## Pengujian Kekuatan Tarik Komposit Serat Kayu Mahoni Tanpa Pengaruh Alkali
M. Rafiq Yanhar 1 , Parulian Siagian 2
1 Program  Studi Teknik Mesin  Fakultas Teknik Universitas  Islam Sumatera  Utara
2 Program Studi  Teknik Mesin Fakultas Teknik  Universitas  Nommensen e-mail: rafiq@ft.uisu.ac.id

## Abstract
Composite is defined as a combination of two types of materials, namely matrix and reinforcement which have different properties. Composites have the advantage that they are resistant to corrosion and also have good strength and stiffness. This study aims to determine the tensile strength of mahogany fiber composites without alkali, with variations in fiber volume of 10%, 30%, 50%, and variations of mesh 30, 50, and 80. The reinforcing particles are made in powder form by means of a blender with a matrix. BQTN 157 EX polyester resin was used. The results showed that  the  highest  tensile  strength  was  found  in  the  mesh  80  experiment  of  43.07 MPa. This shows that the smaller the composite reinforcing particles, the greater the  tensile  strength.  While  the  smallest  tensile  strength  is  at  10%  fiber  volume, namely 14.21 MPa. Tensile strength reaches its maximum at 30% fiber volume, which  is  32.76  MPa.  The  addition  of  fiber  volume  to  50%  actually  lowers  the tensile strength to 20.69 MPa.
Keywords: tensile strength, composite, mahogany, no alkali.
Diterima : 12, Desember 2022, Revisi 16, Januari 2023, Diterima 06 February 2023

## 1. PENDAHULUAN
Diana  dkk  (2020)  menyatakan  bahwa  komposit  adalah  kombinasi  dua  atau  lebih material dengan sifat yang berbeda. Komposit terdiri dari serat dan matriks. Serat berperan sebagai material yang menyusun komposit. Sedangkan matriks berfungsi  sebagai perekat serat,  sehingga  tumpukan  serat  dapat  merekat  dengan  kuat.  Resin  akan  saling  mengikat dengan  material  serat,  sehingga  beban  yang  dikenakan  pada  komposit  akan  menyebar secara merata. Selain itu, resin juga berfungsi untuk melindungi serat dari serangan bahan kimia  atau  juga  kondisi  cuaca  ekstrim  yang  dapat  merusaknya.  Berdasarkan  kombinasi tersebut,  dihasilkan  material  baru  yang  memiliki  sifat  dan  karakteristik  berbeda  dari material penyusunnya.
Penelitian tentang serat alam untuk menggantikan serat sintetis seperti fibre glass tidak henti dilakukan. Serat seperti fibre glass memang memang mudah dibentuk sesuai produk yang diinginkan dan memberikan kekuatan dan hasil yang baik, sehingga penggunaan fibre glass di seluruh dunia sangat tinggi dan terus mengalami peningkatan tiap tahun. Namun fibre glass ini juga memiliki dampak negatif  karena tidak ramah lingkungan dan memiliki efek samping pada kesehatan dalam jangka panjang, selain itu haraganya juga relatif mahal dibandingkan serat alam yang bisa diperoleh secara gratis.
Komposit dengan penggunaan serat alam mempunyai kekuatan 40% lebih kuat serta lebih ringan dibandingkan komposit serat gelas. Komposit dengan serat alam juga memiliki keuntungan yaitu relatif murah serta ramah terhadap lingkungan. Oleh karena itu, material komposit serat alam dapat diproyeksikan menjadi material alternatif pengganti komposit serat sintetis (Arsyad & Salam, 2017).
Dalam  penelitian  ini  serat  alam  yang  digunakan  adalah  dari  serbuk  kayu  mahoni. Lukmandaru dkk (2018: 39) berkata bahwa kayu Mahoni (Swietenia sp.) yakni salah satu jenis  kayu  yang  banyak  dipakai  di  Indonesia  hingga  saat  ini.  Kayu  Mahoni  digemari
karena  mudah  dikerjakan,  kualitas  finishing  dan  gampang  dibersihkan  tanpa  cacat  yang berarti.
Kayu  Mahoni  (Swietenia  Macrophylla  King)  adalah  kayu  yang  kuat  dan  keras  dan selama ini dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan perabot seperti kursi, meja, lemari,  dan lain  -  lain.  Kayu  Mahoni  diketahui  mempunyai  khasiatnya  sebagai  antimikroba, antioksidan,  antidiabetes,  anti  inflamasi,  analgesik,  serta  anti  jamur  juga.  Kayu  Mahoni termasuk pohon besar dengan tinggi pohon mencapai 35-40 m dan diameter mencapai  125 cm. Mahoni dapat ditemukan tumbuh liar dihutan jati dan tempat-tempat lain yang dekat dengan pantai atau ditanam ditepi jalan sebagai pohon pelindung (Syahwiranto dan Karim, 2018).

## Gambar 1. Kayu Mahoni
Ardiansyah  (2021)  mengungkapkan  bahwa  tujuan  dari  pengujian  tarik  yaitu  untuk mengetahui besarnya kekuatan tarik dari suatu bahan. Untuk melakukan proses pengujian tarik,  spesimen  pengujian  dijepit  pada  mesin  uji  dengan  pembebanan  dimulai  dari  nol, kemudian bertambah perlahan-lahan hingga  memperoleh beban maksimum dan  akhirnya benda uji putus. Pengujian tarik yang dilakukan adalah untuk mengetahui kekuatan tarik dan regangan dari matrik, maupun komposit serat. Metode yang digunakan adalah benda uji  dijepit  pada  mesin  uji  dengan  pembebanan  perlahan-lahan  meningkat  sampai  suatu beban tertentu dan akhirnya benda uji patah. Beban tarik yang bekerja pada benda uji  akan menimbulkan  pertambahan  panjang  disertai  pengecilan  diameter  benda  uji. Perbandingaantara pertambahan panjang (∆L) dengan panjang awal benda uji (L0)  disebut regangan .
Anggoro  dkk  (2021)  mengatakan  bahwa  alat  uji  tarik  merupakan  adalah  alat  yang mempuyai prinsip kerja yaitu untuk mengetahui nilai-nilai keelastisitasan suatu bahan uji, cara kerja alat uji tarik ialah menarik bahan uji sampai batas maksimal dan untuk melihat berapa tegangan maksimal bahan uji. Bila kita terus menarik suatu bahan dalam hal ini suatu logam sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap.Selain itu, mesin uji  tarik  untuk  material  yang  terdiri  atas  beberapa  bagian,  Bagian  atas  disebut  sebagai Crosshead, atau bagian yang bergerakyang menarik benda uji, Sepasang ulir cylinder akan membawa  atau  menggerakan  bagian crosshead .  Sementara  itu  di  bagian  bawah  di  buat static. dibagian crosshead terdapat sensor loadcell yang akan mengukur besarnya gaya tarik, sedangkan untuk mengukur perubahan panjang digunakan strain gages atau extensometer. Dengan  menarik  suatu  bahan  kita  akan  mengetahui  bagaimana  bahan  tersebut  bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang.
Gambar 2. Uji Tarik

## 2. METODOLOGI  PENELITIAN
Metode pembuatan spesimen komposit dapat dilihat seperti di bawah ini :
1. Serbuk  mahoni  dikeringkan  dengan  di  masukkan  ke  dalam  oven  selama  12  jam untuk menghilangkan kadar airnya.
2. Sesudah kering, lalu dijadikan partikel dengan blender 28000 rpm, diayak dan diukur volumenya  sesuai  yang  diinginkan  untuk  digunakan  dalam  pembuatan  spesimen. Sedangkan matriks yang berperan sebagai perekat adalah polyester resin BQTN 157 EX.  Komposit  ini  dibuat  dengan  menggunakan  variasi  volume  dari  partikel  dan matriksnya.
3. Filler  dan  poliester  Resin  BQTN  157  EX  yang  telah  dicampur  dengan  hardener dengan  perbandingan  masing-masing  100:1  diaduk  hingga  merata  lalu  dituang  ke dalam cetakan.
4. Biarkan spesimen mengeras selama 12 jam, setelah itu cetakan dibuka dan  spesimen telah terbentuk.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam penelitian uji tarik dari spesimen komposit berbahan resin polyester BQTN 157 EX diperkuat dengan serbuk serat kayu Mahoni, dilakukan dengan mesin uji tarik RTF-350 type tensilon test servopulser di laboratorium Departemen Teknik Mesin USU, dengan gaya tarik 5000 kg dan kecepatan 1 mm/min.

## Variasi Volume
Penelitian  ini  merupakan  penelitian  eksperimen  yang  melibatkan  satu  faktor  bebas. Faktor tersebut adalah perlakuan variasi komposisi filler serat kayu mahoni dengan resin polyester 10 % : 90 %, 30 %:70 %, dan 50 %:50 % pada mesh 30, 50 dan 80 pada komposisi filler dan resin polyester di buat dua sampel pada mesh 30 kecuali 50 dan 80 pada variasi (30 %: 70 %).
Adapun hasil yang di dapatkan pada pengujian tarik komposit serbuk kayu mahoni (ukuran mesh 30) dengan variasi volume partikel 10%, 30% dan  50% dapat dilihat pada tabel dan grafik di bawah:
Tabel 1. Kekuatan tarik dengan variasi volume partikel
Volume Partikel Komposit (%) Spesimen (n) Kuat Tarik (Mpa) Kuat  Tarik  Rata- Rata (Mpa) 10 1 10,56 14,21 2 17,87
30
1 34,39 32,76 2 31,14 50 1 21,57
20,69 2 19,82
Gambar 3. Grafik kekuatan tarik variasi volume partikel
Dari hasil data penelitian yang di peroleh di atas kekuatan tarik yang paling tinggi  ada pada  volume  vartikel  30  %,  dengan  kekuatan  tarik  32,76  MPa.  Penambahan  serbuk mengakibatkan penurunan volume resin, sedangkan resin gunanya untuk pengikat serbuk. Maka,  perbandingan  terbaik  berada  di  Mesh  30  dengan  perbandingan  serbuk  30%  resin 70%.  Percobaan  diatas  berkemungkinan  tidak  efektif  dikarenakan  gelembung  udara ( bubble) yang  membentuk  ruang  kosong  yang  berada  di  spesimen  sehingga  mengurangi kekuatan.  Adapun  kelemahan  dalam  pembuatan  spesimen  komposit  salah  satunya  ialah terjadinya gelembung udara ( bubble) .yang bisa mengurangi kekuatan spesimen.

## Variasi Mesh
Berikut  adalah  hasil  dari  percobaan  kedua  dengan  menggunakan  variasi  volume partikel  kayu  mahoni 30%  menggunakan  mesh  30,  50  dan  80  dapat  dilihat  pada  tabel dan grafik di bawah  :
Tabel 2. Hasil Uji Tarik Mesh 30, 50 dan 80 Variasi Mesh Spesimen (n) Kekuatan  Tarik (MPa) Kekuatan  Tarik Rata-Rata  (MPa) 30 1 34,39
32,76
2 31,14 50 1 28,35 28,42 2 28,49 80 1 43,07 40,23 2 37,39 ke ka tan t arii k ( M P a)
Gambar 4. Grafik kekuatan tarik mesh 30, 50 dan 80
Dari hasil data yang diperoleh diatas kekuatan tarik yang paling tinggi terdapat pada mesh 80 dengan nilai 40,23 Mpa. Dimana pada mesh 50 mengalami penurunan dengan nilai 28,42 Mpa. Dimana pada mesh 30 nilai awal kekuatan tarik sebesar 32,76 Mpa.

## 4. KESIMPULAN
Setelah dilakukan analisis terhadap material komposit serat kayu Mahoni tanpa alkali maka disimpulkan bahwa:
1. Kekuatan tarik tertinggi ada pada mesh 80 sebesar 43.07 MPa. Hal ini menunjukkan bahwa semakin kecil partikel penguat komposit maka semakin besar kekuatan tariknya.
2. Sedang kekuatan tarik terkecil ada pada volume serat 10 % yaitu  14,21 MPa. Kekuatan tarik mencapai harga maksimum pada volume serat 30% yaitu 32,76 MPa. Penambahan volume serat menjadi 50% justru menurunkan kekuatan  tarik menjadi 20,69 MPa.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1] Diana,  L.,  Safitra,  A.g.,  &  Ariansyah,  M.N.2020.  Analisis  Kekuatan  Tarik  pada Material  Komposit  dengan  Serat  Penguat  Polimer. Jurnal  Engine:  Energi, Manufaktur, dan Material . 4(2): 59-67.
[2] Arsyad,M  &  Salam,  A.  2017.  Analisis  Pengaruh  Konsentrasi  Larutan  Alkali Terhadap Perubahan Diameter Serat Sabut Kelapa. INTEK J. Penelit . 4 (1): 10-13
[3] Ahmad, A.R., Handayani, V., Rezki Amriati Syarif, R.A., Najib, A., & Hamidu, L. 2019. Mahoni  (Swietenia  Mahagoni  (L.)  Jacq)  Herbal  Untuk  Penyakit  Diabetes . Nas Media Pustaka: Makassar.
[4] Anggoro,  N.T.,  Nugroho,  E.,&  Asroni.2021.Analisa  Alat  Uji  Tarik  Buatan  Lokal Dengan  Variasi  Bahan  Teknik  Terhadap Kekuatan  Hasil Pengujian. ARMATUR: Artikel Teknik Mesin dan Manufaktur . 2 (1): 47-51
[5] Lukmandaru, G., Susanti, D., & Widyorini, R. 2018. Sifat Kimia Kayu Mahoni Yang Dimodifikasi Dengan Perlakuan Panas. Jurnal Penelitian Kehutanan Wallacea. 7 (1)37-46
[6] Riyanto,  H.  2018. Pengaruh  Penambahan  Silika  Terhadap  Kekuatan  Tarik Komposit  Silika  -  Ka ret Alam .  Skripsi.  Fakultas  Teknik  Universitas  Lampung. Bandar Lampung
[7] Widyono, E., Manshuri.,Mahdum, M.Y.,Rahman, H., & Noor, D.Z. 2021. Komposit Carbon  Fiber  Sandwich  Sebagai  Bahan  Alternatif  Pengganti  Alumunium  Alloy 6063 Pada Knuckle Plate Mobil Nogogeni 5 Evo. Jurnal AMORI 2 (1)
Ke Kuat a n T a ri k (M P a )