BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Penggunaan polimer dan komposit dewasa ini semakin meningkat di segala bidang. Komposit berpenguat serat banyak diaplikasikan pada alat-alat yang membutuhkan material yang mempunyai dua perpaduan sifat dasar, yaitu kuat dan ringan. Pada saat ini komposit dengan material penyusun sintetis mulai beralih pada komposit dengan material penyusun dari bahan alami Adapun penelitian tentang komposit polimer pada tahun-tahun terakhir lebih difokuskan pada pengisi alami daripada pengisi non alami [1]. Komposit adalah perpaduan dari bahan yang dipilih berdasarkan kombinasi sifat fisik masing-masing material penyusun untuk menghasilkan material baru dengan sifat yang unik dibandingkan sifat material dasar sebelum dicampur dan terjadi ikatan permukaan antara masing-masing material penyusun [2]. Material dasar pembentuk komposit merupakan material-material konvensional seperti logam, polimer dan keramik. Material dasar komposit, yang populer dan telah diaplikasikan dalam kehidupan kita, cukup banyak kita miliki di bumi Indonesia. Polimer adalah bahan/material yang terbuat dari bahan baku organik. Bahan organik telah dipakai sejak lama sebagai bahan teknik. Misalnya kulit, gasket, serat, minyak pelumas, dan resin [3]. Secara umum resin adalah bahan yang akan diperkuat dengan serat. Resin bersifat cair dengan viskositas yang rendah, yang akan mengeras setelah terjadinya proses polimerisasi. Resin berfungsi sebagi pengikat (bounding) antara serat yang satu dengan yang lainnya sehingga menghasilkan ikatan yang kuat terbentuk material komposit yang padu, yaitu material yang memiliki kekuatan pengikat (bound strength) yang tinggi [4]. Resin poliester dikenal sebagi resin yang paling sering digunakan untuk pembuatan komposit, karena memandang harganya yang murah, memiliki sifat fleksibel, mudah diproses dan dibentuk, dan memiliki sifat mekanik yang baik. Namun sifatnya yang rapuh membuat resin ini selalu dimodifikasikan dengan sejumlah bahan berpengisi [5].

2 Dalam pembuatan komposit, poliester telah banyak dimodifikasi dengan beberapa serat alami misalnya serbuk kayu, serat tandan kosong kelapa sawit (TKS), serat kayu kelapa sawit (KKS), serat buah pinang dan serat sintetik misalnya fiber glass. Penelitian yang telah dilakukan oleh Ratri Pantoro tahun 2007 diperoleh bahwa variasi ukuran filler dan jenis filler berpengaruh terhadap kekuatan mekanik komposit [6] dan penelitian oleh Rahmatunisa tahun 2009, dimana peneliti menggunakan matriks poliester tak jenuh berpengisi sekam padi. Dan diperoleh hasil kekuatan bentur komposit meningkat dengan pertambahan komposisi pengisi [5]. Serat alami adalah serat yang dihasilkan dari bahan-bahan alam. Serat alami yang sering dimanfaatkan pengisi komposit, diantaranya eceng gondok, daun nanas, jerami dan masih banyak serat alami yang lain yang biasa dimanfaatkan. Serat alami mengandung selulosa yang banyak ditemukan pada tanaman [8]. Serat alami mempunyai banyak kelebihan jika dibandingkan dengan serat sintetis, di antaranya lebih ringan, dapat di daur ulang dan biodegradable. Di samping terbarukan, serat alami memiliki kekuatan dan kekakuan yang relatif tinggi. Untuk beban yang tidak terlalu tinggi, serat alam bahkan memiliki sifat mekanis yang lebih tinggi dari serat sintetik. Meskipun demikian serat alami mempunyai beberapa kelemahan, antara lain tidak tahan kelembaban, kualitas sangat bervaiasi dan stabilitas termal yang rendah. Untuk beberapa kasus tertentu serat alami sendiri memiliki kekakuan yang tinggi namun kompositnya tidak mencapai tingkat kekuatan yang setara dengan komposit serat sintetis [9]. Salah satu contoh bahan alami yang dapat digunakan untuk pembuatan komposit adalah abu sekam padi putih. Abu sekam padi putih merupakan hasil dari sekam padi yang dibakar dengan suhu tinggi. Pembakaran sekam padi akan menghasilkan abu sekam padi putih dan hitam. Abu sekam padi hitam masih mengandung lignoselulosa, sedangkan abu sekam padi putih tidak mengandung lignoselulosa karena telah habis terbakar (pembakaran sempurna). Produksi padi di Indonesia cukup besar sekitar 30,95 juta ton per tahun tentu saja akan menghasilkan hasil samping berupa sekam padi sebanyak ton. Disebutkan bahwa sekitar 78% dari berat padi adalah beras dan sisanya 22% adalah sekam. Berdasarkan hasil penelitian dan literatur disebutkan bahwa abu sekam padi mengandung sekitar 85% - 90% senyawa silika (SiO 2 ) bentuk amorf. Sekam padi ini

3 adalah merupakan sumber silika yang potensial untuk digunakan sebagai bahan pengisi dalam pembuatan kompon. Atas dasar inilah, dilakukan penelitian penggunaan abu sekam padi yang kaya akan silika sebagai bahan pengisi dalam kompon yang diharapkan dapat menggantikan bahan pengisi seperti clay, kaolin, dan silika [10]. Abu sekam padi putih biasanya dimanfaatkan sebagai pupuk, sebagai abu pencuci piring, dibuang atau dibiarkan saja tertimbun di atas tanah. Padahal jika dimanfaatkan sebagai filler komposit, seperti yang dijabarkan pada penelitian oleh Darwin Yunus Nasution, dapat menghasilkan produk yang berkualitas dan dapat menaikkan nilai dari abu sekam padi putih itu sendiri. Beberapa penelitian yang telah dilakukan tentang komposit poliester tidak jenuh berpengisi abu sekam padi putih yaitu: 1. Turmanova (2012) pada matriks polipropilena dengan abu sekam padi putih dan hitam sebagai pengisi. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa polipropilena berpengisi abu sekam padi putih dan hitam akan membuat komposit memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah seiring bertambahnya pengisi [11]. 2. Najmi (2009) pada matriks polieter tidak jenuh berpengisi sekam padi. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa kekuatan bentur komposit meningkat dengan pertambahan komposisi pengisi [5]. 3. Michael dkk (2012) mempelajari Cashew Nut Shell Resin (CNSR) berpengisi sekam padi. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa kekuatan komposit naik dengan bertambahnya persen pengisi dan menurun dengan membesarnya ukuran partikel [12]. 4. Rahman dkk (2010) mempelajari pengaruh treatment sekam padi terhadap komposit polietilena dan hasilnya menyatakan bahwa kekuatan tarik semakin menurun seiring bertambahnya sekam padi dan hasil yang terbaik didapat dari komposit sekam padi tanpa treatment terlebih dahulu [13]. Berdasarkan uraian di atas, maka abu sekam padi dapat dimanfaatkan sebagai salah satu pengisi alami pada matriks resin yang jika dipadukan menghasilkan komposit yang memiliki sifat mekanik yang baik, ramah lingkungan serta berasal dari pemanfaatan limbah buangan sekam padi.

4 1.2 PERUMUSAN MASALAH Dalam penelitian ini yang menjadi masalah adalah bagaimana sifat mekanik dan karakteristik komposit yang dihasilkan dengan perbandingan komposisi dan ukuran partikel antara matriks poliester dengan pengisi abu sekam padi putih seperti kekuatan bentur (impact strength), kekuatan tarik (tensile strength), sifat pemanjangan pada saat putus, kekuatan lentur (flexural strength), karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR) dan Scanning Electron Microscopy (SEM). 1.3 TUJUAN PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik dan karakteristik komposit yang dihasilkan dengan perbandingan komposisi dan ukuran partikel antara matriks poliester tak jenuh dengan pengisi abu sekam padi putih, seperti kekuatan bentur (impact strength), kekuatan tarik (tensile strength), sifat pemanjangan pada saat putus, kekuatan lentur (flexural strength) dan karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR) dan Scanning Electron Microscopy (SEM) serta mengetahui komposisi dan ukuran partikel mana yang paling baik dari abu sekam putih untuk digunakan sebagai bahan pengisi pada material komposit. 1.4 MANFAAT PENELITIAN Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut : 1. Salah satu alternatif untuk menaikkan nilai ekonomi abu sekam padi putih yang biasanya hanya dimanfaatkan sebagai pupuk, sebagai abu pencuci piring, dibuang atau dibiarkan saja tertimbun di atas tanah. 2. Memberikan informasi tambahan bagi dunia industri tentang pemanfaatan abu sekam padi putih. 3. Memberikan informasi terutama dalam bidang penelitian komposit tentang bagaimana sifat dan karakteristik komposit yang dihasilkan dengan pengaruh perbandingan komposisi poliester dengan pengisi abu sekam padi berwarna putih sehingga dapat diketahui komposisi dan ukuran partikel terbaiknya. 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian Fakultas Teknik, Departemen Teknik Kimia dan Laboratorium Farmasi Fakultas Farmasi, Universitas

5 Sumatera Utara. Adapun bahan baku yang digunakan pada penelitian ini yaitu poliester sebagai matriks dan abu sekam padi berwarna putih sebagai pengisi. Variabel yang digunakan adalah : 1. Ukuran partikel abu sekam padi yang dipakai 100 mesh dan 250 mesh. 2. Perbandingan komposisi poliester dengan pengisi adalah 100:0, 95:5, 90:10, 85:15, dan 80:20 (b/b). Uji yang dilakukan pada komposit poliester tersebut adalah uji bentur (impact strength) ASTM D , uji tarik (tensile strength) ASTM D-638, sifat pemanjangan pada saat putus, uji lentur (flexural strength), Fourier Transform Infra- Red (FTIR) dan Scanning Electron Microscopy (SEM).