Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang dengan Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan Rayap dan Jamur
ABSTRAK
HUSNAH LATIFAH. Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang dengan
Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan Rayap dan Jamur. Dibimbing oleh
YUSUF SUDO HADI, FAUZI FEBRIANTO, dan MYRTHA KARINA.
Pemanfaatan limbah kayu dan limbah plastik dengan mengolahnya menjadi
produk yang lebih bermanfaat akan menekan jumlah limbah tersebut. Penggabungan
limbah kayu dan limbah plastik menjadi suatu produk merupakan salah satu alternatif
pemanfaatan limbah yang dapat menekan seminimal mungkin dampak pencemaran
lingkungan dari limbah tersebut. Salah satu produk yang menggabungkan plastikkayu adalah komposit kayu-plastik.
Penggunaan komposit di luar ruangan (eksterior) sangat rentan terhadap
perubahan cuaca yang berfluktuasi, serangan jamur perusak kayu, serangan rayap dan
lain- lain. Untuk itu menurut Youngquist (1995) teknologi aditif seperti UV stabilizer
dapat digunakan untuk mengatasi problem tersebut. Adanya penambahan zat aditif
seperti MAH dan UV stabilizer pada komposit ini diharapkan komposit yang
dihasilkan mempunyai ketahanan yang meningkat terhadap serangan rayap perusak
kayu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui daya tahan papan komposit kayu(recycle polypropylene)-RPP dengan penambahan UV stabilizer terhadap serangan
rayap tanah, rayap kayu kering dan jamur.
Pada penelitian ini digunakan serbuk kayu Eucalyptus deglupta sebagai bahan
pengisi, recycle polypropylene-RPP, MAH sebagai compatibilizer bersama DCP
sebagai inisiator digunakan untuk meningkatkan adhesi antara serbuk kayu dan RPP,
UV stabilizer dengan kadar 0, 1, 2, 3, 4, 5 %. Komposit kayu-RPP diumpankan pada
rayap kayu kering (Cryptotermes cynochepalus Light) selama 28 hari dan
diumpankan pula pada rayap tanah (Coptotermes curvignathus) selama 3 bulan.
Komposit kayu-RPP diumpankan ke jamur selama 3 bulan. Sebelum dan setelah
diumpakan contoh uji ditimbang berat awalnya. Pengujian rayap ini dapat diketahui
mortalitas rayap dan kehilangan berat umpan. Pengumpanan terhadap jamur untuk
melihat kadar air, pengurangan berat, sifat mekanis, dan scanning elektron
microscopy (SEM).
Hasil pengujian diolah dengan menggunakan model Rancangan Acak
Lengkap dalam Faktorial 2 x 6 dengan 3 ulangan sehingga terdapat 36 contoh uji.
Penambahan UV stabilizer dengan kadar yang berbeda tidak berpengaruh nyata pada
peningkatan daya tahan komposit kayu-RPP terhadap serangan rayap dan jamur.
Penambahan MAH dapat meningkatkan daya tahan komposit kayu-RPP terhadap
serangan rayap dan jamur. Hasil pengamatan dengan scanning elektron microscopy
(SEM) memperlihatkan adanya perubahan pada permukaan komposit kayu-RPP
setelah diumpankan ke jamur.
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Ketahanan Komposit Kayu
Plastik-Daur-Ulang dengan Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan
Rayap dan Jamur” adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk
apapun kepada perguruan tinggi manapun.
Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis
ini.
Bogor, Februari 2006
Husnah Latifah
E 051 02 0131
3
KETAHANAN KOMPOSIT KAYU PLASTIK-DAUR-ULANG
DENGAN PENAMBAHAN UV STABILIZER TERHADAP
SERANGAN RAYAP DAN JAMUR
HUSNAH LATIFAH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
4
Judul Penelitian
:
Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang
dengan Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan
Rayap dan Jamur
Nama
:
Husnah Latifah
NIM
:
E 051020131
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr
Ketua
Dr. Myrtha Karina, M.Agr
Anggota
Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi
Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc
Tanggal Ujian
:
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, M.Sc
Tanggal Lulus
:
5
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Ujung Pandang, Sulawesi Selatan pada tanggal 9 Juni 1973
dari ayah H.A. Iskandar Tompo dan ibu Hj. Chaeriyah Akib dan merupakan anak
kedua dari 7 bersaudara. Pendidikan formal yang telah ditempuh adalah Sekolah
Dasar Negeri Karuwisi II Ujung Pandang pada tahun 1986, Sekolah Menengah
Pertama Muhammadiyah Ujung Pandang pada tahun 1989, dan Sekolah Menengah
Atas Negeri V Ujung Pandang pada tahun 1992. Pada tahun 1992 penulis
melanjutkan pendidikan sarjana di Program Studi Teknologi Hasil Hutan Jurusan
Kehutanan Fakultas Pertanian dan Kehutanan Universitas Hasanuddin (Unhas)
Makassar, dan lulus pada tanggal 28 Juni 1997.
Selama menempuh pendidikan
sarjana, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan diantaranya sebagai pengurus
Sylva Indonesia Unhas dan pengurus Ikatan Mahasiswa Muhammadiyah komisaris
Fakultas Pertanian dan Kehutanan Unhas. Selain itu penulis juga berkesempatan
mendapatkan beasiswa dari Yayasan Wanabakti pada tahun 1994-1997.
Setelah menamatkan pendidikan sarjana, penulis magang sebagai asisten
dosen di Program Studi Teknologi Hasil Hutan Fakultas Pertanian dan Kehutanan
Unhas sejak tahun 1997. Pada tahun 2000-2001 penulis sebagai anggota tim peneliti
Evaluasi Penghijauan kerjasama Unhas – Dinas Kehutanan Sulawesi Selatan.
Sejak tahun 2001 penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Fakultas
Pertanian Universitas Muhammadiyah Makassar.
Atas bantuan biaya dari BPPS
Dikti, penulis pada tahun 2002 melanjutkan pendidikan Program Pascasarjana di
Program Magister Ilmu Pengetahuan Kehutanan IPB.
Pada akhir penyelesaian studi di Program Pascasarjana penulis menikah
dengan A. Syarif Salam pada tahun 2004.
6
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang atas rahmatNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini. Penulisan tesis
ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program
Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Tesis dengan judul “Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang dengan
Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan Rayap dan Jamur” ini dapat
diselesaikan antara lain berkat bantuan dan sumbangan pemikiran dari berbagai
pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi,
M.Agr, Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS dan Dr. Myrtha Karina, M.Sc, masing- masing
selaku ketua dan anggota komisi pembimbing.
Terima kasih yang sama juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan
mahasiswa Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Kehutanan terkhusus angkatan 2002,
rekan-rekan di Laboratorium Biokomposit atas kerjasamanya selama ini. Penulis
juga banyak mendapatkan bantuan dari staf di Laboratorium Uji Polimer Pusat
Penelitian Fisika LIPI Bandung, Laboratorium Biomaterial LIPI Cibinong,
Laboratorium Kayu Solid, Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Laboratorium Hama
Penyakit Hutan Departemen Hasil Hutan IPB. Untuk itu penulis menyampaikan
banyak terima kasih kepada Bapak Dirman, Bapak Yusuf, Mbak Hesti, Bapak Atin,
Bapak Abdullah, Ibu Tutin, dan Wawan.
Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada Direktorat Pendidikan
Tinggi atas bantuan beasiswanya dan Walikota Makassar atas bantuan biaya
penelitian serta Ir. Syaiful Shaleh, M.Si selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas
Muhammadiyah Makassar.
Terima kasih penulis sampaikan kepada penghuni kos Laladon Crew (Ibu
Wardah, Kent, Yanni, Vera, Evi, Mbak Yuli, Mbak Sari, Mbak Tati, Yati dan Mbak
Irma, atas dukungan moril, persaudaraan yang erat, suka dan duka selama penulis di
Bogor). Terima kasih pula untuk Mbak Iwan Risnasari (kebersamaan selama kuliah
dan penelitian yang penuh dengan suka dan duka)
Terima kasih yang tulus kepada seluruh keluarga, khususnya orang tua, kakak
dan adik-adikku tercinta yang senantiasa berdoa dan mendorong untuk keberhasilan
penulis. Terakhir penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada suami yang
tercinta A. Syarif Salam atas dukungan, motivasi, dan doa yang tulus selama penulis
jauh dari keluarga untuk menempuh studi.
Harapan penulis semoga tesis ini dapat menambah khasanah ilmu
pengetahuan.
Bogor, Februari 2006
Penulis
7
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL............................................................................................ ........ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... .........x
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... .........xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..................................................................................... .........
Perumusan Masalah.............................................................................. .........
Tujuan................................................................................................... .........
Manfaat Penelitian................................................................................ .........
Hipotesis ............................................................................................... .........
1
3
3
4
4
TINJAUAN PUSTAKA
Komposit Kayu Plastik ......................................................................... ......... 5
Serbuk Kayu sebagai Filler .................................................................. ......... 6
Sifat Umum Plastik .............................................................................. ......... 7
Limbah Plastik ...................................................................................... ......... 8
Polipropilena (PP) ................................................................................ ......... 9
UV Stabilizer ........................................................................................ ......... 10
Jamur .................................................................................................... ......... 11
Rayap.................................................................................................... ......... 14
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian.............................................................. ......... 18
Bahan dan Alat..................................................................................... ......... 18
Metode Penelitian................................................................................. ......... 19
Analisis Data ........................................................................................ ......... 26
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Rayap Kayu Kering .......... ......... 28
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Rayap Tanah..................... ......... 30
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Serangan Jamur ................ ......... 31
8
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan........................................................................................................... ......... 46
Saran................................................................................................................. ......... 46
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... ......... 47
LAMPIRAN ..................................................................................................... ......... 50
9
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Plastik Kelompok Termoplastik................................................................ .........7
2.
Plastik Kelompok Termoset...................................................................... .........8
3. Perbandingan Dampak Serangan White rot dan Brown rot
Terhadap Karakteristik Kayu .................................................................... .........13
4. Rata-rata Nilai Mortalitas Rayap Kayu Kering......................................... .........30
5. Rata-rata Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP.................................. .........32
6.
Pengurangan Berat (%) Komposit Kayu-RPP
Selama 3 Bulan Pengujian......................................................................... .........34
7. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah diumpankan ke Jamur .............................................................................35
8.
Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP Setelah 3 Minggu Pengumpanan .....37
9.
Nilai Keteguhan Tarik (ómax) Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setela h Diumpankan ke Jamur (MPa) .........................................................39
10. Nilai Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur .....................................................................39
11. Nilai Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) .........................................................41
10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Serbuk Kayu Leda (Eucalyptus deglupta Blume)...............................................19
2. Limbah Plastik Polipropilena Daur Ulang (recycle polypropylene-RPP)...........20
3.
UV Stabilizer .......................................................................................................20
4.
Labo Plastomill yang Digunakan untuk Pengadonan Bahan..............................22
5.
Alat Kempa Alat Kempa Panas dan Alat Kempa Dingin ...................................22
6.
Diagram Alir Proses Pembuatan Komposit Kayu RPP dengan
Polybatch FPP UV 1520 Sebagai Stabilizer (0, 1, 2, 3, 4, 5 %),
MAH 0 dan 2,5 % ...............................................................................................23
7.
Dumbell (Alat Pembuat Contoh Uji)...................................................................24
8. Kotak Pengujian Ketahanan Contoh Uji terhadap
Rayap Kayu Kering di Laboratorium..................................................................25
9.
Pengujian terhadap Rayap Tanah di Lapangan...................................................26
10. Cawan Petri yang Berisi Contoh Uji dan Jamur .................................................27
11. Rata-rata Mortalitas Rayap Kayu Kering
(Cryptotermes cynocephalus Light) 4 Minggu Pengamatan.............................31
12. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah 4 Minggu Pengumpanan.........................................................................32
13. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah 4 Minggu Pengumpanan.........................................................................34
14. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan Setelah Diumpankan
ke Jamur Setelah 3 Minggu Pengumpanan.........................................................36
15. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan ke Rayap Tanah ................................................................38
16. Keteguhan Tarik (ómax) Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) ..........................................................39
17. Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (%) ..............................................................42
18. Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) ...........................................................43
ABSTRAK
HUSNAH LATIFAH. Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang dengan
Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan Rayap dan Jamur. Dibimbing oleh
YUSUF SUDO HADI, FAUZI FEBRIANTO, dan MYRTHA KARINA.
Pemanfaatan limbah kayu dan limbah plastik dengan mengolahnya menjadi
produk yang lebih bermanfaat akan menekan jumlah limbah tersebut. Penggabungan
limbah kayu dan limbah plastik menjadi suatu produk merupakan salah satu alternatif
pemanfaatan limbah yang dapat menekan seminimal mungkin dampak pencemaran
lingkungan dari limbah tersebut. Salah satu produk yang menggabungkan plastikkayu adalah komposit kayu-plastik.
Penggunaan komposit di luar ruangan (eksterior) sangat rentan terhadap
perubahan cuaca yang berfluktuasi, serangan jamur perusak kayu, serangan rayap dan
lain- lain. Untuk itu menurut Youngquist (1995) teknologi aditif seperti UV stabilizer
dapat digunakan untuk mengatasi problem tersebut. Adanya penambahan zat aditif
seperti MAH dan UV stabilizer pada komposit ini diharapkan komposit yang
dihasilkan mempunyai ketahanan yang meningkat terhadap serangan rayap perusak
kayu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui daya tahan papan komposit kayu(recycle polypropylene)-RPP dengan penambahan UV stabilizer terhadap serangan
rayap tanah, rayap kayu kering dan jamur.
Pada penelitian ini digunakan serbuk kayu Eucalyptus deglupta sebagai bahan
pengisi, recycle polypropylene-RPP, MAH sebagai compatibilizer bersama DCP
sebagai inisiator digunakan untuk meningkatkan adhesi antara serbuk kayu dan RPP,
UV stabilizer dengan kadar 0, 1, 2, 3, 4, 5 %. Komposit kayu-RPP diumpankan pada
rayap kayu kering (Cryptotermes cynochepalus Light) selama 28 hari dan
diumpankan pula pada rayap tanah (Coptotermes curvignathus) selama 3 bulan.
Komposit kayu-RPP diumpankan ke jamur selama 3 bulan. Sebelum dan setelah
diumpakan contoh uji ditimbang berat awalnya. Pengujian rayap ini dapat diketahui
mortalitas rayap dan kehilangan berat umpan. Pengumpanan terhadap jamur untuk
melihat kadar air, pengurangan berat, sifat mekanis, dan scanning elektron
microscopy (SEM).
Hasil pengujian diolah dengan menggunakan model Rancangan Acak
Lengkap dalam Faktorial 2 x 6 dengan 3 ulangan sehingga terdapat 36 contoh uji.
Penambahan UV stabilizer dengan kadar yang berbeda tidak berpengaruh nyata pada
peningkatan daya tahan komposit kayu-RPP terhadap serangan rayap dan jamur.
Penambahan MAH dapat meningkatkan daya tahan komposit kayu-RPP terhadap
serangan rayap dan jamur. Hasil pengamatan dengan scanning elektron microscopy
(SEM) memperlihatkan adanya perubahan pada permukaan komposit kayu-RPP
setelah diumpankan ke jamur.
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Ketahanan Komposit Kayu
Plastik-Daur-Ulang dengan Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan
Rayap dan Jamur” adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk
apapun kepada perguruan tinggi manapun.
Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis
ini.
Bogor, Februari 2006
Husnah Latifah
E 051 02 0131
3
KETAHANAN KOMPOSIT KAYU PLASTIK-DAUR-ULANG
DENGAN PENAMBAHAN UV STABILIZER TERHADAP
SERANGAN RAYAP DAN JAMUR
HUSNAH LATIFAH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
4
Judul Penelitian
:
Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang
dengan Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan
Rayap dan Jamur
Nama
:
Husnah Latifah
NIM
:
E 051020131
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr
Ketua
Dr. Myrtha Karina, M.Agr
Anggota
Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi
Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc
Tanggal Ujian
:
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, M.Sc
Tanggal Lulus
:
5
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Ujung Pandang, Sulawesi Selatan pada tanggal 9 Juni 1973
dari ayah H.A. Iskandar Tompo dan ibu Hj. Chaeriyah Akib dan merupakan anak
kedua dari 7 bersaudara. Pendidikan formal yang telah ditempuh adalah Sekolah
Dasar Negeri Karuwisi II Ujung Pandang pada tahun 1986, Sekolah Menengah
Pertama Muhammadiyah Ujung Pandang pada tahun 1989, dan Sekolah Menengah
Atas Negeri V Ujung Pandang pada tahun 1992. Pada tahun 1992 penulis
melanjutkan pendidikan sarjana di Program Studi Teknologi Hasil Hutan Jurusan
Kehutanan Fakultas Pertanian dan Kehutanan Universitas Hasanuddin (Unhas)
Makassar, dan lulus pada tanggal 28 Juni 1997.
Selama menempuh pendidikan
sarjana, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan diantaranya sebagai pengurus
Sylva Indonesia Unhas dan pengurus Ikatan Mahasiswa Muhammadiyah komisaris
Fakultas Pertanian dan Kehutanan Unhas. Selain itu penulis juga berkesempatan
mendapatkan beasiswa dari Yayasan Wanabakti pada tahun 1994-1997.
Setelah menamatkan pendidikan sarjana, penulis magang sebagai asisten
dosen di Program Studi Teknologi Hasil Hutan Fakultas Pertanian dan Kehutanan
Unhas sejak tahun 1997. Pada tahun 2000-2001 penulis sebagai anggota tim peneliti
Evaluasi Penghijauan kerjasama Unhas – Dinas Kehutanan Sulawesi Selatan.
Sejak tahun 2001 penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Fakultas
Pertanian Universitas Muhammadiyah Makassar.
Atas bantuan biaya dari BPPS
Dikti, penulis pada tahun 2002 melanjutkan pendidikan Program Pascasarjana di
Program Magister Ilmu Pengetahuan Kehutanan IPB.
Pada akhir penyelesaian studi di Program Pascasarjana penulis menikah
dengan A. Syarif Salam pada tahun 2004.
6
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang atas rahmatNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini. Penulisan tesis
ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program
Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Tesis dengan judul “Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang dengan
Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan Rayap dan Jamur” ini dapat
diselesaikan antara lain berkat bantuan dan sumbangan pemikiran dari berbagai
pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi,
M.Agr, Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS dan Dr. Myrtha Karina, M.Sc, masing- masing
selaku ketua dan anggota komisi pembimbing.
Terima kasih yang sama juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan
mahasiswa Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Kehutanan terkhusus angkatan 2002,
rekan-rekan di Laboratorium Biokomposit atas kerjasamanya selama ini. Penulis
juga banyak mendapatkan bantuan dari staf di Laboratorium Uji Polimer Pusat
Penelitian Fisika LIPI Bandung, Laboratorium Biomaterial LIPI Cibinong,
Laboratorium Kayu Solid, Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Laboratorium Hama
Penyakit Hutan Departemen Hasil Hutan IPB. Untuk itu penulis menyampaikan
banyak terima kasih kepada Bapak Dirman, Bapak Yusuf, Mbak Hesti, Bapak Atin,
Bapak Abdullah, Ibu Tutin, dan Wawan.
Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada Direktorat Pendidikan
Tinggi atas bantuan beasiswanya dan Walikota Makassar atas bantuan biaya
penelitian serta Ir. Syaiful Shaleh, M.Si selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas
Muhammadiyah Makassar.
Terima kasih penulis sampaikan kepada penghuni kos Laladon Crew (Ibu
Wardah, Kent, Yanni, Vera, Evi, Mbak Yuli, Mbak Sari, Mbak Tati, Yati dan Mbak
Irma, atas dukungan moril, persaudaraan yang erat, suka dan duka selama penulis di
Bogor). Terima kasih pula untuk Mbak Iwan Risnasari (kebersamaan selama kuliah
dan penelitian yang penuh dengan suka dan duka)
Terima kasih yang tulus kepada seluruh keluarga, khususnya orang tua, kakak
dan adik-adikku tercinta yang senantiasa berdoa dan mendorong untuk keberhasilan
penulis. Terakhir penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada suami yang
tercinta A. Syarif Salam atas dukungan, motivasi, dan doa yang tulus selama penulis
jauh dari keluarga untuk menempuh studi.
Harapan penulis semoga tesis ini dapat menambah khasanah ilmu
pengetahuan.
Bogor, Februari 2006
Penulis
7
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL............................................................................................ ........ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... .........x
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... .........xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..................................................................................... .........
Perumusan Masalah.............................................................................. .........
Tujuan................................................................................................... .........
Manfaat Penelitian................................................................................ .........
Hipotesis ............................................................................................... .........
1
3
3
4
4
TINJAUAN PUSTAKA
Komposit Kayu Plastik ......................................................................... ......... 5
Serbuk Kayu sebagai Filler .................................................................. ......... 6
Sifat Umum Plastik .............................................................................. ......... 7
Limbah Plastik ...................................................................................... ......... 8
Polipropilena (PP) ................................................................................ ......... 9
UV Stabilizer ........................................................................................ ......... 10
Jamur .................................................................................................... ......... 11
Rayap.................................................................................................... ......... 14
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian.............................................................. ......... 18
Bahan dan Alat..................................................................................... ......... 18
Metode Penelitian................................................................................. ......... 19
Analisis Data ........................................................................................ ......... 26
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Rayap Kayu Kering .......... ......... 28
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Rayap Tanah..................... ......... 30
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Serangan Jamur ................ ......... 31
8
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan........................................................................................................... ......... 46
Saran................................................................................................................. ......... 46
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... ......... 47
LAMPIRAN ..................................................................................................... ......... 50
9
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Plastik Kelompok Termoplastik................................................................ .........7
2.
Plastik Kelompok Termoset...................................................................... .........8
3. Perbandingan Dampak Serangan White rot dan Brown rot
Terhadap Karakteristik Kayu .................................................................... .........13
4. Rata-rata Nilai Mortalitas Rayap Kayu Kering......................................... .........30
5. Rata-rata Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP.................................. .........32
6.
Pengurangan Berat (%) Komposit Kayu-RPP
Selama 3 Bulan Pengujian......................................................................... .........34
7. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah diumpankan ke Jamur .............................................................................35
8.
Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP Setelah 3 Minggu Pengumpanan .....37
9.
Nilai Keteguhan Tarik (ómax) Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setela h Diumpankan ke Jamur (MPa) .........................................................39
10. Nilai Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur .....................................................................39
11. Nilai Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) .........................................................41
10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Serbuk Kayu Leda (Eucalyptus deglupta Blume)...............................................19
2. Limbah Plastik Polipropilena Daur Ulang (recycle polypropylene-RPP)...........20
3.
UV Stabilizer .......................................................................................................20
4.
Labo Plastomill yang Digunakan untuk Pengadonan Bahan..............................22
5.
Alat Kempa Alat Kempa Panas dan Alat Kempa Dingin ...................................22
6.
Diagram Alir Proses Pembuatan Komposit Kayu RPP dengan
Polybatch FPP UV 1520 Sebagai Stabilizer (0, 1, 2, 3, 4, 5 %),
MAH 0 dan 2,5 % ...............................................................................................23
7.
Dumbell (Alat Pembuat Contoh Uji)...................................................................24
8. Kotak Pengujian Ketahanan Contoh Uji terhadap
Rayap Kayu Kering di Laboratorium..................................................................25
9.
Pengujian terhadap Rayap Tanah di Lapangan...................................................26
10. Cawan Petri yang Berisi Contoh Uji dan Jamur .................................................27
11. Rata-rata Mortalitas Rayap Kayu Kering
(Cryptotermes cynocephalus Light) 4 Minggu Pengamatan.............................31
12. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah 4 Minggu Pengumpanan.........................................................................32
13. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah 4 Minggu Pengumpanan.........................................................................34
14. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan Setelah Diumpankan
ke Jamur Setelah 3 Minggu Pengumpanan.........................................................36
15. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan ke Rayap Tanah ................................................................38
16. Keteguhan Tarik (ómax) Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) ..........................................................39
17. Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (%) ..............................................................42
18. Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) ...........................................................43
11
19 Hasil Pengamatan dengan SEM Komposit Kayu-RPP Tanpa MAH
Sebelum (A) dan Setelah (B) Diumpankan ke Jamur .........................................44
20. Hasil Pengamatan dengan SEM Komposit Kayu-RPP dengan
Penambahan MAH Sebelum (A) dan Setelah (B) Diumpankan ke Jamur .........45
12
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Analisis Ragam Tingkat Mortalitas Rayap Kayu Kering........................... .........50
2. Analisis Ragam Kehilangan Berat Akibat Serangan Rayap Kayu Kering. .........50
3. Uji Perbandingan Berganda Duncan Kehilangan Berat Akibat
Serangan Rayap Kayu Kering .................................................................... .........50
4. Analisis Ragam Kehilangan Berat Akibat Serangan Rayap Tanah ........... .........50
5. Analisis Ragam Kadar Air Sampel Sebelum Diumpankan ke Jamur ........ .........51
6. Analisis Ragam Kadar Air Sampel Setelah Diumpankan ke Jamur .......... .........51
7. Uji Perbandingan Berganda Duncan Kadar Air Sampel Setelah
Diumpankan ke Jamur................................................................................ .........51
8. Analisis Sidik Ragam Kehilangan Berat Sampel Setelah Diumpankan
ke Jamur ..................................................................................................... .........51
9. Uji Perbandingan Berganda Duncan Kehilangan Berat Sampel Setelah
Diumpankan ke Jamur................................................................................ .........52
10. Analisis Sidik Ragam Keteguhan Tarik Komposit Kayu-RPP Sebelum
Diumpankan............................................................................................... .........52
11. Uji Perbandingan Berganda Duncan Keteguhan Tarik Komposit Kayu-RPP
Sebelum Diumpankan................................................................................ .........52
12. Analisis Sidik Ragam Keteguhan Tarik Komposit Kayu-RPP Setelah
Diumpankan............................................................................................... .........52
13. Uji Perbandingan Berganda Duncan Keteguhan Tarik kompositKayu-RPP
Setelah Diumpankan .................................................................................. .........53
14. Analisis Sidik Ragam Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
Diumpankan............................................................................................... .........53
15. Uji Perbandingan Berganda Duncan Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP
Sebelum Diumpankan................................................................................ .........53
16. Analisis Sidik Ragam Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan .................................................................................. .........53
17. Uji Perbandingan Berganda Duncan Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan .................................................................................. .........54
18. Analisis Sidik Ragam Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
Diumpankan............................................................................................... .........54
13
19. Uji Perbandingan Berganda Duncan Modulus Young Komposit Kayu-RPP
Sebelum Diumpankan................................................................................ .........54
20. Analisis Sidik Ragam Modulus Young Komposit Kayu-RPP Setelah
Diumpankan............................................................................................... .........54
21. Uji Perbandingan Berganda Duncan Modulus Young Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan .................................................................................. .........54
22. Mortalitas Rayap dan Kehilangan Berat Komposit Kayu-RPP
Akibat Serangan Rayap Kayu Kering ........................................................ .........55
23. Kehilangan Berat Komposit Kayu-RPP Akibat Serangan Rayap Tanah.............57
24. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah Diumpankan ke Jamur .............................................................................58
25. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP Setelah
Diumpankan ke Jamur...........................................................................................59
26. Keteguhan Tarik Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah Diumpankan ke Jamur .............................................................................60
27. Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah Diumpankan ke Jamur .............................................................................61
28. Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah Diumpankan ke Jamur .............................................................................62
14
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Limbah yang dihasilkan dari bidang kehutanan volumenya cukup tinggi,
dapat berasal dari penebangan di hutan maupun limbah dari industri pengolahan
kayu. Pemanfaatan limbah ini belum optimal. Pada umumnya limbah di industri
pengolahan kayu sebagian besar hanya dimanfaatkan sebagai bahan bakar boiler yang
dapat menimbulkan pencemaran lingkungan. Seperti yang diungkapkan oleh
Febrianto et al.
(1999) bahwa limbah kayu berupa log dan sebetan sudah
dimanfaatkan sebagai inti papan blok dan bahan baku papan partikel, namun limbah
dalam bentuk serbuk gergaji baru dimanfaatkan untuk bahan bakar boiler atau
dibakar tanpa pemanfaatan yang berarti sehingga menimbulkan masalah terhadap
lingkungan.
Demikian pula halnya dengan limbah plastik. Setiap tahun kebutuhan akan
plastik meningkat, hal ini karena plastik sangat praktis dan ekonomis dalam
pemakaiannya. Terjadinya peningkatan penggunaan plastik berkorelasi positif dengan
limbah plastik. Limbah plastik menimbulkan masalah tersendiri yaitu adanya
kemungkinan penumpukan limbah plastik dalam jumlah besar di alam yang berakibat
buruk terhadap lingkungan. Plastik dibuat melalui proses polimerisasi dari bahan
minyak bumi yang merupakan salah satu sumber daya yang tidak dapat diperbaharui
(non renewable). Oleh karena itu limbah plastik memerlukan waktu yang lama
(kurang lebih 100 tahun) untuk dapat terurai.
Pemanfaatan limbah kayu dan limbah plastik dengan mengolahnya menjadi
produk yang lebih bermanfaat akan menekan jumlah limbah tersebut. Penggabungan
limbah serbuk kayu dan limbah plastik menjadi suatu produk merupakan salah satu
alternatif pemanfaatan limbah yang dapat menekan seminimal mungkin dampak
pencemaran
lingkungan
dari
limbah
tersebut.
Salah
satu
produk
yang
menggabungkan kayu dan plastik adalah komposit kayu plastik.
Febrianto (1999) menyatakan bahwa komposit kayu plastik merupakan bahan
alternatif dimasa depan, karena dapat dibuat dari limbah kayu dan limbah plastik.
15
Limbah kayu dapat dihasilkan dari industri perkayuan dan pemanenan hasil hutan,
sedangkan limbah plastik dapat diperoleh dari limbah rumah tangga dan industri.
Beberapa penelitian mengenai komposit polimer kayu telah dilakukan.
Seiring dengan perkembangannya, komposit polimer kayu tidak hanya digunakan
untuk interior tetapi telah meluas penggunaannya untuk eksterior. Komposit polimer
kayu untuk penggunaan luar ruangan cenderung berhubungan dengan tanah, air,
kondisi lembab terus menerus, mikroorganisme (seperti bakteri dan jamur), serangga,
maupun faktor lainnya sehingga menyebabkan perusakan yang lebih besar.
Ketahanan pukul, ketahanan terhadap api, dan degradasi terhadap UV perlu
mendapat perhatian karena menjadi pembatas dari penggunaan komposit kayuplastik, tetapi teknologi aditif (compatibilizer, fire retardant, impact modifiers, UV
stabilizer) dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut (Youngquist 1995).
Hasil penelitian Gardner (2000) menunjukkan adanya peningkatan tensile strength
pada komposit poliolefin-serbuk kayu setelah penambahan
Hindered Amine Light
Stabilizer ( HASL) dan UV absortion.
Penggunaan produk komposit kayu plastik pada daerah tropis yang lembab
dan hangat, panas sepanjang tahun, dan curah hujan yang cukup tinggi sangat
mendukung perkembangan faktor perusak kayu (rayap dan jamur) dan dapat
menyebabkan deteriorasi terhadap komposit.
Penelitian-penelitian daya tahan
komposit terhadap rayap dan jamur sangat jarang dilaporkan utamanya untuk
penggunaan di daerah tropis.
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, dapat dirumuskan beberapa
permasalahan utama :
1.
Apakah penambahan Ultra Violet (UV) stabilizer dapat meningkatkan daya tahan
komposit terhadap serangan rayap tanah dan rayap kayu kering.
2.
Apakah penambahan UV stabilizer dapat meningkatkan daya tahan komposit
terhadap serangan jamur.
16
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Penelitian ini bertujuan :
1. Mengetahui daya tahan komposit kayu-recycle polypropylene (RPP) dengan
penambahan UV stabilizer terhadap rayap tanah (Coptotermes curvignathus
Holmgren) dan rayap kayu kering (Cryptotermes cynocephalus Light).
2. Mengetahui daya tahan komposit kayu-RPP dengan penambahan UV stabilizer
terhadap jamur.
3. Membandingkan daya tahan komposit kayu-RPP tanpa penambahan UV stabilizer
dan Maleic Anhydride (MAH) dengan penambahan UV stabilizer dan MAH.
Adapun manfaat penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi tentang daya tahan komposit serbuk kayu-RPP terhadap
rayap tanah dan rayap kayu kering.
2. Memberikan informasi tentang daya tahan komposit serbuk kayu-RPP terhadap
jamur perusak.
17
TINJAUAN PUSTAKA
Komposit Kayu Plastik
Komposit kayu merupakan istilah untuk menggambarkan setiap produk yang
terbuat dari lembaran atau potongan-potongan kecil kayu yang direkat bersama-sama
(Maloney 1993). Dengan demikian pengertian komposit kayu plastik adalah komposit
yang terbuat dari plastik sebagai matriks dan serbuk kayu sebagai pengisi (filler),
yang mempunyai sifat gabungan keduanya.
Kombinasi kedua bahan tersebut
diharapkan meningkatkan kualitas dan mengurangi kelemahan masing- masing bahan.
Penambahan serbuk kayu sebagai bahan pengisi produk plastik dapat menurunkan
biaya industri plastik.
Selain itu, dalam hal tertentu penambahan serbuk kayu
menghasilkan penampilan produk yang lebih baik.
Dalam industri perkayuan
pemanfaatan serbuk kayu dapat meningkatkan nilai guna dari limbah yang dihasilkan
(Rowell 1988).
Produk komposit kayu plastik mulai berkembang sekitar tahun 1990-an.
Faktor utama yang menjadi pendorong berkembangnya industri ini adalah biaya
produksi lebih murah, bahan baku yang digunakan dapat berupa limbah, produk yang
dihasilkan dapat didaur ulang, serta memiliki sifat-sifat yang lebih baik dibandingkan
bahan baku asalnya. Selain itu, produk ini juga dapat diaplikasikan secara luas untuk
berbagai keperluan konstruksi dan industri. Produk tersebut dapat digunakan sebagai
komponen interior mobil, komponen jendela, pintu, tangga, lantai, dan berbagai
keperluan lainnya (Youngquist 1995).
Komposit kayu plastik ini dapat dibuat melalui proses satu tahap, proses dua
tahap, maupun proses kontinyu. Pada proses satu tahap, semua bahan baku dicampur
terlebih dahulu secara manual kemudian dimasukkan ke dalam alat pengadon
(kneader) dan diproses sampai menghasilkan produk komposit. Pada proses dua
tahap bahan baku plastik dimodifikasi terlebih dahulu, kemudian bahan pengisi
dicampur secara bersamaan di dalam pengadon dan dibentuk menjadi komposit.
Kombinasi dari tahap-tahap ini dikenal dengan proses kontinyu. Pada proses ini
bahan baku dimasukkan secara bertahap dan berurutan
18
di dalam pengadon kemudian diproses sampai menjadi produk komposit (Han dan
Shiraishi 1990). Umumnya proses dua tahap menghasilkan produk yang lebih baik
dari proses satu tahap, namun proses satu tahap memerlukan waktu yang lebih
singkat.
Serbuk Kayu Sebagai Pengisi
Pengisi telah digunakan di dalam industri plastik selama hampir 90 tahun.
Pengisi ditambahkan ke dalam matriks polimer dengan tujuan meningkatkan sifatsifat mekanis polimer melalui penyebaran tekanan yang efektif di antara serat dan
matriks (Han 1990). Kelebihan serbuk kayu sebagai bahan pengisi dalam plastik
adalah kerapatannya rendah, sumber melimpah, dapat terdegradasi secara alami,
nisbah kekakuan dan kekuatan spesifik tinggi, serta merupakan sumber alam yang
dapat diperbaharui (Youngquist 1995).
Bahan-bahan inorganik seperti kalsium karbonat, talc, mika, dan fibreglass
merupakan bahan yang paling banyak digunakan sebagai pengisi dalam industri
plastik. Penambahan kalsium karbonat, mika dan talc dapat meningkatkan kekuatan
plastik, tetapi berat produk yang dihasilkan juga meningkat sehingga biaya
pengangkutan menjadi lebih mahal. Selain itu, kalsium karbonat dan talc bersifat
abrasif terhadap peralatan yang digunakan, sehingga memperpendek umur
pemakaian. Penambahan fiberglass dapat meningkatkan kekuatan produk tetapi
harganya sanga t mahal. Karena itu penggunaan bahan organik sebagai pengisi dalam
industri plastik mulai mendapat perhatian (Johnson et al 1999).
Berbagai bahan organik dapat digunakan sebagai pengisi seperti kayu, bagase,
kulit kacang, bambu, rotan, sisal dan sebagainya (Febrianto 1999).
Kayu yang
digunakan sebagai bahan pengisi mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan
dengan bahan inorganik, yaitu kerapatannya rendah, biaya per volume lebih
ekonomis,
kekuatan
dan
kelenturan
yang
baik,
dapat
terdegradasi
oleh
mikroorganisme, gaya gesek yang lebih rendah pada saat proses pembuatan, dan
19
diperoleh dari sumber yang dapat diperbaharui serta memiliki pasar yang baik (Stark
& Berger 1997b).
Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam pemanfaatan serbuk kayu
sebagai pengisi dalam pembuatan komposit polimer kayu adalah ukuran serbuk serta
nisbah antara serbuk kayu dan plastik. Beberapa penelitian yang telah dilakukan
menunjukkan bahwa sampai batas tertentu terjadi peningkatan kekuatan komposit
dengan makin kecil ukuran serbuk yang digunakan (Han 1990; Stark & Berger
1997a), demikian juga nisbah serbuk kayu dan plastik, kadar air serta jenis kayu
berpengaruh nyata terhadap sifat komposit yang dihasilkan (Han 1990; Kazayawoko
& Balatinez 1997; Stark & Berger 1997a).
Sifat Umum Plastik
Plastik adalah salah satu barang atau bahan yang dihasilkan oleh industri
modern saat ini. Plastik mulai dikembangkan dalam skala besar sekitar tahun 1960an, kemudian penggunaannya telah berkembang sedemikian rupa, dipakai pada
hampir diseluruh sektor kehidupan seperti peralatan rumah tangga, automotif, bahan
bangunan, mebel, pengemas berbagai jenis barang (Ross et al. 1980). Plastik dibuat
melalui proses polimerisasi dari bahan minyak bumi yang merupakan salah satu
sumber daya yang tidak dapat diperbaharui (non renewable).
Harper (1996) menambahkan bahwa plastik merupakan polimer yang terdapat
dalam bentuk resin atau berasal dari polimerisasi resin. Menurut Ulrich (1982),
plastik mempunyai struktur rantai kimia yang panjang dan berat molekul yang tinggi.
Sifat fisis plastik bergantung pada berat molekul dan struktur molekulnya. Minimum
berat molekul 10.000 diperlukan plastik untuk mendapatkan sifat fisis yang baik.
Untuk memperbaiki sifat-sifat fisio-kimia ke dalam plastik ditambahkan baha n
tambahan atau aditif.
Bahan aditif yang sengaja ditambahkan itu disebut komponen non-plastik, di
antaranya berfungsi sebagai : pewarna, antioksidan, penyerap cahaya ultraviolet,
penstabil panas, penurun viscositas, penyerap asam, pengurai peroksida, peliat,
pengelet, dan lain- lain (Gardner 2002). Aditif biasanya mempunyai berat molekul
20
rendah, dapat berupa senyawa organik maupun anorganik. Setiap jenis plastik dapat
berisi beberapa macam aditif bergantung keperluannya.
Plastik yang umum dikenal sangat beragam dan kompleks, demikian pula
dengan sifat-sifatnya, tetapi secara garis besar plastik dapat dibagi menjadi 2 jenis,
yaitu termoplastik dan termoset.
Termoplastik adalah plastik yang apabila
dipanaskan melunak dan mengeras ketika didinginkan, proses ini dapat dilakukan
secara berulang-ulang. Jenis plastik yang termasuk termoplastik dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1. Plastik Kelompok Termoplastik
Jenis
Akrilonitril Butadiena Stirena (ABS)
Asetal
Asetat
Butirat
Selulosa propionat
Selulosa nitrat
Etil Selulosa
Fluorokarbon
Poliamida (nilon)
Polikarbonat
Polieter
Polietilena
Polipropilena
Polistirena
Vinil
Sifat Umum
Sangat keras dan kuat
Sangat kaku
Kaku, keras, gampang diwarnai
Keras, tahan cuaca
Tidak berbau, stabil, berwarna terang
Liat, permu kaan keras, tidak mudah terbakar
Keras, tahan perlakuan keras
Sangat resisten secara kimiawi
Kuat dan keras, tahan suhu tinggi
Sangat kuat
Tahan secara kimiawi
Ringan dan dapat dipelintir
Ringan, tahan secara kimiawi
Kaku, berwarna, terang, dan cerah
Serbaguna, berwarna
Sumber : Dubey (1994)
Plastik jenis termoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena
sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10 %) dari volume
jenis plastik yang bersifat termoplastik. Termoplastik dapat dibentuk kembali dengan
mudah dan diproses menjadi bentuk lain (Moavenzadeh & Taylor 1995).
Plastik jenis termoset dibuat dari awal dengan bentuk yang permanen, dengan
proses pemanasan dan tekanan kemudian mengalami perubahan kimia yang
membuatnya keras, pemanasan kembali tidak akan melunakkan plastik jenis ini.
Fenol atau urea adalah plastik termoset yang paling banyak dipakai.
plastik termoset dapat dilihat pada Tabel 2.
Jenis-jenis
21
Tabel 2. Plastik Kelompok Termoset
Jenis
Alkid
Alil
Kasein
Epoksi
Melamin Formaldehida (MF)
Sifat Umum
Mempunyai sifat elektris yang baik
Daya hantar listrik rendah
Mempunyai kisaran warna yang baik
Mempunyai sifat perekat yang baik
Kuat, ringan, dan tahan direndam air
panas
Keras, kaku, kuat
Permukaan keras dan kuat
Tahan sampai dengan suhu 295o C
Berwarna-warni dan stabil
Kuat dan tahan robek
Periolat
Poliester
Silikon
Urea
Poliuretan (PU)
Sumber : Dubey (1994)
Polipropilena (PP)
Polipropilena termasuk jenis plastik olefin dan merupakan polimer dari
propilena. Dikembangkan sejak tahun 1950 dengan berbagai macam nama dagang
seperti : hexphane, dynafilm, luparen, escon, ole fane, profax. Polipropilena banyak
digunakan sebagai bahan pembuatan berbagai produk, seperti kantung plastik,
pengemas, alat-alat-alat kedokteran, alat-alat rumah tangga, bangunan dan konstruksi,
alat-alat listrik, mainan, komputer, perangkat pesawat terbang.
Polipropilena merupakan polimer dengan struktur dasar propilena. Struktur
keduanya adalah sebagai berikut :
CH2 = CH – CH3
( CH2 – CH – CH2 – CH – CH2 ) n
CH3 CH3
22
Bost (1980) dalam Syarief et al. (1989) menyatakan bahwa sifat-sifat utama
dari polipropilena adalah :
1.
Ringan (densitas 0,9 gr/cm3 ), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih
dalam bentuk film.
2.
Mempunyai kekuatan tarik lebih besar dari polietilena. Pada suhu rendah akan
rapuh, dalam bentuk murni pada suhu – 30o C mudah pecah sehingga perlu
ditambahkan polietilena atau bahan lain untuk memperbaiki ketahanan terhadap
benturan.
3.
Lebih kaku dari polietilena dan tidak gampang sobek sehingga lebih mudah
dalam penanganannya.
4.
Permebialitas uap air rendah, permebialitas gas sedang.
5.
Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 150o C.
6.
Titik lelehnya cukup tinggi pada 170o C dan mengeluarkan benang-benang
plastik pada suhu tinggi.
7.
Tahan terhadap asam kuat, basa, dan minyak. Tidak terpengaruh oleh pelarut
pada suhu kamar kecuali HCl
8.
Pada suhu tinggi polipropilena akan bereaksi dengan benzene, siklene,
toluene, terpentin dan asam nitrit kuat.
Dibandingkan dengan polimer lain, polimer polipropilena memiliki kerapatan
paling rendah yaitu berkisar antara 0,900 – 0,915 dengan Tg berkisar
–20o C.
Karena bersifat tahan terhadap panas dan bahan-bahan kimia, polipropilena sering
digunakan untuk berbagai tujuan elektrikal (Meier 1996).
Limbah Plast
HUSNAH LATIFAH. Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang dengan
Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan Rayap dan Jamur. Dibimbing oleh
YUSUF SUDO HADI, FAUZI FEBRIANTO, dan MYRTHA KARINA.
Pemanfaatan limbah kayu dan limbah plastik dengan mengolahnya menjadi
produk yang lebih bermanfaat akan menekan jumlah limbah tersebut. Penggabungan
limbah kayu dan limbah plastik menjadi suatu produk merupakan salah satu alternatif
pemanfaatan limbah yang dapat menekan seminimal mungkin dampak pencemaran
lingkungan dari limbah tersebut. Salah satu produk yang menggabungkan plastikkayu adalah komposit kayu-plastik.
Penggunaan komposit di luar ruangan (eksterior) sangat rentan terhadap
perubahan cuaca yang berfluktuasi, serangan jamur perusak kayu, serangan rayap dan
lain- lain. Untuk itu menurut Youngquist (1995) teknologi aditif seperti UV stabilizer
dapat digunakan untuk mengatasi problem tersebut. Adanya penambahan zat aditif
seperti MAH dan UV stabilizer pada komposit ini diharapkan komposit yang
dihasilkan mempunyai ketahanan yang meningkat terhadap serangan rayap perusak
kayu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui daya tahan papan komposit kayu(recycle polypropylene)-RPP dengan penambahan UV stabilizer terhadap serangan
rayap tanah, rayap kayu kering dan jamur.
Pada penelitian ini digunakan serbuk kayu Eucalyptus deglupta sebagai bahan
pengisi, recycle polypropylene-RPP, MAH sebagai compatibilizer bersama DCP
sebagai inisiator digunakan untuk meningkatkan adhesi antara serbuk kayu dan RPP,
UV stabilizer dengan kadar 0, 1, 2, 3, 4, 5 %. Komposit kayu-RPP diumpankan pada
rayap kayu kering (Cryptotermes cynochepalus Light) selama 28 hari dan
diumpankan pula pada rayap tanah (Coptotermes curvignathus) selama 3 bulan.
Komposit kayu-RPP diumpankan ke jamur selama 3 bulan. Sebelum dan setelah
diumpakan contoh uji ditimbang berat awalnya. Pengujian rayap ini dapat diketahui
mortalitas rayap dan kehilangan berat umpan. Pengumpanan terhadap jamur untuk
melihat kadar air, pengurangan berat, sifat mekanis, dan scanning elektron
microscopy (SEM).
Hasil pengujian diolah dengan menggunakan model Rancangan Acak
Lengkap dalam Faktorial 2 x 6 dengan 3 ulangan sehingga terdapat 36 contoh uji.
Penambahan UV stabilizer dengan kadar yang berbeda tidak berpengaruh nyata pada
peningkatan daya tahan komposit kayu-RPP terhadap serangan rayap dan jamur.
Penambahan MAH dapat meningkatkan daya tahan komposit kayu-RPP terhadap
serangan rayap dan jamur. Hasil pengamatan dengan scanning elektron microscopy
(SEM) memperlihatkan adanya perubahan pada permukaan komposit kayu-RPP
setelah diumpankan ke jamur.
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Ketahanan Komposit Kayu
Plastik-Daur-Ulang dengan Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan
Rayap dan Jamur” adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk
apapun kepada perguruan tinggi manapun.
Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis
ini.
Bogor, Februari 2006
Husnah Latifah
E 051 02 0131
3
KETAHANAN KOMPOSIT KAYU PLASTIK-DAUR-ULANG
DENGAN PENAMBAHAN UV STABILIZER TERHADAP
SERANGAN RAYAP DAN JAMUR
HUSNAH LATIFAH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
4
Judul Penelitian
:
Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang
dengan Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan
Rayap dan Jamur
Nama
:
Husnah Latifah
NIM
:
E 051020131
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr
Ketua
Dr. Myrtha Karina, M.Agr
Anggota
Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi
Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc
Tanggal Ujian
:
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, M.Sc
Tanggal Lulus
:
5
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Ujung Pandang, Sulawesi Selatan pada tanggal 9 Juni 1973
dari ayah H.A. Iskandar Tompo dan ibu Hj. Chaeriyah Akib dan merupakan anak
kedua dari 7 bersaudara. Pendidikan formal yang telah ditempuh adalah Sekolah
Dasar Negeri Karuwisi II Ujung Pandang pada tahun 1986, Sekolah Menengah
Pertama Muhammadiyah Ujung Pandang pada tahun 1989, dan Sekolah Menengah
Atas Negeri V Ujung Pandang pada tahun 1992. Pada tahun 1992 penulis
melanjutkan pendidikan sarjana di Program Studi Teknologi Hasil Hutan Jurusan
Kehutanan Fakultas Pertanian dan Kehutanan Universitas Hasanuddin (Unhas)
Makassar, dan lulus pada tanggal 28 Juni 1997.
Selama menempuh pendidikan
sarjana, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan diantaranya sebagai pengurus
Sylva Indonesia Unhas dan pengurus Ikatan Mahasiswa Muhammadiyah komisaris
Fakultas Pertanian dan Kehutanan Unhas. Selain itu penulis juga berkesempatan
mendapatkan beasiswa dari Yayasan Wanabakti pada tahun 1994-1997.
Setelah menamatkan pendidikan sarjana, penulis magang sebagai asisten
dosen di Program Studi Teknologi Hasil Hutan Fakultas Pertanian dan Kehutanan
Unhas sejak tahun 1997. Pada tahun 2000-2001 penulis sebagai anggota tim peneliti
Evaluasi Penghijauan kerjasama Unhas – Dinas Kehutanan Sulawesi Selatan.
Sejak tahun 2001 penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Fakultas
Pertanian Universitas Muhammadiyah Makassar.
Atas bantuan biaya dari BPPS
Dikti, penulis pada tahun 2002 melanjutkan pendidikan Program Pascasarjana di
Program Magister Ilmu Pengetahuan Kehutanan IPB.
Pada akhir penyelesaian studi di Program Pascasarjana penulis menikah
dengan A. Syarif Salam pada tahun 2004.
6
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang atas rahmatNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini. Penulisan tesis
ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program
Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Tesis dengan judul “Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang dengan
Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan Rayap dan Jamur” ini dapat
diselesaikan antara lain berkat bantuan dan sumbangan pemikiran dari berbagai
pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi,
M.Agr, Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS dan Dr. Myrtha Karina, M.Sc, masing- masing
selaku ketua dan anggota komisi pembimbing.
Terima kasih yang sama juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan
mahasiswa Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Kehutanan terkhusus angkatan 2002,
rekan-rekan di Laboratorium Biokomposit atas kerjasamanya selama ini. Penulis
juga banyak mendapatkan bantuan dari staf di Laboratorium Uji Polimer Pusat
Penelitian Fisika LIPI Bandung, Laboratorium Biomaterial LIPI Cibinong,
Laboratorium Kayu Solid, Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Laboratorium Hama
Penyakit Hutan Departemen Hasil Hutan IPB. Untuk itu penulis menyampaikan
banyak terima kasih kepada Bapak Dirman, Bapak Yusuf, Mbak Hesti, Bapak Atin,
Bapak Abdullah, Ibu Tutin, dan Wawan.
Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada Direktorat Pendidikan
Tinggi atas bantuan beasiswanya dan Walikota Makassar atas bantuan biaya
penelitian serta Ir. Syaiful Shaleh, M.Si selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas
Muhammadiyah Makassar.
Terima kasih penulis sampaikan kepada penghuni kos Laladon Crew (Ibu
Wardah, Kent, Yanni, Vera, Evi, Mbak Yuli, Mbak Sari, Mbak Tati, Yati dan Mbak
Irma, atas dukungan moril, persaudaraan yang erat, suka dan duka selama penulis di
Bogor). Terima kasih pula untuk Mbak Iwan Risnasari (kebersamaan selama kuliah
dan penelitian yang penuh dengan suka dan duka)
Terima kasih yang tulus kepada seluruh keluarga, khususnya orang tua, kakak
dan adik-adikku tercinta yang senantiasa berdoa dan mendorong untuk keberhasilan
penulis. Terakhir penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada suami yang
tercinta A. Syarif Salam atas dukungan, motivasi, dan doa yang tulus selama penulis
jauh dari keluarga untuk menempuh studi.
Harapan penulis semoga tesis ini dapat menambah khasanah ilmu
pengetahuan.
Bogor, Februari 2006
Penulis
7
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL............................................................................................ ........ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... .........x
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... .........xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..................................................................................... .........
Perumusan Masalah.............................................................................. .........
Tujuan................................................................................................... .........
Manfaat Penelitian................................................................................ .........
Hipotesis ............................................................................................... .........
1
3
3
4
4
TINJAUAN PUSTAKA
Komposit Kayu Plastik ......................................................................... ......... 5
Serbuk Kayu sebagai Filler .................................................................. ......... 6
Sifat Umum Plastik .............................................................................. ......... 7
Limbah Plastik ...................................................................................... ......... 8
Polipropilena (PP) ................................................................................ ......... 9
UV Stabilizer ........................................................................................ ......... 10
Jamur .................................................................................................... ......... 11
Rayap.................................................................................................... ......... 14
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian.............................................................. ......... 18
Bahan dan Alat..................................................................................... ......... 18
Metode Penelitian................................................................................. ......... 19
Analisis Data ........................................................................................ ......... 26
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Rayap Kayu Kering .......... ......... 28
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Rayap Tanah..................... ......... 30
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Serangan Jamur ................ ......... 31
8
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan........................................................................................................... ......... 46
Saran................................................................................................................. ......... 46
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... ......... 47
LAMPIRAN ..................................................................................................... ......... 50
9
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Plastik Kelompok Termoplastik................................................................ .........7
2.
Plastik Kelompok Termoset...................................................................... .........8
3. Perbandingan Dampak Serangan White rot dan Brown rot
Terhadap Karakteristik Kayu .................................................................... .........13
4. Rata-rata Nilai Mortalitas Rayap Kayu Kering......................................... .........30
5. Rata-rata Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP.................................. .........32
6.
Pengurangan Berat (%) Komposit Kayu-RPP
Selama 3 Bulan Pengujian......................................................................... .........34
7. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah diumpankan ke Jamur .............................................................................35
8.
Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP Setelah 3 Minggu Pengumpanan .....37
9.
Nilai Keteguhan Tarik (ómax) Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setela h Diumpankan ke Jamur (MPa) .........................................................39
10. Nilai Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur .....................................................................39
11. Nilai Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) .........................................................41
10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Serbuk Kayu Leda (Eucalyptus deglupta Blume)...............................................19
2. Limbah Plastik Polipropilena Daur Ulang (recycle polypropylene-RPP)...........20
3.
UV Stabilizer .......................................................................................................20
4.
Labo Plastomill yang Digunakan untuk Pengadonan Bahan..............................22
5.
Alat Kempa Alat Kempa Panas dan Alat Kempa Dingin ...................................22
6.
Diagram Alir Proses Pembuatan Komposit Kayu RPP dengan
Polybatch FPP UV 1520 Sebagai Stabilizer (0, 1, 2, 3, 4, 5 %),
MAH 0 dan 2,5 % ...............................................................................................23
7.
Dumbell (Alat Pembuat Contoh Uji)...................................................................24
8. Kotak Pengujian Ketahanan Contoh Uji terhadap
Rayap Kayu Kering di Laboratorium..................................................................25
9.
Pengujian terhadap Rayap Tanah di Lapangan...................................................26
10. Cawan Petri yang Berisi Contoh Uji dan Jamur .................................................27
11. Rata-rata Mortalitas Rayap Kayu Kering
(Cryptotermes cynocephalus Light) 4 Minggu Pengamatan.............................31
12. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah 4 Minggu Pengumpanan.........................................................................32
13. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah 4 Minggu Pengumpanan.........................................................................34
14. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan Setelah Diumpankan
ke Jamur Setelah 3 Minggu Pengumpanan.........................................................36
15. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan ke Rayap Tanah ................................................................38
16. Keteguhan Tarik (ómax) Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) ..........................................................39
17. Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (%) ..............................................................42
18. Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) ...........................................................43
ABSTRAK
HUSNAH LATIFAH. Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang dengan
Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan Rayap dan Jamur. Dibimbing oleh
YUSUF SUDO HADI, FAUZI FEBRIANTO, dan MYRTHA KARINA.
Pemanfaatan limbah kayu dan limbah plastik dengan mengolahnya menjadi
produk yang lebih bermanfaat akan menekan jumlah limbah tersebut. Penggabungan
limbah kayu dan limbah plastik menjadi suatu produk merupakan salah satu alternatif
pemanfaatan limbah yang dapat menekan seminimal mungkin dampak pencemaran
lingkungan dari limbah tersebut. Salah satu produk yang menggabungkan plastikkayu adalah komposit kayu-plastik.
Penggunaan komposit di luar ruangan (eksterior) sangat rentan terhadap
perubahan cuaca yang berfluktuasi, serangan jamur perusak kayu, serangan rayap dan
lain- lain. Untuk itu menurut Youngquist (1995) teknologi aditif seperti UV stabilizer
dapat digunakan untuk mengatasi problem tersebut. Adanya penambahan zat aditif
seperti MAH dan UV stabilizer pada komposit ini diharapkan komposit yang
dihasilkan mempunyai ketahanan yang meningkat terhadap serangan rayap perusak
kayu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui daya tahan papan komposit kayu(recycle polypropylene)-RPP dengan penambahan UV stabilizer terhadap serangan
rayap tanah, rayap kayu kering dan jamur.
Pada penelitian ini digunakan serbuk kayu Eucalyptus deglupta sebagai bahan
pengisi, recycle polypropylene-RPP, MAH sebagai compatibilizer bersama DCP
sebagai inisiator digunakan untuk meningkatkan adhesi antara serbuk kayu dan RPP,
UV stabilizer dengan kadar 0, 1, 2, 3, 4, 5 %. Komposit kayu-RPP diumpankan pada
rayap kayu kering (Cryptotermes cynochepalus Light) selama 28 hari dan
diumpankan pula pada rayap tanah (Coptotermes curvignathus) selama 3 bulan.
Komposit kayu-RPP diumpankan ke jamur selama 3 bulan. Sebelum dan setelah
diumpakan contoh uji ditimbang berat awalnya. Pengujian rayap ini dapat diketahui
mortalitas rayap dan kehilangan berat umpan. Pengumpanan terhadap jamur untuk
melihat kadar air, pengurangan berat, sifat mekanis, dan scanning elektron
microscopy (SEM).
Hasil pengujian diolah dengan menggunakan model Rancangan Acak
Lengkap dalam Faktorial 2 x 6 dengan 3 ulangan sehingga terdapat 36 contoh uji.
Penambahan UV stabilizer dengan kadar yang berbeda tidak berpengaruh nyata pada
peningkatan daya tahan komposit kayu-RPP terhadap serangan rayap dan jamur.
Penambahan MAH dapat meningkatkan daya tahan komposit kayu-RPP terhadap
serangan rayap dan jamur. Hasil pengamatan dengan scanning elektron microscopy
(SEM) memperlihatkan adanya perubahan pada permukaan komposit kayu-RPP
setelah diumpankan ke jamur.
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Ketahanan Komposit Kayu
Plastik-Daur-Ulang dengan Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan
Rayap dan Jamur” adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk
apapun kepada perguruan tinggi manapun.
Sumber informasi yang berasal atau
dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis
ini.
Bogor, Februari 2006
Husnah Latifah
E 051 02 0131
3
KETAHANAN KOMPOSIT KAYU PLASTIK-DAUR-ULANG
DENGAN PENAMBAHAN UV STABILIZER TERHADAP
SERANGAN RAYAP DAN JAMUR
HUSNAH LATIFAH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2006
4
Judul Penelitian
:
Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang
dengan Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan
Rayap dan Jamur
Nama
:
Husnah Latifah
NIM
:
E 051020131
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr
Ketua
Dr. Myrtha Karina, M.Agr
Anggota
Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS
Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi
Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc
Tanggal Ujian
:
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, M.Sc
Tanggal Lulus
:
5
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Ujung Pandang, Sulawesi Selatan pada tanggal 9 Juni 1973
dari ayah H.A. Iskandar Tompo dan ibu Hj. Chaeriyah Akib dan merupakan anak
kedua dari 7 bersaudara. Pendidikan formal yang telah ditempuh adalah Sekolah
Dasar Negeri Karuwisi II Ujung Pandang pada tahun 1986, Sekolah Menengah
Pertama Muhammadiyah Ujung Pandang pada tahun 1989, dan Sekolah Menengah
Atas Negeri V Ujung Pandang pada tahun 1992. Pada tahun 1992 penulis
melanjutkan pendidikan sarjana di Program Studi Teknologi Hasil Hutan Jurusan
Kehutanan Fakultas Pertanian dan Kehutanan Universitas Hasanuddin (Unhas)
Makassar, dan lulus pada tanggal 28 Juni 1997.
Selama menempuh pendidikan
sarjana, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan diantaranya sebagai pengurus
Sylva Indonesia Unhas dan pengurus Ikatan Mahasiswa Muhammadiyah komisaris
Fakultas Pertanian dan Kehutanan Unhas. Selain itu penulis juga berkesempatan
mendapatkan beasiswa dari Yayasan Wanabakti pada tahun 1994-1997.
Setelah menamatkan pendidikan sarjana, penulis magang sebagai asisten
dosen di Program Studi Teknologi Hasil Hutan Fakultas Pertanian dan Kehutanan
Unhas sejak tahun 1997. Pada tahun 2000-2001 penulis sebagai anggota tim peneliti
Evaluasi Penghijauan kerjasama Unhas – Dinas Kehutanan Sulawesi Selatan.
Sejak tahun 2001 penulis bekerja sebagai staf pengajar pada Fakultas
Pertanian Universitas Muhammadiyah Makassar.
Atas bantuan biaya dari BPPS
Dikti, penulis pada tahun 2002 melanjutkan pendidikan Program Pascasarjana di
Program Magister Ilmu Pengetahuan Kehutanan IPB.
Pada akhir penyelesaian studi di Program Pascasarjana penulis menikah
dengan A. Syarif Salam pada tahun 2004.
6
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang atas rahmatNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini. Penulisan tesis
ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program
Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Tesis dengan judul “Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur-Ulang dengan
Penambahan UV Stabilizer terhadap Serangan Rayap dan Jamur” ini dapat
diselesaikan antara lain berkat bantuan dan sumbangan pemikiran dari berbagai
pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Prof. Dr. Ir. H. Yusuf Sudo Hadi,
M.Agr, Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS dan Dr. Myrtha Karina, M.Sc, masing- masing
selaku ketua dan anggota komisi pembimbing.
Terima kasih yang sama juga penulis sampaikan kepada rekan-rekan
mahasiswa Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Kehutanan terkhusus angkatan 2002,
rekan-rekan di Laboratorium Biokomposit atas kerjasamanya selama ini. Penulis
juga banyak mendapatkan bantuan dari staf di Laboratorium Uji Polimer Pusat
Penelitian Fisika LIPI Bandung, Laboratorium Biomaterial LIPI Cibinong,
Laboratorium Kayu Solid, Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Laboratorium Hama
Penyakit Hutan Departemen Hasil Hutan IPB. Untuk itu penulis menyampaikan
banyak terima kasih kepada Bapak Dirman, Bapak Yusuf, Mbak Hesti, Bapak Atin,
Bapak Abdullah, Ibu Tutin, dan Wawan.
Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada Direktorat Pendidikan
Tinggi atas bantuan beasiswanya dan Walikota Makassar atas bantuan biaya
penelitian serta Ir. Syaiful Shaleh, M.Si selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas
Muhammadiyah Makassar.
Terima kasih penulis sampaikan kepada penghuni kos Laladon Crew (Ibu
Wardah, Kent, Yanni, Vera, Evi, Mbak Yuli, Mbak Sari, Mbak Tati, Yati dan Mbak
Irma, atas dukungan moril, persaudaraan yang erat, suka dan duka selama penulis di
Bogor). Terima kasih pula untuk Mbak Iwan Risnasari (kebersamaan selama kuliah
dan penelitian yang penuh dengan suka dan duka)
Terima kasih yang tulus kepada seluruh keluarga, khususnya orang tua, kakak
dan adik-adikku tercinta yang senantiasa berdoa dan mendorong untuk keberhasilan
penulis. Terakhir penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada suami yang
tercinta A. Syarif Salam atas dukungan, motivasi, dan doa yang tulus selama penulis
jauh dari keluarga untuk menempuh studi.
Harapan penulis semoga tesis ini dapat menambah khasanah ilmu
pengetahuan.
Bogor, Februari 2006
Penulis
7
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL............................................................................................ ........ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... .........x
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... .........xii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ..................................................................................... .........
Perumusan Masalah.............................................................................. .........
Tujuan................................................................................................... .........
Manfaat Penelitian................................................................................ .........
Hipotesis ............................................................................................... .........
1
3
3
4
4
TINJAUAN PUSTAKA
Komposit Kayu Plastik ......................................................................... ......... 5
Serbuk Kayu sebagai Filler .................................................................. ......... 6
Sifat Umum Plastik .............................................................................. ......... 7
Limbah Plastik ...................................................................................... ......... 8
Polipropilena (PP) ................................................................................ ......... 9
UV Stabilizer ........................................................................................ ......... 10
Jamur .................................................................................................... ......... 11
Rayap.................................................................................................... ......... 14
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian.............................................................. ......... 18
Bahan dan Alat..................................................................................... ......... 18
Metode Penelitian................................................................................. ......... 19
Analisis Data ........................................................................................ ......... 26
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Rayap Kayu Kering .......... ......... 28
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Rayap Tanah..................... ......... 30
Ketahanan Komposit Kayu-RPP terhadap Serangan Jamur ................ ......... 31
8
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan........................................................................................................... ......... 46
Saran................................................................................................................. ......... 46
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... ......... 47
LAMPIRAN ..................................................................................................... ......... 50
9
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Plastik Kelompok Termoplastik................................................................ .........7
2.
Plastik Kelompok Termoset...................................................................... .........8
3. Perbandingan Dampak Serangan White rot dan Brown rot
Terhadap Karakteristik Kayu .................................................................... .........13
4. Rata-rata Nilai Mortalitas Rayap Kayu Kering......................................... .........30
5. Rata-rata Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP.................................. .........32
6.
Pengurangan Berat (%) Komposit Kayu-RPP
Selama 3 Bulan Pengujian......................................................................... .........34
7. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah diumpankan ke Jamur .............................................................................35
8.
Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP Setelah 3 Minggu Pengumpanan .....37
9.
Nilai Keteguhan Tarik (ómax) Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setela h Diumpankan ke Jamur (MPa) .........................................................39
10. Nilai Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur .....................................................................39
11. Nilai Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) .........................................................41
10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Serbuk Kayu Leda (Eucalyptus deglupta Blume)...............................................19
2. Limbah Plastik Polipropilena Daur Ulang (recycle polypropylene-RPP)...........20
3.
UV Stabilizer .......................................................................................................20
4.
Labo Plastomill yang Digunakan untuk Pengadonan Bahan..............................22
5.
Alat Kempa Alat Kempa Panas dan Alat Kempa Dingin ...................................22
6.
Diagram Alir Proses Pembuatan Komposit Kayu RPP dengan
Polybatch FPP UV 1520 Sebagai Stabilizer (0, 1, 2, 3, 4, 5 %),
MAH 0 dan 2,5 % ...............................................................................................23
7.
Dumbell (Alat Pembuat Contoh Uji)...................................................................24
8. Kotak Pengujian Ketahanan Contoh Uji terhadap
Rayap Kayu Kering di Laboratorium..................................................................25
9.
Pengujian terhadap Rayap Tanah di Lapangan...................................................26
10. Cawan Petri yang Berisi Contoh Uji dan Jamur .................................................27
11. Rata-rata Mortalitas Rayap Kayu Kering
(Cryptotermes cynocephalus Light) 4 Minggu Pengamatan.............................31
12. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah 4 Minggu Pengumpanan.........................................................................32
13. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah 4 Minggu Pengumpanan.........................................................................34
14. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan Setelah Diumpankan
ke Jamur Setelah 3 Minggu Pengumpanan.........................................................36
15. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan ke Rayap Tanah ................................................................38
16. Keteguhan Tarik (ómax) Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) ..........................................................39
17. Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (%) ..............................................................42
18. Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
dan Setelah Diumpankan ke Jamur (MPa) ...........................................................43
11
19 Hasil Pengamatan dengan SEM Komposit Kayu-RPP Tanpa MAH
Sebelum (A) dan Setelah (B) Diumpankan ke Jamur .........................................44
20. Hasil Pengamatan dengan SEM Komposit Kayu-RPP dengan
Penambahan MAH Sebelum (A) dan Setelah (B) Diumpankan ke Jamur .........45
12
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Analisis Ragam Tingkat Mortalitas Rayap Kayu Kering........................... .........50
2. Analisis Ragam Kehilangan Berat Akibat Serangan Rayap Kayu Kering. .........50
3. Uji Perbandingan Berganda Duncan Kehilangan Berat Akibat
Serangan Rayap Kayu Kering .................................................................... .........50
4. Analisis Ragam Kehilangan Berat Akibat Serangan Rayap Tanah ........... .........50
5. Analisis Ragam Kadar Air Sampel Sebelum Diumpankan ke Jamur ........ .........51
6. Analisis Ragam Kadar Air Sampel Setelah Diumpankan ke Jamur .......... .........51
7. Uji Perbandingan Berganda Duncan Kadar Air Sampel Setelah
Diumpankan ke Jamur................................................................................ .........51
8. Analisis Sidik Ragam Kehilangan Berat Sampel Setelah Diumpankan
ke Jamur ..................................................................................................... .........51
9. Uji Perbandingan Berganda Duncan Kehilangan Berat Sampel Setelah
Diumpankan ke Jamur................................................................................ .........52
10. Analisis Sidik Ragam Keteguhan Tarik Komposit Kayu-RPP Sebelum
Diumpankan............................................................................................... .........52
11. Uji Perbandingan Berganda Duncan Keteguhan Tarik Komposit Kayu-RPP
Sebelum Diumpankan................................................................................ .........52
12. Analisis Sidik Ragam Keteguhan Tarik Komposit Kayu-RPP Setelah
Diumpankan............................................................................................... .........52
13. Uji Perbandingan Berganda Duncan Keteguhan Tarik kompositKayu-RPP
Setelah Diumpankan .................................................................................. .........53
14. Analisis Sidik Ragam Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum
Diumpankan............................................................................................... .........53
15. Uji Perbandingan Berganda Duncan Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP
Sebelum Diumpankan................................................................................ .........53
16. Analisis Sidik Ragam Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan .................................................................................. .........53
17. Uji Perbandingan Berganda Duncan Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan .................................................................................. .........54
18. Analisis Sidik Ragam Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum
Diumpankan............................................................................................... .........54
13
19. Uji Perbandingan Berganda Duncan Modulus Young Komposit Kayu-RPP
Sebelum Diumpankan................................................................................ .........54
20. Analisis Sidik Ragam Modulus Young Komposit Kayu-RPP Setelah
Diumpankan............................................................................................... .........54
21. Uji Perbandingan Berganda Duncan Modulus Young Komposit Kayu-RPP
Setelah Diumpankan .................................................................................. .........54
22. Mortalitas Rayap dan Kehilangan Berat Komposit Kayu-RPP
Akibat Serangan Rayap Kayu Kering ........................................................ .........55
23. Kehilangan Berat Komposit Kayu-RPP Akibat Serangan Rayap Tanah.............57
24. Kadar Air Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah Diumpankan ke Jamur .............................................................................58
25. Pengurangan Berat Komposit Kayu-RPP Setelah
Diumpankan ke Jamur...........................................................................................59
26. Keteguhan Tarik Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah Diumpankan ke Jamur .............................................................................60
27. Elongasi Patah Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah Diumpankan ke Jamur .............................................................................61
28. Modulus Young Komposit Kayu-RPP Sebelum dan
Setelah Diumpankan ke Jamur .............................................................................62
14
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Limbah yang dihasilkan dari bidang kehutanan volumenya cukup tinggi,
dapat berasal dari penebangan di hutan maupun limbah dari industri pengolahan
kayu. Pemanfaatan limbah ini belum optimal. Pada umumnya limbah di industri
pengolahan kayu sebagian besar hanya dimanfaatkan sebagai bahan bakar boiler yang
dapat menimbulkan pencemaran lingkungan. Seperti yang diungkapkan oleh
Febrianto et al.
(1999) bahwa limbah kayu berupa log dan sebetan sudah
dimanfaatkan sebagai inti papan blok dan bahan baku papan partikel, namun limbah
dalam bentuk serbuk gergaji baru dimanfaatkan untuk bahan bakar boiler atau
dibakar tanpa pemanfaatan yang berarti sehingga menimbulkan masalah terhadap
lingkungan.
Demikian pula halnya dengan limbah plastik. Setiap tahun kebutuhan akan
plastik meningkat, hal ini karena plastik sangat praktis dan ekonomis dalam
pemakaiannya. Terjadinya peningkatan penggunaan plastik berkorelasi positif dengan
limbah plastik. Limbah plastik menimbulkan masalah tersendiri yaitu adanya
kemungkinan penumpukan limbah plastik dalam jumlah besar di alam yang berakibat
buruk terhadap lingkungan. Plastik dibuat melalui proses polimerisasi dari bahan
minyak bumi yang merupakan salah satu sumber daya yang tidak dapat diperbaharui
(non renewable). Oleh karena itu limbah plastik memerlukan waktu yang lama
(kurang lebih 100 tahun) untuk dapat terurai.
Pemanfaatan limbah kayu dan limbah plastik dengan mengolahnya menjadi
produk yang lebih bermanfaat akan menekan jumlah limbah tersebut. Penggabungan
limbah serbuk kayu dan limbah plastik menjadi suatu produk merupakan salah satu
alternatif pemanfaatan limbah yang dapat menekan seminimal mungkin dampak
pencemaran
lingkungan
dari
limbah
tersebut.
Salah
satu
produk
yang
menggabungkan kayu dan plastik adalah komposit kayu plastik.
Febrianto (1999) menyatakan bahwa komposit kayu plastik merupakan bahan
alternatif dimasa depan, karena dapat dibuat dari limbah kayu dan limbah plastik.
15
Limbah kayu dapat dihasilkan dari industri perkayuan dan pemanenan hasil hutan,
sedangkan limbah plastik dapat diperoleh dari limbah rumah tangga dan industri.
Beberapa penelitian mengenai komposit polimer kayu telah dilakukan.
Seiring dengan perkembangannya, komposit polimer kayu tidak hanya digunakan
untuk interior tetapi telah meluas penggunaannya untuk eksterior. Komposit polimer
kayu untuk penggunaan luar ruangan cenderung berhubungan dengan tanah, air,
kondisi lembab terus menerus, mikroorganisme (seperti bakteri dan jamur), serangga,
maupun faktor lainnya sehingga menyebabkan perusakan yang lebih besar.
Ketahanan pukul, ketahanan terhadap api, dan degradasi terhadap UV perlu
mendapat perhatian karena menjadi pembatas dari penggunaan komposit kayuplastik, tetapi teknologi aditif (compatibilizer, fire retardant, impact modifiers, UV
stabilizer) dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut (Youngquist 1995).
Hasil penelitian Gardner (2000) menunjukkan adanya peningkatan tensile strength
pada komposit poliolefin-serbuk kayu setelah penambahan
Hindered Amine Light
Stabilizer ( HASL) dan UV absortion.
Penggunaan produk komposit kayu plastik pada daerah tropis yang lembab
dan hangat, panas sepanjang tahun, dan curah hujan yang cukup tinggi sangat
mendukung perkembangan faktor perusak kayu (rayap dan jamur) dan dapat
menyebabkan deteriorasi terhadap komposit.
Penelitian-penelitian daya tahan
komposit terhadap rayap dan jamur sangat jarang dilaporkan utamanya untuk
penggunaan di daerah tropis.
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan di atas, dapat dirumuskan beberapa
permasalahan utama :
1.
Apakah penambahan Ultra Violet (UV) stabilizer dapat meningkatkan daya tahan
komposit terhadap serangan rayap tanah dan rayap kayu kering.
2.
Apakah penambahan UV stabilizer dapat meningkatkan daya tahan komposit
terhadap serangan jamur.
16
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Penelitian ini bertujuan :
1. Mengetahui daya tahan komposit kayu-recycle polypropylene (RPP) dengan
penambahan UV stabilizer terhadap rayap tanah (Coptotermes curvignathus
Holmgren) dan rayap kayu kering (Cryptotermes cynocephalus Light).
2. Mengetahui daya tahan komposit kayu-RPP dengan penambahan UV stabilizer
terhadap jamur.
3. Membandingkan daya tahan komposit kayu-RPP tanpa penambahan UV stabilizer
dan Maleic Anhydride (MAH) dengan penambahan UV stabilizer dan MAH.
Adapun manfaat penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi tentang daya tahan komposit serbuk kayu-RPP terhadap
rayap tanah dan rayap kayu kering.
2. Memberikan informasi tentang daya tahan komposit serbuk kayu-RPP terhadap
jamur perusak.
17
TINJAUAN PUSTAKA
Komposit Kayu Plastik
Komposit kayu merupakan istilah untuk menggambarkan setiap produk yang
terbuat dari lembaran atau potongan-potongan kecil kayu yang direkat bersama-sama
(Maloney 1993). Dengan demikian pengertian komposit kayu plastik adalah komposit
yang terbuat dari plastik sebagai matriks dan serbuk kayu sebagai pengisi (filler),
yang mempunyai sifat gabungan keduanya.
Kombinasi kedua bahan tersebut
diharapkan meningkatkan kualitas dan mengurangi kelemahan masing- masing bahan.
Penambahan serbuk kayu sebagai bahan pengisi produk plastik dapat menurunkan
biaya industri plastik.
Selain itu, dalam hal tertentu penambahan serbuk kayu
menghasilkan penampilan produk yang lebih baik.
Dalam industri perkayuan
pemanfaatan serbuk kayu dapat meningkatkan nilai guna dari limbah yang dihasilkan
(Rowell 1988).
Produk komposit kayu plastik mulai berkembang sekitar tahun 1990-an.
Faktor utama yang menjadi pendorong berkembangnya industri ini adalah biaya
produksi lebih murah, bahan baku yang digunakan dapat berupa limbah, produk yang
dihasilkan dapat didaur ulang, serta memiliki sifat-sifat yang lebih baik dibandingkan
bahan baku asalnya. Selain itu, produk ini juga dapat diaplikasikan secara luas untuk
berbagai keperluan konstruksi dan industri. Produk tersebut dapat digunakan sebagai
komponen interior mobil, komponen jendela, pintu, tangga, lantai, dan berbagai
keperluan lainnya (Youngquist 1995).
Komposit kayu plastik ini dapat dibuat melalui proses satu tahap, proses dua
tahap, maupun proses kontinyu. Pada proses satu tahap, semua bahan baku dicampur
terlebih dahulu secara manual kemudian dimasukkan ke dalam alat pengadon
(kneader) dan diproses sampai menghasilkan produk komposit. Pada proses dua
tahap bahan baku plastik dimodifikasi terlebih dahulu, kemudian bahan pengisi
dicampur secara bersamaan di dalam pengadon dan dibentuk menjadi komposit.
Kombinasi dari tahap-tahap ini dikenal dengan proses kontinyu. Pada proses ini
bahan baku dimasukkan secara bertahap dan berurutan
18
di dalam pengadon kemudian diproses sampai menjadi produk komposit (Han dan
Shiraishi 1990). Umumnya proses dua tahap menghasilkan produk yang lebih baik
dari proses satu tahap, namun proses satu tahap memerlukan waktu yang lebih
singkat.
Serbuk Kayu Sebagai Pengisi
Pengisi telah digunakan di dalam industri plastik selama hampir 90 tahun.
Pengisi ditambahkan ke dalam matriks polimer dengan tujuan meningkatkan sifatsifat mekanis polimer melalui penyebaran tekanan yang efektif di antara serat dan
matriks (Han 1990). Kelebihan serbuk kayu sebagai bahan pengisi dalam plastik
adalah kerapatannya rendah, sumber melimpah, dapat terdegradasi secara alami,
nisbah kekakuan dan kekuatan spesifik tinggi, serta merupakan sumber alam yang
dapat diperbaharui (Youngquist 1995).
Bahan-bahan inorganik seperti kalsium karbonat, talc, mika, dan fibreglass
merupakan bahan yang paling banyak digunakan sebagai pengisi dalam industri
plastik. Penambahan kalsium karbonat, mika dan talc dapat meningkatkan kekuatan
plastik, tetapi berat produk yang dihasilkan juga meningkat sehingga biaya
pengangkutan menjadi lebih mahal. Selain itu, kalsium karbonat dan talc bersifat
abrasif terhadap peralatan yang digunakan, sehingga memperpendek umur
pemakaian. Penambahan fiberglass dapat meningkatkan kekuatan produk tetapi
harganya sanga t mahal. Karena itu penggunaan bahan organik sebagai pengisi dalam
industri plastik mulai mendapat perhatian (Johnson et al 1999).
Berbagai bahan organik dapat digunakan sebagai pengisi seperti kayu, bagase,
kulit kacang, bambu, rotan, sisal dan sebagainya (Febrianto 1999).
Kayu yang
digunakan sebagai bahan pengisi mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan
dengan bahan inorganik, yaitu kerapatannya rendah, biaya per volume lebih
ekonomis,
kekuatan
dan
kelenturan
yang
baik,
dapat
terdegradasi
oleh
mikroorganisme, gaya gesek yang lebih rendah pada saat proses pembuatan, dan
19
diperoleh dari sumber yang dapat diperbaharui serta memiliki pasar yang baik (Stark
& Berger 1997b).
Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam pemanfaatan serbuk kayu
sebagai pengisi dalam pembuatan komposit polimer kayu adalah ukuran serbuk serta
nisbah antara serbuk kayu dan plastik. Beberapa penelitian yang telah dilakukan
menunjukkan bahwa sampai batas tertentu terjadi peningkatan kekuatan komposit
dengan makin kecil ukuran serbuk yang digunakan (Han 1990; Stark & Berger
1997a), demikian juga nisbah serbuk kayu dan plastik, kadar air serta jenis kayu
berpengaruh nyata terhadap sifat komposit yang dihasilkan (Han 1990; Kazayawoko
& Balatinez 1997; Stark & Berger 1997a).
Sifat Umum Plastik
Plastik adalah salah satu barang atau bahan yang dihasilkan oleh industri
modern saat ini. Plastik mulai dikembangkan dalam skala besar sekitar tahun 1960an, kemudian penggunaannya telah berkembang sedemikian rupa, dipakai pada
hampir diseluruh sektor kehidupan seperti peralatan rumah tangga, automotif, bahan
bangunan, mebel, pengemas berbagai jenis barang (Ross et al. 1980). Plastik dibuat
melalui proses polimerisasi dari bahan minyak bumi yang merupakan salah satu
sumber daya yang tidak dapat diperbaharui (non renewable).
Harper (1996) menambahkan bahwa plastik merupakan polimer yang terdapat
dalam bentuk resin atau berasal dari polimerisasi resin. Menurut Ulrich (1982),
plastik mempunyai struktur rantai kimia yang panjang dan berat molekul yang tinggi.
Sifat fisis plastik bergantung pada berat molekul dan struktur molekulnya. Minimum
berat molekul 10.000 diperlukan plastik untuk mendapatkan sifat fisis yang baik.
Untuk memperbaiki sifat-sifat fisio-kimia ke dalam plastik ditambahkan baha n
tambahan atau aditif.
Bahan aditif yang sengaja ditambahkan itu disebut komponen non-plastik, di
antaranya berfungsi sebagai : pewarna, antioksidan, penyerap cahaya ultraviolet,
penstabil panas, penurun viscositas, penyerap asam, pengurai peroksida, peliat,
pengelet, dan lain- lain (Gardner 2002). Aditif biasanya mempunyai berat molekul
20
rendah, dapat berupa senyawa organik maupun anorganik. Setiap jenis plastik dapat
berisi beberapa macam aditif bergantung keperluannya.
Plastik yang umum dikenal sangat beragam dan kompleks, demikian pula
dengan sifat-sifatnya, tetapi secara garis besar plastik dapat dibagi menjadi 2 jenis,
yaitu termoplastik dan termoset.
Termoplastik adalah plastik yang apabila
dipanaskan melunak dan mengeras ketika didinginkan, proses ini dapat dilakukan
secara berulang-ulang. Jenis plastik yang termasuk termoplastik dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1. Plastik Kelompok Termoplastik
Jenis
Akrilonitril Butadiena Stirena (ABS)
Asetal
Asetat
Butirat
Selulosa propionat
Selulosa nitrat
Etil Selulosa
Fluorokarbon
Poliamida (nilon)
Polikarbonat
Polieter
Polietilena
Polipropilena
Polistirena
Vinil
Sifat Umum
Sangat keras dan kuat
Sangat kaku
Kaku, keras, gampang diwarnai
Keras, tahan cuaca
Tidak berbau, stabil, berwarna terang
Liat, permu kaan keras, tidak mudah terbakar
Keras, tahan perlakuan keras
Sangat resisten secara kimiawi
Kuat dan keras, tahan suhu tinggi
Sangat kuat
Tahan secara kimiawi
Ringan dan dapat dipelintir
Ringan, tahan secara kimiawi
Kaku, berwarna, terang, dan cerah
Serbaguna, berwarna
Sumber : Dubey (1994)
Plastik jenis termoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena
sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10 %) dari volume
jenis plastik yang bersifat termoplastik. Termoplastik dapat dibentuk kembali dengan
mudah dan diproses menjadi bentuk lain (Moavenzadeh & Taylor 1995).
Plastik jenis termoset dibuat dari awal dengan bentuk yang permanen, dengan
proses pemanasan dan tekanan kemudian mengalami perubahan kimia yang
membuatnya keras, pemanasan kembali tidak akan melunakkan plastik jenis ini.
Fenol atau urea adalah plastik termoset yang paling banyak dipakai.
plastik termoset dapat dilihat pada Tabel 2.
Jenis-jenis
21
Tabel 2. Plastik Kelompok Termoset
Jenis
Alkid
Alil
Kasein
Epoksi
Melamin Formaldehida (MF)
Sifat Umum
Mempunyai sifat elektris yang baik
Daya hantar listrik rendah
Mempunyai kisaran warna yang baik
Mempunyai sifat perekat yang baik
Kuat, ringan, dan tahan direndam air
panas
Keras, kaku, kuat
Permukaan keras dan kuat
Tahan sampai dengan suhu 295o C
Berwarna-warni dan stabil
Kuat dan tahan robek
Periolat
Poliester
Silikon
Urea
Poliuretan (PU)
Sumber : Dubey (1994)
Polipropilena (PP)
Polipropilena termasuk jenis plastik olefin dan merupakan polimer dari
propilena. Dikembangkan sejak tahun 1950 dengan berbagai macam nama dagang
seperti : hexphane, dynafilm, luparen, escon, ole fane, profax. Polipropilena banyak
digunakan sebagai bahan pembuatan berbagai produk, seperti kantung plastik,
pengemas, alat-alat-alat kedokteran, alat-alat rumah tangga, bangunan dan konstruksi,
alat-alat listrik, mainan, komputer, perangkat pesawat terbang.
Polipropilena merupakan polimer dengan struktur dasar propilena. Struktur
keduanya adalah sebagai berikut :
CH2 = CH – CH3
( CH2 – CH – CH2 – CH – CH2 ) n
CH3 CH3
22
Bost (1980) dalam Syarief et al. (1989) menyatakan bahwa sifat-sifat utama
dari polipropilena adalah :
1.
Ringan (densitas 0,9 gr/cm3 ), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih
dalam bentuk film.
2.
Mempunyai kekuatan tarik lebih besar dari polietilena. Pada suhu rendah akan
rapuh, dalam bentuk murni pada suhu – 30o C mudah pecah sehingga perlu
ditambahkan polietilena atau bahan lain untuk memperbaiki ketahanan terhadap
benturan.
3.
Lebih kaku dari polietilena dan tidak gampang sobek sehingga lebih mudah
dalam penanganannya.
4.
Permebialitas uap air rendah, permebialitas gas sedang.
5.
Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 150o C.
6.
Titik lelehnya cukup tinggi pada 170o C dan mengeluarkan benang-benang
plastik pada suhu tinggi.
7.
Tahan terhadap asam kuat, basa, dan minyak. Tidak terpengaruh oleh pelarut
pada suhu kamar kecuali HCl
8.
Pada suhu tinggi polipropilena akan bereaksi dengan benzene, siklene,
toluene, terpentin dan asam nitrit kuat.
Dibandingkan dengan polimer lain, polimer polipropilena memiliki kerapatan
paling rendah yaitu berkisar antara 0,900 – 0,915 dengan Tg berkisar
–20o C.
Karena bersifat tahan terhadap panas dan bahan-bahan kimia, polipropilena sering
digunakan untuk berbagai tujuan elektrikal (Meier 1996).
Limbah Plast