## PENGARUH FRAKSI VOLUME KOMPOSIT SERAT SABUT KELAPA BERMATRIK POLIMER TERMOSETING POLYESTER TERHADAP KEKUATAN LENTUR
Saripuddin Muddin 1 , Jamaluddin 2 , Darmadi Azis 3 , Andi Haslinah 4
1,2,3,4 Prodi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Islam Makassar Jl. Perintis Kemerdekaan Km.9 No. 29 Makassar, Indonesia 90245 Emai l: saripuddinmuddin.dty@uim-makassar.ac.id , jamaluddin.dty@uim-makassar.ac.id , Darmadiazis97@gmail.com, haslinah.dty@uim-makassar.ac.id

## ABSTRAK
Sabut  kelapa  merupakan  bahan  penguat  alami  dalam  pengembangan  komposit  berpenguat  serat  alam.  Dalam penelitian  mengenai  sabut  kelapa  sebagai  penguat  divariasikan  dengan  berbagai  ukuran.  Tujuan  penelitian  ini  untuk mengetahui  pengaruh  variasi  fraksi  volume  komposit  serat  sabut  kelapa  bermatrik  resin  polyester  terhadap  kekuatan lentur  dan  untuk  mengetahui  kekuatan  maksimal    komposit  serat  sabut  kelapa  bermatrik  polyester.  Metode  yang dingunakan adalah  metode esperimen untuk  membuat komposit serat sabut kelapa.  Komposit serat sabut kelapa  yang digunakan  yaitu  dengan  variasi  fraksi  volume  25%,  30%  dan  40%.  Dibuat  variasi  ukuran  penguat  dari  serat  dan kemudian dibuat komposit dengan melakukan perendaman sabut kelapa menggunakan  larutan alkali NaOH 5% selama 2  jam.  Selanjutnya  dilakukan  uji  spesimen.  Hasil  penelitian  yang  diperoleh  menunjukkan  bahwa  komposit  dengan fraksi  volume  40%  memiliki  kekuatan  bending  maksimal  sebesar  61,967  (Mpa)  dan  yang  paling  rendah  adalah komposit dengan  fraksi  volume 25% memiliki kekuatan bending sebesar  36,575 (Mpa). Sehingga  disimpulkan  bahwa semakin  kecil  fraksi  volume  pada  komposit  maka  akan  semakin  kecil  kekuatan  bending  yang  dihasilkan,  kemudian semakin besar fraksi volume komposit maka semakin besar kekuatan bending yang dihasilkan.

## Kata Kunci: Komposit, serat sabut kelapa, polimer

## ABSTRACK
Coconut  coir  is  a  natural  reinforcing  material  in  the  development  of  natural  fiber-reinforced  composites.  In research on coconut fiber as a reinforcement varied with various sizes. The purpose of this study was to determine the effect of volume fraction variations of coconut coir fiber composites with polyester resin matrix on the flexural strength and  to  determine  the  difference  in  flexural  test  strength  of  coconut  coir  fiber  composites  with  polyester  matrix.The coconut coir fiber composite used  is with a volume fraction variation of 25%, 30% and 40%. Variations in the size of the  reinforcement  were  made  from  fiber  and  then  composites  were  made  by  soaking  coconut  coir  using  5%  NaOH alkaline solution for 2 hours. Next is the specimen test. The results obtained indicate that the composite with a volume fraction of 40% has a maximum bending strength of 61.967 (Mpa) and the lowest is a composite with a volume fraction of 25% which has a bending strength of 36.575 (Mpa). So it can be concluded that the smaller the volume fraction of the  composite,  the  smaller  the  bending  strength  produced,  then  the  larger  the  volume  fraction  of  the  composite,  the greater the bending strength produced.
Keywords: Composite, coco fiber, polymer
DOI: https://doi.org/10.47398/iltek.v17i01.59 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License .

## PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  komposit  saat  ini sudah  mulai  mengalami  pergeseran  dari  bahan komposit  bepenguat  serat  sintetis  menjadi  bahan komposit  berpenguat  serat  alam,  Seiring  dengan berkembangnya dunia industri manufaktur, penggunaan material komposit yang ramah lingkungan dan  bisa  di  daur  ulang  kembali,  merupakan  tuntutan teknologi  saat  ini,  Salah  satu  material  komposit  yang diharapkan  di  dunia  industri  yaitu  material  komposit dengan  material pengisi (filler)  baik  yang  berupa  serat alami  maupun  serat  buatan  (Raliannoor  &  Rahmalina, 2020)
Dalam  penelitian  ini  Komposit  diangkat  agar dapat  menjadi  tuntunan  teknologi  saat  ini  berbasis ramah  lingkungan  dan  dapat  memanfaatkan  limbah sabut  kelapa  menjadi  material  komposit  yang diharapkan di dunia industri dan berdaya saing tinggi.
Beberapa keistimewaan pemanfaatan serat sabut kelapa  menjadi  bahan pembuatan komposit  antara  lain menghasilkan  bahan  baru  komposit  alam  yang  ramah lingkungan dan mendukung gagasan pemanfaatan serat sabut  kelapa  menjadi  produk  yang  memiliki  nilai ekonomi  dan  teknologi  tinggi  (Amin  &  Samsudi, 2010).
Sabut  kelapa  memiliki  sifat  tahan  lama,  sangat kuat  terhadap  gesekan,  tidak  mudah  patah,  sehingga serat  alami  ini  bisa  menjadi  alternatif  filler  bahan komposit  karena  selain  mudah  ketersediaan  sabut kelapa sangat berlimpah (Pratama et al., 2014)
Dalam  penelitian  ini  sabut  kelapa  digunakan karena selain mudah didpatkan serat sabut kelapa  yang dapat menyerap air.
Sifat  mekanis  komposit  serat  sabut  kelapa dengan  resin  polyester.  Setelah  dilakukan  pengujian dan  foto  SEM  didapatkan  fraksi  volume  serat  optimal dari  komposit  serat  sabut  kelapa  yang  dapat  menahan perambatan retak.(Hifani et al., 2018)
Pada  penelitian  ini  digunakan  polyester. Polyester dipakai  secara  luas karena sifat-sifat elektrik dan mekaniknya baik selain harganya yang juga masih murah.
Pengujian  kekuatan  lentur/bending  dimaksudkan untuk  mengetahui  ketahanan  komposit  terhadap pembebanan pada titik lentur. Disamping itu pengujian ini juga dimaksudkan untuk mengetahui keelastisitasan suatu bahan (Lumintang et al., 2011).
Bumper sistem keamanan yang digunakan untuk melindungi tabrakan kecepatan rendah. Ditempatkan di bagian  depan  dan  belakang  mobil  dirancang  untuk mencegah atau menguragi kerusakan fisik pada bagian depan  dan  belakang  kendaraan,komposit  berbahan
serat  sabut  kelapa  sangat  efektif  untuk  pengaplikasian pada  bumper  mobil  karena  komposit  berbahan  alam sangat kuat, dan tidak mudah patah.
Berdasarkan  pendahuluan  ini  maka  diangkat penelitian  ini  adalah pengaruh  fraksi  valume komposit 25%,  30%  35%  dan  40%  serat  sabut  kelapa  bermatrik polimer termoseting polyester terhadap kekuatan lentur sebagai alternatif materil bumper mobil.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Alat dan Bahan
Alat  yang  digunakan  dalam  p enelitian  ini adalah Mesin  universal  testing,  Cetakan  komposit, Sekrap, Gunting, Wadah/gelas ukur, Timbangan digital dan Gunting. Bahan yang digunakan pada p enelitian ini adalah Sabut  Kelapa,  Resin Polyester  SHCP -157dan Katalis Mekpo (Methyl ethl ketone peroxide)

## Prosedur Kerja

## Alur Pembuatan Komposit
Persiapkan  alat  dan  bahan  setelah  itu  rendam serat  sabut  kelapa  pada  larutan  NaOH  selama  2  jam setelah  itu cuci  serat  sabut kelapa dengan air  bersih di lanjut dengan penyisiran  serat  lalu dikeringkan  setelah serat  kering  serat  di  potong,  setelah  di  potong  hitung variasi fraksi serat dan resin, sebelum serat dimasukkan di  cetakan  terlebih  dahulu  oles  cetakan  dengan    wax setelah  itu  tuangkan  resin  tahap  pertama  lalu  tuang serat sabut kelapa lalu tuang resin tahap kedua ratakan dan  tutup  lalu  di  press  tunggu  sampai  kering  setelah kering  spesimen  di  buka  dari  cetakan  lalu  buat  pola spesimen, setelah itu spesimen siap di uji.

## Alur Pengujian Spesimen
Mempersiapkan  spesimen  yang  akan  di  uji  lalu tentukan  titik  tumpuan  dan  titik  tengah  spesimen dengan  member  garis  tentukan  besarnya  beban  yang digunakan  setelah  itu  letakkan  spesimen  pada  mesin pengujian  lentur  dengan  jarak  dan  titik  tumpuan  dan titik  tengah  pada  spesimen  yang  telah  ditentukan  lalu putar  handle  sampai  beban  menyentuh  spesimen  dan monometer menunjukkan angka nol lalu spesimen siap di uji.

## Metode Analisis
Untuk  memperoleh  komposisi  resin,  katalis  dan serat  sabut  kelapa  yang  digunakan  maka  terlebih dahulu dilakukan perhitungan volume cetakan kemudian perhitungan fraksi volume serat sabut kelapa dan matriks :
Menentukan volume cetakan  komposit
𝑉 𝑐 = (P x L x T)   .............................................(1)
Volume serat  fiber sabut kelapa
36,575 37,743 40,801 61,967 0 10 20 30 40 50 60 70 25% 30% 35% 40%
K e ku at an B e n d in g Fraksi Volume Komposit
𝑉 𝐹 = 𝑉 𝑠 100 𝑥 𝑉 𝐶 ...................................... (2)
Massa serat sabut kelapa
𝑚 𝑓 =   𝑉 𝑓 𝑥 𝑃 𝑓 ........................................... (3)
Volume Matrik
𝑉 𝑚 = 𝑉 𝑐 − 𝑉 𝑓 ............................................ (4)
Massa Matrik
𝑀 𝑚 𝑥 𝑃 𝑚 ................................................... (5)
Perbandingan Resin dan Katali 100 : 1
Volume Resin
𝑉 𝑟 = 100 𝑉 𝐶 𝑥𝑉 𝑚 ............................................ (6)
Kebutuhan Massa Resin
𝑣 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑛 𝑥 massa jenis resin  .......................... (7)
Volume Katalis  = 1 𝑉 𝑐 𝑥 𝑉 𝑚 ........................ (8)

## Kebutuhan massa Katalis
𝑉 𝑘𝑎𝑡𝑎𝑙𝑖𝑠 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑘𝑎𝑡𝑎𝑙𝑖𝑠 ............. (9)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui pengaruh  variasi  fraksi  volume  komposit  serat  sabut kelapa  bermatrik  resin  polyester  terhadap  kekuatan lentur  dan  untuk  mengetahui  kekuatan  maksimal komposit serat sabut kelapa bermatrik polyester.
Gambar 1 Spesimen Komposit
Pembuatan komposit dilakukan beberapa tahap terlebih dahulu, melakukan perhitungan komposisi komposit yang dihitung dari jumlah volume total cetakan maka diperoleh :
Tabel 1 . Analisis Data Pembuatan Spesimen Komposit
𝐹 𝑉 𝑉 𝑠 𝑀 𝐹 𝑉 𝑚 𝑀 𝑚 𝑉 𝑟 𝑀 𝑟 25% 48. 𝑐𝑚 2 9,6 gr 144. 𝐶𝑀 2 172,8 gr 1,584 𝐶𝑀 2 1,5 gr 30% 57.6 𝑐𝑚 2 11,5 gr 134.4 𝐶𝑀 2 161,2 gr 1,344 𝐶𝑀 2 1,4 gr 35% 67.2 𝑐𝑚 2 13,4 gr 124.8 𝐶𝑀 2 149,7 gr 1,248 𝐶𝑀 2 1,3 gr 40% 76.8 𝑐𝑚 2 15,3 gr 115.2 𝐶𝑀 2 138,2 gr 1,152 𝐶𝑀 2 1,2 gr
Berdasarkan    table  1  terlihat  hasil      pembuatan spesimen  komposit  didapatkan  hasil  fraksi  volume komposit 25% volume serat fiber sabut kelapa sebesar 48 𝑐𝑚 2 massa  serat  sebesar    9,6  gr  volume  matrik sebesar  144. 𝑐𝑚 2 massa  matriks  sebesar  172,8  gr volume  katalis  sebesar  1,584 𝑐𝑚 2 dan  massa  katalis sebesar 1,5 gr, hasil fraksi volume komposit 30%  fiber sabut  kelapa  sebesar  57,6 𝑐𝑚 2 massa  serat  sebesar 11,5  gr  volume  matrik  sebesar  134.4 𝑐𝑚 2 massa matriks  sebesar  161,2  gr  volume  katalis  sebesar 1,344 𝑐𝑚 2 dan  massa  katalis  sebesar  1,4  gr  fraksi volume  komposit  35%  fiber  sabut  kelapa  sebesar 67,2 𝑐𝑚 2 massa  serat  sebesar    13,4  gr  volume  matrik sebesar  124.8 𝑐𝑚 2 massa  matriks  sebesar  149,7  gr volume  katalis  sebesar  1,248 𝑐𝑚 2 dan  massa  katalis sebesar  1,3  gr,  dan  fraksi  volume  40%  fiber  sabut kelapa  sebesar  76,8 𝑐𝑚 2 massa  serat  sebesar    15,3  gr volume  matrik  sebesar  115.2 𝑐𝑚 2 massa  matriks sebesar 138,2 gr volume katalis sebesar 1,152 𝑐𝑚 2 dan massa katalis sebesar 1,2 gr.
Pada pencampuran bahan komposit harus benar- benar  sesuai  dengan  fraksi  volume  yang  digunakan untuk mencegah kegagalan dalam pembuatan komposit (Delni Sriwita, 2014).
Pencampuran  resin  dan  katalis  harus  sesuai dengan jumlah yang telah di perhitungkan karena dapat menyebabkan  pengeringan  komposit  yang  gagal (Maryanti et al., 2011)
Hasil Pengujian Bending/Lentur Spesimen Komposit
Gambar  2 .  Grafik  Hasil  Kekuatan  Bending  antara fraksi volume dan kekuatan
Berdasarkan  gambar  2  hasil  pengujian  lentur maka  diketahui  pengaruh  fraksi  volume    Kekuatan lentur  spesimen  25%  dari  hasil  pengujian  lentur  yang dilakukan  menunjukkan  kekuatan  lentur  maksimal sebesar    3657,5  N/ 𝑐𝑚 2 atau  36,575  MPa.  Kekuatan lentur  spesimen  30%  dari  hasil  pengujian  lentur  yang dilakukan  menunjukkan  kekuatan  lentur  maksimal sebesar  3774,3  N/ 𝑐𝑚 2 atau  37,743  Mpa.  Kekuatan lentur  spesimen  35%   dari  hasil  pengujian  lentur yang dilakukan  menunjukkan  kekuatan  lentur  maksimal sebesar  4080,1  N/ 𝑐𝑚 2 atau  40,801  Mpa.  Kekuatan lentur  spesimen  40%  dari  hasil  pengujian  lentur  yang dilakukan  menunjukkan  kekuatan  lentur  maksimal sebesar 6196,7 N/ 𝑐𝑚 2 atau 61,967 Mpa.
Kekuatan  maksimal  komposit  terdapat  pada spesimen  40%  dengan  kekuatan  lentur  maksimal sebesar 6196,7 N/ 𝑐𝑚 2 atau 61,967 Mpa Analisis  sifat  mekanik  material  komposit  dari serat sabut kelapa. Hasil terrendah terdapat pada fraksi volume  20%  sebesar  34,793  (Mpa)  dan  terbesar  pada fraksi  volume  40%  sebesar  47,500  (Mpa).  (Arsyad  et al., 2014).
Hal  ini  menunjukkan  bahwa  semakin  besar presentasi  serat  yang  digunakan  dalam  campuran, maka  semakin  tinggi  nilai  lentur  yang  diperoleh (Rumbayan, 2020).

## Hasil Patahan Komposit
Gambar 3. Hasil Patahan Spesimen 25%
Berdasarkan  gambar  3  hasil  patahan  spesimen 25%  menunjukkan    hasil  patahan  pullout  yang disebabkan  matrix  pada  reinforced  tidak  sempurna akibatnya  terdapat  banyaknya  ukuran  panjang  serat sabut kelapa yang terlihat pada daerah patahan.
Gambar 4 . Hasil Patahan Spesimen 30%
Berdasarkan gambar 4 hasil patahan spesimen 30% menunjukkan hasil patahan pullout yang sudah berkurang.
Gambar 5 . Hasil Patahan Spesimen 35%
Berdasarkan  gambar  5  hasil  patahan  spesimen 35%  menunjukkan  ukuran  panjang  serat  sabut  kelapa yang terlihat pada daerah patahan sudah mulai tertutupi sempurna.
Gambar 6. Hasil Patahan Spesimen 40%
Berdasrkan  gambar  6  hasil  patahan  spesimen 40%  menunjukkan  serat    sudah  tertutupi  secara sempurna.

## KESIMPULAN DAN SARAN
komposit  dengan  fraksi  volume  40%  memiliki kekuatan bending maksimal sebesar 61,967 (Mpa) dan yang  paling  rendah  adalah  pada  komposit  dengan fraksi volume 25% memiliki kekuatan bending sebesar 36,575 (Mpa).
Dari  hasil  yang  diperoleh  dapat  disimpulkan bahwa  semakin  kecil  fraksi  volume  pada  komposit maka  akan  semakin  kecil  kekuatan  bending  yang dihasilkan,  kemudian  semakin  besar  fraksi  volume komposit  maka  semakin  besar  kekuatan  bending  yang dihasilkan.
Komposit  dengan  fraksi  volume  25%  lebih mudah retak, hal  ini disebabkan  banyaknya resin  yang serat  tersebut  mengikat  sehingga  pada  volume komposit  ini  mudah  retak  di  banding  komposit  yang mempunyai  fraksi  volume  40%.  Komposit  40%  itu sendiri  tidak  mudah  retak  disebabkan  adanya  ikatan serat  dan  resin  yang  seimbang  sehingga  komposit tersebut tidak mudah retak.

## DAFTAR PUSTAKA
Amin, M., & Samsudi, R. (2010). Pemanfaatan limbah serat  sabut  kelapa  sebagai  bahan  Pembuat  helm pengendara  kendaraan  roda  dua. Prosiding Seminar Nasional UNIMUS , 1–5. http://jurnal.unimus.ac.id/index.php/psn1201201
0/article/view/96
Arsyad, M., Suyuti, M. A., Hidayat, M. F., & Pajarrai,
S.  (2014).  Pengaruh  Variasi  Arah  Susunan  Serat Sabut  Kelapa  Terhadap  Sifat  Mekanik. Jurnal Sinergi , 2 , 101–113.
Delni Sriwita, A. (2014). Pembuatan Dan Karakterisasi Sifat  Mekanik  Bahan  Komposit  Serat  Daun Nenas-Polyester Ditinjau Dari Fraksi Massa Dan Orientasi  Serat. Jurnal  Fisika  Unand , 3 (1),  30– 36. https://doi.org/10.25077/jfu.3.1.
Hifani,  R.,  Sembada,  I.,  Pambudi,  R.  F.,  Rifki,  W.,  & Musaffa. (2018).  Pengaruh variasi  fraksi  volume komposit serat sabut kelapa unsaturated- polyester  terhadap  pengujian  tarik. Rotor ,
11 (April), 22–24.
Lumintang,  R.,  Soenoko,  R.,  &  Wahyudi,  S.  (2011). Komposit  Hibrid  Polyester  Berpenguat  Serbuk
Batang Dan Serat Sabut Kelapa. Jurnal Rekayasa Mesin , 2 (2), 145–153.
https://doi.org/10.21776/ub.jrm
Maryanti,  B.,  Sonief,  A.,  &  Wahyudi,  S.  (2011). Pengaruh  Alkalisasi  Komposit  Serat  Kelapa- Poliester  Terhadap  Kekuatan  Tarik. Rekayasa Mesin , 2 (2), 123–129.
Pratama,  Y.  Y.,  Setyanto,  R.  H.,  &  Priadythama,  I. (2014).  Pengaruh  Perlakuan  Alkali  ,  Fraksi Volume  Serat  ,  dan  Panjang  Serat  Terhadap Kekuatan  Tarik  Komposit  Serat  Sabut  Kelapa  - Polyester. Jurnal  Ilmiah  Teknik  Industri , Vol.
13 (Juni), hal. 8-15.
Raliannoor,  R.,  &  Rahmalina,  D.  (2020).  Pengaruh Fraksi  Volume  Penguat  2,  2,5  Dan  3%  Serat Bambu Haur Dan Fiberglass Terhadap Kekuatan Tarik  Matriks  Poliester. Info-Teknik , 20 (2),  141. https://doi.org/10.20527/infotek.v20i2.7710
Rumbayan,  R.  (2020).  Kuat  Tekan  ,  Kuat  Lentur  dan
Daya Serap Air untuk
Batako dengan Penambahan Serat Sabut Kelapa. Jurnal Polimdo , 2 (3), 48–57.