Analisis Sifat Mekanik dan Sifat Termal Komposit Serat Sabut Kelapa Sebagai Alternatif Material Protektor Muffler

Abstract

Pemanfaatan limbah sabut kelapa sebagai bahan penguat komposit ramah lingkungan terus berkembang seiring meningkatnya kebutuhan material dengan sifat mekanik dan termal yang baik. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kinerja komposit berbasis resin epoxy yang diperkuat serat sabut kelapa untuk potensi aplikasi protektor muffler kendaraan. Variasi fraksi volume serat yang digunakan adalah 15%, 25%, dan 35%. Metode pengujian meliputi uji impak untuk mengetahui kemampuan material dalam menyerap energi benturan serta uji termal menggunakan Differential Scanning Calorimetry (DSC). Hasil uji impak menunjukkan peningkatan energi serap seiring bertambahnya fraksi serat, yaitu 6,07 Joule pada 15%, 7,03 Joule pada 25%, dan 10,00 Joule pada 35%. Nilai impak yang diperoleh masing-masing sebesar 0,056 J/mm², 0,071 J/mm², dan 0,098 J/mm², dengan performa terbaik pada 35%. Hal ini menegaskan peran serat dalam memperkuat matriks melalui mekanisme penyerapan energi dan penghambatan perambatan retak. Hasil uji DSC memperlihatkan dua transisi utama, yakni transisi gelas (Tg) pada rentang 66–82 °C serta suhu leleh (Tm) pada kisaran 166–188 °C. Tingginya nilai entalpi pada transisi kedua mengindikasikan adanya ikatan antarmuka yang kuat antara serat dan matriks, sehingga komposit memiliki kestabilan termal yang baik. Secara keseluruhan, penelitian ini membuktikan bahwa penambahan serat sabut kelapa hingga 35% mampu meningkatkan ketangguhan mekanik dan stabilitas termal, serta berpotensi diaplikasikan sebagai material protektif pada komponen otomotif

Kata kunci— Sabut Kelapa, Komposit Epoxy, Fraksi Serat, Uji Impak, Sifat Termal, DSC.

Abstract

The utilization of coconut coir fiber as an eco-friendly composite reinforcement has gained attention due to its abundance and promising mechanical and thermal properties. This study aims to evaluate the performance of epoxy resin-based composites reinforced with coconut coir fiber for potential application as vehicle muffler protectors. Fiber volume fractions of 15%, 25%, and 35% were employed. The characterization methods consisted of impact testing to determine energy absorption and Differential Scanning Calorimetry (DSC) to assess thermal behavior. The impact test results revealed that the absorbed energy increased with fiber content, recorded at 6.07 J for 15%, 7.03 J for 25%, and 10.00 J for 35%. The corresponding impact strength values were 0.056 J/mm², 0.071 J/mm², and 0.098 J/mm², with the highest performance at 35%. These findings indicate that coconut coir fibers effectively enhance composite toughness by dissipating impact energy and hindering crack propagation. DSC analysis showed two characteristic transitions: a glass transition (Tg) occurring in the range of 66–82 °C and a melting transition (Tm) within 166–188 °C. The relatively high enthalpy observed during the second transition suggests strong interfacial bonding between the fibers and the epoxy matrix, which contributes to good thermal stability. Overall, the study confirms that increasing fiber content up to 35% significantly improves both mechanical toughness and thermal resistance. Thus, coconut coir fiber-reinforced epoxy composites demonstrate potential as protective materials in automotive components.

Keywords— Coconut Coir Fiber, Epoxy Composite, Fiber Fraction, Impact Strength, Thermal Properties, DSC.