Pengaruh Jenis dan Komposisi Bahan Penyerasi Terhadap Sifat Mekanik dan Fisik Komposit Styrofoam Berpengisi Selulosa Mikrokristal dari Sabut Kelapa (Cocos Nucifera L)

Abstract

Sabut kelapa merupakan bagian terbesar dari buah kelapa yang mengandung selulosa sebesar 36-43% dan memiliki potensi untuk dihidrolisis menjadi selulosa mikrokristal. Selulosa mikrokristal dari sabut kelapa memiliki potensi sebagai pengisi dalam bahan komposit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui jenis dan komposisi bahan penyerasi terbaik pada komposit styrofoam berpengisi selulosa mikrokristal dari sabuk kelapa terhadap sifat mekanik dan fisik seperti kekuatan tarik, kekuatan lentur, kekuatan bentur, densitas dan nilai penyerapan air. Pada penelitian ini, sabuk kelapa terlebih dahulu didelignifikasi kemudian diisolasi dengan natrium hidroksida untuk memperoleh selulosa dan selulosa dihidrolisis menggunakan asam klorida untuk memperoleh selulosa mikrokristal. Komposit disediakan dengan styrofoam sebagai matriks dan dicampur dengan selulosa mikrokristal dengan komposisi 92:8 (b/b) dengan bahan penyerasi asam stearat dan maleat anhidrat dengan perbandingan komposisi bahan penyerasi 1, 2, 3, 4 dan 5% dari massa matriks (b/b). Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan adanya senyawa khas dari selulosa mikrokristal dan bahan penyerasi yaitu gugus hidroksil dan gugus karbosilik. Hasil SEM menunjukkan adanya penumpukan bahan penyerasi yang diakibatkan oleh homopolimerisasi bahan penyerasi. Nilai kekuatan tarik, kekuatan lentur, kekuatan bentur dan penyerapan air terbaik ditemukan pada komposit dengan bahan penyerasi maleat anhidrat 4% (b/b) dengan nilai masing-masing 10,09 MPa, 22,29 MPa, 12,89 J/m dan 0,44%. Nilai densitas komposit cenderung meningkat dengan penambahan bahan penyerasi dan diperoleh nilai densitas terbaik pada penggunaan bahan penyerasi maleat anhidrat. Hasil pengujian mekanik dan fisik menunjukkan bahwa komposit dengan bahan penyerasi maleat anhidrat memiliki kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan komposit berbahan penyerasi asam stearat karena pada komposit dengan bahan penyerasi maleat anhidrat terdapat gugus ester yang tidak dimiliki pada komposit dengan bahan penyerasi asam stearat.

Coconut fiber contain 36-43% of cellulose and has a potential to hydrolyzed into microcrystalline cellulose. Microcrystalline cellulose from cocont fiber can be used as composites filler. The objective of this research was done to find out the best type and composition for microcrystalline cellulose from coconut fiber filled styrofoam. In this research, coconut fiber was delignified and isolated using sodium hydroxide to obtained cellulose and cellulose was hydrolyzed using hydrochloric acid to obtained microcrystalline cellulose. Composites was provided with styrofoam as matrix and mixed with microcrystalline cellulose with 92:8 composition (b/b) and the addition of stearic acid and maleic anhydride with compatibilizer composition 1, 2, 3, 4 and 5% from matrix mass (b/b). The provided composites were then characterized by fourier transform infra red (FTIR) and Scanning electron microscopy (SEM), then mechanical properties analysis in the form of tensile strength, flexural strength and impact strength and physical properties analysis in the form of density and water absorption. The FTIR result showed hydroxyl and carbosilic functional group from additon of microcrystalline cellulose and compatibilizer. SEM result showed that there was a buildup of compatibilizer which caused by homopolymerization of compatibilizer. The best value of tensile strength, flexural strength, impact strength and water absorption was founded at composites with 4% (b/b) maleic anhydride compatibilizer with each value 10,09 MPa, 22,29 MPa, 12,89 J/m and 0,44%. The density value tent to increase with addition of compatibilizer and the best value was founded with addition of maleic anhydride compatibilizer. Mechanical and physical testing showed that composites with maleic anhydride compatibilizer have better strength than composites with stearic acid compatibilizer because there was an ester group at composites with maleic anhydride compatibilizer which didn’t exist at composites with stearic acid compatibilizer