## PENGARUH KOMPOSISI RESIN POLIYESTER
TERHADAP KEKUATAN BENDING KOMPOSIT YANG DIPERKUAT SERAT BAMBU APUS
Adi Chandra 1* , Asroni 2
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Metro Jl.Ki Hajar Dewantara No.166 Kota Metro Lampung 34111, Indonesia 1,2) adi.chandra@yahoo.com 1 , asroni14@yahoo.com 2

## Abstrak
Komposit  adalah  suatu  material  yang  terbentuk  dari  kombinasi  antara  dua  atau  lebih  material pembentuknya melalui pencampuran yang tidak homogen. Dimana sifat mekanik dari masing-masing material  pembentukanya  berbeda-beda.  Dari  pencampuran  tersebut  akan  dihasilkan  material komposit  yang  mempunyai  sifat  mekanik  dan  karakteristik  yang  berbeda  dari  material pembentuknya. Material yang dipakai adalah bambu apus dan bambu petung yang dimana modulus elastisitas bambu apus lebih besar dengan bambu petung. Bambu apus memiliki modulus elastisitas sebesar  23171,66  MPa,  dan  bambu  petung  mempunyai  modulus  elastisitas  adalah  14439,64  Mpa. Alasan pemilihan serat bambu sebagai bahan baku komposit adalah mudah diperoleh dalam jumlah banyak, berkualitas, ramah lingkungan dan bernilai ekonomis. Jenis matrik yang digunakan adalah resin polyester. Jenis pengujianya adalah uji bending ASTM D-790-03. Komposisi serat dan resin 5% : 95%, 10% : 90%, 15% : 85%, 20% : 80%. Variasi fraksi volume serat mempengaruhi kekuatan bending  komposit,  dimana  kekuatan  bending  komposit  tertinggi  diperoleh  pada  komposit  dengan fraksi  volume  resin  80%  dan  serat  20%  yaitu  sebesar  97,71  N/mm 2 ,  sedangkan  nilai    kekuatan bending terendah diperoleh  pada dengan fraksi volume resin 95% dan serat 5% yaitu sebesar 54,11 N/mm 2 .  Pada  pola  patahan  komposit  bending  yang  di  uji  secara  mikro  atau    menggunakan  SEM ( scaning electro miscroscope ) volume resin 95% dan 80% menunjukan debonding dimana lepasnya daya ikat serat dengan matrik. Matrik cracking (retak)  dan fiber pull- out .
Kata kunci : Komposit, Bambu Apus, Bending, Debonding, SEM ( scaning electro miscroscope )

## Pendahuluan
Penelitian  sebelumnya  telah  didapat    data pengujian komposit serat gebang mengunakan fraksi  volume  dengan  menggunakan  uji  tarik dimana modulus elastisitas mengalami kenaikan sampai pada komposit dengan fraksi volume  serat  30%  yaitu  1836,95  kgf/mm 2 , kemudian  mengalami  penurunan  terendah pada  komposit  dengan  fraksi  volume  serat 70% yaitu 1297 kgf/mm 2 .[1] Penelitian  lainnnya  yaitu  “ Pemanfaatan material  bambu  sebagai  alternatife  bahan komposit  pembuatan  kulit  kapal  pengganti material kayu untuk armada kapal rakyat yang beroperasi di daerah maluku”. Material yang dipakai adalah bambu apus dan bambu petung yang  dimana  modulus  elastisitas  bambu  apus lebih besar dengan bambu petung. Bambu apus
memiliki modulus elastisitas sebesar 23171,66 MPa, dan bambu petung mempunyai modulus elastisitas adalah 14439,64 Mpa.[2]
Komposit  adalah  adalah  suatu  material yang terbentuk dari kombinasi antara dua atau lebih material pembentuknya melalui pencampuran  yang  tidak  homogen  Komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari logam,
kekakuan jenis (modulus Young/density )  dan  kekuatan  jenisnya  lebih tinggi dari logam.[3]

## Tabel 1. Sifat Mekanik bambu Apus [4]
Sifat Mekanik Mpa Kekuatan tarik 53,53 Kekuatan luluh 32,06 Modulus elastisitas 9901,96 Kekuatan tekan 49,41 Kekuatan geser 3,872 Kekuatan tarik tegak lurus serat 2,77 Tabel 2. Hasil percobaan presentase NaOH terhadap sifat serat [5] NaOH (% berat) Suhu 0 C Sifat serat hasil proses
5 8 15
70
70
70 Serat bersifat agak kasar dan keras, namun serat dapat terpisah dan panjang. Serat lebih lunak dari percobaan 1. Serat mudah putus dan rapuh serat bersifat sangat
lunak.
Namun serat sangat rapuh dan mudah putus ketika mengalami proses pengeringan dan proses mekanis berupa pemisahan serat.
Kekuatan bending komposit[6]
𝜎 𝑏 = 3𝑃𝐿 2𝑏𝐻 2 .....................................(1)
Keterangan: 𝜎 𝑏 = kekuatan bending (N/mm 2 ) P = beban lentur (Kg) L = jarak tumpu (mm) 𝑏 = lebar spesimen (mm) 𝐻 = tebal spesimen (mm)
Modulus elastisitas
E = 𝐿 3 𝑚 4𝑏𝐻 3 .......................................(2)
Keterangan:
E = Modulus elastisitas (N/mm 2 ) L = Jarak tumpu spasimen (mm) b = Lebar specimen (mm) H = Tebal specimen (mm) m =  Tangen modulus (kg/mm)

## Metode Penelitian
Adapun  alat  dan  bahan  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  alat  uji  misalnya Uji  Bending,  dan  Uji  SEM.  Gergaji,  golok, sikat  kawat,  digunakan  untuk  memotong bambu dan mengekstrak bambu menjadi serat. Gunting,  cutter,  penggaris,  kaca  digunakan untuk  membuat  cetakan.  Lem  tembak, digunakan  untuk  mencegah  kebocoran  pada cetakan,  Gelas  ukur,  digunakan  untuk mengukur volume resin, dan katalis.
Gerinda,  kikir,  amplas  digunakan  untuk membentuk dan menghaluskan bagian spesimen yang masih kasar agar sesuai dengan ukuran  standar.  Jangka  sorong,  digunakan untuk  mengukur  dimensi  spesimen  Waxs, digunakan  untuk  memudahkan  pelepasan komposit dari cetakan Alkali, digunakan untuk perendaman  serat, guna  menghilangkan seluiosa  yang  tinggi.  Sedangkan  bahan  yang digunakan yaitu Resin Poliester, Serat bambu Apus dan Katalis.

## Prosedur Penelitian
1. Bambu di potong sepanjang 40 cm dan di bersihakan  kulit  ari/kulit  yang  berwarna hijau.
2. Belah  bambu  dan  tipiskan  kurang  lebih  2 mm tebalnya.
3. Rebus bambu dalam air bersih mengunakan suhu 70 0 C selama 3 jam.
4. Keringkan dan sikat dengan Baja.
5. Rendam pada larutan alkali NaOH selama 2  jam.  Serat  kemudian  dibilas  dengan  air bersih,  kemudian  serat  dikeringkan  di tempat  yang  tidak  terkena  sinar  matahari langsung.
6. Cetakan dibersihkan, kemudian di oleskan wak atau oli secara merata agar komposit tidak menempel pada cetakan.
7. Membuat  campuran  resin  dengan  katalis dengan  perbandingan  99:1,  kemudian diaduk hingga merata selama 4 menit dan diamkan  sesaat  agar  gelembung  dalam campuran resin hilang.
8. Masukkan  serat  sesuai  perbandingan volume  yang  telah  ditentukan,  kemudian tuang  resin  kembali  hingga  penuh  sambil ditekan-tekan untuk menghindari terjadinya gelembung udara.
9. Tutup cetakan dengan kaca agar permukaan komposit menjadi rata,
kemudian diberi beban diatasnya.
10. Biarkan hingga mengering selama ± 2 jam, kemudian  komposit  dikeluarkan  dari cetakan.
11. Benda  uji  komposit  siap  untuk  dipotong menjadi spesimen benda uji.
Tabel 3. Komposisi Pembuatan Komposit Nomer Spesimen Komposisi Serat Komposisi Resin 1 5% 95% 2 10% 90% 3 15% 85% 4 20% 80% Gambar 2. Ukuran Cetakan Specimen Uji
Gambar 3. Pengujian Three Point Bending
Gambar 4. Specimen Uji Bending
Uji SEM ( scanning electron microspope )
Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam pengambilan gambar uji SEM adalah sebagai berikut:
1. Menyiapkan  spesimen  uji  yang  akan dianalisis, kemudian merekatkannya pada holder dengan doube tape .
2. Spesimen  yang  telah  dipasang  di holder kemudian  dibersihkan  dengan hand
blower .
3. Spesimen  dimasukkan  dalam  mesin coating untuk  diberi  lapisan  tipis  berupa gold - poladium.
4. Memasukan specimen kedalam specimen
chamber .
5. Pengamatan  dan  pengambilan  gambar pada  layar  SEM  dengan  mengatur perbesaran yang diinginkan.
Tabel 4. Jenis pengujian dan Persentase komposisi serat Jenis pengujian 5% serat 10% serat 15% serat 20% serat Uji bending 5 5 5 5 Cadangan spesimen uji 1 1 1 1 Jumlah 6 6 6 6

## Hasil dan Pembahasan
Setelah  melakukan  pengujian  bending dengan  standar  ASTM  D  790-03  maka  dapat dikumpulkan  data-data  pengujian  sebagai berikut: Tabel 5. Hasil Uji Bending Serat Bambu Apus No Kode komposit Kekuatan lentur(N/mm 2 ) Modulus elastisitas(N/mm 2 ) A 1 35,56 2682,56 2 66,35 2742,77 1 3 72,59 2841,99 4 36,09 2836,06 5 59,35 2932,69 Rata- rata 54,11 2807,21 B 1 85,84 3169,99 2 76,33 3022,84 2 3 49,58 3532,57 4 73,98 3645,82 5 37,20 2932,67 Rata- rata 68,79 3260,78 C 1 83,81 3421,59 2 62,90 3082,28 3 3 79,47 3458,78 4 88,86 3476,27 5 83,8 2818,16 Rata- rata 79,68 3251,62 D 1 98,97 4405,56 2 87,79 3903,39 4 3 104,95 4787,87 4 97,79 4211,83 5 99,04 4589.43 Rata- rata 97,71 4379,62
Dari  tabel  5  diatas  dapat  di  lihat  hasil pengujian  kekuatan  dan  modulus  elastisitas bending,  dengan  fraksi  volume  95%,  90%, 85%,  dan  80%,    setiap  fraksi  atau  sampel setelah  diambil  rata-rata  terjadi  peningkatan disetiap fraksi volume atau sampel tersebut. Untuk mempermudah dalam membandingkan  kekuatan  bending  (lentur),
pada setiap fraksi  volume serat,  dibuat  grafik masing-masing  yang  berhubungan  dengan fraksi volume resin.
Gambar 5. Grafik Hubungan antara variasi fraksi volume Resin dengan nilai kekuatan Bending Gambar  5  diatas  menunjukan  bahwa komposit dengan fraksi volume serat  5% dan volume  resin  95%  menunjukan  kekuatan terendah sebesar 54,11 N/mm 2 . dan kekuatan tertinggi terdapat pada komposit dengan  fraksi volume  serat    20%  dan  volume  resin  80% dengan nilai kekuatan bending sebesar  97,71 N/mm 2 . Modulus elastisitas komposit serat bambu semakin  meningkat  seperti  pada  gambar  6, menunjukan  komposit  dengan  fraksi  volume resin 95% mempunyai nilai modulus elastisitas yang  terendah  yaitu  sebesar  2807,21  N/mm 2 dan nilai modulus elastisitas tertinggi terdapat pada komposit ngan fraksi volume resin 80% dengan  nilai  modulus  elastisitas  sebesar 4379,62 N/mm 2 , Seperti grafik dibawah ini.
Gambar 6. Hubungan variasi fraksi volume Resin dengan Nilai Modulus Elastisitas
Gambar 7. Penampang patahan komposit 95% resin setelah di uji bending dengan pembesaran 150x pembesaran 500x
Dari  gambar  7  adalah  penampang  patahan komposit  95%  yang  memiliki  nilai  kekuatan bending terendah  yaitu  54,11  N/mm 2 .  Jika dilihat,  patahan  komposit  didominasi  oleh matrik,  matrik  mengalami cracking (retak), dan fiber pull out . fiber pull out adalah serat yang  putus  dan  terlihat  keluar  atau  menjulur pada penampang patahan, fiber pull out terjadi akibatkan pada saat pengujian bending matrik kurang  kuat  mengikat  serat  sehingga  serat terlepas  dari  matrik.  Dan  secara  mikro  tidak dijumpai void didalam komposit 95% tesebut, jika fiber pull  out dapat  diminimalisir,  maka akan didapatkan komposit serat bambu dengan kekuatan  bending  yang  tinggi.sedangkan matrik cracking, yaitu  retaknya matrik akibat matrik  bersifat  getas.    Hal  ini  perlu  menjadi perhatian,  walaupun  sifat  getas  menyebabkan
0 20 40 60 80 100 120 80% 85% 90% 95% Ni lai K eku atan (N /m m 2) Fraksi Volume Resin Kekuatan Bending Serat Bambu Nilai Kekuatan Bending
0 1000 2000 3000 4000 5000 80 % 85 %
90 % 95 %

## Ni lai M od u lu s el as ti si tas
(N /m m 2 ) Fraksi Volume Resin Modulus Elastisitas Modulus Elastisitas
kekuatan meningkat, namun jika retakan yang terjadi  melebihi  batas  akan  menyebabkan debonding.
(a) (b)
Gambar 8 Penampang patahan komposit 80% resin setelah di uji bending bending (a) dengan pembesaran 150x (b) pembesaran 500x Pada  penampang  patahan  komposit dengan  fraksi  volume  80%  :  20%  adalah komposit mempunyai  nilai  kekuatan tertinggi dengan  nilai  kekuatan bending sebesar  97,71 N/mm 2 .  Pada  fraksi  tersebut  masih  terlihat pada beberapa titik terjadi kegagalan pull out yang  di  tunjukan  pada  gambar  4.6,selain ditemukan pull-out pada  komposit  yang mengurangi kekuatan bending, ternyata setelah  dilakuan  pembesaran  yang  berbeda terlihat debonding pada  komposit  tersebut. Debonding adalah  lepasnya  daya  ikat  antara serat dan matrik, debonding terjadi akibat tidak kuatnya  daya  ikat  antara  serat  dengan  matrik sehingga  saat  terjadi  tekanan  matrik  terlepas dari serat.

## Kesimpulan
1. Pada  spesimen  uji  bending  untuk  ke  4 variasi  fraksi  volume  yaitu    95%  :  5%,
90%  :  10%,  85%  :  15%  dan  80%  :  20% resin  dan  serat  sangat  berbeda,  kekuatan komposit  serat  bambu  meningkat  seiring dengan meningkatnya fraksi volume serat dan  berkurangnya  volume  matrik  atau resin.  Variasi  fraksi  volume  serat mempengaruhi kekuatan bending komposit,  dimana  kekuatan  bending komposit tertinggi diperoleh pada komposit dengan fraksi volume resin 80% dan serat 20% yaitu sebesar 97,71 N/mm 2 , sedangkan  nilai    kekuatan  bending terendah  diperoleh    pada  dengan  fraksi volume  resin  95%  dan  serat  5%  yaitu
sebesar 54,11 N/mm 2 .
2. Pada pola patahan komposit bending yang di  uji  secara  mikro  atau    menggunakan SEM  (scaning  electro  miscroscope) volume  resin  95%  dan  80%  menunjukan debonding dimana  lepasnya  daya  ikat serat  dengan  matrik. Matrik  cracing (ratak) dan fiber  pull-  out. Semakin
sedikit pull-out yang  terjadi  ,  maka semakin baik kekuatan komposit tersebut.
Pull-out mengindikasikan  daya  ikat  serat dan  matrik  yang  rendah.  Sedangkan void juga  berpengaruh  terhadap  kekuatan. Dengan  adanya void didalam  komposit kekuatan kompositpun akan berkurang.

## Daftar Pustaka
[1]  Daut  Johan  AbanatJ,  dkk.  2012 .”
Pengaruh  Fraksi  Volume  Serat  Gebang (Corypa  Utan  Lamarck)  Terhadap  Sifat Mekanik Pada komposit”. Jurnal rekayasa mesin.
[2]  Manuputty M, dkk. 2010. “ Pemanfaatan Material  Bambu  Sebagau  Alternatif Bahan  Komposit  Pembuat  Kulit  K apal Pengganti  Kayu  untuk  Armada  Kapal Rakyat Yang Beroperasi Didaerah
Maluku”. Jurnal Teknologi, Vol.7 No 2.
[3]  Setiawan  T,  2015.  “ Pengaruh  Komposisi Resin  Poliyester  Terhadap  Kekerasan Dan  Kekuatan  Tarik  Komposit  Yang Diperkuat Serat Pelepah Kelapa Sawit ”.
[4]  Hirmawan  B,  dkk.  2010. ”Sifat  Mekanik
Komposit  Serat Bambu Akibat Pengaruh Musim Hujan Dengan /Tanpa Pelapisan”.
Jurusan Teknik Fisika ITS.
[5] Nurkertamanda D, dkk. 2012 Disain Proses Pembentukan  Serat  Bambu  Sebagai Bahan  Dasar  Produk  Industri  Kreatife Berbahan Dasar Serat Pada UKM”. J@ti
Undip, Vol VII, No 3.
[6] Andri Purwanto D, dkk. 2010 .
”Karakterisasi  Komposit  Berpenguat
Serat  Bambu  Dan  Serat  Gelas  Sebagai Alternatif Bahan Baku Industri”. FTI, ITS Surabaya.