Abstrak — Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisa  material komposit polyurethane berpenguat serat bambu untuk penyerap suara  pada  bagian  door  panel  kendaraan.  Permasalahan  yang dikaji  untuk  mengetahui  nilai  kekuatan  lentur  dan  sifat  fisik dengan  membandingkan  variasi  komposisi  serat  dengan matriksnya  menggunakan  metode  hand lay up. Komposisi fraksi massa  serat  yang  digunakan  adalah  5%,  10%,  15%.  Tujuannya untuk mendapatkan nilai kekuatan lentur dan sifat fisik terbaik. Metode  yang  digunakan  berdasarkan  standartd  ASTM D790,ASTM  C271-99.  Dari  hasil  pengujian  didapatkan  nilai kekuatan  lentur  dan  Densitas  tertinggi  secara  berturut  turut 19.142  Mpa,  0.101  g/cm³.  Nilai  tertinggi  ini  didapatkan  pada komposit dengan presentase 15%B-85%PU.
kata kunci :Interior door panel, Serat Bambu, Polyurethane, Hand lay-up

## I. PENDAHULUAN
alam  kehidupan  sehari  hari  banyak  kendaraan  yang dibuat  untuk  mempermudah  kegiatan  manusia.  Negara negara  produsen  mobil  di  dunia  seperti  Jepang,  Amerika  dan beberapa  Negara  di  Eropa  berlomba  untuk  membuat  produk kendaraan.  Hal  ini  bersamaan  dengan  ketergantungan  negara negara  berkembang  seperti  Indonesia  misalnya.  Di  Indonesia banyak beredar mobil buatan negara maju yang dengan mudah didapatkan  oleh  masyarakat  menengah  ke  atas  karena harganya  yang  relatif  terjangkau.  Tentunya  kendaraan  yang diproduksi dengan berbagai spesifikasi mesin, ada mesin biasa ataupun  mesin  diesel.  Contoh  sederhananya  adalah  mobil  jip dengan kapasitas mesin yang besar dan juga bermesin diesel.
Terlalu tingginya jumlah kendaraan ini, terutama kendaraan yang menggunakan mesin diesel akan mempengaruhi aktivitas yang  dilakukan  manusia.  Seperti  polusi,  kebisingan  akibat suara  mesin  dan  knalpot,  dan  juga  tingkat  kecelakaan  yang tinggi.
Beberapa teknologi sudah dilakukan untuk mengurangi  tingkat  kecelakaan  salah  satunya  dengan menggunakan  bahan  interior  yang  kuat  dan  juga  ramah lingkungan.  Sebagian  besar  bahannya  memang  terbuat
dari  bahan  kimia,  tetapi  dari  beberapa  penelitian  sudah banyak menggunakan bahan yang ramah lingkungan dan tentunya  juga  kuat  yaitu  komposit  serat  alam.    Ada beberapa  metode  yang  digunakan  untuk  membuat komposit yaitu dengan menggunakan hand lay-up, spray lay-up ,  dan  untuk  skala  industri  besar  menggunakan sheet  molding  compound. Metode  hand  lay-up  sendiri biasanya  dibuat  denganmenyusun  komponen  material komposit  per  layer  dan  diletakkan  pada  cetakan  baru diratakan dengan kuas atau roll.
Komponen  serat juga penting, fungsi serat sendiri pengikat antara  komponen  komposit.  Kebanyakan  serat  berasal  dari bahan  kimia  seperti fiberglass, tetapi  ada  penelitian menggunakan  serat  alam.  Serat  bambu  contohnya.  Tanaman bambu  memiliki  karakteristik  yang  cukup  baik.  Tanaman  ini biodegradable atau  ramah  lingkungan  untuk  diaplikasikan dalam material komposit. Selain itu kekuatan tanaman bambu juga  cukup  tinggi.  Lalu  kekuatan  lentur  dan  impaknya  juga tinggi untuk diaplikasikan dalam interior kendaraan. Selain itu serat  bambu  mempunyai  2  tipe  yaitu  serat  panjang  dan  serat pendek  yang  mana  keduanya  sama  sama  memberikan  hasil maksimal  untuk  penguat  dalam  material  komposit  serat  alam [1]-[2]-[3].

## II. METODE PENELITIAN

## A.Material
Material yang digunakan ialah  Polyurethane dari PT Justus Kimia  Raya.  Bambu  Betung  dari  daerah  perkebunan  kota Lumajang Jawa Timur.

## B.Preparasi spesimen
Pengolahan  serat  bambu  betung  dibersihkan  menggunakan air  bersih.  Serat  bambu  yang  sudah  bersih  direndam  dengan NaOH  5%  selama  24  jam  untuk  mengurangi  kandungan ligninnya.  Setelah  direndam  serat  bambu  dibilas  dengan aquades  lalu  dikeringkan  dengan  oven  hingga  serat mongering.  Lalu  serat  di  perhalus  dengan  mesin  pencacah

## Analisa Pengaruh Fraksi Massa Terhadap Kekuatan Lentur dan Sifat Fisik Pada Pembuatan
Komposit Polyurethane /Serat Bambu Betung dengan Metode Hand Lay-up Untuk Aplikasi Door Panel Mobil
Erdinanto Eko Ahaddin, Moh. Farid, Vania Mitha Pratiwi Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia E-mail : mofaredo@gmail.com
D
0 10 20 30 40 50 60 70 murni 5 10 15 M P a %wt
organic  dan  di  meshing  untuk  mendapat  ukuran  140-228 mikron.
Pembuatan  matriks  polyurethane  yaitu  mencampurkan Phenyl-Isocyanate dan Polypropylene Glycol sesuai perhitungan yang telah ditentukan.
Pembuatan cetakan, Untuk cetakan spesimen uji kelenturan dibuat  dengan  material  berbahan  seng,  berdimensi  4  mm  x 11mm x 128mm. Pembuatan komposit dengan mencampurkan resin  polyurethane  yang  sudah  diaduk  ke  dalam  cetakan. Kemudian  ditaburkan  serat  bambu  yang  sudah  ditentukan massanya.  Lalu    diratakan  dengan  menggunakan  roll  dan didiamkan selama 1x24jam.

## C. Pengujian kuat lentur
Pengujian lentur dilakukan dengan metode three point bend, dimana  spesimen  diletakan  pada  kedua  tumpuan  dan  beban diberikan  pada  bagian  tengah  hingga  spesimen  uji  hancur. Mesin  yang  digunakan  adalah  mesin  uji  lentur  Autograph Flexural  Testing  Machine.  Kekuatan  lentur  digunakan  untuk menunjukkan  kekakuan  dari  suatu  material  ketika  menerima beban  lengkung.  Prosedur  pengujian  menurut  standar  ASTM D790Dimensi  spesimen  yang  diuji  ialah  sebesar  128x11x4 mm [4].
Gambar  1.  Dimensi  Spesimen  Uji  KelenturanKekuatan  lentur  suatu  material dapat dihitung dengan persamaan berikut:
σf = (3 PL/ 2 bd 2 )[1+6(D/L) 2 -4(d/L)(D/L)            (1) Keterangan: σf = Kekuatan Lentur (MPa) L = Support Span (mm)
P = Beban Patah (N) b = Lebar Spesimen (mm) d = Tebal Spesimen (mm) D= Defleksi (D=0.05L 2 /bd )

## D. Pengujian Densitas
Polyurethane  merupakan  material  bervoid  untuk  itu  perlu diketahui  void  dari  densitas  yang  terbentuk  pada  komposit. Prosedur  pengujian  menggunakan  standard  ASTM  C271-99. Uji  densitas  dilakukan  dengan  cara  perhitungan  volume  dari spesimen absorbsi suara dibagi  massa dari spesimen. Volume didapat  dari  pengukuran  dimensi  diameter,  lebar  dan  tinggi spesimen  absorbsi  suara.  Sedangkan  massanya  ditimbang dengan timbangan digital.
Untuk  menghitung  massa  jenis  digunakan  spesimen  yang sama  dengan  spesimen  absorbsi  suara.  Pada  mulanya  serat kelapa ditimbang terlebih dahulu dan diukur volumenya untuk
mengetahui  massa  jenisnya.  Perhitungan  massa  dilakukan dengan mengukur massa dengan timbangan digital. Sedangkan menghitung  volume  dilakukan  dengan  menghitung  diameter dan  tinggi  spesimen.  Kemudian  dihitung  dengan  rumus tabung.
Volume = 1/4xµxDxDxT                    (2)
Setelah  didapatkan  massa  dan  volume,  maka  massa  jenis dihitung dengan persamaan sebagai berikut.
Massa Jenis (gr/cm 3 ) = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝑔𝑟) 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 (𝑐𝑚3) (3)

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
A. Komposit Serat Bambu Betung Bermatriks Polyurethane
Komposit  berpenguat  serat  bambu  betung  dengan matriks  polyurethane  dibuat  dengan  metode  hand  lay-up dengan  variasi  fraksi  massa  serat  sebesar  5%,  10%,  15%  dan juga  perbandingan  Phenyil-Isocyanate  dan  Polypropylene Glycol  sebesar  70:30.  Komposit  ini  dibuat  dengan mencampurkan  kedua  bahan  penyusunnya  kedalam  sebuah cetakan  dengan  massa  yamg  sudah  ditentukan  dengan perhitungan.

## B. Hasil Pengujian Kekuatan Lentur
Tabel 1. Hasil Pengujian Kuat Lentur Material Kuat Lentur (Mpa) 100% PU Hand Lay-up 100% PU 56.018 ± 1.614 - B-95% PU - 9.512 ± 1.738 B-90% PU - 11.626 ± 0.705 B-85% PU - 19.142 ± 0.733
Gambar 2. Grafik Kekuatan Lentur komposit PU/serat bambu betung
11 mm 128 mm 4mm PU Murni
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 murni 5 10 15 g/cm ³ %wt
Dari gambar 2 diatas dapat diketahui bahwa pada komposit spesimen  15%B-85%PU  hand  lay  up  mempunyai  nilai kekuatan lentur tertinggi sebesar 19.142 MPa. Sedangkan pada spesimen komposit 100%PU mempunyai nilai kekuatan lentur yang paling tinggi yaitu sebesar 56.018 MPa. Untuk spesimen komposit  10%B-90%PU  dan  5%B-95%PU  nilainya  sebesar 11.626  MPa  dan  9.512  MPa.  Nilai  spesimen  komposit  juga lebih  kecil  daripada  100%PU  [5].  Hal  ini  dilihat  dari pengujian  densitas  bahwa  semakin  besar  nilai  densitas,  sifat mekanik akan meningkat [6].
Dari  hasil  pengujian  lentur  didapatkan  hasil  bahwa  100% PU  mempunyai  nilai  kelenturan  yang  sangat  tinggi. Sedangkan spesimen komposit jika dibuat dengan hand lay up lebih  rendah  nilainya.  Hal  ini  didasari  pada  pembuatan spesimen  yang  lebih  baik  polyurethane  murni  daripada  hand lay  up.  Faktor  pembuatan  spesimen  komposit,  dan  distribusi serat  ini  bisa  menyebabkan  nilai  kelenturan  dari  komposit dengan  hand  lay  up  menurun.  Karena  dalam  pembuatan komposit dengan hand lay up, serat akan berkumpul pada titik tertentu dan tidak terdistribusi secara merata [7].
Penambahan  serat  ini  akan  mengakibatkan  penurunan  nilai kekuatan  dan  sifat  mekanik  dari  material  komposit.  Sifat mekanik  disini  adalah  bending  (kelenturan)  dan  uji  tarik. Dikarenakan pada proses alkalisasi bertujuan untuk menghilangkan  lignin,  karena  lignin  ini  akan  mengganggu ikatan  interface  pada  komposit,  tetapi  hal  ini  membuat  serat menjadi  sangat  rapuh  karena  lignin  yang  di  dalam  serat dihilangkan  lewat  proses  tersebut.  Tetapi  pada  penambahan fraksi  serat  selanjutnya  nilai  kekuatan  bending  akan  ikut meningkat [8].
Kurangnya  serat  yang  ditambahkan  akan  menurunkan kemampuan  komposit  untuk  menahan  beban  yang  diberikan, sehingga dapat dilihat dari pengujian, spesimen komposit yang seratnya  lebih  sedikit  lebih  getas  [9].  Berdasarkan  gambar  3 diatas dapat disimpulkan bahwa semakin banyak penambahan serat  ke  dalam  komposit  maka  akan  semakin  meningkatkan nilai  kekuatan  lentur  terhadap  beban  yang  diterima  oleh material komposit.

## C. Hasil Pengujian Densitas
Pengujian densitas dilakukan untuk perhitungan massa jenis dari  tiap  spesimen  dengan  cara  menghitung  terlebih  dahulu volume  dan  massa  nya.  Lalu  selanjutnya  dilakukan perbandingan  antara  massa  jenis  pada  teori  dan  massa  jenis pada eksperiman.
Tabel  2  Merupakan  tabel  hasil  uji  densitas  pada  spesimen komposit  serat  bambu.  Pada  komposisi  100%PU  didapatkan densitas  sebesar  0.11  g/cm³.  Sedangkan  pada  eksperimen massa  jenis  100%PU  0.11g/cm³.  Massa  jenis  PU  eksperimen sama  dengan  teori  menandakan  tidak  terjadi  penambahan densitas.
Lalu  dengan  bertambahnya  fraksi  massa  serat  akan bertambah  juga  massa  jenisnya.Tetapi  bila  dibandingkan dengan  densitas  teori  hasilnya  akan  berkurang  Pada  fraksi massa  5%B-95%PU  untuk  densitas  eksperimen  terjadi penambahan massa jenis 0.071 g/cm³ untuk hand lay-up. Lalu
pada  fraksi  massa  10%B-90%PU  untuk  densitas  eksperimen meningkat  menjadi  0.088  g/cm³  untuk  hand  lay-up. Selanjutnya,  pada  fraksi  massa  15%B-85%PU  terjadi peningkatan densitas 0.103 g/cm³ untuk hand lay-up.

## Tabel 2. Hasil Pengujian Densitas
Nilai  densitas  polyurethane  murni  yang  lebih  tinggi dibandingkan  komposit  dengan  serat.Dapat  diartikan  bahwa semakin  banyak  penambahan  serat  maka  akan  semakin meningkatkan  massa  jenis  atau  densitasnya.  Terbukti  dengan bertambah  nya  fraksi  massa  serat  maka  nilai  densitas  akan meningkat dibuktikan dengan gambar 3.
Tetapi  bila  dibandingkan  dengan  teori  nilai  densitasnya turun,  dikarenakan  gelembung  atau  foam  dari  spesimen polyurethane  serat  bambu  lebih  banyak.  Jumlah  void  yang banyak  akan  mengakibatkan  jumlah  gas  dalam  void  akan bertambah. Gas ini mempunyai kekuatan mekanik yang dapat menurunkan  sifat  mekanik  dari  foam  atau  void  tersebut. Berarti  akan  mengakibatkan  turunnya  densitas  pula.  Hal  ini dibuktikan  dengan  nilai  densitas  eksperimen  yang  lebih  kecil daripada  teori.  Karena  pada  saat  eksperimen,  polyurethane mengembang dengan volume tertentu dan semakin mengembang akan semakin banyak void dan gas.
Gambar 3. Grafik Nilai Uji Densitas Komposit PU/Serat Bambu Betung

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  data  hasil  penelitian  dan  pembahasan,  maka dapat ditarik kesimpulan :
Fraksi Massa Serat (%) Densitas (g/cm³) 100% PU Hand Lay-up 5% B - 0.071 ± 0.0019 10% B - 0.088 ± 0.005 15% B - 0.101 ± 0.0049 100% PU 0.115 ± 0.0016 -
PU Murni
1. Seiring  dengan  penambahan  fraksi  massa  serat  maka nilai  kekuatan  lentur  dan  sifat  fisik  komposit polyurethane/bambu betung akan meningkat
2. Nilai kekuatan
lentur
terbesar
komposit polyurethane/bambu  betung  pada  fraksi  massa  15%B- 85%PU dengan nilai 19.142 Mpa 3. Nilai  untuk  densitas  komposit  polyurethane/bambu betung  tertinggi  pada  fraksi  massa  15%B-85%PU dengan nilai 0.101 g/cm³
UCAPAN TERIMAKASIH Penulis  berterimakasih  banyak  Program  Riset  unggulan Jurusan tahun 2016 yang didanai oleh Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI ITS.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Farid,  M.,  T.Heriyanto,  2013.  Correlation  of  Normal  Incidence  Sound Absorption Coefficient (NAC) and Random Insidence Sound Absorption Coefficient  (RAC)  of  Polyester/Ramie  Fibre  Composite  Materials,
Advance Material Research, Vol.789, pp.269-273
[2] Koizumi,  T.  ,N.  Tsujiuchi,  A.Adachi.  2002. The  development  of  sound absorbing.  materials  using  natural  bamboo  fibers  (jurnal  universitas Doshisha). Jepang.Press,http://library.witpress.com/pdfs/abstracts/HPS02 /HPS02016AU.pdf, di akses 19-09-2014, 19:37
[3] Farid,  M.,  H.  Ardhyananta,      V.  M.  Pratiwi,  S.  P      Wulandari,  2015. Correlation  between  Frequency  and  Sound  Absorption  Coefficient  of Polymer  Reinforced  Natural  Fibre. Advanced  Materials  Research . Vol.1112, pp. 329-332.
[4] ASTM  D790  (2003), Standard  test  methods  for  flexural  properties  of unreinforced and reinforced plastics and electrical insulating materials , Annual  book  of  ASTMStandards,  Vol.08.01,  American  Society  for Testing and Materials (ASTM),Philadelphia, USA.
[5] Qomariyah,  Siti  dan  M.  Farid  2016.  Karakterisasi  Sifat  Akustik,  Sifat Mekanik dan Morfologi Komposit Polyurethane/ Serbuk Bambu Sebagai Aplikasi  Panel  Pintu  Mobil. Tugas  Akhir  Jurusan  Teknik  Material dan Metalurgi ITS Surabaya
[6] Sivertsen  Katrine. 2007. Polymer  Foams. Spring  United  States  : 3.063 Polymer Physics
[7] Pandey  Pankaj.,  Bajwa  Dilpreet.,  Ulven  Chad.,  Bajwa  Sreekala.
Influence  of  Hybridizing  Flax  and  Hemp-Agave  Fibers  with  Glass Fiber as Reinforcement in a Polyurethane Composite. North Dakota
State University : Published on 19 May 2016
[8] Agung,  Muhammad  dan  M.  Farid.  2015.  Pengaruh  Variasi  Komposisi Serat  Terhadap  Nilai  Koefisien  Absorpsi  Suara  dan  Perilaku  Mekanik Pada Komposit Serat Ampas Tebu Dan Bambu Betung Dengan Matriks Gypsum. Tugas  Akhir  Jurusan  Teknik  Material  dan  Metalurgi  ITS Surabaya .
[9] Gayathri,  R.,  R.Vasanthakumari.  2014. Nanomaterials  in  PU  Foam  for Enhanced  Sound  Absorption  at  Low  Frequency  Region. Switzerland  : Advanced Materials Research Vol. 938