Pengaruh Variasi Komposisi Media Tumbuh Matriks Hibrid Nata de Coco/Pina terhadap Karakteristik Material Komposit Ramah Lingkungan Berpenguat Serat Rami (Boehmeria nivea)

Abstract

Material komposit telah banyak diaplikasikan di berbagai bidang karena sifatnya yang ringan, mudah dibentuk, tahan terhadap korosi, serta ekonomis. Material komposit yang bersifat biodegradable dan ramah lingkungan atau yang sering disebut green composite mulai digalakan karena material komposit dengan matriks dan penguat sintetik dalam pemanfaatannya masih banyak menimbulkan permasalahan lingkungan. Material komposit ramah lingkungan dapat diproduksi dari matriks dan penguat alam, salah satunya yaitu matriks dari selulosa bakteri berupa Nata dan penguat serat alam. Pada penelitian ini dipilih media tumbuh Nata dari air kelapa (Nata de Coco) dan air sari kulit nanas (Nata de Pina) sebagai matriks hibrid material komposit, sedangkan serat alam sebagai penguat material komposit yang dipilih adalah serat rami. Sintesis matriks hibrid Nata de Coco/Pina dilakukan dengan tujuan meningkatkan kualitas matriks material komposit ramah lingkungan. Variasi komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina ditentukan untuk mengetahui pengaruh komposisi media tumbuh matriks hibrid terhadap karakteristik material komposit yang dihasilkan. Adapun variasi komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina yaitu (100:0)%, (75:25)%, (50:50)%, (25:75)%, dan (0:100)% volum dengan kode sampel secara berturut-turut yaitu A, B, C, D, dan E. Selama pembuatan Nata ditambah sukrosa sebanyak 5 gram, ZA food grade 0,6 gram, asam asetat 25% 4 ml dan bakteri Acetobacter xylinum sebanyak 12 ml, kemudian difermentasikan selama 10 hari. Sedangkan serat rami setelah dipotong dengan ukuran panjang 0,3 cm – 0,5 cm dilakukan modifikasi permukaan serat dengan alkalisasi menggunakan larutan NaOH 5% selama 2 jam, lalu dijadikan lamina. Sintesis material komposit ramah lingkungan berpenguat serat rami dengan variasi komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina dilakukan menggunakan metode sandwich, kemudian dipres pada suhu 80oC selama 20 menit dan 65oC selama 20 menit memakai hot press machine dengan tekanan 10 MPa. Material komposit hasil sintesis tersebut kemudian dilakukan karakterisasi untuk mengetahui pengaruh variasi komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina. Karakterisasi yang dilakukan meliputi uji tarik menggunakan alat uji merek Hung Ta tipe SF093A dengan kecepatan crosshead 10 N/s dan jarak antar penjepit 3 cm, kemudian uji densitas serta uji FTIR menggunakan alat uji merek Thermo Scientific Nicolet iS10. Nilai kekuatan tarik material komposit ramah lingkungan hasil sintesis dari sampel A, B, C, D, dan E secara berturut-turut bernilai (17,31 ± 0,26) MPa, (17,84 ± 0,23) MPa, (17,99 ± 0,26) MPa, (18,54 ± 0,62) MPa, dan (20,24 ± 0,61) MPa. Nilai modulus elastisitas material komposit ramah lingkungan hasil sintesis dari sampel A, B, C, D, dan E secara berturut-turut bernilai (62,78 ± 3,55) MPa, (64,76 ± 0,48) MPa, (66,57 ± 3,79) MPa, (68,27 ± 0,88) MPa, dan (70,00 ± 1,73) MPa. Kekuatan tarik dan modulus elastisitas bertambah besar seiring kenaikan jumlah air sari kulit nanas pada komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina. Kekuatan tarik dan modulus elastisitas terbesar terdapat pada variasi komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina (0:100)% volum, kemudian kekuatan tarik dan modulus elastisitas terkecil terdapat pada variasi komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina (100:0)% volum. Trend yang sama juga dimiliki oleh densitas material komposit ramah lingkungan hasil sintesis, densitas material komposit ramah lingkungan hasil sintesis dari sampel A, B, C, D, dan E secara berturut-turut memiliki nilai sebesar (0,814 ± 0,017) g/cm3 , (0,816 ± 0,011) g/cm3 , (0,842 ± 0,005) g/cm3 , (0,851 ± 0,027) g/cm3 , dan (0,868 ± 0,017) g/cm3 . Nilai Densitas meningkat seiring kenaikan jumlah air sari kulit nanas pada komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina. Densitas terbesar terdapat pada variasi komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina (0:100)% volum, kemudian densitas terkecil terdapat pada variasi komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina (100:0)% volum. Selain itu, gugus fungsi yang terbaca dari uji FTIR material komposit ramah lingkungan hasil sintesis pada rentang bilangan gelombang 4000- 800 cm-1 terdapat pada bilangan gelombang 3277,086 cm-1 yang mengindikasikan keberadaan gugus fungsi –OH (hidroksil), pada bilangan gelombang 1626,149 cm -1 mengindikasikan keberadaan gugus fungsi C=C, dan pada bilangan gelombang 1031,291 cm-1 mengindikasikan keberadaan gugus fungsi C-O (eter). Masing-masing sampel memiliki persen transmitansi yang berbeda di setiap gugus fungsi yang terbaca. Sehingga, hasil penelitian menunjukkan variasi komposisi media tumbuh matriks hibrid Nata de Coco/Pina berpengaruh terhadap karakteristik material komposit ramah lingkungan hasil sintesis seperti kekuatan tarik, modulus elastisitas, densitas dan persen transmitansi ikatan gugus fungsi.