Pengaruh Konsentrasi Serat Rami Terhadap Sifat Mekanik Material Komposit Poliester – Serat Alam

Abstrak

Tingginya penggunaan material polimer dengan matriks komposit (PMC) dalam berbagai aplikasi akhir – akhir ini menimbulkan permasalahan baru terkait dengan ketebatasan sumber daya dalam memenuhi kebutuhan yang terus berkembang dan pengaruhnya terhadap lingkungan. Salah satu jalan keluarnya adalah mencoba mencari material PMC alternatif yang lebih ramah lingkungan serta memiliki kekuatan yang baik yaitu material komposit dengan matriks polimer berpenguat serat alam.

Salah satu matriks untuk material PMC yang sering digunakan dan mudah dalam proses fabrikasinya adalah resin poliester tidak jenuh, matriks ini kemudian ditambahkan serat rami yang merupakan salah satu serat alam dengan kapasitas produksi dunia mencapai 100,000 ton pertahun. Pada penelitian ini ingin diketahui pengaruh fraksi volum serat rami terhadap kekuatan impak, kekuatan tekuk dan kekuatan tekan material komposit. Fraksi volum rami yang digunakan antara 15% – 35% dengan interval 5%. Proses fabrikasi dilakukan dengan menggunakan metode hand lay up, yang dikombinasikan dengan penambahan tekanan selama proses curing. Hal ini dikarenakan metode hand lay up merupakan metode paling sederhana dalam proses pembuatan komposit walaupun memiliki beberapa catatan tekait kualitas material komposit yang dihasilkan berupa ketidak-merataan matriks dan ketidaklurusan serat.

Penambahan konsentrasi serat rami terhadap material komposit rami – poliester secara umum memberikan pengaruh berupa peningkatan ketahanan impak dan kekuatan tekuk. Sedangkan untuk kekuatan tekan walaupun dari grafik hasil pengujian terlihat adanya peningkatan, namun kekuatan tekan material komposit rami – poliester masih sangat rendah jika dibandingkan dengan material lain bahkan dibawah kekuatan material poliester murni. Hal ini dikarenakan rendahnya kualitas material komposit hasil fabrikasi dengan metode hand lay up. Nilai optimum konsentrasi serat pada penelitian ini terdapat pada konsentrasi serat rami 35 % Vf. Yaitu dengan kekuatan impak rata – rata sebesar 82.38 KJ/m2, kekuatan tekuk rata – rata sebesar 125 MPa dan kekuatan tekan rata –rata sebesar 80.22 MPa

Kata Kumci : Komposit, PMC, polyester, rami, fraksi volum, kekuatan mekanik,

BAB I
PENDAHULUAN

1. 1 LATAR BELAKANG PENELITIAN

Material komposit dengan matriks polimer saat ini sedang mengalami pertumbuhan baik dari segi penggunaan maupun dalam hal perkembangan teknologi. Perkembangan ini terjadi karena saat ini dalam berbagai aplikasi, tidak hanya diinginkan material yang memiliki kekuatan yang tinggi, melainkan material yang ringan, mudah diproses serta memiliki kekuatan yang juga baik. Oleh karena itu perkembangan material komposit khususnya jenis PMC ini semakin menggembirakan. Penggunaan material komposit dengan matriks polimer juga sudah amat luas, tidak terbatas hanya satu bidang tetapi mulai dari alat rumah tangga seperti kursi, meja, lemari dan sebagainya hingga pemanfaatannya pada aplikasi di bidang automotif, pesawat terbang sampai di bidang hiburan seperti mainan dan karya seni.

Penggunaan yang semakin besar itu tentunya juga akan menimbulkan pertanyaan baru, berapa sumber daya (resource) yang harus kita miliki untuk memenuhi kebutuhan akan penggunaan material komposit bermatriks polimer di berbagai bidang tersebut serta apa dampaknya bagi lingkungan. Oleh karena itulah beberapa tahun belakangan ini mulai marak penelitian mengenai material komposit bermatriks polimer dengan fiber yang berasal dari serat alam (natural fiber reinforced polymer composite). Penggunaan serat alam ini diharapkan mampu menggantikan serat sintetis yang selama ini sering digunakan seperti serat kaca (glass fiber) dan serat karbon (Carbon fiber).

Serat alam seperti rami, bambu serta serat kelapa telah diketahui sebagai material dengan kekuatan yang tinggi. Secara terpisah serat alam tersebut telah digunakan dalam berbagai aplikasi, misalnya pada bidang keteknikan, bambu dan serat kelapa telah lama digunakan dalam aplikasi bidang konstruksi. Disamping itu serat alam juga mudah didapatkan dan tersedia dalam jumlah yang melimpah. Sedangkan resin poliester di bidang komposit merupakan matriks polimer yang sangat sering digunakan karena mudah didapat serta harganya yang relatif lebih murah dan mudah diperoleh, hal ini terlihat dari banyaknya aplikasi yang menggunakan poliester sebagai material utamanya dan material komposit dengan matriks poliester. Oleh karena itu penelitian mengenai material komposit bermatriks polimer dengan fiber yang berasal dari serat alam (natural fiber reinforced polymer composite) menjadi penting untuk dilakukan.

Proses pemilihan serat alam, desain dan fabrikasi komposit dengan teknologi yang tepat guna serta terjangkau oleh masyarakat luas merupakan pilihan yang tepat. Dimulai dari pemilihan serat alam yang sesuai dan mudah diperoleh, kemudian pembuatan design yang harus mempertimbangkan aspek kekuatan mekanik pada komposit berserat alam ini serta proses fabrikasi yang mudah, diharapkan akan diperoleh pengetahuan mengenai teknik dan desain pembuatan komposit dengan serat alam yang memiliki konfigurasi struktur yang sesuai dan memiliki sifat mekanik yang baik untuk beragam aplikasi di bidang teknik dan bidang lainnya.