KARAKTERISASI SIFAT TARIK KOMPOSIT HIBRID KARBON/ABAKA/PMMA SEBAGAI BAHAN ALTERNATIF PROSTHESIS

Beni Firiya(1), Marizal Marizal(2), Bagas Mulya Waskitho(3), Harini Sosiati(4*)

(1) Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
(2) Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
(3) Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
(4) Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
(*) Corresponding Author

Abstract

Komposit hibrid berpenguat serat karbon dan serat abaka dengan polymethylmetacrylate (PMMA) sebagai matriks adalah salah satu material fungsional yang berpotensi untuk bahan alternatif prosthesis, karena memiliki kekuatan mekanis relatif tinggi, ringan dan biokompatibel dengan jaringan tubuh manusia. Pada penelitian ini komposit karbon/abaka/PMMA difabrikasi menggunakan metode hand-lay-up dan cold press molding dengan tekanan 2,185 MPa selama 60 menit, dengan tujuan untuk mengkarakterisasi sifat tarik komposit dengan variasi perbandingan serat karbon dan abaka 1:2, 1:1 dan 2:1, serta fraksi volume serat 20%. Sebelum fabrikasi komposit, serat karbon diberi perlakuan dengan direndam dalam nitrogen cair (liquid N2) selama kurang lebih 10 menit, sedangkan serat abaka diberi perlakuan alkalisasi dalam larutan 6% NaOH pada suhu kamar selama 36 jam. Sifat kimia serat abaka sebelum dan sesudah alkalisasi dianalisis dengan fourier transformed infrared (FTIR) spectroscopy. Uji tarik dilakukan pada semua spesimen komposit mengacu pada standar ASTM D638. Hasil uji tarik disimulasikan dengan perangkat lunak Autodesk Inventor 2019 dan Nastran In-CAD 2019 untuk mengetahui kelayakan material untuk aplikasi prosthesis. Nilai kuat tarik dan modulus elastisitas optimum dari hasil penelitian ini ditunjukan pada komposit dengan perbandingan serat karbon dan abaka 2:1 masing-masing yaitu 105,71 MPa dan 5,24 GPa. Sedangkan hasil simulasi menyatakan bahwa material komposit karbon/abaka/PMMA dapat direkomendasikan sebagai bahan alternatif prosthesis.

Keywords

serat abaka, serat karbon, PMMA, komposit hibrid, sifat tarik

References

Chandramohan, D. & Marimuthu, K., 2011. Biocomposite Material Based on Biopolymer and Natural Fibers-Contribution as Bone Implant. Int. Journal of Adv. Sci. Appl. Res, 8(2), pp. 009-012.

Namvar, F. et al., 2014. Potensial Use of Plant Fibers and their Composites for Biomedical Application. Cellulosics for biomed use Bio Resources, 9(3), pp. 5688-5706.

Meng, Long-Yue & Park, Soo-Jin, 2014. Superhydrophobic carbon-based materials: a review of synthesis structure, and applications. Carbon Letters, 15(2), pp. 89-104.

Sosait, H. et al., 2019. Characterization of tensile propertiesof alkali-treated kenaf/polypropylene composites. AIP Publishing, Issue 030113, pp. 1-7.

Irawan, A. P. & Sukania, I. W., 2012. Tensile And Impact Stength of Bamboo Fiber Reinforced Epoxy Composites As Alternative Materials For Above Knee Prosthetic Socket. International Conference on Sustainable Technology Development, pp. 109-115.

Irawan, A. P. & Sukania, I. W., 2015. Gait Analysis of Lower Limb Prosthesis with Socket Made from Rattan Fiber Reinforced Epoxy Composite. Asian Online Jurnal of Applied Sciences, 03(01), pp. 8-13.

Irawan, A. P. et al., 2011. Tensile And Flexural Strength Of Ramie Fiber Reinforced Epoxy Composites for Socket Prosthesis Application. International Jurnal of Mechanical and Material Engineering, 6(1) pp. 46-50.

Odusote, J. K. & Oyewo. A. T., 2016. Mechanical Properties of Pineapple Leaf Fiber Reinforced Polymer Composites for Application as A Prosthetic Socket. Journal of Engineering and Technology, 7(1), pp. 125-139.

Sosiati, H., Binangun, Y. A., Utama, A. P. & Sudarisman, 2019. The Mechanical Properties of Sisal/PMMA and Sisal/Carbon/PMMA Biomedical Composites. To be publish.

Sosiati, H. & Khalim, A., 2018. Pengaruh Modifikasi Permukaan Serat Karbon Terhadap Sifat Bending Dan Daya Serap Air Komposit Hibrida Sisal-Karbon/Polivinil Klorida (PVC), Yogyakarta: UMY.

Morán, J.I., Alvarez, V. A., Cyras, V. P., & Vázquez, A., 2008. Extraction of cellulose and preparationof nanocellulose from sisal fibers. Cellulose, 15(1), pp. 149-159.

Zgonis, T., 2012. Surgical Reconstruction of The Diabetic Foot and Ankle from https://books.google.co.id/books?id=x2xK_FCBXgsC&dq=standar+ankle+foot+displacement+prosthesishl=idsitesec=reviews.

DOI: 10.23917/mesin.v21i1.8573

Article Metrics

Abstract view(s): 841 time(s)
PDF (Bahasa Indonesia): 732 time(s)

Refbacks

  • There are currently no refbacks.