Karakterisasi Natural Cellulose Fiber dari Oil Palm Frond (Elaeis Guineensis Jacq) Potensial Sebagai Penguat pada Polymer Matrix Composite

Sari, Martina Puspita (2023) Karakterisasi Natural Cellulose Fiber dari Oil Palm Frond (Elaeis Guineensis Jacq) Potensial Sebagai Penguat pada Polymer Matrix Composite. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Natural fiber composite merupakan salah satu inovasi dalam pengembangan material terbarukan yang dinilai lebih ramah lingkungan. Dengan keunggulan salah satunya biodegradable mampu terurai dialam tidak meninggalkan zat sisa yang berbahaya bagi lingkungan hingga sekarang dikembangkan dengan dipadukan berbagai jenis matriks polimer sehingga dapat menghasilkan komposit yang mempunyai kekuatan yang baik. Serat pelepah kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) yang berasal dari wilayah Kalimantan Timur yang merupakan salah satu provinsi dengan lahan perkebunan kelapa sawit terluas di Indonesia dan terus mengalami peningkatan tiap tahunnya sehingga kaya akan potensi serat alam dari pemanfaatan limbah perkebunan kelapa sawit yang tepat guna. Pelepah pohon kelapa sawit merupakan limbah yang dihasilkan kelapa sawit setelah melakukan kegiatan penunasan dan kegiatan pemanenan. Pohon kelapa sawit memiliki jumlah pelepah optimum 40-56 pelepah pada usia muda dan 40-48 pelepah pada masa usia tua. Limbah pelepah sawit pada luasan areal 1 Ha dapat menghasilkan 10 ton/ha/tahun. Pada penelitian ini komposit berbahan serat pelepah kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) dilakukan karakterisasi dengan perlakuan dua langkah yaitu alkalisasi meggunakan natrium hidroksida (NaOH) dan penambahan proses bleaching menggunakan hidrogen peroksida (H2O2) kemudian dilakukan observasi dengan beberapa pengujian sifat mekanik serat antara lain uji serat tunggal, pull out fiber test, interfacial shear strength (IFSS), pengujian sifat kimia antara lain komposisi kimia kandungan serat, pengujian FTIR, XRD, DTA-TGA, SEM EDX dan pengujian sifat fisik antara lain pengukuran diameter, densitas serat, wettability test, uji intensitas cahaya (brigthness test) dan pengamatan SEM yang bertujuan untuk mengetahui sifat fisik, kimia dan mekanik paling baik dari serat hingga mencapai optimal serta memperbaiki kualitas ikatan antara serat alam dan matrik polimer sehingga mendapatkan kekuatan mekanik komposit yang tinggi kemudian serat digunakan sebagai reinforcement sebagai penguat pada pembuatan komposit. Dari hasil penelitian dapat diketahui bahwa serat pelepah kelapa sawit mempunyai kandungan tertinggi pada serat variasi N5H dengan selulosa 78,63%, Lignin 9,12 % dan hemiselulosa 12,25 %. Tingginya selulosa diikuti nilai kristalinitas 63,02%. Morfologi pada permukaan serat pelepah kelapa sawit diamati serat terlihat lebih bersih akibat perlakuan NaOH dan NaOH-H2O2 telah terkonfirmasi oleh pengamatan SEM dan analisis FTIR daripada sebelum dilakukan perlakuan. Diamati bahwa kekuatan Tarik serat maksimum sebesar 212,91 Mpa. Dalam hal ini berpotensi besar untuk dikembangkan sebagai reinforcement pada pembuatan komposit.

English Abstract

Natural fiber composites are one of the innovations in the development of renewable materials which are more environmentally friendly. With the advantages of being biodegradable, being able to decompose in nature does not leave residues that are harmful to the environment. Until now, it has been developed by combining various types of polymer matrics so that they can produce composites that have good strength. Oil palm frond fiber (Elaeis guineensis Jacq) originates from the East Kalimantan region which is one of the provinces with the largest area of oil palm plantations in Indonesia and continues to increase every year so that it is rich in natural fiber potential from the efficient use of palm oil plantation waste. Oil palm tree fronds are the waste produced by oil palm after carrying out snipping and harvesting activities. Oil palm trees have an optimum number of fronds of 40-56 fronds at a young age and 40-48 fronds during old age. Palm frond waste in an area of 1 Ha can produce 10 tonnes/ha/year. In this study, composites made from palm frond fiber (Elaeis guineensis Jacq) were characterized by a two-step treatment, namely alkalization using sodium hydroxide (NaOH) and the addition of a bleaching process using hydrogen peroxide (H2O2). single fiber, pull out fiber test, interfacial shear strength (IFSS), chemical properties testing including chemical composition of fiber content, FTIR, XRD, DTA-TGA, SEM EDX testing and physical properties testing including diameter measurement, fiber density, wettability test , light intensity test (brightness test) and SEM observation which aims to determine the best physical, chemical and mechanical properties of fiber to reach optimal and improve the bond quality between natural fiber and polymer matrix so as to obtain high composite mechanical strength then the fiber is used as reinforcement as a reinforcement in the manufacture of composites. From the research results it can be seen that the palm frond fiber has the highest content of the N5H variety fiber with 78.63% cellulose, 9.12% lignin and 12.25% hemicellulose. The high cellulose is followed by a crystallinity value of 63.02%. It was observed that the morphology on the surface of the palm frond fibers was cleaner as a result of the NaOH and NaOH-H2O2 treatment which had been confirmed by SEM observations and FTIR analysis than before the treatment. It was observed that the maximum tensile strength of the fiber was 212.91 Mpa. In this case, it has great potential to be developed as a reinforcement in the manufacture of composites.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	0523070089
Uncontrolled Keywords:	Karakterisasi, komposit, serat pelepah kelapa sawit, perlakuan
Divisions:	S2/S3 > Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Depositing User:	agung
Date Deposited:	15 Jan 2024 02:01
Last Modified:	15 Jan 2024 02:01
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/209673

Text (DALAM MASA EMBARGO) Martina Puspita Sari.pdf Restricted to Repository staff only until 31 December 2025. Download (2MB)

Actions (login required)

View Item