BAB 1 PENDAHULUAN
Pada pengantar bab ini merupakan deskripsi singkat dari isi bab 1 Pendahuluan. Isi bab 1 Pendahuluan meliputi : latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan kerangka penelitian.
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi sekarang ini, telah menemukan percobaan di segala aspek kehidupan termasuk bidang material. Komposit yang digunakan untuk merekayasa material menjadi sesuatu yang baru. Di bidang teknik khususnya bidang otomotif penggunaan bahan komposit serat alam mulai dikenal.
Bahan yang ramah lingkungan, dan sangat murah merupakan tuntutan teknologi sekarang ini. Semakin berkembangya teknologi di bidang otomotif khususnya mobil yang dimana penggunaan bahan berdasar logam dan ataupun sejenisnya sudah mulai beralih ke material yang lebih ramah lingkungan seperti material komposit. Pemanfaatan bahan dari logam yang berasal dari bijih besi dan Serat Gelas masih mendominasi sebagai sumber bahan yang digunakan.
Salah satu bahan baku utama komposit di Indonesia seperti serat alam maupun serat sintesis memiliki potensi yang cukup besar untuk dapat dimanfaatkan. Serat alam merupakan suatu tipe penguat dengan sumber terbarukan dan sebuah generasi baru dari penguat serta pelengkap dari material komposit berbasis polimer. Pengembangan dari material komposit serat alam atau seringkali disebut komposit ramah lingkungan telah menjadi topik hangat karena kesadaran manusia akan lingkungan yang semakin meningkat. Serat alam merupakan salah satu material yang mampu menggantikan material sintetis dan produk material lainnya ditinjau dari Massa materialnya yang lebih ringan serta proses produksinya yang lebih ramah lingkungan dari segi energi (Ho dkk, 2012).
Seiring berjalannya waktu penggunaan material komposit pun meningkat cukup pesat. Komposit merupakan penggabungan dari dua material atau lebih yang menjadi satu secara fisika untuk menghasilkan mechanical properties yang
lebih baik.Penilitian Mohanty et all,2005 “natural fiber composite in industry”
penggunaan komposit serat alam pada industri aerospace 1%, appliances 8%, consumer products 8%, electronic components 10%, marine 12%, construction 26%, automotives 31%, dan others 4%.
Dalam pembuatan komposit masih sulit untuk dilakukan sebab dalam prosesnya menghasilkan material dan produk secara bersamaan. Berbeda halnya dengan pembuatan produk pada industri baja yang memiliki material (1/2 produk) berupa slab metal, plat metal, dan sheet metal sehingga proses pembuatan produk pada industri baja menjadi lebih cepat, mudah serta kualitas produk yang dihasilkan lebih baik. Oleh karena itu industri komposit berupaya memisahkan antara material dan produk dalam manufaktur komposit sehingga proses dari pembuatan komposit menjadi lebih mudah. Preform merupakan solusi dari permasalahan manufaktur komposit yang sulit ini, dimana preform merupakan kumpulan serta yang disusun sedemikan rupa guna mempermudah dan mempercepat proses produksi komposit serta meningkatkan kualitas produk komposit(Cho,1989).
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.
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.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).
Salah satu serat yang berpotensi untuk dijadikan sebagai sumber selulosa untuk penguat pada komposit adalah serat daun nanas .Nanas merupakan salah satu alternatif tanaman yang menghasilkan serat , selama ini pemanfaatan nanas hanya digunakan buahnya sebagai sumber pangan bagi warga masyarakat.sedangkan daun dari buah nanas dapat dimanfaatkan bahan penghasil serat dari alam . Serat daun nanas merupakan serat yang diambil dari daun nanas, memiliki selulosa ataupun non selulosa. Pada umumnya daun nanas dikembalikan ke lahan untuk digunakan sebagai pupuk. Tanaman nanas dewasa dapat menghasilkan 70 –80 lembar daun atau 3 –5 kg dengan kadar air 85 %.
Setelah panen bagian yang menjadi limbah terdiri atas daun 90 %, tunas batang9
% dan batang 1 %(Sopyan, 2016). Pemanfaatan serat daun nanas sebagai serat penguat material komposit akan mempunyai arti yang sangat penting yaitu dari segi pemanfaaatan limbah industri. Hasil penelitian ini sangat diharapkan adanya inovasi baru dalam pengembangan teknologi material komposit berpenguat serat non-sintetis di Indonesia. Selama ini industri masih menggunakan serat sintetis yang umumnya berupa serat gelas (fiberglass) sebagai bahan baku yang berfungsi sebagai serat penguat material komposit Fiberglass Reinforced Plastic.
Dalam pembuatan preform untuk penelitian ini menggunakan metode compression molding, metode ini dilakukan dengan cara menyebarkan dan menaruh serat secara manual dengan searah menggunakan kedua tangan dan
sebagai penekannya menggunakan alat kompaksi serat yang sebelumnya telah di semprotkan resin pengikat yang diseemprotkan ke dalam rongga cetakan, kemudian dilakukan penekanan di alat kompaksi dengan menggunakan temperatur.
Pada penelitian sebelumnya Arfan (2020), telah menggunakan serat pelepah pinang sebagai material untuk di buat sebuah preform, yang dimana pada penelitian tersebut dilakukan pengujian densitas fiber, areal density dan pengujian tarik dengan metode compression molding. Kemudian didapatkan hasil kekuatan tarik maksimal dengan eksperimen resin perekat 5 gr sebesar 0,49 Mpa, dengan ersin perekat 10 gr sebesar 0,62 Mpa dan dengan resin perekat 15 gr sebesar 10,48 Mpa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa hasil dari pengujian Tarik dengan Penambahan resin perekat sebanyak 15 gr adalah yang paling optimal dikarenakan jumlah resin yang mengikat interface serat semakin banyak pula.
Fokusan pada penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai pengaruh terhadap jumlah resin perekat dengan perlakuan alkalisasi NaOh Sebesar 5%, Dengan panjang serat pengujian sebesar 20mm.Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik (ASTM D-638),Tujuan kedepan dalam penelitian ini yaitu untuk mengetahui maksimum kekuatan tarik dan bahan komposit polyester untuk nantinya diketahui layak atau tidaknya bahan ini diterapkan di dunia industri.
1.2 Perumusan 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 serat selulosa dari daun nanas?
2. Bagaimana mengetahui area density preform serat selulosa dari daun nanas?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah yang telah diuraikan, maka tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah:
1. Menentukan jumlah resin pengikat yang optimal dari pembuatan preform serat selulosa dari daun nanas
2. Mengetahui area density preform serat selulosa dari daun nanas
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah yang ditetapkan pada penelitian Tugas Akhir ini adalah:
1. Pengaruh lingkungan ketika proses alkalisasi diabaikan.
2. Menggunakan UPR (Unsaturated Polyester Resin) dan pengencer UPR(Unsaturated Polyester Resin) serta katalis
3. Preform dibuat dari serat daun nanas dengan perlakuan alkalisasi selama 60 menit dalam larutan NaOH 5% yang kemudian dibentuk menjadi preform 2-dimensi non-woven.
4. 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 material komposit polimer poliester dengan penguat serat daun nanas untuk nantinya diketahui layak atau tidaknya bahan ini diterapkan.
2. Memberikan nilai tambah terhadap serat daun nanas
3. Menjadi rujukan terhadap penelitian-penelitian yang berfokus pada pemanfaatan serat alam sebagai material komposit terbarukan.
4. Dapat menjelaskan sifat-sifat mekanik matrial komposit dengan cara mensimulasikannya.
5. Dapat dijadikan sebagai sumber referensi untuk penelitian lanjutan yang berfokus pada pemanfaatan serat alam sebagai material komposit terbarukan berpenguat serat alam
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
Serat daun nanas Area Density
Tarik
Resin Pengikat
5gr,10gr,15gr Compression
Molding
Metode Variabel
Kekuatan mekanik Preform berbasis serat
daun nanas
Pengujian Material
