Modifikasi Serat Sabut Kelapa dengan Berbagai Variasi Konsentrasi Larutan Xylane dan Karakteristiknya

Abstract

Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan membawa perubahan dalam berbagai aspek kehidupan, salah satunya yang berkaitan dengan bidang material komposit. Material komposit merupakan gabungan dari matriks dan penguat. Penguat yang digunakan yaitu serat sabut kelapa dan matriks yang digunakan yaitu polyester BQTN-157EX. Penggunaan serat sabut kelapa didasarkan pada sifat mekaniknya yang tinggi, sehingga dalam pemanfaatannya dapat meningkatkan daya guna. Adapun tujuan dari penelitian yang dilakukan adalah untuk mengetahui karakteristik serat sabut kelapa sebagai akibat dari modifikasi permukaan serat yang dilakukan melalui perendaman ke dalam larutan xylane dengan konsentrasi 0,25%, 0,5%, 0,75%, dan 1% selama 1 jam. Serat sabut kelapa dalam penelitian ini melalui tiga tahap yaitu merendam serat ke dalam 100 ml larutan xylane dengan berbagai variasi konsentrasi, masing-masing yaitu 0,25%, 0,5%, 0,75%, dan 1% selama 1 jam. Serat yang telah dikeringkan kemudian diukur diameter menggunakan mikroskop untuk mengetahui perubahan diameter sebelum dan sesudah dilakukan perendaman. Serat yang telah dimodifikasi, sebagian diberi matriks polyester untuk pengujian gaya adhesi untuk mengetahui perbandingan dari kekuatan tarik serat. Karakterisasi serat sabut kelapa hasil modifikasi yaitu densitas, kekuatan tarik, modulus elastisitas, dan gaya adhesi antara serat dengan matriks polyester BQTN-157EX menggunakan mesin Universal Testing Machine (UTM)-HT 2402-10kN dengan kecepatan crosshead 50 mm/menit dan jarak antar penjepit 5 cm. Selanjutnya dilakukan uji densitas dan FTIR sebagai pendukung hasil uji tarik. Nilai diameter serat setelah modifikasi mengalami penurunan masing-masing adalah 0, 0,002, 0,003, 0,001 dan 0,001 untuk serat dengan konsentrasi perendaman masing-masing yaitu 0%, 0,25%, 0,5%, 0,75% dan 1%. Hal tersebut menunjukkan bahwa penurunan diameter serat diakibatkan berkurangnya hemisellulosa, lignin, dan zat pengotor lainnya. Sedangkan nilai rata-rata densitas serat sabut kelapa pada konsentrasi 0%, 0,25%, 0,5%, 0,75%, dan 1% masing-masing yaitu (1,446 ± 0,080) g/cm3, (1,354 ± 0,079) g/cm3, (1,460 ± 0,072) g/cm3, (1,171± 0,060) g/cm3 dan (1,146 ± 0,077) g/cm3 menunjukkan penurunan pada konsentrasi 0,5% - 1%. Hal tersebut terjadi karena berkurangnya kandungan lignin, hemisellulosa dan zat pengotor lainnya sehingga volume dan massa serat mengalami penurunan nilai. Hasil pengujian FTIR menunjukkan adanya pengaruh variasi konsentrasi larutan xylane yang semula pada bilangan gelombang 1370,81 cm-1menjadi 1372,33 cm-1, 1370,82 cm-1, 1371,09 cm-1, 1371,63 cm-1 untuk konsentrasi larutan 0,25%, 0,5%, 0,75%, dan 1%. Hal tersebut menggambarkan terjadinya pergeseran puncak spektrum gelombang IR ke bilangan gelombang yang lebih besar, maka menandakan semakin kuat peningkatan intensitas sellulosa dan hemisellulosa pada serat, dan sebaliknya pergeseran puncak spektrum gelombang IR ke bilangan gelombang yang lebih rendah, maka menandakan semakin lemah gugus fungsi yang bersesuaian. Nilai rata-rata modulus elastisitas masing-masing yaitu (189,249±32,153) GPa, (228,071±39,048) GPa, (271,300±32,964) GPa, (172,256±23,024) GPa, dan (154,198±12,139) GPa untuk serat sabut kelapa dengan konsentrasi masing-masing 0%, 0,25%, 0,5%, 0,75%, 1%. Peningkatan kekuatan tarik akibat meningkatnya jumlah sellulosa disebabkan oleh meningkatnya interaksi gaya tarik-menarik antar molekul. Sedangkan nilai rata-rata modulus elastisitas tertinggi yaitu pada konsentrasi 0,5% dan serat yang memiliki nilai modulus elastisitas tinggi maka semakin tinggi sifat kekakuan dari serat tersebut.