SIFAT MEKANIK DAN BIODEGRADASI BAHAN KOMPOSIT DENGAN PENGUAT SERAT LUFFA ACUTANGULA

Abstract

Bahan komposit merupakan gabungan dari dua atau lebih material yang berbeda menjadi suatu material baru dengan sifat fisik yang lebih baik, dimana masing3masing berfungsi sebagai matrik dan penguat. Matrik merupakan struktur komposit yang mengikat bagian penguat dan berfungsi untuk melindungi penguat dari kerusakan akibat benturan. Salah satu kelemahan dari bahan komposit adalah susahnya terdegradasi secara alami setelah masa pemakaian. Oleh karena itu diperlukan bahan penyusun komposit yang ramah lingkungan dan dapat terdegradasi secara alami. Sehingga, dalam penelitian ini dilakukan modifikasi serbuk susu kedelai MDL 525 dengan larutan gliserin dan glutaraldehide untuk mendapatkan resin alami yang akan digunakan sebagai matrik dan serat luffa acutangula sebagai penguat. Serat yang terdapat pada luffa acutangula dimanfaatkan sebagai sabut cuci oleh mayarakat. Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan bahan komposit dengan penguat serat luffa acutangula dan matrik modifikasi serbuk susu kedelai MDL 525 sehingga dapat diketahui sifat mekanik, kekuatan tarik, dan keuletan bahan komposit hasil sintesis. Hasil penelitian diharapkan bahan komposit tersebut mempunyai sifat mekanik dan biodegradasi yang lebih baik dari bahan lain dengan penguat dan matrik yang berbeda. Penelitian dilakukan di Laboratorium Fisika Material Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Jember dan Laboratorium Kemasan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember. Ada dua tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini, tahap pertama mensintesis bahan komposit yang terdiri dari pengolahan serat luffa acutangula, membuat resin menggunakan bahan serbuk susu kedelai MDL 525 yang dimodifikasi dengan larutan gliserin dan glutaraldehide, dan membuat bahan komposit dengan penambahan serat sebanyak 10%, 20%, dan 30% dari massa serbuk susu kedelai. tahap kedua yaitu pengujian bahan komposit yang terdiri dari pengujian tarik dengan menggunakan mesin uji TM 113 Universal 30 KN, pengujian morfologi menggunakan mikroskop optik, dan pengujian biodegradasi dengan metode landfill dengan kedalaman ±15 cm selama 30 hari. Dari tahap pengujian yang disebutkan diatas, didapatkan grafik hubungan antara tegangan tarik (σ) dan regangan (ε), kekuatan tarik (σ) dan modulus elatisitas (E) dengan metode offset, derajad degradasi (dG), serta struktur morfologi sebelum dan sesudah uji biodegradasi untuk masing3masing pertambahan serat luffa acutangula yaitu 10%, 20%, dan 30%. Setelah dilakukan uji morfologi, penambahan serat luffa acutangula sebanyak 10% mempunyai bintik coklat kekuningan lebih sedikit dibandingkan dengan penambahan serat sebanyak 20% dan 30% dari massa bubuk susu kedelai. Untuk kekuatan tarik dan modulus elastisitas bahan komposit dengan penambahan serat sebanyak 30% memiliki tertinggi yaitu 1,63 MN/m 2 dengan modulus elastisitas 35 MN/m 2 . Disusul oleh penambahan serat luffa acutangula 20% dan 10% yang masing3 masing mempunyai nilai 0,93 MN/m 2 dan 0,62 MN/m 2 dengan modulus elastisitas 22 MN/m 2 dan 16 MN/m 2 . Hal tersebut menunjukkan bahwa penambahan serat luffa acutangula pada penelitian ini mampu meningkatkan kekuatan tarik dan modulus elastisitas bahan komposit hasil sintesis. Selanjutnya, Kemampuan biodegradasi dengan penambahan serat 10% mempunyai deradat degradasi paling tinggi yaitu sebesar 10,30% dibandingkan 20% dan 30% yang masing3masing mempunyai nilai 8,15% dan 7,53%. Ini menunjukkan bahwa matrik yang digunakan lebih mudah terbiodegradasi bila dibandingkan dengan penguat serat luffa acutangula.