Studi Pengaruh Konsentrasi NaOH dan Temperatur Alkalisasi Benang Serat Rami (Boehmeria Nivea) Sebagai Reinforcement Komposit

Arianto, Baetris Vidia (2024) Studi Pengaruh Konsentrasi NaOH dan Temperatur Alkalisasi Benang Serat Rami (Boehmeria Nivea) Sebagai Reinforcement Komposit. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007201035-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (8MB) | Request a copy

Abstract

Rami adalah serat alam dengan potensi besar sebagai bahan penguat komposit ramah lingkungan, dikarenakan memiliki massa yang ringan dengan kekuatan tarik 400-938 MPa dan modulus elastisitas 44-128 Gpa. Adhesivitas serat dan matriks adalah faktor yang harus diperhatikan dalam material komposit. Sehingga penting untuk memodifikasi permukaan dan mengurangi sifat hidrofilik serat dengan meminimalisir senyawa hemiselulosa dan ligninnya yang dapat menurunkan adhesivitas. Untuk meningkatkan kinerja komposit, diperlukan adanya peningkatkan kekuatan tarik dengan mengatur komposisi selulosa pada serat. Perlakuan alkalisasi merupakan metode efektif untuk memenuhi tujuan tersebut.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis efek konsentrasi NaOH dan temperatur alkalisasi terhadap sifat fisik, morfologi, dan sifat mekanik benang serat rami. Variasi yang digunakan dalam penelitian ini meliputi konsentrasi NaOH 5% dan 7% serta temperatur perendaman 30, 40, dan 50°C selama 120 menit, diikuti dengan pencucian menggunakan aquades hingga pH 7. Pengujian mencakup pengukuran densitas, massa, diameter, sudut kontak, analisis komposisi kimia, spektroskopi FTIR, difraksi sinar-X (XRD), kekuatan tarik, dan scanning electron microscope (SEM).
Hasil penelitian menunjukkan variasi perlakuan pada larutan 5% NaOH dengan temperatur perendaman 50°C merupakan kondisi alkalisasi yang optimal. Perlakuan ini memiliki diameter terkecil (0,65 mm) dan massa terendah (0,037 gram) dengan derajat kristalinitas tertinggi (58,30%) akibat adanya pengurangan senyawa hemiselulosa dan lignin. Hasil ini diperoleh dari pengujian FTIR yang ditandai adanya penurunan ketajaman puncak pada wavenumber kedua senyawa tersebut. Selain itu, nilai sudut kontak yang didapatkan juga lebih tinggi dibandingkan perlakuan lain (sebesar 72,99°) dan perubahan morfologi yang ditandai dengan munculnya mikrofibril di permukaan. Komposisi selulosa tertinggi (94,80%) juga didapatkan pada perlakuan 5% NaOH 50°C dimana nilai kekuatan tarik yang didapatkan juga tertinggi (236,15 MPa). Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, serat rami dengan perlakuan 5% NaOH pada 50°C memiliki potensi untuk diaplikasikan sebagai reinforcement komposit.
=================================================================================================
Rami is a natural fiber with significant potential as an environmentally friendly reinforcement material due to its lightweight properties, tensile strength of 400-938 MPa, and elasticity modulus of 44-128 GPa. The adhesion between the fiber and matrix is a critical factor in composite materials, making it essential to modify the surface and reduce the fiber's hydrophilic properties by minimizing the presence of hemicellulose and lignin, which can lower adhesion. To enhance composite performance, improving tensile strength by adjusting the cellulose composition in the fiber is necessary. Alkali treatment is an effective method to achieve this goal.
This study aims to analyze the effects of NaOH concentration and alkali treatment temperature on the physical properties, morphology, and mechanical properties of ramie fiber yarn. The variations tested include NaOH concentrations of 5% and 7%, and soaking temperatures of 30, 40, and 50°C for 120 minutes, followed by washing with distilled water to a pH of 7. The tests included measurements of density, mass, diameter, contact angle, chemical composition analysis, FTIR spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), tensile strength, and scanning electron microscopy (SEM).
The results indicate that the optimal alkali treatment condition is 5% NaOH with a soaking temperature of 50°C. This treatment resulted in the smallest diameter (0,65 mm) and lowest mass (0,037 grams) with the highest crystallinity degree (58,30%) due to the reduction of hemicellulose and lignin. FTIR analysis showed a decrease in the intensity of the peaks corresponding to these compounds. Additionally, the contact angle value was higher compared to other treatments (72,99°), and morphological changes included the appearance of microfibrils on the surface. The highest cellulose composition (94,80%) and tensile strength (236,15 MPa) were also achieved with the 5% NaOH at 50°C treatment. Based on the conducted tests, ramie fiber treated with 5% NaOH at 50°C has potential for use as a composite reinforcement.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Alkalisasi, Benang Serat Rami, Sifat Fisik, Sifat Mekanik, dan Morfologi, Alkali Treatment, Ramie Fiber Yarn, Mechanical Properties, Morphology, and Physical Properties.
Subjects:	Q Science T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Baetris Vidia Arianto
Date Deposited:	08 Aug 2024 08:43
Last Modified:	08 Aug 2024 08:43
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/113654

Actions (login required)

View Item