2.1.3 Perlakuan Alkalisasi NaOH Pada Serat
Perlakuan alkalisasi NaOH merupakan salah satu cara yang dilakukan pada serat terlebih khusus serat alam sebelum digunakan sebagai penguat untuk material
komposit dengan fungsi agar serat terhidar dari zat-zat pengotor yang tidak perlu. Fungsi alkalisasi pada serat adalah memutus ikatan kimia
lignin
dengan
cellulose
,
lignin
merupakan kandungan kimia yang menyerupai lilin dan dapat menggangu ikatan serat dengan matriks pada material komposit, oleh sebab itu
digunakannya NaOH sebagai pemutus ikatan tersebut. Menurut Nirmal
et al
2010 perlakuan alkali pada serat pinang mengakibatkan daya rekat permukaan atara serat dan matriks poliester menjadi lebih baik daripada
serat yang tidak diberi perlakuan alkali. Perlakuan alkali yang tepat dapat mencegah terjadinya kerusakan
fiber pull out
pada komposit. Hasil dari perlakuan alkali dapat dilihat pada Gambar 2.13.
Gambar 2.12 Grafik kemampuan serap air serat pinang dengan kondisi mentah
ra w
, matang
ripe
, dan kering
dried
L Yusriah et al., 2012
Proses pengerjaan alkalisasi dilakukan dengan menggunakan air bersih sebagai media pelarut, lalu serat direndam dalam larutan terebut dalam waktu tertentu.
Terlebih khusus pada penelitian kali ini, perlakuan alkalisasi serat pinang dilakukan dengan presentase sebesar 5 dalam waktu perendaman 2 jam dan proses
pengeringan pada suhu kamar ± 27ºC tanpa paparan sinar matahari langsung.
2.1.4 Pengujian Tarik
Pengujian tarik merupakan metode eksperimental dengan jenis
destructive test
pengujian yang merusak untuk mengetahui sifat mekanik suatu bahan material. Proses pengujian tarik dilakukan dengan memberi pembebanan tarik pada material
secara bertahap terus menerus hingga titik maksimum yang menyebabkan
bertambah panjang benda hingga putus atau rusak.
Dalam proses pembebanan terus menerus yang diberikan pada spesimen uji, menghasilkan data pertambahan panjang benda uji dan pertambahan gaya
Gambar 2.13 Permukaan serat pinang a sebelum perlakuan alkali b setelah perlakuan alkali
Nirmal et al., 2010
pembebanan. Dengan menggunakan data tersebut ditambah data-data teknis spesimen, maka dapat dianalisa tegangan dan regangan teknis serta kekuatan tarik
dari spesimen uji tesebut. Untuk mendapatkan data uji tarik seperti tegangan, regangan dan kekuatan
tarik, dibutuhkan spesimen uji yang dibentuk sesuai dengan standar yang ada. Bentuk spesmen uji berbeda sesuai dengan jenis material yang akan diuji. Standar
yang digunakan dapat mengacu pada standar JIS, ASTM ataupun SNI. Walaupun standar-standar tersebut memiliki nama, ukuran dan bentuk yang beragam, namun
standar-standar tesebut dapat diaplikasikan pada beragam jenis alat uji tarik. Jenis alat uji tarik memiliki banyak ragam bentuk dan ukuran, namun pada
umumnya jenis yang digunakan adalah alat uji tarik satu arah
uniaxial
. Secara umum, bagian-bagian utama alat uji tarik terbagi sesuai dengan fungsinya yaitu
rangka, mekanisme pencengkram spesimen, sistem penarik dan sistem pengukur. Prosedur pengujian tarik pun secara umum sama, hanya saja pada cara
pengoperasian alat uji tarik yang mungkin sedikit berbeda. Adapun prosedur pengambilan data pada pengujian tarik terbagi dalam berbagai
tahap yaitu: 1.
Tahap yang pertama adalah pembuatan benda uji, khusus pada penelitian ini digunakan mesin milling untuk membentuk spesimen sesuai dengan standar uji
tarik yang digunakan ASTM D638-14 sebagai acuan. 2.
Tahap yang kedua adalah pengambilan data pada mesin uji tarik, dimulai dengan pengukuran panjang ukur
gage length
pada benda uji, pemasangan spesimen PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
pada mekanisme pencengkram, penentuan skala untuk diagram beban vs pertambahan panjang pada sistem pengukur, penentuan kecepatan penarik,
selanjutnya pengambilan data siap dilakukan. 3.
Tahap terakhir adalah tahap pengolahan data menggunakan persamaan- persamaan matematika yang ada.
2.1.5 Rumus-Rumus Yang Digunakan
Dalam proses awal pembuatan komposit hingga pengujian tarik terdapat
beragam rumus kajian matematik yang digunakan. Rumus atau persamaan-
persamaan tersebut akan dijabarkan dibawah ini:
1. Perhitungan Densitas Serat
� Perhitungan densitas merujuk pada persamaan 2.3. Persamaan tersebut
menunjukkan pembagian massa terhadap volume. Volume serat didapat dengan mengisi serat kedalam wadah, lalu serat beserta wadah ditimbang menggunkan
timbangan analitik. � �⁄
= −
� .
Dengan adalah berat wadah,
adalah berat serat beserta wadah, � adalah
volume isi wadah. Jika tidak menggunakan wadah, persamaan dapat disederhanakan menjadi
seperti persamaan 2.4. � �⁄
= � . Dengan
adalah massa benda yang ditimbang tanpa wadah. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2. Perhitungan Tegangan Teknis
Tegangan teknis merupakan nilai rata-rata tegangan yang diberikan pada benda uji selama proses pengujian Tarik berlangsung. Tegangan teknis diperoleh
dengan membagi beban maksimum dengan luas penampang awal specimen uji. Persamaan tegangan teknis tersaji pada persamaan 2.5.
� ⁄ = � .
Dengan adalah gaya yang diberikan pada benda uji, � adalah luas penampang
awal benda uji. 3.
Perhitungan Regangan Teknis Regangan teknis merupakan nilai regangan linear rata-rata yang diterima oleh
benda uji. Nilai tersebut diperoleh dari hasil pembagian antara perpanjangan benda uji dengan panjang awal dan sering dinyatakan dengan nilai persen.
Perpanjangan benda uji
gage length
didapat dari pengurangan panjang akhir setelah putus dengan panjang awal sebelum dilakukan pengujian. Persamaan
regangan teknis tersaji pada persamaan 2.6. �
= ∆
= −
. Dengan
∆ adalah perpanjangan benda uji, adalah panjang awal, adalah panjang akhir.
4. Perhitungan modulus elastisitas
Modulus elastisitas secara ekperimental dapat dihitung dengan membagi nilai tegangan dengan regangan. Persamaan modulus elastisitas tersaji pada
persamaan 2.7. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
� � � � = �
� . 5.
Standar Deviasi Standar deviasi atau biasa disebut simpangan baku, dapat dijadikan sebagai
ukuran keragaman suatu kelompok nilai. Terdapat 2 metode perhitungan standar deviasi, yang pertama adalah metode “n” dan yang kedua adalah “n-1”. Yang
digunakan pada penelitian ini adalah metode “n”. Persamaan deviasi tersaji pada persamaan 2.8.
= √
Σ �−�̅
2
2.8 Dengan adalah nilai dari data pertama,
̅ nilai rata-rata data yang dihitung standar deviasinya dan adalah banyaknya data.
2.2 Tinjauan Pustaka
Yusriah Lazim
et al
., 2014 dalam jurnalnya “
Effect of Alkali Treatment on the Physical, Mechanical, Morphological Properties of Waste Betel Nut Areca
catechu Husk Fibre” meneliti efek NaOH pada serat pinang tanpa matriks dan memperoleh bahwa perlakuan NaOH atau alkalisasi sebanyak 5 dalam waktu 30
menit menghasilkan penurunan kekuatan tarik dari 166,63±55,1 MPa sebelum perlakuan menjadi 44,73±9.5 MPa. Akan tetapi, gaya yang bisa diterima pada
ikatan antara serat dengan matriks
debonding force
menjadi meningkat dari 5,22±0,06 N sebelum perlakuan menjadi 14,16±0.39 N. Hal ini menjadi keuntungan
bagi material komposit agar bisa menyalurkan tegangan dari matriks ke serat dengan baik.