Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Serat Palem Saray dengan Matrik Poliester
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat mendorong
banyaknya penemuan beberapa teknologi alternatif sebagai cara dalam memenuhi
kebutuhan masyarakat. Khususnya pada bahan material, bahan material yang
dibutuhkan adalah bahan material yang berkualitas dan memiliki sifat mekanik
yang tinggi. Komposit adalah salah satu alternatif untuk menghasilkan material
yang dari sifat mekaniknya lebih baik dari material lainnya.
Komposit merupakan salah satu jenis bahan yang dibuat dengan
penggabungan dua atau lebih macam bahan yang mempunyai sifat berbeda
menjadi satu material baru dengan sifat yang berbeda pula. Komposit mempunyai
keunggulan seperti kuat, ringan, tahan korosi, ekonomis dan sebagainya
(Wicaksono, 2006).
Dalam pembuatan komposit diperlukan serat dan matriks. Serat
berfungsi sebagai elemen penguat yang menentukan sifat mekanik dari komposit
karena meneruskan beban yang diteruskan oleh matrik. Bahan yang digunakan
sebagai serat terbagi menjadi dua bagian yaitu alami dan sintesis. Bahan penguat
alami bersumber dari tumbuh-tumbuhan dan hewan seperti serat palem saray,
serat ijuk, serat serabut kelapa, serat nenas, sutra dan lain-lain. Dan bahan penguat
sintesis berasal dari pengolahan pabrikasi seperti serat gelas, serat karbon, dan
lain sebagainya.
Sebelum masehi serat alam sebagai penguat telah dipergunakan dalam
material komposit. Dinding bangunan tua di Mesir yang telah berumur lebih dari
3000 tahun ternyata terbuat dari tanah liat yang diperkuat dengan jerami
(Brouwer, 2000). Namun pada perkembangan selanjutnya serat alam ditinggalkan
karena memiliki kekurangan secara teknis dan telah ditemukan material baru yang
lebih tangguh yaitu logam dan paduannya. Tetapi logam dan paduannya memiliki
Universitas Sumatera Utara
kelemahan yaitu massa jenis yang tinggi sehingga kekuatan dan kekakuan relatif
rendah.
Oleh karena itu, material komposit mulai diperkenalkan kembali dengan
menggunakan serat sintesis yang dikombinasikan dengan bahan polimer sebagai
matrik. Tujuannya adalah untuk memperoleh kekuatan dan kekakuan yang tinggi
(Jamasri, 2000). Namun pada kenyataannya serat sintesis menimbulkan dampak
lingkungan yang tidak baik akibat limbah dari serat sintesis yang tidak dapat
didaur ulang. Sehingga serat alam mendapat perhatian kembali sebagai penguat
dalam komposit. Serat alam memiliki keunggulan yaitu lebih murah daripada
serat sintesis, berat jenis serat alam lebih kecil daripada serat sintesis dan serat
alam lebih ramah lingkungan dibadingkan serat sintesis karena dapat didaur ulang
(I Putu L.,dkk, 2009).
Tanaman palem tumbuh dan tersebar diseluruh wilayah Indonesia.
Tanaman palem Indonesia memiliki banyak jenis dan sebagian besar
dimanfaatkan sebagai tanaman hias. Palem saray adalah jenis tanaman palem
yang tumbuh di daerah lembab. Tanaman ini tersebar di seluruh wilayah
Indonesia seperti sumatera, Jawa, Sulawesi dan Kalimantan. Palem saray memilki
serat di bagian batangnya. Secara morfologi serat palem saray memiliki serat yang
kuat. Pemanfaatan serat palem saray belum banyak diketahui oleh masyarakat.
Oleh karena itu, serat palem saray digunakan sebagai penguat dalam pembuatan
komposit. Serat palem saray akan dibentuk secara acak (Chopped strand Mat).
Beberapa aplikasi bahan komposit yang diperkuat dengan serat diantaranya adalah
sebagai badan pesawat, sayap pesawat, roda pendarat pesawat, bumper mobil,
badan mobil, badan kapal, dan lain sebagainya.
Matrik dalam komposit digunakan untuk mendistribusikan beban ke
dalam seluruh material penguat komposit. Sifat matriks biasanya “ulet” (ductile).
Dalam hal ini, matriks polimer yang digunakan adalah thermoset yakni poliester.
Poliester digunakan karena memiliki sifat mekanik yang unggul dan ketahanan
terhadap panas serta dingin.
Metode yang digunakan pada serat palem saray adalah metode Chooped
Strand Mat. Metode Chooped Strand Mat adalah metode yang digunakan pada
palem saray dengan bentuk tidak teratur ke segala arah. Chopped Strand Mat
Universitas Sumatera Utara
memberikan penguatan ke segala arah dan lebih fleksibel, sehingga mudah
dibentuk.
Oleh karena itu, peneliti tertarik untuk mengetahui sifat fisis dan sifat
mekanik pembuatan komposit serat palem saray (Caryota mitis) dengan matriks
poliester. Dengan penggabungan antara serat palem saray dengan poliester
diharapkan menghasilkan komposit yang lebih kuat, kokoh, tangguh dan dapat
dimanfaatkan oleh perindustrian
1.2 Rumusan Masalah
Komposit serat palem saray (Caryota mitis) dengan resin poliester
digabungkan untuk mendapatkan komposit yang kuat, kokoh dan lentur.
Rumusan masalah dalam penelitian tugas akhir ini sebagai berikut :
1. Bagaimana pembuatan komposit berpenguat serat palem saray dengan
resin poliester?
2. Apakah serat palem saray dapat digunakan sebagai penguat dalam
komposit yang memiliki sifat fisis dan sifat mekanik yang baik?
3. Bagaimana karakteristik bahan komposit berpenguat serat palem saray
dapat digunakan sebagai alternatif bahan baku industri ?
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini sebagai berikut:
1. Komposisi serat palem saray divariasikan mulai 0 % (tanpa serat) , 1 %,
2 %, 3 %, 4 % dan 5 % dengan matriks poliester .
2. Metode yang digunakan adalah metode Chooped Strand Mat.
3. Pengujian yang dilakukan terhadap serat palem saray meliputi pengujian
sifat fisis : densitas, kadar air Dan pengujian yang dilakukan terhadap
komposit meliputi pengujian sifat fisis : densitas, kadar air , daya serap air
dan Pengujian sifat mekanik : uji kekuatan lentur (flexural strength), uji
impak (impact strength), uji kekuatan tarik (tensile strength).
Universitas Sumatera Utara
1.4 Tujuan
Tujuan tugas akhir ini sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui sifat fisis dan sifat mekanik komposit yang diperkuat
serat palem saray dengan matriks poliester dengan komposisi serat palem
saray yang berbeda.
2. Untuk mengetahui sifat fisis serat palem saray sebagai penguat komposit.
3. Untuk mengetahui aplikasi dari komposit serat palem saray dengan
matriks poliester.
1.5 Manfaat
Adapun manfaat dari tugas akhir ini :
1. Untuk mengetahui pemanfaatan serat palem saray sebagai penguat
komposit.
2. Untuk mengetahui teknologi pembuatan komposit serat palem saray yang
selama ini tidak digunakan.
3. Untuk mendapatkan bahan material yang sifat fisis dan mekaniknya baik
dengan biaya yang murah dan menambah nilai ekonomis dari serat palem
saray yang selama ini tidak digunakan sebagi penguat komposit.
1.6 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang akan
diteliti, rumusan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses
pengambilan data, analisa data serta pembahasan.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram alir
penelitian, dan prosedur penelitian.
BAB IV METODE PENGUJIAN DAN ANALISA DATA
Universitas Sumatera Utara
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang
diperoleh dari penelitian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan
memberikan saran untuk penelitian yang lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan teknologi yang semakin pesat mendorong
banyaknya penemuan beberapa teknologi alternatif sebagai cara dalam memenuhi
kebutuhan masyarakat. Khususnya pada bahan material, bahan material yang
dibutuhkan adalah bahan material yang berkualitas dan memiliki sifat mekanik
yang tinggi. Komposit adalah salah satu alternatif untuk menghasilkan material
yang dari sifat mekaniknya lebih baik dari material lainnya.
Komposit merupakan salah satu jenis bahan yang dibuat dengan
penggabungan dua atau lebih macam bahan yang mempunyai sifat berbeda
menjadi satu material baru dengan sifat yang berbeda pula. Komposit mempunyai
keunggulan seperti kuat, ringan, tahan korosi, ekonomis dan sebagainya
(Wicaksono, 2006).
Dalam pembuatan komposit diperlukan serat dan matriks. Serat
berfungsi sebagai elemen penguat yang menentukan sifat mekanik dari komposit
karena meneruskan beban yang diteruskan oleh matrik. Bahan yang digunakan
sebagai serat terbagi menjadi dua bagian yaitu alami dan sintesis. Bahan penguat
alami bersumber dari tumbuh-tumbuhan dan hewan seperti serat palem saray,
serat ijuk, serat serabut kelapa, serat nenas, sutra dan lain-lain. Dan bahan penguat
sintesis berasal dari pengolahan pabrikasi seperti serat gelas, serat karbon, dan
lain sebagainya.
Sebelum masehi serat alam sebagai penguat telah dipergunakan dalam
material komposit. Dinding bangunan tua di Mesir yang telah berumur lebih dari
3000 tahun ternyata terbuat dari tanah liat yang diperkuat dengan jerami
(Brouwer, 2000). Namun pada perkembangan selanjutnya serat alam ditinggalkan
karena memiliki kekurangan secara teknis dan telah ditemukan material baru yang
lebih tangguh yaitu logam dan paduannya. Tetapi logam dan paduannya memiliki
Universitas Sumatera Utara
kelemahan yaitu massa jenis yang tinggi sehingga kekuatan dan kekakuan relatif
rendah.
Oleh karena itu, material komposit mulai diperkenalkan kembali dengan
menggunakan serat sintesis yang dikombinasikan dengan bahan polimer sebagai
matrik. Tujuannya adalah untuk memperoleh kekuatan dan kekakuan yang tinggi
(Jamasri, 2000). Namun pada kenyataannya serat sintesis menimbulkan dampak
lingkungan yang tidak baik akibat limbah dari serat sintesis yang tidak dapat
didaur ulang. Sehingga serat alam mendapat perhatian kembali sebagai penguat
dalam komposit. Serat alam memiliki keunggulan yaitu lebih murah daripada
serat sintesis, berat jenis serat alam lebih kecil daripada serat sintesis dan serat
alam lebih ramah lingkungan dibadingkan serat sintesis karena dapat didaur ulang
(I Putu L.,dkk, 2009).
Tanaman palem tumbuh dan tersebar diseluruh wilayah Indonesia.
Tanaman palem Indonesia memiliki banyak jenis dan sebagian besar
dimanfaatkan sebagai tanaman hias. Palem saray adalah jenis tanaman palem
yang tumbuh di daerah lembab. Tanaman ini tersebar di seluruh wilayah
Indonesia seperti sumatera, Jawa, Sulawesi dan Kalimantan. Palem saray memilki
serat di bagian batangnya. Secara morfologi serat palem saray memiliki serat yang
kuat. Pemanfaatan serat palem saray belum banyak diketahui oleh masyarakat.
Oleh karena itu, serat palem saray digunakan sebagai penguat dalam pembuatan
komposit. Serat palem saray akan dibentuk secara acak (Chopped strand Mat).
Beberapa aplikasi bahan komposit yang diperkuat dengan serat diantaranya adalah
sebagai badan pesawat, sayap pesawat, roda pendarat pesawat, bumper mobil,
badan mobil, badan kapal, dan lain sebagainya.
Matrik dalam komposit digunakan untuk mendistribusikan beban ke
dalam seluruh material penguat komposit. Sifat matriks biasanya “ulet” (ductile).
Dalam hal ini, matriks polimer yang digunakan adalah thermoset yakni poliester.
Poliester digunakan karena memiliki sifat mekanik yang unggul dan ketahanan
terhadap panas serta dingin.
Metode yang digunakan pada serat palem saray adalah metode Chooped
Strand Mat. Metode Chooped Strand Mat adalah metode yang digunakan pada
palem saray dengan bentuk tidak teratur ke segala arah. Chopped Strand Mat
Universitas Sumatera Utara
memberikan penguatan ke segala arah dan lebih fleksibel, sehingga mudah
dibentuk.
Oleh karena itu, peneliti tertarik untuk mengetahui sifat fisis dan sifat
mekanik pembuatan komposit serat palem saray (Caryota mitis) dengan matriks
poliester. Dengan penggabungan antara serat palem saray dengan poliester
diharapkan menghasilkan komposit yang lebih kuat, kokoh, tangguh dan dapat
dimanfaatkan oleh perindustrian
1.2 Rumusan Masalah
Komposit serat palem saray (Caryota mitis) dengan resin poliester
digabungkan untuk mendapatkan komposit yang kuat, kokoh dan lentur.
Rumusan masalah dalam penelitian tugas akhir ini sebagai berikut :
1. Bagaimana pembuatan komposit berpenguat serat palem saray dengan
resin poliester?
2. Apakah serat palem saray dapat digunakan sebagai penguat dalam
komposit yang memiliki sifat fisis dan sifat mekanik yang baik?
3. Bagaimana karakteristik bahan komposit berpenguat serat palem saray
dapat digunakan sebagai alternatif bahan baku industri ?
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini sebagai berikut:
1. Komposisi serat palem saray divariasikan mulai 0 % (tanpa serat) , 1 %,
2 %, 3 %, 4 % dan 5 % dengan matriks poliester .
2. Metode yang digunakan adalah metode Chooped Strand Mat.
3. Pengujian yang dilakukan terhadap serat palem saray meliputi pengujian
sifat fisis : densitas, kadar air Dan pengujian yang dilakukan terhadap
komposit meliputi pengujian sifat fisis : densitas, kadar air , daya serap air
dan Pengujian sifat mekanik : uji kekuatan lentur (flexural strength), uji
impak (impact strength), uji kekuatan tarik (tensile strength).
Universitas Sumatera Utara
1.4 Tujuan
Tujuan tugas akhir ini sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui sifat fisis dan sifat mekanik komposit yang diperkuat
serat palem saray dengan matriks poliester dengan komposisi serat palem
saray yang berbeda.
2. Untuk mengetahui sifat fisis serat palem saray sebagai penguat komposit.
3. Untuk mengetahui aplikasi dari komposit serat palem saray dengan
matriks poliester.
1.5 Manfaat
Adapun manfaat dari tugas akhir ini :
1. Untuk mengetahui pemanfaatan serat palem saray sebagai penguat
komposit.
2. Untuk mengetahui teknologi pembuatan komposit serat palem saray yang
selama ini tidak digunakan.
3. Untuk mendapatkan bahan material yang sifat fisis dan mekaniknya baik
dengan biaya yang murah dan menambah nilai ekonomis dari serat palem
saray yang selama ini tidak digunakan sebagi penguat komposit.
1.6 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang akan
diteliti, rumusan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses
pengambilan data, analisa data serta pembahasan.
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram alir
penelitian, dan prosedur penelitian.
BAB IV METODE PENGUJIAN DAN ANALISA DATA
Universitas Sumatera Utara
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang
diperoleh dari penelitian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan
memberikan saran untuk penelitian yang lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara