JEECAE : Journal of Electrical.
Electronic.
Control and Automotive Engineering Vol.
No.
Bulan Tahun 2024, hal 21-24 p-ISSN : 2541-0288 e-ISSN : 2528-0708 JOURNAL OF ELECTRICAL.
ELECTRONIC.
CONTROL AND
AUTOMOTIVE ENGINEERING (JEECAE)
Homepage jurnal: http://journal.
PENGARUH VARIASI FRAKSI VOLUME KOMPOSIT SERAT RAMBUT
MANUSIA DAN DEDAK PADI DENGAN MATRIKS POLYESTER TERHADAP
SIFAT MEKANIK
Agung Kurniawan .
Imam Basuki2.
Yoga Ahdiat Fakhrudi3
1,2,3
Jurusan Teknik.
Politeknik Negeri Madiun.
Indonesia *Email Responden : agungkurniawan.
kun@gmail.
(Artikel diterima : bulan dan tahun pengumpulan jurnal, direvisi : bulan dan tahun jurnal terbi.
ABSTRAK Komposite alam (Natural Composit.
saat ini terus dikembangkan sebagai bahan komposit sintetis.
Keunggulan dari serat alam ini sebagai penyusun komposit adalah memiliki berat yang relatif ringan, kekuatan yang relatif cukup tinggi, dapat diolah secara alami dan ramah lingkungan.
Berdasarkan penelitian dan analisis yang telah dilakukan maka banyaknya serat yang digunakan pada tiap specimen mempengaruhi nilai kekuatan Tarik dan kekuatan Impack.
Dari variasi fraksi volume yang digunakan pada komposit serat rambut manusia di dapatkan nilai kekuatan Tarik tertinggi sebesar 27,7ycAycyyca pada variasi fraksi volume 25:5, dan nilai kekuatan Tarik terendah sebesar 23,6ycAycyyca.
Untuk uji impak didapatkan nilai impak tertinggi sebesar 0,00597 ya/ycoyco2 pada variasi fraksi volume 25:5, dan nilai terendah sebesar 0,00482 ya/ycoyco2 .
Kata kunci : Komposit.
Serat Rambut Manusia.
Dedak Padi.
Polyester dan.
Sifat Mekanis.
PENDAHULUAN
Komposit alam saat ini banyak dikembangkan menjadi komposit sintetik.
Keunggulan serat alam ini sebagai komponen komposit adalah beratnya yang relatif rendah, kekuatan yang relatif tinggi, pengolahan yang alami, dan pengolahan yang ramah lingkungan.
Bahan alam yang sebagian besar masih belum termanfaatkan dan berpotensi untuk dijadikan serat pada komposit adalah limbah potong rambut manusia dari pangkas rambut dan salon.
Berdasarkan penelitian awal yang dilakukan rambut manusia sulit dihancurkan, meskipun terkubur di bawah tanah dalam jangka waktu yang lama.
Anwar.
Santoso.
, & Anjani.
melakukan penelitian mengenai komposit berpenguat serat rambut manusia dan sabut kelapa dengan perbandingan serat 10% : matrik 90%, serat 15% : matrik 85% Pengujian tarik yang sudah diteliti bahwa kekuatan tarik atau tegangan yang paling tinggi terjadi pada fraksi volume 15% : 85% dengan nilai rata-rata 48 ya/ycoyco2 sedangkan regangannya paling rendah dengan nilai rata-rata 0,004875 ycoyco2 .
Pada pengujian eksperimen untuk hasil pengujian kekuatan tarik dibandingkan dengan hasil 2 pengujian kekuatan tarik helm SNI sebesar 33,39 Mpa maka spesimen yang dibuat lulus uji material untuk helm SNI dan dapat menjadi material alternatif helm SNI.
Menurut penelitian Sri Endah Susilowati .
, sekam padi yang diberi perlakuan basa NaOH 5% untuk pengujian kekuatan tarik mencapai nilai optimum sebesar 0,4220 MPa untuk sampel dengan fraksi volume 40% dan ketebalan 5 mm, nilai minimum ditemukan untuk sampel dengan volume fraksinasi 60 m dan ketebalan 15 mm.
Ini setara dengan 0,1452 MPa Oleh karena itu penggunaan serat rambut dan dedak padi sebagai penguat komposit diharapkan dapat mengurangi jumlah limbah yang kurang berhasil dimanfaatkan secara maksimal dan memiliki nilai mekanik yang sesuai standar.
Diharapkan penelitian ini dapat menghasilkan material alternatif pilihan yang ramah lingkungan tanpa mengurangi standar keamanan yang di tetapkan.
II.
METODOLOGI
Penelitian ini menggunakan jenis penelitian eksperimen .
xperimental researc.
Metode eksperimen yang digunakan dalam penelitian ini, ada pada variasi fraksi volume antara polyseter, serat rambut, dan dedak padi dengan perbandingan variasi fraksi volume 70% : 15% : 15%, 70% : 20% 10% dan 70% : 25% : 5%, dimana serat rambut manusia dan dedak padi tersebut akan digunakan sebagai penguat material komposit bermatriks polyester.
Pada penelitian ini, analisa sifat mekanik JEECAE : Journal of Electrical.
Electronic.
Control and Automotive Engineering Vol.
No.
Bulan Tahun 2024, hal 21-24 ditinjau melalui pengujian tarik ASTM D 638-1 dan pengujian ISO 179-1 spesimen komposit.
p-ISSN : 2541-0288 e-ISSN : 2528-0708 perbandingan 70% : 15% : 15%, 70% : 20% 10% dan 70% :
25% : 5%.
Mulai Studi Literatur Penyusunan Metode Penelitian Tidak Disetujui Gambar 2.
Dimensi Spesimen Uji Tarik ASTM D 638-1 Persiapan Alat Dan Bahan Proses Perbandingan Variasi Fraksi Volume Pengambilan Serat Pembuatan komposit Pengujian Komposit Pengambilan Data Gambar 3.
Dimensi Spesimen Uji Impak ISO 179-1 Analisis Data Kesimpulan Selesai Gambar 1.
Diagram Alir Penelitian Proses Ekstrasi Serat Rambut Manusia Ekstrasi serat rambut manusia dilakukan dengan cara melakukan perendaman serat menggunakan larutan Alkali NaOH dengan variasi konsentrasi NaOH 5%, dengan lama waktu perendaman 1 jam.
Alkalisasi serat bertujuan untuk menghilangkan minyak pada serat dan kotoran-kotoran yang masih menempel pada permukaan serat.
Pembuatan Cetakan Spesimen Uji Cetakan spesimen uji dibuat dari papan akrilik dan silicon rubber, dibuat berdasarkan standar dimensi spesimen dari pengujian tarik ASTM D638-01 dan pengujian impak ISO 1791.
Pembuatan Spesimen Uji Metode yang digunakan untuk pembuatan spesimen uji ialah hand lay-up, dengan perbandingan variasi fraksi volume antara polyseter, serat rambut, dan dedak padi, dengan Pengujian Spesimen Uji Analisa sifat mekanik ditinjau melalui pengujian tarik dan pengujian impak.
Pengujian tarik menggunakan Universal Testing Machine (UTM) sesuai standar ASTM D638-01.
Pengujian Impak menggunakan charpy impact test dari Zwick Roell, tipe HI5,5P dengan standar ISO 179-1.
Sehingga akan diketahui sifat mekanik dari material komposit serat rambut manusia dan dedak padi bermatriks polyester berdasarkan variasi fraksi volume 70% : 15% : 15%, 70% : 20% 10% dan 70% : 25% : 5%.
HASIL DAN ANALISA
Hasil Pengujian Tarik Tabel 1 .
Data Pengujian Tarik No.
Rasio Volume.
Matriks Serat
(%)
15 : 15
20 : 10
25 : 5
Sampel (Mp.
Sampel (Mp.
Sampel (Mp.
Rata Ae Rata (Mp.
Berikut perhitungan tegangan tarik dengan hasil pengujian terbaik pada perbandingan fraksi volume serat dan matriks .
spesimen ke 3.
JEECAE : Journal of Electrical.
Electronic.
Control and Automotive Engineering Vol.
No.
Bulan Tahun 2024, hal 21-24 Beban (N) A0 Luas Penampang .
m3 ) Beban
1276,52
LebaryTinggi 13y3,2 =30,6 N/mm2 Berikut perhitungan kekuatan impact dengan hasil pengujian terbaik pada perbandingan fraksi volume serat dan matriks .
spesimen ke 3.
HI=
Nilai Impak J/mm 0,00482 Variasi
0,00498
0,00597
Regangan (%) 0,012 Nilai Impak
0,012
0,011
0,01
0,01
Berdasarkan tabel dan grafik diatas diketahui nilai kekuatan tarik pada spesimen yang menggunakan variasi fraksi volume memiliki nilai kekuatan tarik yang berbeda-beda.
Perbedaan ini menghasilkan nilai kekuatan tarik tertinggi dan terendah.
Nilai kekuatan tarik tertinggi dihasilkan oleh spesimen yang menggunakan variasi fraksi volume 25 : 5 dengan nilai tarik sebesar 27,7 ycAycyyca.
Hal ini dikarenakan variasi fraksi volume yang digunakan menyebabkan banyak serat yang digunakan maka nilai kekuatan tarik juga akan semakin tinggi.
Sedangkan untuk nilai kekuatan tarik terendah dihasilkan oleh spesimen dengan variasi fraksi volume 15 : 15 dengan nilai tarik sebesar 23,6ycAycyyca yang menggunakan serat yang lebih sedikit, sehingga serat yang ada pada spesimen kurang mampun untuk menahan tegangan kekuatan tarik.
Hal ini sesuai dengan pernyataan (Suwanto, 2.
bahwa banyaknya serat yang digunakan dalam pembuatan material komposit mempengaruhi tegangan tarik sampel, karena serat-serat tersebut saling mengikat ketika sampel diberi pembebanan, sedangkan penambahan serbuk tidak terlalu berpengaruh karna ukurannya kecil, tidak maksimal dalam mengikat satu sama lain saat sampel diberi pembebanan, sehingga dapat menyebabkan penurunan tegangan tarik.
Oleh karena itu, dari data dan analisis di atas yang menunjukkan kecenderungan menurun, maka dapat disimpulkan bahwa jumlah serat dan serbuk yang digunakan mempengaruhi nilai kekuatan tarik.
Hasil Pengujian Impak Tabel 1 .
Data Pengujian Impak No.
Energi serap/patah spesimen .
A Luas penampang spesimen di bawah takikan .
m ) Energi Serap 0,23038 LebaryTinggi 8y4 =0,00719 J/mm2 0,014 Gambar 4.
Grafik Rata-Rata Tegangan Tarik Rasio Volume.
Matriks Serat
(%)
15 : 15
20 : 10
25 : 5
p-ISSN : 2541-0288 e-ISSN : 2528-0708 Sampel c /yeayeaya ) Sampel c /yeayeaya ) Sampel c /yeayeaya ) Rata Ae Rata .
c /yeayeaya ) 0,00294 0,00380 0,00527 0,00436 0,00542 0,00546 0,00716 0,00572 0,00719 0,00597 0,008 Variasi Gambar 5.
Grafik Rata-Rata Kekuatan Impak Berdasarkan grafik dan tabel diatas diketahui nilai impak pada spesimen yang menggunakan variasi fraksi volume memiliki nilai impak yang berbeda-beda.
Perbedaan ini menghasilkan nilai kekuatan tarik tertinggi dan terendah.
Nilai kekuatan impak tertinggi dihasilkan oleh spesimen yang menggunakan variasi fraksi volume 25 : 5 dengan nilai impak sebesar 0,00597 ya/ycoyco2 .
Hal ini dikarenakan variasi fraksi volume yang digunakan menyebabkan semakin banyak serat yang digunakan maka nilai impak juga akan semakin tinggi.
Sedangkan untuk nilai kekutan tarik terendah dihasilkan oleh spesimen dengan variasi fraksi volume 15 : 15 dengan nilai tarik sebesar 0,00482ya/ycoyco2 menggunakan serat yang lebih sedikit, sehingga serat yang ada pada spesimen kurang mampun untuk menahan beban kejut yang diterima oleh spesimen dan mempengaruhi nilai impak yang kecil.
IV.
KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian dan analisis yang telah dilakukan maka banyaknya serat yang digunakan pada tiap specimen mempengaruhi nilai kekuatan Tarik dan kekuatan Impack.
Dari variasi fraksi volume yang digunakan pada komposit serat rambut manusia di dapatkan nilai kekuatan Tarik tertinggi sebesar 27,7ycAycyyca pada variasi fraksi volume 25:5, dan nilai kekuatan Tarik terendah sebesar 23,6ycAycyyca pada fraksi vomue 15 Untuk uji impak didapatkan nilai impak tertinggi sebesar 0,00597 ya/ycoyco2 pada variasi fraksi volume 25:5, dan nilai terendah sebesar 0,00482 ya/ycoyco2 pada fraksi volume 15:15 JEECAE : Journal of Electrical.
Electronic.
Control and Automotive Engineering Vol.
No.
Bulan Tahun 2024, hal 21-24
p-ISSN : 2541-0288
e-ISSN : 2528-0708
Daftar Pustaka