## Jurnal Sains dan Teknologi
Volume 12 Number 2, Tahun 2023, pp. 277-286 P-ISSN: 2303-3142 E-ISSN: 2548-8570 Open Access: https://doi.org/10.23887/jstundiksha.v12i2.50606

## A R T I C L E   I N F O
Article history: Received May 28, 2023 Revised June 11, 2023 Accepted July 13, 2023 Available online July 25, 2023
Kata Kunci: Sifat Mekanis, Komposit, Limbah Masker, Serat Bambu.
Keywords: Mechanical  Properties,  Composite, Waste Mask, Bamboo Fiber.
This  is  an  open  access  article  under  the CC BY-SA license.
Copyright © 2023 by Author. Published by Universitas Pendidikan Ganesha.

## Sifat  Mekanis  Komposit  Limbah  Masker  Berpenguat  Serat Bambu
Ade Pangestu 1 *, Yuyun Estriyanto 2 , Indah Widiastuti 3
1,2.3 Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret, Surakarta, Indonesia

## A B S T R A K
Daur ulang limbah masker menjadi material komposit berpenguat serat bambu merupakan cara alternatif untuk mengurangi penumpukan limbah masker yang membahayakan  lingkungan  selama  pandemi  covid-19.  Tujuan  penelitian  ini untuk  menganalisis  pengaruh  variasi  fraksi  massa  campuran  serat  bambu terhadap sifat mekanis pada komposit limbah masker. Pada penelitian dengan menggunakan metode eksperimen ini, dikembangkan komposit berbasis limbah masker  medis  berpenguat  serat  bambu  dengan  variasi  fraksi  massa  serat sebesar  0%,  4%, 8%,  12%,  dan  16%.  Sifat  mekanik diukur  dari  nilai  rata-rata kekuatan  tarik  dan  kekuatan  impak  dari  lima  spesimen  pada  tiap  variasi. Analisis hasil penelitian dilakukan secara deskriptif berdasarkan nilai kekuatan material  dan  visualisasi  patahan  spesimen  dari  Scanning  Electron  Microscopy (SEM). Hasil penelitian menunjukkan adanya pengaruh fraksi masa serat bambu terhadap  kekuatan  material  komposit  berbasis  limbah  masker.  Kekuatan  tarik tertinggi terdapat pada variasi 0% sebesar 18,6 MPa dan terendah pada variasi 8%  sebesar  10,3  MPa.  Sedangkan,  kekuatan  impak  tertinggi  terdapat  pada variasi  0%  sebesar 7,84  kJ/   dan  terendah  pada  variasi  8%  sebesar  1,76  kJ/  .
Meningkatnya jumlah serat bambu pada matriks limbah masker menyebabkan penurunan sifat mekanik material.

## A B S T R A C T
The use of disposable face mask as the matric for natural fiber-reinforced polymer composite is an alternative way to reduce the environmental pollution during the COVID-19 pandemic. This study aims to analyze the mechanical properties of polymer composites  derived  from  waste  of  disposable  face  mask  reinforced  with  different  loadings  of  bamboo  fiber. Bamboo fiber with a size of 40 mesh was treated with 5% NaOH for 10 minutes then dried in an oven for 24 hours at a temperature of up to 105˚C to remove the lignin. The composites were manufactured  through an extrusion with a screw speed  of  25  rpm  and  barrel  temperatures  of  175˚C,  180˚C,  185˚C,  and  190˚C.  The  mixtures  were  then  processed  in  an injection molding with a barrel temperature of 220˚C and a mold temperature of 90˚C. It showed that the highest tensile and impact strength was found at 0% fraction of bamboo fiber with 18.6 MPa and 7.84 kJ/ 𝑚 2 , respectively. Meanwhile the lowest strength was on the 8% fiber loading with 10.3 MPa and  1.76 kJ/m^2 for tensile and impact properties. In accordance with the results of this study, the use of mask waste can be considered as an alternative matrix material in natural fibre-reinforces polymer composites.

## 1. PENDAHULUAN
Penggunaan masker sekali pakai mulai diterapkan untuk mengurangi penyebaran virus di masa pandemi (Hartanto  et  al.,  2021;  Kirk  et  al.,  2020;  Nugraheni  et  al.,  2022;  Rubio-Romero  et  al.,  2020). Penggunaan masker yang ekstensif ini telah berkembang di seluruh dunia sehingga permintaan masker diperkirakan akan meningkat (Rowan et al., 2021). Peningkatan produksi dan penggunaan masker sekali pakai secara signifikan menimbulkan tantangan lingkungan baru (Fadare et al., 2020). Hal tersebut dapat terjadi  karena  limbah  masker  mengandung  polipropilen  atau  polietilen,  poliuretan,  polistirena, polikarbonat, poliakrilonitril yang mengakibatkan pencemaran lingkungan dan sulit untuk terurai (Akber Abbasi  et  al.,  2020;  Maderuelo-Sanz  et  al.,  2021;  Yu  et  al.,  2021). Selain  itu,  penggunaan  masker  yang mengalami peningkatan secara signifikan dapat menambah jumlah sampah plastik (Crespo et al., 2021). Masalah  lain  yang  ditimbulkan  masker  bekas  dapat  membunuh  bagi  satwa  liar  dan  merusak  ekosistem laut (Saberian et al., 2021). Oleh karena itu, sangat diperlukan upaya untuk mengurangi risiko lingkungan karena penggunaan masker sekali pakai (Selvaranjan et al., 2021). Baru-baru ini banyak penelitian yang dilakukan  untuk  mengurangi  limbah  plastik  dari  masker,  untuk  mengganti  bahan  masker  dengan biodegradable karena biodegradable memiliki sifat mekanik, fisik, dan kimia yang serupa seperti kekuatan tarik tinggi, keamanan ekologis, dan biaya rendah (Glukhikh et al., 2020; Selvaranjan et al., 2021). Akan
tetapi,  bahan  ini  mudah  terdegradasi.  Dengan  keterbatasan  tersebut  menjadikan  tantangan  untuk mendaur ulang limbah plastik dari masker (Crespo et al., 2021). Polypropylene (PP) merupakan polimer termoplastik  yang  menjadi  bahan  utama  dari  masker  sekali  pakai  yang  berpotensi  untuk  didaur  ulang antara  78%  sampai  91%  dari  total  berat.  Mendaur  ulang polypropylene dari  limbah  masker  menjadi material  komposit  dalam  berbagai  aplikasi  dari  semua  alternatif  lain  akan  menjadi  pendekatan  yang cukup  baik (Battegazzore  et  al.,  2020;  Selvaranjan  et  al.,  2021). Komposit  merupakan  material  yang tersusun  dari  dua  campuran  material  dengan  sifat  yang  berbeda  untuk  menghasilkan  material  baru. Komposit  limbah  masker  berpenguat spons  loofah telah  dikembangkan  pada  penelitian  sebelumnya dengan  variasi  fraksi  massa  0%,  4%,  8%,  12%,  dan  16% (Xiang  et  al.,  2021). Hasilnya  kekuatan  tarik meningkat  326%  pada  variasi  fraksi  12%.  Akan  tetapi  belum  ditemukan  penelitian  daur  ulang polipropilen  dari  masker  menjadi  komposit  dengan  campuran  serat  bambu  sebagai  penguat.  Padahal jumlah  bambu  sangat  melimpah  tetapi  belum  dimanfaatkan  secara  maksimal.  Serat  bambu  berpotensi baik menjadi bahan komposit yang kuat, murah, ramah lingkungan, dan dapat didaur ulang. Serat bambu merupakan  bahan  yang  menarik  untuk  fabrikasi  komposit  karena  kekuatan  tarik  tinggi,  bobot  yang ringan,  modulus  yang  tinggi,  dan  tidak  mudah  terbakar (Guo  et  al.,  2019). Selain  itu  komposit  dengan penguat  serat  bambu  lebih  ramah  lingkungan (Gu  et  al.,  2018). Serat  bambu  telah  dimanfaat  sebagai bahan  penguat  komposit  dikombinasikan  dengan  serat  sisal  pada  komponen  dengan  presentase  75%  : 25% mampu menunjukkan kekuatan tarik dan kekuatan lentur maksimal  masing-masing sebesar 88,43 MPa dan 149,1 Mpa (Getu et al., 2020).
Beberapa  penelitian  lain  juga  mengungkapkan  bahwa,  penggunaan  serat  bambu  sebagai komponen  otomotif  menunjukkan  hasil  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan  serat  alam  yang  lain. Dengan  membandingkan  serat  bambu,  pisang,  dan  goni  yang  dicampur  dengan  polimer  dari  plastik polypropylene (PP)  sebagai  komponen  peredam  suara  pada  kendaraan  mobil  hasilnya  menunjukkan bahwa koefisien penyerapan bambu lebih besar . Dari hasil pengujian kekuatan tarik juga menunjukkan serat bambu/PP lebih tinggi 510% dari pisang/PP dan 97,3% dari goni/PP. Studi lain dengan melakukan perbandingan  komposit polypropylene yang  diperkuat  antara  serat  bambu  dan  serat  rami  juga  pernah dilakukan.  Hasilnya  pada  sifat  mekanik  dengan  komposit  serat  bambu/PP  memiliki  kekuatan  tarik  dan lentur lebih tinggi dibandingkan komposit serat rami/PP. Sedangkan dari hasil pengujian penyerapan air serat bambu/PP lebih baik dalam mempertahankan sifat mekaniknya dibandingkan dengan serat rami/PP yang memiliki sifat hidrofilik yang sangat kuat. Struktur antarmuka komposit dari serat bambu/PP juga menunjukkan  memiliki  adhesi  matriks  serat  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan  serat  rami/PP.  Oleh karena itu, daur ulang masker menjadi komposit dengan serat bambu sebagai penguat sangat menjanjikan (Hao  et  al.,  2021). Berdasarkan  pemaparan  diatas  sangat  penting  untuk  mengurangi  jumlah  sampah plastik yang dihasilkan dari limbah masker. Salah satunya dengan mendaur ulang limbah masker. Studi ini berfokus  dengan  mendaur  ulang  masker  menjadi  komposit  berpenguat  serat  bambu.  Hal  tersebut dilakukan  karena  komponen  utama  dari  masker  yaitu  polipropilen  yang  sangat  cocok  untuk  dibuat komposit.  Pemilihan  serat  bambu  sebagai  bahan  campuran  karena    jumlah  yang  melimpah  akan  tetapi belum dimanfaatkan secara optimal dan belum ditemukan di penelitian sebelumnya. Untuk memperbaiki sifat  serat  bambu  diperlukan  pre-treatment  menggunakan  alkali  NaOH  untuk  menghilangkan hemiselulosa dan lignin. Secara terperinci, penelitian ini ditujukan untuk mengevaluasi pengaruh variasi fraksi  massa  campuran  serat  bambu  pada  komposit  limbah  masker  terhadap  kekuatan  tarik  ( tensile strength ) dan kekuatan impak ( impact strength ) material.

## 2. METODE
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  metode  eksperimental  yang  memanipulasi  kondisi - kondisi tertentu  dan  memberikan  kontrol  spesimen  uji  komposit.  Sampel  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  spesimen  komposit  limbah  masker  (mPP)  dengan  menggunakan  penguat  serat  bambu.  Sampel dibuat dengan perbandingan fraksi massa serat bambu dan limbah masker (mPP) berturut – turut sebesar (0:100) wt%; (4:96) wt%; (8:92) wt%; (12:88) wt%; (16:84) wt%. Pengambilan sampel didapatkan dari pengujian kekuatan tarik ASTM D638 dan uji kekuatan impak ASTM D256. Pengambilan sampel dilakukan dengan menguji lima variasi perbandingan fraksi massa serat bambu limbah masker (mPP) yang berbeda. Jumlah pengambilan masing – masing sampel untuk pengujian dilakukan lima kali pengulangan, sehingga didapatkan data sejumlah 50 (lima puluh) untuk dua jenis pengujian. Limbah masker yang diperoleh dari beberapa  rumah  kost  di  sekitar  kampus  UNS  Surakarta  dicuci  bersih  dan  dipotong  berukuran  10  mm (Battegazzore et al., 2022). Jenis Masker yang digunakan adalah 3-ply dari berbagai merek dengan bahan non  kain  atau  yang  terbuat  dari  dominan polypropylene .  Bagian ear  loop dan  kawat  masker  tidak digunakan  dalam  penelitian  ini.  Setelah  itu,  masker  dilelehkan  menggunakan  oven  dengan  suhu  200ºC selama 15 menit. Ketika sudah menjadi benda padat kembali masker dicacah menggunakan mesin crusher
agar memudahkan dalam proses ekstrusi. Hal ini ditujukan agar didalam proses ekstrusi masker dan serat bambu dapat mencapur dengan sempurna. Dendrocalamus asper dipilih karena memiliki kelenturan yang lebih  baik  dan  serat  yang  lebih  lembut  .  Perlakuan  alkalisasi  serat  bambu  dilakukan  dengan menambahkan  larutan  zat  kimia  berupa  NaOH  sebesar  5%.  Tahap  tersebut  dilakukan  setelah  melalui proses  pemotongan  bambu  dengan  gergaji  berukuran  ±  2  cm.  Kemudian  bambu  dicacah  sampai didapatkan ukuran ±40 mesh. Setelah itu, serat bambu direndam didalam larutan NaOH selama 10 menit dengan temperatur kamar. Perbandingan yang dipakai antara serat bambu  dan larutan NaOH berturut – turut adalah  1 : 20.  Setelah direndam, serat bambu  kemudian dinetralisir  menggunakan aquades untuk menghilangkan sisa larutan NaOH. Setelah dinetralisir, serat bambu kemudian dikeringkan menggunakan oven selama 24 jam dengan suhu mencapai 105 ˚C. Persiapan  spesimen, spesimen  komposit  dibuat  menggunakan  mesin extrusion  moulding dan injection  moulding .  Pada  mesin extrusion  moulding suhu  barrel  diatur  175,  180,  185,  dan  190  °C  dan putaran  ulir  25  rpm.  Sedangkan  pada injection  moulding diatur  suhu  220˚C  dan mould 90˚C    Spesimen komposit dengan pembebanan serat yang berbeda sebesar 0%, 4%, 8%, 12%, dan 16% dari massa total pada masing-masing spesimen kemudian dipotong sesuai dengan ukuran standar untuk pengujian tarik dan  impak.  Pada  penelitian  ini  pengujian  kekuatan  tarik  mengacu  pada  standar  ASTM  D638  tipe  V. Spesimen  komposit  ditarik  vertikal  dengan  kecepatan  penarikan  5  mm/menit  sampai  putus.  Data pengujian berupa tegangan, modulus Young, dan regangan. Prinsip pengujian impak adalah menghitung energi yang diterima untuk mematahkan spesimen. Pengujian impak mengacu pada standar ASTM D 256 (un-notched)  dengan  metode  Izod.  Spesimen  berukuran  65  mm  x  13  mm  x  3  mm.  Scanning  electron microscopy  (SEM)  digunakan  untuk  menganalisis  morfologi,  struktur  mikro,  dan  sifat  fisik  kristalografi suatu material. Hal ini dilakukan pada spesimen patah setelah uji tarik.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil
Nilai  yang  menunjukkan  sifat  mekanis  material  ditentukan  berdasarkan  nilai  rata-rata  hasil pengujian impact dan  tarik  dari  5  (spesimen).  Hasil  tabulasi  menunjukkan  adanya  nilai  pengujian spesimen  di  luar  batas  atas  dan  batas  bawah  melalui  perhitungan    rata-rata  dan  standar  deviasi.  Oleh karena  itu,  nilai  yang  dinyatakan outlier tersebut  dianggap  diabaikan  untuk  memastikan  keseragaman data  (variabilitas  rendah).  Pengujian  impak  pada  material  komposit  limbah  masker  berpenguat  serat bambu menggunakan alat uji impak tipe izod dengan merek Zwick Roell. Pada pengujian impak ini bentuk spesimen  menyesuaikan  standar  yang  ada.  Standar  pengujian  yang  digunakan  yaitu  ASTM  D256. Pengujian impak ini digunakan untuk mengetahui kemampuan suatu material komposit dalam menahan beban impak. Hasil impak pada penelitian disajikan pada Tabel 1.

## Tabel 1. Impact Strength
Specimen Variasi 0% 4% 8% 12% 16% 1 7,88 - 2,52 - 3,48 2 9,69 3,08 - 3,53 - 3 - 2,67 2,45 3,14 2 4 - 2,83 1,35 3,49 2,02 5 5,85 2,68 1,78 3,64 3,35 Rata-rata 7,81 2,82 2,03 3,45 2,71 Standar Deviasi 1,92 0,19 0,56 0,22 0,81
Pengujian  tarik  digunakan  untuk  menguji  kekuatan  mekanik  suatu  material  komposit  seperti kekuatan  tarik  ( tensile  strength ),  kekakuan  ( stiffness ),  dan  regangan  putus  ( strain  at  break ).  Spesimen yang  digunakan  untuk  pengujian  tarik  yaitu  jenis  tulang  anjing.  Pada  penelitian  ini  spesimen menggunakan standar ASTM D6438 tipe V. Pengujian tarik dilakukan dengan menjepit spesimen pada alat uji yang kemudian diberikan gaya tarik sampai spesimen mengalami uji patah. Hasil dari pengujian tarik digunakan untuk menentukan grafik stress dan strain. Hasil dari pengujian tarik ditunjukan pada Tabel 2, Tabel 3, dan Tabel 4.

## Tabel 2. Tensile Strength
Spesimen Variasi 0% 4% 8% 12% 16% 1 19,1 16,7 11,3 16,3 13,5 2 - - 9,33 17,7 15,2 3 17,9 15,4 10,9 16,2 15,3 4 16,7 15,2 - - - 5 16,5 14,2 11,5 16,4 12,9 Rata-rata 17,55 15,38 10,76 16,65 14,23 Standar Deviasi 1,20 1,03 0,98 0,70 1,21 Tabel 3. Modulus Elastisitas Specimen Variasi 0% 4% 8% 12% 16% 1 - 161 250 255 263 2 125 191 - 215 - 3 137 190 221 - 215 4 126 187 244 - 258 5 - - 269 187 - Rata-rata 129,33 182 246,0 219,0 245 Standar Deviasi 6,66 14,27 19,78 34,18 26,39 Tabel 4. Elongation Specimen Variasi 0% 4% 8% 12% 16% 1 - 4,7 3,3 4,2 3,6 2 6,4 - - 4,5 3,5 3 7 4,6 3,9 - - 4 7 5 - 4 - 5 - - 3 - 3,6 Rata-rata 6,80 4,77 3,40 4,23 3,57 Standar Deviasi 0,35 0,21 0,46 0,25 0,06
Pengujian SEM pada penelitian ini digunakan untuk melihat struktur permukaan komposit limbah masker berpenguat serat bambu dengan standar ASTM D6348 tipe V. Bentuk struktur permukaan dilihat dengan perbesaran 200x dan 500x. Hasil struktur permukaan material komposit hasil dari pengujian SEM disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Pengamatan Uji SEM
Variasi 200x 500x
0%
4%
8%
12%
16%
Gambar 1. Grafik Tensile Strength dan Elongation
Dapat diamati pada Gambar 1 bahwa dari kelima variasi fraksi massa mengalami patahan brittle yang menandakan bahwa polimer limbah masker ketika diberi campuran serat bambu memiliki sifat yang getas dan kaku. Pada penelitian ini didapatkan hasil nilai antara kekuatan tarik dan modulus elastisitas memiliki kecenderungan berbanding terbalik. Hal tersebut dapat diamati pada Gambar 2 bahwa semakin banyak  penambahan  serat  bambu  cenderung  semakin  tinggi  nilai  modulus  elastisitasnya.  Modulus elastisitas  menunjukkan  tren  yang  meningkat  dengan  fraksi  serat  yang  lebih  besar (Widiastuti  et  al., 2022). Hal  ini  menunjukkan  bahwa  semakin  banyak  serat  bambu  cenderung  menyebabkan  komposit menjadi lebih kaku dan rapuh.
(a) (b)
Gambar 2. Grafik Modulus Elastisitas dan Hubungan Elongation terhadap Force Material Komposit Limbah Masker Berpenguat Serat Bambu
17,55
15,38
10,76
16,65 14,23 0 5 10 15 20 0% 4% 8% 12% 16% Tens il e St reng th (MPa ) Fraksi Massa Serat Bambu (%) 6,80 4,77 3,40 4,23 3,57 0 2 4 6 8 0% 4% 8% 12% 16% El on ga tio n (%) Fraksi Massa Serat Bambu (%) 129,33 182 246,0 219,0 245 0 50 100 150 200 250 300 0% 4% 8% 12% 16% Mo d u lu s El ast isit as (MPa ) Fraksi Massa Serat Bambu (%) 0 100 200 300 400 -2 0 2 4 6 8 10 For ce (N) Elongation (%) Regangan pada variasi  fraksi massa serat bambu 0% 4%
8% 12% 16%
Nilai  modulus  elastisitas  tertinggi  terdapat  pada  fraksi  massa  8%  dengan  nilai  246  MPa  dan terendah terdapat pada fraksi massa 0%  dengan nilai 129,33 MPa. Nilai modulus elastisitas yang tinggi diakibatkan oleh penurunan regangan tarik seperti yang ditunjukan pada Gambar 2 (b) grafik elongation . Hal  ini  mengindikasikan  bahwa  material  komposit  dengan  fraksi  massa  8%  mempunyi  sifat  yang  getas dan kaku dibandingkan dengan fraksi massa 0%, 4%, 12%, dan 16%. Semakin tinggi nilai modulus maka material  komposit  mempunyai  sifat  yang  semakin  getas  dan  kaku (Ubaidillah  et  al.,  2019). Untuk memperjelas  hasil  uji  yang  diamati  dalam  kekuatan  tarik,  permukaan  patahan  uji  tarik  diperiksa menggunakan uji SEM. Komposisi dengan fraksi massa 0% atau polimer limbah masker tanpa campuran menghasilkan  kekuatan  tarik  tertinggi  sedangkan  dengan  penambahan  fraksi  massa  8%  menghasilkan kekuatan  tarik  terendah.  Sedangkan  pada  fraksi  massa  12%  terjadi  anomali  dimana  kekuatan  tarik komposit  mengalami  peningkatan.  Dapat  diamati  pada Gambar  3 (a)  dimana  pada  fraksi  massa  0% ditemukan lebih sedikit porositas dan void sehingga kekuatan tariknya lebih tinggi dibandingkan dengan variasi lain. Pengamatan pada Gambar 3 (b) dengan fraksi massa 8% terlihat lebih banyak porositasnya dibandingkan  yang  lain  dan  terdapat  void.  Selain  itu  persebaran  bambu  juga  kurang  merata  sehingga menyebabkan  kekuatan  tarik  menurun.  Pada Gambar  3 fraksi  massa  12%  diamati  terdapat  void  akan tetapi persebaran serat bambu lebih merata. Hal ini yang menyebabkan ikatan antarmuka matriks dengan serat bambu lebih baik sehingga dapat meningkatan kekuatan tariknya.
(a) (b) (c)
Gambar 3. Morfologi Komposit Variasi Fraksi Massa 0%, 8%, dan 12%
Dapat  dilihat  pada Gambar  4 bahwa  kekuatan  impak  tertinggi  terdapat  pada  komposisi  limbah masker murni tanpa penambahan yaitu 7,81  kJ / m 2 . Data menunjukan bahwa dengan penambahan serat bambu  4%  dan 8 %  menurunkan kekuatan impaknya dengan hasil masing-masing 2,82  kJ / m 2 dan 2,03 kJ / m 2 . Pada fraksi massa serat bambu 12 % memiliki kekuatan impak tertinggi kedua sebesar 3,45 kJ / m 2 . Hal ini memungkinkan bahwa pada fraksi massa 12% persebaran serat bambu lebih merata dibandingkan dengan fraksi massa 4% dan 8%. Akan tetapi, pada pada fraksi massa 16% menurun kembali sebesar 2,71 kJ / m 2 .  Hasil  penelitian  ini  memiliki  kesamaan  dengan  penelitian  sebelumnya  yang  menunjukan penurunan  kekuatan  impak  dengan  penambahan  serat  alam.  Yang  et  al  (2004)  menemukan  bahwa material komposit polimer berpenguat tepung sekam padi seiring bertambanya filler 10%, 20%, 30%, dan 40%  mengalami  penurunan  kekuatan  impak  secara  linear.  Akan  tetapi,  dalam  beberapa  penelitian sebelumnya  menunjukan  peningkatan  kekuatan  impak  dengan  penambahan  serat  alam.  Komposit  rPP berpenguat  serat  rumput  eleusine  indica  dengan  fraksi  20%,  25%,  dan  30  %  secara  berurutan meningkatkan kekuatan impaknya (Lokantara et al., 2019). Komposit yang diperkuat serat bambu dengan fraksi 0%, 30%, 40%, 50%, dan 60% dengan dan tanpa compatibilizer meningkatkan kekuatan impaknya (Chattopadhyay et al., 2011). Hal ini dikarenakan adhesi antarmuka baik antara matriks dan serat yang
Void Porositas Void Void Porositas Void Serat Bambu Void
baik.  Komposit  berpenguat  serat  ampas  tebu  seiring  bertambahnya  fraksi  massa  0%,  2,5%,  dan  5% meningkatkan  kekuatan  impaknya.  Akan  tetapi,  terdapat  fenomena  pada  fraksi  massa  10%  dimana kekuatan  impak  mengalami  penurunan.  Pembebanan  serat  10%  memiliki  kekuatan  impak  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  rHDPE  tanpa  serat  bambu  pada  nilai  37,7155  kJ / mm 2 ,  tetapi  kekuatan  impak cenderung  menurun  dengan  meningkatnya  fraksi  serat  lebih  dari  besar.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa beban  serat  yang  tinggi  menyebabkan  komposit  menjadi  lebih  getas (Widiastuti  et  al.,  2022). Hasil kekuatan impak disajikan pada Gambar 4.

## Gambar 4. Kekuatan Impak
Penurunan  kekuatan  impak  dengan  penambahan  serat  bambu  kemungkinan  disebabkan persebaran serat bambu yang kurang merata dan menggumpal sehingga ikatan antarmuka kurang baik. Selain itu, adanya void atau ruang kosong yang terjadi diantara bambu dan polimer limbah masker juga berpotensi  menurunkan  kekuatan  material.  Bentuk  patahan  material  komposit  pada  pengujian  impak dapat dilihat pada Gambar 5.
(a) (b) (c) (d)                                                         (e)
Gambar 5. Bentuk Patahan Komposit Fraksi Massa (a) 0%, (b) 4%, (c) 8%, (d) 12%, dan (e) 16%
Dapat dilihat pada gambar bahwa hasil pengujian impak menghasilkan patahan sempurna yakni patahan  brittle  atau  getas  disemua  variasi  fraksi  massa.  Ditunjukan  pada Gambar  5 bahwa  semua spesimen terlihat mengkilap dan terdapat butiran-butiran halus pada sekitar patahan.
7,81
2,82
2,03 3,45 2,71 0 2 4 6 8 10 0% 4% 8% 12% 16% K ekuat an Imp ak (kJ /m ^ 2) Fraksi Massa Serat Bambu (%) Void Void Void Void Void Void

## Pembahasan
Kekuatan  tarik  merupakan  tegangan  maksimum  yang  dapat  ditahan  suatu  material  saat diregangkan  sebelum  putus.  Hasil  penelitian  menunjukan  bahwa tensile  strength tertinggi  berada  pada spesimen  dengan  fraksi  massa  0%  atau  masker  murni  dengan  kekuatan  17,55  MPa.  Material  komposit yang  ditambah  serat  bambu  dengan  variasi  fraksi  massa  4%  mengalami  penurunan  kekuatan  tariknya sebesar 15,38 MPa. Pada fraksi massa 8% juga mengalami penurunan sebesar 10,76 MPa dan merupakan nilai terendah dibandingkan dengan campuran fraksi lain. Akan tetapi, pada fraksi 12% terdapat anomali yakni  mengalami  peningkatan  kekuatan  tarik  dari  fraksi  4%  dan  8%  sebesar  16,65  MPa.  Material komposit mengalami penurunan kembali pada fraksi massa 16% sebesar 14,23 MPa. Dalam penelitian ini polimer limbah masker tanpa penambahan filler mempunyai kekuatan tarik tertinggi yang berarti dapat menahan  tegangan  tertinggi  saat  ditarik  sebelum  mulai  putus.  Hal  ini  menunjukan  bahwa  serat  bambu tidak cukup kuat untuk menjadi serat penguat dan matriks polymer limbah masker itu sendiri memiliki ikatan yang lebih tinggi sehingga menyebabkan komposit menjadi rapuh dan kurang ulet.
Hasil  penelitian  ini  memiliki  kesamaan  dengan  beberapa  penelitian  sebelumnya  yang menunjukan penurunan sifat mekanik dengan penambahan serat alam. Material komposit yang diperkuat serbuk  kayu  gergaji  mengalami  penurunan  linear  seiring  dengan  penambahan  fraksi  massa  10%,  30%, dan 50% (E. Indra, 2013). Pada komposit berpenguat lignin jerami yang mengalami penurunan kekuatan tarik secara linear seiring dengan penambahan variasi fraksi massa 0, 10, 20, 30%, 40%, 50%, 60%, dan 70% (Karina  et  al.,  2017). Pada  komposit  PP  berpenguat  serat  ampas  tebu  memiliki  kekuatan  tarik tertinggi  berada  pada  polimer  murni  yaitu  19,60  Mpa (Amran  et  al.,  2016). Kekuatan  tarik  menurun dengan  penambahan  serat  bambu (Widiastuti  et  al.,  2022). Material  dengan  serat  bambu  0%  memiliki kekuatan tarik tertinggi sebesar 8,298  N/ mm 2 , sedangkan komposit r-HDPE dengan fraksi serat bambu 30%  menunjukkan  kuat  tarik  terendah  sebesar  4,880  N/ mm 2 .  Akan  tetapi,  beberapa  penelitian  lain menunjukkan  adanya  pengaruh  penambahan  serat  dalam  peningkatan  sifat  mekanis  komposit,  pada pengembangan  material  komposit  berbasis  limbah  masker  yang  diperkuat spons  loofah .  Kekuatan  tarik komposit bertambah secara bertahap dengan penambahan fraksi massa spons loofah yang mencapai nila maksimal  pada  fraksi  massa  12%  dengan  peningkatan  kekuatan  tariknya  sebesar  326% (Xiang  et  al., 2021). Akan tetapi, pada penambahan fraksi massa 16% kekuatan tarik material komposit limbah masker mengalami  penurunan.  Hal  ini  disebabkan  karena  terlalu  banyak  kandungan spons  loofah sehingga material komposit mengalami aglomerasi dalam matriks mask polypropylene (mPP). Penurunan kekuatan tarik  pada  pengembangan  komposit  limbah  masker  berpenguat  serat  bambu  dalam  penelitian  ini disebabkan adanya pencampuran yang kurang homogen atau kurang sempurna. Hal ini bisa terjadi karena tingkat kompatibilitas lignin yang rendah dan pembentukan retakan akibat aglomerasi lignin. Selain itu, penurunan kekuatan tarik bisa disebabkan juga karena ditemukan banyak porositas dan adanya void yang mempengaruhi antara ikatan serat dan matriks (Amran et al., 2016; Saidah et al., 2018). Adanya void ini menyebabkan    matriks    tidak    akan    mampu  mengisi    ruang    kosong    pada    cetakan  sehingga  akan mengurangi kekuatan tarik komposit.

## 4. SIMPULAN
Penelitian ini  menunjukan  pengaruh fraksi massa  serat bambu  terhadap sifat  mekanis  material komposit  polimer  limbah  masker  dengan  serat  bambu  sebagai  material  pengisi.  Kekuatan  tarik  dan kekuatan  impak  tertinggi  dicapai  pada  fraksi  massa  0%  limbah  polimer  masker  tanpa  campuran  dan terendah  pada  fraksi  massa  8%.  Hal  ini  menunjukan  bahwa  seiring  bertambahnya  fraksi  massa mengalami  penurunan  kekuatan  tarik  dan  kekuatan  impak  bertambahnya  fraksi  massa  mengalami penurunan  kekuatan  tarik  dan  kekuatan  impak.  Material  komposit  dengan  fraksi  massa  serat  yang semakin besar cenderung bersifat lebih getas dan kaku. Pada material ini, serat bambu tidak cukup kuat untuk  menjadi  material  penguat  dan  matriks  polymer  limbah  masker  itu  sendiri  memiliki  ikatan  yang lebih tinggi sehingga menyebabkan komposit menjadi rapuh dan kurang ulet. Untuk itu perlu dilakukan upaya  seperti  penambahan compatibilizer dalam  meningkatkan  struktur  ikatan  antara  matriks  limbar masker dan serat bambu sebagai filler komposit.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Akber  Abbasi,  S.,  Khalil,  A.  B.,  &  Arslan,  M.  (2020).  Extensive  Use  Of  Face  Masks  During  Covid-19 Pandemic: Microplastic Pollution And Potential Health Concerns In The Arabian Peninsula. Saudi Journal of Biological Sciences , 27 (12), 3181 – 3186. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.09.05.
Amran, M., Sivakumar, L. D., Salleh, S., & Rajaizam, A. (2016). Effect Of Fiber Loading On The Mechanical Properties  Of  Bagasse  Fiber-Reinforced  Polypropylene  Composites. Advances  in  Mechanical Engineering , 8 (8), 1 – 5. https://doi.org/10.1177/1687814016664258. Battegazzore, D., Cravero, F., & Frache, A. (2020). Is It Possible To Mechanical Recycle The Materials Of
The Disposable Filtering Masks? Polymers , 12 (11), 1 – 18. https://doi.org/10.3390/polym12112726.
Battegazzore,  D.,  Cravero,  F.,  &  Frache,  A.  (2022).  Development  Of  Disposable  Filtering  Mask  Recycled Materials:  Impact  Of  Blending  With  Recycled  Mixed  Polyolefin  And  Their  Aging  Stability.
Resources, Conservation and Recycling , 177 , 105974.
https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2021.105974. Chattopadhyay,  S.  K.,  Khandal,  R.  K.,  Uppaluri,  R.,  &  Ghoshal,  A.  K.  (2011).  Bamboo  Fiber  Reinforced Polypropylene  Composites  And  Their  Mechanical,  Thermal,  And  Morphological  Properties. Journal of Applied Polymer Science , 119 (5), 1619 – 1626. https://doi.org/10.1002/app.32826. Crespo, C., Ibarz, G., Sáenz, C., Gonzalez, P., & Roche, S. (2021). Study Of Recycling Potential Of FFP2 Face Masks And Characterization Of The Plastic Mix-Material Obtained. A Way Of Reducing Waste In Times  Of  Covid-19. In  Waste  and  Biomass  Valorization . https://doi.org/10.1007/s12649-021- 01476-0.
E. Indra. (2013). Studi Kekuatan Dielektrik Pada Bahan Campuran Abu Sekam Padi Dengan Resin Epoksi. Jurnal Teknik Elektro Universitas Tanjungpura (Jurnal Untan) , 1 (1), 4.
Fadare, O. O., & Okoffo, E. D. (2020). Covid-19 Face Masks: A Potential Source Of Microplastic Fibers In The
Environment. Science of the Total Environment , 737 , 140279. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140279.
Getu,  D.,  Babu,  R.,  Masresha,  M.,  &  Kishan,  S.  (2020).  Materials  Today :  Proceedings  Production  and characterization of  bamboo and sisal fiber reinforced hybrid composite for interior automotive body application. Materials Today: Proceedings . https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.780. Glukhikh, V. V, Buryndin, V. G., Artyemov, A. V, Savinovskih, A. V, Krivonogov, P. S., & Krivonogova, A. S. (2020).  Plastics:  Physical-Mnd-mechanical  Properties  And  Biodegradable  Potential. Foods  and Raw Materials , 8 (1), 149 – 154. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2020-1-149-154. Guo,  W.,  Kalali,  E.  N.,  Wang,  X.,  Xing,  W.,  Zhang,  P.,  Song,  L.,  &  Hu,  Y.  (2019).  Processing  Bulk  Natural Bamboo  Into A  Strong And  Flame-Retardant Composite Material. Industrial Crops and Products , 138 , 111478. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111478. Hao, J., Yi, X., Zong, G., Song, Y., Wang, W., Cheng, H., & Wang, G. (2021). Fabrication Of Long Bamboo Fiber- Reinforced Thermoplastic Composite by Extrusion And Improvement Of Its Properties. Industrial Crops and Products , 173 , 11412. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114120.
Hartanto,  B.  W.,  &  Mayasari,  D.  S.  (2021).  Environmentally  Friendly  Non-Medical  Mask:  An  Attempt  To Reduce The Environmental Impact From Used Masks During Covid-19 Pandemic. Science  of the Total Environment , 760 , 144143. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144143.
Karina,  M.,  Syampurwadi,  A.,  Satoto,  R.,  Irmawati,  Y.,  &  Puspitasari,  T.  (2017).  Physical  And  Mechanical Properties  Of  Recycled  Polypropylene  Composites  Reinforced  With  Rice  Straw  Lignin. BioResources , 12 (3), 5801 – 5811. https://doi.org/10.15376/biores.12.3.5801-5811.
Kirk, C. P., & Rifkin, L. S. (2020). I’ll trade you diamonds for toilet paper: Consumer reacting, coping and adapting behaviors in the COVID-19 pandemic. Journal of Business Research , 117 (May), 124 – 131. https://doi.org/10.1016/j.jbusres.2020.05.028.
Lokantara,  I.  P.,  Suardana,  N.  P.  G.,  Surata,  I.  W.,  &  Winaya,  I.  N.  S.  (2019).  The  Effect  Of  Fiber  Volume Fraction On Tensile And Impact Properties Of Eleusine Indica Grass Reinforced Polypropylene Bio Composite. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering , 539 (1). https://doi.org/10.1088/1757-899X/539/1/012028. Maderuelo-Sanz,  R.,  Acedo-Fuentes,  P.,  García-Cobos,  F.  J.,  Sánchez-Delgado,  F.  J.,  Mota-López,  M.  I.,  & Meneses-Rodríguez,  J.  M.  (2021).  The  Recycling  Of  Surgical  Face  Masks  As  Sound  Porous Absorbers:  Preliminary  Evaluation. Science  of  the  Total  Environment , 786 ,  147461. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147461.
Nugraheni, D. M. K., Noranita, B., Adhy, S., & Nugroho, A. . (2022). Adopting COBIT 2019 for Information
Technology  Risks  in  University  Online  Learning  During  COVID-19.  In:  Alaali,  M.  (eds)  COVID-19
Challenges to University Information Technology Governance . 192 – 209. https://doi.org/10.1007/978-3-031-13351-0_9.
Rowan,  N.  J.,  &  Laffey,  J.  G.  (2021).  Unlocking  The  Surge  In  Demand  For  Personal  And  Protective Equipment (PPE) And Improvised Face Coverings Arising From Coronavirus Disease (Covid-19) pandemic – Implications For Efficacy, Re-Use And Sustainable Waste Management. Science of the Total Environment , 752 , 142259. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142259.
Rubio-Romero, J. C., Pardo-Ferreira, M. del C., Torrecilla-García, J. A., & Calero-Castro, S. (2020). Disposable
Masks: Disinfection And Sterilization For Reuse, And Non-Certified Manufacturing, In The Face Of Shortages During The Covid-19 Pandemic. Safety Science , 129 , 104830. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2020.104830.
Saberian, M., Li, J., Kilmartin-Lynch, S., & Boroujeni, M. (2021). Repurposing Of Covid-19 Single-Use Face Masks  For  Pavements  Base/Subbase. Science  of  the  Total  Environment , 769 ,  145527. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145527. Saidah,  A.,  Susilowati,  S.  E.,  &  Nofendri,  Y.  (2018).  Pengaruh  Fraksi  Volume  Serat  Terhadap  Kekuatan Mekanik  Komposit  Serat  Jerami  Padi  Epoxy  Dan  Serat  Jerami  Padi  Resin  Yukalac  157. Jurnal Konversi Energi Dan Manufaktur , 5 (2), 96 – 101. https://doi.org/10.21009/jkem.5.2.7. Selvaranjan,  K.,  Navaratnam,  S.,  Rajeev,  P.,  &  Ravintherakumaran,  N.  (2021).  Environmental  challenges induced  by  extensive  use  of  face  masks  during  COVID-19:  A  review  and  potential  solutions. Environmental Challenges , 3 . https://doi.org/10.1016/j.envc.2021.100039. Ubaidillah, A., Sujito, S., & Purwandari, E. (2019). Pengaruh Fraksi Massa Terhadap Sifat Mekanik Material Komposit Binderless Dari Ampas Tebu Dan Serbuk Kayu Sengon. Jurnal Sains Dasar , 8 (2), 70 – 74. https://doi.org/10.21831/jsd.v8i2.23676.
Widiastuti,  I.,  Saputra,  H.  C.,  Sidik,  S.,  Kusuma,  W.,  &  Harjanto,  B.  (2022). Mechanical  And  Thermal Properties Of Recycled High-Density Polyethylene/Bamboo With Different Fiber Loadings . 151 – 156. https://doi.org/10.1515/eng-2022-0010.
Xiang, M., Yang, Z., Zhou, S., Lu, T., Zhang, S., Sun, L., & Dong, S. (2021). Polymer Composites Completely Derived  from  Waste:  The  Crystalline  Structure  And  The  Mechanical  Enhancement  Effect. ACS Applied Polymer Materials , 3 (7), 3679 – 3684. https://doi.org/10.1021/ACSAPM.1C00696.
Yu, R., Wen, X., Liu, J., Wang, Y., Chen, X., Wenelska, K., Mijowska, E., & Tang, T. (2021). A Green And High- Yield Route To Recycle Waste Masks Into CNTs/Ni Hybrids Via Catalytic Carbonization And Their Application For Superior Microwave Absorption. Applied Catalysis B: Environmental , 298 , 120544. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120544.