PEMANFAATAN SERAT ENCENG GONDOK SEBAGAI PENGUAT MATERIAL KOMPOSIT PENGGANTI SERAT KARBON DALAM PEMBUATAN COOLING PAD

PEMANFAATAN SERAT ENCENG GONDOK SEBAGAI PENGUAT MATERIAL KOMPOSIT PENGGANTI SERAT KARBON DALAM PEMBUATAN COOLING PAD

Ngubaidi Achmad Dosen PTM Otomotif IKIP Veteran Semarang Abstrak Alam telah banyak menyediakan kebutuhan manusia mulai dari makanan sampai bahan bangunan. Salah satunya adalah bahan-bahan serat alam.Sepanjang kebudayaan manusia penggunaan serat alam sebagai salah satu material pendukung kehidupan, Penelitian ini bertujuan untuk melihat sejauhmana sifat mekanis dari serat enceng gondok sebagai penguat material komposit serat karbon dalam pembuatan cooling pad. Material penelitian berupa serat eceng gondok, serbuk eceng gondok, cairan resin sebagai pengikat, dengan tahapan penelitian yaitu Pembuatan Serbuk Serat Eceng gondok, mekanisme percampuran bahan, Pembuatan benda uji, Penentuan titik, Pengujian Temperatur dan Pengujian Impact. Sementara hasil yang didapatkan pada penelitian yaitu ilai dari hasil pengujian temperature dan pengujian impak memiliki perbedaan yang beragam dengan 5 macam variasi yaitu serat 10 gr, serat 20 gr, serbuk 20 gr, serbuk 40 gr dan tanpa adanya penambahan serat dan serbuk sama sekali.Nilai terbaik dari dari produk NOTE PAD dari ke 5 macam variasi tersebut terdapat pada variasi serbuk 40 gr dan resin 0,5 gr yaitu sebesar max 1,8 mm dibandingkan dengan variasi yang lainnya( serat dan tanpa penambahan serat dan serbuk Kata Kunci : komposit, enceng gondok, sifat mekanis

PENDAHULUAN Siapa bilang serat alam adalah bahan yang sepele ?. Jika mendengar atau melihat tentang serat alam kebanyakan dari kita melihatnya sebagai bahan yang sepele atau menganggapnya sebagai sampah. Tapi ternyata dalam bidang teknologi material, bahan-bahan serat alam merupakan kandidat sebagai bahan penguat untuk dapat menghasilkan bahan komposit yang ringan, kuat, ramah lingkungan serta ekonomis. Alam telah banyak menyediakan kebutuhan manusia mulai dari makanan sampai bahan bangunan. Salah satunya adalah bahan-bahan serat alam.Sepanjang kebudayaan manusia penggunaan serat alam sebagai salah satu material pendukung kehidupan, mulai dari serat ijuk sebagai bahan bangunan, serat nanas atau tanaman kayu sebagai bahan sandang dan serat alam yang dapat digunakan untuk membuat tambang. Seiring dengan perkembangan teknologi bahan, peran serat-serat alam mulai tergantikan oleh jenis bahan serat sintetik seperti serat gelas atau serat karbon. Seiring dengan inovasi yang dilakukan dalam bidang material, serat alam kembali “dilirik” oleh peneliti untuk dijadikan sebagai bahan penguat

Gardan. Vol. 1 No.1, Juli 2012

81

komposit. Sebagai alasannya adalah elastis, kuat, melimpah, ramah lingkungan dan biaya produksi yang lebih rendah merupakan kelebihan yang dimiliki oleh serat alam. Indonesia sebagai negara dengan keaneka ragaman hayati yang luas memiliki peluang yang besar untuk mengeksplorasi pemanfaatan bahan serat alam sebagai penguat material komposit. Karena sifat kekuatan serat alam ini bervariasi maka pemanfaatannya akan bervariasi mulai dari bahan komposit untuk penggunaan yang ringan dan tidak terlalu memerlukan kekuatan tinggi sampai bahan komposit untuk penggunaan yang memerlukan kekuatan dan ketangguhan tinggi. Sejauh ini beberapa institusi pendidikan dan penelitian sudah mulai melakukan penelitian penggunaan serat alam sebagai bahan penguat untuk komposit. Mulai dari serat kelapa, serat eceng gondok, serat aren.Tinggal kita tunggu kapan finishing produk berbahan komposit serat alam buatan dalam negeri digunakan secara luas.

TINJAUAN PUSTAKA Struktur anatomi batang serat eceng gondok yang berhubungan erat dengan menentukan keawetan dan kekuatan eceng gondok antara lain adalah besar pori dan tebalnya dinding sel serabut. Sel serabut diketahui merupakan komponen struktural yang memberikan kekuatan pada rotan (Rachman, 1996). Bhat dan Thulasidas (1993) melaporkan bahwa tebal dinding sel serabut merupakan parameter anatomi yang paling penting dalam menentukan kekuatan eceng gondok, dinding yang lebih tebal membuat eceng gondok manjadi lebih keras dan lebih berat. Sel-sel serabut yang berdinding tebal menunjang fungsi utama sebagai penunjang mekanis Hasil penelitian Jasni et al. (1997), terhadap tiga jenis eceng gondok, yaitu eceng gondok sampang (Khorthalsia junghunii Miq.), eceng gondok seuti (Calamus ornatus Bl.) dan eceng gondok bubuay (Plectocomia elongata Bl.) , ternyata sel-sel serabut eceng gondok sampang rata-rata dinding sel lebih tebal (4,89 mm), eceng gondok seuti rata-rata 3,91 mm, kemudian eceng gondok bubuay 3,49 mm. Ditinjau dari tebal dinding sel serabut maka dapat dikatakan eceng gondok sampang lebih kuat dari pada eceng gondok seuti dan kemudian bubuay. Selanjutnya sifat anatomi ketiga jenis eceng gondok yang diteliti menunjukkan bahwa pada ikatan pembuluh sampang dan seuti terdapat satu metaxylem, sedangkan bubuay memiliki satu atau dua metaxylem. Pholem pada jenis eceng gondok sampang dan seuti terdiri atas dua untaian yang terletak di kiri dan kanan metaxylem, sedangkan bubuay letaknya mengelompok. Bentuk sel bagian kulit eceng gondok atau sel epidermis dari jenis eceng gondok sampang adalah kubus, sedangkan seuti dan bubuay berbentuk balok. Di antara ketiga jenis eceng gondok tersebut, hanya eceng gondok seuti yang tidak


82

mempunyai yellow cap (topi kuning). Beberpa pendapat mengatakan bahwa topi kuning mungkin mempengaruhi kekuatan eceng gondok, terutama pada bagian kulit. Sifat kekuatan yang dipengaruhi adalah peningkatan kekerasan dan kekuatan barang anyaman. Hal ini mungkin disebabkan proporsi sel serabut pada bagian kulit bertambah banyak. Sel serabut diketahui merupakan komponen struktural yang memberikan kekuatan pada bahan berkayu.

METODOLOGI PENELITIAN -Material Penelitian Material penelitian berupa serat eceng gondok, serbuk eceng gondok, cairan resin sebagai pengikat. - Alat Penelitian a.

Blender Blender digunakan untuk menghaluskan serat eceng gondok untuk menjadi serbuk, dan digunakan juga untuk mencampurkan komposisi bahan. Blender ini dilengkapi dua pasang mata pisau pengaduk dan bekerja pada putaran 1300 rpm

b.

Sieving (ayakan) Digunakan untuk mendapatkan ukuran serbuk yang seragam. Ukuran mesh yang digunakan yaitu mesh 10, artinya dalam setiap inchi terdapat 10 kawat.

c.

Timbangan Digital Digunakan untuk mengetahui massa serbuk dan serat 10,20,40 gr.

d.

Cetakan spesimen Digunakan untuk mencetak spesimen sesuai dengan bentuk yang diinginkan yaitu produk cooling pad

e.

Alat Uji kinerja produk cooling Pad Alat uji produk cooling pad ini dirancang sesuai dengan kondisi kerja riil cooling pad . Parameter pengujian meliputi: temperatur produk cooling pad dan beban impak dengan beban 20 kg

f.

Vernier Caliver


83

Digunakan untuk mengukur kelendutan yang terjadi pada cooling pada saat sebelum pengujian dan sesudah pengujian. g.

Timbangan digital Digunakan untuk mengetahui masa pemberat yang akan digunakan untuk pengujian impak pada cooling pad

-

Tahapan Penelitian.

Adapun tahap-tahap yang perlu dilakukan dalam pembuatan cooling pad berbahan dasar serat eceng gondok adalah sebagai berikut : a. Pembuatan Serbuk Serat Eceng gondok Bagian yang digunakan untuk membuat cooling pad adalah debu bagian serat eceng gondok. Oleh karena itu untuk memperoleh debu yang diinginkan maka harus ada pemisahan terlebih dahulu antara serat dan debu dengan cara seperti tersaji dalam gambar berikut :

Gambar 1. pemisahan antara serat dengan debu eceng gondok


84

b. mekanisme percampuran bahan Serbuk, serat eceng gondok dan cairan resin dicampur secara manual sesuai komposisi yang telah ditentukan. Proses pengadukan menggunakan blender pada kecepatan 1300 rpm selama 30 menit. Tabel .1 Komposisi Produk Cooling Pad

Jenis

Serat

Serbuk

Matrik

Total

Komposisi

Eceng

Eceng

polyester

(28 gr)

gondok

gondok

Komposisi

I

10 gr

-

500gr

510 gr

Komposisi

II

20 gr

-

500 gr

520 gr

Komposisi

III

-

20 gr

500 gr

520 gr

Komposisi

IV

-

40 gr

500 gr

540 gr

c. Pembuatan benda uji Proses pembuatan cooling pad komposit serat eceng gondok dengan matrik polyester adalah sebagai berikut : 1. Tanaman eceng gondok di cuci lalu dikeringkan selama ± 10 hari 2. Pembutaan cetakan Sebelum pembuatan benda uji terlebih dahulu dengan membuat cetakan benda uji. Cetakan ini terbuat dari behan resin (matrik polyester ) dengan serat fiber sebagai campurannya. 3. Pengambilan serat dari tanaman enceng gondok dengan menggunakan bantuan sikat kawat, tanaman enceng gondok tersebut setelah kering disikat dengan cara membujur searah dengan sikat kawat tersebut, lalu serat tersebut akan memisah dari daging tanaman tersebut. Serat tersebut lalu dipotong ±2 cm. Kemudian serat tersebut di blender dengan kecepatan 1300 rpm dengan maksud untuk mengambil serbuk dari serat eceng gondok.Untuk memisahkannya digunakan mesh atau ayakan dengan ukuran 10, artinya setiap 1 inch terdapat 10 kawat. 4.

Setelah serat dan serbuk dapat terpisah, baru bahan dasar eceng gondok dicampur dengan matrik resin polyester dengan menggunakan blender dengan waktu ± 5 menit dengan harapan supaya percampurannya dapat merata.

5. Pengolesan wax mold release atau kit mobil pada cetakan untuk memudahkan pengambilan benda uji dari cetakan.


85

6. serat dan serbuk yang telah dicampur dengan resin kemudian dituang dalam cetakan secara merata 7. Penutupan cetakan dengan menggunakan baut supaya rapat dan cairan tidak bocor ke sampingsamping dan juga dengan adanya baut berfungsi untuk mengepres cetakan cooling pad 8. Proses pengeringan dibawah sinar matahari, proses ini dilakukan sampai benar-benar kering yaitu 5 – 10 jam dan apabila masih belum benar-benar kering maka proses pengeringan dapat dilakukan lebih lama. 9. Proses pengambilan komposit dari cetakan yaitu menggunakan pisau ataupun cutter 10. Spesimen siap untuk diuji 11. Pengujian temperatur dan impact d. Penentuan titik Sebelum melakukan pengujian, specimen di beri titik terlebih dahulu dengan maksud untuk menentukan titik awal dan titik setelah dilakukan pengujian sehingga dapat diketahui seberapa besar beban impak yang terjadi pada specimen tersebut.Masing-masing specimen diberi 5 titik e. Pengujian Temperatur dan Pengujian Impact Pentingnya melakukan pengujian temperatur dan impact adalah mengetahui nilai beban impact sebelum pengujian dan sesudah pengujian apakah terjadi kelendutan atau tidak. Temperatur erat hubungannya dengan life time dan cost dari suatu perangkat produk atau komponen suatu alat. Apabila semakin awet suatu produk tidak menutup kemungkinan harga dari suatu produk akan semakin mahal

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

1. Pengujian Displacement (Δδ) pada cooling pad dengan variasi serat 10 gr dan matrik resin polyester seberat 0,5 kg


86

Grafik 1.hasil pengujian pada cooling pad (specimen ke 1 )dengan variasi serat 10 gr

Grafik 2. hasil pengujian pada cooling pad(specimen ke 2 ) dengan vavriasi serat 10 g

2. Pengujian Displacement (Δδ) pada cooling pad dengan variasi serat 20 gr dan matrik resin polyester seberat 0,5 kg

Grafik 3. hasil pengujian pada cooling pad(specimen ke 1 ) dengan vavriasi serat 20 gr


Grafik 4. hasil pengujian pada cooling pada(specimen ke 2 ) dengan vavriasi serat 20 gr

87

3. Pengujian Displacement (Δδ ) pada cooling pad dengan variasi serbuk 40 gr dan matrik resin polyester seberat 0,5 kg

Grafik 5. hasil pengujian pada cooling pad(specimen ke 1 ) dengan vavriasi sebuk 40 gr


4. Pengujian Displacement (Δδ ) pada cooling pad dengan variasi serbuk 40 gr dan matrik resin polyester seberat 0,5 kg




88

5. Pengujian Displacement produk cooling pad asli

Grafik 9. hasil pengujian pada cooling pad tanpa variasi dan tanpa penambahan serat eceng gondok

KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan : 1.

Nilai dari hasil pengujian temperature dan pengujian impak memiliki perbedaan yang beragam dengan 5 macam variasi yaitu serat 10 gr, serat 20 gr, serbuk 20 gr, serbuk 40 gr dan tanpa adanya penambahan serat dan serbuk sama sekali.Nilai terbaik dari dari produk NOTE PAD dari ke 5 macam variasi tersebut terdapat pada variasi serbuk 40 gr dan resin 0,5 gr yaitu sebesar max 1,8 mm dibandingkan dengan variasi yang lainnya( serat dan tanpa penambahan serat dan serbuk )

2.

Terbukti dengan adanya penambahan serat dan serbuk eceng gondok dapat meningkatkan kekuatan produk dilihat dari aspek temperature dan beban impak setelah diadakannya pengujian temperature dan pengujian impak

3.

Bahan serat eceng gondok merupakan bahan yang sesuai untuk bahan NOTE PAD dengan nilai ekonomis yang rendah, kualitas bagus, ergonomik, dan mudah didapatkan bahan bakunya.


89

DAFTAR PUSTAKA ASTM, 1990, “Standards and Literature References for Composite Materials, “2d ed., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA. Budinski, Kenneth, 2000, “Engineering Materials Properties and Selection sixth Edition,” Prentice Hall, New Jersey. MEDIA MESIN, Vol. 7, No. 2, Juli 2006, 70-76 75 Gibson.Ronald F., 1994,” Principles Of Composite Material Mechanics,” Mc Graw Hill Inc, New York. Jamasri, 2002, Buku Pegangan Kuliah Komposit, Surakarta Jones, M. R.,1975, “Mechanics of Composite Materials,” Mc Graw Hill Kogakusha, Ltd. Roseno, Seto, 2003, Karakteristik dan Model Mekanis Material Komposit Berpenguat Serat Alam, , BPPT , Jakarta. Shackelford James F, 1996, “Introduction To Materials Science For Engineers,” Prentice Hall International. Inc, London. Staf Laboratorium Bahan Teknik, 2005., Petunjuk Praktikum Ilmu Logam,Teknik Mesin UGM, Yogyakarta. Surdia T., Saito S, 1991, Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya Paramita, Jakarta. Vlack Lawrence H.Van , 1995, Ilmu dan Teknologi Bahan, terjemahan Ir. Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta. Pramuko I Purboputro, Pengaruh Panjang Serat terhadap Kekuatan Impak Enceng Gondok dengan Matrik Polieste Gibson, Ronald F.”,Principles of Composite Material Mechanics, McGra Hill. Inc.New York “(1994) 2729 Mel. M. Schwartz, “ Composite Material Processing, Fabrication and Applications.Vol II,” PrenciticeHall, Inc. New Jersey (1997) 143-201 S. Y. Oh, J. A. Cornie, and K. C. Russell,” Wetting of Ceramic Particulates withLiquid Aluminum Alloys, “Part II. Study of Wettability, Met. Trans.A 20 A (1983) 538


90

PEMANFAATAN SERAT ENCENG GONDOK SEBAGAI PENGUAT MATERIAL KOMPOSIT PENGGANTI SERAT KARBON DALAM PEMBUATAN COOLING PAD

Recommend Documents