21

Universitas Muhammadiyah Riau

BAB 4

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil dan Pembahasan Perendaman Serat Kenaf

Pembuatan papan komposit menggunakan serat kenaf dengan empat variasi

waktu alkalisasi 5% NaOH dengan masing-masing lama waktu A (0 Jam), B (4

Jam), C (12 Jam) dan D (24 Jam). Setelah proses alkalisasi terjadi perubahan

warna dari setiap sampel serat kenaf. Perlakuan alkalisasi NaOH mengakibatkan

terjadinya perubahan komposisi kimia yang terjadi akibat larutan alkalisasi NaOH

yang dapat melarutkan unsur-unsur seperti lignin, hemiselulosa yang terkandung

dalam serat kenaf sehingga terjadi perubahan warna pada air menjadi kotor

(Witono,2013).

Sampel A tanpa perlakuan (0 Jam) dengan dibilas dengan air, terlihat air

tidak mengalami perubahan atau masih bersih. Pada sampel B dengan akalisasi

selama 4 Jam terlihat perubahan warna pada air, hal ini disebabkan karena NaOH

sudah mulai bereaksi dengan unsur-unsur seperti lignin, hemiselulosa yang

terkandung dalam serat sehingga menyebabkan warna air menjadi kuning

kecoklatan. Kemudian sampel C dengan alkalisasi selama 12 jam terlihat

perubahan warna yang signifikan menjadi coklat-tua. Sedangkan pada Sampel D

dengan alkalisasi selama 24 Jam terlihat perubahan warna pada air menjadi

coklat-kehitaman, perubahan warna terjadi karena larutan NaOH teroksidasi

dengan air yang menyebabkan hilangnya komponen non-selulosa dan terjadi

perubahan warna pada air perendaman serta meningkatkan kekasaran permukaan

akibat terurainya komponen non-selulosa. Perubahan warna dapat dilihat pada

Gambar 4.1 dan Lampiran D3.

A (0 Jam) B (4 Jam) C (12 Jam) D (24 Jam)

Gambar 4.1. Variasi Perendaman Kenaf 5% NaOH

22

4.2. Hasil dan Pembahasan Pembuatan Papan Komposit

Pembuatan papan komposit dari serat kenaf dan cangkang biji karet

menggunakan resin epoxy sebagai perekat dengan variasi waktu proses alkalisasi

5% NaOH bertujuan untuk mengetahui karakteristik sifat fisis dan mekaniknya.

Perbandingan volume papan komposit adalah 70% resin dan 30% serat kenaf dan

cangkang biji karet menggunakan cetakan dengan ukuran 20x15x2 cm. Setelah

proses pencetakan sampel dimasukkan ke mesin cold press untuk dikempa dingin

selama 30 menit dengan tekanan kosntan 15 Mpa. Kemudian setelah pengempaan

selesai, papan komposit dibiarkan kering selama 7 jam.

Hasil dari pembuatan papan komposit terjadi perubahan tinggi dari setiap

sampel (A,B,C,D), semakin lama proses alkalisasi 5% NaOH menyebabkan

ketinggian sampel meningkat pada sampel (B,C) dan menurun pada sampel D.

Perubahan tinggi ini nantinya dapat mempengaruhi karakteristik sifat fisis dan

mekaniknya, perubahan tinggi dapat dilihat pada perhitungan Lampiran B (B3).

Selain itu, bentuk permukaan sampel A dan B terlihat lebih rata dibandingkan

sampel C dan D yang membentuk rongga-rongga kecil dibeberapa bagian

permukaan, perubahan permukaan dapat dilihat pada Lampiran D (D4).

4.3. Hasil dan Pembahasan Pengujian Papan Komposit

Pengujian pada penelitian ini meliputi pengujian fisis (kerapatan dan daya

serap air) dan pengujian mekanik (tarik dan impak).

4.3.1. Uji Kerapatan

Kerapatan digunakan untuk menerangkan massa suatu bahan per satuan

volume. Kerapatan bertujuan untuk mengetahui kekuatan papan komposit dan

sesuai oleh standar. Berdasarkan data hasil pengujian kerapatan sampel (A,B,C,D)

berkisar 0,96147 gr/cm3 sampai 1,020999 gr/cm3 dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Perhitungan nilai kerapatan sampel uji (A,B,C,D) dilakukan menggunakan

persamaan 2.1. Hasil perhitungan nilai kerapatan dapat dilihat pada Lampiran B

(B3). Hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa sampel dengan proses

alkalisasi selama B (4 Jam) NaOH mempunyai nilai kerapatan tertinggi,

sedangkan sampel uji dengan proses alkalisasi selama D (24 Jam) NaOH

mempunyai nilai kerapatan terendah.

23

Gambar 4.2. Grafik Nilai Uji Kerapatan

Massa bahan tertinggi pada sampel B dan massa terkecil di sampel C

dengan volume relatif sama. Nilai kerapatan komposit tertinggi yaitu pada sampel

B (4 jam), karena larutan 5% NaOH dengan proses alkalisasi selama 4 jam,

mengurangi lignin pada serat dan memperbaiki ikatan antara matrik sehingga

mengisi rongga-rongga pada serat serta mengikat serat menjadi satu kesatuan

struktur partikel yang dapat menentukan kerapatan suatu papan komposit. Nilai

kerapatan terendah pada Sampel D (24 Jam), proses alkalisasi terlalu lama

mempengaruhi nilai kerapatan terlihat dari bentuk sampel pada Lampiran D (D4).

Hal ini juga dinyatakan oleh Purwanto, (2014) dalam penelitiannya bahwa proses

alkalisasi yang terlalu lama akan membentuk rongga-rongga kecil dan void di

permukaan papan komposit.

Hasil pengujian kerapatan dengan variasi waktu alkalisasi 5% NaOH pada

penelitian ini sudah memenuhi standar yaitu berdasarkan Tabel 2.2. SNI 01-4449-

2006 klasifikasi papan serat kerapatan tinggi yaitu >0,84 g/cm3.

4.3.2. Uji Daya Serap Air

Pengujian daya serap air bertujuan untuk melihat suatu material untuk

menyerap air, dalam hal ini yang diharapkan adalah presentase penyerapan air

kecil. Perhitungan daya serap air sampel uji (A,B,C,D) dilakukan menggunakan

persamaan 2.2. Berdasarkan data hasil pengujian daya serap air sampel uji

(A,B,C,D) berkisar 0,19% sampai 0.65% dapat dilihat pada Gambar 4.3. Hasil

perhitungan nilai daya serap air dapat dilihat pada Lampiran B (B4). Sampel uji

dengan proses alkalisasi A (0 Jam) NaOH mempunyai nilai daya serap air

tertinggi.

1.006946

1.020999

0.976695

0.96147

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04

A (0 Jam) B (4 Jam) C (12 Jam) D (24 Jam)

Ker

ap

ata

n (

gr/

cm3

)

Variasi Waktu Perendaman 5% NaOH

24

Gambar 4.3. Grafik Nilai Uji Daya Serap Air

Sedangkan sampel uji dengan proses alkalisasi B (4 Jam) mempunyai nilai

daya serap air terendah. Hal ini membuktikan bahwa proses alkalisasi 5% NaOH

mempengaruhi penyerapan air. Hal ini disebabkan oleh perubahan sifat serat yang

awalnya bersifat hydrophilic menjadi hydrophobic yang bisa mencegah

penyerapan air yang masuk kedalam ikatan matriks dan serat sehingga dapat

menurunkan nilai daya serap air pada komposit tersebut.

Pada sampe uji C (12 Jam) dan D (24 Jam) penyerapan air kembali

meningkat yang disebabkan oleh rongga-rongga dipermukaan komposit. Hal

serupa juga ditemukan dalam penelitian Rahmanto, (2019) menyatakan bahwa

banyak air yang diserap, terjadi karena banyaknya rongga-rongga dan jarak antar

partikel serat sehingga menyebabkan perubahan dimensi serat. Perubahan

dimensi akibat dari pengembangan tebal dinding sel serat atau perubahan ukuran

rongga serat yang mengecil saat pengempaan, mudah kembali ke ukuran semula

karena air dapat memasuki rongga serat dan resin tidak lagi mengikat.

Berdasarkan hasil pengujian daya serap air dengan variasi waktu alkalisasi

5% NaOH pada penelitian ini sudah memenuhi standar SNI 01-4449-2006 daya

serap air nilai maksimum 14%.

4.3.3. Uji Tarik

Pengujian tarik merupakan suatu pengujian yang bertujuan untuk

mendapatkan gambaran tentang ketangguhan suatu bahan terhadap tegangan

tertentu serta penambahan panjang yang dialami oleh bahan tersebut serta

mengetahui sifat-sifat dan keadaan suatu material. Sebelum melakukan pengujian

0.653135685

0.197884615

0.598445783 0.617294492

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

A (0 Jam) B (4 Jam) C (12 Jam) D (24 Jam)

Da

ya

Ser

ap

Air

(%

)

Variasi Waktu Perendaman 5% NaOH

25

Gambar 4.4. Grafik Nilai Uji Tarik

tarik komposit dibentuk terlebih dahulu sesuai standar pengujian. Pada pengujian

ini ASTM yang digunakan adalah ASTM D 256 dapat dilihat pada Gambar 3.3.

Hasil pengujian tarik dapat dilihat pada Gambar 4.4. Perhitungan nilai uji tarik

sampel uji (A,B,C,D) dilakukan menggunakan persamaan 2.3. Hasil perhitungan

nilai uji tarik dapat dilihat pada Lampiran B (B1).

Kekuatan tarik maksimum pada sampel uji proses alkalisasi selama B (4

Jam) dengan nilai kekuatan tarik sebesar 162,0036 Kgf/cm3 dan kekutan tarik

minimum pada sampel A (0 Jam) tanpa proses alkalisasi dengan nilai kekuatan

tarik sebesar 105,9791 Kgf/cm3. Hal ini membuktikan bahwa proses alkalisasi 5%

NaOH selama 4 jam mampu meningkatkan kekuatan tarik sebanyak 52,86%.

Semakin baik serat dan matrik untuk saling mengikat, maka kekuatan komposit

akan meningkat. Selain itu, proses alkalisasi 5% NaOH pada serat selama 4 jam

dapat menghilangkan lapisan lignin dan pengotor lain yang mengakibatkan ikatan

antar muka serat dan resin semakin kuat, sehingga dapat meningkatkan kekuatan

tarik spesimen komposit (Rahmanto, 2019).

Nilai kekuatan tarik yang berbeda terjadi dengan sampel C dan D yang

dipengaruhi oleh lamanya proses alkalisasi 5% NaOH, sehingga menyebabkan

elongasi (penambahan panjang) pada serat dan dapat menurunkan kekuatan tarik.

Sampel C dengan proses alkalisasi 5% NaOH selama 12 jam, pada proses

pencetakan penyebaran matrik tidak merata yang menyebabkan membentuk

rongga-rongga dipermukaan komposit. Variasi perendaman yang terlalu lama

105.9791

162.0036

112.7192

137.2023

0

50

100

150

200

A (0 Jam) B (4 Jam) C (12 Jam) D (24 Jam)Teg

an

gan

Tari

k (

Kgf/

cm3)

Variasi Waktu Perendaman 5% NaOH

Uji Tarik

26

cenderung membuat matriks menggumpal. Penggumpalan matriks dan serat

menyebabkan void (Kekosongan) serta transfer beban dari matrik ke serat atau

sebaliknya terhambat, sehingga terjadi penurunan kekuatan tarik komposit

(Astabi,2015).

Berdasarkan hasil uji tarik pada penelitian ini, nilai maksimum proses

alkalisasi 5% NaOH pada serat kenaf adalah di sampel B selama 4 Jam.

4.3.4. Uji Impak

Uji impak bertujuan untuk mengetahui kekuatan dan kekerasan material

serta ketangguhan komposit terhadap benturan beban hingga patah. Pengujian ini

menggunakan metode Charphy dan alat Hung Ta type : HT-8041A diberikan

perlakuan pemukul sebesar 6.630 Kg. Sebelum melakukan pengujian impak,

komposit terlebih dahulu dibentuk sesuai standar pengujian. Pada pengujian ini

ASTM yang digunakan adalah ASTM D 638 dapat dilihat pada Gambar 3.4

Perhitungan nilai uji impak sampel uji (A,B,C,D) dilakukan menggunakan

persamaan 2.4. Hasil perhitungan nilai uji impak dapat dilihat pada Lampiran B

(B2).

Pengujian impak meningkat dengan proses alkalisasi 5% NaOH pada

sampel B (4 Jam) dengan harga impak sebesar 9,42391 J/cm3. Harga impak

meningkat 75,29% seiring bertambahnya nilai kerapatan dimana sampel mampu

menerima gaya yang diberikan oleh beban. Sedangkan hasil uji impak terendah

didapat pada sampel dengan proses alkalisasi A (0 Jam) atau tanpa perlakuan

dengan harga impak sebesar 1.104901 J/cm3 dapat dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5. Grafik Nilai Uji Impak

1.10490196

1

9.42391304

3

6.108571

4.107692

0

2

4

6

8

10

A (0 Jam) B (4 Jam) C (12 Jam) D (24 Jam)

En

ergi

Imp

ak

(J/c

m2

)

Variasi Waktu Perendaman 5% NaOH

Uji Impak

27

Penyebab rendahnya nilai harga impak pada sampel A tanpa perlakuan

alkalisasi NaOH, karena serat alam umumnya masih banyak terdapat lignin dan

pengotor lainnya, sehingga kemampuan untuk menahan beban kejut menurun dan

membuat serat menjadi getas dan menurun nilai harga impaknya

(Rahmanto,2019). Berdasarkan hasil uji impak terhadap variasi alkalisasi 5%

NaOH pada penelitian ini nilai maksimum adalah di sampel B selama 4 Jam.