J URNAL S AINSTEK STT P EKANBARU - V OL . 12 N O . 1 (2024)
Terbit online pada laman web jurnal :
https://ejournal.sttp-yds.ac.id/index.php/js/index

## SAINSTEK
|    ISSN (Print) 2337-6910    |    ISSN (Online) 2460-1039    |
Sifat  Mekanik  Komposit  Hybrid  Serat  Tebu  Bermatrik  E-Glass  Epoxy  Dengan Metode Hand Lay-Up
Adi Isra a , Weriono b , Mirfaturiqa c , Hendra Hypocrates Sihite d
a,b,c,d Sekolah Tinggi Teknologi Pekanbaru, Jl. Dirgantara No.4, Pekanbaru, 28294, Indonesia

## I NFORMASI A RTIKEL

## A B S T R A C T
Sejarah Artikel: Diterima Redaksi: 15 Mei 2024 Revisi Akhir: 06 juni 2024
Diterbitkan Online : 29 Juni 2024
Penelitian  ini  mengeksplorasi  penggunaan  komposit  sebagai  material  yang ramah  lingkungan  dengan  memanfaatkan  serat  ampas  tebu  sebagai  bahan penguat.  Serat  ampas  tebu  yang  berasal  dari  pabrik-pabrik  pengolahan  gula tebu  di  Indonesia  dipilih  karena  ketersediaannya  yang  mudah,  sifat  tidak berbahaya  bagi  kesehatan,  harganya  yang  terjangkau,  dan  kemampuannya untuk terdegradasi secara alami. Proses perlakuan serat melibatkan rendaman dalam larutan alkali (NaOH) selama 2 jam, diikuti dengan metode pencetakan komposit  menggunakan  hand  lay  up  dan  matriks  resin  epoxy.  Eksperimen mencakup  fraksi  volume  komposit  antara  serat  ampas  tebu,  resin  epoxy (75%:25%,  65%:35%,  dan  55%:45%)  dengan  variasi  sudut  45°  dan  90°  , dengan  uji  sifat  mekanik  sesuai  standar  ASTM,  yaitu  Uji  Tarik.  Hasil  uji menunjukkan  bahwa  komposit  dengan  fraksi  volume  Resin  35%:65%  Serat tebu pada  sudut 90 o memiliki  kekuatan tarik  yang paling besar diantara  fraksi yang lain.
K ATA K UNCI
Komposit,  Serat  Ampas  Tebu,  Uji  Kekuatan Tarik

## K ORESPONDENSI
Telepon: 0812-6154-5046
E-mail: adi.isra010582@gmail.com

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  yang  cepat  mendorong  manusia untuk berinovasi, khususnya dalam pengembangan bahan komposit  berbasis  serat  alam.  Serat  alam,  seperti  serat kayu,  tandan  buah  kelapa  sawit,  dan  serat  tebu,  menjadi pilihan  sebagai  penguat  dalam  komposit  polimer. Komposit adalah gabungan bahan senyawa  yang berbeda dari paduan dimana komponen
individunya mempertahankan karakteristik masing-masing, karakteristik tersebut sebagai keunggulan atau keuntungan  pada  saat  dijadikan  material  baru  dalam rangka mendapatkan material yang lebih baik. [1].
Indonesia,  sebagai  negara  beriklim  tropis,  memiliki kekayaan  alam  yang  melimpah,  termasuk  tanaman  tebu. Sayangnya,  pemanfaatan  tebu  masih  belum  maksimal, terutama  dalam  industri  kerajinan  tangan,  karena  produk
yang dihasilkan cenderung sederhana dan kurang menarik bagi pasar.
Penelitian  berfokus  pada  pemanfaatan  serat  tebu  sebagai penguat  dalam  komposit,  terutama  dengan  menggunakan resin  E-glass  sebagai  bahan  pengikat.  Proses  pembuatan spesimen memilih metode hand Lay-Up untuk kesederhanaan  dan  kemudahan  [2].    Dengan  persentase tertentu, serat tebu ditambahkan ke dalam komposisi resin E-glass  untuk  meningkatkan  sifat  mekanik  dari  E- glass[2].  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui kekuatan  tarik  fraksi  volume komposit  serat  ampas  tebu (75%:25%,  65%:35%, dan 55%:45%)  dengan  variasi  sudut 45° dan 90°.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Komposit
Komposit  adalah  sistem  material  multi  fasa  yang terbentuk  dari  kombinasi  dua  atau  lebih  material  degan sifat  yang  berbeda  [3-4].  Bahan  komposit  umumnya terdiri  dari  penguat  dan  matrik,  di  mana  sifat-sifatnya dipengaruhi  oleh  kekuatan  serat  sebagai  komponen utama,  dengan  perbandingan  resin  dan  serat  menjadi faktor kritis [5-6]
Pembuatan  material  komposit  memiliki  tujuan  utama, yaitu  memperbaiki  sifat  mekanik  atau  spesifik  tertentu, memudahkan  pembentukan  bentuk  yang  sulit  dalam manufaktur,  memberikan  keleluasaan  bentuk  untuk efisiensi  biaya,  dan  mengurangi  bobot  bahan..  Pemilihan epoxy  resin  sebagai  matrik,  dengan  fraksi  volume  yang lebih besar dibandingkan filler, sesuai untuk meningkatkan  kekuatan  komposit.  Matriks  merupakan material  yang  penting  pada  komposit  karena  fungsinya yang  mampu  mengikat  serat  satu  sama  lain  serta melindunginya  dari  potensi  kerusakan  akibat  lingkungan sekitar. [7-8]
Proses  pembuatan  komposit  dengan  penguat  serat memerlukan ikatan permukaan yang kuat antara serat dan matrik  agar  transfer  tegangan  maksimal  terjadi  antara keduanya.  Salah  satu  metode  untuk  memperkuat  ikatan permukaan ini adalah dengan membersihkan serat dari zat pengotor, hemiselulosa, dan lignin menggunakan perlakuan  alkali  NaOH.  Modifikasi  serat  dengan perlakuan menggunakan larutan NaOH dapat meningkatkan kekuatan Tarik dan kekuatan modulus serat [2].

## 2.2. Serat Tebu
Ampas  tebu  merupakan  salah  satu  limbah  alami  yang banyak      ditemukan      di      Negara      Indonesia.  Penelitian mengenai      komposit      alami      berbahan  penguat    ampas tebu    telah    dilakukan    oleh    beberapa  peneliti sebelumnya  Margono.  B,  et  al  [9]    Serat  tebu  dapat diperoleh  melalui  berbagai  metode,  yaitu  biologis, mekanis,  dan  kimiawi.  pemisahan  serat  secara  biologis melibatkan  penghancuran  tebu  dan  penambahan  enzim alami.  Proses  mekanis  melibatkan  penghancuran  tebu dengan  tambahan  enzim,  sementara  proses  kimia menggunakan bahan seperti NaOH (Natrium Hidroksida) dan  CS2  (Carbon  disulfide).  Pemahaman  dan  penerapan metode  pemisahan  serat  tebu  menjadi  kunci  dalam memanfaatkan sumber daya ini, membuka peluang untuk penggunaan  lebih  luas  dan  efektif  dari  serat  tebu  dalam berbagai aplikasi.

## Gambar 1. Serat tebu
Sumber: Dokumentasi Penulis

## 3. METODOLOGI
Metode  peneletian  ini  menggenakan Metode  eksperimen yaitu  suatu  metode  yang  digunakan  untuk  mencari pengaruh  perlakuan  tertentu  terhadap  kondisi  tersebut. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat  ampas  tebu  sebagai  penguat  material  komposit, matriks  berupa  resin  epoxy  sebagai  pengikat  material komposit,  hardener  (epoxy  hardener)  sebagai  katalis untuk  percepatan  pengeringan  dan  pengerasan  matriks, serta NaOH yang berperan sebagai penghilang gabus atau lilin pada serat melalui proses perendaman selama 2 jam. Kombinasi  bahan  ini  diharapkan  dapat  menghasilkan spesimen  dengan  sifat  mekanis  yang  optimal  dalam penelitian ini.
Proses  pembuatan  spesimen  penelitian  ini,  langkah  awal yang  dilakukan  adalah  persiapan  bahan-bahan  yang diperlukan,  termasuk  cetakan  kayu,  timbangan  digital, tebu  yang  diserut,  resin  E-glass  Epoxy,  dan  stik  untuk mengaduk. Setelah bahan-bahan siap, langkah berikutnya adalah  melakukan  pencampuran  antara  resin  E-glass epoxy dan serat tebu dengan variasi komposisi, yaitu resin Epoxy 75%:25% serat Tebu, resin Epoxy 65%:35% serat tebu,  dan  resin  Epoxy  55%:45%  serat  Tebu.  Proses selanjutnya  adalah  pembuatan  spesimen  menggunakan cetakan  kayu  yang  disesuaikan  dengan  standar  uji  tarik JIS  Z2201,  dan  standar  uji  impak  mengacu  pada  standar ASTM  D3562010.  Kemudian  dilakukan  uji  mekanik Destructive  Test yaitu  uji  tarik.  Pengujian  tarik  dapat menunjukkan  perilaku  bahan  selama  proses  pembebanan [10]

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji  tarik  dilakukan  dengan  mesin  uji GoTech GT-7001- LC30 tahun 2010 dengan kapasitas ± 30 ton
Tabel  1 .  Hasil  Uji  Tarik  Paduan  resin  E-glass  Epoxy dengan serat Tebu
Gambar 2. Grafik Rata-Rata kekuatan tarik
Berdasarkan  data  tabel  1  dan  gambar  2  diketahui  bahwa rata-rata  kekuatan  tarik  komposit  serat  tebu  25%:75% serat  tebu  dengan  sudut  90 o sebesar  60,39MPa, , rata-rata kekuatan  tarik  komposit  serat  Tebu  35%:65%  serat  tebu dengan  sudut  90 o sebesar  52,59MPa,  rata-rata  kekuatan tarik  komposit  serat  Tebu  45%:55%  serat  tebu  dengan sudut  90 o sebesar  27,06MPa,  rata-rata  kekuatan  tarik komposit serat Tebu 25%:75% serat tebu dengan sudut 45 o sebesar  56,7MPa,  rata-rata  kekuatan  tarik  komposit  serat Tebu  35%:65%  serat  tebu  dengan  sudut  45 o sebesar 33,72MPa,  rata-rata  kekuatan  tarik  komposit  serat  Tebu 45%:55%  serat tebu  dengan  sudut  45 o sebesar  21,84MPa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa komposit resin E-glass epoxy  25%:75%  sudut  90 o serat  Tebu  memiliki  kekuatan tarik yang paling besar diantara komposit yang lain.
Gambar 3. Grafik Rata-Rata Elongasi
Berdasarkan  tabel  1  pada  gambar  3  diketahui  rata-rata elongation   serat tebu 75% Sudut 90° sebesar 0,196, serat tebu  65%  Sudut  90° sebesar  0,267%,  serat  tebu  55% Sudut  90° sebesar  0,197%,  serat  tebu  75%  Sudut  45° sebesar  0,216%,  serat  tebu  65%  Sudut  45°  sebesar 0,317%,  serat  tebu  55%  Sudut  45°  sebesar  0,219%. Paduan  yang  mengalami  elongasi  terbesar  adalah  serat serat tebu 65% Sudut 45° sebesar 0,317%.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN
Sifat  kekuatan tarik dari komposit serat ampas tebu  yang dibuat dengan metode hand lay up dapat disajikan sebagai berikut:  kekuatan  tarik  tertinggi  terdapat  pada  komposit dengan  fraksi  volume  serat  ampas  tebu  sebesar  75%, sudut  90ºmencapai  nilai  rata-rata  60,39  MPa,  sedangkan nilai kekuatan tarik terendah terdapat pada fraksi volume serat  ampas  tebu  55%  sudut  45º,  dengan  nilai  rata-rata 21,84 MPa. Tingkat elongasi tertinggi terlihat pada angka 0,317% yaitu pada fraksi resin 45% Serat  65. Sedangkan elongation  terendah  yaitu  0,196  pada  resin  25%  serat 75%..

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bale. J.S 2022, “ Material Komposit Polimer Berpenguat Serat ”. Penerbit Deepublish, Yogyakarta
[2]  Sari,  N.  H.  2019. Teknologi  Papan  Komposit Diperkuat Serat Kulit Jagung . Deepublish, Yogyakarta
[3]  Hartono,  Rifai.  M,  Subawi.  H.  2016.  “ Pengenalan
Teknik Komposit. Penerbit Deepublish, Yogyakarta
[4]  Diana.L,  Safitra.A.G  dan  Ariansyah.M.N  2020. “Analisis  Kekuatan  Tarik  pada  Material  Komposit
0 10 20 30 40 50 60 70 75% 90° 65% 90° 55% 90° 75% 45° 65% 45° 55% 45° Ten si le S tr e n gth (M Pa) Fraksi Volume (%) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 75% 90° 65%
90° 55% 90° 75% 45° 65% 45° 55% 45° El o n gation (% ) Fraksi Volume (%)
dengan  Serat  Penguat  Polimer” Jurnal  Engine:  Energi, Manufaktur, dan Material. Vol. 4, No. 2, 2020: 59-67
[5] Mukmin, K. 2019. Pengaruh Arah Serat Ijuk Terhadap Kekuatan  Tarik  Dan  Bending  Material  Komposit  Serat Ijuk-Epoxy. Semarang: Universitas Negeri Semarang.
[6]  Nayan  A,  Hafli  T,  2022.  Analisa  Stuktur  Mikro Material Komposit Polimer Berpenguat Serbuk Cangkang Kerang.  Journal  Mechanical  Science  and  Technology Vol.6 No.1 (2022) 15-24
[7]  Muflikhun,  M.A.  Jamasri.  2022.  “Proses  Manufaktur dan  Mekanika  Komposit”.  Yogyakarta:  Penerbit  UGM Press
[8]  Mawardi.  I,  Lubis.  H.  2019.  Proses  Manufaktur Plastik & Komposit. Penerbit ANDI. Yogyakarta
[9]  Margono.B,  Haikal,  Widodo.  L  2020. Analisis  Sifat Mekanik  Material  Komposit  Plastik  Hdpe  Berpenguat Serat  Ampas  Tebu  Ditinjau  Dari  Kekuatan  Tarik  Dan Bending. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin 6 (2), 55-61
[10]  Budiyanto.  E,  Handono  S.D  2020. Pengujian
Material . Penerbit CV Laduny Alifatama. Lampung
[11] Zuchry M. 2012. “Pengaruh Temperatur dan Bentuk
Takikan Terhadap Kekuatan Impak.Jurnal Teknik”,14(1), 18-21.
[12]  Zulmiardi,  M.  A.  2019.  Pengaruh  Fraksi  Volume Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Polyester Bqtn Type 157-Ex  Yang  Diperkuat  Serat  Abaca.  Universitas Malikussaleh.
[13]  Budiyanto.  E,  Handono  S.D  2020. Pengujian Material . Penerbit CV Laduny Alifatama. Lampung
[14]  Hariyanto,  A.  Apriandana,  R.  2019.  “Komposit Sandwich  Berpenguat  Hyrid  Serat  Bambu  Ori  Dan  Serat Rami  Pada  Skin  Dan  Berpenguat  Serbuk  Kayu  Sengon Laut  Serta  Serbuk  Tempurung  Kelapa  Pada  Core
Menggunakan Matrik Polyester” Universitas
Muhammadiyah Surakarta : Surakarta.
[15]  Kaleb  Priyanto,  2019.  “Ketangguhan  Impak  dan Kekuatan  Tarik  Komposit  Fiberglass  Filler  bermatriks Unsaturated Polyester Bqtn-ex 157”.