Pengaruh Komposisi Pengisi dan Suhu Penekanan pada Compression Molding Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Komposit Styrofoam Terisi Selulosa Mikrokristal dari Sabut Kelapa (Cocos nucifera L)

Abstract

Bagian terbesar dari buah kelapa adalah sabut kelapa dimana sabut kelapa mengandung selulosa sebesar 36-43% sehingga sabut kelapa memiliki potensi untuk dijadikan sebagai selulosa mikrokristal. Selulosa mikrokristal dari sabut kelapa ini dapat dijadikan sebagai bahan pengisi pada komposit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui suhu penekanan dan komposisi selulosa mikrokristal terbaik pada komposit styrofoam berpengisi selulosa mikrokristal dari sabut kelapa terhadap sifat fisik dan mekanik seperti densitas, penyerapan air, kekuatan tarik, kekuatan lentur dan kekuatan bentur. Pada penelitian ini, sabut kelapa didelignifikasi dan 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 perbandingan komposisi sebesar 2, 4, 6, 8, 10% (b/b) dengan perbandingan suhu penekanan sebesar 1100C, 1200C, 1300C, 1400C dan 1500C. Komposit yang telah dicetak kemudian dilakukan pengujian karakterisasi yaitu Fourier Transform Infra-Red (FTIR) dan Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan senyawa khas dari selulosa mikrokristal yaitu gugus hidroksil. Hasil SEM menunjukkan ruang kosong yang dihasilkan sudah tidak terlihat pada komposisi selulosa mikrokristal sebesar 8% dengan suhu penekanan sebesar 1300C apabila dibandingkan dengan styrofoam murni. Nilai kekuatan tarik, kekuatan lentur, kekuatan bentur dan penyerapan air terbaik ditemukan pada komposisi selulosa mikrokristal sebesar 8% dengan suhu penekanan sebesar 1300C berturut-turut sebesar 6,74 MPa, 13,53 MPa, 8,94 J/m dan 1,19%. Nilai densitas komposit cenderung meningkat dengan penambahan komposisi selulosa mikrokristal dan diperoleh nilai densitas terbaik pada suhu penekanan sebesar 1300C. Selulosa mikrokristal telah mengisi ruang-ruang kosong pada styrofoam secara keseluruhan pada komposit styrofoam dengan komposisi selulosa mikrokristal sebesar 8% serta Zat-zat yang mudah menguap seperti udara, pelarut dan kadar air telah menguap pada suhu penekanan sebesar 1300C.

Coconut fiber contained 36-43% of cellulose so it has a potential to tansform it into microcrystalline cellulose. Microcrystalline cellulose from coconut fiber can be used as reinforcement agent for composites. The purpose of this research is to determine the optimum compressive temperature and composisition of microcrystalline cellulose in styrofoam composites reinforced with microcrystalline cellulose from coconut fiber. In this research, coconut fiber was delignified and isolated with sodium hydroxide to obtain cellulose and the cellulose was hydrolyzed with hydrochloric acid to obtain microcrystalline cellulose. Composites was prepared with styrofoam as matrix and mixed with microcrystalline cellulose in composition ratio of 2, 4, 6, 8, 10% (b/b) with ratio compressive temperature was 1100C, 1200C, 1300C, 1400C and 1500C. The composites was characterize with Fourier Transform Infra-Red (FTIR) and Scanning Electron Microscopy (SEM) then had mechanical properties tested such as tensile strength, flexural strength and impact strength and physical properties such as density and water absorption. The result of FTIR chracterization showed typical compound of microcrystalline cellulose such as hydroxyl group. The result of SEM characterization showed that the empty space is not visible in the composisition of 8% microcrystalline cellulose with compressive temperature of 1300C when compared to pure styrofoam. The optimum of tensile strength, flexural strength, impact strength and water absorption was found in the composisition of 8% microcrystalline cellulose with compressive temperature of 1300C were 6,74 MPa, 13,53 MPa, 8,94 J/m dan 1,19%.. Density of composites increases with increasing the composition of microcrystalline cellulose and the optimum density was found on compressive temperature of 1300C. Microcrystalline cellulose had filled overall empty space of styrofoam in styrofoam composites reinforced with microcrystalline cellulose with ratio composition microcrystalline cellulose of 8% and volatile subtances such as air, solvent and vapor had evaporated with compressive temperature of 1300C.