Pembuatan Dan Karakterisasi Papan Partikel Dengan Menggunakan Serat Batang Kecombrang (Nicolaia Speciosa Horan) Campuran SiO2 dan Resin Polyester

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG (

) CAMPURAN SiO2 dan RESIN POLYESTER

TESIS

Oleh:

RAJADUNSYAH

117026008 / FIS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU FISIKA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG (

) CAMPURAN SiO2 dan RESIN POLYESTER

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam

Program Studi Magister Imu Fisika Pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

RAJADUNSYAH 117026008 / FIS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU FISIKA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL DENGAN

MENGGUNAKAN SERAT BATANG

KECOMBRANG ( )

CAMPURAN SiO2 dan RESIN POLYESTER

Nama Mahasiswa : RAJADUNSYAH Nomor Pokok : 117026008

Program Studi : Magister Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Drs. Mohammad Syukur,MS) Ketua

( Dr.Nasruddin MN,M.Eng.Sc. ) Anggota

Ketua Program Studi

(Dr.Nasruddin MN,M.Eng.Sc. ) NIP : 19550706 198102 1002

Dekan

(Dr. Sutarman,M.Sc) NIP : 19631026 199103 1 001

Tanggal Lulus: 06 Juli 2013

Telah diuji pada Tanggal : 06 Juli 2013

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Drs. H. Mohammad Syukur, M.S Anggota : 1. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc

2. Dr. Anwar Dharma Sembiring,MS 3. Prof. Dr.Eddy Marlianto, M.Sc 4. Dr. Kerista Sebayang, MS

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL

DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG

(

Nicolaia Speciosa

Horan) CAMPURAN SiO

2

dan RESIN

POLYESTER

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah telah dijelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, 06 Juli 2013

( RAJADUNSYAH ) NIM : 117026008

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini :

N a m a : Rajadunsyah

N I M : 117026008

Program Studi : Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi mengembangkan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non9Eksklusif (Non Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :

“

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL

DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG

(Nicolaia Speciosa Horan) CAMPURAN SiO

2

dan RESIN

POLYESTER

”

Beserta perangkat yang ada ( ). Dengan Hak Bebas Royalti Non?Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk , merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 06 Juli 2013

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama lengkap berikut gelar : Rajadunsyah, S.Pd

Tempat dan Tanggal Lahir : Lawe Kongker, 18 Juli 1980

Alamat Rumah : Desa Kuta Tinggi Kec. Badar Aceh Tenggara

No. Telpon/HP/e?mail : 085261752808

Drajadunsyah @ yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri Perisai

Kabupaten Aceh Tenggara Provinsi Aceh

Alamat Kantor : Jl. Kumbang Indah No.01 Kec. Badar Kabupaten Aceh Tenggara

Provinsi Aceh

Telepon : ?

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Negeri Lawe Kongker Tamat : 1994 SMP : SMP Negeri 1 Lawe Alas Tamat : 1997 SMA : SMA Negeri 1 Lawe Alas Tamat : 2000

Strata?1 : FKIP UNSYIAH Tamat : 2005

Strata?2 : Magister Ilmu Fisika SPs USU Tamat : 2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmad, taufik dan hidayah9Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat beriring salam atas junjungan Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya yang telah memberikan petunjuk bagi umat manusia menuju kejalan yang benar.

Ucapan terimakasih yang setinggi9tinginya kepada kedua orang tua Ayahanda Sadiman dan Ibunda Kamise, Bapak Mertua Alimuddin (Almarhum) Ibu Mertua Nurhasanah serta istri tersayang Mastuti,S.Pd dan ananda terkasih Rama Mushlih Aljundi, Rama Mujahid Alhafiz, Rama Izzul Hanif yang selalu setia dan tidak henti9hentinya memberikan dukungan dan dorongan serta tidak putus9putusnya berdo’a kepada Allah SWT.

Kemudian ucapan terima kasih kepada Pemerintah Kabupaten Aceh Tenggara sehingga kami dapat melaksanakan Program Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terimakasih yang sebesar9besarnya kepada :

Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K), atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara,Dr Sutarman, M.Sc. atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.

Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN , M.Eng. Sc. beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.

II yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing saya hingga selesainya penelitian ini.

Seterusnya ucapan terimakasih kepada bapak Drs. Abdurrahman Kepala SMAN Perisai Kutacane, Bapak/Ibu guru dan Staf Tata Usaha SMAN Perisai Kutacane, serta siswa9siswi SMAN Perisai Kutacane dan kawan9kawan di kos G.29.

Medan, Juli 2013 P e n u l i s ,

RAJADUNSYAH

PEMBUATAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG (

Horan) CAMPURAN SiO2 dan RESIN POLYESTER

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian Karakterisasi Papan Partikel campuran Resin polyester dan silica dengan Serat Batang Kecombrang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penambahan serat batang kecombrang sebagai matriks dala resin poliyester dan silica yang di hasilkan. Dari hasil penelitian berdasarkan uji baik fisis maupun mekanik menunjukkan bahwa pengisian serat batang kecombrang yang digabung dengan resin polyester dan silica dengan perbandingan sebagai berikut : 70:30:0,70:25:5, 70:20:10, 70:15:15, 70:10:20, 70:5:25, RP:SI:SBK dapat memenuhi syarat sebagai papan partikel sesuai dengan standar Nasional Indonesia (SNI).Nilai Kerapatan 0,7191,245 gr/ cm3, Nilai Kadar Air 0,8929 24,776%, Pengembangan Tebal 0,88891,342%, Nilai Kuat Lentur 35,8689109,368 MPa, Elastisitas 241,6269890,171 MPa, Kuat Impak 0,32191,59 J/cm2. Sampel ini dapat di rekomendasikan sebagai papan Partikel.

ABSTRACT

Characterization studies have been conducted Particle Board mixture of polyester resin and silica with Fiber Trunk kecombrang. This study aims to determine the addition of fiber rods in kecombrang as matrix resins and silica poliyester that produced. From the results of research based on both physical and mechanical test showed that filling fiber rods kecombrang combined with polyester resin and silica with the following comparison: 70:30:0, 70:25:5, 70:20:10, 70:15:15 , 70:10:20, 70:5:25, RP: SI: SBK can qualify as particle board in accordance with the Indonesian National standard (SNI). value density from 0.71 to 1.245 g / cm3, 0.892 to 24.776 Water Content Value %, Development thickness from 0.888 to 1.342%, from 35.868 to 109.368 Mpa. Bending strength value, 241.626 to 890.171 Mpa elasticity, Strong Impact 0.321 to 1.59 J/cm2.

This sample can recommended as particle board.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ……… i

ABSTRAK……… iii

ABSTRAC ……….. iv

DAFTAR ISI………. v

DAFTAR TABEL………. viii

DAFTAR GAMBAR……….. ix

DAFTAR LAMPIRAN……….. x

BAB I PENDAHULUAN ……… 1

1.1. Latar Belakang ………. 1.2. Perumusan Masalah ……….. 1.3. Tujuan Penelitian ………. 1.4. Hipotesis Penelitian ………. 1.5. Manfaat Penelitian ……… 1 2 3 3 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 5 2.1. Komposit ……… 5

2.1.1 Klasifikasi Bahan Komposisi…………. 2.1.2 Tipe Komposit Serat ………...

2.1.3. Faktor yang Mempengaruhi Performa Komposit ………. 2.1.4 Pencampuran Polimer………..

5 6

8 9 2.2 Karakteristik papan Partikel Komposit…………

2.2.1 Faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel……… 2.2.2 Mutu papan Partikel……… 2.2.3 Sifat Fisis……….

2.2.4 Sifat Mekanis………

2.2.5 Sifat Kimia………

9 10 11 12 13 14

2.4.1 Ciri9ciri dan sifat Silikon Oksida……….. 2.5 Matriks Unsaturated Polyester Resin (UPR)…. 2.6 Pengujian Sifat Fisik………. 2.7 Pengujian Sifat Mekanik………..

2.7.1 Pengujian Kuat Patah……… 2.7.2 Pengujian Kuat Tarik……… 2.7.3 Pengujian Kuat Lentur……….. 2.7.4 Pengujian Kuat Impak………... 2.7.5 Pengujian Termal……….. 2.7.6 Difraksi Sinar –X………..

16 18 19 19 19 20 21 22 23 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ……… 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ………... 3.2. Alat dan Bahan ………. 3.2.1. Alat yang di gunakan dalam Pembuatan

Sampel……….. 3.2.2. Bahan yang di gunakan dalam penelitian. 3.3 Rancangan Penelitian………

3.3.1. Perlakuan pada Serat Batang Kecombrang. 3.3.2 Pembuatan Komposit ………. 3.4 Pembuatan Sampel………. 3.5. Variabel Penelitian……… 3.6. Diagram Alir penelitian……….

28 28 28 28 28 28 28 29 29 29 31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ………..

4.1. Sifat Fisis Papan Partikel ……… 4.1.1. Kerapatan………. 4.1.2. Kadar Air……….. 4.1.3.Pengembangan Tebal……… 4.2. Sifat Mekanik Papan Komposit………. 4.2.1. Kuat Lentur ………. 4.2.2. Modulus of Elastisitas (MOE)………

32 32 32 34 35 36 36 37

4.2.3. Kuat Impak……….. 4.3. Analisis Thermal Sampel……….. 4.4. Hasil Perangkingan Kualitas Papan Partikel…….. 4.4. Data Hasil Pengujian XRD ………..

39 40 43 43 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ………..……….. 5.2. Saran ……….

45 45 45 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

47 50

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul Halaman

2.1 Sifat Fisis dan Mekanis dari berbagai standar 10

2.2 Komposisi pohon Kecombrang 15

2.3 Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yukalac

157® BTQN9EX 18

4.1 Hasil Pengujian Kerapatan 33

4.2 Hasil Pengujian kKadar Air 34

4.3 Hasil pengukuran Pengembangan Tebal 35

4.4 Hasil Pengujian Kuat Lentur 37

4.5 Hasil Pengujian Modulus elastisitas 38

4.6 Hasil Pengujian Kuat Impak 39

4.7 Hasil Perangkingan Papan Partikel Komposisi Resin

Polyester, Silika dan SBK 44

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

Judul Halaman

2.1 Klasifikasi Bahan Komposit ………... 6

2.2 Tipe discontinous fibre ……….……….. 7

2.3 Tipe Komposit Serat ……….. 7

2.4 Batang Kecombrang ……... 16

2.5 Serbuk Silika 18 2.6 Pengujian Kuat patah (MOR)………. 20

2.7 Uji TarikASTM D 638M984……… 21

2.8 Pemasangan Benda Uji ………..…………... 22

2.9 Pengujian Kuat Impak ……… 23

2.10 Pengujian Termal (DTA)………. 24

2.11 Difraksi Sinar –X ……… 26

3.1 Bentuk Sampel Pengujian Impak dengan Standar ASTM D9259 ……… 29

3.2 Bentuk sampel Pengujian Lentur dengan standar ASTMD9790……….. 29

3.3 Bentuk sampel pengujian lentur dengan standar ASTM D9256……….. 29

3.4 Diagram Alir Penelitian……….. 31

4.1 Grafik Nilai Kerapatan……… 33

4.2 Grafik Kadar Air………. 35

4.3 Grafik Pengembangan Tebal……… 36

4.4 Grafik Kuat Lentur………... 37

4.5 Grafik Modulus Of Elastisitas………. 38

susunan Acak……….. 42 4.10 Grafik DTA Papan Komposit Variasi berat Serat

20% susunan acak ………. 43

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran

Judul Halaman

1 Data Hasil Uji Kerapatan………. 50

2 Data Hasil Pengujian Kadar Air ………. 51

3 Data Hasil Pengujian Pengembangan Tebal ………….. 52

4. Data Hasil Pengujian Kuat Lentur ……….. 53

5. Data Pengujian Modulus Elastisitas………. 54

6. Data Hasil Pengujian Kuat Impak……… 55

7. Data Hasil Uji Tekan……… 56

8 Data hasil Uji Tarik……….. 57

PEMBUATAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL DENGAN MENGGUNAKAN SERAT BATANG KECOMBRANG (

Horan) CAMPURAN SiO2 dan RESIN POLYESTER

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian Karakterisasi Papan Partikel campuran Resin polyester dan silica dengan Serat Batang Kecombrang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penambahan serat batang kecombrang sebagai matriks dala resin poliyester dan silica yang di hasilkan. Dari hasil penelitian berdasarkan uji baik fisis maupun mekanik menunjukkan bahwa pengisian serat batang kecombrang yang digabung dengan resin polyester dan silica dengan perbandingan sebagai berikut : 70:30:0,70:25:5, 70:20:10, 70:15:15, 70:10:20, 70:5:25, RP:SI:SBK dapat memenuhi syarat sebagai papan partikel sesuai dengan standar Nasional Indonesia (SNI).Nilai Kerapatan 0,7191,245 gr/ cm3, Nilai Kadar Air 0,8929 24,776%, Pengembangan Tebal 0,88891,342%, Nilai Kuat Lentur 35,8689109,368 MPa, Elastisitas 241,6269890,171 MPa, Kuat Impak 0,32191,59 J/cm2. Sampel ini dapat di rekomendasikan sebagai papan Partikel.

ABSTRACT

Characterization studies have been conducted Particle Board mixture of polyester resin and silica with Fiber Trunk kecombrang. This study aims to determine the addition of fiber rods in kecombrang as matrix resins and silica poliyester that produced. From the results of research based on both physical and mechanical test showed that filling fiber rods kecombrang combined with polyester resin and silica with the following comparison: 70:30:0, 70:25:5, 70:20:10, 70:15:15 , 70:10:20, 70:5:25, RP: SI: SBK can qualify as particle board in accordance with the Indonesian National standard (SNI). value density from 0.71 to 1.245 g / cm3, 0.892 to 24.776 Water Content Value %, Development thickness from 0.888 to 1.342%, from 35.868 to 109.368 Mpa. Bending strength value, 241.626 to 890.171 Mpa elasticity, Strong Impact 0.321 to 1.59 J/cm2.

This sample can recommended as particle board.

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Budi daya tanaman yang berasal dari alam dalam aplikasi untuk pengembangan material komposit pada saat sekarang ini sangat pesat, misalnnya dalam pembuatan gipsum dan papan partikel.

Kondisi hutan Indonesia menunjukkan produktivitas yang semakin menurun, padahal kebutuhan kayu semakin meningkat. Untuk mengatasi masalah ini maka perlu di lakukan berbagai usaha antara lain efisiensi pemanfaatan kayu, pemanfatan kayu secara total serta mencari alternatif melalui pengembangan teknologi dan bahan berlignosellulosa lainnya (Apri, 2009)

Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panil kayu yang terbuat dari partikel9partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan menggunakan perekat sintesis atau bahan pengikat lain dan dikempa panas (Maloney, 2004). Sifat bahan baku kayu sangat berpengaruh terhadap sifat papan partikelnya. Sifat kayu tersebut antara lain jenis dan kerapatan kayu, penggunaan kulit kayu, bentuk dan ukuran bahan baku, penggunaan kulit kayu, tipe, ukuran dan geometri partikel kayu, kadar air kayu, dan kandungan ekstraktifnya.

Papan partikel mempunyai beberapa kelebihan dibanding kayu asalnya yaitu papan partikel bebas dari mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam dan mudah dikerjakan, mempunyai sifat isotropis, sifat dan kualitasnya dapat diatur. Kelemahan papan partikel adalah stabilitas dimensinya yang rendah.

Pembuatan papan partikel dapat dilakukankan dengan pengunaan bahan9 bahan yang berasal dari alam, diantaranya adalah ampas tebu, kelapa sawit, komposit, kayu jabon, kayu kenaf dan Kecombrang (kecombrang). Tanaman kecombrang (Nicolaia spesiosa Horan) adalah sejenis tanaman rempah dan merupakan tumbuhan tahunan berbentuk terna yang bunga, buah serta bijinya dapat dimanfaatkan sebagai bahan sayuran. Kecombrang (Nicolaia spesiosa

Horan) mempunyai nama lain Kecombrang (Medan), Siantan (Melayu), kala (Thai), honje (Sunda), bongkot (Bali),bunga kantan (Malaysia). (Sartika,2010).

Untuk itu, perkembangan teknologi pembuatan produk bahan bangunan dari komposit serat alam menjadi perhatian dalam bidang penelitian. Misalnya serat batang Kecombrang (SBK) sebagai bahan pembuatan genteng, plafon ataupun panel dinding. Maka untuk memenuhi target pembangunan rumah yang cepat, kuat, dan ekonomis dibutuhkan teknologi bahan alternatif khususnya penyediaan panel dinding bangunan yang ringan, efisien, hemat waktu dalam pengerjaan, ramah lingkungan, kuat dan tahan penggempaan.

Untuk itu, perlu dilakukan penelitian karakterisasi pembuatan papan lembaran sebagai panel dinding dari susunan dan variasi persentase berat serbuk silikon oksida (SiO2) atau silika dan serat batang kecombrang dengan resin

polyester agar menghasilkan bahan dengan sifat mekanik yang lebih optimal.

1.2. Perumusan Masalah

Secara umum yang menjadi perumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh serat batang Kecombrang terhadap pembuatan dan karakteristik papan lembaran sebagai panel dinding yang dihasilkan ? 2. Berapakah nilai variasi persentase berat serbuk SiO2 dan serat batang

kecombrang dengan resin polyester terhadap pembuatan dan karakteristik papan lembaran sebagai panel dinding agar menghasilkan sifat mekanik yang lebih optimal?

Dalam penelitian ini dilakukan batasan masalah yang diteliti, yaitu :

1. Komposit yang akan dibuat menggunakan resin polyester sebagai matriks dan Serbuk SiO2 dengan Serat batang kecombrang (SBK)

4. Variasi persentase berat serat batang kecombrang dengan resin polyester (70%) adalah 30 %, 25 %, 20 % , 15%, 10% dan 5 % sedangkan persentase SiO2 adalah 0%, 5%, 10%, 15%, 20% dan 25%.

5. Pengujian sifat mekanik komposit adalah berupa kuat tarik, kuat lentur kuat impak, Analisa DTA, Analisa XRD. Untuk uji DTA manfaatnya untuk mengetahui seberapa kuat daya tahan papan partikel tersebut terhadap suhu, sedangkan XRD untuk mengetahui partikel9partikel penyusun daripada bahan – bahan komposit yang di hasilkan.

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Mengetahui pengaruh Serat Batang Kecombrang (SBK) terhadap pembuatan dan karakteristik papan lembaran sebagai panel dinding. 2. Mengetahui persentase berat serbuk SiO2 dan serat batang kecombrang

dengan resin polyester terhadap pembuatan dan karakteristik papan lembaran sebagai panel dinding.

1.4. Hipotesis Penelitian

Hipotesis Penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Pembuatan dan karakteristik papan lembaran sebagai panel dinding terbaik sangat dipengaruhi oleh persentase berat serbuk SiO2 dan serat

batang kecombrang dengan Resin Polyester.

2. Pembuatan dan karakteristik papan lembaran sebagai panel dinding terbaik dipengaruhi oleh presentase berat serbuk SiO2 dan serat batang

kecombrang. Hasilnya dapat diterima karena papan partikel yang di hasilkan sesuai dengan yang di harapkan dan dapat dipergunakan untuk kebutuhan rumah tangga, kantor, dan lain9lain.

1.5. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini dilakukan adalah :

1. Memberi informasi mengenai sifat mekanik komposit serbuk SiO2 dan

serat batang kecombrang dengan Resin Polyester (RP) yang optimal. 2. Memberi informasi mengenai persentase serbuk SiO2 dan Serat Batang

Kecombrang (SBK) dengan resin polyester yang menghasilkan kekuatan mekanik komposit yang optimal.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Komposit

Komposit adalah penggabungan dua atau lebih material yang berbeda sebagai suatu kombinasi yang menyatu. Misalnya berbagai badan perahu layar yang dibuat dari plastik yang diperkuat serat, dimana serat biasanya adalah gelas dan plastiknya umumnya poliyester. (Harbrian V, 2007). Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu serat (fiber) sebagai pengisi dan bahan pengikat serat yang disebut matrik. Didalam komposit unsur utamanya serat, sedangkan bahan pengikatnya polimer yang mudah dibentuk. Penggunaan serat sendiri yang utama adalah menentukan karakteristik bahan komposit, seperti: kekakuan, kekuatan serta sifat mekanik lainnya.

Sebagai bahan pengisi, serat digunakan untuk menahan gaya yang bekerja pada bahan komposit, matrik berfungsi melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap gaya9gaya yang terjadi. Oleh karena itu untuk bahan serat digunakan bahan yang kuat, kaku dan getas, sedangkan bahan matrik dipilih bahan9bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap perlakuan kimia.

2.1.1 Klasifikasi Bahan Komposit .

Klasifikasi komposit serat (fiber matrik composites) dapat dibedakan menjadi;

1. Fiber composites (komposit serat) adalah gabungan serat dengan matrik.

2. Flake composites adalah gabungan serpih rata dengan matrik.

3. Particulate composites adalah gabungan partikel dengan matrik.

4. Filled composites adalah gabungan matrik continous skeletal

5. Laminar composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina.

Bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber composite). Bahan

komposit partikel terdiri dari partikel yang diikat matrik. Komposit serat ada dua macam, yaitu serat panjang (continuos fiber) dan serat pendek (short fiber atau whisker). Di bawah ini akan diuraikan diagram klasifikasi bahan9bahan komposit yaitu :

Gambar 2.1. Klasifikasi bahan komposit (Rusmiyatno, 2007)

2.1.2 Tipe Komposit Serat

Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit yaitu :

1. Continuous Fiber Composite

Tipe ini mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina diantara matriknya. Tipe ini mempunyai kelemahan pemisahan antar lapisan.

2. Woven Fiber Composite (bi directional)

Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena Bahan Komposit

Serat Tidak Kontiniu

Serat Satu Arah Serat Dua Arah Arah Acak Arah Teratur

Laminat Hibrid

Serat Banyak Lapis

Arah Acak Arah Teratur Komposit Partikel

Serat Satu Lapis

Serat Kontiniu Komposit Serat

3. Discontinuous Fiber Composite

Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat

pendek. Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 menurut Gibson (Rusmiyatno, 2007) :

a . Aligned discontinuous fiber

b. Off axis aligned discontinuous fiber c. Randomly oriented discontinuous fiber

Gambar 2.2 Tipe discontinuous fiber

4. Hybrid Fiber Composite

Hybrid fiber composite merupakan komposit gabungan antara tipe

serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat mengganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya. Dibawah ini akan di tunjukkan pada gambar 2.5 Hybrid Fiber komposit.

2.1.3 Faktor yang mempengaruhi Performa Komposit 1. Faktor Serat

2. Letak Serat

a. One dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan pada arah axis

serat.

b. Two dimensional reinforcement (planar), mempunyai kekuatan pada

dua arah atau masing9masing arah orientasi serat.

c. Three dimensional reinforcement, mempunyai sifat isotropic

kekuatannya lebih tinggi dibanding dengan dua tipe sebelumnya. 3. Panjang Serat

Serat panjang lebih kuat dibanding serat pendek. Oleh karena itu panjang dan diameter sangat berpengaruh pada kekuatan maupun modulus komposit. Serat panjang (continous fiber) lebih efisien dalam peletakannya daripada serat pendek.

4. Bentuk Serat

Bentuk serat tidak mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit yang tinggi.

5. Faktor Matrik

Matrik dalam komposit berfugsi sebagai bahan mengikat serat menjadi sebuah unit struktur, yang melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan atau memindahkan beban eksterna pada bidang geser antara serat dan matrik, sehingga matrik dan serat saling berhubungan. Bahan polimer yang sering digunakan sebagai material amtrik dalam komposit ada dua macam adalah thermoplasik dan thermoset, yaitu : a. Thermoplastik, bahan9bahan yang tergolong diantaranya Polyamide

(PI), Polysulfone (PS), Poluetheretherketone (PEEK), Polyhenylene sulfide (PPS), Polypropropylene (PP), Polyethylene (PE), dll.

6. Katalis

Katalis digunakan untuk membantu proses pengeringan resin dan serat.

2.1.4 Pencampuran Polimer

Proses pencampuran dalam pembuatan polimer secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu :

1. Proses fisika, terjadi pencampuran secara fisik antara dua jenis polimer atau lebih yang memiliki struktur yang berbeda, tidak membentuk ikatan ekivalen antara komponen9komponennya

2. Proses kimia, menghasilkan kopolimer yang ditandai dengan terjadinya ikatan9ikatan kovalen antar polimer penyusunnya. Interaksi yang terjadi di dalam campuran ini berupa ikatan vander walls. Ikatan hydrogen atau interaksi dipol9dipol.

Pencampuran polimer komersial dapat dihasilkan dari polimer sintetik dengan polimer alam. Pencampuran yang dihasilkan dapat berupa campuran homogeny dan campuran heterogen (Nurjana, 2007)

2.2. Karakteristik Papan Partikel Komposit

Karakteristik dari papan partikel komposit dilakukan untuk mengetahui dan menganalisis campuran polimer dengan serat. Karakterisasi ini dilakukan denga menggunakan pengujian berdasarkan pada standar JIS A 590892003 yang meliputi sifat fisik seperti densitas, daya serap air dan pengembangan tebal dan sifat mekanis seperti keteguhan patah dan kuat lentur, Keteguhan rekat internal (Internal bond), kuat impak dan kuat pegang sekrup) serta untuk menganalisa pengaruh suhu terhadap karakteristik panel komposit dilakukan analisis berupa Differential Thermal Analisis (DTA).

Karakteristik papan partikel komposit dari beberapa standar sebagai acuan untuk menentukan kualitas papan partikel tersebut diperlihatkan pada table 2.1 berikut :

Tabel 2.1 Sifat Fisis dan Mekanis dari Berbagai Standar No Sifat Fisik/Mekanik SNI 03?2105?1996 JIS 5908?2003

1 Kerapatan (gr/cm3) 0,5 – 0,9 0,4 – 0,9

2 Kadar Air (%) < 14 5 – 13

3 Daya serap air (%) 9 9

4 Pengembangan tebal (%) Maks 12 Maks 12

5 MOR (kg/cm2) Min 80 Min 80

6 MOE (N) Min 15.000 Min 20.000

7 Internal bond (N) Min 1,5 Min 1,5

8 Kuat Pegang Sekrup (kg) Min 30 Min 30

9 Hardness (N) 9 9

10 Emisi Formaldehyde (ppm) 9 Min 0,3

(Sumber : Standar Nasional Indonesia dan Japanese Industrial Standard) 2.2.1 Faktor Yang Mempengaruhi Mutu Papan Parikel

1. Berat jenis kayu

Perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan partikel dengan berat jenis kayu harus lebih dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar mutu papan partikelnya baik. Pada keadaan tersebut proses pengempaan berjalan optimal sehingga kontak antar partikel baik.

2. Zat ekstraktif kayu

Kayu yang berminyak akan menghasilkan papan partikel yang kurang baik dibandingkan dengan papan partikel dari kayu yang tidak berminyak. Zat ekstraktif semacam itu akan mengganggu proses perekatan.

3. Jenis kayu

Jenis kayu (misalnya Meranti kuning) yang kalau dibuat papan partikel emisi formaldehidanya lebih tinggi dari jenis lain (misalnya meranti merah). Masih diperdebatkan apakah karena pengaruh warna atau pengaruh zat ekstraktif atau pengaruh keduanya.

partikel struktural lebih baik dibuat dari satu jenis kayu daripada dari campuran jenis kayu.

5. Ukuran partikel

Papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik daripada yang dibuat dari serbuk karena ukuran tatal lebih besar daripada serbuk. Karena itu, papan partikel struktural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar.

6. Kulit kayu

Makin banyak kulit kayu dalam partikel kayu sifat papan partikelnya makin kurang baik karena kulit kayu akan mengganggu proses perekatan antar partikel. Banyaknya kulit kayu maksimum sekitar 10%.

7. Perekat

Macam partikel yang dipakai mempengaruhi sifat papan partikel. Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan dalam komposisi perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel. Sebagai contoh, penggunaan perekat urea formaldehida yang kadar formaldehidanya tinggi akan menghasilkan papan partikel yang keteguhan lentur dan keteguhan rekat internalnya lebih baik tetapi emisi formaldehidanya lebih jelek.

8. Pengolahan

Proses produksi papan partikel berlangsung secara otomatis. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan yang dapat mengurangi mutu papan partikel. Sebagai contoh, kadar air hamparan (campuran partikel dengan perekat) yang optimum adalah 10914%, bila terlalu tinggi keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal papan partikel akan menurun.

2.2.2 Mutu Papan Partikel

Mutu papan partikel meliputi cacat, ukuran, sifat fisis, sifat mekanis, dan sifat kimia. Dalam standar papan partikel yang dikeluarkan oleh beberapa negara

masih mungkin terjadi perbedaan dalam hal kriteria, cara pengujian, dan persyaratannya. Walaupun demikian, secara garis besarnya sama.

a. Cacat

Pada Standar Indonesia Tahun 1983 tidak ada pembagian mutu papan partikel berdasarkan cacat, tetapi pada standar tahun 1996 ada 4 mutu penampilan papan partikel menurut cacat, yaitu :A, B, C, dan D. Cacat yang dinilai adalah partikel kasar di permukaan, noda serbuk, noda minyak, goresan, noda perekat, rusak tepi dan keropos.

b. Ukuran

Penilaian panjang, lebar, tebal dan siku terdapat pada semua standar papan partikel. Dalam hal ini, dikenal adanya toleransi yang tidak selalu sama pada setiap standar. Dalam hal toleransi telah, dibedakan untuk papan partikel yang dihaluskan kedua permukaannya, dihaluskan satu permukaannya dan tidak dihaluskan permukaannya.

2.2.3 Sifat Fisis

1. Kerapatan papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, tetapi persyaratannya tidak selalu sama. Menurut Standar Indonesia Tahun 1983 persyaratannya 0,5090,70 g/cm3, sedangkan menurut Standar Indonesia Tahun 1996 persyaratannya 0,5090,90 g/cm3. Ada standar papan partikel yang mengelompokkan menurut kerapatannya, yaitu rendah, sedang, dan tinggi.

2. Kadar air papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, yaitu metode oven (metode pengurangan berat). Walaupun persyaratan kadar air tidak selalu sama pada setiap standar, perbedaannya tidak besar (kurang dari 5%).

3. Pengembangan tebal papan partikel ditetapkan setelah contoh uji direndam dalam air dingin (suhu kamar) atau setelah direndam dalam air mendidih, cara pertama dilakukan terhadap papan partikel interior dan eksterior,

3 jam kemudian dikeringkan dalam oven 100 °_{C sampai berat contoh uji}

tetap. Ada papan partikel interior yang tidak diuji pengembangan tebalnya, misalnya tipe 100 menurut Standar Indonesia Tahun 1996, sedangkan untuk tipe 150 dan tipe 200 diuji pengembangan tebalnya. Menurut standar FAO, pada saat mengukur pengembangan tebal ditetapkan pula penyerapan airnya (absorbsi).

2.2.4. Sifat Mekanis

1. Keteguhan (kuat) lentur umumnya diuji pada keadaan kering meliputi modulus patah dan modulus elastisitas. Pada Standar Indonesia Tahun 1983 hanya modulus patah saja, sedangkan pada Standar Indonesia Tahun 1996 meliputi modulus patah dan modulus elastisitas. Selain itu, pada standar ini ada pengujian modulus patah pada keadaan basah, yaitu untuk papan partikel tipe 150 dan 200. Bila papan partikelnya termasuk tipe I (eksterior), pengujian modulus patah dalam keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam dalam air mendidih (2 jam) kemudian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam. Untuk papan partikel tipe II (interior) pengujian modulus patah dalam keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam dalam air panas (70 °_{C) selama 2 jam kemudian}

dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam.

2. Keteguhan rekat internal (kuat tarik tegak lurus permukaan) umumnya diuji pada keadaan kering, seperti pada Standar Indonesia tahun 1996. Pada Standar Indonesia tahun 1983 pengujian tersebut dilakukan pada keadaan kering untuk papan partikel mutu I (eksterior) dan mutu II (interior). Pengujian pada keadaan basah, yaitu setelah direndam dalam air mendidik (2 jam) dilakukan hanya pada papan partikel mutu I saja.

3. Keteguhan (kuat) pegang skrup diuji pada arah tegak lurus permukaan dan sejajar permukaan serta dilakukan pada keadaan kering saja. Menurut Standar Indonesia tahun 1996 pengujian tersebut dilakukan pada papan partikel yang tebalnya di atas 10 mm.

2.2.5. Sifat Kimia

Emisi (lepasan) formaldehida dapat dianggap sebagai sifat kimia dan papan partikel. Pada Standar Indonesia tahun 1983, belum disebutkan mengenai emisi formaldehida dari papan partikel. Pada Standar Indonesia tahun 1996, disebutkan bahwa bila diperlukan dapat dilakukan penggolongan berdasarkan emisi formaldehida. Pada Standar Indonesia tahun 1999 mengenai emisi formaldehida pada panel kayu terdapat pengujian dan persyaratan emisi formaldehida pada papan partikel.

2.3 Serat Kecombrang

Kecombrang, kantan, atau honje (Etlingera elatior) adalah sejenis tumbuhan rempah dan merupakan tumbuhan tahunan berbentuk terna yang bunga, buah, serta bijinya dimanfaatkan sebagai bahan sayuran. Nama lainnya adalah Kecombrang (Medan), kincuang dan sambuang (Minangkabau) serta siantan (Malaya).

`Ciri9ciri batang, daun, dan bunga Honje berwarna kemerahan seperti jenis tanaman hias pisang9pisangan. Jika batang sudah tua, bentuk tanamannya mirip jahe, dengan tinggi mencapai 5 m. Batang9batang semu bulat gilig, membesar di pangkalnya; tumbuh tegak dan banyak, berdekat9dekatan, membentuk rumpun jarang, keluar dari rimpang yang menjalar di bawah tanah. Rimpangnya tebal, berwarna krem, kemerah9jambuan ketika masih muda. Daun 15930 helai tersusun dalam dua baris, berseling, di batang semu; helaian daun jorong lonjong, 20990 cm × 10920 cm, dengan pangkal membulat atau bentuk jantung, tepi bergelombang. Pada seluruh bagian tanaman seperti akar, daun, bunga, biji, batang, kulit, ranting, dan buah mengandung antioksidan alami seperti fenol, polifenol, flavonoid, turunan asam sinamat, tokoferol, dan asam organik. (Pristiadi, 2012)

Di bawah ini akan di uraikan komposisi dari SBK sebagai berikut :

Tabel 2.2 Kompoisi Pohon Kecombrang Kecombrang

Nilai nurtrisi per 100 g (3.5 oz)

Energi 0 kJ (0 kkal)

Karbohidrat 4.4 g

Serat pangan 1.2 g

Lemak 1.0 g

Protein 1.3 g

Air 91 g

Calcium 32 mg (3%)

Iron 4 mg (32%)

Magnesium 27 mg (7%)

Phosphorus 30 mg (4%)

Potassium 541 mg (12%)

Zinc 0.1 mg (1%)

Sumber : Ika Sartika, 2010. Prahum PKT Kebun Raya Bogor9 LIPI, Jakarta. Bunga dalam karangan berbentuk gasing, bertangkai panjang 0,592,5 cm × 1,592,5 cm, dengan daun pelindung bentuk jorong, 7918 cm × 197 cm, merah jambu hingga merah terang, berdaging, melengkung membalik jika mekar. Kelopak bentuk tabung, panjang 393,5 cm, bertaju 3, terbelah. Mahkota bentuk tabung, merah jambu, hingga 4 cm. Labellum serupa sudip, sekitar 4 cm panjangnya, merah terang dengan tepian putih atau kuning. Buah berjejalan dalam bongkol hampir bulat berdiameter 10920 cm, masing9masing butir 292,5 cm besarnya, berambut halus pendek di luarnya, hijau dan menjadi merah ketika masak. Bahkan kecombrang salah satu tanaman rempah yang memiliki potensi sebagai pangan fungsional yang berfungsi sebagai anti bakteri. Gambar lengkap dari tanaman Kecombrang (Nicolaia Speciosa Horan) dapat di lihat pada gambar 2.4 berikut ini.

Gambar 2.4. Batang Kecombrang

2.4. Silikon Oksida ( SiO2)

2.4.1 Ciri –Ciri dan Sifat Silikon Oksida

Silikon Oksida (SiO2) adalah salah satu unsur hara yang dibutuhkan

tanaman, terutama padi dan tanaman lain yang bersifat akumulator. Namun, peran SiO2 sebagai unsur hara yang dibutuhkan tanaman belum mendapat

perhatian. Meskipun bukan termasuk unsur hara esensial, SiO2 dikenal sebagai

unsur hara yang bermanfaat (beneficial element), terutama untuk tanaman padi dan tebu. Unsur Si dapat mendukung pertumbuhan yang sehat dan menghindarkan tanaman dari serangan penyakit dan cekaman suhu, radiasi matahari, serta defisiensi dan keracunan unsur hara.Wikipedia (http://id.wikipedia.org/wiki/Silika

kristal9kristal silika (SiO2) dan mengandung senyawa pengotor yang terbawa

selama proses pengendapan. Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama seperti kuarsa dan feldsfar.

Silikon Oksida (SiO2) biasa diperoleh melalui proses penambangan yang

dimulai dari menambang pasir kuarsa sebagai bahan baku. Pasir kuarsa tersebut kemudian dilakukan proses pencucian untuk membuang pengotor yang kemudian dipisahkan dan dikeringkan kembali sehingga diperoleh pasir dengan kadar silika yang lebih besar bergantung dengan keadaan kuarsa dari tempat penambangan. Pasir inilah yang kemudian dikenal dengan pasir silika atau silika dengan kadar tertentu.

Silikon Oksida biasanya dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dengan berbagai ukuran tergantung aplikasi yang dibutuhkan seperti dalam industri ban, karet, gelas, semen, beton, keramik, tekstil, kertas, kosmetik, elektronik, cat, film, pasta gigi, dan lain9lain. Untuk proses penghalusan atau memperkecil ukuran dari pasir silika umumnya digunakan metode milling dengan ball mill untuk menghancurkan ukuran pasir silika yang besar9besar menjadi ukuran yang lebih kecil dan halus, silika dengan ukuran yang halus inilah yang biasanya bayak digunakan dalam industri.Wikipedia (http://Lontar.ui.ac.id/opac/themes/libri

2/detail.J.s)

Saat ini dengan perkembangan teknologi mulai banyak aplikasi penggunaan silika pada industri semakin meningkat terutama dalam penggunaan silika pada ukuran partikel yang kecil sampai skala mikron atau bahkan nanosilika. Kondisi ukuran partikel bahan baku yang diperkecil membuat produk memiliki sifat yang berbeda yang dapat meningkatkan kualitas. Sebagai salah satu contoh silika dengan ukuran mikron banyak diaplikasikan dalam material building, yaitu sebagai bahan campuran pada beton. Rongga yang kosong di antara partikel semen akan diisi oleh mikrosilika sehingga berfungsi sebagai bahan penguat beton (mechanical property) dan meningkatkan daya tahan (durability). Selama ini kebutuhan mikrosilika dalam negeri dipenuhi oleh produk impor. Ukuran lainnya yang lebih kecil adalah nanosilika banyak digunakan pada aplikasi di industri ban, karet, cat, kosmetik, elektronik, dan keramik. Sebagai

salah satu contoh adalah pada produk ban dan karet secara umum. Manfaat dari penambahan nanosilika pada ban akan membuat ban memiiki daya lekat yang lebih baik terlebih pada jalan salju, mereduksi kebisingan yang ditimbulkan dan usia ban lebih pajang daripada produk ban tanpa penambahan nanosilika. Dibawah ini di tunjukkan pada gambar 2.5 dari SiO2 (Silikon Oksida)

Gambar 2.5 Serbuk Silika 2.5 Matriks

Unsaturated Polyester Resin (UPR) merupakan jenis resin termoset atau polyester. Unsaturated Polyester Resin (UPR) Yukalac 157® BQTN9EX Series.

Dibawah ini akan ditunjukkan spesifikasi dari ® !" #$

Tabel. 2.3 Spesifikasi ® !" #$

Item Satuan Nilai Tipikal Catatan

Berat Jenis 9 1,215 250 C

Kekerasan _ 40 Barcol/GYZJ 93491

Suhu distorsi panas oC 70

Penyerapan air ( suhu ruang)

% 0,188 24 jam

% 0,466 7 hari

Kekuatan Fleksural Kg/mm2 9,4 _

Modulus Fleksural Kg/mm2 300 _

2.6 Pengujian Sifat Fisik

Untuk mengetahui sifat9sifat fisik papan partikel komposit dilakukan pengujian kerapatan (K) dan daya serap air (DSA) seperti berikut :

a. Kerapatan

Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering udara, sampel berukuran 10cm x 10 cm x 1 cm ditimbang beratnya, lalu diukur rata9rata panjang, lebar, dan tebalnya untuk menentukan volumenya. Kerapatan sampel papan partikel komposit dihitung dengan rumus :

ρ = ... (2.1) Dimana

ρ = kerpatan (kg/m3)

m = massa sampel (kilogram) V = volume sampel (m3) b. Daya Serap Air

Daya serap air dihitung dari berat sampel sebelum dan sesudah perendaman dalam air 24 jam pada sampel berukuran 5cm x 5cm x 1cm dengan rumus :

... (2.2) Dimana

DSA = daya serap air (%)

B1 = berat sampel sebelum perendaman (kilogram) B2 = berat sampel sesudah perendaman (kilogram)

2.7 Pengujian Sifat Mekanik 2.7.1. Pengujian Kuat Patah

Pengujian kuat patah atau Modulus of Ruftur(MOR) dilakukan dengan Universal Testing Machine (UTM) dengan menggunakan lebar batang

penyangga (jarak sangga) 14 kali tebal sampel, tetapi tidak kurang dari 14 cm. Nilai MOR dihitung dengan rumus :

... (2.3) Di bawah ini akan ditunjukkan gambar Alat uji Mekanik

Dimana

MOR = Modulus Of RUftur (kg/m3) P = beban maksimum (kg) L = jarak sangga (m) b = lebar sampel (m) d = tebal sampel (m)

Gambar 2.6 Pengujian Kuat Patah (MOR)

2.7.2. Pengujian Kuat Tarik.

Uji tarik adalah salah satu uji stress9strain mekanik yang bertujuan mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik.

Gambar.2.7 Uji Tarik ASTM D 638M984

Pengujiannya, bahan uji ditarik sampai putus. Umumnya kekuatan tarik polimer lebih rendah dari baja 70 kgf/mm2. Hasil pengujian adalah grafik beban versus perpanjangan (elongasi).

Enginering Stess (σ) :

…………. (2.4)

F = Beban yang diberikan arah tegak lurus terhadap penampang spesimen (N) A0 = Luas penampang mula9mula spesimen sebelum diberikan pembebanan

(m2 )

σ = Enginering Stress (MPa) Enginering Strain (ε):

……… (2.5)

ε = Enginering Strain

Lo = Panjang mula9mula spesimen sebelum diberikan pembebanan (cm) YL = Pertambahan panjang (cm)

2.7.3.Pengujian Kuat Lentur.

Kekuatan lentur atau kekuatan bending adalah tegangan bending terbesar yang dapat diterima akibat pembebanan luar tanpa mengalami deformasi besar. Pengujian dilakukan three point bending.

2

2

3

bh

Wl

K

=

Gambar 2.8 Pemasangan Benda Uji

Sehingga kekuatan bending dapat dirumuskan sebagai berikut :

……… (2.6)

Pada perhitungan kekuatan bending ini, digunakan persamaan yang ada pada standar ASTM D790, yaitu:

………...(2.7)

K = Tegangan lentur maksimum (N/m2) W= Beban maksimum (Maksimum Load) (N) b = Lebar dari benda uji (m)

h = Tebal benda uji (m)

l = Jarak antara penyangga (m)

2.7.4 Pengujian Kuat Impak

Kekuatan impak adalah untuk mengetahui kegetasan. Kekuatan impak SAMPEL

PEMBEBANAN

h %

Charphy, Izod atau dengan bola jatuh. Dibawah ini akan di tunjukkan gambar mesin pengujian impak.

Gambar 2.9 Pengujian Kuat Impak

2.7.5 Pengujian Termal

Pengujian termal dilakukan untuk mengetahui intensitas tahanan termal panel dinding dengan cara pengujian termal terhadap bahan dinding tersebut. Sampai pada suhu berapa panas berpengaruh pada bahan komposit. Sifat termal dilakukan karena sifat ini penting untuk menentukan sifat mekanis bahan polimer. Metoda yang dapat digunakan dalam pengujian termal adalah Differential

Thermal Analysis (DTA). DTA adalah salah satu tehnik yang dapat mencatat

perbedaan antara suhu sampel dan senyawa pembanding baik terhadap waktu atau suhu saat kedua spesimen dikenai kondisi suhu yang sama dalam sebuah lingkungan yang dipanaskan atau didinginkan pada laju terkendali. Di bawah ini akan di tunjukkan Alat Uji termal.

Gambar 2.10 Pengujian Termal (DTA)

2.7.6. Difraksi Sinar?X

XRD (X–Ray Diffraction) adalah Alat yang digunakan untuk menentukan substansi atau kristal yang terkandung dalam sampel, biasanya selalu menimbulkan pola difraksi yang unik, kecuali amorf atau gas. Pola difraksi yang muncul menampilkan substansi apa saja yang terdapat pada sampel tersebut. Misalnya suatu sampel mengandung senyawa AxBy, maka analisa kuantitatif XRD

adalah tetap akan mengungkap senyawa AxBy , berbeda dengan analisis kimia

yang memberikan adanya dua unsur A dan B. Selanjutnya jika unsur tersebut mengandung AxBy dan A2xBy, maka analisa kwantitatif XRD adalah tetap akan

mengungkap senyawa AxBy dan A2xBy sedangkan menurut analisis kimia hanya

memberikan adanya dua unsur A dan B. Untuk mengerjakan analisa kualitatif dimulai dengan menganalisa dan menyusun pola difraksi metoda bubuk. Pola

Nilai puncak pada grafik hasil XRD adalah merupakan pola difraksi yang dihasilkan dari suatu bahan, akan mematuhi Hukum Bragg. Dari nilai d ( jarak antar bidang) dapat ditentukan sifat khas bahan tersebut. Pada gambar 2.1 ditunjukkan jalannya sinar pada bidang difraksi pada peristiwa difraksi sinar9X, hingga diperoleh persamaan :

nλ = 2d sinθ ...(2.8) Dimana:

n = orde difraksi

λ = panjang gelombang yang digunakan (cm) d = jarak antara bidang dua atom (cm)

θ = sudut antar bidang9bidang atom dengan arah bidang datang atau berkas difraksi

Difraksi merupakan metode yang unggul untuk memahami apa yang terjadi pada level atomis dari suatu material kristalin. Sinar X, elektron dan neutron memiliki panjang gelombang yang sebanding dengan dimensi atomik sehingga radiasi sinar tersebut sangat cocok untuk menginvestigasi material kristalin. Teknik difraksi mengeksploitasi radiasi yang terpantul dari berbagai sumber seperti atom dan kelompok atom dalam kristal. Ada beberapa macam difraksi yang dipakai dalam studi material yaitu: difraksi sinar X, difraksi neutron dan difraksi elektron. Namun yang sekarang umum dipakai adalah difraksi sinar X dan elektron.

Dari metode difraksi kita dapat mengetahui secara langsung mengenai jarak rata – rata antar bidang atom. Kemudian kita juga dapat menentukan orientasi dari kristal tunggal. Secara langsung mendeteksi struktur kristal dari suatu material yang belum diketahui komposisinya. Kemudian secara tidak langsung mengukur ukuran, bentuk dan internal stres dari suatu kristal.

Komponen utama XRD yaitu terdiri dari tabung katoda (tempat terbentuknya sinar9X), sampel holder dan detektor. Pada XRD yang berada di lab pusat MIPA ini menggunakan sumber Co dengan komponen lain berupa cooler yang digunakan untuk mendinginkan, karena ketika proses pembentukan sinar9X

dikeluarkan energi yang tinggi dan menghasilkan panas. Kemudian seperangkat komputer dan CPU.

XRD memberikan data9data difraksi dan kuantisasi intensitas difraksi pada sudut9sudut dari suatu bahan. Data yang diperoleh dari XRD berupa intensitas difraksi sinar9X yang terdifraksi dan sudut9sudut 2θ. Tiap pol ayang muncul pada pola XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu. (Widyawati, 2012).

Suatu kristal yang dikenai oleh sinar9X tersebut berupa material (sampel), sehingga intensitas sinar yang ditransmisikan akan lebih rendah dari intensitas sinar datang. Berkas sinar9X yang dihamburkan ada yang saling menghilangkan (interferensi destruktif) dan ada juga yang saling menguatkan (interferensi konstrktif). Interferensi konstruktif ini merupakan peristiwa difraksi seperti pada Gambar 2.14 (Grant & Suryanayana, 1998).

Gambar 2.11 Difraksi Sinar9X (Grant & Suryanayana, 1998)

Secara matematis, difraksi hanya terjadi ketika Hukum Bragg dipenuhi. Secara fisis jika kita mengetahui panjang gelombang dari sinar yang membentur kemudian kita bisa mengontrol sudut dari benturan maka kita bisa menentukan

d dari rumus Bragg serta mengetahui nilai h, k, l dari masing – masing nilai d, dengan rumus – rumus dibawah ini kita bisa menentukan latis parameter (a, b dan c) sesuai dengan bentuk kristalnya.

Jika dari hasil XRD diperoleh nilai FWHM (Full width at half maximum), maka dengan menggunakan persamaan Debye Scherer dapat diperoleh ukuran butir partikel pada sampel. Persamaan Debye Scherer dituliskan sebagai berikut :

……….(2.9) Keterangan :

K = 0,94 dianggap bentuk Kristal mendekati bola L = Ukuran Kristal

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer Departemen Kimia dan Laboratorium Pengujian Penelitian FMIPA USU

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat yang digunakan dalam pembuatan sampel adalah :

a. Alat cetakan dari bahan steinles digunakan untuk mencetak bahan uji. b. Alat mesin press untuk menekan cetakan agar didapat komposit padat. c. Mixer digunakan untuk mencampur resin dengan katalis agar rata. d. Neraca Analitis, Jangka Sorong,Penggaris

e. Oven f. Gelas ukur

g. Gergaji dan Gergaji Mesin

h. Alat penguji papan komposit, pengaduk dan timbangan

3.2.2. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini : a. Serat Batang kecombrang (SBK)

b. SiO2

c. Resin poliester YUCOLAX 157 EX (series) dan Katalis MEKPO

3.3 Rancangan Penelitian

3.3.1 Perlakuan pada Serat Batang Kecombrang

a. Batang Kecombrang yang utuh dipotong membujur. b. Merendam batang kecombrang didalam air selama 24 jam.

e. Memotong serat dengan panjang 295cm untuk serat susunan secara acak.

3.3.2 Pembuatan Komposit

a. Mengoles wax pada pada alas cetakan.

b. Untuk sampel acak, resin polyester di aduk dan dicampur SiO2 dengan serat batang kecombrang.

3.4 Pembuatan Sampel

a. Bentuk Sampel Pengujian kekuatan tarik.

Gambar.3.1.Bentuk sampel pengujian tarik dengan standar ASTM D 638M984

b. Bentuk sampel pengujian kekuatan Lentur 100 mm

10 cm 4 mm Gambar.3.2. Bentuk sampel pengujian lentur dengan standar ASTM D9790

c. Bentuk sampel pengujian kekuatan impak. 60 mm

10 mm

4 mm Gambar.3.3. Bentuk sampel pengujian lentur dengan standar ASTM D9256

3.5 Variabel Penelitian 1. Variabel Bebas :

9 Resin Poliester YUCOLAX 157 EX (series) dan Catalis Mekpo 9 Selanjut persentase berat serat adalah 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %.

2. Variabel Terikat :

9 Nilai pengujian kekuatan tarik, dan kekuatan impak, Kuat lentur. 9 Nilai pengujian Kuat lentur, Uji Modulus Elastisitas, Uji Densitas 9 Uji Penyerapan Air dan DTA dan XRD

3.6 Diagram Alir Penelitian

Persiapan bahan Penelitian

Gambar. 3.4. Diagram Alir Penelitian Serat batang kecombrang Resin Poliester Katalis MEKSPO Matriks Perendaman Pengeringan

Penuangan Matriks kedalam Cetakan

Pembentukan Sampel Uji

Pengujian

Pengambilan Data dan Pembahasan Hasil Kesimpulan Serbuk SiO2 Sifat Mekanik ? Uji kuat

Lentur

? Uji Modulus Elastisitas ? Uji Kuat tarik ? Uji Impak

Sifat Fisis ? Uji Densitas

? Uji Penyerapan Air

Sifat Termal ?Uji DTA ? Uji XRD

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada penelitian ini dilakukan beberapa analisis terhadap sampel papan partikel dengan kadar campuran Resin Poliester, SiO2 dengan serat batang kecombrang yang bervariasi, yaitu : uji kerapatan, uji kadar air, uji pengembangan tebal,uji kuat lentur, uji Modulus Of Elasticity (MOE) dan uji impak. Dari analisis yang di lakukan diperoleh data sebagai berikut.

4.1 Sifat Fisis Papan partikel

Banyak material yang terdapat di sekitar kita, dan telah menjadi bagian dari pola berpikir manusia bahkan telah menyatukan dengan keberadaan kita. Apakah hakikat bahan atau material itu? Bahan dengan sendirinya merupakan bagian dari alam semesta, secara terperinci bahan adalah benda yang dengan sifat9sifatnya khas di manfaatkan dalam bangunan, mesin, peralatan atau produk. Seperti logam, keramik, semikonduktor, polimer, gelas, dielektrik serat, kayu, pasir, batu dan lain9lain (Rusmiyanto,2007)

Hasil proses perlakuan merupakan produk papan komposit. Papan komposit yang dihasilkan terlihat menyatu dan mempunyai ikatan yang cukup kuat. Hasil papan komposit ini merupakan specimen yang siap untuk di lakukan pengujian. (Van Vlack 2000) uji mekanik yang dilakukan adalah pengujian kekuatan tarik, kekuatan lentur merupakan stress dan strain. Nilai stress menunjukkan tegangan dalam satuan Newton dan strain menunjukkan regangan dalam satuan m/sekon.

4.1.1. Kerapatan

Kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat persatuan volume.

(Mawardi, 2006 ) Dari data hasil penelitian lampiran , kerapatan papan partikel pada penelitian ini di tampilkan pada gambar 4.1 berikut.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kerapatan Komposisi

RP:SiO2: SBK

Rata9rata Kerapatan σ (gr/cm3)

Rata9rata Kerapatan σ (kg/cm3)

70:30:0 0.71 710

70:25:5 0.819 819

70:20:10 0.832 832

70:15:15 0.925 925

70:10:20 1.18 1180

70:5:25 1.245 1245

Gambar 4.1 Grafik Nilai kerapatan

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan partikel yang di dapatkan berkisar antara 0,710 gr/cm3 sampai dengan 1,245 gr/cm3, nilai kerapatan terendah pada komposisi 70:30:0 dan yang tertinggi pada komposisi 70:5:25. Hasil rata9rata kerapatan dari sampel 0,951 gr/cm3. Hal tersebut menunjukkan bahwa pemberian serat batang kecombrang sebagai pengisi dan resin polyester dan Silika sebagai pengikat pada saat pembentukan papan partikel. Terjadinya peningkatan kerapatan pada komposisi 70:5:25 disebabkan oleh

beberapa hal yaitu faktor pengempakan berulang dan pencampuran yang tidak homogeny sehingga terjadi void9void ataupun kekosongan serat, sehingga kerapatannya menurun.

Berdasarkan SNI 039210592006, Papan partikel mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel sebesar (0,5090,90) gr/cm. Jadi secara keseluruhan kerapatan papan partikel yang di hasilkan telah memenuhi standart yang ditetapkan.

Menurut (Tsoumis 2000) membagi papan partikel menjadi papan partikel kerapatan rendah (0,25 gr/cm2 – 0,40 gr/cm3) kerapatan sedang (0,40 gr/cm3 – 0,80 gr/cm3 ) dan kerapatan tinggi (0,80 gr/cm3 9 1,20 gr/cm3 ). Serta menurut Sutigno (2006), papan partikel di bagi menjadi tiga bagian, yaitu kerapatan rendah (< 0,4 gr/cm3 ), kerapatan sedang (0,4 – 0,8 gr/cm3 ), dan kerapatan tinggi (> 0,8 gr/cm3).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan untuk semua komposisi dikatagorikan sebagai papan partikel komposit kerapatan sedang.

4.1.2. Kadar Air

Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air di dalam suatu benda yang di nyatakan dalam persen.Kadar air papan partikel adalah jumlah air yang masih tinggal di dalam rongga sel dan antar partikel selama proses pengerasan perekat dengan kempa panas (Malau,K.M ;2010). Di bawah ini akan di tunjukkan grafik kadar air pada gambar 4.2 berikut :

Tabel 4.2 Hasil pengujian kadar Air Komposisi RP:SiO2: SBK Massa Awal (gr) Massa Akhir (gr) Kadar Air (%)

Rata9rata Kadar Air (%)

70:30:0 8.71 8.80 1.033 5.479

70:25:5 5.20 5.70 9.615 7.151

Gambar. 4.2 Grafik Kadar Air 4.1.3. Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal adalah besaran yang menyatakan pertambahan tebal contoh uji dalam persen terhadap tebal awalnya setelah contoh uji diremdam dalam air pada suhu kamar selama 24 jam. Hasil rata9rata pengembangan tebal bervariasi antara 0,88891,342% untuk komposisi dari 5% sampai dengan 25%. Standar Nasional Indonesia (SNI) 039210592006, papan partikel, nilai pengembangan tebal yang di isyaratkan 12%. Sedangkan nilai pengembangan tebal papan komposit yang di hasilkan dari pengujian di bawah 12%, sehingga papan komposit memenuhi standar. Semakin banyak serat batang kecombrang maka pengembangan tebalnya semakin besar. Secara lengkap nilai pengembangan tebal tersaji pada gambar 4.3 di bawah ini.

Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Pengembangan Tebal

Komposisi RP:SiO2: SBK

Pengembangan tebal (%) Rata9rata Pengembangan tebal(%)

70:30:0 1.785 1.335

70:25:5 1.769 1.334

70:20:10 0.862 1.293

70:15:15 1.785 1.342

70:10:20 0.892 0.888

Gambar. 4.3 Grafik Pengembangan Tebal

4.2. Sifat Mekanik Papan Komposit 4. 2.1. Kuat Lentur.

Kuat lentur merupakan besaran dalam bidang teknik yang menunjukkan beban maksimum yang dapat di tahan oleh matrial (dalam hal ini papan komposit) persatuan luas sampai material itu patah. Perlakuan perbedaan berat serat batang kecombrang di lakukan untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan kekuatan mekanik dari bahan komposit yang di hasilkan. Dalam hal ini sebagai variable tetap adalah tekanan dengan beban 2 KN. Kemudian susunan serat secara acak dengan variasi : 5%, 10%,15%,20%,25%. Dari hasil penelitian ini kuat lentur (Modulus of rufture) yang diperoleh cukup tinggi. Nilai terendah pada komposisi 70:10:20 sebesar 14,876 Kgf/cm2 sedangkan yang tertinggi pada komposisi 70:5:25 sebesar 51,322 Kgf/cm2. Hal ini sesuai dengan menurut ( Sujasman,A. 2009), semakin banyak pengikat yang digunakan maka sifat mekanik akan bertambah karena pengikat telah bereaksi dengan pengisi sehingga nilai MOR semakin meningkat. Keadaan ini disebabkan oleh sifat resin polyester sebagai

yang di hasilkan memenuhi standar yang ditetapkan. Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan sesuai dengan standar MOR yaitu sangat baik. Secara lengkap nilai kuat Lentur terdapat pada gambar grafik 4.4 di bawah ini.

Tabel 4. 4. Hasil Pengujian Kuat Lentur

Komposisi RP:SiO2: SBK

Rata9rata Kuat Lentur σ (kgf/cm2)

Rata9rata Kuat Lentur σ (MPa)

70:30:0 366.000 35.868

70:25:5 415.200 40.690

70:20:10 638.880 62.610

70:15:15 896.400 87.847

70:10:20 964.200 94.492

70:5:25 1116.000 109.368

4.2.2. & '( # (MOE)

Modulus Of Elasticity merupakan besaran dalam bidang teknik yang menunjukkan ukuran ketahanan material (dalam hal ini papan komposit) menahan beban dalam batas proporsi (sebelum patah). Hasil pengujian menunjukkan nilai MOE yang terendah pada komposisi 70:30:0 sebesar 241, 626 (MPa) sedangkan yang tertinggi pada komposisi 70:15:15 sebesar 571,691.

Dari data hasil penelitian lampiran secara lengkap nilai MOE disajikan dalam gambar 4.5 berikut :

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Modulus Elastisitas

Komposisi RP:SiO2: SBK

Rata9rata Modulus Elastisitas Ef (kgf/cm2)

Rata9rata Modulus Elastisitas Ef (MPa)

70:30:0 2465.568 241.626

70:25:5 4109904 402.771

70:20:10 4789.152 469.337

70:15:15 5833.584 571.691

70:10:20 8252.208 808.716

Nilai MOE papan komposit partikel yang di tampilkan masih jauh berada di bawah nilai SNI yang mensyaratkan nilai MOE minimal 20.400 kgf/cm2. Nilai MOE tidak terlepas dari nilai kuat Lentur (MOR). Rendahnya nilai MOE dikarenakan pengisi (SBK) mengandung sifat pith (gabus) sehingga menghasilkan papan partikel yang kurang baik (Mawardi,I 2009). Dan kemungkinan lain adalah adanya celah pada serat atau bentuk serat yang kurang sempurna yang dapat menyebabkan matrik tidak mampu mengisi ruang kosong pada cetakan. Bila komposit tersebut menerima beban, maka daerah tegangan akan berpindah kedaerah void sehingga akan mengurangi kekuatan komposit tersebut.

4.2.3. Kuat Impak

Pengujian ini menggunakan alat Wolpert Werkstoff Pruf Maschine Type : CPSA Com. No. 8803104/0000 di berikan perlakuan dengan pemukul (godam) sebesar 4 Joule. Kekuatan Impak adalah suatu criteria untuk mengetahui kegetasan bahan. Hasil pengujian menunjukkan tidak terjadi perbedaan yang signifikan pada perlakuan komposisi yaitu berkisar antara (0,3291.594) Joule. Hubungan kuat impak dengan variasi dapat di lihat pada gambar 4.6 berikut:

Tabel 4.6 Hasil Pengujian Kuat Impak

Komposisi RP:SiO2: SBK

Rata9rata Kuat Impak KI (Joule/cm2)

Rata9rata Kuat Impak KI (Joule/m2)x104

70:30:0 0.321 0.321

70:25:5 0.515 0.515

70:20:10 0.476 0.476

70:15:15 0.705 0.705

70:10:20 0.845 0.845

Gambar. 4.6 Grafik Kuat Impak

4.3. Analisa Termal Sampel

Analisa termal dilakukan untuk mengetahui intensitas tahanan termal papan komposit dengan cara mengukur perbedaan temperature di antara specimen dan bahan pembanding yang stabil terhadap perubahan panas. Dengan mengubah temperature suuatu bahan uji, maka berbagai perubahan akan di alami oleh bahan tersebut. Selain itu pengujian termal ini di lakukan dengan tujuan untuk menentukan besarnya temperature kritis suatu specimen

Pengujian dengan DTA merupakan metode karakterisasi sifat termal suatu sampel untuk menentukan temperature kritis dan juga menghitung perubahan temperature (∆T), yang menggunakan alat thermal Analyzer DT930 Shimadzu. Pengujian ini dilakukan pada tiga jenis sampel yaitu: sampel Silika murni, sampel campuran polyester dan silica dan serat batang kecombrang,serta serat batang kecombrang.

Teknik analisa termal diguanakan untuk mendeteksi perubahan fisika (penguapan) atau kimia (dekomposisi) atau suatu bahan yang di tunjukkan dengan penyerapan panas (endotermik) dan pengeluaran panas (eksotermik). Secara umum proses termal meliputi antara lain proses perubahan fase (transisi gelas), pelunakan, pelelehan, oksida, dan dekomposisi (Riefvan,2010)

Gambar 4.8. Grafik DTA Silica Murni 100%

Dari pengujian termogram untuk Silica murni 100% terjadi perubahan suhu pada temperature 3000C (endoterm) dan terjadi penkristalan pada suhu 3500C (endoterm), sehingga meleleh pada suhu 4900C (eksoterm) dan teroksidasi pada suhu 5000C (eksoterm), sehingga akhirnya polyester murni terdekomposisi keseluruhannya.

Gambar 4.9. Grafik DTA papan Komposit variasi berat serat 15% susunan acak

Dari hasil analisa DTA pada persentase berat serat 5%,10%,15%,20%, dan 25%,terdapat semakin melengkungnya puncak endoterm (penurunan suhu) bahan komposit pada persentase serat 25%. Hal ini terjadi karena semakin besar persentase serat, maka bahann komposit yang dihasilkan lebih banyak mengandung kadar air, sehingga lebih lama terbakar dan lebih tahan terhadap perubahan temperatur.

Gambar 4.10. Grafik DTA Papan Komposit variasi berat serat 20% susunan acak

Dari pengujian termogram polyester dengan serat batang kecombrang memperlihatkan adanya puncak pada temperature rata9rata masing9masing memperlihatkan adanya puncak pada temperature rata9rata masing9masing variasi berat serat pada temperature 800C (endoterm), 1400C (endoterm), 3150C (exoterm), 3800C (exoterm), dan 4800C (exoterm). Puncak – puncak ini di identifikasi sbagai perubahan serat batang kecombrang mulai dari penurunan kadar air hingga habis terbakar menjadi abu. Pada variasi berat serat batang kecombrang suhu rata9rata 800C terjadai penurunan temperature (endoterm), dan terdekomosisi pada suhu rata9rata setiap variasi serat 4800C dengan terjadi

4.4. Hasil Perangkingan Kualitas Papan Partikel

Dari hasil perankingan papan partikel yang di hasilkan dapat diketahui bahwa komposisi serat batang kecombrang paling baik sifat fisisnya pada papan partikel adalah 10 %. Sedangkan untuk sifat mekanik bervariasi yaitu untuk MOR dan MOE yang lebih baik pada komposisi Serat batang kecombrang 10%, dan kuat impak pada komposisi serat kecombrang pada 15%. Jadi yang memiliki sifat mekanik yang lebih baik pada komposisi 70:15:15

Kalau di tinjau dari sudut nilai ekonomis untuk produksi, maka komposisi serat batang kecombrang resin polyester dan silica yang paling cocok di gunakan pada komposisi 70:15:15. Kualitas papan partikel hamper tidak jauh berbeda dan masih memenuhi standart SNI serta semakin banyak filler yang digunakan maka biaya ekonomi untuk produknya semakin rendah karena sumber Serat batang kecombrang sangat mudah di dapatkan di Indonesia.

P er se n ta se S B K Ke ra p at an (g r/ cm 3 ) Ka d ar Ai r

(%) Pen

g em b an g an T eb al (%) Ku at L en tu r (M P a) E la st is it as (M p a) Ku at Im p ak (J /c m 2 )

25% 1,245 24,776 1,293 109,368 890,171 1,594 20% 1,180 23,850 0,888 94,492 808,716 0,845 15% 0,925 19,890 1,342 87,847 571,691 0,705 10% 0,832 16,013 1,293 62,610 469,337 0,476 5% 0,819 7,151 1,334 40,690 402,771 0,515

0% 0,710 0,892 1,335 35,868 241,626 0,321

Tabel 4.4. Hasil Perangkingan Papan Partikel Komposisi Resin Polyester, Silika dan Sbk

4.5. Data Hasil Pengujian XRD

XRD (X Ray Diffraction) adalah alat yang digunakan untuk menentukan substansi atau Kristal yang terkandung dalam sampel. Biasanya selalu menimbulkan pola difraksi yang unik, kecuali amorf atau gas. Pola difraksi yang

muncul menampilkan substansi parameter kisi dan tipe Kristal dan untuk mengetahui rincian lain misalnya susunan berbagai jenis atom dalam Kristal, keberadaan cacat, ukuran butir, orientasi, ukuran dan kerapatan presipitat yang terdapat pada sampel tersebut.

Gambar 4.11 Data Hasil Pengujian XRD

Dari data yang di hasilkan pada uji XRD campuran Resin Polyester,SiO2 dan serat

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Secara umum nilai sifat fisis dan mekanikdari hasil penelitian papan komposit yang di hasilkan tergolong baik dan memenuhi standart yang ditetapkan, yaitu :

1. Nilai kerapatan di peroleh (0,71091,245) gr/cm3 termasuk papan partikel kerapatan sedang

2. Nilai kadar air hasil penelitian diperoleh (0,892924,776)%. Papan partikel yang dihasilkan sangat baik

3. Nilai pengembangan tebal papan partikel hasil penelitian diperoleh(0,8889 1,342) % jadi papan partikel sangat baik

4. Nilai kuat lentur (MOR) diperoleh (35,8689109,368) MPa .Papan partikel yang dihaasilkan baik

5. Nilai Modulus Of Elastic (MOE) papan partikel hasil penelitian diperoleh (241,6269890,171) MPa

6. Nilai kuat Impak diperoleh (0,32191,594) J/cm2, papan partikel yang dihasilkan baik

7. Papan partikel yang di hasilkan dengan menggunakan Resin Polyester yang banyak dari pada SiO2, karena SiO2 kurang bonding terhadap bahan

material tetapi mempunyai sifat yang keras dan tahan lama.

8. Dalam pembuatan papan partikel ini dari biasanya yang suddah ada maka biayanya lebih tinggi sedikit di bandingkan dengan yang sudah ada.

9. Dari hasil uji XRD di dapatkan bahwa material yang di hasilkan masih bersifat Amorf.

5.2.SARAN

Demi kesempurnaan penelitian ini dapat dilakukan peneliti lebih lanjut tentang papan Partikel dari SBK dengan menggunakan resin polyester dan silica dengan:

1. Memodifikasi zat aditif yang lain selain silica(SiO2) sehingga nilai

2. Perlakuan terhadap semua variable penelitian lebih di cermati, perentase komposisi, waktu dan juga pengukuran9pengukuran sehingga hasilnya lebih bagus,

3. Selanjutnya perlu dilakukan uji SEM (scanning Electron Microscopy) untuk melihat langsung struktur papan partikel dan hubungannya langsung dengan sifat papan partikel komposit.

4. Kami berharap kepada peneliti selanjutnya agar melakukan uji kekerasan.

DAFTAR PUSTAKA

Apri,H.I, 2009. Papan Partikel Dari Ampas Tebu (Saccharum officinarum) Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian USU

Grant, N. M., & Suryanayana, C. (1998). X Ray Diffraction : A Partical Approach. New York: Plennum Press.

Harbrian V, 2007 Pengaruh Ketebalan Inti (core) terhadap kekuatan bending komposit Sandwich Serat E9 Glass Chopped Strand Mat9 Unsaturated Polyester Resin dengan Inti (core) Spon. Skripsi UNNES

Ika Sartika,2010. Prahum PKT Kebun Raya Bogor9 LIPI, Jakarta. JIS. 2006. Mutu Papan Partikel Japaness Industrial Standard (JIS)

Maloney T.M 2000. Modern Particle Board and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Publication,USA

Mawardi,I. 2006 Mutu Papan Partikel dari Kayu Kelapa Sawit Berbasis Perekat Polystyrene. Jurnal Teknik Mesin Vol.11( 2). Oktober 2009

Malau, K.M. 2009. Pemanfaatan ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel. Fakultas Pertanian Sumatra Utara.

Milyono,T.2005. Teknologi Beton, Penerbit ANDI Yogyakarta.

Nurmaulita, 2010.Studi analisis karakteristik polyester dan serat sabut kelapa (SSK) sebagai komposit untuk produk fiberboards. Tesis S2 Pasca Sarjana Ilmu Fisika Universitas Sumatra Utara

Nurjana, S. 2007. Komposit Polietilena dengan Penguat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (Pembuatan Kemasan Komposit). Sekolah Pasca Sarjana Fisika FMIPA USU.Medan

Pristiadi, 2012. Kajian Komparatif Aktivitas Antioksidan Formula Pengawet Alami Ekstrak Kecombrang (Nicolaia speciosa Horan) dan Pola Pemisahan Kromatografis Ekstrak Bagian bagian tanaman Kecombrang. Program Pasca Sarjana, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto. Riefvan. 2010. Analisa Termal. Laboratorium Uji Polimer. Pusat Penelitian Fisika

LIPi.

Rusmiyatno, F. 2007. Pengaruh Fraksi Volume Serat Terhadap Kekuatan Tarik dan Kekuatan Bending Komposit Nylon/Epoxy Resin Serat Pendek Random. Universitas Negeri Semarang (UNNES).

Sutigno,P2002.Mutu Produk Papan Partikel.http://www.dephut.go.id/

Halaman/Standarisasi9&9Lingkungan9Kehutanan/Info9VI02/IV9VI02.htm

Sujasman, A. 2009. Penyediaan Papan Partikel Kayu Kelapa Sawit (KKS) dengan Resin Polyester Tak Jenuh(Yukalac 157 BQNT9EX), Tesis Pasca Sarjana Fisika FMIPA Universitas Sumatra Utara.

SNI, 2006. Mutu Papan Partikel SNI 039210592006. Badan Standarisasi Nasional(DSN).Jakarta.

Sukandar,D dkk.2010. Karakteristik Senyawa Aktif Antibakteri Ekstrak Air Bunga Kecombrang (Etlingera elatior) Sebagai Bahan pangan Fungsional. Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi,BPPT Jakarta.

Tsoumis,G. 2000. Science and Technology Wood of structure, Properties, Utilization. Van Vonnsrand Reinhold.USA

Van Vlack L H. 2000. Edisi keenam. Elemen elemen Ilmu dan rekayasa Material. Erlangga. Jakarta.

Widyawati, N. (2012). Analisa Pengaruh Heating Rate terhadap tingkat Kristal dan Ukuran Butir Lapisan BZT yang Ditumbuhkan dengan Metode Sol Gel. Surakarta: Universitas Sebelas Maret.

Wikipedia (http://id.wikipedia.org/wiki/Silika) ,12 Januari 2013

Wikipedia (http:// Lontar.ui.ac.id/Opac/themes/libri 2/detail.J.s) di ambil 23 Januari 2013

Gbr. Serat Batang Kecombrang Gbr. Serbuk Silika(SiO2)

SS

Gbr. Sampel 1 ( 70:30:0) Gbr. Sampel 2 (70:25:5)

Gbr. Sampel 1 ( 70:20:10) Gbr. Sampel 1 ( 70:15:15)

Gbr. Serat Batang Kecombrang Gbr. Serbuk Silika(SiO2)

SS

Gbr. Sampel 1 ( 70:30:0) Gbr. Sampel 2 (70:25:5)

Gbr. Sampel 1 ( 70:20:10) Gbr. Sampel 1 ( 70:15:15)