini merupakan polimer yang mempunyai sifat kerekatan yang sangat kuat sehingga sering digunakan sebagai bahan dasar pembuatan lem, kain, kertas dan kayu. PVAc memiliki sifat tidak berbau, tidak mudah terbakar, dan lebih cepat solid. Di samping itu, PVAc juga banyak digunakan sebagai matrik pada pembuatan material komposit sehingga meningkatkan kekuatan material tersebut. Bahkan, dalam bentuk lem sekalipun, PVAc dapat juga difungsikan sebagai matrik beberapa material komposit (Masturi,2010). Dengan dasar itulah, PVAc dianggap sangat tepat digunakan sebagai matrik dalam penelitian ini.
Secara umum sifat bahan yang digunakan sebagai bahan prostesis harus memiliki kekuatan ketahanan yang baik dalam menerima beban dinamis akibat pergerakan kaki (Andri,2011). Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dilakukan uji impak terhadap komposit rami epoksi dan PVAc untuk mengetahui kemampuan kekuatan benturan dari komposit tersebut. Selain itu untuk mengetahui informasi terkait sifat karakteristik mekanik komposit berbasis rami yang komprehensif setelah uji impak maka diperlukan pengamatan struktur makro pola failure (kegagalan) penampang lintang sampel. Dalam penelitian ini juga akan diobservasi pengaruh bentuk filler dan fraksi volume filler agar mengetahui variasi nilai ketahanan impak dari tiap variasi sampel agar didapatkan nilai yang paling baik dari komposit rami epoksi dan PVAc.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, permasalahan yang ingin diselesaikan dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana pengaruh bentuk filler dan fraksi volume filler terhadap kemampuan kekuatan impak komposit rami-epoksi dan komposit rami-PVAc
3 2. Bagaimana bentuk pola failure (kegagalan) komposit setelah dilakukan uji
impak
1.3 Batasan Masalah
Pembatasan suatu masalah digunakan untuk menghindari adanya penyimpangan atau pelebaran pokok masalah agar penelitian dapat lebih terarah dan memudahkan dalam pembahasan sehingga tujuan penelitian dapat tercapai.
Batasan masalah dalam penelitian adalah:
1. Bentuk rami yang digunakan serbuk, serat acak dan anyaman 2. Fraksi volume filler yang digunakan 25%,50%,75%
3. Pengaplikasian alternatif soket prostesis anggota gerak bagian bawah
4. Sudut awal uji impak yang digunakan pada rami-epoksi adalah 34̊ dan pada fraksi volume 75% dengan bentuk filler serbuk menggunakan sudut 64̊
5. Sudut awal uji impak yang digunakan pada rami-PVAc adalah 25̊
1.4 Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah, tujuan dilakukannya penelitian ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh bentuk filler dan fraksi volume filler terhadap kekuatan impak komposit rami-epoksi dan komposit rami-PVAc
2. Mengetahui bentuk pola failure (kegagalan) sampel komposit setelah uji impak
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari dilakukannya penelitian ini adalah:
1. Sebagai rujukan pengembangan penelitian teknologi material komposit 2. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai rujukan untuk penelitian pembuatan
alternatif socket prostesis
3. Hasi penelitian dapat digunakan sebagai rujukan untuk mengetahui perbandingan hasil kekuatan impak komposit rami jenis matrik (epoksi dan PVAc)
4 1.6 Kerangka Pemikiran Penelitian
Kerangka pemikiran dilakukannya penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.
1
Gambar 1. 1 Kerangka pemikiran penelitian
