Karaktiristik Sifat Mekanik dan Fisik Biokomposit PLA (Polylactic Acid) Berbasis Serat Daun Pandan Duri (Pandanus Odorifer)

Abstract

Polylacticacid (PLA) merupakan salah satu termoplastik berbasis bio yang berasal dari sintesis hasil pertanian (pati dan gula). PLA dianggap sebagai material alternatif yang menjanjikan untuk mengurangi masalah pembuangan limbah padat masyarakat karena ketersediaannya yang melimpah, dan sifatnya yang biodegradable. Pada umumnya peneliti menggunakan metode solvent castfilm untuk menghasilkan lembaran plastik tipis dengan kehalusan yang baik. Metode tersebut dianggap sebagai metode paling sederhana untuk proses pembuatan komposit matriks polimer (terutama yang diperkuat serat alam), karena pada prosesnya tidak membutuhkan peralatan khusus dan dapat menghindari kemungkinan terjadinya kerusakan pada serat seperti yang biasanya terjadi pada proses melt-mixing. Selulosa yang ada pada sebagian besar dinding sel tanaman atau organisme lainnya menjadi alasan lain peneliti karena dianggap memiliki kompatibilitas yang baik untuk membentuk ikatan antar-muka dengan PLA. Akan tetapi, modifikasi kimiawi pada dinding sel tersebut perlu dilakukan untuk meregenerasi selulosa pada permukaannya. Salah satu metode yang sangat populer yaitu perlakuan alkalisasi dengan menggunakan NaOH sebagai media rendam partikel atau serat alam pada durasi tertentu. Sebagai negara beriklim tropis, salah satu sumber daya alam yang berpotensi sebagai pengisi PLA ditinjau dari ketersediaan dan kandungannya yaitu daun pandan duri (pandanus odorifer). Daun pandan duri memiliki kandungan selulosa sebesar 37,3%, hemiselulosa 34,4%, pentosan 15,7%, lignin 24%. Namun setelah melalui proses alkalisasi pandan duri memiliki kandungan selulosa sebesar 57,5%, hemiselulosa 15,5%, pentosan 13,2%, lignin 22,6%. Dengan itu maka fokus dari pemelitian ini adalah untuk menganalisa pengaruh penambahan fraksi massa serat daun pandan duri terhadap sifat tarik dan ketahanan termal biokomposit. Penelitian ini terbagi menjadi dua tahap, yaitu proses fabrikasi dan pengujian. Sebelum masuk dalam proses fabrikasi, dilakukan proses persiapan serat dengan membersihkan serat daun pandan duri menggunakan air mengalir, kemudia keringkan serat daun pandan duri di bawah sinar matahari langsung 3-5 hari sampai serat terlihat kering setelah itu sebanyak 10 g serat daun pandan duri kering dialkalisasi dengan larutan NaOH 7% (campuran 35g NaOH dan 500 ml akuades) selama 1,5 jam dalam temperatur ruangan, setelah 1,5 jam, bilas menggunakan air mengalir untuk menghilangkan derajat keasaman (sampai pH 7). Setelah pembilasan, daun dikeringkan menggunakan oven selama 12 jam dengan temperatur 40℃, hingga menunjukan berat yang konstan. Selanjutnya daun yang telah dialkalisasi dilakukan proses crushing dan diikuti penyaringan menggunakan mesh 80, sehingga didapatkan serbuk yang berukuran tidak lebih dari 177 μm. Proses fabrikasi diawali dengan pelarutan PLA di dalam kloroform selama 120 menit. Setelah itu masukan serat daun pandan duri yang telah dialkalisasi dengan fraksi massa yang telah ditentukan. Pengadukan menggunakan magentic stirer selama 15 menit dengan kecepatan 150 rpm. Setelah itu, buka penutup alumunium foil dan diamkan selama 5 menit untuk melepaskan gelembung udara yang terbentuk selama proses pengadukan. Tuangkan campuran biokomposit ke cetakan. Berdasarkan hasil pengujian tarik maka dapat disimpulkan bahwa penambahan serat daun pandan duri ke dalam matrix PLA memberikan pengaruh pada kekuatan tarik, hal tersebut dibuktikan dengan terjadinya tren kenaikan kekuatan tarik setelah ditambahkan serat daun pandan duri sebesar 2%, dengan kekuatan tarik tertinggi dari biokomposit yang menggunakan serat diperoleh pada variasi terakhir yaitu 3% dengan nilai 2,28 Mpa, dalam kata lain setelah dilakukan penambahan serat nilai kekuatan tarik terus meningkat dan tidak mengalami penurunan. Pengujian ketahanan termal menunjukan hasil penurunan setelah ditambahkan variasi serat daun pandan duri 1%, tetapi sama halnya dengan hasil pengujian tarik, setelah ditambahkan variasi fraksi massa serat daun pandan duri yaitu dengan variasi 2% dan 3% penurunan massa secara drastis meningkat pada temperatur 323 ℃ dan 329 ℃. Hasil dari pengujian tarik dan ketahanan termal didukung dengan hasil dari pengamatan morfologi patahan menggunakan SEM, Meskipun kekuatan tarik tertinggi didapatkan oleh variasi 0% tetapi pada variasi ke 3% menunjukan tren yang baik ditunjukan dengan adanya beach mark yang menandakan terjadinya ikatan yang baik antara serat dengan matrix serta tidak ditemukan aglomerasi yang menandakan bahwa serat terdispersi secara merata.