Kajian Komprehensif Pengaruh Perlakuan Alkali Terhadap Kekuatan Komposit Berpenguat Serat Nanas-Nanasan (Bromeliaceae)

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki pengaruh perlakuan alkali (5% NaOH) terhadap sifat tarik (tegangan, regangan, modulus elastisitas) bahan komposit berpenguat serat nanas-nanasan (bromiliaceae) dengan matrik unsaturated polyester. Karakteristik penampang patahan diselidiki dengan pengamatan menggunakan foto makro. Bahan utama penelitian adalah serat nanas-nanasan kontinyu, NaOH, dan resin unsaturated polyester. Serat yang digunakan dikenai perlakuan alkali (5% NaOH) selama 0, 2, 4, 6, dan 8 jam. Pembuatan komposit dengan metode cetak tekan pada kisaran fraksi massa serat 15% - 50. Pembuatan spesimen uji komposit dan prosedur pengujiannya mengacu pada standar ASTM D 638. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan alkali (5% NaOH) mampu menghilangkan lapisan seperti lilin di permukaan serat sehingga serat dan resin memiliki ikatan (mechanical bonding) yang kuat. Komposit yang diperkuat serat yang dikenai perlakuan alkali memiliki kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan komposit yang diperkuat serat tanpa perlakuan.  Semakin tinggi fraksi massa serat (W_f)  maka kekuatan tariknya juga semakin besar. Pada di atas 30%, kekuatan tarik paling besar terjadi pada komposit yang diperkuat serat dengan perendaman alkali selama 4 jam, dan selanjutnya disusul oleh komposit yang diperkuat serat dengan perendaman alkali selama 2 jam pada (W_f). Komposit yang diperkuat serat perlakuan alkali selama 4 dan 2 jam juga memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi, yaitu masing-masing 40.71 GPa dan 50.65 GPa pada W_f sekitar 38%. Jenis patahan splitting in multiple area terjadi pada komposit yang diperkuat serat dengan perlakuan NaOH selama 4 jam, 2 jam, dan tanpa perlakuan. Namun, komposit yang diperkuat serat dengan perlakuan NaOH selama 8 jam memiliki jenis patahan patah tunggal. Berhubung penampang patahan komposit yang diperkuat serat tanpa perlakuan mempunyai mekanisme kegagalan fiber full out, maka kekuatan komposit ini pun menjadi rendah karena memiliki ikatan antara serat dan matrik yang lemah.