Studi Kuat Tarik, Indeks Kristalinitas, dan Gugus Kimia Polybag Biokomposit Polyvinyl Alcohol Berpenguat Serat Mahoni

Abstract

Penelitian ini bertujuan mengevaluasi pengaruh penambahan serat kayu mahoni terhadap gugus fungsi kimia, indeks kristalinitas relatif, sifat mekanik, morfologi patahan, serta indikasi kehilangan massa pada film biokomposit berbasis polyvinyl alcohol (PVA) untuk aplikasi polybag. Film biokomposit ini diproduksi melalui metode solvent casting dengan variasi fraksi massa serat sebesar 0%, 1%, 2%, dan 3% terhadap PVA. Karakterisasi spesimen dilakukan melalui pengujian Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), uji tarik sesuai standar ASTM D882-18, pengamatan Scanning Electron Microscope (SEM), serta uji biodegradasi melalui metode soil burial berdasarkan persentase weight loss. Hasil uji tarik membuktikan bahwa variasi PVA + 2% memiliki kinerja mekanis terbaik dengan kekuatan tarik maksimum sebesar 20,72 ± 2,95 MPa, elongasi 144,13 ± 57,85%, dan modulus elastisitas 373,39 ± 572,75 MPa. Analisis FTIR menunjukkan pergeseran minor pada daerah pita serapan O-H dan C-O/C-O-C, yang menandakan terjadinya interaksi fisik dan perubahan lingkungan gugus fungsi setelah penambahan selulosa serat kayu mahoni. Hasil XRD melalui pendekatan area (rentang 2θ = 5–90° dan area kristalin 15–25°) mengonfirmasi peningkatan Indeks Kristalinitas (CrI) relatif dari 60,68% pada PVA murni menjadi 69,32% pada variasi PVA + 2%. Peningkatan ini juga didukung oleh citra SEM yang memperlihatkan morfologi permukaan patahan yang lebih kompleks (rough fracture surface) pada sampel dengan penguat. Lebih lanjut, uji biodegradasi mencatat bahwa seluruh variasi mengalami indikasi weight loss melampaui 50% dalam durasi 10 hari penguburan, dengan sampel PVA + 2% mencapai 56,04%. Berdasarkan evaluasi secara menyeluruh terhadap kekuatan mekanis, modifikasi struktur kristal, dan laju kehilangan massa, variasi PVA + 2% ditetapkan sebagai komposisi paling optimal dan seimbang pada penelitian ini.