## PENGARUH PENINGKATAN KUALITAS SERAT RESAM TERHADAP KEKUATAN TARIK, FLEXURE DAN IMPACT PADA MATRIKS POLYESTER SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN DASHBOARD MOBIL
Herwandi 1* , Robert Napitupulu 2
Dosen Prodi Teknik Perancangan Mekanik, Jurusan Teknik Mesin, Polman Negeri Bangka Belitung 1,2
Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung, Sungailiat, Kawasan Industri Airkantung, 33211 1,2) ayaxherwandi59@gmail.com 1

## Abstrak
Tanaman resam ( dicranopteris linearis ) merupakan pakis hutan yang hidup di perkebunan karet dan tumbuh hampir diseluruh provinsi di Indonesia. Tumbuhan ini menjalar dan memiliki panjang kurang  lebih  7  meter.  Penelitian  yang  sudah  dilakukan  oleh  peneliti  lain  menunjukkan  bahwa penggunaan serat alam sebagai bahan komposit dapat ditingkatkan dengan NaOH. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapat bahan komposit baru, hasil dari perlakuan kimia dengan larutan NaOH terhadap serat resam. Tahapan proses penelitian ini yaitu pembuatan sampel uji, pengujian mekanik dan analisis data. Bahan-bahan untuk pembuatan sampel diantaranya adalah serat, resin Yukalac 157 BQTN-EX, MEKPO sebagai hardener , 5% NaOH dan wax glasses sebagai pencegah menempelnya resin ke cetakan. Benda uji dibuat dengan cara mencampurkan secara acak serat ke resin. Sebelumnya serat sudah dibuat tiga ukuran panjang yaitu: 20 mm, 40 mm, dan 60 mm. Ukuran benda uji dibuat berdasarkan standar uji tarik (ASTM D 638),  uji flexure (ASTM D 790) dan uji impact (ISO-179). Nilai paling tinggi uji tarik 30,750 MPa, modulus elastisitasnya 9400 MPa. Nilai maksimum tegangan flexure 138 MPa dan nilai paling tinggi uji impact adalah 54,14 kJ/m 2 . Kesimpulan dari penelitian ini adalah  hasil  uji  tarik,  uji  flexure  dan  uji  impact  sudah  memenuhi  standar plastic yang  digunakan dashboard mobil.
Kata kunci: Serat Resam, Komposit, Resin, Uji Tarik,Uji Flexure , Uji Impact

## PENDAHULUAN
Penggunaan  serat  alam  (serat  alam Gambar  1)  selain  dapat  berfungsi  sebagai penguat  dan  meningkatkan  sifat  mekanik polimer juga dapat mengurangi biaya produksi [1].  Dalam  dekade  ini,  material  komposit dengan penguat serat alam telah diaplikasikan oleh  para  produsen  mobil  (lihat  Gambar  1). Keuntungan  pemakaian  komposit  ini  adalah memiliki sifat mekanik yang baik, tidak mudah korosif,  bahan  baku  yang  mudah  diperoleh dengan  harga  yang  lebih  murah,  memiliki massa  jenis  yang  lebih  rendah  dibanding dengan  serat  mineral  dan  mampu  berfungsi sebagai peredam suara yang baik [2,3,4].
Serat  alam  selain  memiliki  banyak keuntungan, sebenarnya juga memiliki banyak kelemahannya, diantaranya adalah kekuatannya yang rendah khususnya terhadap
Gambar.1 Macam-macm serat alam dan Aplikasi serat alam dalam automotive [5]
beban  kejut,  kehandalannya  juga  rendah, mudah  menyerap  air,  tidak  tahan  pada  suhu tinggi, kualitasnya sangat bervariasi tergantung  dari  musim,  umur,  kondisi  tanah dan  lingkungan.  Untuk  mengatasi  kelemahan tersebut,  serat  harus  diolah  terlebih  dahulu. Untuk  beberapa  jenis  tumbuhan,  seperti  flax, rami  dan  kenaf  dapat  dilakukan  secara  alami oleh  mikroba.  Dalam  proses  ini,  tumbuhan direndam  dalam  air  di  ladang  sekitar  2-3
minggu  tergantung  dari  kondisi  cuaca, sehingga  serat  mudah  dipisahkan  dari  pectin, yaitu bagian tumbuhan  yang menghubungkan ikatan serat dengan inti kayu.
Proses  selanjutnya  adalah  memisahkan serat  dari  hemicellulosa,  lignin,  dan  sebagian kecil  unsur  lain  dengan  perlakuan  alkali. Proses  ini  dapat  meningkatkan  kekasaran permukaan serat, sehingga permukaan kontaknya  juga  meningkat.  Oleh  sebab  itu, perlakuan alkali dapat menyebabkan mechanical  interlocking yang  lebih  baik  [6]. Bahan kimia yang sederhana dan efektif untuk perlakuan  alkali  pada  serat  adalah  NaOH. Penentuan  konsentrasi  NaOH  dan  waktu perendaman  yang  tepat  dapat  menghasilkan sifat  mekanik  komposit  yang  optimal. Konsentrasi  NaOH  yang  banyak  digunakan oleh para periset adalah 0,5 - 20%, sedangkan waktu  perendaman  berkisar  15  sampai  96 menit  [7].  Seorang  peneliti  yang  bernama Prasad  menyimpulkan  bahwa  waktu  rendam optimal adalah 72 jam dan konsentrasi NaOH 5%  dalam aquades yang  menghasilkan kekuatan tarik serat tertinggi, sedangkan waktu rendam  96  jam  dan  konsentrasi  NaOH  5% menghasilkan  modulus  Young  terbaik  [8]. Hasil  riset  yang  dilakukan  peneliti  lain  yang bernama Nayak menunjukkan bahwa perlakuan  kimia  serat  dengan  konsentrasi NaOH  2%  dan  waktu  rendam  1  jam menghasilkan  kekuatan  komposit  tertinggi, sedangkan  konsentrasi  NaOH  5%  dengan waktu rendam 1 jam menghasilkan sifat lentur terbaik [9].
Dalam  penelitian  yang  sudah  dilakukan terhadap  komposit  yang  diperkuat  dengan serat  resam  diperoleh  hasil  diantaranya: kekuatan tarik maksimal sebesar 19,022 MPa, regangannya 1,138 %,  modulus  elastisitasnya 2015,24  Mpa,  tegangan  lentur  58,735  MPa, modulus  lenturnya  4221,349  MPa  dan tegangan impact nya 132 kJ/m 2 . Hasil penelitian ini menunjukkan  bahwa uji flexural dan uji impact sudah memenuhi standar plastic yang  digunakan  dashboard  mobil,  sedangkan uji tarik belum memenuhi standar plastik yang digunakan    dashboard  mobil,  tetapi  hasil penelitian  ini  masih  bisa  ditingkatkan  untuk mencapai  standar  plastik  ABS High  Impact atau melebihi nilai plastik tersebut dengan cara
menaikkan  nilai  ukuran  panjang  serat  resam, hal  ini  terlihat  dari  adanya  kenaikan  nilai  uji tarik secara kontinyu mulai dari 3 mm, 10mm sampai 20mm [10].
Dalam  penelitian  yang  sudah  dilakukan oleh  peneliti  lain  bahwa  serat  alam  bisa ditingkatkan kemampuannya dengan perlakuan bahan kimia seperti NaOH. Hal ini sangatlah berguna sekali untuk meningkatkan kualitas penelitian serat resam yang dilakukan oleh penulis. Oleh karena itu untuk mencapai pemanfaatan  yang  lebih  luas  lagi  perlu dilakukan penelitian tersebut. Penelitian  yang dilakukan  ini  untuk  mendapatkan  kekuatan tarik,  kekuatan flexure dan  kekuatan impact komposit  serat  resam  yang  sudah  mendapat perlakuan  NaOH  sehingga  bisa  digunakan sebagai bahan dashboard kendaraan mobil.

## METODE PENELITIAN
Untuk  proses  penelitian  “Peningkatan kualitas  serat  resam  untuk  bahan  komposit sebagai bahan pembuatan komponen kendaraan bermotor”, Metode penelitian yang digunakan  adalah  metode  eksperimental. Tahapan  proses  yang  dilakukan  dalam penelitian ini, yaitu:
1.  Pembuatan sampel uji;
2.  Pengujian mekanik;
3.  Analisis data.

## A. Tahap pertama
Pada  tahap  awal  ini  pembuatan  sampel uji komposit  serat  resam  dan  polyester.
Langkah  yang  dilakukan  untuk  pembuatan sampel ini adalah:
(1) Mempersiapkan serat resam dengan berbagai ukuran panjang;
(2) Membuat cetakan;
(3) Membuat benda uji dengan berbagai variasi ukuran  serat  beserta  prosentasenya  dan prosentase curing agent .
(4) Persiapan sampel uji sesuai standar (ASTM D 638 untuk uji tarik, ASTM D 790 untuk flexure dan ISO 179 untuk uji impact ).
Pada  penelitian  ini,  bahan-bahan  dan material yang digunakan:
1.  Serat resam;
2.  Larutan 5% NaOH;
3.  Resin unsaturated polyester  dengan  merk Yukalac 157 BQTN-EX sebagai matriks;
4.  Metil  etil  keton  peroksida  (MEKPo) sebagai hardener / curing agent ; 5. Wax glasses untuk mencegah menempelnya resin ke permukaan cetakan.
Benda uji dibuat dengan cara mencampurkan  langsung  serat  resam,  resin dan curing  agent ,  sebelumnya  serat  resam sudah  dibuat  dalam  beberapa  variasi  serat dalam  ukuran  panjang  20mm,  40mm,  dan 60mm. Setelah itu variasi ukuran panjang serat direndam  dalam  larutan  5%  NaOH  yang divariasikan waktu rendamnya 10 menit, 2 jam dan  4  jam.  Kemudian  serat  ditimbang  sesuai dengan prosentase yang diinginkan, parameter prosentase  berat  resam  tersebut  adalah  25%, 30%,  dan  35%  terhadap  komposit  dan  1,5% curing  agent .  Untuk  ukuran  benda  uji  maka akan  dibuat  berdasarkan  standar  uji  tarik (ASTM D 638), standar uji flexure (ASTM D 790), dan standar uji impact (ISO-179).

## B. Tahap kedua
Tahap kedua untuk mendapat karakteristik  mekanik  komposit  berupa: kekuatan  tarik,  modulus  elastisitas,  regangan, tegangan lentur, modulus lentur dan tegangan impact.

## C. Tahap ketiga
Pada tahap ini melakukan pengumpulan data dari hasil pengujian dan selanjutnya dari data  yang  sudah  dikumpulkan,  dilakukan analisis  data  untuk  mengetahui  karakteristik yang ditemukan pada komposit hasil penelitian ini.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Jumlah  benda  eksperimen  untuk  setiap pengujian  adalah  9  variasi,  dengan  setiap variasi  dilakukan  2  kali  replikasi  sehingga jumlah  benda  eksperimen  yang  dibuat  untuk setiap  proses  pengujian  seluruhnya  adalah  18 buah. Hasil pengujian benda uji di laboratorium  material  Politeknik  Manufaktur Negeri  Bangka  Belitung  dengan  berbagai variasi serat resam, variasi larutan NaOH 5%, resin dan curing agent dapat dilihat di bawah ini.

##  Hasil pengujian tarik
Hasil  pengujian  tarik  dengan  menggunakan standar  ASTM  D-638  terdiri  dari  kekuatan tarik    (Gambar  2)  dan  modulus  elastisitas (Gambar 3).
Gambar 2. Kekuatan tarik
Gambar 3. Modulus elastisitas
Dari  grafik  yang  ditampilkan  pada  Gambar  2 dan gambar 3 ini dapat dianalisis beberapa hal diantaranya adalah:
 Nilai  maksimum  kekuatan  tarik  adalah 30,750  MPa  dan  modulus  elastisitasnya 9400,00 Mpa.
 Kekuatan tarik dan dari dashboard mobil yang  memiliki  jenis  bahan  plastik  ABS High  Impact adalah  sebesar  20-40  Mpa, sedangkan Nilai modulus elastisitas antara 1-2,5  Gpa  (1000-2500  Mpa),  sehingga penelitian ini sudah memenuhi standar.
 Hasil pengujian flexure dan Impact . Hasil pengujian flexure dengan menggunakan standar ASTM D-790
mendapatkan tegangan lentur (Gambar 4) dan standar ISO-179 untuk mendapatkan tegangan impact (Gambar 5).

## Gambar 4. Tegangan Flexure
Gambar 5. Tegangan Impact
Dari  grafik  yang  ditampilkan  pada  Gambar  4 dan Gambar 5 ini dapat dianalisis beberapa hal diantaranya adalah:
 Nilai  maksimum  Tegangan  lentur  adalah 138  MPa  dan  tegangan impact adalah 54,14 kJ/m 2 .
 Nilai  tegangan  lentur  dari dashboard mobil  yang  memiliki  jenis  bahan  plastik ABS High  Impact adalah  37-76  MPa sedangkan  Untuk  kekuatan impact dari dashboard mobil  yang  memiliki  jenis bahan  plastik  ABS  adalah  sebesar  13,48 kJ/m 2 Sehingga  kedua  tegangan  dari penelitian ini sudah memenuhi standar.

## KESIMPULAN
Dari hasil proses pengujian tarik, flexure dan impact diperoleh  hasil  maksimum  untuk tegangan tarik 30,750 Mpa, modulus elastisitas 9400  Mpa,  tegangan flexure /lentur  138  Mpa, dan tegangan impact 54,14 kJ/m 2 . Semua hasil proses pengujian ini bila dibandingkan dengan standar plastik yang digunakan untuk dashboard mobil  ternyata  sudah  memenuhi standar,  sehingga  bisa  dijadikan  salah  satu bahan komposit baru untuk dashboard mobil.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Neng  Sri  Suharty,  2007,  Rekayasa polimer menggantikan bahan tradisional,
Pidato  Pengukuhan  guru  besar  kimia- Universitas Sebelas Maret. [2].  Basuki  Widodo,  2008,  Analisa  sifat mekanik komposit epoksi dengan penguat  serat  pohon  aren  (ijuk)  model lamina berorientasi sudut acak ( random ),
Jurnal teknologi technoscientia.
[3].  Muh  Amin  dan  Samsudi  R,  2010,
Pemanfaatan  limbah  serat  sabut  kelapa sebagai bahan Pembuat helm pengendara kendaraan roda dua, Prosiding nasional unimus. [4].  Rajesh  Ghosh,  A.  Rama  Krishna  ,  G. Reena  ,  dan  Bh.Lakshmipathi  Raju, 2011, Effect of fibre volume fraction on the  tensile  strength  of  Banana  fibre reinforced  vinyl  ester  resin  composite, International journal of advanced engineering sciences and technologies. [5].  Lawrence  T.  Drzal,  2007,  Sustainable Bio-Based Structural Material: opportunities  and  challenges,  Michigan State University.
[6].  George  J.,  Janardhan  R.,  Anand,  J.S., Bhagawan  S.S.,  dan  Thomas  S.  1996. Melt  Rheological  Behavior  Of  Short Pineapple Fibre Reinforced Low Density Polyethylene  Composites,  Journal  Of Polymer,  Volume  37,  No.  24,  Gret Britain.
[7].  Jefferjee B., Heyleys, dan Zylyon. 2003. Composite Aplication using Coir Fibres in  Sri  Lanka,  Final  report  of  fast  track project from Common Fun for Commodities, Delft  University of Technology, Netherlands.
[8].  Prasad S. V., Pavithran, C., dan Rohatgi, P.  K.  1983.  Alkali  treatment  for  coir fibres  for  coir-polyester  composites, Research regional  laboratory,  India, pp. 1443-1454.
[9].  Nayak S. K., Tripahy S.S., Rout, J., dan Mohanty,  A.K.  2000.  Coir-Polyester Composite:  Effect  on  fibre  surface treatment  on  mechanical  properties  of composite, International Plastics
Engineering  and  Technology,  Vol.04, pp.79-86.
[10].  Herwandi,  Sugianto,  Somawardi,  dan Muhammad  Subhan,  2013.  Pengaruh
Variasi  Volume  Serat  Resam  Terhadap Kekuatan  Tarik  dan  I mpact Komposit pada  Matriks  Polyester  sebagai  Bahan Pembuatan Dashboard Mobil, Prosiding Seminar  Nasional  Mesin  dan  Industri (SNMI  VIII)  2013  di  Universitas Tarumanagara.