Efek Penambahan Fraksi Massa Serat Limbah Kertas Tisu Wajah pada Karakteristik Material Green Composite Bermatriks Pati Ganyong

Abstract

Material komposit merupakan material yang tersusun dari penggabungan dua atau lebih material yang berbeda dan masing-masing material ada yang berfungsi sebagai matriks dan penguat (serat). Material komposit memiliki keuntungan seperti material yang ramah lingkungan, mudah terdegradasi oleh alam, materialnya yang banyak di jumpai di sekitas, dan lain sebagainya. Material green composite tersusun dari penguat yang berasal dari serat yang memiliki fungsi meningkatkan kekuatan dan kekakuan dalam mendukung beban struktural material. Serat yang digunakan yaitu serat limbah kertas tisu wajah yang memiliki kandungan selulosa sebesar 83,35. Sedangkan bahan penyusun lainnya yaitu matriks memiliki fungsi sebagai pengikat dan pelindung serat serta memiliki peran dalam mendistribusikan gaya yang diterima ke penguat. Matriks yang digunakan pada penelitian ini yaitu pati umbi ganyong yang memiliki kandungan amilosa sebesar 13,77%. Bahan penyusun material green composite diperlukan modifikasi untuk meningkatkan karakteristik mekanik material, yaitu serat limbah kertas tisu wajah dilakukan alkalisasi dengan NaOH untuk menghilangkan kandungan serat yang tidak diperlukan dalam pembuatan material dan matriks dengan menambahkan zat aditif seperti gliserol untuk reaksi polimerisasi. Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui efek penambahan fraksi massa serat limbah kertas tisu wajah pada karakteristik (kekuatan tarik, modulus elastisitas, kekuatan dan modulus bending, densitas, kadar air, dan morfologi internal) material green composite bermatriks pati ganyong. Penelitian dalam membuat material green composite dilakukan dengan 3 tahap, meliputi persiapan, pelaksanaan, dan analisis. Tahap persiapan dilakukan dengan persiapan alat dan bahan serta pengolahan serat dan matriks. Pengolahan serat dilakukan dengan metode alkalisasi yaitu dengan merendam ke dalam larutan NaOH 5% selama 2 jam. Sedangkan matriks diolah dengan melarutkan pati ke dalam aquades sebanyak 50 ml dan ditambahkan gliserol sebanyak 1 ml dengan menggunakan magnetic stirer. Tahap pelaksanaan dilakukan sintesis kedua bahan penyusun dengan komposisi variasi fraksi massa serat meliputi 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, dan 60% terhadap massa matriks sebanyak 8 gram yang digunakan. Material ditempa dengan alat hot pree machine dengan suhu 80°C, tekanan 5 MPa, dan selama 20 menit. Material diperoleh tiap variasi sebanyak 4 sampel dengan dilanjutkan karakterisasi mekanik dan fisis material, meliputi kekutan tarik, modulus elastisitas, kekuatan dan modulus bending, densitas, kadar air, dan morfologi internal. Tahap analisis dilakukan dengan statistika sederhana yang meliputi penentuan nilai rata-rata dan standar deviasi dengan Microsoft Excel dan membuat grafik hubungan nilai karakterisasi mekanik dan fisis yang dihasilkan dengan menggunakan origin. Hasil yang diperoleh pada penelitian ini dengan penambahan fraksi massa serat yang digunakan dapat mempengaruhi karakteristik mekanik dan fisis material. Sampel dengan penambahan fraksi massa serat 40% menghasilkan karakteristik mekanik dan fisis tertinggi yang dibandingkan dengan variasi fraksi massa serat yang lain. Sampel dengan karakteristik tertinggi disebabkan pencampuran bahan penyusunnya lebih homogen ketika proses sintesis. Sedangkan pada sampel fraksi massa yang lain disebabkan kurang tercampurnya bahan penyusun sehingga menghasilkan ikatan serat-matriks lemah dan menghasilkan banyak rongga udara.