Sari, NasmiHerlina (2017) Komposit Berpori Corn Husk Fiber Sebagai Bahan Penyerap Suara. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Ada peningkatan kebutuhan terhadap bahan yang aman, ramah lingkungan dan berkelanjutan untuk penggunaan dalam aplikasi penyerapan suara. Sumber yang telah tersedia dari bahan tersebut adalah limbah yang dihasilkan oleh pengolahan kulit jagung. Serat dari kulit jagung (CHF) memberikan harapan baru untuk serat selulosa dan bersaing dengan serat selulosa lain dan serat sintetis dalam hal sifat-sifat terbaik mereka. Namun, meskipun mereka memiliki berbagai keunggulan, CHF dipengaruhi oleh kelembaban, panas, mikroba dan dekomposisi alami. Semua ini dapat dikurangi dengan perlakuan kimia, tetapi ini menimbulkan pertanyaan seperti bagaimana efek proses tersebut terhadap sifat penyerapan suara dari bahan. Studi ini bertujuan untuk mendapatkan sifat akustik panel berserat dari serat kulit jagung yang kuat dan ramah lingkungan. CHF yang tidak diperlakukan dan diperlakukan dengan sodium hydroxide (NaOH) dengan konsentrasi 1%, 2%, 5% dan 8% selama 2 jam telah disiapkan. Karakterisasi sifatsifat CHF yang tidak diperlakukan dan diperlakukan NaOH melalui uji komposisi kimia, Fourier Transform Infrared Spectrum, uji tarik, X-Ray diffraction, Scanning electron microscope (SEM) and Thermogravimetric telah dilakukan. Pada pembuatan panel CHF; sampel dari serat tidak diperlakukan dan diperlakukan alkali dipersiapkan dan ditimbang menggunakan timbangan digital analitik untuk memastikan massa serat sebesar 4.5 × 10-3 kg. Sampel dibentuk dalam sebuah cetakan melingkar dengan diameter 29 mm dan ketebalan 20 mm. Sebuah tekanan sebesar 37 kPa telah digunakan untuk membentuk sampel dalam bentuk panel menjadi berukuran 29 mm × 20 mm (diameter × ketebalan). Lima jenis sampel serat yang berbeda telah dihasilkan dalam bentuk panel dan telah digunakan dalam uji akustik dan porositas. Selanjutnya, pembuatan panel komposit dimulai dengan menentukan rasio fraksi volume CHF – poliester yaitu: 20:80, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, 80:20 (%). Semua bahan komposit yang diperoleh dicampur dan dibentuk dalam cetakan dengan tekan panas pada 160 oC dan 15 MPa selama 4 menit dan diikuti dengan pendinginan sampai suhu kamar pada tekanan 5 MPa. Sifat akustik dan non akustik dari komposit CHF – poliester telah dilakukan. Sifat akustik dari semua panel telah diukur menggunakan metode transfer-fungsi dua mikrofon, menurut standar ISO 10534- 2/ASTM E-1050-98 dalam kisaran frekuensi 100 Hz – 6.4 kHz. Uji tarik telah dilakukan dan aspek morfologi telah dievaluasi dengan SEM. Hasil penelitian terhadap karakterisasi sifat-sifat dari CHF menunjukkan bahwa perlakuan NaOH menghilangkan hemiselulosa dan lignin dalam serat dan menurunkan kandungan kelembaban. Akibatnya, indeks kristalinitas, sifat fisik, kimia dan termal dari serat diperlakukan NaOH sangat meningkat. Analisa SEM mengidentifikasikan adanya kekasaran permukaan dan sejumlah lumen yang berlokasi didalam bundel serat, sifat mekanik yang lebih baik dapat diperoleh dan dapat dibandingkan dengan serat alam lain yang sudah ada. Densitas rendah dari serat dengan struktur seluler berlubang sangat berguna untuk panel penyerapan suara. Hasil pengukuran akustik dari panel CHF diperlakukan NaOH menunjukkan bahwa sifat penyerapan suara dan sifat tariknya lebih xvi baik daripada panel yang tidak diperlakukan. Perubahan morpologi kekasaran permukaan, struktur lumen dan distribusi keacakan dari CHF menyebabkan sifat penyerapan suara masing-masing panel berbeda. Panel yang diberi perlakuan NaOH memiliki nilai hambat alir udara tinggi dan nilai porositas rendah. Sifat penyerapan suara mendekati 100% dalam kisaran frekuensi rendah yaitu 1.6 – 3.250 kHz untuk sampel yang diperlakukan dengan konsentrasi 2% dan 5% NaOH. Pada frekuensi tinggi diatas 5 kHz, performansi penyerapan suara diperoleh disebabkan oleh distribusi random serat dalam panel. Selanjutnya, hasil eksperimen pada komposit CHF – poliester menunjukkan bahwa sifat penyerapan suara pada frekuensi rendah ditentukan oleh sejumlah lumen dalam serat, terutama koefesien penyerapan suara meningkat dengan sejumlah serat meningkat. Untuk suara pada frekuensi tinggi, koefesien penyerapan suara ditentukan oleh susunan dan morpologi serat dalam komposit. Koefesien penyerapan mendekati nol ketika serat tersusun dalam pola teratur: namun, ketika mereka tersusun dalam pola random, koefesien penyerapan dapat diperoleh. Ikatan interface antara serat/resin meningkatkan sifat mekanik komposit, yang meningkatkan umur pakai dari panel komposit. Adanya sejumlah lumen dalam bundel serat memfasilitasi penyerapan suara pada frekuensi rendah dalam kisaran 1 kHz – 2 kHz. Interface permukaan antara serat dan resin dan susunan serat dalam resin pada sampel dengan rasio fraksi volume serat dan resin sebesar 20:80, 40:60, 60:40, dan 70:30 (%) berturut-turut, menyebabkan penurunan dalam sifat penyerapan suara pada frekuensi tinggi diatas 2 kHz. Pada frekuensi tinggi diatas 4 kHz telah diperoleh dari sampel dengan rasio fraksi volume serat dengan poliester sebesar 50:50 dan 80:20 (%) disebabkan distribusi keacakan dari serat yang lebih baik dari material akustik yang lain. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat direkomendasikan, bahwa kerja eksperimen ini memberikan ketersediaan data untuk CHF dan bersaing dengan serat selulosa lain dan serat sintetis dalam hal sifat-sifat terbaik mereka. Perlakuan alkali tidak hanya melindungi serat secara fisik dan menjaga bentuk panel tetapi juga mampu memperbaiki sifat penyerapan akustik panel. Semua sampel yang digunakan dalam studi ini berpotensi untuk digunakan sebagai bahan penyerap suara. Lebih lanjut, penyerapan suara pada frekuensi rendah dengan kisaran 1.6 – 3.25 kHz dapat diinginkan untuk aplikasi otomotif karena kisaran frekuensi ini berhubungan dengan kebisingan dari angin, ban, jalan, percakapan, dan engine running. Dengan demikian, panel dari CHF dapat menjadi alternatif yang baik dan bahan akustik yang berkelanjutan dan memecahkan masalah lingkungan.
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | DIS/693.834/SAR/k/2017/061704081 |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 693 Construction in specific types of materials and for specific purposes > 693.8 Construction for specific purposes |
| Depositing User: | Nur Cholis |
| Date Deposited: | 08 Jun 2017 09:56 |
| Last Modified: | 08 Jun 2017 09:56 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160668 |
Actions (login required)
 |
View Item |