Pengaruh Perlakuan Alkali (NaOH) Terhadap Sifat Mekanik Komposit Epoksi Berpengisi Partikel Serat Buah Pinang
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbandingan fraksi
volum serat buah pinang dengan epoksi dan pengaruh konsentrasi alkali (NaOH)
terhadap sifat mekanik komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang yang
dihasilkan. Bahan yang digunakan antara lain serat buah pinang yang didapat dari
supplier buah pinang di Stabat, epoksi, dan natrium hidroksida. Variabel-variabel
yang digunakan antara lain variasi fraksi volum epoksi dengan serat buah pinang dan
variasi konsentrasi NaOH yang digunakan dalam perendaman serat. Pembuatan
komposit ini dimulai dengan penyiapan serat yang digunakan sebagai pengisi yakni
serat pinang dipisahkan dari kulit terluar, dibersihkan, dan dikeringkan. Kemudian
serat tersebut direndam dalam larutan NaOH dengan masing-masing konsentrasi
selama 1 jam, dicuci dengan air hingga pH netral, dan dikeringkan di dalam oven
hingga berat serat konstan. Serat yang telah direndam, digiling di dalam ball mill
hingga serat halus dan membentuk partikel kemudian diayak dengan ayakan ukuran
50 mesh. Setelah serat siap digunakan sebagai pengisi, serat tersebut dicampur
hingga merata dengan epoksi dan epoksi hardener dan dicetak dengan menggunakan
cetakan. Kemudian komposit didiamkan di dalam cetakan selama 1 hari dalam suhu
ruangan. Setelah itu, komposit dikeluarkan dari cetakan dan dilakukan pengujian
pada masing-masing sampel, yakni uji Fourier Transform-Infra Red (FT-IR), uji
kekuatan tarik, uji kekuatan lentur, uji kekuatan bentur, uji daya serap air, dan uji
Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil penelitian memperlihatkan kekuatan
komposit secara umum meningkat seiring dengan meningkatnya pengisi dan
konsentrasi NaOH. Kekuatan tarik maksimum berada pada rasio epoksi-serat pinang
60:40 dan konsentrasi alkali 2 % sebesar 19,311 MPa, sedangkan kekuatan tarik
minimum sebesar 10,653 MPa. Kekuatan lentur maksimum berada pada rasio 60:40
dan konsentrasi alkali 2% sebesar 50,36 MPa, sedangkan kekuatan lentur minimum
sebesar 28,05 MPa. Kekuatan bentur maksimum berada pada rasio 60:40 dan
konsentrasi alkali 2% sebesar 6698,6 J/m2 , sedangkan kekuatan bentur minimum
sebesar 4996,97 J/m2 . Selain itu, perlakuan alkali pada serat menunjukkan perubahan
pada puncak yang didapat pada uji FT-IR serta daya serap air yang meningkat seiring
dengan meningkatnya pengisi pada komposit. Komposisi dan konsentrasi yang
menunjukkan kekuatan optimum berada pada rasio epoksi-serat pinang 60:40 dan
konsentrasi 2%.
Kata kunci: Natrium hidroksida (NaOH), serat buah pinang, komposit, sifat-sifat
mekanik
ix
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This research aims to determine the effect of fiber volume fraction of areca
with epoxy and the influence of the concentration of alkali (NaOH) on mechanical
properties of composites epoxy-areca fiber particle. The materials were used are
areca fiber that obtained from supplier in Stabat, epoxy, and sodium hydroxide. The
variables used include epoxy variation with fiber volume fractions of areca nut and
concentration variation of of NaOH used in the immersion of the fiber. Composite
manufacture started with the preparation of the fiber that used as a filler is separated
from the outer shell, cleaned, and dried. Then the fiber was soaked in a solution of
NaOH with each concentration for 1 hour, washed with water until neutral pH, and
dried in an oven until constant weight fiber. Fibers that have been soaked, milled in a
ball mill until particles formed and then sieved with a 50 mesh sieve. After the fiber
is ready for use as a filler, the fiber evenly mixed with epoxy and epoxy hardener
then put it in the molds. Then composite stay in the mold for 1 day at room
temperature. After that, the composite ejected from the mold and do testing on each
sample, the test were Fourier Transform Infra Red (FT-IR) test, tensile strength test,
flexural strength test, impact strength test, water absorption test, and Scanning
Electron Microscopy (SEM) test. The results showed the general strength of the
composite increases with the increase of filler and NaOH concentration. Maximum
tensile strength was obtained in epoxy-areca ratio 60: 40 and 2% of alkali
concentration in amount 19,311 MPa, otherwise minimum tensile strength was
10,653 MPa. Maximum bending strength was obtained in epoxy-areca ratio 60: 40
and 2% of alkali concentration in amount 50,36 MPa, otherwise minimum bending
strength was 28,05 MPa. Maximum impact strength was obtained in epoxy-areca
ratio 60: 40 and 2% of alkali concentration in amount 6698,6 J/m2 , otherwise
minimum impact strength was 4996,97 J/m2 . Moreover, alkali treatment of the fibers
showed changes in peak that obtained on FT-IR test and water absorption increases
with increasing of filler in composites. The optimum composition and concentration
was obtained in ratio of epoxy and areca fiber at 60:40 and 2% of alkali
concentration.
Keywords: Sodium hydroxide (NaOH), areca fiber, composites, mechanical
properties
x
Universitas Sumatera Utara
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbandingan fraksi
volum serat buah pinang dengan epoksi dan pengaruh konsentrasi alkali (NaOH)
terhadap sifat mekanik komposit epoksi berpengisi partikel serat buah pinang yang
dihasilkan. Bahan yang digunakan antara lain serat buah pinang yang didapat dari
supplier buah pinang di Stabat, epoksi, dan natrium hidroksida. Variabel-variabel
yang digunakan antara lain variasi fraksi volum epoksi dengan serat buah pinang dan
variasi konsentrasi NaOH yang digunakan dalam perendaman serat. Pembuatan
komposit ini dimulai dengan penyiapan serat yang digunakan sebagai pengisi yakni
serat pinang dipisahkan dari kulit terluar, dibersihkan, dan dikeringkan. Kemudian
serat tersebut direndam dalam larutan NaOH dengan masing-masing konsentrasi
selama 1 jam, dicuci dengan air hingga pH netral, dan dikeringkan di dalam oven
hingga berat serat konstan. Serat yang telah direndam, digiling di dalam ball mill
hingga serat halus dan membentuk partikel kemudian diayak dengan ayakan ukuran
50 mesh. Setelah serat siap digunakan sebagai pengisi, serat tersebut dicampur
hingga merata dengan epoksi dan epoksi hardener dan dicetak dengan menggunakan
cetakan. Kemudian komposit didiamkan di dalam cetakan selama 1 hari dalam suhu
ruangan. Setelah itu, komposit dikeluarkan dari cetakan dan dilakukan pengujian
pada masing-masing sampel, yakni uji Fourier Transform-Infra Red (FT-IR), uji
kekuatan tarik, uji kekuatan lentur, uji kekuatan bentur, uji daya serap air, dan uji
Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil penelitian memperlihatkan kekuatan
komposit secara umum meningkat seiring dengan meningkatnya pengisi dan
konsentrasi NaOH. Kekuatan tarik maksimum berada pada rasio epoksi-serat pinang
60:40 dan konsentrasi alkali 2 % sebesar 19,311 MPa, sedangkan kekuatan tarik
minimum sebesar 10,653 MPa. Kekuatan lentur maksimum berada pada rasio 60:40
dan konsentrasi alkali 2% sebesar 50,36 MPa, sedangkan kekuatan lentur minimum
sebesar 28,05 MPa. Kekuatan bentur maksimum berada pada rasio 60:40 dan
konsentrasi alkali 2% sebesar 6698,6 J/m2 , sedangkan kekuatan bentur minimum
sebesar 4996,97 J/m2 . Selain itu, perlakuan alkali pada serat menunjukkan perubahan
pada puncak yang didapat pada uji FT-IR serta daya serap air yang meningkat seiring
dengan meningkatnya pengisi pada komposit. Komposisi dan konsentrasi yang
menunjukkan kekuatan optimum berada pada rasio epoksi-serat pinang 60:40 dan
konsentrasi 2%.
Kata kunci: Natrium hidroksida (NaOH), serat buah pinang, komposit, sifat-sifat
mekanik
ix
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This research aims to determine the effect of fiber volume fraction of areca
with epoxy and the influence of the concentration of alkali (NaOH) on mechanical
properties of composites epoxy-areca fiber particle. The materials were used are
areca fiber that obtained from supplier in Stabat, epoxy, and sodium hydroxide. The
variables used include epoxy variation with fiber volume fractions of areca nut and
concentration variation of of NaOH used in the immersion of the fiber. Composite
manufacture started with the preparation of the fiber that used as a filler is separated
from the outer shell, cleaned, and dried. Then the fiber was soaked in a solution of
NaOH with each concentration for 1 hour, washed with water until neutral pH, and
dried in an oven until constant weight fiber. Fibers that have been soaked, milled in a
ball mill until particles formed and then sieved with a 50 mesh sieve. After the fiber
is ready for use as a filler, the fiber evenly mixed with epoxy and epoxy hardener
then put it in the molds. Then composite stay in the mold for 1 day at room
temperature. After that, the composite ejected from the mold and do testing on each
sample, the test were Fourier Transform Infra Red (FT-IR) test, tensile strength test,
flexural strength test, impact strength test, water absorption test, and Scanning
Electron Microscopy (SEM) test. The results showed the general strength of the
composite increases with the increase of filler and NaOH concentration. Maximum
tensile strength was obtained in epoxy-areca ratio 60: 40 and 2% of alkali
concentration in amount 19,311 MPa, otherwise minimum tensile strength was
10,653 MPa. Maximum bending strength was obtained in epoxy-areca ratio 60: 40
and 2% of alkali concentration in amount 50,36 MPa, otherwise minimum bending
strength was 28,05 MPa. Maximum impact strength was obtained in epoxy-areca
ratio 60: 40 and 2% of alkali concentration in amount 6698,6 J/m2 , otherwise
minimum impact strength was 4996,97 J/m2 . Moreover, alkali treatment of the fibers
showed changes in peak that obtained on FT-IR test and water absorption increases
with increasing of filler in composites. The optimum composition and concentration
was obtained in ratio of epoxy and areca fiber at 60:40 and 2% of alkali
concentration.
Keywords: Sodium hydroxide (NaOH), areca fiber, composites, mechanical
properties
x
Universitas Sumatera Utara