## PENGARUH  ANYAM SERAT IJUK ( Arenga Pinata ) SEBAGAI FILLER DAN BERMATRIK TEPUNG GARUT ( Marantha Erundacea ) DENGAN PERLAKUAN ALKALI TERHADAP KEKUATAN IMPAK
1) Aladin Eko Purkuncoro
1) Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Nasional Malang

## ABSTRAK
Untuk  menghasilkan  komposit    penguat  serat  ijuk  yang  dianyamdan  diberi  perlakuan    dengan  pengikat tepung  garut  .  Dengan  beberapa  variabel  sudut  anyam  serat  ijuk  0 0 ,  30 0 ,  45 0 ,  60 0 dengan  perlakuan menggunakan NaOH. Perlakuan alkalisasi serat menggunakan NaOH 5% selama 2 jam dan orientasi arah sudut serat  memberikan  pengaruh  terhadap  peningkatan  kekuatan  impak.  Hasil  pengujian  impak  didapatkan  nilai kekuatan  impak  tertinggi  sebesar  0,143 J/mm 2 dan  energi  impak  sebesar  18,28 Joule  pada  orientasi  arah  sudut serat  45 o .  Pada  orientasi  sudut  serat  0 o kekuatan  impak  sebesar  0,098  J/mm 2 dan  energi  impak  sebesar  12,471 Joule pada orientasi arah sudut serat 30 o kekuatan impak sebesar 0,125 J/mm 2 dan energi impak sebesar 15,864 Joule kekuatan impak sebesar 0,120 J/mm 2 dan energi impak sebesar 15,294 Joule pada orientasi arah sudut serat 60 o
Kata kunci : Arenga Pinata fiber , NaOH, Mechanical properties
A lam  ( nature )  kaya  akan  sumber  daya alam  yang  melimpah  memberikan  banyak alternatif  pilihan  untuk  digunakan  dan  dikelola demi kelangsungan hidup manusia.
Dengan  perkembangan  teknologi    yang semakin  maju,  manusia  didorong  untuk melakukan  penelitian  dengan  mengembangkan material  teknik  yang  memanfaatkan  sumber daya  alam  hayati,  salah  satunya  dengan menggunakan  serat  alami  dan  serat  buatan sebagai  bahan  penguat  komposit.  Bahan  dari serat alam yang sudah banyak digunakan antara lain  :  kapas,  rami,  enceng  gondok,  dan  kenaf yang  selama  ini  diaplikasikan  industri otomotif yakni  :  pembuatan bumper  ,  dashboard ,  panel pintu,  ataupun  perangkat  interior  otomotif lainnya.
Fakta  dewasa  ini  menunjukkan  bahwa penggunaan  komposit  saat  ini  cenderung bergeser dari komposit berpenguat serat sintetis menjadi  komposit  berpenguat  serat  alam, karena  penggunaan  serat  sintetis  tidak  ramah dengan  lingkungan  dan  kurang  ekonomis. Komposit  berpenguat  serat  alam  dipandang lebih menguntungkan dibandingkan serat sintetis,  karena  serat  ini  memiliki  beberapa keunggulan  seperti  ringan,  tidak  beracun  dan jumlahnya  cukup  banyak  di  Indonesia.  Jadi perlu ada upaya untuk memaksimalkan pemanfaatan  potensi  sumber  alam  lokal  yaitu serat  alam  sebagai  penguat  pada  sistem komposit khususnya pada aplikasi
Pohon  Aren  ( Arenga  pinata) tumbuh hampir  disetiap  daerah  pesisir  di  Indonesia.
Jumlahnya  yang  melimpah  dan  tidak  mengenal musim serta memiliki beberapa keunggulan jika dibandingkan  dengan  tanaman  lain.  Serat  ijuk yang  dihasilkan  pohon  Aren  merupakan  salah satu serat alam yang potensial untuk dikembangkan  menjadi  bahan  komposit.  Serat ijuk  memiliki  kekuatan  tarik  dan  bending  yang tinggi serta ketersediaannya cukup melimpah[1].  Kondisi  serat  ijuk  yang  diambil dari  pohon  aren  tersebut  bercampur  dengan kotoran  dan  debu,  hal  ini  dapat  mempengaruhi sifat  mekanis  serat  dan  belum  dapat  digunakan sebagai serat pada pembuatan komposit.
Pemanfaatan ubi garut (Marantha erundacea) masih terbatas untuk pangan, sebagian besar diolah menjadi produk setengah jadi  berupa  pati,  tepung  ubi  garut,  gaplek dan  chips.  Padahal  tepung  garut  memiliki potensi  yang  besar  untuk  dikembangkan menjadi  produk  yang  bemilai  tinggi.  Potensi tepung garut untuk  produk  nonpangan diantaranya  adalah  sebagai  kemasan  plastik biodegradable, salah  satunya  adalah Poly Lactic Acid (PLA) (Suyatma 2007dalam  Tegar, 2008).
Liu,(2007), Menggunakan natrium hidroksida  (NaOH) untuk  perlakuan  serat  jute dalam  rangka  meningkatkan  kinerja  komposit jute-  polypropylene  (PP)  dengan  metode penyusunan    film.  Modifikasi  permukaan  serat jute  sangat  efektif  dalam  meningkatkan adhesi serat-matrik,  hal  ini  menunjukkan  bahwa perlakuan  bukan  hanya  merubah  topografi permukaan  tetapi  juga  diameter  dan  kekuatan
serat  jute,  yang  dianalisis  menggunakan  model dua  parameter  distribusi Weibull. Sebagai hasilnya,  kekuatan  geser  antarmuka  kuat, kekuatan  lentur  dan  tarik  komposit  semua meningkat,  tetapi  kekuatan  impak  menurun sedikit,  hasil  ini  telah  menunjukkan  sebuah pendekatan  baru  untuk  menggunakan  bahan- bahan  alami  untuk  meningkatkan  kinerja mekanik komposit.

## METODE
Bahan  yang  digunakan  adalah  serat  ijuk yang  dianyam  dengan    sudut  0 0 ,  30 0 ,  45 0 , 60 0 dengan matrik tepung garut.
Untuk perlakuan alkali serat ijuk direndam  selama  2  jam  dengan  larutan NaOH5%.dan dicuci dengan air destilasi hingga bersih, dikeringkan, Kemudian dilakukan pemilihan serat ijuk dengan diameter rata – rata 0,5 mm.
Pengujian  tarik  serat  dengan  mengambil masing  –  masing  perlakuan  tiga  sampel  serat diameter 0,5 mm yang dilakukan di laboratorium  .Serat  ijuk  hasil  perlakuan  alkali juga  dilakukan  foto  mikro,untuk  melihat permukaan  serat  dan  juga  dilakukan  uji komposisi  untuk  mengetahui  kandungan  serat ijuk.

## HASIL  DAN PEMBAHASAN
Komposit  merupakan  bahan  rekayasa yang  dibuat  dari  dua  atau  lebih  material pembentuk  yang  menyatu  menjadi  satu  bahan. Hal ini mengarah ke kaidah campuran sehingga sifat mekanik komposit dapat dihitung berdasarkan  sifat  komponennya.  Ada  hal  yang harus  diperhatikan  pada  komposit  yakni  harus ada  ikatan  yang  permukaan  yang  kuat  antara komponen  penguat  dengan  matriks  (Vlack, 1989).
Pengujian yang dilakukan adalah
pengujian  impak  dengan  anyaman plain dan arah  sudut  serat  spesimen  adalah  0 o ,  30 o ,  45, 60 o .  Pengujian  ditujukan  untuk  mencari kekuatan impak dan energi impak dari spesimen yang di analisa.

## Hasil Uji Impak
Pengujian spesimen impak menggunakan ASTM D 5942 – 00. Pengujian impakdilakukan pada  komposit plain  woven serat  ijuk (arenga pinata) yang  diberi  perlakuan  alkali  NaOH  5% selama  2  jam  dan  tanpa  perlakuan  alkali denganarah orientasi sudut 0 o , 30 o , 45, 60 o .
Dari Tabel 1 hasil pengujian impak yang diperoleh  dari  masing  masing  spesimen diperlihatkan beberapa informasi hasil pengujian impak yang dilakukan yaitu kekuatan impak,  energi impak.

## Tabel 1 Harga Kekuatan impak,Energi Impak Hasil Uji Impak Spesimen Komposit
Perlakuan Alkali Tanpa perlakuan Alkali Perlakuan NaoH 5% Arah serat E (Joule) HI (Joule/mm 2 ) E (Joule) HI (Joule/mm 2 ) 0 o 10,61 0,084 12,30 0,097 11,71 0,092 13,40 0,106 12,30 0,097 14,54 0,114 30 o 13,40 0,106 15,67 0,123 14,54 0,114 16,23 0,128 14,83 0,117 17,33 0,136 45 o 16,23 0,128 18,46 0,145 16,78 0,132 19,05 0,150 15,97 0,126 18,46 0,145 60 o 13,99 0,110 16,23 0,128 13,40 0,106 15,67 0,123 12,85 0,101 14,54 0,114

## Analisis Statistika Hasil Pengujian Impak
Analisa  statistika  hasil  pengujian  impak menggunakan  Microsoft  Excel.  Kemudian untuk  mengetahui  pengaruh  alkalisasi  serat menggunakan NaOH 5% selama 2 jam terhadap kekuatan  impak  komposit  dilakukan  analisis statistik anova satu arah yang dapat dilihat pada Tabel 2.

## Tabel 2 Hasil Analisis Varian (Anova) Perlakuan Serat Menggunakan NaOH 5% Terhadap Kekuatan Impak
SUMMAR Y Groups Coun t Sum Aver age Varia nce Column 1 12 166,5
93 13,88 275 3,543 353 Column 2 12 191,8
769 15,98 974 4,385 492 ANOVA Source of Variation SS df MS F P-
value F crit Between Groups 26,63 638 1 26,63 638 6,718 854 0,016 635 4,300 949 Within Groups 87,21 73 22 3,964 423 Total 113,8
537 23
Pada  data  tabel  2  didapatkan  bahwa  F hitung  6,718854dan  level  signifikan  α  5  %
diperoleh  F  tabel  4,300949.  Karena  F  hitung didapatkan  lebih  besar  daripada  F  tabel  (F  >  F crit),  maka  H0  ditolak.  Sehingga  dapat disimpulkan bahwa perlakuan alkalisasi menggunakan  NaOH  5%  selama  2  jam mempengaruhi sifat mekanis komposit berpenguat  serat  ijuk (arenga  pinata), dimana dengan  perlakuan  alkalisasi  menggunakan NaOH  5%  selama  2  jam  menyebabkan terjadinya  peningkatan  sifat  mekanis  komposit yaitu peningkatan kekuatan impak komposit.

## Tabel 3 Hasil Analisis Varian (Anova) Orientasi Arah Sudut Serat Terhadap Kekuatan Impak
SUMMARY Groups Count Sum Aver age Vari ance Column 1 12 191, 8769 15,9 8974 4,38 5492
Column 2 12 228, 576 19,0 48 0 ANOVA Source of Variation
SS df MS F P- value F crit Between Groups 56,117 8171 1 56,1 1782 25,5 9248 4,57 E-05 4,30 0949 Within Groups 48,240 4138 22 2,19 2746 Total 104,35 8231 23
Pada  data  Tabel  3  didapatkan  bahwa  F hitung  25,59248dan  level  signifikan  α  5  % diperoleh  F  tabel  4,300949.  Karena  F  hitung didapatkan  lebih  besar  daripada  F  tabel  (F  >  F crit),  maka  H0  ditolak.  Sehingga  dapat disimpulkan  bahwa  orientasi  arah  sudut  serat berpengaruh terhadap peningkatan sifat mekanis  komposit  berpenguat  serat  ijuk (arenga  pinata). Dimana  arah  orientasi  sudut serat menyebabkan terjadinya peningkatan sifat mekanis  komposit  yaitu  peningkatan  kekuatan impak komposit.

## Pembahasan Data Hasil Pengujian Impak
Berdasarkan  data  hasil  pengujian  impak dapat  diketahui  nilai  rata-rata  kekuatan  impak dan  nilai  rata-rata  kekuatan  impak  dari spesimen  komposit  serat  ijuk (arenga  pinata) dengan  perlakuan  alkali  NaOH  5%  selama  2 jam  dan  tanpa  perlakuan  alkali.  Nilai  rata-rata energi impak dan nilai rata-rata kekuatan impak
arah  sudut    serat  0 o ;  30 o ;    45 o dan  60 o terlihat pada Gambar 1 dan Gambar 2
Gambar 1. Nilai Energi Impak Rata-rata
Gambar 2 Nilai Kekuatan Impak Rata-rata
Berbeda  dari  pengujian  tarik  yang pembebanannya  secara  aksial,  pada  data  hasil pengujian  impak  arah  sudut  serat  0 o ;  30 o ;    45 o dan 60 o memberikan hasil kekuatan impak yang berbeda  sesuai  arah  sudut  seratnya.    Dari Gambar  3.2  Kekuatan  impak  tertinggi  terjadi pada  arah  sudut    serat  45 o dengan  perlakuan Alkali  NaOH  5%  yaitu  sebesar  0,143  J/mm 2 dan  energi  impak  sebesar  18,28  Joule. Dengankatalain,pada  arah  sudut  serat  45 o spesimen mampu mendistribusikan beban kejut lebih  baik  dibandingkan  orientasi  sudut  0 o ;  30 o ataupun  sudut  60 o .    Pada  arah  sudut  serat  45 o seluruhluasan    mampu  memberikan  kontribusi optimumnya  pada  peningkatan  kekuatan impak komposit dan menunjukkan bahwa ketangguhan  komposit  dengan  45 o lebih  tinggi jika  dibandingkan  dengan  sudut  yang  lainnya. Ketangguhan  adalah  kemampuan  material untuk  menyerap  energy  dan  berdeformasi plastis hingga patah. Hubungan antara kekuatan
impak  dan  energi  impak  yaitu  semakin  besar energi  impaknya,  semakin  besar  pula  kekuatan impaknya  sehingga  semakin  meningkatkan ketangguhan material komposit.
Berdasarkan  pengaruh  perlakuan  NaOH 5%  selama  2  jam  terlihat  perbedaan  yang signifikan antara kekuatan impaknya . Kekuatan impak  arah  sudut    serat  0 o meningkat  7,51%, arah  sudut  serat  30 o meningkat  10,67%,  arah sudut  serat  45 o meningkat  sebesar  10,69%  dan arah  sudut    serat  60 o meningkat  12,22%  .  Ini berarti  dengan  adanya  perlakuan  alkali  NaOH 5% selama 2 jam terjadi interface bonding yang lebih  baik  antara  serat  dan  matriknya  sehingga harga kekuatan impak meningkat.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan, maka  dapat  disimpulkan  beberapa  hal  sebagai berikut:
Perlakuan  alkalisasi  serat  menggunakan NaOH  5%  selama  2  jam  dan  orientasi  arah sudut serat dengan pengikat atau matrik tepung garut memberikan pengaruh terhadap peningkatan  kekuatan  impak.  Hasil  pengujian impak  didapatkan  nilai  kekuatan  impak tertinggi sebesar 0,143 J/mm 2 dan energi impak sebesar  18,28  Joule  pada  orientasi  arah  sudut serat  45 o .Pada  orientasi sudut  serat  0 o kekuatan impak  sebesar  0,098  J/mm 2 dan  energi  impak sebesar  12,471  Joule  pada  orientasi  arah  sudut serat  30 o kekuatan  impak  sebesar  0,125  J/mm 2 dan  energi  impak  sebesar  15,864  Joule kekuatan impak sebesar 0,120 J/mm 2 dan energi impak sebesar 15,294 Joule pada orientasi arah sudut serat 60 o .

## DAFTAR PUSTAKA
Aboul  Fadl  AM,  Zeronian  SH,  Kamal  MM, Kim MS, Ellison MS. (1985). Textile Res Inst 1985; 55: 461–469.
Ary  Agung  P.,  2007, Analisa  Pengaruh  Fraksi
Volume Serat Aren(arenga pinata) dengan Matrik Polyester terhadap
Kekuatan  Bending  dan  Tarik ,  Skripsi, Teknik  Material  dan  Metalurgi,  ITS, Surabaya
ASTM.  D  256  –  00 Standard  test  methods  for determining  the  izod  pendulum  impact resistance of plastics.
ASTM. (1997) . ASTM D 638 Tensile Properties of plastics
Basuki  Widodo(2008), Analisa  Sifat  Mekanik Komposit  Epoksi  dengan  Penguat  Serat Pohon  Aren (ijuk) Model lLmina berorientasi Sudut Acak (random), Jurnal Teknologi  Technoscientia  ISSN:  1979- 8415 Vol. 1 No. 1 Agustus 2008 Budinski,  K.,  (1992) Engineering  Materials Properties  and  Selection  sixth  Edition, Prentice Hall, New Jersey.
Bledzki,  AK.,  Reihmane,  S.  and  Gassan,  J.
(1996).  J.  Appl. Polym.  Sci .,  59:  1329– 1336.
Callister,  W.  D.  (1991). Material  Science  and
Engineering an Introduction , John
Willey and Sons Inc, New York.
Diharjo  K  (2008), Teknik  Mesin  FT  UNSM www.petra.ac.id/-puslit/journals,dir.php ? Departemen ID=MES Dong  S,  Sapieha  S,  Schreiber  HP.  (1992).
Polym Eng Sci (1992); 32: 1734–1739. Gibson,Ronald,1984, Principle  of  Composite Material, Mc Graw Hill, New York
Gollob,  L.  and  J.D.  Wellons.  (1990).  Wood Adhesion. In : Skeist, I. (Ed.) ; Handbook of  Adhesives,  3rd  edition.  Van  Nostrand Reinhold. New York.
Hairul Abral, (2010), Studi Kekuatan Tarik dan Sifat  Fisik  Serat Cyatheacontaminans
Sebelum dan Setelah Mengalami Perlakuan Alkali NaOH, Teknika, No 33 Vol 1Tahun XVII ,April 2010 Heri  A.  (2010).
Pengaruh  Lama  Waktu Perlakuan Alkali Terhadap Sifat Mekanik Komposit Serat Pandan Semak ( Pandanus Odoratissimus Fiber Reinforced Unsaturated Polyester Composite). Tugas Akhir, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,
Universitas Andalas, Padang.
Imra, Iswandi. (2009). Pengaruh Proses Vakum Dan  Variasi  Tekanannya  Terhadap  Sifat Tarik  Komposit  Serat  Alam  (Coir  Fibre Reinforced  Resin  Composite) .  Tugas Akhir,  Jurusan  Teknik  Mesin,  Fakultas Teknik, Universitas Andalas, Padang.
Ifannossa,  A.A.E.,  Kismono,  B.,  Kusni,  M., 2010. Analisis  kekuatan  tarik  komposit serat  bambu  laminat  helai  dan  wooven yang  dibuat  dengan  metode  manufaktur hand  lay-up .  Seminar  Nasional  Tahunan
Teknik Mesin (SNTTM) ke ‐ 9
Palembang.