SIFAT MEKANIK DAN BIODEGRADABILITAS BAHAN KOMPOSIT DENGAN MATRIKS MODIFIKASI SERBUK KEDELAI DAN PENGUAT SERAT AMPAS TEBU

Abstract

Penggunaan material komposit telah banyak digunakan untuk menunjang kehidupan manusia. Bahan komposit yang sering digunakan tersusun atas bahanbahan

sintetis yang umumnya sulit untuk terbiodegradasi secara sempurna sehingga dapat mengancam kelestarian lingkungan. Untuk itu perlu dilakukan penelitian untuk mendapatkan bahan komposit ramah lingkungan. Barangkat dari kenyataan tersebut, maka dilakukan penelitian sintesis bahan komposit dengan menggunakan matriks dari modifikasi serbuk kedelai dan penguat serat ampas tebu. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah mensintesis bahan komposit dengan menggunakan matriks dari modifikasi serbuk kedelai dan penguat berupa serat ampas tebu serta mengetahui morfologi permukaan, sifat mekanik, dan kemampuan biodegradasi bahan komposit hasil sintesis. Proses modifikasi matriks dilakukan dengan cara menambahkan larutan Glyserin dan Glutaraldehyde (GA) pada serbuk kedelai dengan tujuan untuk meningkatkan kekuatan matriks. Karakterisasi morfologi permukaan matriks serta bahan komposit hasil sintesis dilakukan dengan cara pengambilan photograph permukaan menggunakan mikroskop optik Carton dengan perbesaran 40 kali. Karakterisasi sifat mekanik matriks serta bahan komposit hasil sintesis dilakukan dengan uji tarik menggunakan Mesin Uji TM 113 Universal 30 KN. Pengujian dilakukan dengan menambahkan beban tarik sebesar 10 Newton secara periodik dan pada waktu yang bersamaan pertambahan panjang bahan komposit dicatat. Selanjutnya, karakterisasi kemampuan biodegradasi bahan komposit hasil sintesis dilakukan dengan cara mengubur bahan uji di dalam tanah. Dengan membandingkan massa bahan uji sebelum dan setelah dilakukan penguburan. Dari hasil penelitian dapat diketahui bahwa penambahan konsentrasi massa serat menyebabkan permukaan bahan komposit hasil sintesis menjadi lebih kasar. Perbedaan bentuk bahan hasil sintesis yang disebabkan oleh gaya tarik-menarik antar molekul pada saat proses pengeringan. Photograph morfologi permukaan pada penambahan konsentrasi massa serat 30% tampak adanya serat yang membentuk cluster di dalam matriks sehingga diduga dapat mengurangi kekuatan tarik bahan komposit hasil sintesis. Bahan komposit dengan konsentrasi massa serat sebanyak 20% dari massa serbuk kedelai memiliki tegangan tarik maksimum (UTS) dan keuletan yang paling baik yaitu sebesar 2.23 MPa dan 8,86%. Semakin besar nilai keuletan yang dimiliki oleh bahan komposit maka akan bersifat semakin ulet, sehingga tidak akan cepat putus pada saat dilakukan uji tarik. Bahan komposit hasil síntesis dengan konsentrasi massa serat 30% memiliki modulus elastisitas paling besar E = 1,46 MPa, maka regangan yang dimiliki semakin kecil sehingga bersifat kurang elastis bila dibandingkan dengan bahan komposit hasil síntesis dengan konsentrasi massa serat 10% dan 20%. Dengan nilai UTS dan modulus elastisitas yang diperoleh, maka bahan komposit dengan matriks modifikasi serbuk kedelai dan penguat ampas tebu dapat diaplikasikan sebagai pembungkus atau kemasan makanan dengan terlebih dahulu dilakukan uji toksisitas untuk kelayakan penggunaannya. Karakterisasi kemampuan biodegradasi ditunjukkan dalam prosentase biodegradasi. Besarnya prosentase biodegradasi masing-masing adalah 42,34%, 40,03%, 37,73%, dan 37,50%. Penambahan konsentrasi massa serat di dalam bahan komposit memperlambat kemampuan biodegradasi bahan komposit, karena matriks di dalam bahan komposit lebih mudah terbiodegradasi dibandingkan dengan serat ampas tebu. Bahan komposit dengan matriks modifikasi serbuk kedelai dan penguat serat ampas tebu memiliki kemampuan biodegradasi yang baik sehingga ramah terhadap lingkungan karena tersusun dari bahan alami.