DOI: 10.25299/rem.2022.vol5(02).9709
THE EFFECT OF NATURAL FIBER COMPOSITE OF ACASIA BARK AND OIL PALM EMPTY FRUITS USING EPOXY RESIN ADHESIVE ON MECHANICAL PROPERTIES
(PENGARUH SERAT ALAM KOMPOSIT KULIT KAYU AKASIA DAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PEREKAT RESIN EPOXY TERHADAP SIFAT MEKANIS)
Dody Yulianto 1* , Muhammad Rintami 1 , Irwan Anwar 1 , Kurnia Hastuti 1 , Rycha Melysa 2 , Novrianti 2
1 Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Islam Riau
2 Program Studi Teknik Perminyakan Fakultas Teknik Universitas Islam Riau *Corresponding author: dody_yulianto@eng.uir.ac.id

## ABSTRACT
Natural  composites  have  the  feature  of  being  recyclable.  This  study  aims  to determine the effect of composite composition with natural fiber and epoxy resin. In this study, the composition of oil palm empty fruit bunches and acacia bark fibers with  a  value  of  15%  +  5%,  10%  +  10%  and  5%  +  15%  with  80%  epoxy  resin adhesive. The bending test result showed that the composite mixture of 80% epoxy resin, 15% palm empty fruit bunch fiber and 5% acacia bark had the lowest bending strength value of 9.95N/mm 2 , while the composite mixture of 80% epoxy resin, 5% bunch fiber empty palm oil and 15% acacia bark had the highest bending strength value of 20.84N/mm 2 . This occurred due to the mixture of acacia bark has a coarser, stronger, denser and heavier structure than oil palm empty fruit bunches which have a lighter, brittle and hollow (not dense) fiber structure. The results of the highest impact strength from a mixture of natural fiber 80% epoxy resin, 15% acacia wood powder and 5% empty bunches with a value of 134 J/mm2. The larger amount of acacia mixture causes the strength of the specimen to be higher.
Keywords  :  Acacia  bark,  empty  bunches;  epoxy  resin,  mechanical  properties, natural fiber

## ABSTRAK
Komposit alam mempunyai keistimewaan sifat yaitu dapat didaur ulang. Penelitian ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  pengaruh  komposisi  komposit  dengan  bahan serat alam dan resin epoxy. Pada penelitian ini, komposisi tandan kosong kelapa sawit  dan  serat  kulit  akasia  dengan  nilai  15%+5%,  10%+10%  dan  5%+15% dengan  bahan  perekat  resin  epoxy  80%.  Hasil  uji  bending  menunjukkan  bahwa campuran komposit 80% resin epoxy, 15% serat tandan kosong kelapa sawit dan 5%  serbuk  kayu  akasia  mempunyai  nilai  kekuatan  bending  yang  terendah  yaitu 9,95N/mm 2 ,  sedangkan  campuran  komposit  80%  resin  epoxy,  5%  serat  tandan kosong  kelapa  sawit  dan  15%  serbuk  kayu  akasia  mempunyai  nilai  kekuatan bending tertinggi yaitu 20,84N/mm 2 . Hal ini disebabkan karena campuran serbuk kayu akasia memiliki struktur dari serat akasa lebih kasar, kuat, padat dan lebih berat dari pada tandan kosong kelapa sawit yang memiliki stuktur serat yang lebih ringan,  rapuh  dan  berongga  (tidak  padat).  Hasil  kekuatan  impact  yang  paling
tinggi dari campuran serat alam 80% resin epoxy, 15% serbuk kayu akasia dan 5% tandan kosong dengan nilai 134 J/mm 2 . Jumlah campuran akasia yang lebih besar menyebabkan kekuatan sampel menjadi lebih tinggi.
Kata kunci : Kulit Kayu Akasia, Resin Epoxy, Serat Alam, Sifat Mekanik, Tandan Kosong

## PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  komposit tidak  hanya  pada  komposit  sintetis, akan  tetapi  juga  mengarah  pada komposit  alam  (Natural  Composite) dikarenakan  keistimewaan  sifatnya yang dapat di daur ulang atau istilah lain terbarukan. Perkembangan material  komposit  polimer  sebagai pengganti  logam  dan  karbon  sangat menjadi  perhatian,  hal  ini  karena komposit  polimer  memiliki  sifat mekanik  yang  cukup  baik,  memiliki sifat  tahan  korosi,  serta  dapat dijadikan  sebagai  penghambat  listrik yang  baik  selain  itu  juga  ramah lingkungan  (Sirait,  2010).  Sehingga penggunaan bahan serat alam ini lebih disukai  karena  disamping  biayanya relatif  lebih  murah  dan  juga  dapat dimanfaatkan  limbahnya  (Amin, 2010).  Salah  satu  contoh  dari komposit  polimer  berbahan  serat alam  antara  lain  serat  kulit  kayu akasia, serabut kelapa, pelepah kelapa sawit,  tandan  kosong  kelapa  sawit, lidi kelapa sawit dan lain- lain.
Penggunaan  bahan  komposit polimer  berserat  alam  dalam  bidang industri  otomotif  saat  ini  pula mengalami perkembangan yang sangat pesat serta berusaha menggeser keberadaan bahan polimer sintetis yang sudah biasa dipergunakan  sebagai  penguat  pada bahan  komposit  seperti E-Glass , carbon dan silicone carbide . Penggunaan komposit polimer dalam produksi komponen-komponen mobil
telah terbukti mampu menyeimbangi fungsi mobil seperti mengurangi berat dan menjaga keselamatan penumpang (Ezekwem, 2016).
Potensi  limbah  kayu  dari  Hutan Tanaman  Industri  (HTI)  khususnya dari  jenis  kayu  akasia  di  masa mendatang  sangat  besar,  sehingga peluang  pemanfaatannya  sebagai bahan  komposit  serat  alam  sangat memungkinkan.  Namun  sampai  saat ini  pemanfaatan  dari  jenis  akasia masih  terbatas  pada  kayunya, sedangkan kulitnya hanya digunakan untuk  bahan  bakar  Boiler  dan sebagian besar ditinggalkan di  hutan atau  sekitar  pabrik  sebagai  limbah. Salah  satu  pemanfaatan  limbah  kulit kayu akasia untuk dapat menghasilkan  nilai  produk  yang tambah tinggi.
Sedangkan  pemanfaatan  limbah berupa  tandan  kosong  kelapa  sawit masih  terbatas  pada  mebel  dan kerajinan  rumah  tangga,  sehingga belum diolah menjadi komposit serat alam  berupa  produk  teknologi otomotif.  Limbah  tandan  kosong kelapa sawit sangat potensial digunakan  sebagai  komposit  serat alam.
Dalam  permasalahan  tersebut memiliki tujuan pemanfaatan limbah serat  kulit  kayu  akasia  dan  tandan kosong  kelapa  sawit  sebagai  bahan komposit serat alam yang diaplikasikan  sebagai  bumper  mobil sehingga  dapat  menumbuhkan  nilai
ekonomis  dan  menjadi  produk  baru yang bermanfaat.

## Komposit
Suatu  material  yang  terbuat  dari kombinasi  dua  atau  lebih  material sehingga  dihasilkan  material  yang mempunyai  sifat  mekanik  dan karakteristik  yang  berbeda  dari material pembentuknya disebut komposit.  Komposit  memiliki  sifat mekanik yang lebih bagus dari logam, kekuatan jenis (modulus young/density) dan kekuatan jenisnya lebih  tinggi  dari  logam.  Material komposit mempunyai kelebihan berbanding dengan bahan konversiaonal seperti logam.

## Bahan Penyusun Komposit
Seperti  yang  kita  ketahui  komposit adalah  penggabungan  antara  dua macam  jenis  material  atau  lebih dengan  fase  yang  berbeda.  Dari penggabungan  ini,  maka  akan menghasilkan  suatu  bahan  dengan unjuk kerja (performance) yang dapat lebih baik dari fase- fase awal sebagai penyusunnya, Adapun  bahan-  bahan penyusun komposit, yaitu:
1. Phase pertama (Matriks)
Matriks  adalah  bahan  utama  dalam penyusunan komposit yang berfungsi sebagai pengikat.
2. Phase kedua (Reinforcement) Phase kedua ini sangat penting dalam penyusunan  bahan  komposit  yaitu sebagai penguat (Reinforcing Agent).

## Serat Alami
Serat alami adalah serat yang terbuat dari alam seperti akasia, kelapa sawit.
1. Kayu akasia (Acacia Mangium Wild) adalah tanaman asli yang banyak  tumbuh  di  wilayah
Papua Nugini, Papua Barat dan Maluku.
2. Tandan  Kosong  Kelapa  Sawit Berdasarkan  neraca  massa bahan, setiap tandan buah yang segar  (TBS)  sawit  yang  akan diolah  dipabrik  kelapa  sawit selain  menghasilkan  minyak sawit  juga  akan  menghasilkan sekitar  25-26% limbah tandan kosong  kelapa  sawit  (Herman, 2004).  Secara  visual,  TKKS juga merupakan sekumpul serat yang  tebal  berwarna  coklat sengaja disisihkan setelah perebusan  buah  melalui  rotary drum  thresher  di  pabrik pengolahan kelapa sawit.

## Resin Epoxy
Resin  Epoxy  adalah  suatu  material yang  berbentuk  cairan  pada  suhu ruang, atau dapat pula berupa material padatan  yang  dapat  meleleh  pada suhu  di  atas  2000C.  pada  dasarnya resin  adalah  matriks,  sehingga memiliki  fungsi  yang  sama  dengan matriks.  Matriks  dalam  komposit berfungsi  sebagai  bahan  pengikat serat  menjadi  sebuah  unit  struktur, melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan  atau  memindahkan. Resin  epoxy  adalah  matrik  terbaik untuk  macam-macam  serat  dalam pembuatan komposit.

## METODOLOGI PENELITIAN
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Metode  penelitian  dilakukan  dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Pengambilan  serat  kulit  kayu akasia dan serat tandan kosong kelapa sawit
2. Proses  pembuatan  komposit dengan menyusun serat secara acak  (random)  di  dalam cetakan 3. Melakukan pembuatan dengan  jenis  variasi  yang berbeda-beda, untuk mendapatkan komposisi yangtepat nantinya. 4. Komposit  siap  jadi  sampel benda  uji,  yaitu  uji  bending dan uji impact
Cara melakukan pengujian berupa  uji  impact  dan  uji  bending, dengan campuran serat alam komposit kulit kayu akasia dan tandan kosong kelapa sawit (TKKS)
menggunakan  perekat  resin  epoxy terhadap sifat mekanis didapat setelah hasil  pencetakan  yang  menggunakan bahan  cetakan  kaca  dengan  ukuran panjang 20 cm, lebar 5 cm dan tinggi 2  cm.  untuk  menentukan  volume cetakan  (vc)  mengunakan  rumus sebagai berikut: V c = P × L × T (cm3 )......................(1) Dimana: P   = Panjang (cm) L   = Lebar (cm) T   = Tinggi (cm) Vc = volume cetakan (cm3 ) Vc = 20 cm × 5 cm × 2 cm = 200 cm 3 Adapun langkah-langkah selanjutnya  yaitu  mencari  nilai  dari massa  jenis  pada  masing-masing komponen dalam pembuatan sampel.
Dan  untuk  mencari  nilai  massa  jenis dari  masing-masing  bahan  dari  resin atau  serat  untuk  membuat  komposit dapat  dihitung  dengan  cara  sebagai berikut:
𝜌 = 𝑚 𝑉 ……(2) 𝜌 = Massa jenis ( 𝑔 / 𝑐𝑚 3)
M  = massa (gr)
V  = volume (cm 3 ) Dengan menggunakan persamaan 2 di atas, maka nilai massa yang akan digunakan dalam penelitian  ini  dapat  ditentukan. Penentuan  bermulai  dari  mengetahui volume  cetakan  dan  massa  jenis bahan  yang  digunakan.  Berdasarkan nilai tersebut, variasi komposisi setiap sampel  dapat  ditentukan.  Berikut variasi komposisi sampel :
1. Komposisi 80% Resin dengan massa  180.8gr  +  15%  TKKS dengan  massa  16.8gr  +  5% Serbuk  Kayu  Akasia  dengan masssa 2.9gr.
2. Komposisi 80% Resin dengan massa  180.8gr  +  10%  TKKS dengan  massa  11.2gr  +  10%
Serbuk  Kayu  Akasia  dengan masssa 5.8gr.
3. Komposisi 80% Resin dengan
massa  180.8gr  +  5%  TKKS dengan  massa  5.6gr  +  15% Serbuk  Kayu  Akasia  dengan masssa 8.7gr.
Tabel 1. Sampel komposit
Sampel Komposit Fraksi Komposit Waktu Massa Komposit Sampel 1 80% Resin 15% Serat TKKS 5% Serbuk Kayu Akasia 4 jam 200,5 gr Sampel  2 80% Resin 10% Serat TKKS 10 % Serbuk Kayu Akasia 4 jam 197,8 gr Sampel  3 80% Resin 5 % Serat TKKS 15% Serbuk Kayu Akasia 4 jam 195,1 gr

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Uji Bending
Tabel  1  menunjukkan  bentuk  dan massa dari setiap sampel, yang mana terdapat variasi massa total akibat dari variasi  komposisi  bahan.  Sampel  ini kemudiannya  akan  mengalami  uji
bending dan impact .
Bending  test dijalankan  dengan menggunakan standard ASTM D 790. Setelah dilakukan pengujian terhadap setiap  sampel.  Dapat  dilihat  bahwa
terjadinya  retakan  terhadap  material komposit, karena komposisi  material berupa  serat  tandan  kosong  kelapa sawit  (TKKS),  serbuk  kayu  akasia dan  resin  epoxy.  Hasil  uji  bending
pada  kekuatan  bending  (N/mm2) terhadap  setiap  material  komposit dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Hasil Uji Bending
No. Specimen Area (mm 2 ) Max. Force (N) Yield strength (N/mm 2 ) Bending strengh (MPa ) 1. Sampel 1 124.68 4 108.7 0.43 9.95 2. Sampel 2 122.00 0 145.7 0.99 13.86 3. Sampel 3 110.25 0 176.8 1.41 20.84 Hasil  pengujian  bending  di  atas kemudian dimasukkan kedalam sebuah gambar 2 di bawah.
Gambar 2. Kekuatan bending sampel
Gambar  2  di  atas  menunjukan bahwa  sampel  1  dengan  komposisi 80%  resin  epoxy,  15%  serat  tandan kosong  kelapa  sawit  dan  5%  serbuk kayu akasia mempunyai nilai kekuatan bending yang terendah yaitu 9,95  MPa,  sedangkan  sampel  3 dengan  campuran  komposit  80% resin epoxy, 5% serat tandan kosong kelapa  sawit  dan  15  %  serbuk  kayu
akasia  mempunyai  nilai  kekuatan bending  tertinggi  yaitu  20,84  MPa.
Hal  ini  disebabkan  karena  campuran serbuk kayu akasia memiliki struktur dari  serat  akasa  lebih  kasar,  kuat, padat dan lebih berat dari pada tandan kosong  kelapa  sawit  yang  memiliki stuktur serat yang lebih ringan, rapuh dan berongga (tidak padat).

## Uji Impact
Pengujian  Impact  dilakukan  dengan metode charpy sesuai dengan ASTM D 6110. Setelah dilakukan pengujian terhadap  setiap  spesimen.  Dapat dilihat  bahwa  terjadinya  retakan terhadap  material  komposit,  karena komposisi  material  berupa  serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS), serbuk kayu akasia dan resin epoxy.
Hasil  uji  impact  dapat  dilihat pada tabel 3. Adapun gambar 3 dan 4 menunjukkan  hasil  pengujian  impact dari setiap sampel.

## Tabel 3. Hasil Uji Impact
Jenis Sampel Resin (%)
Serat Uji Impact (Joule/mm 2 ) Akasia (%) TKKS (%) Sampel 1 80 % 5 % 15 % 130 Sampel 2 80 % 10 % 10 % 133 Sampel 3 80 % 15 % 5 %
134
Gambar 3. Hasil uji impact
Gambar 4. Tren nilai uji impact
Setelah  melakukan  pengujian impact didapat hasil yang tertera pada gambar  4.  Hasil  uji  impact  di  atas dengan  pengujian  dari  tiga  spesimen yang  memiliki  komposisi  material yang  berbeda.  Dari  data  yang didapatkan,  hasil  dengan  adanya
penambahan serat akasia pada spesimen peningkatan kekuatan pada saat pengujian impact. Kekuatan dari sampel  1  80%  resin  epoxy,  5  % serbuk kayu akasia dan  15 % TKKS dengan nilai 130 J/mm2 , pada sampel 2 80% resin epoxy, 10% serbuk kayu akasia  dan  10%  TKKS  dengan  nilai 133  J/mm2  dan  pada  sampel  3  80% resin epoxy, 15% serbuk kayu akasia dan  5  %  TKKS  dengan  nilai  134 J/mm2. Dapat dilihat dari hasil kekuatan yang  paling  tinggi  dari  campuran serat alam adalah sampel 3 80% resin epoxy,  15%  serbuk  kayu  akasia  dan 5%  TKKS  dengan  nilai  134  J/mm2. Hal  ini  disebabkan  dari  jumlah campuran  dari  akasia  lebih  besar maka kekuatan spesimen lebih tinggi kekuatannya  karena  semakin  banyak serat  akasia  maka  semakin  terus meningkat kekuatan spesimen
tersebut.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Hasil  dari  pengaruh  campuran  serat alam komposit kulit kayu akasia dan tandan  kosong  kelapa  sawit  (TKKS) menggunakan  perekat  resin  epoxy terhadap sifat mekanis didapat kesimpulan  pertama  yaitu  hasil  uji
bending menunjukkan bahwa sampel 1  campuran  komposit  80%  resin epoxy,  15  %  serat  tandan  kosong kelapa  sawit  dan  5  %  serbuk  kayu akasia  mempunyai  nilai  kekuatan bending  yang  terendah,  sedangkan sampel 3 dengan campuran komposit 80%  resin  epoxy,  5%  serat  tandan kosong kelapa sawit dan 15 % serbuk kayu akasia mempunyai nilai
kekuatan  bending  tertinggi.  Hal  ini disebabkan  karena  campuran  serbuk kayu  akasia  memiliki  struktur  dari serat  akasia  lebih  kasar,  kuat,  padat dan  lebih  berat  dari  pada  tandan kosong  kelapa  sawit  yang  memiliki stuktur serat yang lebih ringan, rapuh dan berongga (tidak padat).
Sedangkan hasil kekuatan impact yang  paling  tinggi  dari  campuran serat alam adalah sampel 3 80% resin epoxy,  15%  serbuk  kayu  akasia  dan 5%  TKKS  dengan  nilai  134  J/mm2.
Hal  ini  disebabkan  dari  jumlah campuran  dari  akasia  lebih  besar maka kekuatan spesimen lebih tinggi kekuatannya karena semakin bertambah serat akasia maka semakin meningkat kekuatan spesimen tersebut.

## DAFTAR PUSTAKA
Agustina,  L.  (2016).  Karakteristik Serat  Tandan  Kosong  Kelapa Sawit (TKKS) Dengan Perlakuan Perebusan dan Pengukusan.  Skripsi.  Fakultas Pertanian Universitas Lambung Mangkurat. Amin  M.  &  Samsudi  R.  (2010). Pemanfaatan Limbah Serat
Sabut  Kelapa  Sebagai  Bahan Pembuat Helm Pengendara Kendaraan Roda Dua. International standart book
number (ISBN).
Arif,  J.  (2015).  Pengaruh  Resin Epoksi Terhadap Mortar Polimer  Ditinjau  dari  Kuat Tekan, Kuat Tarik Belah, Daya Serap Air dan Scanning Electron  Microscope.  Skripsi. Fakultas Teknik Sipil Universitas Lampung. Ezekwem,  D.  (2016).  Composite Materials  Literature  review  for Car Herman,  H.  (2004).  Pembuatan  Pulp dari  Tandan  Kosong  Kelapa Sawit (TKKS) Hasil Biodelignifikasi  dengan  Proses Soda Antrakinon (AQ). Skripsi. Fakultas  Pertanian  Universitas Andalas. Padang.
Ismanto et al. (1995). Pohon Kehidupan: Aren Arenga Pinnata  Merr.  Jakarta:  Badan Pengelola  Gedung  Manggala Wanabakti dan Prosea Indonesia.. Martawijaya,  A.,  I.  Kartasujana,  K. Kadir & S. A. Prawira. (1989). Atlas kayu Indonesia. Departemen Kehutanan. Jakarta.
Pratiwi, I.A. (2019). A Study Of EFB
(Empty  Fruit  Bunch)  For  Fuel
Of  Indonesian  Biomass  Boiler. Skripsi.  Fakultas  Sains  &
Teknologi Universitas Airlangga. Surabaya