Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin Volume 7 Nomor 2 Oktober 2022 Hal 146-151 https://journal.
id/index.
php/dynamika/issue/view/ ISSN 2548-7590 .
edia onlin.
ISSN 2598-392X .
edia ceta.
EFEK PERENDAMAN SERAT GAHARU TERHADAP PENGUJIAN TARIK DAN PENGUJIAN IMPAK SEBAGAI BAHAN KOMPOSIT Yuliyanto1.
Boi Rollastin2.
Hasdiansah3 123Jurusan Teknik Mesin Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung Email: belzanyuliyanto@yahoo.
ABSTRACT
Natural fiber composite is an excellent material because it is light, strong, cheap, easy to shape, and environmentally friendly.
The agarwood tree (Aquilaria malaccensi.
produces a fragrant resin for making In addition to resin, it also produces fine fibers that can be used as reinforcement for composite The purpose of the study was to obtain the effect of soaking agarwood fiber on mechanical testing using a polyester matrix BQTN 157 agarwood fiber as a reinforcement and whether this agarwood fiber composite could be used as an alternative material for making car dashboards.
The research method uses full factorial with two factors and three levels.
The process parameters were immersion with 2%, 4%, and 6% NaOH chemical liquid, and the immersion time was 120 minutes, 240 minutes, and 360 minutes.
The average maximum tensile strength is 42.
0 Mpa on the fiber with an immersion time of 120 minutes and 2% NaOH.
The results of the maximum impact test were 39.
1 kJ/m2 at an immersion time of 120 minutes, and the percentage of NaOH was 4%.
The photo results produce a broken fiber form where the broken fiber is filled with delicate and stringy The effect of the percentage of NaOH and soaking agarwood fibers for more than 240 minutes made the fiber strength decrease, break easily and become brittle.
This means that the percentage of NaOH and immersion should not be more than 240 minutes.
The results of this test can be used as a new material for making car dashboards because they are standard when compared to standards.
Keywords: Composite.
Agarwood Fiber.
Immersion.
NaOH
ABSTRAK
Komposit serat alam adalah material yang sangat baik karena sangat ringan, kuat, murah, mudah di bentuk dan ramah lingkungan.
Pohon gaharu (Aquilaria malaccensi.
menghasilkan resin berbau harum untuk pembuatan parfum.
Selain resin juga menghasilkan serat halus yang bisa dijadikan penguat material komposit.
Tujuan penelitian untuk mendapatkan efek perendaman serat kulit gaharu terhadap pengujian mekanik menggunakan matriks polyester BQTN 157 serat gaharu sebagai penguat dan apakah komposit serat gaharu ini bisa dijadikan bahan alternatif pembuatan dashboart mobil.
Metode penelitian menggunakan full Faktorial dengan dua faktor dan tiga level.
Parameter proses yaitu perendaman dengan cairan kimia NaOH 2%, 4% dan 6% dan lama perendaman 120 menit, 240 menit dan 360 menit.
Hasilnya nilai rata-rata kekuatan tarik maksimum yaitu 42,0 Mpa pada serat dengan waktu perendaman selama 120 menit dan 2% NaOH.
Hasil pengujian impak maksimum sebesar 39,1 kj/m2 pada waktu perendaman 120 menit dan persentase NaOH 4%.
Hasil foto menghasilkan bentuk patahan broken fiber dimana serat yang patah dipenuhi dengan serat halus dan Efek persentase NaOH dan perendaman serat gaharu lebih dari 240 menit membuat kekuatan serat menjadi menurun, mudah putus dan rapuh.
Artinya persentase NaOH dan perendaman tidak boleh lebih dari 240 Hasil pengujian ini bisa dijadikan material baru untuk pembuatan dashboard mobil karena sudah standar bila dibandingkan dengan standar.
Kata kunci: Komposit.
Serat Gaharu.
Perendaman.
NaOH
PENDAHULUAN
Pohon gaharu merupakan salah satu sumber daya alam hasil hutan yang sangat Pohon gaharu memiliki bau yang khas dan saat ini kayu gaharu dijadikan bahan baku membuat kosmetik, dupa, pengawet Dikirim: 6 September 2022 berbagai macam aksesoris hingga industri Komposit serat alam adalah material yang sangat baik karena sangat ringan, kuat, murah, mudah di bentuk dan ramah Komposit memiliki dua sumber utama yaitu matrik untuk mengikat komposit Diterima: 17 Oktober 2022 Diterbitkan: 31 Oktober 2022 Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 147 contohnya polyester dan serat untuk penguat komposit (Gibson, 1.
Viskositas polyester lebih rendah dari resin lain karena bisa masuk kedalam pori-pori serat alam dengan mudah (Wirawan et al, 2.
Salah satu filler yang bisa dijadikan komposit adalah serat kulit Untuk mendapatkan serat kulit gaharu yang baik harus dilakukan proses perendaman dengan perlakuan kimia (Yuliyanto dan Masdani, 2.
Akalisasi adalah proses perendaman yang dilakukan dalam waktu tertentu pada larutan alkali, contohnya Natrium Hidroksida (NaOH).
Rianto dan Anjiu .
mengatakan persentase serat alam sebesar 44% dengan perendaman serat menggunakan NaOH kurang baik untuk meningkatkan tegangan tarik Muhammad dan Novi .
, mengatakan kekuatan tarik serat kersen tanpa perendaman dan perendaman 1440 menit, 5880 menit dan 11520 menit dengan cairan Natrium (NaHCO.
perendaman serat yang berlebihan akan menghilangkan unsur-unsur penguat di serat.
Yudhanto .
menyatakan bahwa sifat mekanik akan meningkat apabila proses perendaman serat dilakukan pada waktu perendaman tertentu.
Permukaan komposit yang baik akan meningkatan kekuatan tarik sehingga meningkatkan daya ikat antara serat dan matriks.
Penyusunan serat yang tidak sempurna dan lobang kecil di komposit akan mempengaruhi kekuatan pengujian (Ardiati.
Bangka Belitung khususnya Bangka tengah sedang melakukan penanaman pohon gaharu secara besar-besaran.
Penanaman ini di gerakkan oleh pemerintah melalui Kementrian Kehutanan No: P.
12/PSKL/SET/PSL.
0/11/
2016 tentang izin Usaha Pemanfaatan Hasil Hutan Kemasyarakatan (IUPHK.
Tanaman gaharu sudah terkenal, tetapi pemanfaatannya masih belum maksimal.
Pohon gaharu menghasilkan kayu gaharu yang sangat harum, daun gaharu dijadikan teh dan sirup gaharu (Yulia, 2.
Ada satu bagian pohon gaharu yang belum diolah yaitu kulitnya.
Padahal kulit tersebut menghasilkan serat yang sangat halus dan lembut (Yuliyanto dan Masdani, 2.
Pemanfaatan serat kulit pohon gaharu sebagai penguat bahan komposit dibidang rekayasa merupakan salah satu gagasan yang perlu dikembangkan.
Penelitian bertujuan untuk mendapatkan data tentang efek perendaman serat kulit gaharu terhadap pengujian tarik dan impak menggunakan matriks polyester BQTN 157.
Proses perendaman dilakukan dengan cairan kimia NaOH 2%, 4% dan 6% dengan waktu perendaman 2 jam, 4 jam dan 6 jam dan apakah komposit serat gaharu ini bisa dashboart mobil.
METODE
Tahapan penelitian secara umum membahas tentang tahapan proses penelitian Tahapan tersebut di rangkum pada Gambar 1.
Gambar 1.
Proses penelitian Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 148 Bahan-bahan penelitian yang digunakan adalah serat kulit gaharu yang sudah Serat gaharu ini berfungsi sebagai penguat sedangkan resin sebagai pengikat.
Resin yang digunakan adalah Unsaturated Polyester BQTN 157.
Untuk mengeraskan resin digunakan katalis dan Methyle Ethyl Keton Peroxide.
(MEKPO) untuk mempercepat proses pengerasan Serat kulit gaharu dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2.
Serat kulit gaharu Perendaman dilakukan dengan cairan alkali NaOH.
Fungsinya melunturkan lapisan atau kotoran yang membungkus serat.
Lama perendaman dilakukan 120 menit, 240 menit dan 360 menit dengan kadar NaOH 2%, 4% dan 6%.
Kemudian serat di cuci dengan air lalu Pembuatan spesimen komposit menggunakan bentuk standar (Gambar .
Gambar 3.
Sample uji tarik Gambar 4.
Sample uji impak Pengujian tarik untuk menguji kekuatan komposit dengan beban tarik agar didapatkan reaksi material terhadap tarikan dan seberapa besar panjang suatu material tersebut ketika ditarik (Riaz dan Atiqah, 2.
Berikut skema pengujian tarik pada Gambar 5.
Gambar 5.
Skema perubahan bentuk pada pembebanan tarik.
Pengujian impak untuk menguji ketangguhan material jika dikenakan beban tumbukan (Pramuko dan Hariyanto, 2.
Berikut skema pengujian Impak metode charpy (Gambar .
Gambar 6.
Skema pengujian impak Hasil kedua pengujian Tarik dan impak dianalisa terkait kekuatan maksimum dari proses efek perendaman dan persentase NaOH.
Rancangan percobaan menggunakan metode full faktorial dengan dua faktor dan Maka didapatkan 27 sampel pengujian, dengan reflikasi pengulangan 18 kali.
pembuatan spesimen uji tarik dan uji impak dilakukan dengan menghitung massa Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 149 jenis serat.
Mencari dilakukan dengan:
Rata-Rata Pengujian Tarik Tabel 1.
Rata-rata pengujian tarik.
Keterangan:
WAKTU
PERENDAMAN
NaOH
HASIL
PENGUJIAN
RATA RATA
PENGUJIAN
Menit Mpa Mpa Mpa Mpa = Massa Jenis Serat .
/cm ) = Massa Serat .
= Volume Serat .
m ) Mencari .
Keterangan:
= Massa serat komposit .
= Volume serat komposit .
m ) = Massa jenis serat .
/cm ) Mencari .
Keterangan:
Rata-rata pengujian tarik pada Tabel 1, bahwa adanya kenaikan nilai kekuatan tarik di perendaman 240 menit, tetapi terjadi penurunan di perendaman 360 menit.
Sedangkan untuk persentase serat terjadi penurunan kekuatan Tarik di 4 % dan 6 % NaOH.
Nilai rata-rata kekuatan tarik maksimum yaitu 42,0 Mpa pada serat dengan waktu perendaman selama 240 menit dan 2% NaOH.
Jika Tabel 1 dirubah menjadi sebuah grafik maka hasilnya ditunjukkan pada Gambar 6.
= Massa Matrik Komposit .
= Volume Matrik .
m ) = Massa Jenis Matrik .
/cm ) HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian ini dilakukan agar pengaruh waktu perendaman, persentase NaOH dan karakteristik fisik patahan hasil pengujian pada komposit serat gaharu dapat disimpulkan.
Data hasil pengujian kemudian diolah sehingga didapatkan nilai optimum.
Berikut hasil yang didapat berdasarkan pengujian.
Gambar 6.
Garfik pengujian Tarik Pola grafik kekuatan tarik menunjukkan penurunan kekuatan tarik seiring pertambahan lama waktu perendaman serat.
Hal ini Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 150 disebabkan karena perendaman serat gaharu lebih dari 240 menit membuat kekuatan serat perendaman 120 proses menhilangkan unsur yang melekat di serat belum sempurna.
perendaman 360 menit telah terjadi kerusakan unsur-unsur tersebut.
Sehingga kekuatan tariknya menurun.
Rata-Rata Pengujian Impak Tabel 2.
Rata-rata pengujian impak Waktu Perendaman NaOH Rata Rata Pengujian Hasil Pengujian Menit Mpa Mpa Mpa Mpa Gambar 7.
Garfik pengujian impak Pengamatan Foto Patahan Komposit Pengamatan foto patahan komposit dilakukan pada permukaan patahan material Hasil pengamatan bisa dilihat pada Gambar 8:
Berdasarkan rata-rata pengujian impak didapat nilai maksimum sebesar 39,1 kj/m2 pada waktu perendaman 240 menit dan persentase NaOH 4%.
Ini disebabkan karena perendaman 240 menit menyebabkan unsur selulosa dalam serat mulai ikut terlarut sehingga kekakuan serat menurun dan serat menjadi ulet, sedangkan perendaman 360 menit, unsur selulosa yang terlarut mulai banyak dan serat menjadi rusak, sehingga keuletan dari serat mulai menurun.
Jika data dari tabel diubah menjadi sebuah grafik maka hasilnya ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 8 .
Perendaman 360 menit dan NaOH 6%, .
Perendaman 240 menit dan NaOH 4%.
Hasil foto menghasilkan bentuk patahan broken fiber dimana serat yang patah dipenuhi dengan serat halus dan berserabut.
Gambar 8a menunjukan bahwa ikatan serat dan matrik Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 151 kurang sempurna karena terjadi serabut kecil pada patahan.
Gambar 8b menunjukan bahwa ikatan serat dan matrik sangat sempurna karena serat yang terlepas dan membentuk serabut sangat sedikit.
SIMPULAN
Hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa Efek persentase NaOH dan perendaman serat gaharu lebih dari 240 menit membuat kekuatan serat menjadi menurun, mudah putus dan rapuh.
Artinya persentase NaOH dan perendaman tidak boleh lebih dari 240 menit.
Kekuatan tarik maksimum sebesar 42 Mpa dan kekuatan impak maksimum sebesar 39,1 kj/m2.
Hasil pengujian ini bisa dijadikan material baru untuk pembuatan dashboard mobil karena sudah standar bila dibandingkan dengan standar plastik ABS.
DAFTAR RUJUKAN
Gibson & Ronald.
Principles Of Composite Material Mechanics.
New York : Mc Graw Hill,Inc Rianto.
, & Anjiu.
Kekuatan Mekanik Komposit Berpenguat Serat Kulit Terap Kontinu Sebagai Pengembangan Material Teknik Ramah Lingkungan.
Jurnal Positron.
Vol.
Wirawan.
Widodo.
, & Zulkarnain.
Analisis Penambahan Coupling Agent terhadap Sifat Tarik Biokomposit Kulit Waru (Hibiscus Tiliaceu.
Polyester.
Jurnal Rekayasa Mesin, 9.
pp 35-41.
Muhammad.
, & Novi.
Pengaruh Waktu Perendaman Serat Pada Larutan Natrium Bikarbonat (Nahco.
Terhadap Kekuatan Tarik Dan Struktur Mikro Komposit Serat Kulit Batang Kersen Ae Poliester.
Jurnal Teknik Mesin.
Vol.
Pp.
Yudhanto.
Pengaruh Perlakuan Alkali Terhadap Kekuatan Tarik dan Wettability Serat Alam Agave Sisalana Perrine.
Tugas Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
Bantul.
Ardiati.
Sintetis dan Karakterisasi Komposit Polyester Serat Daun Lontar Dengan penambahan Variasi Konsentrasi Kalium Permanganat (KMnO.
Skripsi.
Universitas Airlangga.
Surabaya.
Yulia.
Strategi Pengembangan Usaha Teh Daun Gaharu AuAlianaAy Di Desa Simpang Perlang.
Kecamatan Koba.
Kabupaten Bangka Tengah.
Jurnal Agrimals.
Vol 1.
Yuliyanto dan Masdani.
Analisis Pengaruh Orientasi Serat terhadap Kekuatan Impak Dan Model Patahan Komposit Polyester Berpenguat Serat Gaharu.
Jurnal Teknik Mesin Vol.
Sabarinathan.
, et al.
, .
Experimental Study On Tensile Behavior Of Multi Wall Carbon Nanotube Reinforced Epoxy Composites.
Journal of Applied Sciences Research.
: 3253-3259.
ASTM D790.
Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials.
Pramuko Ilmu Purboputro dan Agus Hariyanto.
Analisis Sifat Tarik Dan Impak Komposit Serat Rami Dengan Perlakuan Alkali Dalam Waktu 2, 4, 6.
Dan 8 Jam Bermatrik Poliester.
Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Vol.