## Jurnal Flywheel
Februari 2024 - Vol. 15 No. 1, hal. 1-7 e-ISSN: 2745-7435             p-ISSN: 1979-5858

## Analisis Komposit Serat Pelepah Salak sebagai Material Alternatif Berbasis Mikro Struktur dan Sifat Mekanik
Yakobus Rivandir Ukar 1 *, Suriansyah Sabarudin 1 , Dadang Hermawan 1
1 Program studi S1Teknik Mesin,Universitas Widyagama Malang
Kata kunci

## A B S T R A K
Alkali Komposit Serat pelepah salak Uji bending Uji impak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  perlakuan  alkali  terhadap  sifat mekanik  komposit  serat  pelepah  salak  yaitu  kekuatan bending dan  kekuatan  impak. memanfaatkan  serat  pelepah  salak  sebagai  alternatif  material  reinforcement  pada komposit,  variasi  perlakuan  alkali  menggunakan  NaOH  5%,  perendaman  dari  1  jam hingga 4 jam, serat pelepah salak fraksi volume pada komposit 30% penguatnya adalah resin polyester, sifat mekanik komposit diketahui dengan melakukan uji bending dan uji impak  berturut-turut  menurut  ASTM  D-790  dan  ASTM  D-5942.  Hasil  penelitian komposit  serat  pelepah  salak  menunjukkan  kekuatan bending dan  kekuatan impact mengalami  peningkatan  pada  perlakuan  alkali  serat  pelepah  salak  pada  perendaman 1jam,  2  jam  dan  3  jam  lalu  mengalami  penurunan  pada  4  jam.  Kekuatan bending dan kekuatan impak tertinggi dimiliki komposit dengan perlakuan alkali serat pelepah salak 3  jam  masing-masing  sebesar  36,60  Mpa  dan  0,0234  J/m2.  Tanpa  perlakuan  alkali NaOH 5% pada serat pelepah salak menghasilkan nilai kekuatan bending dan kekuatan impak lebih meningkat daripada dengan perlakuan alkali NaOH 5%.
* Corresponding author : Yakobus Rivandir Ukar (email: yakobus03mei@gmail.com ) Diterima: 5 Januari 2024 Disetujui: 19 Februari 2024 Dipublikasikan: 29 Februari 2024

## 1 Pendahuluan
Konsep  dasar  di  balik  material  komposit  adalah  penyatuan  mikroskopis  dari  dua  atau  lebih  material berbeda.  Ada  banyak  kombinasi  pengisi  dan  matriks  yang  berbeda.  Pengisi  bisa  berupa  partikel  kecil  atau untaian.  Saat  ini,  material  komposit  fiber-built  sedang  merancang  material  yang  banyak  digunakan  karena kekuatan dan kekencangannya jauh di atas material desain secara keseluruhan. Ketika digunakan bersama-sama, material  lain  tidak  dapat  mencapai  sifat  komposit  yang  diinginkan.  Sifat-sifat  material  yang  ideal  diperoleh dengan  cara  menjadikannya  suatu  komposit,  sehingga  sifat-sifatnya  dapat  direncanakan  sesuai  dengan kebutuhan.  Material  komposit  diketahui  memiliki  kekuatan  utama  terhadap  cahaya  dan  tidak  terpengaruh  oleh erosi sehingga dapat bersaing dengan material logam [1].
Komposit adalah suatu material yang dibingkai dari campuran paling sedikit dua bahan yang mempunyai sifat  mekanik  lebih  membumi  dibandingkan bahan  pembentuknya.  Komposit  terdiri  dari  dua  bagian  yaitu  grid sebagai  folio  atau  pelindung  komposit  dan  filler  sebagai  pengisi  komposit.  Fiber  memiliki  standar  mendasar sebagai  reinforcement dari  komposit.  Grid/Penopang  Dalam  Pembuatan  Komposit,  dan  Penopang  atau Pengisi/Fiber  Salah  satu  bagian  mendasar  dari  suatu  komposit  adalah  menunjang  kemampuan  apa  sebagai penghantar  beban  utama  pada  komposit  tersebut.  Fiber  yang  akan  mendapat  porsi  lebih  besar  dalam  menahan beban yang bekerja. Sehingga bahan baku, bentuk, orientasi, dan volume fraksi, sangat mempengaruhi kekuatan komposit yang dibuat [2].
Filler  Beberapa  pihak  menyatakan  bahwa  fiber  partikel  dianggap  sebagai  filler,  tetapi  pada  prinsipnya bahwa  partikel  ini  digunakan  sebagai  campuran  komposit  dengan  tujuan  antara  lain  sebagai  Mengurangi  cost, Meningkatkan modulus, Mengurangi shrinkage, Mengontrol viskositas dan Membuat permukaan lebih halus [3].

## Yakobus Rivandir Ukar, Suriansyah Sabarudin, Dadang Hermawan
Serat alami adalah serat yang berasal dari tumbuhan atau makhluk yang memiliki ikal seperti tali. Untuk memperoleh struktur serat, diperlukan beberapa tahap penanganan tergantung pada sifat bahan yang diperlukan. Eceng gondok, pisang, rami, dan pelepah salak merupakan contoh serat tumbuhan. Wol, sutra, dan bulu burung adalah  contoh  serat  yang  berasal  dari  hewan.  Oleh  karena  itu,  persyaratan  produk  ini  adalah  mengganti  bahan sintetis  dengan  bahan  alami,  terbarukan,  dan  ramah  lingkungan.  Bahan  alam,  khususnya  serat,  belum  banyak digunakan  untuk  keperluan  perkuatan  pada  bagian  struktur  yang  mampu  menahan  beban  luar,  terutama  pada aplikasi  khusus.  Pemanfaatan  untaian  biasa  sebagai  penopang  pada  material  komposit  polimer  memberikan beberapa keuntungan karena filamen normal memiliki ketebalan yang rendah, cocok untuk biodegradasi, mudah digunakan  kembali,  murah  dan  memiliki  sifat  mekanik  yang  baik  serta  dapat  direstorasi  karena  berasal  dari bahan komposit polimer. alam. [4].
Serat  alam  memiliki  atribut  hidrofilik  yang  secara  efektif  menahan  air.  hal  ini  karena  seratnya  memiliki struktur  semi-kaca.  Struktur  serat  semi-seperti  kaca  terdiri  dari  area  tak  terdefinisi  dan  bagian  tembus  cahaya. Daerah tak terdefinisi adalah bagian yang menjadikan serat bersifat hidrofilik. Perlakuan terhadap serat dengan pemberian  keadaan  larut  membuat  struktur  bagian  yang  tidak  berbentuk  menjadi  lebih  kecil,  kemudian mengubah  sifat  hidrofiliknya  menjadi  hidrofobik.  Penambahan  NaOH  akan  memperluas  pengukuran  serat sehingga kualitas serat menjadi lebih membumi mudah patah dan bersifat hidrofobik
Melibatkan  serat  alam  sebagai  pengganti  serat  sintetis  yang  diproduksi  adalah  langkah  cerdas  untuk meningkatkan  nilai  finansial,  dari  serat  alam  biasa  mengingat  terbatasnya  aset  normal  yang  tidak  dapat dipulihkan.  Salah  satu  sumber  serat  alami  yang  bisa  dimanfaatkan  adalah  serat  dari  batang  tanaman  salak. tanaman salak, ( Salacca zalacca.sp ) selama ini hanya buah nya yang dimakan, secara umum tanaman salak hasil alam  dapat dikumpulkan dua kali dalam setahun.
Pemanfaatan  serat  batang  salak  saat  ini  masih  sedikit,  padahal di  Kabupaten  Sleman  sendiri  dengan  luas lahan peternakan 2.438 ha, jumlah pohon buah salak mencapai 5.302.298 pohon. Upaya untuk menjamin tingkat efisiensi produk alam adalah dengan melakukan pemangkasan 3-4 helai daun untuk setiap tanaman salak secara berkala.  Dengan  berat  setiap  3  -  4  batang  sebesar  0,5  -  1  kg,  diperkirakan  kehilangan  batang  produk  organik tanaman  salak  sebesar  1368  ton/bulan.  Sampai  saat  ini,  pelepah  salak    hanya  dibuang  ke  lahan  peternakan sebagai pupuk kandang, karena belum dimanfaatkan secara optimal. [5].
Penelitian  berikut  Rivaldy,  ddk  tentanng  analisis  uji  balistik  komposit  serat  pelepah  Salak  dengan  resin epoxy dan silicon carbide (SiC) memanfaatkan teknik vacuum Sack, pada pengujian ini elastisitas komposit serat pelepah  salak  (Spesimen  2A)  sebesar  21,46  N/mm²²,  lebih  menonjol  dibandingkan  dengan  kekakuan  tar (Spesimen  1)  sebesar  17,88  N/mm²².  Selain  itu  nilai  kekerasan  kompositnya  sebesar  23,64  HV,  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  kekerasan  gum  yang  bernilai  15,98  HV.  Pengujian  balistik  pada  Komposit  Contoh  2B dengan susunan 70% tar, 10% filler SiC dan 20% serat pelepah salak hasil alam dan Contoh Komposit 4 dengan struktur  70%  tar,  10%  filler  SiC,  10%  serat  Kevlar  dan  10%  serat  pelepah  salak  mendapatkan  hasil  shooting. jarak 5m, 10m, 25m dan 30m, dimana semua proyektil dapat menyusup ke contoh. Jadi kedua contoh ini dapat memenuhi pedoman NIJ tingkat IIA [6].
Penelitian  pendahuluan  menurut  Darmanto,  dkk  Mengenai  gambaran  dan  permulaan  perlakuan  serat pelepah  salak  untuk  meningkatkan  kekuatan  mekanik,  maka  jaminan  sifat  mekanik  helai  normal  pelepah  salak jenis  Pondoh  telah dilakukan  dengan  memperhatikan  aturan  uji  JIS  nomor  R7601.  Uji kelenturan  serat  tunggal batang  salak  murni  (tanpa  perlakuan)  dapat mencapai  200 gram  dan  melar  ±  3%. Sifat  ketahanan  yang  rendah akan  membatasi  jumlah  pilihan/penilaian  jaringan  untuk  komposit  berserat  pada  umumnya.  Hasil  eksplorasi menunjukkan bahwa fleksibilitas bundling serat pelepah salak hasil alam dapat mencapai 114 MPa, 6 MPa dan 189 MPa secara terpisah untuk tandan serat tanpa perlakuan, tandan serat yang diberi perlakuan garam 5% dan serat yang diberi perlakuan kombinasi 5 % basis pelarut. selanjutnya, mengepul di bawah tekanan. 5 bar [7].
Penelitian  Timbul  Yuliyono,  dkk  tentang  Penggambaran  komposit  grid  epoksi  tar  yang  didukung  serat kaca  dan  serat  batang  produk  organik  ular  dengan  perlakuan  NaOH  5%  pada  eksplorasi  menghasilkan  nilai kekakuan  terbesar  yang  didapat  pada  komposit  dengan  bagian  volume  getah  94%  dan  serat  kaca  6%  sebesar 35,49. Mpa. Sementara elastisitas komposit paling kecil untuk porsi volume serat pelepah hasil alam salak 94% resin  dan  6%  adalah  14,90  Mpa.  Fraksi  komposit  tanpa  serat  memiliki  nilai  regangan  tertinggi  yaitu  sebesar 34,66 %. Perluasan serat mempengaruhi modulus fleksibel komposit. Pada bagian volume komposit 94% resin dan 6% serat kaca, nilai modulus fleksibel yang paling tinggi adalah 434,19 Mpa. [8].

## 2 Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan teknik penelitian eksperimen, yaitu observasi langsung dan eksperimen untuk mencari data sebab-akibat dan data empiris. Untuk situasi ini objek penelitian yang diperhatikan adalah kekuatan bending dan impact dengan  variasi  1  jam,2  jam,3  jam  dan  4  jam    perendaman  serat,  matriks  dan  penambahan NaOH 5%.
Tempat penelitian ini dilakukan di :
• Pembuatan spesimen di Laboratorium Universitas Widyagama Malang
• Pengujian bending di Laboratorium Pengujian Bahan Politeknik Negeri Malang
• Pengujian impact di Laboratorium Metalurgi Institut Teknologi Nasional Malang
Penelitian ini ada 3 Variabel yang digunakan : Variabel bebas : Menggunakan Fraksi Volume 30%, serta perlakuan NaOH 5% Variabel terikat: kekuatan bending dan kekuatan impact Variabel terkontrol:
• Reinforcement adalah serat pelepah salak
• Matrik menggunakan polyester
• Uji Bending menggunakan standar ASTM D790
• Uji Impak menggunakan standar ASTM D5942
• Susunan  serat  adalah  unidirectional  atau  Continuous  Fiber  Composite,  yang  mempunyai  bentuk serat panjang, lurus dan serat disusun secara parallel satu sama lain
• Komposit menggunakan fraksi volume
• Hardener / katalis, pengeras MEKPO 1 %
• Perendaman serat dengan larutan alkali NaOH 5 % selama 1 jam,2 jam,3 jam dan 4 jam
• Kadar air atau kekeringan serat sebesar 1 %
Rumus Impact :
(1)
Rumus Bending :

## (2)
Adapun alat penguji spesimen:
Gambar 2 Uji three-point bending
Proses  penelitian  uji bending antara  lain:  (1)  mempersiapan  spesimen  yang  di  uji,  (2)  melakukan  uji bending dengan metode three-point , (3) mengambil data yang sudah di lakukan uji bending .
Proses penelitian uji impact antara lain: (1) mempersiapan spesimen yang di uji,(2) melakukan uji impact dengan metode charpy,(3) mengambil data yang sudah di lakukan uji impact .

## 3 Hasil dan Pembahasan
Dari pengujian yang telah dilakukan terhadap masing-masing setiap spesimen, hasil pengujian kemudian dijadikan grafik sebagaimana tampak pada gambar 6, gambar 7, gambar 8 dan gambar 9.
Gambar 2 Spesimen hasil uji impact tanpa perlakuan alkali serat salak dengan variasi perendaman 1 jam sampai dengan 4 jam.
Gambar 3 Spesimen hasil uji impact dengan perlakuan alkali serat salak variasi perendaman 1 jam sampai dengan 4 jam.
Gambar 4 Spesimen uji bending tanpa perlakuan alkali Serat Salak dengan variasi perendaman 1 jam sampai dengan 4
jam
Gambar 5 Spesimen uji bending dengan perlakuan alkali serat salak dengan variasi perendaman 1 jam sampai dengan
4 jam
Berdasarkan gambar 6 pada pengaruh perendaman serat salak yang berbeda didapatkan harga energi yang diserap  dan  harga  impak.  Semakin  lama  perendaman  serat,  maka  akan  menghasilkan  energi  yang  dibutuhkan semakin besar, begitu pula harga impak akan semakin besar seperti  pada hal ini terlihat pada hasil grafik diatas, bahwa ketika perendaman variasi 1 jam dihasilkan energi impak sebesar 2,5754  Joule dan harga impak 0,0321 Joule/mm². Sedangkan perendaman variasi 3 jam dihasilkan energi impak sebesar 4,4886 Joule dan harga impak sebesar 0,0569 Joule/mm².
Dari hasil yang ditunjukkan oleh gambar 6 dapat dilihat bahwa semakin lama perendaman serat semakin tinggi  energi  diperkirakan  akan  merusak  material  tersebut  Mengenai  ini  disebabkan  pada  variasi  perendaman serat  3  jam  serat  dapat  terserap  dengan  maksimal.  sedangkan  perendaman  4  jam  serat  mengalami  penurunan akibat terlalu lama perendaman sehingga serat mengalami kerusakan maka ketangguhan komposit rendah.
Gambar 6 Grafik uji impact tanpa perlakuan alkali serat salak dengan variasi perendaman 1 jam sampai dengan 4 jam.
Gambar 7 Uji impact dengan perlakuan alkali serat salak dengan variasi perendaman 1 jam sampai dengan 4 jam.
Berdasarkan  Grafik  gambar  7  pada  pengaruh  tanpa  perlakuan  alkali  serat-matrik  terhadap  energi  impak dan  harga  impak.  Yang  berbeda  didapatkan  harga  energi  yang  diserap  dan  harga  impak  yang  mengalami peningkatan,  ketika  tidak  diberi  perlakuan  alkali  NaOH.  Hal  ini  terlihat  pada  hasil  grafik  diatas,  bahwa  ketika perendaman  variasi  3  jam  dengan  perlakuan  alkali  NaOH  dihasilkan  energi  impak  sebesar  1,8761  Joule  dan harga impak sebesar 0,0234 Joule/mm². Sedangkan pada perendaman variasi 3 jam tanpa perlakuan alkali NaOH dihasilkan energi impak sebesar 4,4866 Joule dan harga impak sebesar 0,0569 Joule/mm².
Peningkatan  energi  impak  dan  harga  impak  setelah  tidak  diberi  perlakuan  alkali,  Karena  peristiwa  ini terjadi karena fungsi NaOH adalah memisahkan lapisan selulosa dengan lignin dan membersihkan kotoran pada serat  sehingga  serat  dapat  menyerap  matrik  sampai  ke  pori¬-pori  dalam  serat  maka  kekuatan  serat  semakin kurang.
Gambar 8 Uji bending tanpa perlakuan alkali serat salak dengan variasi perendaman 1 jam sampai dengan 4 jam.
Dari gambar 8 terlihat bahwa perendaman serat pelepah salak sangat berpengaruh pada komposit. Hal ini dapat  dilihat  dari  hasil  pengujian bending perendaman  variasi  1  jam  memiliki  kekuatan bending terendah diperoleh nilai kekuatan bending sebesar 32,60 Mpa, kekuatan bending tertinggi diperoleh perendaman variasi 3 jam  sebesar  42,80  Mpa.  Mengenai  ini  menjelaskan,maka  makin  lama  durasi  waktu  perendaman  serat  hingga makin tinggi pula nilai kekuatan bending ,
Terlihat  bahwa  kekuatan bending komposit  meningkat  tanpa  perlakuan  alkali  serat  selama  1  jam,  2  jam dan  3  jam,  kemudian  menurun  tanpa  perlakuan  alkali  serat  selama  4  jam  dan  mencapai  nilai  tertinggi  dengan perlakuan serat selama 3 jam, tepatnya 42,80 Mpa. Ikatan antarmuka serat dengan matriks memperkuat kekuatan bending komposit  tanpa  perlakuan  alkali;  namun  perendaman  berlebihan  tanpa  perlakuan  alkali  akan  merusak serat dan mengurangi kekuatan mekaniknya.
Gambar 9 Uji bending dengan perlakuan alkali serat salak dengan variasi perendaman 1 jam sampai dengan 4 jam.
Dari grafik gambar 9 diatas dapat dijelaskan bahwa kekuatan bending dengan perlakuam alkali NaOH 5% mendapatkan  kekuatan bending makin  kurang  ketimbang  Tanpa  Perlakuan  Alkali  NaOH.  Hal  ini  dilihat  pada
perendaman variasi 3 jam dengan perlakuam alkali NaOH memiliki kekuatan bending makin kurang ketimbang tanpa  perlakuan  NaOH.  Kekuatan bending dengan  perlakuan  alkali  NaOH  sebesar  36,60  kgf  sedangkan  tanpa perlakuan alkali NaOH sebesar 42,80 kgf
Peristiwa  ini  terjadi  karena  dengan  perlakuan  alkali  dapat  memisahkan  selulosa  dengan  lignin  dan membersihkan  kotoran-kotoran  yang  dapat  menghambat  penyerapan  matrik  ke  dalam  pori-pori  serat  sehingga serat  dapat  terserap  secara  maksimal  serta  serat  tersebut  semakin  kuat.  Selain  itu  menjelaskan  bahwa  dengan adanya  perlakuan  alkali  larutan  NaOH  juga  meningkatkan  nilai  kekuatan bending .  Serat  yang  mempunyai beberapa lapisan yaitu selulosa, lignin dan lainnya serta serat mempunyai kotoran yang menutup pori-pori serat sehingga  adanya  perlakuan  alkali  larutan  NaOH  dapat  meningkatkan  nilai  kekuatan bending .  Hal  ini  terjadi karena  fungsi  dari  perlakuan  alkali  larutan  NaOH  adalah  memisahkan  selulosa  dan  lignin,  menghilangkan lapisan serat muda yang tidak kuat dan membersihkan kotoran yang dapat menghambat penyerapan matrik yang masuk  ke  pori-pori  serat.  Sehingga  dengan  perlakuan  alkali  matrik  dapat  terserap  dengan  maksimal  dan  bisa masuk sampai ke pori-pori serat sehingga ikatan antar serat menjadi kuat dan hal ini yang menyebabkan dengan perlakuan alkali dapat meningkat kekuatan bending material. namun jika perlakuan basa larut terlalu lama maka serat akan rusak dan menyebabkan penurunan kekuatan mekaniknya.

## 4 Kesimpulan
Kekuatan bending dan  harga impact tertinggi  terdapat  pada  perendaman  3  jam.  Tanpa  perlakuan  alkali NaOH  5%  pada  serat  pelepah  salak  menghasilkan  nilai  kekuatan bending dan  harga impact lebih  meningkat daripada dengan perlakuan alkali NaOH 5%.

## 5 Referensi
[1] M.  Yani,  B.  Suroso,  and  R.  Rajali,  “Mechanical  Properties  Komposit  Limbah  Plastik,” J.  Rekayasa  Mater. Manufaktur Dan Energi , vol. 2, no. 1, pp. 74–83, 2019, doi: 10.30596/rmm²e.v2i1.3071.
[2] K. Hardoyo, “Karakterisasi Sifat Mekanis Komposit Partikel Sio2 Dengan Matriks Resin Polyester,” 2008.
[3] A.  H.  Siregar,  B.  A.  Setyawan,  and  A.  Marasabessy,  “Komposit  Fiber  Reinforced  Plastic  Sebagai  Material  Bodi Kapal Berbasis Fiberglass Tahan Api,” Bina Tek. , vol. 12, no. 2, p. 261, 2017, doi: 10.54378/bt.v12i2.82.
[4] A. Wisnujati and F. Yudhanto, “Analisis Kekuatan Mekanik Exhaust Cover Komposit Hybrid Untuk Sepeda Motor Dengan  Metode  Vacuum  Infusion,” Turbo  J.  Program  Studi  Tek.  Mesin ,  vol.  7,  no.  1,  2018,  doi: 10.24127/trb.v7i1.710.
[5] S.  Hidayatulloh,  D.  Ariawan,  E.  Surojo,  and  J.  Triyono,  “Pengaruh  Waktu  Perlakuan  Alkali  Terhadap  Kekuatan Mekanik Komposit Rhdpe Serat Pelepah Salak,” 2017.
[6] R.  A.  Kamal  and  M.  A.  Ghofur,  “Analisis  Uji  Balistik  Komposit  Serat  Pelepah  Salak  Dengan  Resin  Epoksi  dan
Silicon  Carbida  (SiC)  Menggunakan  Metode  Vacuum  Bag,” Pros.  Semin.  Nas.  Sains  Teknol.  Dan  Inov.  Indones. SENASTINDO , vol. 3, pp. 333–344, Dec. 2021, doi: 10.54706/senastindo.v3.2021.140.
[7] S.  Darmanto,  E.  J.  Sasono,  and  Y.  Umardani,  “Karakterisasi  Dan  Perlakuan  Awal  Serat  Pelepah  Salak  Untuk Meningkatkan Kekuatan Mekanik”.
[8] T.  Yuliyono,  H.  Purwanto,  and  S.  M.  B.  Respati,  “Karakterisasi  Komposit  Matrik  Resin  Epoxy  Berpenguat  Serat
Glass  Dan  Serat  Pelepah  Salak  Dengan  Perlakuan  Naoh  5%,” J.  Ilm.  Momentum ,  vol.  16,  no.  2,  Nov.  2020,  doi: 10.36499/mim.v16i2.3772.