## Manutech :
Jurnal Teknologi Manufaktur
Vol. 15, No. 02, (2023)    p-ISSN : 2089-5550 e-ISSN : 2621-3397

## Pengaruh Panjang Serat dan Fraksi Volume  Komposit Lidah Mertua Terhadap Pengujian Tarik
Husman 1 , Andre Hasnuryadi 2 , Yuliyanto 3* 1,2,3 Politeknik Manufaktur Negeri Bangka Belitung, Sungailiat *email : belzanyuliyanto@yahoo.com
Received : 6 Juli 2023; Received in revised form : 6 Desember 2023; Accepted : 27 Desember 2023

## Abstract
Technology  is  currently  experiencing  rapid  development,  especially  in  the  field  of  industrial engineering materials. One of the advances in industrial engineering materials is the use of ornamental plants as materials for making composites. Natural fiber reinforced composites are the right choice to be used as composite materials. The aim of the research is to obtain the highest tensile test values at fiber lengths of 60 mm, 80 mm, 100 mm and fiber volume fractions of 10%, 20%, 30% with 6% NaOH alkaline treatment for 1 hour and heating at 80 ℃ for 2 hours. The method used is full factorial. Samples were made using the hand lay-up method. The influence of fiber length and fiber volume fraction on tensile testing  is  very  large.  The  longer  the  fiber  used,  the  greater  the  tensile  strength.  Likewise  with  the percentage of fiber, the more it is, the stronger it is. The highest tensile strength was 39.03 Mpa at a fiber length of 100 mm and a volume fraction of 30%. Meanwhile, the lowest tensile strength result was 15.07 MPa at a fiber length of 60 mm and a fiber volume fraction of 10%. From the test results, the tongue-in- law composite can be used to make helmets, because its tensile strength value is higher than the tensile strength of SNI helmet material which is only 33.93 MPa.
Keywords : composite; tongue in law fiber; tensile test; impact test

## Abstrak
Teknologi  saat  ini  mengalami  perkembangan  yang  pesat,  terutama  di  bidang  material  teknik industri. Salah satu kemajuan di material teknik industri adalah pemanfaatan tanaman hias sebagai bahan pembuatan komposit. Komposit berpenguat serat alam merupakan  pilihan yang tepat untuk dijadikan bahan komposit. Tujuan penelitian untuk mendapatan nilai pengujian tarik tertinggi pada panjang serat 60 mm, 80mm, 100 mm dan fraksi volume serat 10%, 20%, 30 % dengan perlakuan alkali NaOH 6% selama 1 jam dan pemanasan pada suhu 80 ℃ selama 2 jam. Metode yang digunakan full faktorial. Pembuatan sampel menggunakkan metode hand lay-up . Pengaruh panjang serat dan fraksi volume serat terhadap pengujian  tarik  sangat  besar  sekali.  Semakin  Panjang  serat  yang  digunakan,  maka  kekuatan  tariknya semakin  besar.  Begitu  juga  dengan  persentase  serat,  semakin  banyak  semakin  kuat.  kekuatan  tarik tertinggi sebesar 39,03 Mpa pada panjang serat 100 mm dan fraksi volume 30%. Sedangkan hasil kekuatan tarik  terendah  sebesar  15,07  Mpa  pada  panjang  serat  60  mm  dan  fraksi  volume  serat  10%.  Dari  hasil pengujian komposit lidah mertua  bisa digunakan untuk pembuatan helm, karena nilai kekuatan tariknya lebih tinggi dibandingkan kekuatan tarik bahan helm SNI yang hanya sebesar 33,93 MPa.
Kata kunci : komposit; serat lidah mertua; pengujian tarik; pengujian lentur

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara dengan kekayaan alam yang melimpah terutama di sektor tanaman hias.  Salah  satunya  lidah  mertua  ( sansevieria ).  Lidah  mertua  adalah  marga  tanaman  hias  yang  cukup populer  sebagai  penghias  bagian  dalam  rumah  karena  tanaman  ini  dapat  tumbuh  dalam  kondisi  yang sedikit  air  dan  cahaya  matahari.  Lidah  Mertua  memiliki  daun  keras,  sukulen,  tegak,  dengan  ujung
meruncing. Lidah Mertua  dikenal dengan sebutan tanaman lidah mertua karena bentuknya yang tajam. Sementara seratnya digunakan sebagai bahan pakaian [1].
Perkembangan teknologi saat ini mengalami perkembangan yang pesat, terutama di bidang bahan teknik industri. Salah satu kemajuan di bahan teknik industri adalah pemanfaatan tanaman hias sebagai bahan  pembuatan  komposit.  Komposit  berpenguat  serat  alam  merupakan  pilihan  yang  tepat  untuk dijadikan bahan komposit. Hasil komposit dari serat alam memiliki keunggulan dibanding dengan serat buatan  seperti  kuat,  murah,  ringan,  ramah  lingkungan  dan  tahan  korosi  [2][3].  Penggunaan  serat biomaterial karena memiliki keunggulan yaitu kekuatan dan ketangguhan tinggi, relatif murah dan mudah didapatkan [4][5][6].

## Gambar 1. Tanaman Lidah Mertua
Penelitian  tentang  “Komposit  lidah  mertua  dengan  matriks  epoxi,  dimana  panjang  serat  lidah mertua sepanjang 60 mm, 80 mm dan persentase serat lidah mertua sebesar 10%, 20%. Standar  yang digunakan  adalah  ASTM  D-638  untuk  pengujian  tarik  dan  ASTM  D-222  untuk  pengujian  bending.  Nilai tertinggi pada uji tarik adalah 30,4 Mpa  dengan  panjang serat 80 mm fraksi volume 20%. Uji bending sebesar 49,6 Mpa dengan panjang serat 80 mm fraksi volume 10%. Penilitian lain tentang “Pembuatan Karakterisasi Komposit Polimer Berpenguat Serat Lidah Mertua ( Sanseviera Trifasciata ) dan Serat Eceng Gondok ( Eichhrnia Crassipes )” Hasil terbaik pada uji Tarik yaitu pada 10% lidah mertua dengan rata -rata sebesar 6,145 MPa dan modulus elastisitasnya 20,984 Mpa dan uji bending nilai tegangan terbaik pada 10% serat lidah mertua denagn rata-rata 5,520 Mpa dan modulus elastisitasnya 7,444 Mpa [7].
Penelitian  tentang  serat  daun  lidah  mertua  dengan  serbuk  gergaji  dengan  perbandingan konsentrasi  fraksi  volume  dari  serat  daun  lidah  mertua,  serbuk  gergaji,  dan  epoksi  resin  sebesar 20%:30%:50%, 25%:25%:50%, dan 30%:20%:50%. Hasil yang didapat bahwa koefisien serap bunyi yang optimum  dengan  konsentrasi  30%:20%:50%  sebesar  0,877.  Sedangkan,  hasil  pengujian  impak  yang optimum  dengan  konsentrasi  20%:30%:50%  sebesar  3,262  J/mm2.  Penelitian  ini  menunjukkan  bahwa serat daun lidah mertua dan serbuk gergaji dapat digunakan sebagai biomaterial penyerap bunyi [8].
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  diuraikan  rata-rata  panjang  serat  yang  memiliki  kekuaatan tertinggi  adalah  80  mm  dan  fraksi  volume  serat  yang  tertinggi  adalah  20%.  Artinya  perlu  dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memastikan apakah semakin tinggi panjang serat dan semakin tinggi fraksi volume  serat  memiliki  kekuatan  yang  lebih  baik  [9]. Tujuan  penelitian  ini  untuk  mendapatkan  nilai pengujian tarik tertinggi pada panjang serat 60 mm, 80 mm, 100 mm dan fraksi volume 10%, 20%, 30% dengan perendaman NaOH 6% selama 1 jam dan perlakuan panas di suhu 80°C selama 2 jam. Pembuatan komposit menggunakan metode hand lay-up atau secara acak. Aplikasi penggunaaan komposit ini, untuk pembuatan helm berstandar SNI. Standar kekuatan tarik bahan helm SNI sebesar 33,93 MPa.

## 2. METODE PENELITIAN
Pengertian  metodologi  penelitian  secara  umum  adalah  membahas  tentang  bagaimana  tahapan proses penelitian komposit lidah mertua yang akan dilakukan. Tahapan penelitian yang akan dilakukan mengikuti diagram alir yang ditunjukkan pada Gambar 2.

## Gambar 2. Diagram Alir Penelitian

## 2.1 Bahan Penelitian
Adapun  bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  Serat  Lidah  Mertua  ( sansevieria ) sebagai penguat, resin polyester sebagai pengikat dan NaOH digunakan untuk menghilangkan kotoran atau lignin pada serat yang merupakan  larutan  basa. Untuk lebih jelasnya jenis bahan yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.
Mulai Menentukan Rumusan dan Tujuan Pembuatan Spesimen Studi Literatur Persiapan Alat dan Bahan Desain Eksperimen Perendaman serat dengan NaOH 6% Validasi sample Tidak Ya Curring time 80°C waktu 2 jam Selesai Pengujian Tarik ASTM D 638 Pengolahan Data Analisa Data Kesimpulan
a                                                     b                                                     c Gambar 3. a. Serat Lidah Mertua, b. Resin Poliester dan Katalis, c. NaOH

## 2.2 Proses Pengambilan Serat Lidah Mertua
Proses pengambilan serat dibagi menjadi beberapa tahap, yaitu:
1. Persiapkan alat dan bahan.
2. Perendaman daun lidah mertua selama 15 hari agar lebih mudah dalam pengambilan serat.
3. Pukul-pukul daun lidah mertua agar halus.
4. Kikis lapisan luar daun nanar dengan sikat baja.
5. Bersihkan sekali lagi agar serat benar-benar bersih.
6. Keringkan serat di bawah sinar matahari.

## 2.3 Proses Pembuatan Spesimen [10]
Proses pembuatan sampel komposit, sebagai berikut:
1. Siapkan alat dan bahan.
2. Siapkan serat lidah mertua sesuai takaran.
3. Timbang resin dan katalis sesuai takaran.
4. Campurkan resin dan katalis di gelas plastik lalu aduk hingga merata.
5. Lapisi cetakan dengan WAX agar komposit lebih mudah saat dibuka.
6. Masukan serat ke dalam cetakan sesuai panjang dan persentase serat.
7. Tuang campuran resin dan katalis ke dalam cetakan sampai penuh. Cetakan harus sesuai satandar pengujian.
8. Tunggu sampai komposit kering lalu lepaskan dari cetakan.
9. Kemudian komposit masuk ke tahap pemanasan menggunakan oven listrik dengan suhu yang telah ditentukan.
10. Lakukan pengujian sampel sesuai dengan standar uji tarik.

## 2.4. Pengolahan Data
Sampel untuk uji tarik yang digunakan  sesuai dengan standar ASTM D 638  seperti dapat dilihat pada  Gambar  3,  sedangkan  bentuk  sampel  yang  sudah  dicetak  dapat  dilihat  pada  Gambar  4.  Hasil pengujian yang didapatkan dianalisa menggunakan Metode Annova.
Gambar 4. Bentuk Sample Uji Tarik
Berikut gambar sampel pengujian Tarik yang sudah dicetak dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5.  Sampel Uji Tarik

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Tarik
Pengujian  tarik  dilakukan  dengan  menggunakan  mesin  Uji  tarik  zwick  /Roel  Z020.  Standar  yang digunakan ASTM D 638. Hasil dari pengujian tarik ini dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian Tarik No Panjang Serat Fraksi Volume Serat Hasil Pengujian Tarik (Mpa) Rata-rata (Mpa) (mm) (%) 1 2 3 1 60 10 14,5 15,9 14,8 15,07 2 60 20 24,9 26,2 15,8 22,30 3 60 30 31,8 31,6 32 31,80 4 80 10 21,4 20 19,9 20,43 5 80 20 23,9 22,4 23,3 23,20 6 80 30 36,7 35,8 36.1 36,25 7 100 10 24,4 23 24,5 23,97 8 100 20 31 29,9 30,6 30,50 9 100 30 38,4 39,1 39,6 39,03
Berdasarkan Tabel 1, maka akan dijadikan grafik hasil pengujian untuk mempermudah titik mana yang paling maksimum dan minimum. Pada Gambar 6 merupakan grafik hasil pengujian.
Gambar 6. Grafik Pengujian Tarik
Kekuatan Tarik (Mpa)
Berdasarkan hasil pengujian di Gambar 6, bahwa  hasil kekuatan tarik tertinggi sebesar 39,03 Mpa pada panjang serat  100 mm dan fraksi volume  30%. Sedangkan hasil kekuatan tarik terendah sebesar 15,07 Mpa pada panjang serat 60 mm dan fraksi volume serat 10%. Artinya dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan pada fraksi volume serat 20% dan terjadi penurunan pada fraksi serat 10%. Artinya Panjang serat  dan  persentase  serat  akan  mempengaruhi  hasil  kekuatan  Tarik.  Semakin  Panjang  serat  yang digunakan, maka kekuatan tariknya semakin besar. Begitu juga dengan persentase serat, semakin banyak semakin kuat. Hal itu sesuai dengan grafik hasil pengujian Tarik sesuai dengan Panjang serat di Gambar 7a dan hasil pengujian Tarik sesuai fraksi volume serat di Gambar 7b.
a                                                                                              b
Gambar 7.a. Grafik Pengujian Tarik Sesuai dengan Panjang Serat dan fraksi Volume Serat. b. Hasil
Pengujian Tarik Sesuai Fraksi Volume Serat

## 4. SIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  komposit  berpenguat  serat  lidah  mertua  yang  telah  dilakukan,  dapat disimpulkan bahwa pengaruh panjang serat dan fraksi volume serat terhadap pengujian tarik sangat besar sekali. Semakin Panjang serat yang digunakan, maka kekuatan tariknya semakin besar. Begitu juga dengan persentase serat, semakin banyak semakin kuat. kekuatan tarik tertinggi sebesar 39,03 Mpa pada panjang serat 100 mm dan fraksi volume 30%. Sedangkan hasil kekuatan tarik terendah sebesar 15,07 Mpa pada panjang serat 60 mm dan fraksi volume serat 10%. Untuk mengetahui nilai optimum dari pengujian tarik komposit serat lidah mertua ini perlu dilakukan penelitian untuk persentase serat diatas 30% dan perlu dilakukan kombinasi baru untuk curring time terhadap waktu pemanasan dan suhu pemanasan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Kartika Sari, Yazid Zainur Isnen, Nur Khusaenah, Arifin Nur Muhammad Haryadi, Kamila Fatma Adira, “Sifat Fisis dan Akustik Komposit Serat Daun Lidah Mertua dengan Serbuk Gergaji sebagai Peredam Bunyi” Jurnal Rekayasa Mesin, Vol.16, No.3, 2021.
[2]. Laelan  Farih  Aoladi,  Catur  Pramono,  dan  Xander  Salahudin, “ Analisis  Pengaruh  Perlakuan  Alkali Terhadap  Kekuatan  Tarik  dan  Ketangguhan  Impak  Komposit  Dari  Serat  Lidah  Mertua  (Sanseviera Trifasciata) dengan Matrik Polyester ”, Jurnal Teknik Mesin MERC, Vol 2, No 2, 2019
[3]. Maya Sari Manurung “ Pembuatan Karakterisasi Komposit Polimer Berpenguat Serat Lidah Mertua ( Sanseviera Trifasciata) dan Serat Eceng Gondok  ( Eichhrnia Crassipes) ”, Skripsi Universitas Negeri Medan, 2021
[4]. Arifin  Nur  Muhammad  Haryadi  dkk, “ Sifat  Fisis  dan  Akustik  Komposit  Serat  Daun  Lidah  Mertua dengan Serbuk Gergaji sebagai Peredam Bunyi ”, Jurnal Rekayasa Mesin, Vol 16, No 3, 2021.
[5]. Riyan Efendi, Sumarji, Yuni Hermawan, “ Analisis Variasi Panjang Serat Dan Fraksi Volume Terhadap Sifat  Mekanik  Material  Komposit  Polyester  Yang  Diperkuat  Serat  Daun  Lidah  Mertua ”,  Skipsi Universitas Jembe, 2014
[6]. Hendrikus  Wona, “ Pengaruh  Variasi  Fraksi  Volume  Serat  terhadap  Kekuatan  Bending  dan  Impak Komposit Polyester Berpenguat Serat Agave Cantula ”, Jurnal Teknik Mesin Undana, Vol. 02, No. 01, 2015.
[7]. ASTM.D  638  “Standart  test  method  for  tensile  properties  of  plastics”.Philadelphia,  PA  :American Society for Testing and Materials ”, 2002.
[8]. Abd Hamid, A. R., & Jagan, T, “Design and Analysis of Carbon Fibre Composite Monorack Armfor Motorcycle”, International Journal of Intergrated Engineering, vol.11, no.7, pp. 152 -161, 2019.
[9]. Muhammad,  M.,  &  Putra,  R,  “Uji  Mekanik  Komposit  Berpenguat  Serat  Pandan  Duri  dan  Resin Polyester dengan Variasi Komposisi Metoda Fraksi Berat”, Jurnal Teknologi Kimia Unimal, 6(2), pp. 63-72, 2017.
[10]. Yuliyanto  dan  Masdani,  “Analisis  Pengaruh  Orientasi  Serat  Terhadap  Kekuatan  Impak  Dan  Model Patahan Komposit Polyester Berpenguat Serat Gaharu” Machi, e : Jurnal Teknik Mesin, Vol.4 No.2, pp. 15-20, 2018.