Kajian Sifat Kuat Lentur dan Patahan Biokomposit PLA/ Ampas Tebu dengan Metode Vaccum Bagging

Abstract

Penggunaan serat sintetis yang berasal dari minyak bumi semakin hari semaikin meningkat. Hal ini dapat menyebabkan terganggunya ekosistem lingkungan karena sifatnya yang tidak murah terurai. Untuk mengatasi hal itu, beberapa terobosan dilakukan dengan menggunakan polimer yang berbahan dari alam atau biopolimer. Penggunaan material biopolimer memiliki beberapa kelemahan yang salah satunya lemah dalam hal sifat mekaniknya. Penambhan material penguat untuk mengatasi kelemahan tersebut dilakukan dengan penambahan serat alam untuk meningkatkan sifat mekanik atau yang disebut dengan biokomposit yaitu penggabungan 2 atau lebih material yang memiliki sifat, bentuk, dan komposisi yang berbeda untuk menjadi material baru yang memiliki sifat yang berbeda dari penyusunnya. Penelitian ini dilakukan dengan 2 tahapan yang berbeda, tahap yang pertama yaitu proses pembuatan atau fabrikasi spesimen biokomposit dan tahap kedua yaitu pengujian bending yang kemudian dilanjutkan analisis morfologi. Sebelum proses fabrikasi dimulai, ampas tebu yang telah dikumpulkan di jemur dibawah sinar matahari selama 4 hari sampai benar – benar kering. Ampas tebu kemudian dipilah untuk diambil seratnya. Serat ampas tebu kemudian dicuci dan diberi perlakuan alkali dengan menggunakan larutan NaOH 4% selama 4 jam perendaman. Kemudian ampas tebu dicuci dengan aquades hingga bersih dan dilakukan pengeringan dengan suhu kamar selama 24 jam. Ampas tebu yang sudah kering kemudian dipotong 6 cm dan dilakukan penimbahan sesuai komposisi variasi fraksi volume serat ampas tebu dan polylactic acid (PLA). Variasi yang dibuat yakni 100% PLA murni, 22 % serat 78% PLA, 24% serat 76% PLA, dan 26% serat 74% PLA. Proses fabrikasi diawali dengan mencampur matrik biokomposit yang berupa polylactic acid (PLA) dengan serat ampas tebu yang sudah ditimbang sesuai masing – masing variasi dan ditata pada cetakan. Kemudian campuran PLA dengan serat ampas tebu yang sudah ada di cetakan dimasukkan ke dalam plastik bag untuk dilakukan proses vaccum untuk mengurangi gelembung udara dengan mesin vaccum pump. Proses vaccum dilakukan selama 10 menit dengan kekuatan 0,5 bar. Pada saat proses vaccum juga dilakukan proses pengeringan biokomposit dengan menggunakan sinar UV. Setelah kering, lepaskan spesimen biokomposit dari cetkannya dan dilakukan preparasi sesuai ASTM D790 – 17. Berdasarkan hasil pengujian bending biokomposit PLA dengan penguat serat ampas tebu didapatkan hasil bahwa dengan penambahan serat ampas tebu sebagai penguat dapat meningkatkan kekuatan lentur dari sampel biokomposit. kekuatan bending terus meningkat seiring dengan bertambahnya komposisi serat pada biokomposit. hal ini dapat dilihat dengan nilai kekuatan bending tertinggi terjadi pada variasi tertinggi yaitu penambahan 26% serat dengan nilai sebesar 82,82 MPa. Hal ini jauh lebih tinggi dibandngkan dengan sampel PLA murni yang hanya memiliki kekuatan bending 28,25 MPa. Pada pengamatan morfologi dengan menggunakan mikroskop perbesaran 200x diketahui terjadi penyebaran serat yang lebih merata sehingga distribusi beban pada sampel biokomposit menjadi lebih merata yang mengakibatkan kenaikan kekuatan bending pada biokomposit.