Pembuatan Dan Karakterisasi Filamen Biokomposit Tandan Kosong Kelapa Sawit Dengan Polypropylene Untuk Aplikasi 3d Printing

Abstract

Filamen biokomposit berbasis tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dan polypropylene (PP) sebagai bahan baku alternatif untuk aplikasi 3D printing. TKKS digunakan sebagai bahan penguat (filler) dengan variasi ukuran partikel 80 dan 100 mesh serta konsentrasi 1%, 3%, dan 5%, sedangkan PP berfungsi sebagai matriks. Filamen dibuat menggunakan mesin single-screw extruder dan dikarakterisasi menggunakan uji tarik (tensile strength), elongation at break, Modulus Young, serta analisis gugus fungsi menggunakan FTIR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi TKKS PP 80-1 memberikan kekuatan tarik tertinggi sebesar 42,7 MPa, sementara elongation at break tertinggi sebesar 19,1 % diperoleh pada sampel PP 100-1. Hasil FTIR mengidentifikasi keberadaan gugus alifatik yaitu C–H, dan C O yang menunjukkan bahwa TKKS berhasil terdispersi dalam matriks tanpa membentuk ikatan kimia baru. Keseluruhan hasil membuktikan bahwa filamen biokomposit PP-TKKS memiliki potensi sebagai bahan ramah lingkungan yang kompetitif untuk aplikasi 3D printing.

This research aimed to synthesize and characterize a biocomposite filament made from oil palm empty fruit bunch (OPEFB) and polypropylene (PP) as an alternative material for 3D printing applications. OPEFB was a natural filler with two particle sizes (80 and 100 mesh) and three concentrations (1%, 3%, and 5%), while PP acted as the polymer matrix. The filament was fabricated using a single screw extruder and evaluated through tensile testing, including tensile strength, elongation at break, Young’s modulus, and functional group identification via Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The results indicated that the PP 80-1 OPEFB sample exhibited the highest tensile strength of 42.7 MPa, while the PP 100-1 sample showed the highest elongation at break of 19.1 %. FTIR analysis revealed the presence of aliphatic groups, C–H, and C–O bonds, suggesting that the OPEFB filler was successfully dispersed in the PP matrix without forming new chemical bonds. These findings confirm that the PP-OPEFB biocomposite filament possesses desirable mechanical and chemical characteristics and has promising potential as an eco-friendly alternative for 3D printing filament applications.