SIFAT MEKANIK DAN KEMAMPUAN DEGRADASI BAHAN KOMPOSIT MODIFIKASI SERBUK KACANG TUNGGAK (VIGNA UNGUICULATA L.) DENGAN FILLER SERBUK GERGAJI KAYU SENGON

Abstract

Bahan komposit merupakan salah satu bahan alternatif pengganti bahan logam yang tersusun atas matrik dan filler. Bahan komposit terus dikembangkan untuk memperoleh bahan komposit yang lebih ramah lingkungan. Putri (2002) dan Lutfiah (2009) pernah melakukan penelitian tentang bahan biokomposit menggunakan filler serbuk gergaji kayu sengon dengan matrik sintetis. Penggunaan matrik sintetis dalam bahan komposit dinilai kurang ramah lingkungan karena ketika masa penggunaan bahan komposit sudah habis, maka bahan tersebut sulit untuk terurai oleh alam. Sementara itu, matrik sintetis dapat diganti dengan matrik alam berupa protein nabati. Kacang tunggak (vigna unguiculata l.) merupakan salah satu jenis tanaman yang cukup banyak mengandung protein, dalam 100 gram kacang tunggak terkandung protein sebanyak 22,9 gram. Karakteristik kacang tunggak yang rapuh mengakibatkan kacang tunggak sulit untuk langsung dimanfaatkan menjadi matrik, sehingga perlu dimodifikasi dengan aquades, NaOH, gliserin, dan glutaraldehyde. Penelitian bahan biokomposit menggunakan modifikasi serbuk kacang tunggak bertujuan untuk: (1) memperoleh bahan komposit yang ramah lingkungan, (2) mengetahui kekuatan bahan komposit, dan (3) mengetahui kemampuan biodegradasi. Sintesis bahan komposit dibagi menjadi tiga variasi penambahan filler yaitu 10%; 30%; dan 50%. Penambahan filler tersebut berpusat pada massa serbuk kacang tunggak, selain itu dalam penelitian ini juga dilakukan sintesis bahan matrik modifikasi serbuk kacang tunggak. Satu variasi bahan matrik dan bahan komposit memerlukan serbuk kacang tunggak sebanyak 10 gram, aquades sebanyak 80 gram, gliserin sebanyak 1,5 gram, dan glutaraldehyde sebanyak 3 gram. Bahan hasil viii

sintesis akan dilakukan tiga pengujian yaitu morfologi permukaan bahan, kekuatan bahan, dan biodegradasi. Berdasarkan hasil pengujian morfologi, bahan matrik memiliki karakteristik permukaan yang halus dan transparan, serta berwarna coklat muda. Sedangkan bahan komposit dengan penambahan kandungan filler sebanyak 10%; 30%; dan 50% memiliki karakteristik permukaan yang kasar dan berwarna coklat tua. Selain berpengaruh terhadap morfologi bahan, konsentrasi kandungan filler pada bahan hasil sintesis juga berpengaruh terhadap modulus elastisitas. Nilai modulus elastisitas bahan matrik, bahan komposit dengan penambahan kandungan filler sebanyak 10%; 30%; dan 50% masing-masing memiliki nilai sebesar (0,41 ± 0,05) MN/m ; (0,32 ± 0,05) MN/m 2 ; (0,21 ± 0,05) MN/m 2 ix

; dan (0,18 ± 0,05) MN/m 2 . Karakteristik berbeda ditunjukkan pada kekuatan tarik maksimum (UTS) bahan hasil sintesis, UTS semakin meningkat untuk bahan matrik sampai bahan komposit dengan kandungan filler 30% yaitu dari (1,32 ± 0,04) MN/m 2 sampai (1,49 ± 0,07) MN/m 2 ; akan tetapi untuk bahan komposit dengan kandungan filler sebanyak 50% nilai UTS yang dihasilkan menurun menjadi (1,24 ± 0,04) MN/m 2 . Filler yang terbuat dari bahan alami juga berpengaruh pada derajat biodegradasi bahan. Derajat biodegradasi bahan matrik, bahan komposit dengan kandungan filler 10%; 30%; dan 50% masing-masing sebesar (41,500 ± 0,005) %; (46,220 ± 0,005%); (490,04 ± 0,005)%; dan (53,340 ± 0,005)%. Besarnya derajat biodegradasi juga mempengaruhi morfologi warna bahan, bahan memiliki warna lebih gelap jika dibandingkan dengan warna bahan sebelum dilakukan uji biodegradasi. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: (1) telah berhasil dilakukan sintesis bahan matrik dan bahan komposit modifikasi serbuk kacang tunggak yang ramah lingkungan; (2) kekuatan tarik maksimum (UTS) bahan komposit dengan kandungan filler 30% memiliki nilai terbesar yaitu (1,49 ± 0,07) MN/m 2 , akan tetapi UTS untuk bahan komposit dengan kandungan filler sebanyak 50% menurun menjadi (1,24 ± 0,04) N/m 2 ; dan (3) kemampuan biodegradasi bahan hasil sintesis berkisar antara 41,50% sampai 53,34%.