Karakterisasi Komposit bermatrik Low-density Polyethylene yang diperkuat Serat dari Pelepah Salak (Zalacca edulis)
| Main Author: | Raharjo, Wahyu Purwo |
|---|---|
| Format: | Thesis NonPeerReviewed Book |
| Bahasa: | eng |
| Terbitan: |
, 2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://repository.ub.ac.id/186236/1/Wahyu%20Purwo%20Raharjo.pdf http://repository.ub.ac.id/186236/ |
Daftar Isi:
- Serat dapat diekstraksi dari pelepah tanaman salak (Zalacca edulis) dan dapat dimanfaatkan sebagai penguat komposit setelah dilakukan perlakuan. Perlakuan kimia yang umum menggunakan NaOH menimbulkan efek korosif, iritatif dan membahayakan lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan pengaruh perlakuan menggunakan NaOH, NaHCO3 dan Ca(OH)2 terhadap sifat kimia, fisik dan mekanik serat salak, mengetahui pengaruh waktu perlakuan kimia menggunakan NaHCO3 dan Ca(OH)2 terhadap sifat kimia, fisik dan mekanik serat salak dan mendapatkan waktu perlakuan yang mendapatkan sifat mekanik yang terbaik serta mengetahui pengaruh fraksi berat serat terhadap sifat fisik dan mekanik komposit LDPE-serat salak dan mendapatkan fraksi berat serat yang terbaik. Investigasi sifat kimia serat dilakukan dengan pemeriksaan komposisi serat dan FTIR. Sifat fisik serat diobservasi dengan uji densitas, pengamatan morfologi serat menggunakan SEM, pemeriksaan XRD, TGA-DTA dan wettability. Sementara itu sifat mekanik serat diamati melalui uji tarik serat tunggal dan pull-out. Sifat mekanik komposit LDPE-serat salak diinspeksi menggunakan uji tarik, bending dan DMA sementara sifat fisik komposit LDPE-serat salak diobservasi dengan pengamatan morfologi patahan komposit menggunakan SEM, pemeriksaan XRD dan TGA-DTA. Dilakukan pula pemodelan dan simulasi sifat mekanik komposit pada fraksi volume 0,14, 0,26, 0,38, 0,50 dan 0,61 Vf (fraksi berat 10, 20, 30, 40 dan 50 %). Pemeriksaan komposisi serat menunjukkan bahwa serat salak mempunyai kadar selulose, hemiselulose dan lignin sebesar berturut-turut 42,54, 34,35, dan 28,01 %. Perlakuan NaOH menaikkan kadar selulose serta menurunkan kadar hemiselulose dan lignin. Hal ini dibuktikan dengan pemeriksaan FTIR, dimana terjadi penghilangan secara parsial gugus-gugus kimia yang terkait dengan hemiselulose dan lignin. Seperti NaOH, perlakuan NaHCO3 juga meningkatkan kadar selulose sementara Ca(OH)2 menurunkannya. Pengamatan morfologi serat menggunakan SEM menunjukkan bahwa terjadi pembersihan dan pengasaran permukaan serat dengan perlakuan NaOH, NaHCO3 dan Ca(OH)2, yang menyebabkan naiknya wettability dan IFSS serat yang diperoleh dari uji pull-out. Pemeriksaan XRD menunjukkan kenaikan nilai CI dan %Cr setelah perlakuan NaOH dan NaHCO3 serta penurunan setelah perlakuan Ca(OH)2, yang terkait dengan kadar selulose, hemiselulose dan lignin. Pemeriksaan TGA-DTA menunjukkan bahwa terjadi peningkatan stabilitas termal serat akibat perlakuan NaOH. Sementara itu terjadi sedikit penurunan stabilitas termal disebabkan perlakuan NaHCO3 dan Ca(OH)2. Uji tarik serat tunggal menunjukkan bahwa perlakuan NaOH, NaHCO3 dan Ca(OH)2 menaikkan kekuatan tarik dan modulus elastisitas serat. Walaupun demikian perlakuan NaHCO3 dan Ca(OH)2 yang terlalu lama menurunkan nilainya. Pengujian tarik dan bending komposit LDPE-serat salak menunjukkan bahwa penambahan serat menaikkan kekuatan dan kekakuan komposit hingga fraksi berat 40%. Hasil uji tarik sesuai dengan pemodelan hingga fraksi volume 0,50 Vf (fraksi berat 40 %). Hal tersebut dibuktikan pula dengan pengamatan morfologi patahan menggunakan SEM. Penambahan serat sedikit menurunkan stabilitas termal komposit, sebagaimana diperlihatkan dalam hasil pengujian TGA-DTA. Penelitian ini menunjukkan bahwa perlakuan NaHCO3 memberikan efek yang hampir sama dengan NaOH baik terhadap sifat kimia, fisik dan mekanik serat salak. Perlakuan Ca(OH)2 walaupun memberikan peningkatan kekuatan tarik dan modulus elastisitas yang signifikan, namun terjadi pengurangan kadar selulose dan derajat kristalinitas. Penambahan serat salak hingga fraksi volume 0,5 vf memberikan kenaikan pada kekuatan dan modulus elastisitas baik tarik dan bending pada komposit LDPE-serat salak. Hal ini sesuai dengan hasil prediksi menggunakan pemodelan Boyer-Bader untuk kekuatan tarik serta Manera, Cox-Krenchel dan Tsai-Pagano untuk modulus elastisitas komposit.