## PENGARUH PERLAKUAN ALKALISASI DAN VARIASI FRAKSI VOLUME KOMPOSIT POLYESTER SERAT BEMBAN (DONAX CANNIFORMIS) TERHADAP KEKUATAN IMPAK
Akhmad Wahyudi 1) , Akhmad Syarief 2) 1,2 Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat JL. Akhmad Yani Km.36 Banjarbaru, Kalimantan Selatan,70714 Telp. 0511-4772646, Fax 0511-4772646 E-mail : akh.wahyudi99@gmail.com

## Abstract
The  Indonesian  state  is  rich  in  natural  resources,  the  various  benefits  of  natural resources  are  useful  for  human  survival.  Various  kinds  of  plants  in  Indonesia  are useful  as  technical  material.One  of  the  engineering  materials  is  Composite. Composite is a material formed from a combination of two or more matrials that have stronger mechanical properties than the material forming. The composite consists of two parts: a matrix as a binder or a composite protector and a filler as a composite filler.  Natural  fiber  is  an  alternative  filler,  and  bemban  fiber  (Donax  Canniformis)  is one  of  the  many  natural  fibers  grown  in  the  Hulu  Sungai  Selatan  area  of  South Kalimantan. From the research result, the influence of volume fraction on composite fiber bemban has the most optimum strength that is on variation 60% fiber bemban 40%  Polyester  with  no  alkalization  that  has  absorption  energy  13.23  joule  and  the impact price of 0.067 joule / mm².
Keywords: composite, natural fiber, bemban fiber, impact.

## PENDAHULUAN
Negara  Indonesia  kaya  akan  sumber  daya  alam,  berbagai  macam  manfaat dari  sumber  daya  alam  berguna  untuk  kelangsungan  hidup  manusia.  Salah  satu sumber daya alam adalah tumbuh-tumbuhan. Berbagai macam-macam tumbuhan di Indonesia  diantaranya  bermanfaat  sebagai  bahan  pangan  makhluk  hidup,  sebagai obat-obatan, dan juga bisa bermanfaat sebagai material teknik.
Komposit merupakan salah satu material teknik. Komposit merupakan material yang terbentuk dari paduan dua atau lebih matrial yang memperbaiki sifat mekanik material  pembentuknya.  Dalam  komposit  ada  dua  bagian  yaitu  matrik  berguna menjadi pengikat dan pengisi komposit atau biasa disebut filler. Serat alam menjadi alternative filler komposit dikarenakan mudah didapat, densitas rendah, ramah pada lingkungan,  dapat  diuraikan  secara  biologi  dan  mudah  diproses.  mudah  diproses, densitasnya  rendah,  ramah  lingkungan  dan  dapat  diuraikan  secara  biologi (kusumastuti, 2009).
Bemban atau  bamban  (Donax  canniformis)  adalah  tanaman  liar  yang  banyak tumbuh  di  daerah  tanah  lembab.  Bemban  banyak  ditemukan  di  wilayah  Asia Tenggara,  dan  di  Indonesia  menjadi  tempat  yang  banyak  di  tumbuhi  tanaman  ini khususnya di daerah Hulu Sungai Selatan, Kalimantan Selatan
Di  daerah  Desa  Balanti,  Kecamatan  Kalumpang  Kabupaten  Hulu  Sungai Selatan.  Bemban  tumbuh  dimana-mana  dengan  membentuk  pulau-pulau  kecil. Bemban  tumbuh  liar  dan  tidak  tergunakan  dengan  baik.  Masyarakat  hanya menggunakan serat bemban untuk mengikat atap kandang hewan yang terbuat dari daun  sagu  kering  dengan  bambu.  Serat  bemban  ini  dipercaya  masyarakat  sekitar
cukup  kuat  untuk  dijadikan  pengikat  dan  bisa  bertahan  hingga  waktu  yang  cukup lama.
Dikarenakan masalah diatas peneliti melakukan penetlitian yang memanfaatkan  serat bemban sebagai filler  material komposit, dengan mengambil judul Pengaruh Perlakuan Alkalisasi Dan Variasi Fraksi Volume Komposit Polyester Serat Bemban (Donax canniformis) Terhadap Kekuatan Impak.

## Bemban (Donax Canniformis)
Bemban tumbuh berumpun dan membentuk semak tinggi sampai dengan 4,5 meter.  Batang  nya  berwarna  hijau  tua,  beruas  panjang-panjang  dan  daun-daun tunggal  bertangkai.  Bamban biasanya  dipakai  sebagai  bahan  anyaman pembuatan bakul,  tikar,  dan  lain-lain  kerajinan  khas  kalimantan  selatan  juga  sebagai  pengikat atap kandang hewan.
Bemban memiliki kandungan senyawa alami didalamnya. Kandungan  tersebut berupa  Flavonoid,  Polifenol,  dan  Saponin.  Dari  ketiga  zat  tersebut,  tumbuhan bemban  ini  dipercaya  dapat  digunakan  sebagai  obat-obatan  untuk  menyembuhkan beberapa  penyakit  seperti  bisul,  peradangan,  luka  gigitan  hewan  juga  herbal  tetes mata.
Masyarakat  juga  menggunakan  serat  bemban  untuk  mengikat  atap  kandang hewan,  karena  serat  bemban  ini  dipercaya  masyarakat  sangat  kuat  dijadikan pengikat dan dapat bertahan dalam waktu yang lama.

## Komposit
Material komposit adalah material non logam yang memiliki sifat mekanik lebih baik dari pembentuknya. Dikarenakan kebutuhan material yang mengutamakan sifat mekaniknya dan juga dibutuhkan sifat yang lebih ringan sehingga komposit semakin banyak digunakan.
Secara  umum  material  komposit  diklasifikasikan  dalam  tiga  macam  yaitu, Metal  Matrix  Composites (MMC), Polymer  Matrix  Compsites (PMC)  dan Ceramics Matrix Coposites (CMC) (Imra, 2009;  Jacob, 1994).
Salah  satu  bentuk  struktur  komposit  adalah  Komposit  Serat.  Komposit  serat terbentuk  dari  matrik  dan  serat  alam  atau  fiber.  Serat  alam  yang  panjang  secara alami memiliki kekuatan yang lebih daripada putus-putus.
a. Continous fiber composite (komposit dengan serat lurus panjang)
Gambar 1. Serat Lurus
b. Woven fiber composite (komposit dengan serat dianyam).
Gambar 2. Serat dianyam
c.  Chopped fiber composite (komposit dengan serat pendek atau acak )
Gambar 3. Serat Acak
d.  Hybrid composite (komposit dengan gabungan serat lurus dan serat acak)

## Gambar 4. Serat Lurus dan Acak

## Perlakuan Alkali Terhadap Serat Alam
Komponen  utama  serat  alam  adalah  selolusa  dan  lignin  juga  hemicellulosa memilliki peranan penting terhadap sifat serat.
Dengan  perlakuan  kimia  seperti  alkali  dapat  melarutkan  lignin  sehingga keduanya berkurang  (Vallo, 2004). Namun perlakuan alkali yang terlalu  lama dapat mengakibatkan  rusaknya  serat  alam  secara  permanen  sehinggia  serat  menjadi rapuh.

## Uji Impak
Pengujian impak memiliki tujuan agar mengetahui besar energy serap material sampai  material  itu  patah..  uji  impak  juga  sering  disebut  uji  ketangguhan  terhadap beban kejut.
Pengujian ini memiliki 2 teknik pengujian standar yaitu Charpy dan Izod . Pada Penelitian ini pengujian dengan metode charpy. Harga impak dapat dihitung dengan :
𝐻𝐼 = 𝐸 𝑠𝑟𝑝 𝐴 𝑜 (1)
di mana: HI
: Harga impak (Joule/mm 2 ) Esrp   : Energi serap (J) Ao
: Luas penampang (mm 2 )

## METODE PENELITIAN
Bahan yang digunakan yaitu serat bemban, polyster, katalis, NaOH, aquadest, wax.  Dalam  penelitian  ini  menggunakan  peralatan  yaitu  cetakan  kaca,  timbangan digital, handscoon, penggaris, oven, gelas ukur, gelas plastic, gunting, pisau potong, kikir segitiga, amplas dan mesin uji impak XJ-300.

## Prosedur Penelitian
Prosedur dalam penelitian komposit serat bemban yaitu sebagai berikut :
1. Pada awal penelitian dilakukan:
a. Batang  bemban  yang  sudah  didapat  dari  alam  dibersihkan,  dipotong, kemudian di iris setebal 1mm dan panjang 120mm.
b. Kemudian serat yang sudah di iris direbus selama ± 20 menit.
c. Kemudian  menentukan  serat  bemban  dengan  fraksi  volume  40%  serat, 50%  serat,  60%  serat  bemban  dan  di  ikat  untuk mempermudah  proses selanjutnya.
d. Menyiapkan larutan NaOH masing-masing variasi 2%, 4%, dan 6%.
e. Serat  bemban  yang  sudah  disiapkan  kemudian  dimasukkan  kedalam larutan  NaOH  (untuk  serat  bemban  yang  diberi  perlakuan  alkalisasi) selama ± 1 jam untuk dilakukan proses alkalisasi.
f. Kemudian  serat  bemban  dikeringkan  dengan  oven  pengering  dengan suhu 120ºC selama ± 1 jam.
2. Pembuatan Komposit
a. Pertama adalah menyiapkan cetakan spesimen dari kaca dengan ukuran sesuai dengan ASTM D256-00.
b. Menyiapkan resin.
c. Menyiapkan katalis.
d. Menyiapkan serat yang telah dikeringkan.
e. Mengoleskan wax pada cetakan yang telah disiapkan.
f. Mencampur resin dan katalis (katalis sebanyak 1% dari masa resin).
g. Memulai  proses  pencetakan  komposit  dengan  memasukkan  serat bemban  yang  telah  dikeringkan  dan  campuran  antara  resin  dan  katalis kedalam cetakan.
h. Setelah  ±  24  jam  angkat  spesimen  dari  cetakan  dan  keringkan  pada suhu ruangan.
i. Untuk  pengeringan  spesimen  dilakukan  dalam  ruangan  selama      ±  48 jam.
3. Pengujian Specimen Uji Impak
a. Pembuatan Spesimen Uji impak
Komposit  serat  bemban  dengan dimensi  yang  akan  digunakan  pada  uji Astm D256-00.
b. Melakukan Pengujian Impak
Sebelum  melakukan  pengujian  pada  komposit  dilakukan  kalibrasi terlebih  dahulu  agar  hasil  yang  didapat  lebih  tepat.  Kemudian  lakukan pengujian impak pada komposit.

## Variabel Penelitian
Penelitian  ini  menggunakan  metode  ekperimental.  Dibawah  ini  variable  yang digunakan dalam penelitian ini.
1. Variabel  bebas  yang  digunakan  adalah  perbandingan  variasi  fraksi  volume serat bemban dan resin polyester, yaitu:
a. 40% serat bemban : 60% matrik resin polyester
b. 50% serat bemban : 50% matrik resin polyester
c. 60% serat bemban : 40 % matrik resin polyester
2. Variabel bebas yang digunakan adalah variasi perlakuan alkali, yaitu :
a. Penggunaan alkalisasi 0%
b. Penggunaan alkallisasi 2%
c. Penggunaan alkalisasi 4 %
d. Penggunaan alkalisasi 6 %
3. Variabel terikat yang digunakan adalah uji impak.
4. Variabel terkontrol yang digunakan :
a. Campuran katalis 1% dari jumlah massa resin polyester.
b. Cetakan terbuka, metode hand lay-up
Diagram alir penelitian ini dapat di lihat dalam Gambar 5.
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian

## PEMBAHASAN
Hasil  yang  diperoleh  dari  penelitian  tentang  komposit  dengan  variasi perbandingan  fraksi  volume  0%,  40%,  50%,  60%  serat  bemban  dan  dengan perlakuan NaOH 0%, 2%, 4%, dan 6% terhadap kekuatan seperti pada Gambar 6.
Gambar 6. Grafik Harga Impak Komposit  Serat Bemban pada semua variasi
Gambar  6  menunjukkan,  perbandingan  kekuatan  100% Polyester dengan komposit serat bemban menunjukkan peningkatan yang besar antara hasil kekuatan pada semua variasi.
Pada  komposit  yang  pertama  dengan  faksi  volume  serat  bemban  40%  tanpa alkalisasi  memiliki  kekuatan  impak  sebesar  0.037  joule/mm².  komposit  yang  kedua dengan  faksi  volume  serat  bemban  50%  tanpa  alkalisasi  memiliki  kekuatan  impak yang  menurun  yaitu  sebesar  0.025  joule/mm².  Dan  Pada  komposit  yang  ketiga dengan  faksi  volume  serat  bemban  60%  memiliki  kekuatan  impak  yang  sebesar 0.067 joule/mm².
Selanjutnya  adalah  komposit  dengan  variasi  alkalisasi  menggunakan  NaOH sebesar 2%. Pada komposit yang pertama dengan faksi volume serat bemban 40% memiliki  kekuatan  impak  sebesar  0.047  joule/mm².  Pada  fraksi  volume  serat bemban sebesar 50% dengan harga impak 0.016 joule/mm². Komposit dengan fraksi volume serat bemban 60% memiliki kekuatan impak sebesar   0.48 joule/mm.
Komposit  dengan  variasi  alkalisasi  menggunakan  NaOH  sebesar  4%.  Pada komposit yang pertama dengan faksi volume serat bemban 40% memiliki kekuatan impak  sebesar  0.019  joule/mm².  Fraksi  volume  serat  bemban  50%  memiliki  harga impak sebesar 0.053 joule/mm². Dan pada fraksi volume serat bemban 60% memiliki kekuatan impak sebesar 0.043 joule/mm².
Untuk  variasi  alkalisasi  selanjutnya  yaitu  menggunakan  NaOH  sebesar  6%. Pada  komposit  yang  pertama  dengan  faksi  volume  serat  bemban  40%  memiliki kekuatan impak sebesar 0.0042 joule/mm². Selanjutnya kekuatan impak pada fraksi volume  serat  bemban  sebesar  50%  memiliki  harga  impak  0.0046  joule/mm².  Dan pada  komposit  ketiga  dengan  fraksi  volume  serat  bemban  60%  kekuatan  impak sebesar 0.010 joule/mm².
Rata-rata menunjukkan kekuatan terbaik yaitu pada variasi fraksi volume 60% serat  bemban –  40% Polyester. Berikut  adalah  Grafik  Perbandingan  pengaruh alkalisasi terhadap komposit serat bemban dengan fraksi volume 60% serat bemban – 40% Polyester .
Gambar 7.  Grafik Harga Impak Komposit  Serat Bemban Fraksi Volume 60% Serat Terhadap Semua Variasi Alkalisasi
Pada  Gambar  7  ketika  serat  bemban  diberi  perlakuan,  kekuatan  komposit serat  bemban  terhadap  kekuatan  impak  mengalami  penurunan  seperti  pada Semakin tinggi persentase larutan NaOH nya semakin berkurang kekuatan komposit serat  bemban  terhadap  kekutan  impak.  Dapat  disimpulkan  bahwa  serat  bemban dengan  perlakuan  alkalisasi  menggunakan  larutan  NaOH    menurunkan  kekuatan impak komposit serat bemban.
Berikut  adalah  foto  spesimen  setelah  pengujian  impak  yaitu  spesimen  100% Polysester , dan komposit serat bemban yang memiliki kekuatan paling optimal yaitu pada  variasi  60%  serat –  40% polyester dengan  serat  bemban  tanpa  alkalisasi (NaOH 0%) .
Gambar 8. Spesimen 100% Polyester

## Gambar 9. Spesimen 60% serat bemban 40% Polyester
Pada spesimen 100% polyester memiliki kekuatan paling rendah yaitu dengan harga impaknya 0.0027 joule/mm², dan pada spesimen 60% serat – 40% polyester memiliki  kekuatan  paling  optimal  dengan  harga  impak  0.067  joule/mm².  Ini menunjukkan  bahwa  dengan  diberi  filler  serat  bemban  memperbaiki  sifak  mekanik material  pembentuknya.  Dilihat  dari  bentuk  patahannya  100% polyester terjadi patahan  getas,  sedangkan  pada  komposit  serat  bemban  pada  variasi  60%  serat – 40% polyester terjadi pergesaran retakan dan belum terjadi patahan, ini disebabkan kuatnya ikatan matrik dengan filler.

## KESIMPULAN
Seperti  pada  hasil  pneltian  yang  sudah  dibahas  sebelumnya  didapat kesimpulan yaitu :
1. Pengaruh  perlakukan  alkalisasi  serat  bemban  menggunakan  larutan  NaOH 0%,  2%,  4%  dan  6%  terhadap  harga  impak  komposit  serat  bemban  yang didapat  yaitu  semakin  tinggi  variasi  persentase  alkalisasinya  maka  semakin menurun harga impaknya. Dan pada komposit serat bemban yang tanpa diberi perlakuan  alkalisasi  (NaOH  0%)  memiliki  kekuatan  tertinggi  dengan  variasi 60% serat 40% polyester yang harga impaknya 0.067 joule/mm².
2. Pengaruh  Fraksi  Volume  pada  komposit  berpenguat  serat  bemban  yang memiliki  kekuatan  paling  optimal  yaitu  pada  variasi  60%  serat  bemban  40% Polyester yaitu  memiliki  energi  serap  13.23  joule  dan  harga  impak  sebesar 0.067 joule/mm².

## DAFTAR PUSTAKA
Jacobs  J.A.,Kilduft  T.K.  (1994). Engineering  Material  Technology  Structure, Processing,  Property  andSelection  2. Prentice  Hall,Inc  A  Simon  Schuster Company, USA.
Oza,  S  (2010)  Thermal  and  Mechanical  Properties  of  recycled  High  Density Polyethylene/hemp  fiber  Composites,  University  City  Blvd  Charlotte,  NC, 28223, USA, pp. 31-36.
Syarief,  A.  (2011)  Pengaruh  Perlakuan  Potassium  Permanganate  (KMnO4) Terhadap  Kekuatan  Lentur  dan  Impak  Komposit  berpenguat  Anyaman  Serat Purun  Tikus  (Eleocharis  Dulcis)  Bermatrik  Polyester,  Penelitian,  Universitas Brawijaya.
Vallo  Caludia,  Jose  M.  Kenny  Analia  Vazquez  and  viviana  P.  Cyras  (2004) Reinforced  with  Sisal  Fibre  Efect  of  Chemical  Treatment  on  the  mechanical Properties    of  starch-based  blends.  Journal  of  Composite  Material 2004;38;1387, DOI:10.1177/ 0021998304042738.