ENERGI IMPAK BAHAN KOMPOSIT RAMAH LINGKUNGAN BERPENGUAT SERAT AMPAS TEBU DAN RESIN POLYLACTIC ACID (PLA)

Abstract

Perkembangan ilmu pengetahuan dan kemajuan teknologi menjadi pemicu untuk meningkatkan taraf hidup menjadi lebih modern dalam memenuhi kebutuhan hidup manusia. Sehingga perkembangan alat yang digunakan manusia dalam kehidupan semakin meningkat. Hal ini menyebabkan kebutuhan bahan dasar untuk kebutuhan produksi juga semakin meningkat, sedangkan bahan konvensional yang biasa digunakan ketersediaannya di alam semakin menipis. Bahkan, untuk produksi tertentu dibutuhkan bahan yang memiliki sifat ringan, kuat, kaku, ramah lingkungan dan tahan korosi. Permasalahan ini menarik minat untuk lebih banyak dilakukannya penelitian tentang bahan rekayasa. Salah satunya melalui pembuatan bahan komposit dengan bahan dasar yang ramah lingkungan yaitu dengan memanfaatkan serat ampas tebu sebagai penguat dan resin Polylactic Acid sebagai matriks. Penelitian bahan komposit ramah lingkungan dengan penguat serat ampas tebu dan matriks resin Polylactic Acid yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan komposit ketika memperoleh beban impak dan kemampuan biodegradasi dari bahan komposit. Proses sintesis bahan komposit pada penelitian ini menggunakan 2 orientasi arah serat yaitu orientasi arah serat searah yang diatur secara longitudinal dan orientasi arah serat acak. Masing-masing orientasi arah serat tersebut menggunakan variasi fraksi massa serat 20%, 40% dan 60%. Untuk mengetahui karakteristik bahan komposit hasil sintesis, dilakukan pengujian energi impak menggunakan mesin charpy untuk mengetahui kekuatan bahan komposit dan uji biodegradasi dengan metode land fill guna mengetahui sifat bahan tersebut ramah terhadap lingkungan atau tidak, yaitu bahan komposit dikubur selama 4 minggu di dalam pupuk kompos. Dari hasil pengujian menggunakan mesin charpy, energi impak bahan komposit dalam menerima beban impak ditunjukkan dengan nilai kuat energi impak bahan komposit hasil sintesis, pada orientasi serat searah dengan fraksi massa serat 20%, 40%, dan 60% masing-masing sebesar (32,47 ± 5,52) ⁄ , (108,95 ± 10,96) ⁄ , dan (120,67 ± 11,71) ⁄ . Sedangkan pada orientasi serat random dengan fraksi massa yang sama didapatkan nilai kuat energi impak masing-masing (26,57 ± 5,52) ⁄ , (91,3 ± 17,61) ⁄ , dan (73,69 ± 13,14) ⁄ . Sementara itu, pengujian biodegradasi pada bahan komposit dengan variasi orientasi arah serat dan variasi fraksi massa serat didapatkan kemampuan biodegradasi yang berbeda. Pada minggu keempat penguburan, bahan komposit berorientasi serat searah dengan fraksi massa serat 20%, 40%, dan 60% masing-masing didapatkan nilai derajat degradasi sebesar (14,02 ± 1,25)%, (17,7 ± 1,31)%, dan (25,98 ± 2,08)%. Sedangkan pada bahan komposit berorientasi arah serat random dengan fraksi massa serat yang sama diperoleh nilai derajat degradasi masing-masing (15,86 ± 0,96)%, (20,69 ± 0,81)%, dan (31,95 ± 5,10)%. Nampak bahwasanya kemampuan biodegradasi pada bahan komposit dipengaruhi oleh orientasi arah serat, penambahan jumlah fraksi massa serat pada bahan komposit dan lamanya waktu penguburan. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa energi impak tertinggi dengan orientasi arah serat searah terdapat pada fraksi massa serat 60% yaitu dengan nilai kuat energi impak sebesar (120,67 ± 11,71) ⁄ , sedangkan untuk orientasi serat random terdapat pada fraksi massa serat 40% yaitu (91,3 ± 17,61) ⁄ . Bahan komposit hasil sintesis merupakan bahan rekayasa yang bersifat ramah lingkungan sebab dapat terbiodegradasi oleh aktivitas mikroorganisme yang ditandai berkurangnya massa bahan setelah diuji, kemampuan biodegradasi maksimal terdapat pada bahan komposit dengan fraksi massa serat 60% dan berorientasi arah serat random didapatkan nilai derajat degradasi sebesar (31,95 ± 5,10)% pada penguburan selama 4 minggu.