STUDI AWAL SERAT DAUN “RZ” (SANSEVIERIA TRIFASCIATA PRAIN) SEBAGAI ALTERNATIF MATERIAL PENGUAT KOMPOSIT BERBSAIS SERAT ALAM

Imran S. Musanif, Prof. Ir. Jamasri, Ph.D., IPU., ASEAN Eng

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Tujuan penelitian ini adalah menyelidiki potensi serat daun “RZ” (Sansevieria Trifasciata Prain) sebagai usaha menemukan jenis serat baru untuk bahan penguat komposit yang memiliki kekuatan tinggi dan ringan. Pengaruh perlakuan dan tanpa perlakuan NaOH diselidiki untuk mengetahui sifat mekanis, diameter dan IFSS. Densitas serat daun “RZ” 0,944 gr/cm3 untuk serat tanpa perlakuan kimia, sedang densitas dengan perlakuan sebesar 0,826 gr/cm3. Luas permukaan serat tanpa perlakuan kimia 0,00353±0,00131 mm2 sedangkan dimensi serat yang mengalami perendaman NaOH 1 % memiliki luasan 0,00231±0,00069 mm2. Begitu juga dengan kekuatan tarik dan modulus elastisitas serat tanpa perendaman NaOH sebesar 939±319 Mpa dan 26±4 GPa, sedang serat dengan perendaman NaOH 1% dengan lama perendaman 3 jam berturut-turut sebesar 1112±334 MPa dan 48±11 GPa. Perlakuan NaOH 1 % memberikan efek peningkatan pada sifat mekanis serat dan ikatan serat-matrik. Panjang kritis serat (lc) dan kekuatan antar muka serat - matrik (IFSS) sebesar 1,75 mm dan 13,18 MPa untuk serat tanpa perlakuan. Sedangkan serat dengan perendaman NaOH 1% selama 3 jam memberikan panjang kritis dan IFSS sebesar 0,75 mm dan 18,92 MPa. Pengujian sifat mekanis material komposit serat daun “RZ” dengan fraksi volume 15 %, 30% dan 40% dilakukan untuk mengetahui sifat tarik, bending dan impak. Kekuatan tarik, modulus elastisitas dan regangan patah berturut-turut sebesar 150,67±2,94 MPa, 6,15±0,27 GPa dan 3,2±0,07% pada fraksi volume serat 40%. Pada fraksi volume yang sama, kekuatan bending dan modulus bending sebesar 117,96±4,27 MPa dan 17,42±1,67 GPa. Sedangkan ketangguhan komposit menerima beban impak sebesar 94,2±5,5 kJ/m2. Berdasarkan karakteristik serat dan sifat mekanis komposit, maka serat daun “RZ” mereupakan salah satu alternatif jenis serat baru yang berpotensi sebagai bahan penguat komposit berbasis serat alam. Kata kunci : Serat daun “RZ”, perlakuan kimia, sifat mekanis dan

The purpose of this study is to investigate the potential of the leaf fibers "RZ" (Sansevieria trifasciata Prain) to find new kinds of fibers for composite reinforcement material that has high specific strength. Effect of NaOH treatment and untreatment on mechanical properties, cross-section area and interfacial shear stress (IFSS) was investigated. The leaf fiber density is 0.944 gr / cm 3 and 0,826 gr/cm3 for untreatment and treatment, respectively. The average cross-section area of the untreated fibers is 0.00353 ± 0.00131 mm2 while that of the fibers treated NaOH 1% is 0.00231 ± 0.00069 mm2.. The mechanical properties including tensile strength and modulus of elasticity of the untreated fibers are 939 ± 319 MPa and 26 ± 7 GPa respectively. Whilst the fibers treated is 1112 ± 334 MPa and 48 ± 11 GPa respectively for 3 hours treatment of 1% NaOH. Treatment of fibers with NaOH treatment has been found to be efficient in improving the mechanical properties and fiber-matrix adhesion. The critical length of fibers (lc) and interfacial shear stress (IFSS) is 1,75 mm and 13,18 MPa for untreated fibers. Whilst the fibers treated NaOH 1% for 3 hours, critical length of fibre (lc) and interfacial shear stress (IFSS) is 0,75 mm and 18,92 MPa. “RZ” leaf fiber composite materials were prepared with a 15%, 30% and 40% fiber content and the tensile, flexure and impact was tested. The tensile strength, modulus of elasticity and strain at fracture is 150,67±2,94 MPa, 6,15±0,27 GPa and 3,2±0,07% respectively for 40 % fibers content. At the same content of fibers, flexural strength and modulus of flexure is 117,96±4,27 MPa and 17,42±1,67 GPa respectively. Whilst the toughness is 94,2±5,5 kJ/m2. Based on characterization of fibers and composite properties, the “RZ” leaf fiber is one of new kinds of fibers for composite reinforcement based on natural fiber.

Kata Kunci : Serat daun “RZ”, perlakuan kimia, sifat mekanis dan IFSS.