1. Pengertian Henequen
Henequen adalah serat yang keras, kuat, dan berwarna kekuningan atau kemerahan yang diperoleh dari daun Amerika tropis Agave (Agave fourcroydes) yang banyak ditemukan di Yucatán dan digunakan dalam pembuatan benang dan tali.
2. Pembuatan Serat Henequen
Pertama sekali, tanaman Agave fourcroydes akan diambil daunnya, dan dipotong-potong. Setelah itu, dimasukkan ke dalam mesin penghancur daun. Bagian daun akan dihancurkan menjadi bubur daun. Kemudian, bubur daun akan dikumpulkan dan diekstraksi serta diambil seratnya. Serat yang sudah diekstraksi kemudian dilewatkan pada suatu mesin pembentuk serat. Serat dicetak menjadi bentuk tali (memanjang). Serat akan dikumpulkan, lalu akan dijemur untuk menghilangkan kandungan air. Serat yang sudah kering kemudian akan dikumpulkan dan dijual.
3. Proses terbentuknya Komposit
Biokomposit atau green komposit didefinisikan sebagai material komposit yang tersusun dari biofiber atau serat alami yang dapat terdegradasi sebagai penguatnya dan polimer yang tidak dapat terdegradasi (non-biodegradable) atau yang dapat terdegradasi (biodegradable) sebagai matriksnya. Serat alami yang digunakan terdiri dari:
- Serat nabati: merupakan serat yang paling banyak digunakan, karena jumlahnya di alam berlimpah dan tidak mahal. Contohnya adalah katun, rami, goni dan serat selulosa lain yang berasal dari tumbuhan.
- Serat hewani: merupakan jenis yang kurang banyak digunakan tetapi memiliki potensi. Serat hewani yang sering digunakan adalah sutra, dan wool.
Material biokomposit memiliki beberapa keunggulan apabila dibandingkan dengan material dasar seperti logam, keramik dan polimer atau material komposit lainnnya. Keunggulan tersebut antara lain:
- Mengurangi berat.
- Dapat didaur ulang.
- Merupakan material yang berfungsi sebagai langkah untuk bumi hijau (green movement).
- Mengurangi molding cycle.
- Biaya produksi yang lebih kompetitif.
- Sifat material yang lebih baik.
- Merupakan material sintetik.
- Tidak abrasif terhadap permesinan.
- Penampilan yang alami.
- Memiliki nilai koefisien ekspansi termal yang rendah.
- Memiliki nilai susut (shrinkage) yang rendah.
- Mudah dilakukan pewarnaan.
- Mudah dibentuk.
- Konsumsi energi pembuatan yang rendah.
- Terbuat dari bahan yang dapat diperbarui.
Metode fabrikasi biokomposit
Big blue stem grass fiber (BBSGF) yang digunakan sebagai penguat pada biokomposit thermoplastik dibuat dengan metode ekstrusi yang diikuti dengan injection molding. Material yang digunakan antara lain:
- Big blue steam grass fiber (BBSGF) dengan panjang 3-6 mm.
- High density polyethylene powder.
- Polyethylene grafted maleic anhydride (PE-g-MA) (EPOLENE G2608).
Sebelum pemrosesan, big blue stem grass fiber dan PE-g-MA dikeringkan pada suhu 80 oC pada kondisi vakum selama 16 jam. HDPE dicampurkan dengan coupling agent (EPOLENE G2608) dengan rasio 47/3 kemudian dimasukkan ke ZSK-30 Werner dan Pfleiderer Twin-screw Extruder (L/D=30) dengan suhu barrel sekitar 190 oC dan kecepatan rotasi screw 100 RPM. Laju pengumpanan matriks dan grass fiber 23 g/min untuk setiap pemberiannya dengan rasio 50 wt% / 50 wt%. Kemudian proses pelletized untuk proses selanjutnya.
Pada tahapan selanjutnya, dilakukan proses injection molding dengan menggunkan 85 ton Cincinnati Milacron injection molder dengan sebuah screw L/D ratio 17:1. Pada proses ini suhu barrel sekitar 190 oC dan suhu cetakan yang digunakan sekitar 30 oC. Adapun detail mengenai proses pada injection molding yaitu dimulai dengan pelapisan cetakan dengan gel secara konvensional apabila diperlukan. Kemudian penguat / reinforcement dan matriks diposisikan dalam cetakan, dan selanjutnya cetakan tersebut ditutup dan di clamp. Resin diinjeksikan di bawah tekanan menggunakan perlatan mix / meter injection dan komponen di curing dalam cetakan.
4. Aplikasi Biokomposit
- Konstruksi Bangunan
Contoh aplikasi biokomposit pada konstruksi bangunan adalah campuran henequen dengan matriks tanah dan pasir. Biokomposit ini diperoleh dengan menggunakan teknik tradisional mengisi cetakan, dan campuran dibiarkan kering dalam oven bersuhu rendah 30oC.
- Otomotif
Sebuah mobil yang terbuat dari rumput mungkin terdengar aneh, tetapi pada saat ini mobil berbasis tanaman telah banyak diteliti serta dikembangkan dalam menghadapi tantangan untuk menuju bumi hijau (green movement). Penelitian-penelitian di bidang material komposit telah banyak mencoba mengembangkan material dari tanaman seperti henequen danserat sellulosa dari tumbuhan lainnya untuk mengganti komponen mobil yang biasanya berbahan dasar plastik dan logam. Serat alami banyak diteliti karena memiliki strength to weight yang lebih tinggi dibandingkan dengan baja dan juga jauh lebih murah dalam hal memproduksinya. Komposit serat alam muncul sebagai alternatif yang realistis untuk komposit yang sebelumnya biasa diperkuat dengan fiber glass. Komposit tersebut dapat memberikan kinerja yang sama namun dengan berat yang lebih rendah atau juga dapat mencapai kekuatan sekitar 25-30 persen lebih tinggi dengan berat yang sama. Selain itu, komposit serat alam juga menunjukkan fraktur non-getas pada hasil pengujian impak.
Di Amerika Serikat, 10-11 juta kendaraan setiap tahunnya mencapai akhir dari masa fungsionalitasnya. Penyortiran komponen-komponen bekas atau limbah dan fasilitas pengkoyak limbah yang sudah tidak terpakai memproses sekitar 96 persen komponen dari mobil-mobil tua, 25 persen komponen dari kendaraan berat, termasuk plastik, serat, kaca, busa dan karet, yang semuanya merupakan limbah dari mobil-mobil tersebut. Ide penggunaan material biokomposit untuk diterapkan pada dunia otomotif berasal dari pemikiran bahwa apabila sebuah mobil didesain dengan sebagian besar materialnya terbuat dari biofiber, maka limbah-limbah komponen mobil yang sudah tidak digunakan lagi tersebut hanya tinggal dikuburkan saja tanpa perlu membutuhkan proses daur ulang terlebih dahulu, karena material biokomposit tersebut selanjutnya akan dikonsumsi atau diuraikan secara alami oleh bakteri di dalam tanah.
Kehadiran biokomposit pada perkembangan material di dunia otomotif telah menjadi sebuah alternatif yang dapat digunakan untuk mengganti komposit yang biasanya diperkuat dengan fiber glass. Serat alami, yang secara tradisional digunakan sebagai pengisi untuk termoset, sekarang menjadi salah satu aditif yang memiliki kinerja tercepat untuk termoplastik. Keuntungan dari serat alami yaitu adalah: biaya rendah, kepadatan rendah, sifat mekanik kompetitif, konsumsi energi berkurang, karbon dioksida sequesterization, dan biodegradasi. Serat alami menawarkan peluang yang besar untuk negara-negara berkembang dalam hal memanfaatkan sumber daya alam yang mereka miliki sendiri untuk diolah menjadi industri pengolahan komposit.
Kombinasi biofiber seperti kenaf, hemp, flax, jute, henequen, serat daun nanas, sisal dan sellulosa dengan matriks polimer dari sumber daya tidak terbarukan dan terbarukan untuk memproduksi bahan komposit yang kompetitif dengan komposit sintetik memerlukan perhatian khusus pada proses pembuatannya. Serat alami yang memperkuat thermoset telah menciptakan daya tarik secara komersial di bidang industri otomotif. Teknik pembuatannya pada umumnya yaitu dengan teknik ekstrusi yang diikuti dengan injection molding.
Contoh resin/ matriks pada biokomposit Henequen :
1.Resin Epoxy (Araldite LY 5052 / pengeras HY 5052)
Diperoleh dengan fiber surface treatment dengan fiber density 1,477 kg/m3 yang di-treatment dengan larutan 0,06M NaOH. Digunakan dalam industri aerospace, perkakas dan perbaikan pesawat.
2.Resin Poliester
Diperoleh dengan kompresi moulding. Digunakan dalam industri automotive