Composite Manufacturing of Recycled Polypropylene Fiber-Reinforced Epoxy Made of Medical Mask Waste

Abstract

Dengan maraknya penggunaan masker sekali pakai, maka limbah dari masker tersebut menjadi polemik di tengah masyarakat karena masker terbuat dari bahan yang sama dengan plastik yang tidak mudah terdegradasi. Oleh karenanya, perlu pengolahan limbah tersebut untuk menjadi produk baru salah satunya menjadi komposit. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan komposit dari resin epoksi dan lapisan tengah masker medis untuk mengetahui bagaimana pengaruh penambahan fraksi volume bagian  lapisan tengah masker medis terhadap kekuatan tarik dan mengetahui sifat, struktur, dan karakteristik pada komposit lapisan tengah masker medis. Karena komposit merupakan gabungan dua bahan atau lebih yang disusun untuk meningkatkan sifat mekanik bahan agar lebih unggul dan memiliki sifat yang tidak sama dengan sifat bahan aslinya. Pemanfaatan material komposit pada saat ini semakin berkembang, seiring berjalan dengan meningkatnya penggunaan bahan yang lebih unggul tersebut yang semakin meluas mulai dari yang sederhana seperti alat-alat rumah tangga sampai dalam bidang industri otomotif. Pengolahan masker medis terutama lapisan tengah masker medis pada penelitian ini berupa lembaran polipropilen yang telah disterilisasi dan dipotong-potong dicampur dengan resin epoksi sebagai fasa pengikat dengan perbandingan fraksi volume 1:3 pada sampel 1, 1:1 pada sampel 2 dan sedangkan sampel 3 adalah 3:1. Kemudian pengujian dilakukan secara fisik dan mekanik, yaitu pengamatan morfologi menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) serta uji kekuatan tarik. Berdasarkan hasil uji tarik bisa diamati rata-rata tegangan maksimum setiap volume serat polipropilen pada 25% sebesar 1,73 MPa, 50% sebesar 2,58 MPa serta 75% sebesar 19,64 MPa. Hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin besar persentase volume serat polipropilen yang berasal dari  masker  maka akan semakin besar pula nilai tegangan maksimum yang diperoleh.

With the widespread use of disposable masks, the waste from these masks has become a polemic in the community because masks are made of the same material as plastic, which is not degradable. Therefore, it is necessary to process the waste to create new products. One of them is a composite. This study aims to produce a composite of epoxy resin and the middle layer of a medical mask to determine the effect of adding the volume fraction of the middle layer of a medical mask to the tensile strength and to determine the properties, structure, and characteristics of the composite middle layer of a medical mask. Because the composite is a combination of two or more materials that are arranged to improve the mechanical properties of the material, it is superior and has properties that are not the same as the properties of the original material. The use of composite materials is currently increasing, as is the use of these superior materials, which are becoming more widespread in applications ranging from simple household appliances to the automotive industry. Processing of medical masks, especially the middle layer of medical masks, was studied in the form of polypropylene sheets that had been sterilized and cut into pieces mixed with epoxy resin as the binding phase with a volume fraction ratio of 1:3 in sample 1, a ratio of 1:1 in sample 2, and a 3:1 ratio in sample 3. Then the tests were carried out physically and mechanically, namely morphological observations using a scanning electron microscope (SEM) and tensile strength tests. Based on the results of the tensile test, it can be observed that the average maximum stress for each volume of polypropylene fiber is 1.73 MPa at 25%, 2.58 MPa at 50%, and 19.64 MPa at 75%. These results indicate that the greater the volume percentage of polypropylene fiber originating from the mask, the greater the maximum stress value obtained.