## PEMANFAATAN KOMPOSIT HYBRID  SEBAGAI PRODUK PANEL PINTU RUMAH SERAT BULU AYAM (CHICKEN FEATHER) DAN SERAT IJUK (ARENGA PINATA) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN SIFAT THERMAL KOMPOSIT HYBRID  MATRIK POLYESTER
1) Aladin Eko Purkuncoro, 2) Soeparno Djiwo, 3) Teguh Rahardjo
1,2,3,4) Program Studi Teknik Mesin Material dan Manufaktur, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Nasional Malang

## ABSTRAK
Masalah  dari  pada  serat  ijuk  yang  diambil  dari  alam  adalah  kondisinya  bercampur  kotoran  dan  debu, sehingga belum dapat dijadikan  serat sebagai bagian dalam pembuatan komposit serta pemanfatan limbah serat bulu ayam yang tahan panas, sehingga Tujan peneliti  ini adalah  mencari karakteristik mekanis dan ketahanan panas dari  kombinasi  material  komposit hybrid dengan serat ijuk  yang diberikan larutan NaOH dengan  variasi 0%,  2%,  5%,  dan  10%  dan  bulu  ayam  digunakan  sebagai  bahan  penguat (filler) pada  matrik polyester yang optimal  sehingga  dihasilkan  nilai  pasar  yang  mampu  menyaingi  produk-produk  panel  pintu  impor.  Hasilnya larutan  NaOH  sebesar  2%  memberikan  pengaruh  kenaikan  uji  tarik  sebesar  138,71  Mpa  dan  setelah  diproses menjadi  komposit  hybrid  dengan  serat  limbah  bulu  ayam  memberikan  pengaruh  ke  sifat  mekanik  impak  dan tarik    serta  dapat  menyerap  panas.  Hasil  pengujian  impak  0,161  J/mm 2 dan  energi  impak  19,53  Joule.  Hasil pengujian tarik 72,304 kg/mm 2 , dan bisa menyerap panas sehingga siap untuk dijadikan bahan hybrid komposit untuk produk –produk panel pintu.
Kata kunci : Serat Ijuk , Serat Bulu Ayam , Perlakuan, Polyester Sifat mekanik , Penyerap Panas
P ada awalnya, bahan-bahan untuk konstruksi  ,transportasi  dan  alat  pelindung  diri (self  protection )  terbuat  dari  logam.  Namun dalam  perkembangannya  dirasa  terlalu  berat, maka  dilakukan  upaya  untuk  menggantikan logam  dengan  bahan  yang  lebih  ringan  tetapi kuat. Pada sisi lain ketersediaan logam di alam terbatas  sedangkan  kebutuhan  bahan  yang memiliki sifat mekanik seperti logam cenderung  meningkat  sejalan  dengan  gerak maju  pembangunan,  untuk  mengatasi  masalah ini perlu dilakukan upaya untuk mencari bahan alternatif  pengganti  logam.  Bahan  alternative yang  mempunyai  prospek  yang  baik  ke  depan adalah  komposit.  Komposit  merupakan  bahan teknik  dimana  dua  bahan  atau  lebih  dipadukan dalam  skala makroskopik untuk  membentuk suatu material yang berguna, tentunya memiliki sifat yang lebih kuat dari bahan pembentuknya.
Penelitian  ini  dilakukan  seiring  dengan majunya  eksploitasi  penggunaan  bahan  alami dalam kehidupan sehari-hari terutama penggunaan  serat  alam  sebagai  penguat  matrik komposit.  Keuntungan mendasar yang dimiliki oleh  serat  alamadalah  jumlahnyaberlimpah, memiliki specific  cost yang  rendah,  dapat diperbarui, serta tidak mencemari lingkungan.
Pohon  aren  di  Indonesia  disebut  juga enau.  Di  lain  daerah  disebut  kawung  (Jawa Barat), segaru (Maluku), seho (Menado), hanau (lampung),  Agaton  (Karo),  waolo  (Gorontalo), huat (Flores), sugar palm (Inggris), suikerpalm(Belanda). Pohon  aren  mirip  kelapa, bedanya  batang  pohon  aren  terbalut  ijuk berwarna  hitam,  dan  semua  bagian  dari  pohon ini  dapat  dimanfaatkan  .  Pohon  aren  telah dibudidayakan  khususnya  di  Indonesia  lebih dari  200  tahun,  serat  ijuk  dapat  dimanfaatkan untuk  berbagai  penggunaan  peralatan  rumah tangga  seperti  :  sapu  ijuk,sikat,tali  ijuk  yang kuat  untuk  tali  bambu  sampai  tali  jangkar kapal,pengganti  genting  rumah,penyaring  air irigasi,bak  septictank,penangkis  ombak  air  laut karena  itu  tahan  air  garam,penempelan  telur ikan  mas,sampai  pemanfaatannnya  sebagai pembungkus kabel bawah tanah di industri luar negeri [6].
Bulu  ayam  ( chicken  feather )  bulu-bulu ayam  yang  terbuang  sia-sia  pada  setiap  daging ayam  yang  dijual  di  supermarket  dan  di  pasar merupakan  salah  satu  isu  global  yang  ada  di hampir setiap negara. Amerika merupakan salah satu  negara  konsumsi  ayam  yangterbanyak hingga  mencapai  angka  8  juta  ayam  broiler setiap tahunnya. Jumlah limbah bulu-bulu ayam yang  dihasilkan  oleh  para  industri  ternak  yaitu
antara  2  juta  hingga  3  juta  pon  per  tahun. Kebanyakan  dari  mereka  membakar  limbah tersebut,  mengubur  sampai  mencampurkannya kembali kedalam pakan ternak—metode tersebut sungguh memakan biaya dan bertentangan. Di Indonesia sendiri, ternak ayam merupakan  bisnis  yang  populer  sehingga limbah  bulu  ayam  yang  di  hasilkan  pun  cukup banyak pula. naumun pemanfaatan limbah bulu ayam  di  Indonesia  masih  terdengar  baru  dan masih  belum  bisa  diamanfaatkan  secara maksimal .
Berdasarkan  permasalahan  diatas  perlu dilakukan  perlakuan  Untuk  memperoleh  ikatan yang  baik  antara  matriks  dan  serat  dilakukan modifikasi permukaan serat. Modifikasi permukaan  dilakukan  untuk  meningkatkan kompatibilitas  antara  serat  alam  dengan matriks.  Serat  alam  yang  hidrofil,  tidak kompatibel  dengan  matriks  termoset  yang sifatnya  hidrofob.  Proses modifikasi  serat  alam menjadi  hidrofob  dapat  dilakukan  dengan menghilangkan
komponen hidrofil (hemiselulosa,  lignin  dan  pektin),  sehingga serat akan lebih kompatibel dengan resin.Perlakuan  pada  serat  ijuk  menggunakan larutan NaOH yang merupakan larutan basa dan mudah larut dalam air, termasuk basa kuat yang dapat  terionisasi  dengan  sempurna.  Menurut teori  Arrhenius  basa  adalah  zat  yang  dalam  air menghasilkan ion OH – dan ion positif. Larutan basa  memiliki  rasa  pahit,  dan  jika  mengenai tangan  terasa  licin  (seperti  sabun).  Sifat  licin terhadap kulit itu disebut sifat kaustik basa [2].
Agung , (2007), melakukan
analisa
pengaruh  fraksi  volume  serat  aren (arenga pinata) dengan  matrik polyester terhadap kekuatan bending dan tarik, hasil penelitiannya menunjukkan  bahwa  kekuatan  tarik  maksimal dimiliki  oleh  komposit  dengan  fraksi  volume 40%  yang  besarnya  1,4  kg/mm2,  sedangkan flexural modulus dan flexural strength tertinggi terjadi pada komposit dengan fraksi volume 40 %, yang besarnya adalah 129,4 kg/mm2 dan 6,4 kg/mm2.  Semakin  kecil  fraksi  volume  serat aren,  maka  kekuatan  tarik  dan  bending  akan semakin kecil.
Justin,(2005),  Meneliti  komposit    yang terdiri  dari  serat  bulu  ayam  ( chicken  feather ) dengan matrik polyethylene , dengan penambahan  serat  bulu  ayam  sebagai  bahan penyerap  panas  dengan  baik,  dan  dapat meningkatkan  modulus  elastis  dan  tegangan yield.  Penambahan  serat  bulu  ayam  dapat mengurangi kepadatan sampai 2 %.
Diharjo, (2008). melaporkan jenis pengikat  yang  biasa  digunakan  untuk  bahan matrik komposit adalah resin polyester . Karena merupakan  salah  satu resin  termosetting yang mudah  diperoleh  dan  digunakan  masyarakat umum, industri skala kecil maupun besar. Resin polyester ini  juga  mempunyai  kemampuan berikatan dengan serat alam tanpa menimbulkan reaksi dan gas.

## METODE PENELITIAN
Bahan  yang  digunakan  adalahseratijuk. Untukperlakuan alkali seratijukdirendamselama 2  jam  denganlarutanNaOH,  variasi  0%,  2%, 5%,  10%.dandicuci  dengan  air  destilasihingga bersih,
dikeringkan,Kemudiandilakukanpemilihanserati jukdengan  diameter  rata  –  rata  0,5  mm.  dan serat  bulu  ayam  .  Proses  pembuatan  komposit hybrid , semua serat di buat dengan model acak ,  dengan  metode  hand  lay  up  ,  dengan  matrik polyester , Setelah selesai pembuatan komposit hybrid , diuji sifat mekanik dan thermal

## HASIL  DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  data  hasil  pengujian  tarik (Tabel 3.1) dapat diketahui perlakuan alkali 0% kekuatan  tarik  rata  –  ratanya  102,72  Mpa kemudian  perlakuan  alkali  2  %  kekuatan  tarik rata – ratanya  138,71 Mpa, perlakuan alkali 5% kekuatan  tarik  rata  –  ratanya  114,37  Mpa  dan perlakuan alkali 10% 36,12 Mpa
Tabel 3.1 Harga Kekuatandan Prosentasi alkali
Perlakuan Kekuatan Tarik ( Mpa) Alkali σ Rerata 0% 114,23 102,72 99,36 100,33 2% 139,36 138,71 145,38 131,41 5% 120,76 114,37 113,99 108,38 10% 36,03 36,12 28,94 43,41
(Tabel  3.1  )menunjukkan  bahwa  bertambahnya prosentasi    alkali  (  NaOH)  mulai  tanpa  NaOH,
2%  semakin  naik  kekuatan  tarik  serat  ijuk ,namun  pada  saat  ditambahkan  5%  NaOH  dan 10%  NaOH,  kekuatan  tarik  serat  ijuk  semakin menurun
Dengan  diberinya alkalitreatment pada serat  ijuk  menyebabkan  perbaikan  sifat  serat ijuk tersebut. Alkalitreatment ini membersihkan dinding permukaan serat ijuk dari lapisan yang kotordandebu.
Gambar 1 Foto SEM Mikrostruktur Serat ijuk.
(a) Untreated (tanpa diberi alkali treatment ) (b) Dengan alkali treatment 2%NaoH (c) Dengan alkali treatment 5%NaoH
(d) Dengan alkali treatment 10%NaoH
Selanjutnya,  pada  gambar  1(a)  serat ijuk Untreated (tanpa  diberi alkali  treatment ) terlihat  serat  ijuk  yang  masih  banyak  kotoran dan  debu  membuat  celah  atau  lubang  di permukaan  serat  tertutup.  Pada  gambar  1(b) serat  ijuk  dengan alkali  treatment  2%NaoH pada permukaan serat ijuk terlihat lebih bersih. Pada  gambar  1(c)  lubang    semakin  hilang  dan gambar  1(d)  serat  ijuk  dengan alkali  treatment 10%NaoH pada  permukaan  serat  ijuk  terlihat lebih bersih dengan disertai rusaknya permukaan  serat  ijuk,  karena  prosentase perlakuan  yang  terlalu  banyak  sehingga merusak jaringan permukaan serat ijuk.
Gambar 2  Foto SEM Mikrostruktur Serat Bulu Ayam.(a) Pada down Bulu Ayam (b) Pada Up Bulu Ayam
50 μm (c) (a) (b)
(b) (a) 50 μm 50 μm
50 μm (d)
Pada  gambar  2(a)  serat  bulu  ayam kelihatan  pada  sisi  bawah  (  down)  ( chicken feather )  banyak  rongga  –  rongga  kosong  juga terlihat  serat  bulu  ayam  rusak  yang  membuat serat  bulu  ayam  di  bagian  ini  rapuh  atau  tidak bisa  menahan  beban  yang  besar  pada  saat  di gabungkan  dengan  serat  yang  lain  menjadi komposit hybrid .  Pada  gambar  2(b)  serat  bulu ayam kelihatan  pada sisi atas atau ujung ( up ) ( chicken  feather )  tidak  kelihatan  rongga  – rongga  kosong,  dengan  menggunakan  serat  di bagian  atas  (  up  )  ( chicken  feather )  bisa menahan  beban  yang  besar  pada  saat  di gabungkan  dengan  serat  yang  lain  menjadi komposit hybrid .
Tabel 2. Harga Kekuatan Hasil Uji Tarik Spesimen Komposit Hybrid No. Bahan  Strength Strength Rata- Rata Komposit HYBRID  Kg/mm 2 Kg/mm 2
1 0% 66,35 64,926 2 66,35
3 4 5
62,79 62,79
66,35
1 2% 70,91 72,304 2 72,09
3 4 5 71,73
73,40 73,39 1 5% 67,84 67,486 2 67,07 3
4 5
66,88 67,80 67,84 1 10% 63,70 63,336 2 62,79 3
4 5 63,70 62,79 63,70
Pada  Tabel  2  terlihat  material  komposit hybrid dengan  perlakuan  NaOH  2%  serat  ijuk  paling besar  kekuatan    uji  tarikrata  –  ratanya72,304 kg/mm 2

## Tabel 3. Harga Kekuatan Hasil Uji Impak
Spesimen Komposit Hybrid
No.  Bahan  Energi Energi Rata- Rata HI HI Rata- Rata Komposit HYBRID Joule   Joule   J/mm J/mm 1 0% 18,70 18,52 0,156 0,155
2 18,55 0,155 3 4 5 18,55 0,155 18,44 0,154 18,40 0,153 1 2% 19,05 19,53 0,159 0,161 2
19,75 0,165 3 4 5 19,75 0,165 19,05 0,159 19,05 0,159 1 5% 19,03 19,22 0,158
0,159 2 19,55 0,163 3 4 5 19,03 0,158 19,45 0,162 19,03 0,158 1 10% 17,20
17,36 0,143
0,145 2 17,44 0,146 3 4 5 17,40 0,145 17,46 0,146 17,30 0,144
Pada  Tabel  3  terlihat  material  komposit hybrid dengan  perlakuan  NaOH  2%  serat  ijuk  paling besarkekuatan    impakrata  –  ratanya  0,161 J/mm 2 dengan  Energi    impakrata  –  ratanya 19,53 J.
Gambar 3.3Pengujian DTA ( Defferantial Thermal Analysis ) Komposit Hybrid serat bulu ayam dengan serat Ijuk dengan perlakuan NaoH 2% bermatrik polyester
Pada  gambar  3.3  Pengujian  DTA  ( Defferantial  Thermal  Analysis )  terlihat material komposit hybrid bisa menyerap panas , pada  gambar  grafik  diatas  mulai  pengujian DTA  ( Defferantial  Thermal  Analysis )  setting alat temperatur 0 0 C sampai temperatur 1000 0 C. Temperatur  0 0 C  sampai  dngan  350 0 C    masih menyerap panas dengan waktu 39 menit, diatas temperatur  350 0 C  sudah  terjadi  deformasi komposisi .
Proses alkalisasi menghilangkan komponen  penyusun  serat  yang  kurang  efektif dalam  menentukan  kekuatan  antar  muka  yaitu hemiselulosa,  lignin  atau  pektin.  Dengan berkurangnya  hemiselulosa,  lignin  atau  pektin, wetability serat oleh matriks akan semakin baik, sehingga  kekuatan antarmuka pun  akan meningkat. Selain itu, pengurangan
hemiselulosa, lignin atau pektin, akan meningkatkan  kekasaran  permukaan  yang menghasilkan mechanical  interlocking yang lebih  baik.  Diamana mechanical  interlocking adalah  proses  merekatnya  antara  matrik  dan serat  seara  mikroskopis  maupun  molekuler ketika  matrik  masuk  dalam  serat  akan  terjadi ikatan  perekat  yang  kuat.  Namun  jika hemiselulosa,  lignin  dan  pektin  hilang  sama sekali maka kekuatan serat alam akan menurun. Hal  ini  terjadi  karena  kumpulan microfibril penyusun  serat  yang  disatukan  oleh  lignin  dan pektin  akan  terpisah,  sehingga  serat  hanya berupa  serat-serat  halus  (diameter  kecil)  yang terpisah  satu  sama  lain  [5].  Oleh  sebab  itu, peningkatan kekuatan antar muka akan optimum  pada  penambahan  larutan  basa  alkali konsentrasi tertentu.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan, maka  dapat  disimpulkan  beberapa  hal  sebagai berikut:
1. Penambahan    NaOH  untuk  perlakuan  serat ijuk hingga2% dapat meningkatkan kekuatan  tarik  serat.  Namun  bila  melebihi 2% akan menurun kekuatan tariknya
2. Kekuatan  tarik  serat  maksimal  138,71Mpa, di dapat pada serat dengan perlakuan NaOH 2%.
3. Hasil  pengujian  tarik  material  komposit hybrid serat ijuk ( arenga pinata ) dan serat bulu  ayam  ( chicken  feather )  bermatrik polyester didapatkan  nilai  kekuatan  tarik
tertinggi  sebesar  72,304  kg/mm 2 pada perlakuan serat ijuk dengan NaOH 2%.
4. Hasil  pengujian  impak  material  komposit hybrid serat ijuk ( arenga pinata ) dan serat bulu  ayam  ( chicken  feather )  bermatrik polyester didapatkan  nilai  kekuatan  impak tertinggi  sebesar  0,161  J/mm 2 dan  energi impak sebesar 19,53 Joule.
5. Hasil pengujian DTA ( Defferantial Thermal Analysis material komposit hybrid serat ijuk ( arenga  pinata )  dan  serat  bulu  ayam ( chicken  feather )  bermatrik polyester didapatkan  komposit hybrid bisa  menyerap panas  ,  terlihat  pada  gambar  grafik  diatas mulai  penguhian  DTA  dengan  temperatur 0 0 C  sampai  temperatur  1000 0 C.  temperatur 0 0 C  sampai  dngan  350 0 C    masih  menyerap panas dengan waktu 39 menit

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terimakasih  kami  sampaikan kepada  Jurusan  Teknik  Mesin  Institut Teknologi  Nasional  Malang  ,  Politeknik Kediri, Universitas Brawijaya dan Universitas  Negeri  Malang  yang  telah mendukung pelaksanaan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim,  2011, Daun,  Bunga,  Buah  dan  Biji Tanamanijuk
(ArengaPinata) . http:// www.kphjember.com/mengenal aren.html .
David N-Shon,1994, Journal of cellulose, vol.1, chapman & Hall,London.UK .
Gollob,  L.  and  J.D.  Wellons.  (1990). Wood Adhesion. In : Skeist, I. (Ed.) ; Handbook of  Adhesives ,  3rd  edition.  Van  Nostrand Reinhold. New York.
Mimpin  Sitepu,  Evi  Christiani  S.,Manis Sembiring, Diana Barus, Sudiati, (2007), Modifikasi  Serat  Ijuk  dengan  Radiasi Sinar  –  γ,Suatu  Studi  untuk  Perisai Radiasi  Nuklir ,  Jurnal  Sains  Kimia,vol.
10, no.1, 2006: 4–9
Packman,  Verpoest,  (2003), Natural  Fibres: Can  They  Raplace    glass  in  fibre reinforced  plastic,  Composites  Science and Technology , 63, 1259-1264 Wurmb,merr.  (2007). Buku  tentang  Poon  Aren (Arenga Pinata).