SIFAT MEKANIK DAN BIODEGRADABILITAS BAHAN KOMPOSIT DENGAN MATRIKS MODIFIKASI SERBUK KEDELAI DAN PENGUAT SERAT AMPAS TEBU
Abstract
Penggunaan material komposit telah banyak digunakan untuk menunjang
kehidupan manusia. Bahan komposit yang sering digunakan tersusun atas bahanbahan
sintetis yang umumnya sulit untuk terbiodegradasi secara sempurna sehingga
dapat mengancam kelestarian lingkungan. Untuk itu perlu dilakukan penelitian untuk
mendapatkan bahan komposit ramah lingkungan.
Barangkat dari kenyataan tersebut, maka dilakukan penelitian sintesis bahan
komposit dengan menggunakan matriks dari modifikasi serbuk kedelai dan penguat
serat ampas tebu. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah mensintesis bahan
komposit dengan menggunakan matriks dari modifikasi serbuk kedelai dan penguat
berupa serat ampas tebu serta mengetahui morfologi permukaan, sifat mekanik, dan
kemampuan biodegradasi bahan komposit hasil sintesis. Proses modifikasi matriks
dilakukan dengan cara menambahkan larutan Glyserin dan Glutaraldehyde (GA)
pada serbuk kedelai dengan tujuan untuk meningkatkan kekuatan matriks.
Karakterisasi morfologi permukaan matriks serta bahan komposit hasil sintesis
dilakukan dengan cara pengambilan photograph permukaan menggunakan mikroskop
optik Carton dengan perbesaran 40 kali. Karakterisasi sifat mekanik matriks serta
bahan komposit hasil sintesis dilakukan dengan uji tarik menggunakan Mesin Uji TM
113 Universal 30 KN. Pengujian dilakukan dengan menambahkan beban tarik sebesar
10 Newton secara periodik dan pada waktu yang bersamaan pertambahan panjang
bahan komposit dicatat. Selanjutnya, karakterisasi kemampuan biodegradasi bahan
komposit hasil sintesis dilakukan dengan cara mengubur bahan uji di dalam tanah.
Dengan membandingkan massa bahan uji sebelum dan setelah dilakukan penguburan.
Dari hasil penelitian dapat diketahui bahwa penambahan konsentrasi massa
serat menyebabkan permukaan bahan komposit hasil sintesis menjadi lebih kasar.
Perbedaan bentuk bahan hasil sintesis yang disebabkan oleh gaya tarik-menarik antar
molekul pada saat proses pengeringan. Photograph morfologi permukaan pada
penambahan konsentrasi massa serat 30% tampak adanya serat yang membentuk
cluster di dalam matriks sehingga diduga dapat mengurangi kekuatan tarik bahan
komposit hasil sintesis.
Bahan komposit dengan konsentrasi massa serat sebanyak 20% dari massa
serbuk kedelai memiliki tegangan tarik maksimum (UTS) dan keuletan yang paling
baik yaitu sebesar 2.23 MPa dan 8,86%. Semakin besar nilai keuletan yang dimiliki
oleh bahan komposit maka akan bersifat semakin ulet, sehingga tidak akan cepat
putus pada saat dilakukan uji tarik. Bahan komposit hasil síntesis dengan konsentrasi
massa serat 30% memiliki modulus elastisitas paling besar E = 1,46 MPa, maka
regangan yang dimiliki semakin kecil sehingga bersifat kurang elastis bila
dibandingkan dengan bahan komposit hasil síntesis dengan konsentrasi massa serat
10% dan 20%. Dengan nilai UTS dan modulus elastisitas yang diperoleh, maka bahan
komposit dengan matriks modifikasi serbuk kedelai dan penguat ampas tebu dapat
diaplikasikan sebagai pembungkus atau kemasan makanan dengan terlebih dahulu
dilakukan uji toksisitas untuk kelayakan penggunaannya.
Karakterisasi kemampuan biodegradasi ditunjukkan dalam prosentase
biodegradasi. Besarnya prosentase biodegradasi masing-masing adalah 42,34%,
40,03%, 37,73%, dan 37,50%. Penambahan konsentrasi massa serat di dalam bahan
komposit memperlambat kemampuan biodegradasi bahan komposit, karena matriks
di dalam bahan komposit lebih mudah terbiodegradasi dibandingkan dengan serat
ampas tebu. Bahan komposit dengan matriks modifikasi serbuk kedelai dan penguat
serat ampas tebu memiliki kemampuan biodegradasi yang baik sehingga ramah
terhadap lingkungan karena tersusun dari bahan alami.