Pembuatan Dan Karakterisasi Papan Partikel Dari Campuran Resin Polyester Dan Serat Kulit Jagung

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL

DARI CAMPURAN RESIN POLYESTER

DAN SERAT KULIT JAGUNG

TESIS

Oleh

ZULKARNAIN RANGKUTI

097026027/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL

CAMPURAN RESIN POLYESTER

DAN SERAT KULIT JAGUNG

TESIS

Oleh

ZULKARNAIN RANGKUTI

097026027/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL

CAMPURAN RESIN POLYESTER

DAN SERAT KULIT JAGUNG

TESIS

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana

Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh

ZULKARNAIN RANGKUTI

097026027/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN

PARTIKEL CAMPURAN RESIN POLYESTER DAN SERAT KULIT JAGUNG

Nama Mahasiswa : ZULKARNAIN RANGKUTI

Nomor Induk Mahasiswa : 097026027 Program Studi

Fakultas

: Magister Fisika

: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui : Komisi Pembimbing :

(Prof. Drs. Mohammad Syukur, M.S) (Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S) Ketua Anggota

Ketua Program Studi, Dekan,

Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc. Dr. Sutarman, M.Sc NIP : 19550706 198102 1 002 NIP :19631026 199103 1 001

Telah diuji pada

Tanggal : 14 Juni 2011

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Drs. H. Muhammad Syukur,M.S Anggota : 1. Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S

2. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc. 3. Dr. Krista Sebayang,M.S 4. Drs. Syahrul Humaidy,M.Sc

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL

CAMPURAN RESIN POLYESTER

DAN SERAT KULIT JAGUNG

TESIS

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

Medan, juni 2011

( ZULKARNAIN RANGKUTI) NIM 097026027

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

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

N a m a : Zulkarnain Rangkuti

N I M : 097026027

Program Studi : Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

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

“

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN

PARTIKELCAMPURAN RESIN POLYESTER

DAN SERAT KULIT JAGUNG”

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

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, Juni 2011

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama lengkap berikut gelar : Zulkarnain Rangkuti,S.Pd Tempat dan Tanggal Lahir : Serbalawan, 25 Mei 1971

Alamat Rumah : Komp KPUM Blok 21 no 397 Terjun Medan Marelan-Medan

Sumatera Utara

No. Telpon : 081375310371

e-mail : zulkarnain15@ymail.com

Instansi Tempat Bekerja : SMA BUDI AGUNG Medan Medan

Sumatera Utara

Alamat Kantor : Jln Platina Raya no Medan Marelan Medan Sumatera Utara

Tel : (061)

DATA PENDIDIKAN :

SD : SD Negeri No 091587 Serbalawan Tamat : 1984

SMP : SMP Negeri 1 Serbalawan Tamat : 1987

SMA : SMA Negeri Serbalawan Tamat : 1990

Diploma 3 : IKIP Negeri Medan Tamat : 1993

Strata-1 : IKIP Negeri Medan Tamat : 1997

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat ALLAH SWT Tuhan yang Maha Esa atas segala limpahan rahmad, taufik dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat beriring salam atas junjungan Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya yang telah memberikan petunjuk bagi ummad manusia kejalan yang benar.

Dengan selesainya tesis ini perkenankanlah saya mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan beasiswa kepada penulis untuk melanjutkan studi di Program Magister Fisika FMIPA Universitas Sumatera Utara.

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

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

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

5. Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kami ucapkan kepada Prof. Drs. Mohammad Syukur, M.Sc., selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan motivasi, demikian juga kepada Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS selaku Pembimbing Lapangan yang penuh dengan kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini.

6. Kepada Bapak Drs. Sandi Basuki Kepala SMA Budi Agung Medan yang telah memberikan motivasi, dorongan dan memberikan izin untuk melanjutkan studi keprogram pasca sarjana di Universitas Sumatera Utara.

7. Bapak Drs. Fuzial Kepala SMK Muhammadiyah 9 Medan yang telah memberikan motivasi dan tempat dalam pembuatan alat uji.

8. Teristimewa kepada Istri tercinta Rostiana Harahap,S.Pd dan anak-anak tersayang Nabilah Aulia Rangkuti dan Nadiya Nur Andini Rangkuti yang telah banyak memberikan motivasi dan banyak berkorban baik waktu maupun materi demi selesainya pendidikan di Program Magister Fisika Universitas Sumatera Utara.

9. Seluruh teman-teman seperjuangan di Program Magister Fisika angkatan 2009, terutama teman-teman satu kelompok kerja yang saling bantu dalam penyelesaian tesis bersama.

Terimakasih atas segala pengorbanan kalian baik berupa moril maupun materil, budi baik ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa.

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL CAMPURAN RESIN POLYESTER

DAN SERAT KULIT JAGUNG

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian Pembuatan dan Karakterisasi Papan Partikel campuran resin Poliester dengan Serat Kulit Jagung. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penambahan kulit jagung sebagai matriks dalam resin polyester sebagai pengikatnya terhadap sifat fisis dan mekanik papan partikel yang dihasilkan. Dari hasil penelitian berdasarkan uji baik fisis maupun mekanik menunjukkan bahwa pengisian kulit jagung yang digabung dengan resin polyester dengan perbandingan-perbandingan 30:70,40:60,50:50,60:40,70:30. RP :KJ dapat memenuhi syarat sebagai papan partikel sesuai dengan Standart Nasional Indonesia (SNI). Nilai kerapatan 0,63-0,94 gr/cm3, Nilai Kadar air 0,221-12,403%, Nilai Pengembangan tebal 1,01-11,42%, Nilai kuat lentur 91,73-340,61 kgf/cm2, kuat Imfak 2,52- 3,62 joule/cm2. Kuat rekat internal 10,59 – 21,37 kgf/cm2. Sampel ini dapat direkomendasikan sebagai papan partikel.

PARTICLE BOARD PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF MIXED POLYESTER RESIN

CORN AND FIBER SKIN

ABSTRACT

Has done research Particle Board Preparation and Characterization of polyester resin mixed with Corn Fiber Leather. This study aims to determine the addition of corn husk as a matrix of polyester resin as the fastening of the physical and mechanical properties of the resulting particle board. From the results of research based on both physical and mechanical tests showed that charging corn husk combined with polyester resin with comparisons 30:70,40:60,50:50,60:40,70:30. Polyester Resins: Skin corn can qualify as a particle board according to the Indonesian National Standard (SNI). Value of 0.63 to 0.94 gr/cm3 density, water content value from 0.221 to 12.403%, thickness 1.01 to 11.42% Value Development, flexural strength value of 91.73 to 340.61 kgf/cm2, strong Imfak 2 , 52 to 3.62 joule/cm2. Strong internal limping from 10.59 to 21.37 kgf/cm2. This sample can be recommended as particle board.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... ii

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI... iv

DAFTAR TABEL... vii

DAFTAR GAMBAR... viii

DAFTAR LAMPIRAN... ix

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 4

1.3 Batasan Masalah ... 4

1.4 Tujuan Penelitian ... 5

1.5 Manfaat Penelitian ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 6

2.1 Polimer... 6

2.1.1 Monomer ... 6

2.1.2 Berat molekul dan derajat Polimerisasi... 7

2.2. Matriks Unsaturated Poliyester (resin Poliester) (UPR).. 9

2.3 Komposit... 11

2.3.1 Pengertian Komposit ... 11

2.3.2 Klasifikasi bahan Komposit ... 12

2.3.3 Tipe Komposit Serat... 14

2.3.4 Faktor yang mempengaruhi performa komposit ... 15

2.3.5 Karakterisasi papan partikel komposit ... 18

2.3.6 Pengujian sifat fisik... 19

2.3.7 Pengujian sifat Mekanik... 21

2.4 Papan partikel ... 23

2.4.1 Pengertian Papan Partikel... 23

2.4.2 Sifat dan Kegunaan Papan Partikel ... 25

2.5 Serat Kulit jagung ... 25

2.5.1 Klasifikasi tanaman jagung...… 25

2.5.2 Komposisi kimia kulit jagung... 26

2.5.3 Kulit jagung dan kegunaannya ... 29

2.6 Katalis metyl etylketonperoksida (mekpo)……….. 28

2.7 Natrium Hidroksida ... 29

BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 31

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian... 31

3.2 Bahan-bahan ... 31

3.2.2. Bahan-bahan yang digunakan pembuatan sampel .... 32

3.3 Metode Penelitian ... 32

3.4 Prosedur Penelitian ... 32

3.4.1. Perlakuan pada Serat kulit Jagung ... 32

3.4.2.. Perlakuan pada Polyester ... 33

3.4.3. Pembuatan Papan Partikel Komposit ... 33

3.4.4. Pengkondisian ... 34

3.5 Pembuatan Sampel... 35

3.6 Variabel penelitian... 36

3.6.1 Variabel Bebas ... 36

3.6.2 Variabel Terikat... 36

3.7 Diagram Alir penelitian ... 36

3.7.1 Diagram Alir Penyiapan Serat Kulit Jagung... 36

3.7.2 Diagram Alir Penyiapan Resin Polyester... 37

3.7.3 Diagram Alir Pembuatan Papan Partikel Komposit... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 39

4.1 Sifat Fisis Papan Partikel ... 39

4.1.1.Kerapatan ... 39

4.1.2. Kadar Air……… 41

4.1.3. Pengembangan Tebal………. 42

4.2. Sifat Mekanik Papan Komposit ………. …… 42

    4.2.1. Kuat Lentur (MOR) ………. 42

4.2.2. Modulus Elasticyti (MOE) ………. 43

4.2.3 Kuat Impak ……… 44

4.2.4 Kuat Rekat Internal ……… …. 45

4.3. Hasil Perankingan Kualitas Papan Partikel ………. 46

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ………. 48

5.1 Kesimpulan ……… 48

5.2 Saran ………. 49

DAFTAR PUSTAKA... 50

DAFTAR TABEL

Tabel.1. Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yukalac 157® BTQN-EX… 9 Tabel 2.2. Sifat Fisis dan Mekanis dari SNI 03-2105 ……….. 19 Tabel 3.1. Komposisi bahan papan partikel………. 33 Tabel 4.1. Hasil engujian fisik dan mekanik ………... 47

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Klasifikasi bahan komposit secara umum... 13

Gambar 2.2 Tipe discontinuous fiber... 14

Gambar 2.3. Tipe komposit serat ...……….. 15

Gambar 2.4. Tiga tipe orientasi pada reinforcement .………. 16

Gambar 2.5. Alat UTMUniversal Testing Machine (UTM) Lohmann .. 21

Gambar 2.6. Pemasangan sampel uji kuat lentur ……….. 22

Gambar 2.7. Salah Satu Alat Uji Kuat Impak ……… 22

Gambar 2.8. Penyiapan sampel uji rekat internal ……….. 23

Gambar 2.9 Pohon Jagung………. 26

Gambar 2.10 Kulit jagung . ……….. 28

Gambar 2.11 NaOH ……… 30

Gambar 3.1. Ukuran sampel Uji Berdasarkan SNI ……….. 35

Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian serat kulit jagung……… 36

Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian penyiapan resin ……… 37

Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian pembuatan papan partikel……… 36

Gambar 4.1. Grafik Kerapatan ……… 40

Gambar 4.2. Grafik Kadar Air ……… 41

Gambar 4.3. Grafik Pengembangan Tebal ………. 42

Gambar 4.4. Grafik Kuat Lentur (MOR) ……… 43

Gambar 4.5. Grafik Kuat Modulus Elastisitas (MOE) ……….. 44

Gambar 4.6. Grafik Kuat Impak ……… 45

DAFTAR LAMPIRAN

Tabel 4.1 Rekapitulasi Data Papan Partikel Polyester-Serat kulit Jagung (SKJ) L1 Table 4.2 Data Hasil Pengujian Kerapatan ………. L2 Table 4.3 Data Hasil Pengujian Kadar Air ……… L3 Table 4.4 Data Hasil Pengujian Pengembangan Tebal ………... L4 Table 4.5 Data Hasil Pengujian Kuat Lentur ……… L5 Table 4.6 Data Hasil Pengujian Modulus Elastisitas ………. L6 Table 4.7 Data Hasil Pengujian Kuat Rekat Internal ……… L7 Table 4.8 Data Hasil Pengujian Kuat Impak ………. L8 Gambar kurva MOR dan MOE 30 : 70………. L9 Gambar kurva MOR dan MOE 40 : 60………. L10 Gambar kurva MOR dan MOE 50 : 50………. L11 Gambar kurva MOR dan MOE 60 : 40……… . L12 Gambar kurva MOR dan MOE 70 : 30……….. L13 Foto alat dan hasil penelitian……….. L14

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL CAMPURAN RESIN POLYESTER

DAN SERAT KULIT JAGUNG

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian Pembuatan dan Karakterisasi Papan Partikel campuran resin Poliester dengan Serat Kulit Jagung. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penambahan kulit jagung sebagai matriks dalam resin polyester sebagai pengikatnya terhadap sifat fisis dan mekanik papan partikel yang dihasilkan. Dari hasil penelitian berdasarkan uji baik fisis maupun mekanik menunjukkan bahwa pengisian kulit jagung yang digabung dengan resin polyester dengan perbandingan-perbandingan 30:70,40:60,50:50,60:40,70:30. RP :KJ dapat memenuhi syarat sebagai papan partikel sesuai dengan Standart Nasional Indonesia (SNI). Nilai kerapatan 0,63-0,94 gr/cm3, Nilai Kadar air 0,221-12,403%, Nilai Pengembangan tebal 1,01-11,42%, Nilai kuat lentur 91,73-340,61 kgf/cm2, kuat Imfak 2,52- 3,62 joule/cm2. Kuat rekat internal 10,59 – 21,37 kgf/cm2. Sampel ini dapat direkomendasikan sebagai papan partikel.

PARTICLE BOARD PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF MIXED POLYESTER RESIN

CORN AND FIBER SKIN

ABSTRACT

Has done research Particle Board Preparation and Characterization of polyester resin mixed with Corn Fiber Leather. This study aims to determine the addition of corn husk as a matrix of polyester resin as the fastening of the physical and mechanical properties of the resulting particle board. From the results of research based on both physical and mechanical tests showed that charging corn husk combined with polyester resin with comparisons 30:70,40:60,50:50,60:40,70:30. Polyester Resins: Skin corn can qualify as a particle board according to the Indonesian National Standard (SNI). Value of 0.63 to 0.94 gr/cm3 density, water content value from 0.221 to 12.403%, thickness 1.01 to 11.42% Value Development, flexural strength value of 91.73 to 340.61 kgf/cm2, strong Imfak 2 , 52 to 3.62 joule/cm2. Strong internal limping from 10.59 to 21.37 kgf/cm2. This sample can be recommended as particle board.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Dewasa ini perkembangan teknologi bahan maju sangat pesat sekali, baik bahan logam maupun non logam. Bahan non logam yang banyak dilirik orang saat ini adalah komposit. Perkembangan komposit dengan memanfaatkan serat alam dan limbah rumah tangga dapat digunakan sebagai bahan alternatif pembuatan papan meja, kursi dan alat furniture lain dan lebih luas lagi dimanfaatkan sebagai assesoris mobil seperti dashboard, bamfer mobil dan lain-lainnya

Pada dasarnya material komposit adalah gabungan dari dua atau lebih material yang berbeda membentuk suatu mikroskopik. Gabungan antara material pengikat (matrik) dan bahan pengisi lainnya sebagai penguat (sebagai filter),yaitu dengan berbagai macam kombinasi pengisi dan matrik yang berbeda. (Fandhi Rusmiyatno:2007). Banyak penelitian yang telah dilakukan dan mendapatkan hasil yang sangat memuaskan dengan memanfaatkan limbah alam, terutama memanfaatkan serat alam yang merupakan hasil limbah dari alam, contohnya kulit jagung dan lain-lainnya. Hal ini banyak dilakukan karena bersifat ringan, mudah dibentuk, tahan korosi, harga yang murah dan memiliki kekuatan yang hampir sama dengan logam.

Penelitian yang dilakukan Feris Firdaus dan Fajriyanto, 2005-2006 menyatakan bahwa sampah plastik (thermoplastik) dan limbah kosong kelapa sawit (TKKS) memiliki potensi sangat besar sebagai bahan baku produksi Papan partikel. Selanjutnya penelitian yang dilakukan Basuki Widodo, (2008) bahwa

komposit dengan bahan pengisi ijuk didapatkan kekuatan tarik komposit tertinggi sebesar 5,538 kgf/mm2 pada fraksi berat ijuk 40%. Rata-rata kekuatan tarik tertinggi sebesar 5,128 kgf/mm2 pada fraksi berat ijuk 40%. Kekuatan im-pak komposit tertinggi sebesar 33,395 Joule/mm2 dengan kekuatan impak rata-rata 11,132 Joule/mm2 pada fraksi berat ijuk 40%.

Produksi jagung tiap tahun fluktuatif. Menurut press releases dari Badan Pusat Statistik (BPS) produksi jagung sampai tahun 2006 adalah sebagai berikut : Produksi jagung tahun 2003 (Angka Tetap) naik 12,76 persen dibandingkan dengan produksi tahun 2002 disebabkan naiknya luas panen dan produktivitas. Produksi jagung tahun 2004 (Angka Tetap) sebesar 11,23 juta ton pipilan kering atau naik sebesar 3,11 persen dibandingkan dengan produksi jagung tahun 2003. Kenaikan produksi jagung terutama disebabkan oleh kenaikan produktivitas dengan adanya perubahan varitas yang ditanam petani dari varietas lokal ke varitas komposit atau hibrida..Produksi jagung tahun 2005 (Angka Tetap) sebesar 12,52 juta ton pipilan kering, naik sebesar 1,30 juta ton (11,57 persen) dibandingkan dengan produksi jagung tahun 2004. Peningkatan produksi jagung disebabkan oleh kenaikan luas panen dan produktivitas baik di Jawa maupun di Luar Jawa. Angka Tetap (ATAP) produksi jagung tahun 2006 sebesar 11,61 juta ton pipilan kering. Dibandingkan produksi tahun 2005, terdapat penurunan sebesar 914,43 ribu ton (7,30 persen). Penurunan produksi karena luas panen mengalami penurunan seluas 280,18 ribu hektar (7,73 persen), meskipun produktivitas meningkat sebesar 0,16 kuintal/hektar (0,46 persen).

Menurut penelitian yang dilakukan oleh Nandini Paramita,(2010) Indonesia dikenal memiliki kekayaan alam yang melimpah untuk dieksploitasi dan dijadikan sebagai bahan studi bagi pengembangan potensi sumber alam. Salah satunya dalam menggarap serat yang berasal alam yaitu serat kulit atau klobot jagung (Zea mays).

Namun pada dasarnya limbah jagung berupa kulit jagung atau klobot jagung sampai saat ini pemanfaatannya kurang maksimal, padahal jumlahnya sangat melimpah ruah. Masyarakat pada umumnya menggunakan limbah jagung ini

sebagai makanan ternak, pembungkus rokok, pembungkus makanan tradisional, dan kerajinan tangan berupa bunga-bungaan hias.

Potensi serat kulit/klobot jagung jika dijadikan suatu produk akan menjadi sesuatu benda fungsi yang menarik dan unik. Seperti kap lampu yang terbuat dari serat kulit atau klobot jagung yang mengalami proses non tenun (salah satunya yaitu: temps, pilin looping, kempa, bubur (pulp) kertas, dan jahit,. Potensi-pontesi lainnya yang ada mungkin dapat dibuat menjadi suatu aksesoris rambut, korsase (bros), tas, dompet, pembungkus kado, bentuk-bentuk suvenir untuk pernikahan, tali tambang, pot bunga, keset, sepatu, dan lain-lain.

Penulis melihat limbah dari kulit jagung yang selama ini hanyak dimanfaatkan untuk kerajinan seperti yang tertuang diatas, penulis tertantang untuk

memanfaatkan limbah kulit jagung sebagai bahan pengisi dan penggabungan dengan matrik polyester untuk sebagai bahan pembuatan papan partikel. Berdasarkan uraian diatas, peneliti sangat antusias untuk melakukan penelitian pembuatan bahan komposit ini dengan memadukan kulit jagung sebagai pengisinya dan matriknya Polyester (resin) sebagai fiberboards yang kuat dan tahan dengan pengujian mekanik produk yang dihasilkan. Perlakuan yang diberikan dengan memvariasikan persentase jumlah pengisi dengan matriknya. Kemudian dilakukan pengujian terhadap sampel tiap variasinya terhadap

kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, uji Kuat lentur, uji modulus elastisitas, uji kuat rekat Internal dan uji kuat Impakdari papan partikel serat kulit jagung dengan resin poliester

Berdasarkan uraian diatas, maka perlu dilakukan penelitian tentang pembuatan papan partikel dari resin poliester dan serat kulit jagung untuk

mendapatkan data tentang kemampuan fisis dan mekanis berupa uji kerapatan, uji kadar air, ujipengembangan tebal, uji Kuat lentur, uji modulus elastisitas, uji kuat rekat internal dan uji impak dari papan lembaran berbahan serat kulit jagung dengan pengikat resin poliester.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan hanya dibatasi pada:

1. Bagaimana mengolah serat kulit jagung dengan penambahan resin Poliester menjadi papan pertikel?

2. Bagaimana pengaruh perbandingan komposisi kulit jagung dengan resin poliester terhadap karakteristik papan pertikel melalui uji kerapatan, uji kadar air, uji pengembangan tebal, uji kuat lentur, uji modulus elastisitas, uji kuat rekat internal dan uji impak.

3. Bagaimana peranan serat kulit jagung terhadap papan partikel yang dihasilkan dengan bahan Poliester ?

1.3 BATASAN MASALAH

1. Bentuk spesimen

Bentuk spesimen dan peran campuran papan lembaran dengan fraksi volume Polyester - serat kulit jagung yaitu 30:70, 40:60, 50:50, 60:40 dan 70:30 dengan kulit jagung serat pendek ≤ 1 cm

2. Bahan benda uji.

Terbuat dari serat kulit jagung dengan matrik Polyester. 3. Pengujian komposit.

Pengujian yang dilakukan adalah uji fisik yaitu kadar air, kerapatan,

pengembangan tebal dan uji mekanik yaitu kuat patah , uji modulus elatisitas, kuat rekat internal dan uji kuat impak.

1.4 TUJUAN PENELITIAN

1. Mengolah serat kulit jagung dengan penambahan resin poliester menjadi papan partikel

2. Mengamati pengaruh perbandingan komposisi serat kulit jagung dengan resin poliester menjadi papan partikel.

3. Mengetahui peranan kulit jagung terhadap karakteristik papan partikel dengan penambahan resin poliester.

1.5 MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat dari penelitian ini dilakukan adalah :

1. Termanfaatkannya kulit jagung sebagai bahan pembuatan papan partikel.

2. Mengetahui pengaruh perbandingan komposisi serat kulit jagung dengan resin poliester terhadap melalui uji kerapatan, uji kadar air, uji pengembangan tebal, uji kuat lentur, uji modulus elastisitas, uji kuat rekat internal dan uji impak.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 POLIMER

Polimer merupakan bidang yang cukup penting. Bukan hanya karena menarik untuk dipelajari, tetapi bidang ini berperan penting dalam ekonomi, khususnya bagi Negara industri. Banyak bahan atau barang disekitar kita yang terbuat dari polimer mulai bahan makanan, bahan sandang berupa serat-serat sintesis, barang-barang rumah tangga : ember, selang, pipa pralon, komponen TV, computer, alat-alat listrik bahkan bahan untuk bangunan yaitu berupa papan komposit.

Polimer (poly = banyak; mer = bagian) adalah suatu molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui ikatan kimia. Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul yang kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam suatu rantai. Jika monomernya sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda akan menghasilkan kopolimer.

Dibawah ini dijelaskan istilah teknis yang sering dipakai bagi polimer, yaitu

2.1.1 Monomer

Bahan polimer biasa terbentuk oleh satuan struktur secara berulang. Unit tersebut dinamakan monomer.

Contoh : Polietilen

H H H H H │ │ │ │ │

│ │ │ │ │ H H H H H

Etilen (monomer) Polietilen

2.1.2 Berat Molekul dan Derajat Polumerisasi

Polipropilen terdiri dari banyak monomer propilen dalam rantai kombinasi. CH3 H H3 H

│ │ │ │ n.C = C → ─ C ─ C ─ │ │ │ │ H H H H n Propilen Polipropilen

Polipropilen dibentuk oleh n satuan monomer propilen. Jumlah satuan struktur yang berulang ini (n) dikenal sebagai derajat polimerisasi. Berat molekul dari polimer (M) adalah berat molekul satuan (a) dikalikan dengan derajat polimerisasi (n): M=a.n. Dalam polimer, berat molekul (M) tidak selalu sama akan tetapi berubah, oleh karena itu, harga tersebut biasa dinyatakan dengan berat molekul rata-rata (M). berat molekul rata-rata berbeda ditinjau dari cara pengukurnannya. ( Nurmaulita : 2010)

Molekul polimer disusun dalam satu struktur rantai seperti polietilen dan polipropilen, dalam struktur tiga dimensi dengan ikatan kovalen seperti phenol dan resin epoksi, dan dalam hal struktur hubungan silang seperti karet dimana sebagian molekul rantai terikat satu sama lain. Sifat-sifat termik dan mekanik dari polimer sangat berbeda tergantung pada keadaan.

Sebagai contoh, kebanyakan molekul rantai memberikan sifat termoplastik dengan menaikkan temperatur, dapat mencair dan mengalir. Bahan tersebut dinamakan polimer termoplastik. Di lain pihak polimer yang struktur tiga dimensinya terkeraskan karena pemanasan, tidak bersifat dapat mengalir lagi karena pemanasan. Bahan tersebut dinamakan resin termoset. Polimer yang dihubung-silangkan secara tepat dengan S atau lainnya, seperti halnya karet,

menujukkan sifat elastomer, dapat berdeformasi karena diregangkan dan kembali ke asal apabila dilepas. Beberapa diantaranya polimer rantai seperti polietilen, nylon, dan sebagainya mempunyai molekul-molekul yang tersusun secara teratur membentuk kristal. Bahan tersebut dinamakan polimer kristal walaupun tidak keseluruhannya mengkristal. Temperatur dimana kristal dalam polimer itu mencair dinamakan titik cair polimer. Polistiren, polimetil metakrilat, dan sebagainya yang strukturnya tidak teratur secara stereo dalam keadaan amorf karena tidak dapat membentuk kristal dengan molekul rantai yang tersusun beraturan, dinamakan polimer amorf. Akibatnya polimer macam ini tidak mempunyai titik cair dan melunak kalau dipanaskan.

Menurut Surdia T dan Saito S. (1985). Sifat-sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut :

1. Kemampuan cetaknya baik. Pada temperatur rendah bahan dapat dicetak dengan penyuntikan, penekanan, ekstruksi, dan seterusnya.

2. Produk ringan dan kuat. Berat jenis polimer rendah dibandingkan dengan logam dan keramik, yaitu n1,2-1,7 yang memungkinkan membuat barang kuat dan ringan.

3. Banyak diantara polimer bersifat isolasi listrik yang baik.Polimer mungkin juga dibuat konduktor dengan jalan mencampurnya dengan serbuk logam, butiran karbon dan sebagainya.

4. Baik sekali ketahannya terhadap air dan zat kimia.

5. Produk-produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya.

6. Umumnya bahan polimer lebih murah harganya.

7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu cukup diperhatikan pada penggunaannya.

8. Kekerasan permukaan yang sangat kurang. 9. Kurang tahan terhadap pelarut.

10. Mudah termuati listrik secara elektrostatik. Kecuali beberapa bahan yang khusus dibuat agar menjadi hantaran listrik, kurang higroskopik dan dapat dimuati listrik.

11. Beberapa bahan tahan abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang kecil

2.2 MATRIKS UNSATURATED POLYESTER (UPR)

Unsaturated Polyester Resin (UPR) merupakan jenis resin termoset atau lebih populernya sering disebut polyester saja. UPR berupa resin cair dengan viskositas yang cukup rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin termoset lainnya.(NURMAULITA : 2010)

Unsaturated Polyester Resin (UPR) yang digunakan dalam penelitian ini adalah seri Yukalac 157® BQTN-EX Series, dimana memiliki beberapa spesifikasi sendiri, yaitu :

Tabel.1. Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yukalac 157® BTQN-EX(Justus, 2001, dalam Nurmaulita, 2009)

Item Satuan Nilai Tipikal Catatan

Berat Jenis - 1,215 250 C

Kekerasan _ 40 Barcol/GYZJ 934-1

Suhu distorsi panas oC 70

% 0,188 24 jam

Penyerapan air

( suhu ruang) % 0,466 7 hari

Kekuatan Fleksural kg/mm2 9,4 _

Modulus Fleksural kg/mm2 300 _

Daya Rentang kg/mm2 5,5 _

Modulus Rentang kg/mm2 300 _

Elongasi % 1,6 _

Catatan : Kekentalan (Poise, pada 25o C ) : 4,5 – 5,0 Thixotropic Index : > 1,5 Waktu gel (menit, pada 30o C) : 20-30

Lama dapat disimpan (bulan) : < 6, pada 25oC.

Formulasi : Bagian

MEKPO : 1

Ada banyak jenis polimer. Bila zat tersebut juga dimodifikasi menurut suatu cara, sifat-sifatnya cukup bervariasi. Mengenai kekuatannya dibahas dalam bentuk komposit karena digunakan bersama-sama dengan bahan pengisi atau sering dipakai serat gelas. Resinnya sendiri kaku dan rapuh.

Mengenai sifat termalnya, karena banyak mengandung monomer strien, maka suhu deformasi termal lebih rendah dari pada resin termoset lainnya dan ketahanan panas jangka panjangnya kira-kira 110-140oC. Kemampuan terhadap cuaca sangat baik. Tahan terhadap kelembaban dan sinar Ultra Violet bila dibiarkan diluar, tetapi sifat tembus cahaya permukaan rusak dalam beberapa tahun. Secara luas digunakan untuk kontruksi sebagai bahan komposit, khususnya dengan serat gelas. (Tata Surdia dan Shinroku saito : 1985)

Serat poliester mempunyai kekuatan yang tinggi dan E-modulus serta penyerapan air yang rendah dan pengerutan yang minimal bila dibandingkan dengan serat industri yang lain. Kain poliester tertenun digunakan dalam pakaian konsumen dan perlengkapan rumah seperti seprei ranjang, penutup tempat tidur, tirai dan korden. Poliester industri digunakan dalam pengutan ban, tali, kain buat sabuk mesin pengantar (konveyor), sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan plastik dengan tingkat penyerapan energi yang tinggi. Fiber fill dari poliester digunakan pula untuk mengisi bantal dan selimut penghangat.

Poliester juga digunakan untuk membuat botol, film, tarpaulin, kano, tampilan kristal cair, hologram, penyaring, saput (film) dielektrik unt penyekat saput buat kabel dan pita penyekat. Poliester kristalin cair merupakan salah satu polimer kristalin cair yang digunakan industri yang pertama dan digunakan karena sifat mekanis dan ketahanan terhadap panasnya. Kelebihan itu penting dalam penggunaannya sebagai segel mampu kikis dalam mesin jet. Poliester keras panas (thermosetting) digunakan sebagai baha

resin poliester chemosetting digunakan sebagai resin pelapis dempul badan mobil yang non logam. Poliester tak jenuh yang diperkuat kaca serat banyak digunakan dalam bagian badan dari kapal pesiar serta mobil. Poliester digunakan pula secara luas sebagai penghalus (finish) pada produk kayu berkualitas tinggi seperti Perusahaan Burns London, perusahaan yang memakai poliester untuk memperhalus produk-produk mereka. Sifat-sifat tiksotropi dari poliester yang bisa dipakai sebagai semprotan membuatnya ideal untuk digunakan pada kayu gelondongan bijian-terbuka, sebab mampu mengisi biji kayu dengan cepat, dengan ketebalan saput yang terbentuk dengan kuat per lapisan. Poliester yang diawetkan bisa diampelas dan dipoleskan ke produk akhir.Poliester adalah suatu kategori

wikipedia A (http://id.wikipedia.org/wiki/Poliester).

2.3 KOMPOSIT

2.3.1 Pengertian Komposit.

Komposit adalah penggabungan dari dua (atau lebih) material yang berbeda sebagai suatu kombinasi yang menyatu. Misalnya berbagai badan perahu layar dibuat dari plastik yang diperkuat serat (FRP), dimana serat biasanya adalah gelas dan plastiknya umumnya poliester. Harbrian V, 2007

Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu serat (fiber) sebagai pengisi dan bahan pengikat serat-serat tersebut yang disebut matrik. Didalam komposit unsur utamanya adalah serat, sedangkan bahan pengikatnya menggunakan bahan polimer yang mudah dibentuk dan mempunyai daya pengikat yang tinggi. Penggunaan serat sendiri yang utama adalah untuk menentukan karakteristik bahan komposit, seperti : kekakuan, kekuatan serta sifat-sifat mekanik lainnya. Sebagai bahan pengisi serat digunakan untuk menahan sebagian besar gaya yang bekerja pada bahan komposit, matrik sendiri mempunyai fungsi melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap

gaya-gaya yang terjadi. Oleh karena itu untuk bahan serat digunakan bahan yang kuat, kaku dan getas, sedangkan bahan matrik dipilih bahan-bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap perlakuan kimia.

wikipedia B Terakhir diubah

23 Nopember 2010.

Salah satu keuntungan material komposit adalah kemampuan material tersebut untuk diarahkan sehingga kekuatannya dapat diatur hanya pada arah tertentu yang kita kehendaki, hal ini dinamakan “ tailoring properties”. Dan ini adalah salah satu sifat istimewa komposit, yaitu ringan, kuat, tidak terpengaruh korosi, dan mampu bersaing dengan logam, tidak kehilangan karakteristik dan kekuatan mekanisnya.

2.3.2 Klasifikasi Bahan Komposit.

Klasifikasi komposit dapat dibentuk dari sifat dan strukturnya. Bahan komposit dapat diklasifikasikan kedalam beberapa jenis. Secara umum klasifikasi komposit sering digunakan antara lain seperti :

1. Klasifikasi menurut kombinasi material utama, seperti metal-organic atau metal anorganic.

2. Klasifikasi menurut karakteristik bulk-form, seperti sistem matrik atau laminasi

3. Klasifikasi menurut distribusi unsur pokok, seperti continous dan discontinous.

4. Klasifikasi menurut fungsinya, seperti elektrikal atau struktural (Schwartz, 1984).

Sedangkan klasifikasi untuk komposit serat (fiber-matrik composites) dibedakan menjadi beberapa macam antara lain ;

1. Fiber composites (komposit serat) adalah gabungan serat dengan matrik. 2. Flake composites adalah gabungan serpih rata dengan matrik.

3. Particulate composites adalah gabungan partikel dengan matrik.

4. Filled composites adalah gabungan matrik continous skeletal dengan matrik yang kedua.

5. Laminar composites adalah gabungan lapisan atau unsur pokok lamina (Schwartz,1984 : 16).

Secara umum bahan komposit terdiri dari dua macam, yaitu bahan komposit partikel (particulate composite) dan bahan komposit serat (fiber composite). Bahan komposit partikel terdiri dari partikel-partikel yang di ikat oleh matrik. Bahan komposit partikel pada umumnya lebih lemah dibanding dengan bahan komposit serat, namun memiliki keunggulan seperti ketahan terhadap aus, tidak mudah retak, dan mempunyai daya pengikat dengan matrik yang baik. Bahan komposit serat terdiri dari serat-serat yang diikat oleh matrik yang saling berhubungan. Bahan komposit serat ini terdiri dari dua macam, yaitu serat panjang (continuos fiber) dan serat pendek (short fiber atau whisker). Penggunaan bahan komposit serat sangat efisien dalam menerima beban dan gaya. Karena itu bahan komposit serat sangat kuat dan kaku bila dibebani searah serat, sebaliknya sangat lemah bila dibebani dalam arah tegak lurus serat (Hadi, 2000, dalam Nurmaulita,2010).

Dibawah ini digambarkan klasifikasi bahan komposit yang paling umum (Hadi, 2000, dalam nurmaulita,2010).

2.3.3 Tipe Komposit Serat.

Untuk memperoleh komposit yang kuat harus dapat memempatkan serat dengan benar. Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu :

1. Continuous Fiber Composite

Tipe ini mempunyai susunan serat panjang dan lurus, membentuk lamina diantara matriknya. Jenis komposit ini paling sering digunakan. Tipe ini mempunyai kelemahan pada pemisahan antar lapisan. Hal ini dikarenakan kekuatan antar lapisan dipengaruhi oleh matriknya

2. Woven Fiber Composite (bi-directional)

Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan akan melemah.

3. Discontinuous Fiber Composite

Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek.

Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 (Gibson, 1994 ) : a). serat terputus Blok

b) Off-sumbu sejajar serat diskontinyu c) serat kontinu berorientasi secara acak

a. serat terputus b. sejajar kontiniu c. serat acak Gambar 2.2. Tipe discontinuous fiber

4. Hybrid Fiber Composite

Hybrid fiber composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat menganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

komposit serat kontinu tenunan serat komposit

berorientasi secara acak diskontinyu serat hibrida komposit serat Gambar 2.3. Tipe komposit serat

Beberapa faktor yang mempengaruhi performa Fiber-Matrik Composites antara lain :

1. Faktor Serat

Serat adalah bahan pengisi matrik yang digunakan untuk dapat memperbaiki sifat dan struktur matrik yang tidak dimilikinya, juga diharapkan mampu menjadi bahan penguat matrik pada komposit untuk menahan gaya yang terjadi.

2. Letak Serat

Dalam pembuatan komposit tata letak dan arah serat dalam matrik yang akan menentukan kekuatan mekanik komposit, dimana letak dan arah dapat mempengaruhi kinerja komposit tersebut.

Menurut tata letak dan arah serat diklasifikasikan menjadi 3 bagian yaitu: a. One dimensional reinforcement (penguatan satu dimensi) mempunyai

kekuatan dan modulus maksimum pada arah axis serat.

b. Two dimensional reinforcement (planar) Penguatan dua dimensi, mempunyai kekuatan pada dua arah atau masing-masing arah orientasi serat.

c. Three dimensional reinforcement (Penguatan 3 dimensi), mempunyai sifat isotropic kekuatannya lebih tinggi dibanding dengan dua tipe sebelumnya. Pada pencampuran dan arah serat mempunyai beberapa keunggulan, jika orientasi serat semakin acak (random) maka sifat mekanik pada 1 arahnya akan melemah, bila arah tiap serat menyebar maka kekuatannya juga akan menyebar kesegala arah maka kekuatan akan meningkat.

Gambar 2.4. Tiga tipe orientasi pada reinforcement 3. Panjang Serat

Panjang serat dalam pembuatan komposit serat pada matrik sangat berpengaruh terhadap kekuatan. Ada 2 penggunaan serat dalam campuran komposit yaitu serat pendek dan serat panjang. Serat panjang lebih kuat dibanding serat pendek. Serat alami jika dibandingkan dengan serat sintetis mempunyai panjang dan diameter yang tidak seragam pada setiap jenisnya. Oleh karena itu panjang dan diameter sangat berpengaruh pada kekuatan maupun modulus komposit. Panjang serat berbanding diameter serat sering disebut dengan istilah aspect ratio. Bila aspect 15 ratio makin besar maka makin besar pula kekuatan tarik serat pada komposit tersebut. Serat panjang (continous fiber) lebih efisien dalam peletakannya daripada serat pendek. Akan tetapi, serat pendek lebih mudah peletakannya dibanding serat panjang. Panjang serat mempengaruhi kemampuan proses dari komposit serat. Pada umumnya, serat panjang lebih mudah penanganannya jika dibandingkan dengan serat pendek. Serat panjang pada keadaan normal dibentuk dengan proses filament winding, dimana pelapisan serat dengan matrik akan menghasilkan distribusi yang bagus dan orientasi yang menguntungkan. Ditinjau dari teorinya, serat panjang dapat mengalirkan beban maupun tegangan dari titik tegangan ke arah serat yang lain. Sedangkan komposit serat pendek, dengan orientasi yang benar, akan menghasilkan kekuatan yang lebih besar jika dibandingkan continous fiber. Hal

ini terjadi pada whisker, yang mempunyai keseragaman kekuatan tarik setinggi 1500 kips/in2 (10,3 GPa). Komposit berserat pendek dapat diproduksi dengan cacat permukaan yang rendah sehingga kekuatannya dapat mencapai kekuatan teoritisnya (Schwartz, 1984 : 11).

4. Bentuk Serat

Bentuk Serat yang digunakan untuk pembuatan komposit tidak begitu mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Pada umumnya, semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit yang lebih tinggi. Selain bentuknya kandungan seratnya juga mempengaruhi (Schwartz, 1984 : 1.4).

5. Faktor Matrik

Matrik dalam komposit berfungsi sebagai bahan mengikat serat menjadi sebuah unit struktur, melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan atau memindahkan beban eksternal pada bidang geser antara serat dan matrik, sehingga matrik dan serat saling berhubungan. Pembuatan komposit serat membutuhkan ikatan permukaan yang kuat antara serat dan matrik. Selain itu matrik juga harus mempunyai kecocokan secara kimia agar reaksi yang tidak diinginkan tidak terjadi pada permukaan kontak antara keduanya. Untuk memilih matrik harus diperhatikan sifat-sifatnya, antara lain seperti tahan terhadap panas, tahan cuaca yang buruk dan tahan terhadap goncangan yang biasanya menjadi pertimbangan dalam pemilihan material matrik.

6. Faktor Ikatan Fiber-Matrik

Komposit serat yang baik harus mampu menyerap matrik yang memudahkan terjadi antara dua fase (Schwartz, 1984 : 1.12). Selain itu komposit serat juga harus mempunyai kemampuan untuk menahan tegangan yang tinggi, karena serat dan matrik berinteraksi dan pada akhirnya terjadi pendistribusian tegangan. Kemampuan ini harus dimiliki oleh matrik dan serat. Hal yang mempengaruhi ikatan antara serat dan matrik adalah void, yaitu adanya celah pada serat atau bentuk serat yang kurang sempurna yang dapat menyebabkan matrik tidak akan mampu mengisi ruang kosong pada cetakan. Bila komposit tersebut menerima beban, maka daerah tegangan akan berpindah ke daerah

void sehingga akan mengurangi kekuatan komposit tersebut. Pada pengujian tarik komposit akan berakibat lolosnya serat dari matrik. Hal ini disebabkan karena kekuatan atau ikatan interfacial antara matrik dan serat yang kurang besar (Schwartz, 1984 : 1.13).

7. Katalis

Katalis digunakan untuk membantu proses pengeringan resin dan serat. Waktu yang dibutuhkan resin untuk berubah menjadi plastik tergantung pada jumlah katalis yang dicampurkan. Semakin banyak katalis yang ditambahkan makin cepat proses curringnya. Apabila katalis berlebihan akan menghasilkan material yang getas ataupun resin bisa terbakar. Penambahan katalis yang baik 1% dari volume resin. Bila terjadi reaksi akan timbul panas antara 60 0C – 90 0C. Panas ini cukup untuk mereaksikan resin sehingga diperoleh kekuatan dan bentuk plastik yang maksimal sesuai dengan bentuk cetakan yang diinginkan

2.3.5. Karakterisasi Papan Partikel Komposit

Karakterisasi dari papan partikel komposit dilakukan untuk mengetahui dan menganalisis campuran polimer dengan serat. Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan standar SNI 03-2105-2006 yang meliputi sifat fisik seperti densitas, daya serap air dan pengembangan tebal dan sifat mekanis seperti keteguhan patah (MOR), kuat lentur(MOE), keteguhan rekat internal(internal bond), kuat impak dan kuat pegang sekrup.

Karakteristik papan partikel komposit dari beberapa standar sebagai acuan untuk menentukan kwalitas papan partikel tersebut diperlihatkan tabel berikut.

Tabel 2.2. Sifat Fisis dan Mekanis dari SNI 03-2105

No. Sifat Fisik dan Mekanik SNI 03-2105-2006

1. Kerapatan (gr/cm3) 0,5 - 0,9

2. Kadar air (%) < 14

3. Pengembangan tebal(%) Maks 12

5. MOE (kg/cm2) Min 2,04x104 kgf/cm2 6. Kuat rekat internal (kg/cm2) Min 1,5

7. Kuat pegang sekrup (kg) Min 30

8. Kuat Impak

(Sumber : Standar Nasional Indonesia)

2.3.6. Pengujian Sifat Fisik

Untuk mengetahui sifat-sifat fisik papan partikel komposit dilakukan pengujian kerapatan (ρ), kadar air (KA) dan pengembangan tebal (PT) seperti berikut :

a. Kerapatan

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

ρ = ... 2.1 Dimana :

ρ : kerapatan (gr/cm3) m : massa sampel (gr) v : volume sampel(cm3) b. Kadar Air

Kadar air dihitung dari massa sampel sebelum dan sesudah di oven dari sampel berukuran 5cm x 5cm x 1cm dengan rumus :

KA = ... 2.2 Dimana :

KA : kadar air (%)

m2 : massa akhir sampel (gr) c. Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 24 jam pada samper berukuran 5cm x 5cm x 1cm, dengan rumus :

PT = ... 2.3 Dimana :

PT : pengembangan tebal (%)

T1 : tebal sampel sebelum perendaman (cm) T1 : tebal sampel sesudah perendaman (cm)

2.3.7.Pengujian Sifat Mekanik.

Untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dari suatu bahan dilakukan beberapa pengujian dengan mengacu pada standar yang digunakan.

a. Pengujian Kuat Lentur (MOR).

Pengujian kekuatan patah (Modulus of Rufture) dilakukan dengan Universal Testing Machine (UTM) dengan menggunakan lebar batang penyangga (jarak sangga) 15 kali tebal sampel, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Nilai MOR dihitung dengan rumus :

MOR = ... 2.4 Dimana :

MOR : Modulus of Rufture (kgf/cm2) b : lebar sampel (cm) P : berat beban maksimum (kgf) d : tebal sampel (cm)

L : jarak sangga (cm)

Gambar 2.5. Alat UTM dan Kurva Tegangan dan Regangan b. Pengujian Modulus Elastisitas (MOE).

Pengujian kuat lentur (Modulus of Elasticity) dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan atau kekuatan patah, dengan menggunakan sampel yang sama. Besarnya defleksi yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu, nilai MOE dihitung dengan rumus

MOE = ... 2.5 Dimana :

MOE (kgf/cm2) : Modulus of Elasticity b : lebar sampel(cm) P : berat beban sebelum batas

proporsi (kgf)

d : tebal sampel (cm)

L : jarak sangga (cm)

Y : lenturan pada beban (cm)

B b d

Y y

L Gambar 2.6. Pemasangan sampel uji kuat lentur

c. Pengujian Kuat Impak

Untuk pengujian kuat impak sampel berukuran 5cm x 10cm x 1cm. Pengujian impak dapat dilakukan dengan menggunakan alat model chafri

Gambar 2.7. Salah Satu Alat Uji Kuat Impak

d. Kuat Rekat Internal.

Kuat rekat internal dilakukan untuk sampel uji berukuran 5cm x 5cm x 1cm direkatkan pada dua buah blok aluminium dengan perekat besi atau logam dan dibiarkan sampai mengering. Kedua blok ditarik tegak lurus terhadap permukaan sampel sampai beban maksimum, pengujian kuat rekat internal dihitung dengan rumus :

dimana :

KRI : kuat rekat internal ( kgf /cm2) Pmaks : berat beban maksimum (kgf) A : luas permukaan sampel uji (cm2)

Penyiapan sampel atau contoh uji diperlihatkan seperti gambar berikut :

Gambar 2.8. Penyiapan sampel uji rekat internal

2.4 PAPAN PARTIKEL

2.4.1 Pengertian Papan Partikel

Menurut Iskandar (2009), papan partikel adalah lembaran hasil pengempaan panas campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik dan bahan lainnya.

Papanpartikel adalah lembaran bahan yang terbuat dari serpihan kayu atau bahan-bahan yang mengandung lignoselulosa seperti keeping, serpih, untai yang disatukan dengan menggunakan bahan pengikat organic dengan memberikan perlakuan panas, tekanan, kadar air, katalis dan sebagainya (FAO, 1997).

Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), papan partikel adalah produk panel yang dihasilkan dengan memanpatkan partikel-partikel kayu sekaligus mengikatnya dengan suatu perekat. Tipe-tipe papan partikel yang banyak itu sangat berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat) yang digunakan dan kerapatan panel yang dihasilkan.

Penggunaan papan partikel sangat luas, menurut Haygreen dan Bowyer (1996) pada sejumlah pemakaian, papan partikel digunakan sebagai pilihan lain terhadap kayu lapis.

Bahan baku papan partikel

Bahan utama papan partikel menurut Walker (1993), yaitu :

1. Sisa industry serbuk gergaji, pasahan dan potongan-potongan kayu 2. Sisa pengambilan kayu, penjarangan dan jens bukan komersial

3. Bahan material berlignoselulosa bukan kayu seperti rami, ampas tebu, bamboo, tandan kelapa sawit, serat nenas, enceng gondok dan lain-lain. Adapun tipe-tipe partikel yang digunakan untuk bahan baku pembuatan papan partikel menurut Haygreen dan Bowyer (1996), yaitu :

a. Pasahan (shaving), partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu. b. Serpih (flake), partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan

sebelumnya yang dihasilkan dengan peralatan yang telah dikhususkan. c. Biskit (wafer), serupa serpih tetapi bentuknya lebih besar. Biasanya lebih

dari 0,025 inci tebalnya dan lebih 1 inci panjangnya.

d. Tatal (chips), sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang besar atau pemukul.

e. Serbuk gergaji, dihasilkan oleh pemotongan dengan gergaji.

f. Untaian, pasahan panjang tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar. g. Kerat, bentuk persegi potongan melintang dengan panjang paling sedikit 4

kali ketebalannya.

h. Wol kayu, keratin yang panjang, berombak, ramping. Sifat dan kegunaan papan partikel

Sifat fisis

1. Kerapatan papan partikel 2. Kadar air papan partikel

2.4.2 Sifat dan Kegunaan Papan Partikel

Penggunaan papan partikel (komposit) dibedakan menjadi dua bagian, yaitu :

a. Structural Composite

Dipergunakan untuk dinding, atap, bagian lantai, tangga, komponen kerangka, mebel dan lain-lain. Bahan yang digunakan untuk memikul beban di dalam penggunaannya, penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior.

b. Non Structural Composite

Komposit ini tidak digunakan untuk memikul beban, penggunaan akhir produknya untuk pintu, jendela, mebel, bahan pengemas, pembatas ubin, bagian interior mobil dan lain-lain

2.5 SERAT KULIT JAGUNG 2.5.1 Klasifikasi Tanaman Jagung

Wikipedia C(www.ebooklibs.com/jagung_merupakan_satu.html -) Tanaman jagung (Zea mays ) diklasifikasikan sebagai berikut : Divi : Spermatophyta

Sub Divi : Agiospermae Kelas : Monocotyledonae Ordo : Rhoedelas

Family : Cruciferae Species :Zea mays

Gambar 2.9 Pohon Jagung 2.5.2. Komposisi Kimia Kulit jagung.

Adapun kandungan atau komposisi kimia yang ada pada kulit jagung yaitu Hemiselulosa ( 67 %), selulosa (23 %) dan lignin (0,1 %) dll.

2.5.3. Kulit Jagung dan Kegunaannya

Permintaan gelas plastik terus meningkat dari tahun ke tahun. Maklum, banyak produk barang-barang konsumsi yang menggunakan plastik sebagai pembungkus atau wadahnya. Tengok saja, setiap gerai dari jenis booth hingga restoran yang menyediakan minuman soda, teh, kopi, maupun sirup, memakai gelas plastik sebagai wadah.

Namun, tanpa disadari, proses pembuatan gelas dari plastik ini bisa menghasilkan limbah berbahaya. Begitu juga sampah yang dihasilkan dari gelas plastik lantaran tak bisa didaur ulang tanah.

10 ribu gelas plastik berukuran 240 mililiter bisa membuat tumpukan sampah 2-3 meter kubik. Meski daur ulang plastik banyak dilakukan, tak semua sampah plastik itu bisa diolah kembali.

Mohamad Faisol, pemilik Mitradata Plastic Packaging, produsen plastik di Surabaya, Jawa Timur, menyadari betul dampak negatif tersebut. Karena itulah,

dia mencoba bahan baku alternatif pengganti plastik, yakni kulit jagung dan biji ketela.

Menurutnya, kedua bahan tersebut sangat cocok karena memiliki serat yang cukup kuat. "Sebenarnya banyak sekali bahan yang bisa dipakai, namun yang ekonomis dan tersedia dalam jumlah banyak adalah kulit jagung. (Muhammad Faisol : 2010)

Kualitas gelas maupun botol dari kulit jagung tidak kalah bagus dengan gelas yang terbuat dari plastik. Selain antibocor, penampilan gelas dari kulit jagung ini juga bisa dibikin menarik, karena sisi luar gelas tetap bisa didesain atau dibubuhi merek-merek tertentu dengan cara di-print alias dicetak.

Hanya, proses pembuatan gelasnya membutuhkan waktu yang cukup lama, yaitu sekitar tiga pekan. Pasalnya, kulit jagung harus melalui beberapa tahapan proses. Mulai dari dihancurkan hingga menjadi biji kulit jagung yang sama seperti biji plastik. "Kalau sudah menjadi biji seperti biji plastik proses pembuatannya sama seperti gelas plastic. (Muhammad Faisol : 2010)

Tak hanya proses pembuatan yang mirip, mesin yang digunakan pun sama seperti mesin pembuat gelas plastik. , ketika menjadi sampah, gelas dari kulit jagung bisa diserap tanah dan menjadi pupuk.

Menurut Faisol, di negara lain, terutama di negara maju, sebagian besar produsen consumer goods sudah beralih menggunakan kulit jagung sebagai pengganti plastik. "Taiwan sudah mulai menggunakan kulit jagung untuk membuat gelas plastik. Gelas kulit jagung Taiwan sudah diekspor ke Amerika.

Di Indonesia biobag pertama kali dikenalkan oleh PT Ecotech Indopratama pada akhir 2006. Menurut Mutaza Sarbini, Direktur Pelaksana Ecotech, seperti dikutip situs Radio Singapore International “Rahasia biobag terletak pada bahan baku yaitu terbuat dari kulit jagung yang disebut mates-bi”.

Keunggulan lain dari biobag adalah jika dibuang di tempat pembuangan sampah atau dipendam di dalam tanah mampu terurai secara alami hanya dalam waktu sepuluh sampai empat puluh lima hari.

Kulit jagung bisa dimanfaatkan sebagai bahan serat kain berkualitas tinggi, disebut sorona. Teknologi pemanfataan kulit jagung sebagai bahan serat kain

dikembangkan pertama kali oleh perusahaan life sciences terbesar di dunia yang bermarkas di Amerika Serikat, Du Pont.

Melalui proses penelitian yang cermat, inti dari kulit jagung bisa menghasilkan bahan polymer berkualitas tinggi. Teknologi yang ramah lingkungan itu, ongkos produksinya memang lebih mahal ketimbang teknologi yang konvensional. Tapi, seiring dengan makin meningkatnya kesadaran akan bahayanya pemakaian barang-barang dari plastik bagi kesehatan manusia – terutama di kalangan menengah ke atas – juga kesadaran akan kelestarian alam, maka berbagai barang dari serat kulit jagung itu bisa dijadikan peluang bisnis.

Gambar 2.10 Kulit jagung

2.6 Katalys Metyl Etyl Keton Peroksida (MEKPO)

Katalis yang digunakan adalah katalis Methyl Ethyl Keton Peroxide (MEKPO) dengan bentuk cair, berwarna bening. Fungsi dari katalis adalah mempercepat proses pengeringan (curring) pada bahan matriks suatu komposit. Semakin banyak katalis yang dicampurkan pada cairan matriks akan mempercepat proses laju pengeringan, tetapi akibat mencampurkan katalis terlalu banyak adalah membuat komposit menjadi getas. Penggunaan katalis sebaiknya diatur berdasarkan kebutuhannya. Pada saat mencampurkan katalis ke dalam matriks maka akan timbul reaksi panas (600-900C).

Proses pengerasan resin diberi bahan tambahan yaitu, katalis jenis Metyl Etyl Keton Peroksida (MEKPO), katalis digunakan untuk mempercepat proses pengerasan cairan resin pada suhu yang lebih tinggi. Pemakaian katalis dibatasi sampai 1% dari volume resin (P.T. Justus Sakti Raya, 2001, dalam Nurmaulita 2009)

2.7. NaOH Sebagai perendam Kulit Jagung

Natrium hidroksida (soda kaustik atau

sodium hidroksida, adalah sejenis

terbentuk dari hidroksida membentuk larutan digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi laboratorium kimia.

Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembab cair dan secara spontan menyera dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan. Ia juga larut dalam dan daripada kelarutan lainnya. dan kertas.wikipedia D (Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas 18 des 2010)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Polimer Departemen Kimia FMIPA - USU Medan dan Laboratorium Penelitian FMIPA USU Medan. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2010 - April 2011.

3.2 BAHAN-BAHAN

3.2.1. Alat-alat yang digunakan dalam pembuatan dan pengujian sampel :

1. Neraca analitis

2. Alat cetakan dari bahan baja stainless dengan ukuran 20 cm x 15 cm x 1 cm.

3. Seperangkat alat kempa panas (hot press) 4. Seperangkat alat Universal Testing Machine 5. Seperangkat alat uji kuat impak

6. Desikator 7. Jangka Sorong 8. Panci

9. Pengaduk kayu 10. Mixer

11. Penggaris 12. Oven 13. Gelas ukur 14. Gergaji mesin

15. Mesin penggiling serat (Brabender) 16. Gunting

17. Skrap dan Spatula 18. Stop watch

3.2.2. Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Serat Kulit Jagung

2. Resin Polyester Yukalac 157 BQTN-EX (ECER) 3. Katalis Mepoxe 100 cc

4. NaOH 1 % sebanyak 800 gram 5. Aquadest sebanyak 20 liter 6. Aluminium Foil

3.3 METODE PENELITIAN

Penelitian ini menggunakan metode pengujian sifat fisika dan mekanika dilakukan berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-2105-2006, . Metode pengumpulan data yang dipakai adalah eksperimen, yaitu melakukan serangkaian pengujian pada objek yang diteliti untuk mendapatkan data yang diperlukan sebagai perhitungan.

3.4 PROSEDUR PENELITIAN

Adapun prosedur yang dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

3.4.1

3.4.2 Perlakuan pada Kulit Jagung

a. Memilih serat kulit jagung yang telah bersih dari kotoran dan tanah. b. Memotong serat kulit jagung dengan panjang kurang lebih 1 inchi. c. Mengeringkan serat kulit jagung di ruang terbuka di bawah sinar

d. Merendam serat kulit jagung dengan larutan NaOH 1 % (terdiri atas 800 gram NaOH 1 % dengan 20 liter aquadest) selama 24 jam.

e. Membersihkan serat kulit jagung dari larutan NaOH 1 % dengan air mengalir.

f. Mengeringkan serat kulit jagung dengan oven selama 48 jam, suhu 50 o

C hingga diperoleh kulit jagung dengan kadar air rendah.

g. Menggiling kulit jagung sampai diperoleh serat kulit jagung (serat pendek)

3.4.2. Perlakuan Pada Poliester

Cairan Poliester di timbang dengan neraca analitis sesuai komposisi yang telah ditentukan. Selanjutnya Poliester dicampur dengan Mepoxe sebanyak 5% dari jumlah Poliester untuk setiap komposisi. Campuran keduanya selanjutnya diaduk dengan mixer hingga diperoleh larutan yang merata.

3.4.3. Pembuatan Papam Komposit

a. Menimbang serat kulit jagung, poliester dan mepoxe sesuai komposisi yang telah ditentukan dengan menggunakan neraca analitis.

b. Campuran poliester dan mepoxe digabung menjadi satu dengan serat kulit jagung dan diaduk menggunakan pengaduk kayu didalam panci dan diaduk secara manual dengan tangan. Adapun komposisi bahan papan partikel dicantumkan pada tabel di bawah ini.

Tabel 3.1 . Komposisi bahan papan partikel Serat KJ Poliester Mepoxe

(5%x Poliester) Perlakuan

(Serat KJ-Poliester)

% Gram % gram 5% gram

70-30 60-40 50-50 60-40 30-70 70 60 50 40 30 280 240 200 160 120 30 40 50 60 70 120 160 200 240 280 5%x120 5%x160 5%x200 5%x240 5%x280 6 8 10 12 14 Serat KJ = Serat kulit jagung

c. Meletakkan cetakan baja di atas lempengan besi yang telah dilapisi alumunium foil.

d. Selanjutnya Campuran serat kulit jagung dengan poliester yang telah merata dibentuk dalam alat cetakan baja berukuran 20 cm x 15 cm x 1 cm.

e. Bagian atas campuran selanjutnya dilapisi lempengan besi yang telah dilapisi alumunium foil juga.

f. Campuran selanjutnya dikempa dengan menggunakan kempa panas pada suhu 50oC selama 20 menit dengan tekanan 69 Bar (69x100 kPa). Campuran yang telah dikempa selama 20 menit dikeluarkan dari kempa panas dan dibiarkan di ruang terbuka. Selesailah proses pembuatan papan partikel.

3.4.4.Pengkondisian

Campuran yang telah dikempa selama 20 menit dengan tekanan 69 Bar(69x100kPa), kemudian menjadi papan partikel. Papan partikel yang telah terbentuk kemudian dibiarkan di dalam ruangan selama 7 hari untuk mencapai kadar air kesetimbangan pada suhu kamar. Lembaran yang masih dalam keadaan sangat panas dan sangat lunak dibiarkan sekitar 20 menit agar terjadi pengerasan perekat sebelum dikeluarkan dari klem. Dilakukan pengkondisian selama satu minggu untuk mencapai distribusi kadar air yang seragam dan melepaskan tegangan sisa dalam papan akibat pengempaan.

3.5 PEMBUATAN SAMPEL

Pembuatan sampel dengan pemotongan bahan papan partikel yang sudah jadi mengacu pada standar SNI 03-2105-2006 seperti terlihat pada gambar berikut.

Gambar 3.1. Un sampel Uji Berdasarkan SKeterangan : A : Sampel untuk uji kerapatan dan kadar air

B : Sampel untuk uji MOR dan MOE C : Sampeluntuk uji pengembangan tebal D : Sampel untuk uji kuat rekat internal

E : Sampel untuk uji kuat impak dan uji kuat pegang sekrup

3.6. VARIABEL PENELITIAN 3.6.1. Variabel Bebas

 Persen berat Resin Poliester ( 70%, 60%, 50%, 40%, 30% ).  Persen berat serat kulit jagung ( 30%, 40%, 50%, 60%, 70% ). 20,0 cm

5,0 cm 5,0 cm

2,5 cm

2,5 cm 10,0 cm

5,0 cm

5,0 cm

5,0 cm 5,0 cm 5,0 cm B

A

C D

3.6.2. Variabel Terikat

 Uji Kerapatan  Uji Kadar Air

 Uji Pengembangan Tebal  Uji Kuat lentur (MOR)

 Uji Modulus elastisitas (MOE)

 Uji Kuat Rekat Internal  Uji Kuat Impak

3.7. DIAGRAM ALIR PENELITIAN 3.7.1. Penyiapan Serat Kulit Jagung

Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian serat kulit jagung Dicuci dan dibersihkan dari kotoran dan tanah Diproses dalam gilingan manual

Dicuci kembali sebanyak 2 kali

Dikeringkan dibawah sinar matahari (3 hari) Direndam dalam larutan NaOH 1% (24 Jam) Dicuci dengan air mengalir

Dikeringkan dengan oven t = 500C (2 hari)

Digiling dengan penggiling daun merk Brabender di PPKS dan diperoleh serat pendek (< 1 cm)

Kulit jagung

3.7.2. Penyiapan Resin Poliester

Gambar. 3.3 Diagram Alir Penyiapan Resin Polyester Ditimbang sesuai komposisi

Dicampur dengan mexpo (katalis), dengan Jumlah 5% dari komposisi Yukalac Diaduk di dalam erlenmeyer

Yukalac 157 BQTN-EX (ECER)

Resin Polyester Siap jadi Yukalac 157 BQTN-EX (ECER)

Resin Polyester Siap jadi Yukalac 157 BQTN-EX (ECER)

Resin Polyester Siap jadi Yukalac 157 BQTN-EX (ECER)

Resin Polyester Siap jadi

Ditimbang sesuai komposisi

Dicampur dengan mexpo (katalis), dengan Jumlah 5% dari komposisi Yukalac Diaduk di dalam erlenmeyer

Yukalac 157 BQTN-EX (ECER)

3.7.3. Pembuatan Papan Partikel Komposit

Gambar 3.4 Diagram Alir Pembuatan Papan Partikel Resin Polyester Siap jadi Serat Kulit Jagung

Dicampur didalam panci aluminium Diaduk dengan pengaduk kayu sampai rata Dimasukkan kedalam cetakan baja

Dikempa panas dengan alat hot press

Sampel Uji

Uji Kerapatan

Uji Kadar Air

Hasil Akhir

Kesimpulan

Selesai Uji

Sifat Fisis _{Sifat Mekanis} Uji

Analisis Hasil Uji Uji

P.Tebal

Uji MOR

Uji MOE

Uji

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada penelitian ini dilakukan beberapa analisis terhadap sampel papan partikel dengan kadar campuran Resin Poliester dengan serat kulit jagung yang bervariasi, yaitu antara lain adalah : uji kerapatan, uji kadar air, uji pengembangan tebal, uji kuat lentur (MOR), uji Modulus Of Elasticity (MOE), uji impak dan uji kuat rekat internal. Dari analisis yang dilakukan diperoleh data sebagai berikut.

4.1 SIFAT FISIS PAPAN PARTIKEL

4.1.1 Kerapatan

Kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat per satuan volume. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0.63 gr/cm3 sampai dengan 0,94 gr/cm3, nilai kerapatan terendah pada komposisi 30:70 dan yang tertinggi pada komposisi 60:40. Hasil kerapatan pada pada penelitian ini disajikan pada gambar 1.

Gambar 4.1 grafik Nilai Kerapatan

Hasil rata-rata kerapatan dari sampel 0,79 gr/cm3. Hal tersebut menunjukkan bahwa pemberian serat kulit jagung sebagai pengisi dan resin polyester sebagai pengikat pada saat pembentukan papan partikel dapat dilakukan dengan cukup baik.

Terjadinya penurunan kerapatan pada komposisi 70 : 30 disebabkan oleh beberapa hal yaitu factor pengempahan berulang dan pencmpuran yang tidak homogeny sehingga terjadi void-void ataupun kekosongan serat, sehingga kerapatannya menurun.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan termasuk dalam kategori kerapatan sedang dan kerapatan tinggi. Untuk komposisi 30:70, 40 : 60 dan 70 : 30 dikategorikan kerapatan sedang dan komposisi, 50:50, 60:40, dikategorikan kerapatan tinggi. Kategori ini disesuaikan dengan penggolongan menurut Tsoumis (1991) yang membagi papan partikel menjadi papan partikel dengan kerapatan rendah (0,25 gr/cm3 – 0,40gr/cm3) kerapatan sedang (0,40gr/cm3 -0,80gr/cm3) dan kerapatan tinggi (0,80gr/cm3 – 1,20gr/cm3). Standar Nasional Indonesia (SNI) 03- 2105 – 2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel sebesar (0,50 – 0,90) gr/cm3. Jadi semua papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan yang di tetapkan.

4.1.2. Kadar Air

Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air di dalam suatu benda yang dinyatakan dalam persen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,62 % untuk komposisi 70 : 30 sampai dengan 12, 403 % untuk komposisi 30 : 70

Gambar 4.2 grafik Nilai Kadar Air

Hasil penelitian menunjukkan nilai kadar air rendah untuk komposisi 70 % Resin polyester dan 30% Kulit jagung. Dan kadar air yang paling tinggi pada komposisi 30 % Resin polyester dan serat kulit jagung 70 . jadi dapat disimpulkan semakin banyak atau semakin besar komposisi kulit jagung dibandingkan dengan resin polyester maka kadar airnya semakin besar.

Standar Nasional Indonesia (SNI) 03 – 2105 – 2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai kadar air papan partikel < 14%. Dari hasil pengujian semua papan komposit yang dihasilkan tidak mencapai kadar air minimum yang disyaratkan. nilai kadar air sangat rendah. Jadi memenuhi syarat sebagai papan partikel.

4.1.3. Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal adalah besaran yang menyatakan pertambahan tebal contoh uji dalam persen terhadap tebal awalnya setelah contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 24 jam. Hasil rata-rata pengembangan tebal berfariasi antara 1,01 % untuk komposisi 70 : 30 hingga 11,49 untuk

komposisi 30: 70. Secara lengkap nilai pengembangan tebal tersaji pada gambar 3

Gambar 4.3 grafik Nilai Pengembangan Tebal

Standar Nasional Indonesia (SNI) 03 –2105 – 2006, Papan Partikel, nilai pengembangan tebal yang di isyaratkan maksimum 12%. Sedangkan nilai pengembangan tebal papan komposit yang dihasilkan dari pengujian dibawah 11,49 %, sehingga papan komposit memenuhi standar. Semakin banyak serat kulit jagungnya maka pengembangan tebalnya semakin besar.

4.2. SIFAT MEKANIK PAPAN KOMPOSIT 4.2.1. Kuat Lentur (MOR)

Kuat lentur merupakan besaran dalam bidang teknik yang menunjukkan beban maksimum yang dapat ditahan oleh material (dalam hal ini papan komposit) persatuan luas sampai material itu patah. Dari hasil penelitian ini kuat lentur (Modulus of rufture ) yang diperoleh cukup tinggi. Nilai terendah pada komposisi 40 : 60 sebesar 91,73 Kgf/cm2 sedangkan yang tertinggi pada komposisi 70 : 30 sebesar 340,614 Kgf/cm2. Hal ini sesuai dengan (Sujasman, A.2009), semakin banyak pengikat yang digunakan maka sifat mekanik akan bertambah karena pengikat telah bereaksi dengan pengisi

sehingga nilai MOR semakin meningkat. Keadaan ini disebabkan sifat dari resin poliester sebagai pengikat.

Secara lengkap nilai kuat lentur tersaji pada gambar 4

Gambar 4.4 grafik Nilai Kuat Lentur

Standar Nasional Indinesia (SNI) 03 – 2105 – 2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai kuat lentur (MOR) minimal 80 Kgf/cm2. Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan memenuhi standar yang di tetapkan. Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan berdasarkan MOR nya sangat baik.

4.2.2. Modulus Of Elasticity (MOE)

Modulus Of Elasticity (MOE) merupakan besaran dalam bidang teknik yang menunjukkan ukuran ketahanan material (dalam hal ini papan komposit) menahan beban dalam batas proporsi (sebelum patah). Hasil pengujian menunjukkan nilai MOE yang terendah pada komposisi 30 : 70 sebesar 4503,64 Kgf/cm2 sedangkan yang tertinggi pada komposisi 70 : 30 sebesar 12987,89 Kgf/cm2. Semakin banyak komposisi resin poliesternya maka semakin besar nilai MOE. Secara lengkap nilai MOE disajikan dalam gambar 5

Gambar 4.5 grafik Nilai Modulus Elastisitas

Nilai MOE papan komposit yang dihasilkan masih jauh berada dibawah nilai SNI yang mensyaratkan nilai MOE minimal 20.400 kgf/cm2. Nilai MOE tidak terlepas dari nilai kuat lentur (MOR). Rendahnya nilai MOE dikarenakan pengisi (TKKS) mengandung sifat pith (gabus) sehingga menghasilkan papan partikel yang kurang baik (Mawardi, I.2009).

Dengan demikian nilai MOE yang diperoleh tidak memenuhi Standar SNI.

4.2.3 Kuat Impak

Pengujian ini menggunakan alat Wolperts Type : CPSA Com. No.8803104/0000 diberikan perlakuan dengan pemukul (godam) sebesar 4 Joule. Kekuatan Impak adalah suatu kriteria untuk mengetahui kegetasan bahan. Hasil pengujian menunjukkan tidak terjadi perbedaan yang signifikan pada perlakuan komposisi yaitu berkisar antara (2,52 – 3,62) Joulle/cm2. Secara lengkap nilai Kuat Impak disajikan dalam gambar 6

Gambar 4.6 grafik Nilai Kuat Impak

Dari grafik kekuatan impak pada perlakuan komposisi 70 : 30 lebih kecil sebesar 2,52 Joule/cm2 dan kekuatan impak komposisi 40 : 60 lebih besar sebesar 3,62 Joule/cm2. Semakin sebar komposisi serat pengisi pada papan komposit maka kuat impaknya semakin besar, ini sebabkan fungsi serat sebagai penambah kekuatan pada papan partikel

4.2.4 Kuat Rekat Internal

Pengujian ini menggunakan alat Universal Testing Macine Type SC – 2DE MFG. No 6079 Capasita 2000 Kgf. Kuat rekat internal adalah salah satu besaran teknik untuk menguji kekuatan perekat dalam papan komposit. Dalam penelitian ini perekat yang digunakan adalah Resin poliester. Hasil pengujian menunjukkan nilai kuat rekat internal pada komposisi 60 : 40 lebih besar sebesar 21,272 Kgf/cm2 dan yang paling kecil pada komposisi 30 : 70 sebesar 10,589 Kgf/cm2.

Gambar4.7 grafik Kuat Rekat Internal

Dalam Standar Nasional Indonesia (SNI) 03 – 2105 – 2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai Kuat Rekat Internal minimum 1,5 Kgf/cm2. Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan memenuhi standar yang ditetapkan karena nilai kuat rekat internalnya melampaui nilai minimum. Dengan demikian kualitas papan komposit yang dihasilkan berdasarkan kuat rekat internalnya sangat baik.

4.3. Hasil Perankingan Kualitas Papan Partikel

Dari hasil penelitian secara umum hasil penelitian memenuhi standart nasional Indonesia (SNI) dapat dilihat ditabel 4.3 dan secara keseluruhan komposisi resin poliester dengan serat kulit jagung yaitu pada komposisi 60 :40

Tabel 4.1 Rekapitulasi pengujian fisik dan mekanik

Baik Baik Baik Baik - Baik Baik

RP : S K J K era pa ta n (gr/ cm 3 ) K ada r A ir(%) P enge m ba nga n T eba l (%) K ua

t L

ent ur (kgf/ cm 2 ) E la st is it as (kgf/ cm 2 ) K ua

t Im

pa k ( J /c m 2 ) K ua t Re ka t Int ern al (kgf/ cm 2 )

30 : 70 0,63 12,403 11,49 98,469 4503,64 10,589 3,06 40 : 60 0,66 10,271 9,71 91,727 5001,35 15,851 3,62 50 : 50 0,92 2,275 9,04 230,934 10943,21 19,346 2,87 60 : 40 0,94 1,291 3,03 240,729 10432,68 21,272 2,77 70 : 30 0,74 0,620 1,01 340,614 12987,89 19,948 2,52

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

1. Penelitian ini telah berhasil mengolah limbah kulit jagung menjadi papan partikel dengan penambahan resin Polyester.

2. Secara umum nilai sifat fisis dan mekanik dari hasil penelitian papan partikel yang dihasilkan tergolong baik dan memenuhi standar yang ditetapkan SNI 03 – 2105 – 2006 .

Dari hasil perankingan kualitas papan partikel yang lebih baik adalah perlakuan pada komposisi 60 : 40.

3. Nilai kerapatan 0,63 – 0,94 gr/cm. Nilai kerapatan menurut SNIantara 0,4 s/d 0,9 gr/cm3.

4. Nilai kadar air 0,620 -12,403 % . Nilai kerapatan menurut SNI antara kurang dari 14 %.

5. Nilai pengembangan Tebal 1,01 -11,43 %. Nilai pengembangan tebal menurut SNI maximum 12 %.

Pengujian mekanik didapat :

1. Kuat lentur (MOR) didapat 91,73 – 340,65 kgf/cm2. Nilai Modulus of Rupture (kuat lentur) menurut SNI 2006 minimal 80 kgf/cm2.

2. Modulus of Elastisitas (MOE) didapat 4503,24 – 12987,89 kgf/cm2. Nilai menurut SNI 2006 20400 kgf/cm2. Tidak memenuhi yang disebabkan oleh beberapa faktor yaitu faktor pengadukan yang kurang homogen, proses pengempahan kurang lama dan pemakaian alat uji yang belum dikalibrasi.

4. Kuat rekat internal 10,52 – 21,37 kgf/cm2. Menurut SNI 2006 minimal 1,5 kgf/cm2.

5. Grafik yang terjadi setiap uji baik uji fisik maupun mekanik terkadang naik turun ini disebabkan beberapa hal yaitu pengadukan yang tidak homogen sehingga terdapat celah-celah pada setiap serat yang menimbulkan kekuatan pada sampel tidak sama.

Dari hasil perankingan kualitas papan komposit yang lebih baik adalah perlakuan pada komposisi 60 : 40 yaitu 60% resin poliester dan 40 % serat kulit jagungnya.

5.2. Saran

Agar dilakukan penelitian lanjutan yang lebih konfrehensif dan kaitannya dengan pencapaian hasil yang optimal yaitu meliputi

1. komposisi yang lebih bervariasi.

2. Pengadukan (pencampuran) serat dengan resin yang lebih homogen. 3. Selanjutnya perlu dilakukan uji SEM (Scanning Electron Microscopy). Untuk melihat langsung susunan struktur papan partikel yang hubungan langsung dengan sifat-sifat papan partikel dan pengujian thermal atau ketahanan panas

DAFTAR PUSTAKA Badan Pusat Statistik, 2006, Produksi jagung Nasional

Firdaus F dan Fajriyanto, 2006. Karakteristik Mekanik Produk Fiberboard dari Komposit Sampah Plastik (Thermoplastik)-Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Jurnal TEKNOIN ISSN 0853-8697

FAO.1997. Fiberboard and Particle Board. FAO. Genewa.

Faisol,Muhammad. 2010, Peluang Usaha Prospektif, Pengganti Plastik Dari Kulit jagung,

Gibson. Ronald F, 1994. Principles Of Composite Material Mechanics, Mc Graw Hill Inc, New York.

Haygreen, J.G and J.L. Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu (terjemahan Sujipto, A.H). Gadjah Mada University Press. Yogyakarta

Harbrian V, 2007. Pengaruh ketebalan Inti (Core) terhadap Kekuatan bending Komposit Sandwich Serat E-Glass Chopped Strand Mat-Unsaturated Polyester Resin dengan Inti (Core) Spon. Skripsi. UNNES.

Iskandar, M. 2009. Proses Pembuatan Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan hasil Hutan. Bogor.

Mawardi, I. 2006. Mutu Papan Partikel dari Kayu Kelapa Sawit Berbasis Perekat Polystyrene. Jurnal Teknik Mesin Vol. 11,No. 2, Okrober 2009: 91-96. Nandini, paramitha 2010. Eksplorasi Olah serat jagung (Zea mays) melalui

proses teknik non Tenun untuk alternative produk-produk Kria

Nurmaulita, 2010. Studi analisis karakteristik polyester dan serat sabut kelapa (ssk) sebagai komposit untuk produk fiberboards. Tesis. Universitas Sumatera Utara.

Rusmiyatno, Fandhy 2007, “Pengaruh fraksi volume serat terhadap kekuatan tarik dan kekuatan bending komposit nylon/epoxy resin serat pendek random”. Skripsi. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

Schwart, M.M 1984. Composit Material Hand Book. Mc. Graw-Hill Book Company, USA.

SNI, 2006. Mutu Papan Partikel SNI 03-2105-2006. Dewan Standarisasi Nasional (DSN). Jakarta.

Sujasman, A. 2009. Penyediaan Papan Partikel Kayu Kelapa Sawit (KKS) dengan Resin Poliester Tak Jenuh (Yukalac 157 BQNT-EX), Tesis Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara.

Surdia T dan Saito S, 1985. Pengetahuan Bahan Tehnik. PT Pradnya Paramita. Pustaka Teknologi dan Informasi. Jakarta

PT Justus Sakti Raya, 2001 spesifikasi Unsaturated Resin (UPR)

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology Wood. Stucture, Properties, Utilization. Van Vonstrand Reinhold Inc. USA.

Walker, J.C.F. 1993. Primary Wood Procesing. Principles and Practice. Published by Chapman & Hall. London

wikipedia A (http://id.wikipedia.org/wiki/Poliester). 12 des 2010

Wikipedia B (http://id.wikipedia.org/wiki/Komposit). Terakhir diunduh 23 Nopember 2010.

Wikipedia C (www.ebooklibs.com/jagung_merupakan_satu.html - Amerika Serikat -)

LAMPIRAN : 1

Tabel 4.1 Rekapitulasi Data Papan Partikel Polyester-Serat kulit Jagung (SKJ) Komposisi Polyester & SKJ Rata-rata Kerapatan ρ ( gr/cm3 )

Rata-rata Kadar Air ( % ) Rata-rata Pengembangan Tebal ( % ) Rata-rata Kuat Lentur σ ( kgf/cm2)

Rata-rata Modulus Elastisitas

Ef (kgf/cm2)

Rata-rata Kuat Rekat

Internal ( kgf/cm2 )

Rata-rata Kuat Impak KI

( joule/cm2 )

30 : 70 0,63 12,403 11,49 98,469 4503,64 10,589 3,06

40 : 60 0,66 10,271 9,71 91,727 5001,35 15,851 3,62

50 : 50 0,92 2,275 9,04 230,934 10943,21 19,346 2,87

60 : 40 0,94 1,291 3,03 240,729 10432,68 21,272 2,77

LAMPIRAN : 2

Table 4.2 Data Hasil Pengujian Kerapatan

Komposisi Polyester & SKJ Pengujian Ke: Massa Sampel Uji ( gr )

Panjang Sampel

Uji ( cm )

Lebar Sampel

Uji ( cm )

Tebal Sampel

Uji ( cm )

Kerapatan ρ ( gr/cm3 )

Rata-rata Kerapatan

ρ ( gr/cm3 )

Rata-rata Kerapatan

ρ ( kg/m3 )

1 119.6 10,50 10,71 1,66 0,64

30 : 70

2 120,2 10,50 10,78 1,71 0,62

0,63

63

1 149,5 12,45 10,03 1,89 0,63

40 : 60

2 149,8 12,45 10,15 1,75 0,68

0,66

66 1 143,5 10,33 10,58 1,49 0,88

50 : 50

2 144 10,32 10,20 1,43 0,96

0,92

92 1 148,5 10,38 10,10 1,51 0,94

60 : 40

2 148,8 10,35 10,20 1,50 0,94

0,94

94 1 137,1 10,53 10,33 1,75 0,72

70 : 30

2 138 10,55 10,25 1,68 0,72 0,74 74

LAMPIRAN : 3

Table 4.3 Data Hasil Pengujian Kadar Air

Komposisi Polyester & SKJ

Pengujian Ke:

Massa Awal Sampel Uji

( gr )

Massa Akhir Sampel Uji

( gr )

Kadar Air ( % )

Rata-rata Kadar Air

( % ) 1 125 110 13,64

30 : 70

2 123,4 111 11,17

12,403

1 149,5 132 13,26 40 : 60

2 150,2 140 7,29

10,271

1 143,5 141,3 1,56 50 : 50

2 144,5 140,3 2,99

2,275

1 148,5 146,7 1,23 60 : 40

2 149,5 147,5 1,36

1,291

1 137,1 136,3 0,59 70 : 30

LAMPIRAN : 4

Table 4.4 Data Hasil Pengujian Pengembangan Tebal

Komposisi Polyester &

SKJ

Pengujian Ke:

Tebal Sampel Uji Sebelum Direndam

( mm )

Tebal Sampel Uji Sesudah Direndam

( mm )

Pengembangan Tebal ( % )

Rata-rata Pengembangan Tebal

( % )

1 12,3 13,9 11,351

30 : 70

2 12,35 14 11,628 11,49

1 12,05 13,4 10,242

40 : 60

2 12,13 13.4 9,176 9,71

1 11,93 13,1 9,056

50 : 50

2 11,85 13 9,021 9,04

1 12,66 13 2,408

60 : 40

2 11,7 12,2 3,704 3,06

1 10,71 10,8 0,925

70 : 30

P = 93,5 kgf L = 15,01 cm b = 4,90 cm d = 1,15 cm

           ,  kgf/cm

Dokumentasi Penelitian

Gambar L.14.1 Kulit jagung k i

Gambar L.14.2 Poliester

Gambar L.14.3Mepoxe _{Gambar L.14.4 NaOH 1%}

Gambar L.14.5 Oven _{Gambar L.14.6 Neraca} digital Analitis

Gambar L.14.7Cetakan Baja (20 x 15 x 1) cm

Gambar L.14.9 Desikator Gambar L.14.10 Mesin Kempa

(Hot Press)

Gambar L.14.11.Universal Testing Machine (UTM) Lohmann

Gambar L.14.12 Mesin Penggiling daun/serat Merk Brabender

Gambar L.14.15 Alat Uji Impak

Gambar L.14.14 Alat UjiKuat Rekat Internal Gambar L.14.13

Erlenmeyer

Gambar L.14.16 Proses Perendaman Serat kulit jagung dengan NaOH 1 %

Gambar L.14.17 Proses Pencampuran Poliester dengan Katalis Mepoxe

Gambar L.14.19 Proses Pencetakan papan partikel di dalam cetakan baja Gambar L.14.18 Proses Pencampuran

Gambar L.14.23 Proses pemotongan sampel papan partikel sesuai SNI Gambar L.14.20 Proses Pengempaan

papan partikel

Gambar L.14.22 Potongan papan partikel

Gambar L.14.21 Pemberian kode potongan papan partikel

Gambar L.14.24 Papan partikel 1

Gambar L.14.25 Papan partikel 2

Gambar L.14.27 Papan partikel Setelah uji rekat internal dan impak Papan partikel