## PENGGUNAAN SERAT JUTE (CHORCORUS CAPSULARIS) SEBAGAI BAHAN PENGUAT KOMPOSIT MATRIK POLYESTER
Soeparno Djiwo,  Fredy Hiunsiustio Fakultas Teknologi Industri,  Program Studi Teknik Mesin S-1 Institut Teknologi Nasional Malang Jl. Raya Karanglo Km. 2  Malang e-mail : soeparno_d@yahoo.com

## ABSTRAK
Komposit matrik polyester dengan penguat serat jute adalah salah satu jenis komposit polimer. Resin  Polyester  merupakan resin  termoset  yang  banyak  di gunakan  pada industri manufaktur.  Hal  ini  dikarenakan  resin  polyester  mempunyai  sifat  yang  menguntungkan, misalnya tahan terhadap bahan  kimia, hanya  terjadi  sedikit pengerutan  pada saat di cetak, isolator listrik cukup baik, dan tahan korosi. Sedangkan serat jute selama ini di pergunakan sebagai bahan dasar pembuatan karung dan alas permadani.  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui  kekuatan  tarik  dan  ketahanan  impak  komposit.  Tahapan dalam  kegiatan penelitian di awali dengan pembuatan komposit sistem hand lay-up, dimana polyester sebagai pengikat (70%),  sedangkan  serat jute sebagai penguat (30%) yang disusun secara  acak  dan kontinyu, kemudian di uji kekuatan tarik dan ketahanan impak-nya. Pembuatan  spesimen uji tarik menggunakan standard ASTM D 3039, untuk uji ketahanan impak ASTM D 5942. Pada  penelitian  di  lakukan juga  pengamatan  bentuk  patahan  hasil  uji tarik dan  ketahanan impak dengan menggunakan mikroskop optik. Jumlah spesimen setiap pengujian adalah 12 spesimen untuk  susunan  serat  acak  dan  kontinyu. Dari  hasil  pengujian  di ketahui  hasil kekuatan tarik komposit yang menggunakan susunan serat acak 2,804 (kgf/mm 2 ), sedangkan susunan serat kontinyu 3,554 (kgf/mm 2 ). Untuk hasil pengujian ketahanan impak, komposit yang  menggunakan susunan serat acak 0,1643 (Joule/mm 2 ),    dan  untuk  susunan  serat kontinyu 0,1214 (Joule/mm 2 ),
Kata kunci : Komposit, polyester, serat jute, kekuatan tarik, ketahanan impak .

## ABSTRACT
Composite  matrik  polyester  with  jute  fibre  lasing  is  one  of  composite  polymer  type. Resin polyester is termoset resin that many used at manufactur industry. This situation because of  polyester  resin  have  profitable  characteristic,  for  example  resistant  to  chemistry,  only happened  a  few  creasings  when  printed,  good  enough  electrics  isolator  and  rust  resistan. Whereas jute fibre currently  utilized  upon  which elementary making sack  and  carpet  pallet. This  Research  bent  on  to  know  tensile  strength  and  impact  strength  of  composite.  Step  in research activity beginning with  hand lay-up system composite making, where polyester the fastener  (70%),  whereas  jute  fibre  as  the  lasing(30%)  that  compiled  at  randomly and continuous  then  tested  tensile  and  impact  strength.  Making  specimen  of  tensile  test  uses ASTM  D3039  standard, for    impact  test  uses  ASTM  D  5942    standart.  At  research  also conducted  observation of  result breaking  form  tensile  test  and  impak  by  using  microscope optic. Amount specimen every testing is 12 specimens for randomly and continuous orianted fibre. From testing result known tensile strength result composite that use randomly oriented discontious fibre is 2,804 (kgf/mm2) whereas continuous oriented fibre 3,554 (kgf/mm2). For result  of  strength  testing  impak,  composite  that  use randomly  oriented  discontious  fibre  is 0,1643 (joule/mm2) and for continuous oriented fibre formation 0,1214 (joule/mm2).
Key words :  Composite, Polyester, Jute fiber, Tensile strength, Impact strength

## PENDAHALUAN
Keberadaan  logam  khususnya  baja dianggap sebagai bahan baku ideal untuk dunia  manufaktur  dan  teknik  bangunan. Namun  seiring  dengan  perkembangan teknologi,  telah  di temukan  bahan baku baru  yang kuat, lentur dan lebih ringan. Material  komposit,  khususnya  dengan penguat fiber mulai  berkembang  pesat dengan adanya kebutuhan akan material yang  kuat,  ringan, mudah  di bentuk, tahan korosi dan murah. Sehingga bukan sesuatu  yang aneh, jika bahan komposit di gunakan secara luas di bidang industri manufaktur,  otomotif  dan  arsitektur bangunan.
Dalam  dekade  terakhir  ini,  material komposit  dengan  serat  alami  seperti serat  bambu,  rami  dan  pisang (abaca) telah  di aplikasikan  oleh  para produsen mobil  sebagai  bahan  penguat seperti untuk panel  pintu,  tempat  duduk belakang, dashboard, dan  perangkat interior lainnya. Penggunaan serat alami pada  material  komposit  saat  ini  sangat menguntungkan  karena  ;  memiliki  sifat mekanik  yang  baik,  bahan  baku  dengan mudah  di  daur  ulang,  dan  ramah terhadap  lingkungan  karena  mempunyai kemampuan  untuk  ter-biodegradasi (biodegradability) .
Berbagai  keuntungan  tersebut  telah menumbuhkan  minat  akan  penggunaan material  alami  pada  berbagai  aplikasi. Hal  ini  menjadi kabar  yang  sangat menggembirakan  bagi  dunia  industri manufaktur. Material alami tidak akan di khawatirkan  habis  karena  dapat diperbaharui  dengan  pengembang-
biakan sesuai  dengan  keadaan  alam indonesia.
Tanaman jute merupakan  tanaman tahunan  yang  tumbuh  baik  di  tanah “alluvial” dengan iklim tropik yang lembab seperti Indonesia.  Apabila  di kaji,  tanaman jute memiliki  kandungan  serat  yang  tinggi. Namun untuk saat ini pemanfaatan serat jute di  Indonesia  sebatas  sebagai  bahan  dasar pembuatan  karung  dan  pelapis  permadani. Tentunya  akan  mempunyai  nilai  lebih,  jika serat tersebut dapat di gunakan sebagai serat pengisi  dalam material  komposit polimer, lebih-lebih keberadaannya mampu menggantikan serat non alami yang selama ini  masih  mengandalkan  impor  dari  luar negeri.
Untuk memanfaatkan serta jute sebagai salah  satu  sumber  daya  alam,  maka  di lakukan  penelitian  tentang penggunaan serat jute sebagai  bahan penguat  komposit matrik  polyester. Dengan  penelitian  ini  di harapkan ada masukan bagi pengembangan industri  material  komposit  yang  diperkuat serat  alam, sehingga  ada  potensi  sumber daya  alam  di  Indonesia  lebih  di tingkatkan pemanfaatannya menjadi suatu produk yang memiliki  nilai  tambah  dan  dapat  di terima oleh masyarakat luas.

## METODE PENELITIAN Bahan Baku
Bahan  baku  yang  di  gunakan  dalam penelitian  ini  adalah  resin  polyester  dan serat jute.
Pembuatan Komposit Dalam pembuatan komposit, menggunakan  proses hand  lay-up seperti pada  Gambar  3. Langkah  pertama  adalah
melapisi  cetakan  dengan  pelapis  (wax atau  lapisan  lilin)  untuk  mencegah cetakan  lengket.  Kemudian mencampur resin  dan  katalis  (sebagai  pengeras), tuangkan kedalam cetakan yang sudah di isi  serat  jute,  sesuai  dengan  susunan serat  yang  telah  di  tetapkan  (acak  dan kontinyu),  serta lakukan  penekanan untuk  membentuk  dan  menghilangkan udara  yang  terperangkap  di  dalam cetakan.
Pengeringan di butuhkan pada suhu ruangan selama  15 – 30  menit, tetapi panas  kadang  di gunakan  untuk mempercepat proses pengeringan. Idealnya  penghalusan permukaan harus di lakukan  sebelum  benar-benar  kering, agar  permukaannya  rata  dan  menambah daya tarik tampilannya.
Gambar 3. Proses hand lay-up

## Pengujian Spesimen Pengujian Kekuatan Tarik
Dalam pengujian ini, seperti yang di tunjukkan  pada  Gambar  4, spesimen uji akan diberi  beban sebesar  P  kg,  sehingga spesimen uji  akan  bertambah  panjang sebesar  l (mm).  Hasil  dari  pengujian kekuatan tarik ( σ t ) dapat di ketahui dengan menggunakan persamaan ;
P σ t = ------- (kg/mm 2 ) b . d Dimana : σ t =  kekuatan tarik (kg/mm 2 ) P =  beban tarik (kgf) b = lebar spesimen (mm ) d   =  tebal spesimen (mm )
Gambar 4.  Mesin uji kekuatan tarik

## Pengujian Ketahanan Impak
Pada Gambar 5, menunjukkan mesin uji impak. Pada  pengujian  ini,  pendulum  di naikkan  sampai  ketinggian  tertentu, sehingga pendulum  memiliki  energi potensial sebesar E (Joule), dan di rumuskan sebagai berikut ;
E = W.L.(Cos α - cos β)
Dimana : W = beban pendulum (kg) L = panjang lengan pendulum (mm) β = sudut akhir ( 0 ) α = sudut akhir ( 0 )
Sedangkan besarnya harga ketahanan impak (Ak) dapat di ketahui dengan menggunakan rumus ;
E Ak  = --- (kgf/mm 2 ) a Dimana : a = luas penampang spesimen (mm 2 )
Gambar 5. Mesin uji ketahanan impak

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Kekuatan Tari
Tabel 1.  Hasil pengujian kekuatan tarik
Spesimen Luas (mm 2 ) Max. Force (Kgf) Tensile Strength (kgf/ mm 2 ) Δ (% )
Susunan Serat Acak 100 280.43 2.804 2.507 Susunan Serat Kontinyu 100 355.39 3.554 2.747
Dari  Tabel  1,    terlihat  bahwa  susunan serat  dapat  menaikkan  kekuatan  tarik komposit .    Untuk  komposit  dengan
susunan  serat acak,  kekuatan  tarik  yang dapat  di capai  sebesar 2,804 (kgf/mm 2 ), dengan  elongasi 2,507%,  dan  beban maksimum 280,43 kgf. Sedangkan komposit yang menggunakan susunan serat kontinyu kekuatan tariknya mencapai 3,554 (kgf/mm 2 ),  dengan  elongasi  2,747%,  dan beban maksimum 355,39 kgf.
Gambar 6.    Patahan  spesimen  pengujian kekuatan tarik.

## Hasil Pengujian Kekuatan Impak
Tabel 2. Hasil pengujian kekuatan impak
Spesimen Luas (mm 2 ) Max. Force (Kgf) Tensile Strength (kgf/ mm 2 ) Δ (% )
Susunan Serat Acak 100 280.43 2.804 2.507 Susunan Serat Kontinyu 100 355.39 3.554 2.747
Dari  Tabel  2, kekuatan impak untuk komposit dengan susunan serat acak 1,6427 (Joule/mm 2 ) dan  energi  impak  16,4272 Joule,  sedangkan  untuk  susunan  serat kontinyu 1,214 (Joule/mm 2 ) dengan  energi impak  12,1400 Joule. Gambar 7, di bawah ini  merupakan  gambar  spesimen  hasil pengujian kekuatan impak.
Gambar  7.    Patahan  spesimen  hasil  pengujian ketahanan impak.

## Hasil Pengamatan Struktur Makro
Gambar  8,  memperlihatkan bentuk struktur makro patahan komposit dengan susunan  serat  kontinyu  hasil  pengujian kekuatan  tarik,  dan
Gambar  9, memperlihatkan bentuk patahan
komposit  dengan  susunan  serat  acak, sedangkan  Gambar  10,  memperlihatkan bentuk struktur makro patahan komposit dengan  susunan  serat  kontinyu  hasil pengujian  kekuatan  impak,  dan  Gambar 11,  memperlihatkan  bentuk  patahan komposit dengan susunan serat acak,
Gambar  8.  Bentuk  patahan  komposit  polyester dengan  susunan  serat  kontinyu hasil  pengujian kekuatan tarik .
Gambar  9.  Bentuk  patahan  komposit  polyester dengan susunan serat acak hasil pengujian kekuatan tarik .
Gambar  10.  Bentuk  patahan  komposit  polyester dengan  susunan  serat  kontinyu  hasil  pengujian kekuatan impak.
Gambar  11.  Bentuk  patahan  komposit  polyester dengan susunan serat acak hasil pengujian kekuatan impak

## PEMBAHASAN
Pada  pengujian  kekuatan  tarik komposit  polyester  dengan  penguat  serat jute,  susunan  serat  berpengaruh  terhadap hasil  kekuatan  tarik. Gambar  10, untuk komposit  dengan  susunan  serat  acak kekuatan tariknya mencapai 2,804 (kgf/mm 2 ),  sedangkan  komposit  yang menggunakan  susunan  serat  kontinyu
Serat jute Polyester
Serat jute Polyester Serat jute Serat jute Polyester Polyester
kekuatan  tariknya    3,554 (kgf/mm 2 ). Kenaikan  kekuatan  tarik  yang  terjadi pada komposit dengan serat kontinyu di sebabkan  oleh  keseragaman  susunan serat,  sehingga  pada  saat di  berikan beban  tarik,  terjadi pemerataan  beban pada  setiap  serat. Hal  serupa  juga di sampaikan  oleh  Hendrik  Hardiantoro (2007),  bahwa  susunan  serat  kontinyu pada  komposit  matrik  polyester  terjadi ikatan  yang  homogen  antara  pengikat dan  penguatnya jika  di  bandingkan dengan  susunan  serat  (penguat)  yang acak. Pada  Gambar 6  dan  7, struktur makro  juga  di  tunjukkan  bentuk putusnya  serat  akibat  beban  tarik.  Dan nampak  jelas  bahwa  susunan  serat kontinyu mempunyai bentuk putus yang lebih seragam.
Gambar  12.  Grafik  hasil  pengujian  kekuatan tarik komposit.
Pada  pengujian  kekuatan impak, komposit polyester dengan serat penguat jute, susunan serat berpengaruh terhadap kekuatan impak. Gambar  11,  untuk komposit  dengan  susunan  serat  acak, kekuatan impak  yang  dapat  di  capai 0,1643 (Joule/mm 2 ),  sedangkan  untuk susunan  serat  kontinyu  hanya  0,1214
(Joule/mm 2 ). Hal  ini  di  sebabkan  pada susunan  serat acak  tidak  terjadi  pemusatan tegangan pada serat penguat.
Gambar  13.  Grafik  hasil  pengujian  kekuatan  impak komposit

## KESIMPULAN
Kekuatan  tarik  dan  ketahanan  impak komposit  polyester  dengan  serat  penguat jute di pengaruhi oleh susunan serat.

## DAFTAR PUSTAKA
1. C.  Karmaker,  J.  A.  Youngquist,  2007., Injection  Molding  of  Polypropyline Reinforced with Short Jute  Fiber ,  USDA  Forest  Service, Madison, PDF version.
2. D.  Gay,  S.V.  Hoa,  S.W.    Tsai,  2003., Composite  Materials:    Design    and Applications , CRC Press, Paris. 3. D-638-02, 2002., Standart Test Methods for Tensile Properties of Plastics , ASTM Standards,  Volume.  08.01,  Plastics, Standard on Disc.
4. http://www.jute.org, 2003 ”international jute study group” . 5. http://digilib.itb.ac.id.  31  Mei  2006.
Syarif  Hidayat., Analisa    Kegagalan Laminat Komposit.    Studi  Kasus  : Glass/Epoxy.
Grafik kekuatan tarik 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Spesimen Kgf/mm 2 Susunan serat acak Susunan serat kontinyu Grafik pengujian impak 0.0000 0.0200 0.0400 0.0600 0.0800 0.1000 0.1200 0.1400 0.1600 0.1800 0.2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Spesimen Kgf/mm 2 Susunan serat acak Susunan serat kontinyu
6. http://www.iptek.net.id.    27  Mei 2006.    Seto  Roseno, Agus  Hadi Santosa  Wargadipura, Karakterisasi dan  Model  mekanis  Material Komposit Berpenguat Serat Alam.
7. K.K.  Chawla,  1987., Composite Materials:  Science  and  Engineering , Springer-Verlag, New York.
8. M.  A.  Sudjana,  1989., Metoda Statistika ,  Tarsito,  Bandung.
9. M.  M.  Schwartz,  1992., Composite Materials  Handbook, McGraw-Hill Int. Singapore.