## Analisis sifat mekanik serat eceng gondok poliester untuk pembuatan bodi pada gokart
Viktor Naubnome 1
1 Staf Pengajar, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Jl H.S Ronggowaluyo, Teluk Jambe Timur, Karawang 41361
Email korespondensi: viktornaubnome@ft.unsika.ac.id

## Abstrak
Serat  eceng  gondok  merupakan  salah  satu  material  (natural  fibre)  alternatif  dalam  pembuatan  komposit. Secara ilmiah, pemanfaatannya belum banyak digunakan, oleh sebab itu material komposit yang menggunakan serat eceng gondok perlu dikembangkan. Resin Poliester merupakan resin yang paling banyak digunakan dalam berbagai  aplikasi  yang  menggunakan resin  thermoset, baik itu secara terpisah maupun dalam bentuk material komposit.  Resin  ini  digunakan  pada  industri-industri  umum  karena  harganya  yang  terjangkau  dan  nilai kekerasan  yang  tinggi  dengan  proses  pengeringan  yang  cepat.  Pengujian  spesimen  berupa  uji  kekuatan  tarik, dan  uji  kekuatan  impak,  hasilnya  kekuatan  tarik  dengan  variasi  fraksi  volume  serat  eceng  gondok,  kekuatan tarik mengalami penurunan dengan bertambahnya jumlah serat eceng gondok sebagai bahan pengisi komposit. Hasil  pengujian  tarik  ini  menunjukkan  interaksi  antara  resin  poliester  dan  serat  eceng  gondok  belum menghasilkan ikatan yang baik. Hasil hubungan antara pengaruh variasi fraksi volume serat eceng gondok dan matrik  resin  poliester  terhadap  kekuatan  impact,  penurunan  kekuatan  terjadi  pada  variasi  fraksi  volume  40% serat eceng gondok dan 60% resin poliester dapat terjadi karena distribusi serat, penyebab serat kurang merata atau  semakin  turun  variasi  fraksi  resin  atau  jumlah  serat  makin  banyak  maka  semakin  turun  harga  impact tersebut.
Kata kunci : eceng gondok, resin poliester, sifat mekanik.

## Abstract
Eceng gondok fibre was an alternative natural fibre in composite. Scientifically, most of the utilizations were not  applied,  so  eceng  gondok  fibre  must  be  developed.  Polyester  resin  was  the  most  usable  resin  in  every utilization  which  used  thermoset  resin,  separated  or  composite-shaped  material.  This  resin  was  used  in  some general industries with its friendly cost and high hardness value with fast drying process. The specimen testing were  tensile  strength  test  and  impact  test,  the  tensile  test  result  was  tensile  strength  decreasing  when  eceng gondok  fibres  as  composite  filler  material  increased.  This  tensile  strength  result  shows  interaction  between polyester resin and eceng gondok fibre were not obtained good bonding yet. The result about relation between volume  fraction  of  eceng  gondok  fibre  and  polyester  resin  on  impact  strength,  decreasing  strength  in  40%  of eceng gondok fibre volume fraction and 60% of polyester resin could happen because the fibre distribution, the reason  of  fibre  not  equally  yet  or  decreasing  resin  fraction  or  amount  of  fibre  were  increased,  so  the  impact value would decreased.
Keywords: eceng gondok, polyester resin, mechanical properties.

## 1. Pendahuluan
Perkembangan komposit alam ini semakin berkembang  karena  kerapatan  pertumbuhan  eceng gondok  yang  tinggi  (1,9%  per  hari),  seiring  dengan meningkatnya penggunaannya yang semakin meluas, mulai  dari  yang  sederhana  seperti  alat-alat  rumah tangga  sampai  sektor  industri  baik  industri  skala kecil  maupun  besar.  Penggunaan  komposit  yang semakin  meluas  tersebut  dikarenakan  mempunyai keunggulan  tersendiri  dibanding  dengan  bahan teknik  alternatif  lain,  karena  sifat  komposit  yang memiliki  kekuatan  yang  bisa  diatur,  ringan,  tahan korosi  dan  ekonomis  [1].  Serat  eceng  gondok merupakan  salah  satu  material  ( natural  fibre ) alternatif  dalam  pembuatan  komposit.  Secara  ilmiah pemanfaatannya  belum  banyak  digunakan,  oleh
sebab itu material komposit yang menggunakan serat eceng  gondok  perlu  dikembangkan.  Serat  eceng gondok  sekarang  banyak  digunakan  dalam  industri- industri  mebel  dan  kerajinan  rumah  tangga  karena selain  mudah didapat, murah, dan dapat mengurangi polusi  lingkungan  sehingga  komposit  ini  mampu mengatasi  permasalahan  lingkungan,  serta  tidak membahayakan  kesehatan.  Pengembangan  serat eceng  gondok  sebagai  material  komposit  ini  sangat dimaklumi  mengingat  dari  segi  ketersediaan  bahan baku  serat  alam,  Indonesia  memiliki  bahan  baku yang cukup melimpah [2].
Pemanfaatan  serat  alam  sebagai  material  komposit selama  ini  hanya  sebatas  kajian,  karena  belum  ada implementasi  yang  nyata,  baik  berupa  produk maupun  industrinya.  Kajian  terdahulu  yang  sudah
sudah  menggunakan  serat  alam  sebagai  komposit, diantaranya serat nanas (BPPT Jakarta & Balai Besar Tekstil  Bandung),  serat  rami  (BBT  Bandung),  serat bambu  (ITS),  serabut  kelapa  (ITB),  eceng  gondok (UMS  dan  UNDIP),  dan  serat  jagung  (Widya Mandala  Surabaya).  Kajian  tersebut  masih  bersifat skala  laboratorium  dan  belum  di scale-up menjadi produk yang berdaya guna [3]. Kajian ini diharapkan dapat menjadikan eceng gondok sebagai  bahan baku alternatif  sebagai  serat  penguat  komposit,  karena populasi  tanaman  eceng  gondok  sangat  besar,  serta perkembangan  teknologi  yang  terus  berkembang, penggunaan baru dari  material komposit serat eceng gondok ini akan menjadi prospek yang menguntungkan bagi masyarakat dan dapat mengurangi  polusi  lingkungan  ( biodegradability ) sehingga komposit ini mampu mengatasi permasalahan lingkungan dan berkembangnya inovasi  baru  dalam  pengembangan  teknologi material pembuatan komposit serat alam. Pemanfaatan  serat  eceng  gondok  sebagai  penguat komposit  nantinya  dapat  menjadi  matrial  alternatif baru  sebagai  bahan  alternatif  pembuatan body pada gokart di Indonesia [4].

## 2. Metode
Langkah-langkah  yang  dilakukan  dalam  kajian  ini yakni  mempelajari  buku-buku  referensi  yang berkaitan dengan  komposit untuk digunakan sebagai kajian  dalam  penelitian  dan  pengujian  yang  akan dilakukan.  Proses  pembuatan  komposit  serat  enceng gondok  dengan  matrik epoxy dengan  fraksi  volume serat  20%  dan  matrik epoxy 80%.  Proses  pengujian dengan  mengacu  pada  literatur  yang  sudah  ada  dan disesuaikan dengan standar pengujian dalam kajian.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pembuatan  spesimen  serat  eceng  gondok  dengan matrik  resin  poliester  berdasarkan  variasi  fraksi volume  serat  20%,  30%,  40%,  yang  telah  diuji  di Laboratorium  Bahan  dan  Metalurgi  Politeknik Negeri  Bandung.  Pengujian  spesimen  yang  terdiri dari uji tarik dan uji impact telah  mendapatkan  hasil berupa data dari hasil pengujian.

## Uji Tarik
Pengujian tarik diakukan untuk mengetahui kekuatan mutu bahan terhadap beban tarik. Dengan melakukan pengujian  tarik  akan  diketahui  tegangan  maksimum, regangan dan modulus elastisitas dari spesimen yang diuji. Spesimen yang diuji memiliki bentuk dan nilai yang  sesuai  Standar  ASTM  D  3039  dan  diuji menggunakan  mesin  Hydraulic  Universal  Material Tester  100  kN,  hasil  pengujian  kekuatan  tarik ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Kekuatan tarik.
Fraksi volume Kekuatan tarik (kg/mm 2 ) Kekuatan tarik rata- rata (kg/mm 2 ) Serat 20% Resin 80% Serat 30% Resin 70% Serat 40% Resin 60% 0,853 1,218 0,853 0,961 0,762 1,115 0,978 0,966 1,022 0,974 ssdcsc 0,946 sdcsd 0,988
Gambar  1  menunjukkan  hubungan  antara  kekuatan tarik  dengan  variasi  fraksi  volume  serat  eceng gondok.  Kekuatan  tarik  mengalami  penurunan dengan  bertambahnya  jumlah  serat  eceng  gondok sebagai  bahan  pengisi  komposit.  Hasil  pengujian tarik ini menunjukkan interaksi antara resin poliester dan  serat  eceng  gondok  belum  menghasilkan  ikatan yang baik.
Gambar 1. Grafik kekuatan tarik rata-rata.
Ketika  komposit  serat  eceng  gondok  menerima tegangan, maka matrik resin poliester akan menahan tegangan  dan  mendistribusikannya  ke  serat  eceng gondok. Ikatan yang lemah antara resin poliester dan serat  eceng  gondok  menyebabkan  tegangan  akan terkonsentrasi  di  sekitar  permukaan  serat  sehingga menyebabkan  pemutusan  interaksi  antara  resin poliester  dan  serat  eceng  gondok.  Hal  inilah  yang menyebabkan penurunan kekuatan tarik dari komposit serat eceng gondok.

## Uji Impact
Pengujian  impak  dilakukan  untuk  mengetahui seberapa  besar  energi  yang  dibutuhkan  untuk mematahkan  suatu  bahan  (spesimen)  dengan pemberian  beban  secara  tiba-tiba  terhadap  benda yang  akan  diuji.  Spesimen  yang  diuji  memiliki bentuk  dan  ukuran  sesuai  dengan  standar  ASTM  D 6110  dan  diuji  menggunakan  mesin  Impact  Charpy dengan  kapasitas  sebesar  80  J  dan  berat  gondam adalah  80  kg,  berat  total  yakni  120  kg,  jarak  antara titik pusat ayunan dengan titik pusat pukulan adalah 600  mm,  posisi  awal  pukulan  adalah  1300,  radius
pisau  pemukul  yakni  2,5  mm,  sudut  pisau  pemukul adalah  300.  Setelah  dilakukan  proses  pengujian impak  di  laboratorium  Politeknik  Negeri  Bandung, data awal hasil pengujian impak dapat dihitung besar energi  yang  diperlukan  untuk  mematahkan  masing- masing  spesimen  yang  diuji.  Perhitungan  hasil  uji impak ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Harga impak rata-rata.
Spesimen Harga Impak (J/mm 2 ) Harga Impak Rata-rata (J/mm 2 ) 20% 20% 20% 30% 30% 30% 40% 40% 40% 0,138 0,217 0,271 0,288 0,210 0,161 0,185 0,178 0,179 0,206 adc 0,219 scsdc 0,180
Berdasarkan hasil pengujian dan pengolahan data uji impak komposit serat eceng gondok dan matrik resin poliester,  didapat  ketangguan  impak  persatuan  luas rata-rata untuk mematahkan spesimen komposit pada variasi  fraksi  volume  20%  serat  dan  80%  resin poliester  yaitu  0,271  kg/mm 2 pada  variasi  fraksi volume  30%  serat  dan  70%  resin  poliester  yaitu, 0,288  kg/mm 2 pada  variasi  fraksi  volume  40%  serat dan  60%  resin  poliester  yaitu,  0,185  kg/mm 2 .  Harga impak rata-rata tertinggi diperoleh pada variasi fraksi volume  20%  serat  dan  80%  resin  poliester  sebesar 0,206  kg/mm 2 ,  sedangkan  harga  impak  rata-rata terendah  diperoleh  pada  variasi  fraksi  volume  40% serat  dan  60%  resin  poliester  yaitu  180  kg/mm 2 , disimpulkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Grafik harga impak rata-rata.
Dari data tabel dan gambar grafik didapat hubungan antara  pengaruh  variasi  fraksi  volume  serat  eceng gondok dan matrik resin poliester terhadap kekuatan impak penurunan kekuatan terjadi pada variasi fraksi volume  40%  serat  eceng  gondok  dan  60%  resin poliester  dapat  terjadi  karena  distribusi  serat, penyebab  serat  kurang  merata  atau  semakin  turun variasi  fraksi  resin  atau  jumlah  serat  makin  banyak maka semakin turun harga  impak tersebut.  Sehingga energi  yang  diterima  pada  matrik  resin  poliester
tidak  dapat  ditahan  oleh  serat.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  seiringnya  bertambahnya  fraksi  volume  serat eceng  gondok  maka  kekuatan  impaknya  semakin menurun,  penurunan  kekuatan  impak  tersebut menunjukan  ikatan  antara  serat  eceng  gondok  dan resin  poliester  yang  kurang  baik,  sehingga  energi yang diterima secara tiba-tiba pada setiap sepesimen tidak mampu ditahan atau diserap oleh serat.

## 4. Kesimpulan
Kesimpulan  yang  dapat  disusun  yakni  bahwa  nilai kekuatan  tarik  maksimal  komposit  eceng  gondok- poliester  adalah  115,353  N  dengan  persentase  20% serat  eceng  gondok  dan  harga  impak  maksimal komposit  eceng  gondok  adalah  0,238  kg/mm 2 dengan  persentase  serat  eceng  gondok  sebesar  30% dan  nilai bending maksimal  serat  eceng  gondok persentase  30%  yakni  38,03  MPa.  Serat  eceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai bahan campuran komposit  matrik  resin  poliester  pada body  gokart dengan  persentase  30%  serat  eceng  gondok.  Nilai kekuatan  impak  tertinggi  terdapat  pada  fraksi  30% serat, yaitu 0,219 J/mm² dan kekuatan tarik terendah yaitu  pada  fraksi  40%  serat,  yaitu  0,180  J/mm². Penurunan  kekuatan  impak  tersebut  menunjukkan ikatan  antara  serat  eceng  gondok  dan  resin  poliester yang  kurang  baik  sehingga  energi  yang  diterima secara  tiba-tiba  pada  setiap  sepesimen  tidak  mampu ditahan atau diserap oleh serat.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan terima kasih kepada  Lembaga Penelitian dan
Pengabdian Universitas
Singaperbangsa,  Karawang  (LPPM  Unsika)  yang telah memberikan hibah pendanaan kegiatan Penelitian Unggulan Program Studi Tahun 2019.

## Daftar Pustaka
[1] Prasetyaningrum,  A.  2009.  Optimasi  Proses
Pembuatan Serat Eceng Gondok Untuk
Menghasilkan  Komposit  Serat  Dengan  Kalitas Fisik dan Mekanik Yang tinggi.
[2] Purboputro,  I,.  Pramuko.  2017.  Pengaruh Panjang  Serat  Terhadap  Kekuatan  Impak Komposit  Eceng  Gondok  Dengan  Matrik Poliester.
[3] Ramadhan,  A,.  Ritzy.  2017.  Pengaruh  Fraksi Volume  Serat  Eceng  Gondok  Dalam  Komposit Bermatrik Resin Polyester Yang Dibuat Dengan Proses Vacuum Bag Terhadap Sifat Mekanik.
[4] Nuryana,  R.  2016.  Potensi  Pengolahan  Eceng Gondok  MenjadiSumber  Energi  Terbarukan Dalam  Rangka  Mendukung  Ketahanan  Energi Nasional.
[5] Najib,  Muhammad.  2010.  Optimasi  Kekuatan Tarik Komposit Serat Rami Polyester.