PENGARUH TEMPERATUR SINTESIS TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN BENDING BAHAN KOMPOSIT BINDERLESS DARI AMPAS TEBU

Abstract

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang diikuti dengan perkembangan dunia industri yang semakin pesat, salah satunya industri pesawat terbang, menyebabkan meningkatnya kebutuhan akan material komposit. Hal ini disebabkan oleh karena material komposit memiliki beberapa keunggulan yaitu berdensitas rendah, tahan karat, mudah dibentuk, dan ekonomis. Hal inilah yang menjadi daya tarik untuk dilakukannya penelitian tentang material komposit, guna menjawab tantangan perkembangan industri dan permintaan atau kebutuhan industri. Salah satu bagian dari bahan komposit yang sangat mempengaruhi karakteristik mekanik dari bahan adalah komponen serat. Pada jenis serat organik, kandungan lignoselulosa yang dimiliki ditengarai dapat menjadikannya sebagai komponen matriks, yang dapat mengikat serat cukup kuat. Melalui pengaruh temperatur pengepresan tertentu, yang diberikan pada saat proses sintesis bahan, dapat dihasilkan bahan komposit tanpa resin, yakni dengan memanfaatkan komponen ligniselulosa dari bahan serat sebagai pengikatnya, sehingga diperoleh bahan komposit binderless. Salah satu bahan serat yang menjadi fokus dari kegiatan penelitian yang diteliti adalah serat ampas tebu, yang mana keberadaannya di Jember sangat melimpah dan belum dimanfaatkan secara maksimal dalam industri. Oleh karena itu, tujuan dari kegiatan penelitian ini yaitu mendapatkan bahan komposit binderless berbahan ampas tebu dan mengetahui pengaruh temperatur sintesis terhadap kekuatan tarik dan bending serta modulus tarik dan bending material komposit binderless dari ampas tebu. Pada proses sintesis bahan komposit binderless resin atau matriks yang berfungsi sebagai pengikat tidak perlu ditambahkan. Proses sintesis diawali dengan cara menimbang serat ampas tebu seberat 5 gram, selanjutnya dimasukkan ke dalam cetakan kemudian dilakukan pengepresan dengan variasi temperatur 80 oC, 90oC, 100oC, 110oC dan 120oC. Dari bahan komposit yang dihasilkan pada proses sintesis, selanjutnya dilakukan pengujian mekanik untuk mengetahui kekuatan tarik dan bending bahan di dalam menerima beban dengan menggunakan Tensile Machine Shimadzu Autograf AG-X 5kN. Berdasarkan hasil pengujian kekuatan tarik dan kekuatan bending pada material komposit binderless hasil sintesis, diperoleh bahwa kekuatan tarik tertinggi didapatkan pada bahan komposit yang disintesis pada temperatur 90oC, yakni sebesar 8,01 MPa. Adapun kekuatan tarik terendah hasil sintesis yakni sebesar 2,84 MPa, diperoleh pada bahan komposit yang disintesis pada temperatur 80oC. Kenaikan temperatur sintesis hingga 90oC, yang diaplikasikan dalam pembuatan bahan komposit, telah meningkatkan gaya adhesi dalam serat ampas tebu. Namun demikian, penambahan temperatur di atas 100oC mengakibatkan

sejumlah partikel lignoselulosa menjadi berkurang, dimana komponen lignin lepas dari permukaan selulosa serat, sehingga mengakibatkan gaya adhesi semakin kecil. Hal inilah yang menyebabkan kekuatan tarik bahan komosit binderless menurun pada saat disintesis pada temperatur >100oC. Untuk mengetahui sifat kekakuan bahan komposit binderless, dihitung nilai modulus elastisitas bahan, berdasarkan data tegangan-regangan hasil pengujian tarik bahan, menggunakan metode offset. Nilai modulus elastisitas tertinggi dimiliki oleh bahan sebesar 1076,75 MPa yaitu pada saat bahan komposit disintesis pada temperatur 100oC. Sementara itu, nilai kekuatan bending tertinggi, hasil pengujian kekuatan bending, terdapat pada bahan komposit binderless yang disintesis pada temperatur 100°C, yakni sebesar 5,09 MPa. Sintesis bahan dengan temperatur ≤ 100oC menghasilkan karakteristik dimana semakin tinggi temperatur sintesis bahan, maka semakin tinggi ketangguhannya di dalam menerima beban. Adapun besarnya modulus bending bahan komposit binderless, dengan variasi temperatur sintesis 80°C, 90°C, 100°C, 110°C, 120°C, mengalami peningkatan dari temperatur sintesis 80°C sampai temperatur sintesis 100°C dan mengalami penurunan saat disintesis dari temperatur 1000C ke 1100C. Untuk modulus bending tertinggi ada pada temperatur sintesis 100°C, dengan nilai modulus bending sebesar 186,32 MPa.