## PENGARUH PENAMBAHAN NAOH PADA SERAT

## NATA DE COCO TERHADAP

## KEKUATAN MEKANIK MATERIAL KOMPOSIT RESIN EPOKSI
Kurnia Widhi Astuti 1
1 Program Studi Analisis Kimia, Politeknik AKA Bogor, Tanah Baru, Bogor, 16145
*Email: kurniawidhi@kemenperin.go.id
(Received : 1 Juni 2020; Accepted: 1 Juli 2020; Published: 1 Juli 2020)

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh serat nata de coco terhadap kekuatan mekanik material komposit berbahan dasar resin epoksi. Perlakuan kimia pada serat nata de coco dengan cara  menambahkan alkali  berupa  NaOH  dengan  konsentrasi  1-5%  pada  variasi  selama  1-3  jam  dan  dilakukan  perbandingan konsentrasi antara resin dan hardener (30:70), (40:60), (50:50), (60:40).  Perbandingan epoksi dan hardener sebesar 50:50 (1:1) memiliki modulus young tertinggi sebesar 17,171 Gpa. Hasil uji kuat tarik untuk seluruh material baik serat murni maupun komposit serat-resin masing-masing 0,163 dan 0,222 Gpa
Kata kunci : Serat rami; Wettability; Resin, Epoksi; Komposit

## Abstract
The  objective  of  this  research  to  study  the  effect  of  nata  de  coco  fiber  mechanical  strength  of  the  composite material  made  from  epoxy  resin.  Nata  de  coco  fiber  used  was  dried  fibers  do  not  contain  water.    Chemical treatment of the nata de coco fiber by adding alkali such as NaOH with a concentration of 1-5% of the variation for 1-3 hours and the concentration of resin and hardener was compared. The comparison of resin and hardener are  (30:70),  (40:60),  (50:50),  (60:40). The  ratio  of  epoxy  and  hardener  of  50:50  (1:  1)  has  the  highest  young modulus of 17,171 Gpa. The result tensile strength test for all materials both pure fiber and composite risen fiber are 0,163 and 0,222 Gpa
Keywords: nata de coco fiber; wettability; resin; composite

## PENDAHULUAN
Serat  alam  berbasis  selulosa seperti  flax, hemp,  jute,  sisal dan  rami  merupakan  serat  yang dapat  diperbarui  dan  melimpah  di  alam  (Netravali & Nam,2006).
Menurut  A.  Mikrajudin et  al.  polimer  berfungsi sebagai perekat serat, dimana kritalinitas serat yang tinggi  dapat  membentuk  polimer  komposit  yang menghasilkan kombinasi kekuatan, fleksibilitas, dan kekarasan  yang  lebih  baik  dibandingkan  material komposit lain.
Saat  ini  produksi  buah  kelapa  Indonesia mencapai rata-rata 15,5 milyar butir per tahun atau setara dengan 3,02 juta ton kopra, 3,75 juta ton  air kelapa, 0,75 juta ton arang tempurung, 1,8 juta ton serat serabut, dan 3,3 juta ton debu serabut (Agustin et  al.,  2003).  Industri  pengolahan  buah  kelapa umumnya  masih  terfokus  pada  pengolahan  hasil
daging  buah  sebagai  hasil  utama,  sedangkan industri  yang mengolah hasil  samping  buah  seperti air,  sabut  dan  tempurung  kelapa  masih  secara tradisional  dan  berskala  kecil,  sedangkan  potensi ketersediaan bahan baku untuk membangun industri pengolahannya sangat besar (Mahmud dkk, 2005). Secara  kimiawi,  serat  yang  terkandung  di dalam nata  de  coco adalah  serat  selulosa,  yang dikenal  sebagai  selulosa  bakteri.  Sifat  fisik  unik selulosa  berasal  dari  bakteri  ini  antara  lain  adalah memiliki kekuatan mekanik tingi, memiliki struktur jaringan  serat  murni  yang  halus  berbentuk  pelikel yang  terdiri  dari  pita-pita  acak  dengan  lebar  100 nm,  dan  diameter  2  sampai  4  nm  yang  disebut mikrofibril  selulosa.  Mikrofibril  ini  memiliki densitas  1,6gr/m3,  memiliki  porositas  yang  cukup dengan  struktur  jaringan  3-dimensi  (3D)  dan
biokampatibel  (Kamel,  2007).  Serat nata  de  coco memiliki  keunggulan,  baik  sifat  fisik  seperti ketebalan  serat  dan  densitas  serat  yang  tinggi maupun  sifat  mekanik  yang  tinggi  (Darmansyah, 2010).
Penelitian  ini  bertujuan  membuat  suatu komposit  dengan  bahan  serat  yang  berbeda sehingga  dapat  direkayasa  menjadi  produk  yang cocok  untuk  kebutuhan  dan  menghasilkan  kinerja yang  baik.  Penambahan  NaOH  pada  selulosa bakteri  (serat nata  de  coco )  akan  menghasilkan komposit kuat dan elastis (Munawar dkk, 2008).

## BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat
Bahan  yang  digunakan   adalah serat  nata  de coco ,  NaOH,  epoksi  dan hardener .  Peralatan  yang digunakan pada penelitian ini adalah  labu ukur 100 ml,  corong,  gelas  beker  50  ml,  gelas  ukur  50  ml, pipet,  kaca  arloji,  pipet  volume  10  ml  dan  5  ml. Selain  peralatan  gelas  standar,  juga  digunakan peralatan  seperti:  timbangan  analitik, stirer , hot plate ,  cetakan  berukuran  10cmx10cm,  desikator , Scroll  Saw  16’E,  Drying  merk  Carxe  type  90125 KAB .
MetodePenelitian Pembuatan lembaran serat nata de coco Serat nata  de  coco diperoleh  dengan  cara mengeringkan serat menggunakan drying (pengering) merk Carxe type 90125 KAB energi 220 volt  AC/4500  watt. Sebelum  dikeringkan nata  de coco dibersihkan  terlebih  dahulu  kemudian  dipress menggunakan alat press merk Carxe.

## Pembuatan komposit serat dengan resin
Komposit serat akan dilakukan variasi posisi antara  serat  dengan resin  epoksi  untuk memperoleh kekuatan  maksimum  komposit.  Setelah  dibuat komposisi  antara  resin  epoksi  dan hardener pada tiap sampel, maka dilakukan pengadukan ( homogenizer ) selama ± 20 menit, kemudian sampel di vacuum selama ± 2 menit. Campuran antara resin epoksi  dan hardener dimasukkan  ke  dalam  cetakan dan di press menggunakan alat tekan dan didiamkan selama 24 jam.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Penambahan NaOH
Serat nata  de  coco yang  telah  mengalami proses pengeringan, selanjutnya direndam menggunakan  larutan  alkali,  seperti  larutan  NaOH dengan  komposisi  1%,  2%,  3%,  4%  dan  5%  pada variasi  waktu  selama  0,1,2  dan  3  jam.  Tujuan penambahan  NaOH  adalah  untuk  meningkatkan kompatibel  antara  serat  dengan  resin,  sehingga mechanical  bonding  interface antara  serat-matrik pada material komposit dapat ditingkatkan. Penentuan uji tarik resin epoksi- hardener
Pengujian  tarik  matrik  dimaksudkan  untuk mengetahui sifat mekanis material. Berikut ini  adalah hasil  uji  tarik  resin  epoksi  dengan  masing-masing perbandingan antara epoksi dengan hardener ditunjukkan dalam Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar 1. Diagram Perbandingan epoksi-hardener (EH) dengan tensile test
Gambar 2. Diagram Perbandingan epoksi-hardener (EH) dengan modulus young.
Dalam  gambar  menunjukkan  bahwa  pada EH3  dengan  perbandingan  epoksi  dan  hardener sebesar  50:50  (1:1)  memiliki  modulus  young tertinggi  sebesar  17,171  Gpa.  Semakin  kaku  suatu material, maka modulus young semakin tinggi.

## Penentuan uji tarik komposit serat-epoksi
Pengujian tarik suatu matrik bertujuan untuk mengetahui  sifat  mekanis material.  Uji  ini  digunakan untuk mengetahui kekuatan Tarik dari lembaran serat nata  de  coco sebelum  dan  sesudah  membentuk komposit.  Pengujian  kuat  tarik  ini  dilakukan  sesuai dengan  ASTM-D638.  Hasil  uji  kuat  Tarik  pada seluaruh  material  baik  serat  murni  maupun  komposit serat-resin ditunjukkan pada Tabel 1.

## Tabel 1. Uji Tarik Sebelum dan Sesudah Perlakuan
Keterangan : N : nata de coco Ep : epoksi R : rami NM : nata de coco murni Ep : epoksi NP : nata de coco perlakuan
Pada  Tabel  1  menunjukkan  bahwa  kekuatan Tarik serat nata de coco murni dan serat nata de coco dengan  perlakuan  NaOH  menunjukkan  sedikit perubahan nilai kekuatan Tarik. Hal ini menunjukkan bahwa  terjadi  peningkatan  sifat-sifat  mekanis  pada komposit serat yang telah mengalami perlakuan kimia dan  mengalami  peningkatan  karakteristik  perekatan ( adhesion ) permukaan serat (Callister, 2007).

## KESIMPULAN
Perbandingan  EH  1:1  merupakan  rasio pencampuran antara resin  epoksi  dan hardener yang paling baik sehingga menyebabkan reaksi berlangsung  sempurna  dan memiliki  modulus  young tertinggi  sebesar  17,171  Gpa.  Sedangkan  kekuatan tarik serat nata de coco murni dan serat nata de coco dengan perlakuan NaOH berturut-turut sebesar 0,163 Gpa dan 0,222 Gpa.

## DAFTAR PUSTAKA
Agustin  et  al.,  2003, Analisis  Pengembangan Agroindustri  Komoditas  Perkebunan  Rakyat (kopi  dan  kelapa)  Dalam  Mendukung Peningkatan  Daya  Saing  sektor  Pertanian ,
Makalah  Seminar  Hasil  Penelitian  Pusat Penelitian dan Pengembangan sosial Ekonomi Pertanian, Bogor. ASTM  D  638-02  2002, Standard  Text  Methods  for tensile Strength of Plastic , Philadelphia, 1-13. Darmansyah,  2010, Evaluasi  Sifat  Fisik dan  Mekanik Material  Komposit  Serat-Resin  Berbahan Dasar  Serat  Nata  de  Coco  dengan Penambahan  Nanofiller ,  Tesis,  Jurusan Teknik Kimia, Universitas Indonesia Djafar  et  al.,  2009, Pengaruh  Perlakuan  Permukaan Serat  Alam  Rami  (Boehmeria  Nivea) terhadap  Wettability  dan  kemampuan  Rekat Matrik  Epoxy  Resin ,  Jurnal  Penelitian Engeneering, Vol. 12(2), 1-6.
Kamel,  2007, Nanotechnology  and  its  Application  in Lignocellulosic  Composite,a  mini  review , Express polymer Letters Vol.1 (9), 546-575. Mikrajuddin  et  al.,  2008, Fabrikasi  Material
Nanokomposit Superkuat, Ringan dan Transparan  Menggunakan  Metode  Sample Mixing ,  Jurnal  Nanosains  &  nanoteknologi, Vol.1 (1), 14-18.
Mahmud  dkk,  2005,  Prospek  Pengolahan  Hasil Samping  Buah  Kelapa,  Jurnal  Perspektif, Vol.4 (2), 55-63.
Munawar,  2008, Effects  of  alkali,  mild  steam,  and chitosan  treatments  on  the  properties  of pineapple,  ramie,  and  sansevieria  fiber bundles , Journal Wood Science 54:28–35. Netravali  &  Nam,  2006, Green  Composites  II Environment-Friendly,
Biodegradable Composites  Using  Ramie  fibers  and  Soy Protein Concentrate (SPC) Resin , Fibers and Polymers Vol.7. Kode sampel Tensile Strength (Mpa) Strain Modulus Young (Gpa) NM 16,3 0,1 0,163 NP 28,8 0,13 0,222