Pengaruh Variasi Panjang Serat pada Komposit Serat Rami dengan Matriks UHMWPE Terhadap Kekuatan Tarik Sebagai Potensi Biomaterial
DOI:
https://doi.org/10.32497/jrm.v20i1.6110Keywords:
bone implant, serat rami, dan UHMWPEAbstract
Serat rami dipilih karena memiliki sifat mekanik yang baik dan ramah lingkungan, sementara UHMWPE memiliki ketahanan yang tinggi terhadap abrasi dan benturan, serta sifat biokompatibilitas yang baik. Penggunaan kedua material ini diharapkan mampu menghasilkan komposit yang kuat, ringan, dan murah sebagai alternatif implan tulang. Penelitian ini untuk menganalisis pengaruh variasi panjang serat rami yang diperkuat dengan matriks UHMWPE terhadap sifat mekanik dan fisik komposit sebagai potensi biomaterial untuk aplikasi bone implan. Material yang digunakan yaitu serat rami dan serbuk UHMWPE. Menggunakan metode eksperimen dengan perlakuan serat rami yang direndam dengan cairan natrium hidroksida 5% dengan waktu perndaman selama 1 jam dengam panjang serat rami 3 mm, 5 mm, dan 7 mm dan perbandingan komposisi yang digunkan serat rami 5% dan UHMWPE 95%. Komposit dibuat menggunakan proses hot press pada suhu 215°C dan tekanan 370 kgf. Pengujian yang dilakukan meliputi uji tarik dan foto makro. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi panjang serat memberikan pengaruh signifikan terhadap kekuatan tarik. Panjang serat 7 mm menyatakan nilai tegangan tarik tertinggi sebesar 17,53 Mpa, regangan tarik tertinggi sebesar 0,411, dan Modulus elastisitas tertinggi diperoleh pada variasi panjang serat 3 mm sebesar 61,86 MPa. Dari pengamatan foto makro tersebut dapat diketahui kegagalan yang terjadi pada patahan uji tarik yaitu adanya serat yang terlepas (fiber pull out), terdapat retakan kecil yang di sebabkan tegangan rendah saat diuji tarik (microcracking), terdapat rongga yang di sebabkan adhesi antara serat dan matriks tidak cukup kuat sehingga komponen tersebut terpisah (debonding).
References
[1] H. I. Firmansyah, A. Purnowidodo, and S. A. Setia, Pengaruh Kekasaran Permukaan Aluminium Terhadap Kekuatan,vol. 3, 2017.
[2] B. Maryanti et al., “Karakteristik Kekuatan Impak Komposit Serabut Kelapa Dengan Variasi Panjang Serat,” Prosiding SENIATI, vol. 5, no. 4, pp. 339–343, 2019.
[3] B. Koohestani, A. K. Darban, P. Mokhtari, E. Yilmaz, and E. Darezereshki, “Comparison of different natural fiber treatments: a literature review,” International Journal of Environmental Science and Technology, vol. 16, no. 1, pp. 629–642, 2019, doi: 10.1007/s13762-018-1890-9.
[4] S. X. Drakopoulos, G. C. Psarras, G. Forte, I. Martin-Fabiani, and S. Ronca, “Entanglement dynamics in ultra-high molecular weight polyethylene as revealed by dielectric spectroscopy,” Polymer (Guildf), vol. 150, pp. 35–43, 2018, doi: 10.1016/j.polymer.2018.07.021.
[5] P. Bracco, A. Bellare, A. Bistolfi, and S. Affatato, “Ultra-high molecular weight polyethylene: Influence of the chemical, physical and mechanical properties on thewear behavior. A review,” Materials, vol. 10, no. 7, 2017, doi: 10.3390/ma10070791.
[6] L. M. Fang, P. Gao, and X. W. Cao, “Temperature window effect and its application in extrusion of ultrahigh molecular weight polyethylene,” Express Polym Lett, vol. 5, no. 8, pp. 674–684, 2011, doi: 10.3144/expresspolymlett.2011.66.
[7] S. R. Choi et al., “The Clinical Use of Osteobiologic and Metallic Biomaterials in Orthopedic Surgery: The Present and the Future,” Materials, vol. 16, no. 10, 2023, doi: 10.3390/ma16103633.
[8] I. B. Anwar, E. Saputra, J. Jamari, and E. van der Heide, “Preliminary Study on the Biocompatibility of Stainless Steel 316L and UHMWPE Material,” Adv Mat Res, vol. 1123, no. August, pp. 160–163, 2015, doi: 10.4028/www.scientific.net/amr.1123.160.
[9] S. E. Susilowati, “Studi Perlakuan Alkali Terhadap Sifat Mekanik Bahan Komposit Berpenguat Sekam Padi,” Jurnal Kajian Teknik Mesin, vol. 2, no. 1, pp. 67–80, 2017, doi: 10.52447/jktm.v2i1.631.
[10] J. Wahyudyanto and S. T. A. Yulianto, “Pengaruh filler mikro partikel karbon tempurung kelapa (CMP-CS) terhadap photo makro dan kekuatan tarik komposit polyester,” 2016, [Online]. Available: https://eprints.ums.ac.id/id/eprint/44700%0Ahttps://eprints.ums.ac.id/44700/14/Naskah Publikasi.pdf
[11] L. Y. Putri, “Analisis Pengaruh Rasio Polycaprolactone Dan Hydroxyapatite Pada Komposit UHMWPE / Pcl / Ha Terhadap Sifat. “
[12] S. T. Mesin, F. Teknik, and U. N. Surabaya, “Material Penyusun Kaki Palsu Ramadhan Fido Andretta Abstrak,” pp. 123–128.
[13] E. Mahmuda, S. Savetlana, and D. Sugiyanto, “Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Tarik Komposit Berpenguat Serat Ijuk dengan Matrik Epoxy,” Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, vol. 1, no. 3, pp. 79–84, 2013.
[14] J. Oroh, F. Sappu, and R. Lumintang, “No Title,” vol. d, 2013.
[15] F. A. Wahyudi and L. D. Yuono, “Pengaruh Komposisi Serat Terhadap Kekuatan Impak Komposit Yang Diperkuat Serat Bambu,” Turbo : Jurnal Program Studi Teknik Mesin, vol. 4, no. 2, pp. 72–78, 2017, doi: 10.24127/trb.v4i2.73.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Jurnal Rekayasa Mesin
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Copyright of articles that appear in Jurnal Rekayasa Mesin belongs exclusively to Penerbit Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang. This copyright covers the rights to reproduce the article, including reprints, electronic reproductions, or any other reproductions of similar nature.
