PENGARUH VARIABEL PROSES KOMPOSIT HIBRIDA SERAT DAUN NANAS DAN ECENG GONDOK DENGAN MATRIKS POLYLACTIC ACID (PLA) TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT

The Effect Of Process Variables On The Impact Strength Of Pineapple Leaf And Water Hyacinth Fiber Hybrid Composites With A Polylactic Acid (Pla) Matrix

Komposit berbasis serat alam merupakan material ramah lingkungan yang berpotensi menggantikan komposit berbasis serat sintetis. Serat daun nanas dan serat eceng gondok memiliki sifat mekanik yang baik, namun sifat hidrofiliknya menyebabkan ikatan antarmuka dengan matriks Polylactic Acid (PLA) kurang optimal sehingga dapat menurunkan kekuatan impak komposit. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh konsentrasi NaOH, waktu perendaman, rasio serat daun nanas terhadap serat eceng gondok, suhu post-cure terhadap kekuatan impak komposit hibrida bermatriks PLA, Penelitian dilakukan dengan metode eksperimen menggunakan rancangan Taguchi Orthogonal Array L9 (3⁴), yaitu konsentrasi NaOH (3%, 5%, dan 7%), waktu perendaman (1, 3, dan 5 jam), rasio serat daun nanas terhadap serat eceng gondok (3:7, 1:1, dan 7:3), serta suhu post-cure (80°C, 90°C, dan 100°C). Spesimen komposit dibuat menggunakan metode compression moulding dengan matriks PLA, kemudian diuji menggunakan metode Charpy sesuai standar ASTM D5942-96. Analisis data dilakukan menggunakan Signal-to-Noise (S/N) Ratio karakteristik Larger is Better, analisis variansi (ANOVA), dan uji konfirmasi. Hasil penelitian menunjukkan faktor yang memberikan kontribusi terbesar terhadap kekuatan impak adalah rasio serat sebesar 42,84%, diikuti waktu perendaman sebesar 28,99%, suhu post-cure sebesar 20,75%, dan konsentrasi NaOH sebesar 7,42%. Kombinasi parameter optimum diperoleh pada konsentrasi NaOH 7%, waktu perendaman 5 jam, rasio serat daun nanas terhadap serat eceng gondok 3:7, dan suhu post-cure 100°C. Hasil uji konfirmasi membuktikan bahwa kombinasi tersebut mampu meningkatkan kekuatan impak komposit dibandingkan kombinasi parameter lainnya. Dengan demikian, metode Taguchi terbukti efektif dalam mengoptimalkan parameter proses sehingga dapat meningkatkan performa mekanik komposit hibrida berbasis serat alam sebagai material ramah lingkungan.

Kata Kunci: Komposit hibrida, Serat alam, Polylactic Acid (PLA), Metode Taguchi, Kekuatan impak.

Komposit yang diperkuat serat alami telah muncul sebagai material ramah lingkungan dengan potensi untuk menggantikan komposit yang diperkuat serat sintetis. Serat daun nanas dan serat eceng gondok memiliki sifat mekanik yang sangat baik; namun, sifat hidrofiliknya mengakibatkan ikatan antarmuka yang buruk dengan matriks Asam Polilaktat (PLA), yang dapat mengurangi kekuatan impak komposit. Studi ini bertujuan untuk menyelidiki pengaruh konsentrasi NaOH, waktu perendaman, rasio serat daun nanas terhadap serat eceng gondok, dan suhu pasca-pengerasan terhadap kekuatan impak komposit hibrida berbasis PLA. Percobaan dilakukan menggunakan desain Taguchi Orthogonal Array L9 (3⁴) dengan empat faktor pada tiga tingkat: konsentrasi NaOH (3%, 5%, dan 7%), waktu perendaman (1, 3, dan 5 jam), rasio serat daun nanas terhadap serat eceng gondok (3:7, 1:1, dan 7:3), dan suhu pasca-pengerasan (80°C, 90°C, dan 100°C). Spesimen komposit dibuat menggunakan metode pencetakan kompresi dengan matriks PLA dan diuji menggunakan metode impak Charpy sesuai dengan ASTM D5942-96. Data dianalisis menggunakan Rasio Sinyal-ke-Derau (S/N) dengan karakteristik Lebih Besar Lebih Baik, Analisis Varians (ANOVA), dan uji konfirmasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rasio serat merupakan faktor yang paling berpengaruh, menyumbang 42,84% terhadap kekuatan impak, diikuti oleh waktu perendaman (28,99%), suhu pasca-pengerasan (20,75%), dan konsentrasi NaOH (7,42%). Kombinasi parameter optimum diperoleh pada konsentrasi NaOH 7%, waktu perendaman 5 jam, rasio serat daun nanas terhadap serat eceng gondok 3:7, dan suhu pasca-pengerasan 100°C. Uji konfirmasi menunjukkan bahwa kombinasi parameter ini menghasilkan kekuatan impak yang lebih tinggi dibandingkan kondisi eksperimental lainnya. Oleh karena itu, metode Taguchi terbukti efektif dalam mengoptimalkan parameter pengolahan dan meningkatkan kinerja mekanik komposit hibrida yang diperkuat serat alami sebagai material yang berkelanjutan dan ramah lingkungan. 

Kata kunci: Komposit hibrida, Serat alami, Asam polilaktat (PLA), Metode Taguchi, Kekuatan impak