KEKUATAN DAN MODULUS BENDING BAHAN KOMPOSIT RAMAH LINGKUNGAN BERPENGUAT SERAT AMPAS TEBU DENGAN MATRIKS ASAM POLILAKTAT

Abstract

Kekuatan dan Modulus Bending Bahan Komposit Ramah Lingkungan Berpenguat Serat Ampas Tebu dengan Matriks Asam Polilaktat; Noviana Wulantika, 091810201020; 2014: 45 halaman; jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember.

Bahan komposit adalah gabungan dari dua atau lebih bahan makroskopik yang tidak larut satu sama lain dengan unsur penyusunnya terdiri dari penguat dan matriks. Bahan komposit dengan memanfaatkan serat alam telah digunakan sejak ribuan tahun yang lalu. Pada perkembangan selanjutnya komposit berpenguat serat alam mulai banyak ditinggalkan dan beralih pada bahan komposit berpenguat serat sintetis. Namun karena penggunaan bahan sintetis memberikan dampak dan masalah yang cukup serius dalam pembuangan limbahnya maka dilakukan berbagai upaya untuk menciptakan bahan komposit ramah lingkungan. Bahan komposit ramah lingkungan dibuat dari komposit serat alam dan biodegradable resin. Dalam penelitian ini digunakan serat ampas tebu dengan matriks asam polilaktat, asam polilaktat merupakan biopolimer yang dapat diperbaharui karena bahan bakunya berasal dari fermentasi dengan bahan baku gula, jagung dan lain sebagainya. Selain itu asam polilaktat memiliki sifat mudah dibentuk, tidak tembus sinar UV, dan hasil degradasi merupakan senyawa sederhana dan tidak beracun. Penelitian bahan komposit ramah lingkungan berpenguat serat ampas tebu dengan matriks asam polilaktat bertujuan untuk: (1) mengetahui kekuatan bending dan modulus bending bahan komposit (2) mengetahui pengaruh orientasi arah serat searah dan acak terhadap kekuatan bending dan modulus bending dari bahan komposit (3) mengetahui kemampuan biodegradasi bahan komposit. Bahan komposit pada penelitian ini disintesis berdasarkan perbedaan orientasi arah serat. Adapun orientasi arah serat yang digunakan adalah orientasi arah serat searah dan orientasi arah serat acak dengan persentase serat ampas tebu 20%, 40% viii

dan 60% dari total massa keseluruhan bahan komposit hasil sintesis. Panjang serat yang digunakan untuk bahan komposit dengan orientasi arah serat searah adalah 10 cm, sedangkan untuk bahan komposit dengan orientasi arah serat acak adalah 1 cm. Dimensi bahan komposit yang digunakan 10,0 cm x 1,0 cm x 0,5 cm. Bahan komposit hasil sintesis akan dilakukan tiga buah pengujian yaitu pengujian bending, pengujian morfologi, dan pengujian biodegradasi. Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan, besar kekuatan bending dengan orientasi arah serat searah yang diperoleh pada fraksi massa 20%, 40%, dan 60% berturut-turut sebesar (6,96±1,43) MPa, (10,70±1,62) MPa, dan (17,84±2,62) Mpa, sedangkan besar nilai modulus bendingnya berturut-turut sebesar (0,41±0,08) MPa, (0,36±0,06) MPa, dan (0,91±0,13) MPa. Besar kekuatan bending dengan orientasi arah serat acak yang diperoleh pada fraksi massa 20%, 40%, dan 60% berturut-turut sebesar (4,16±1,67) MPa, (10,06±1,62) MPa, dan (7,98±0,13) MPa, sedangkan besar nilai modulus bendingnya berturut-turut sebesar (0,90±0,20) MPa, (0,60±0,13) MPa, dan (0,25±0,03) MPa. Karakterisasi kemampuan biodegradasi dilakukan dengan cara menimbang massa bahan sebelum dan setelah dilakukan uji biodegradasi. Derajat degradasi yang diperoleh setelah penguburan selama enam minggu pada orientasi arah serat searah dengan fraksi massa 20%, 40%, dan 60% berturut-turut (35,08 ± 6,38)%, (37,90 ± 0,34)%, dan (41,94 ± 1,41)%, sedangkan pada orientasi arah serat acak dengan fraksi massa 20%, 40%, dan 60% berturut-turut (30,24 ± 5,97)%, dan (33,47 ± 2,95)%, (43,55 ± 0,71)%. Kemampuan biodegradasi bahan komposit orientasi arah serat acak lebih besar dibandingkan dengan bahan komposit orientasi arah serat searah, selain pengaruh dari orientasi arah serat, penambahan fraksi massa serat dan lamanya penguburan juga menyebabkan kemampuan biodegradasi semakin besar. Struktur morfologi bahan komposit juga mengalami perubahan warna semakin gelap dan muncul semakin banyak void pada setiap minggunya. Derajat degradasi tertinggi terdapat pada orientasi arah serat acak dengan fraksi massa serat 60%.