Melihat dari Dekat Tanaman Bambu: Sunari dan Serat Termoplastik

Yeh dan Yang  menyelidiki pengaruh berbagai komposit PP yang diperkuat serat bambu limbah. Terdapat empat jenis limbah bambu yaitu bambu Makino (Phyllostachys makinoi), Bambu Moso (Phyllostachys pubescens), Bambu Ma (Dendrocalamus laktiferous), dan Bambu berduri (Bambusa stenostachya) yang digunakan sebagai penguat komposit PP pada sifat tarik dan lentur. 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa bambu Makino berpengaruh terhadap sifat tarik dan modulus. Hal ini terjadi karena bambu Makino mempunyai kristalinitas yang tinggi dan kandungan lignin yang tinggi jika dibandingkan dengan limbah bambu lainnya.

Selain itu, ikatan yang baik antara serat dan matriks dapat meningkatkan sifat mekanik. Untuk sifat lentur, bambu Ma mempunyai modulus patah dan modulus elastisitas tertinggi. Pengujian mekanis ini dipengaruhi oleh unsur intrinsik kekakuan dan komposisi kimia (selulosa dan lignin). 

Yeh dan Yang dan Jarvis  sepakat bahwa kekuatan yang ada disebabkan oleh selulosa dan lignin yang secara alami ada dalam limbah bambu. Di antara serat alam lainnya, serat bambu menunjukkan potensi yang baik dan kombinasinya dalam komposit polimer juga besar.. Kombinasi serat bambu dengan termoplastik, seperti polietilen densitas tinggi (HDPE), polietilen densitas rendah (LDPE), polipropilena (PP), polistiren, dan asam polilaktat (PLA) dengan berbagai ukuran dan keseragaman, serta pemuatan serat serat bambu menunjukkan peningkatan sifat mekaniknya hingga nilai optimal. Oleh karena itu, karakteristik ukuran, keseragaman, dan kandungan serat sangat erat kaitannya dengan sifat mekanik yang baik dari komposit bambu.

Sampai saat ini, studi tentang komposit termoset yang diperkuat bambu semakin berkembang dan menarik. Alasan peneliti beralih pada kombinasi bambu dan termoset adalah karena sifatnya yang lebih ramah lingkungan dan sumber bahannya mudah ditemukan dibandingkan bahan konvensional yang memerlukan biaya produksi tertentu. Beberapa peneliti telah melakukan penelitian terhadap penggunaan komposit polimer termoset yang diperkuat bambu.. Secara keseluruhan, para peneliti menyatakan bahwa penggunaan serat alam, khususnya bambu, telah menunjukkan kinerja yang baik dari segi teknis jika dibandingkan dengan kayu keras. Sifat-sifat bambu ini umumnya dianggap sebagai bahan yang fleksibel, namun secara fisik kaku dan sebanding dengan kayu keras. Oleh karena itu, seluruh bagian bambu dapat diproduksi berbagai macam produk aplikasi.

Sifat mekanik komposit polimer termoset berbahan dasar bambu dan diperkuat bambu dipengaruhi oleh beberapa faktor yang mirip dengan matriks termoplastik, yaitu kandungan serat, distribusi, adhesi antarmuka, dan rasio aspek serat. Rao dkk. mempelajari efek serapan air dan sifat mekanik komposit PF yang diperkuat serat bambu luar ruangan dengan konsentrasi berbeda (10--25% berat). Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah impregnasi PF dengan konsentrasi berbeda ke dalam serat bambu selama 4--8 menit dan dikeringkan pada suhu kamar. Kemudian bambu tersebut melalui proses pengepresan panas pada suhu 150 C selama 0,5 menit dengan tekanan masing-masing 3,5--7 Mpa.

 Hasil uji mekanis (tekuk dan tekan) menunjukkan peningkatan kinerja ketika matriks ditingkatkan pada konsentrasi 10--20% berat. Bambu memiliki nilai kepadatan yang berbeda ketika diberikan tekanan selama proses fabrikasi dan ketika struktur bambu serta dinding selnya berubah bentuk (kerut) dan hancur. Karena efek ini, resin akan menembus ke dalam struktur, wadah, dan lumina bambu yang rusak, dan akan bereaksi dengan antarmuka antara bambu dan matriks untuk membentuk dinding bagian dalam guna meningkatkan sifat komposit bambu. Kekakuan matriks polimer lebih rendah dibandingkan serat bambu; ini memfasilitasi penetrasi, redistribusi, dan pemadatan pada komposit serat bambu. Fenomena pembentukan ini merupakan salah satu faktor yang berkontribusi terhadap perbaikan sifat mekanik komposit bambu.

 Selain itu, uji serapan air menunjukkan peningkatan serapan secara bertahap seiring dengan bertambahnya matriks ke dalam komposit. Proses penyerapan tidak terjadi secara signifikan pada konsentrasi matriks 20% berat hingga 25% berat. Hal ini menunjukkan bahwa sifat hidrofobik PF telah membantu mengurangi penyerapan komposit Oleh karena itu, penulis berpendapat bahwa peningkatan konsentrasi matriks pada bambu memberikan efek positif dan berpotensi untuk diterapkan pada berbagai produk.

Dari penelitian sebelumnya, serat bambu merupakan bahan baku yang digunakan dalam industri manufaktur yang dapat dibuat dan diproduksi dalam berbagai produk sebagai bahan penguat pada termoset. Mirip dengan polimer termoplastik, termoset seperti epoksi, fenolik, poliester, dll., memiliki karakteristik ukuran, keseragaman, dan kandungan serat yang berkaitan erat dengan sifat mekanik (kekuatan tarik, lentur, dan impak) komposit bambu.

KOMPOSIT HIBRIDA SERAT BAMBU

Hibridisasi dua jenis bahan pengisi menghadirkan perbedaan struktur kimia, fisik, dan morfologi yang dapat memberikan efek positif pada matriks polimer. Komposit hibrid (lebih dari satu serat) dapat menahan gaya yang tinggi ketika terkena tekanan dibandingkan dengan komposit tunggal .Berbagai teknik digunakan untuk memproduksi komposit hibrida, seperti pengepresan hidrolik, pencetakan tangan dan pencetakan kompresi, ekstruder sekrup ganda, dan pencetakan injeksi. Komposit hibrid telah menjadi perhatian banyak peneliti, dan terdapat tujuan untuk meningkatkan sifat komposit.