Lokasi Penelitian Proses Grafting Interaksi PP-g-MA dengan Serbuk Batang

Tahap ketiga adalah pembuatan papan partikel dengan mencampur serbuk batang kelapa, PP-g-MA, Polipropilena, divinilbenzena, dan benzoil peroksida. Kemudian sampel di press selama ±15 menit dengan suhu 165 C berupa papan partikel. Untuk pengumpulan data maka dilakukan uji keteguhan lentur kering, modulus elastisitas lentur, kerapatan, kadar air, pengembangan tebal setelah direndam air. Variabel yang digunakan adalah : 1. Variabel tetap • Suhu C • Berat Benzoil Peroksida g • Berat polipropilena g • Ukuran partikel serbuk µm • Berat divinilbenzene g 2. Variabel bebas Komposisi serbuk batang kelapa dengan PP-g-MA adalah 80:10, 70:20, 60:30, 50:40, dan 40:50g 3. Variabel terikat • Keteguhan lentur kering • Modulus elastisitas lentur • Kerapatan • Kadar air • Pengembangan tebal setelah direndam air

1.7. Lokasi Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Penelitian Universitas Sumatera Utara, Laboratorium Kimia Polimer, Laboratorium Kimia Fisika FMIPA Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Geologi Kuarter Bandung. Universitas Sumatera Utara BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Batang Kelapa

Kelapa Cocos nucifera adalah satu jenis tumbuhan dari suku aren-arenan atau Arecaceae dan adalah anggota tunggal dalam marga Cocos. Tumbuhan ini dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh manusia sehingga dianggap sebagai tumbuhan serba guna, khususnya bagi masyarakat pesisir. Kelapa juga adalah sebutan untuk buah yang dihasilkan tumbuhan ini Sukamto, 2001. Pohon kelapa merupakan pohon yang paling banyak kegunaannya karena hampir tiap bagian dari pohon tersebut dapat dimanfaatkan. Tidak berlebihan bila pohon kelapa dikenal pula sebagai pohon kehidupan tree of life. Berbagai ragam industri berbahan baku kelapa telah berkembang mulai dari yang tradisional seperti minyak kelapa dan kopra sampai pada pengolahan minyak menjadi senyawa-senyawa kimia yang mempunyai nilai tambah yang tinggi serta pengolahan batang kelapa sebagai salah satu produk mebel Tenda, 2004. Secara fisis batang kelapa memiliki kerapatan yang sangat beragam baik dari pangkal ke ujung maupun dari tepi ke dalam. Pada bagian pangkal dan tepi memiliki kerapatan yang tinggi dan didominasi oleh ikatan pembuluh dewasa sedangkan bagian tengah dan ujung lebih banyak mengandung jaringan dasar berupa parenkim serta ikatan pembuluh muda dengan kerapatan yang lebih rendah. Kerapatan yang beragam dalam satu pohon kemungkinan diikuti oleh variasi kandungan kimia Wardhani, 2004. Menurut Wardhani, 2004 menyatakan bahwa batang kelapa berbeda bila dibandingkan dengan jenis-jenis kayu keras lainnya, dimana: 1. Batang kelapa tidak mempunyai kambium sehingga diameter batang tidak bertambah Universitas Sumatera Utara 2. Pada bagian penampang lintang, berkas pembuluh tidak seragam dan tersebar secara acak 3. Kelapa tidak membentuk lingkaran tumbuh karena tidak ada pertumbuhan tahunan pada diameter batang 4. Kelapa tidak mempunyai cabang, artinya batang kelapa bebas mata kayu. 5. Batang kelapa tidak dapat beregenerasi, terlihat pada bekas pijakan saat pemanenan buah kelapa yang tidak pernah hilang sepanjang hidupnya. 6. Bagian kulit bagian batang tidak dapat dibedakan dengan jelas Menurut Anonim 1985 dan Rojo, 1988 menyatakan holoselulosa batang kelapa sebesar 66.7 dan lebih tinggi dari bagian lain seperti kulit, serabut dan pelepah daun. Kisaran kandungan selulosa pada batang kelapa adalah 28.10 ~ 36.55 dan nilai rataannya sebesar 31.95.Pada ketinggian 7 m hingga 15 m dalam batang, kandungan selulosa lebih tinggi dibandingkan bagian pangkal dan ujung, serta pada 23 bagian ke dalam juga mengandung selulosa yang lebih tinggi dari bagian tepi. Hal ini disebabkan batang kelapa bagian pangkal dan tepi telah mengalami proses lignifikasi sehingga tidak seluruh selulosa dapat terisolasi.

2.1.1. Kelapa Hibrida

Kelapa hibrida merupakan kelapa hasil persilangan atau hibrida antara dua tanaman kelapa sejenis yang memiliki perbedaan sifat Wijaya 2007. Berdasarkan jumlah perbedaan yang dimiliki oleh kedua tanaman yang disilangkan, hasil hibrida dapat menjadi: 1. Monohibrida, yakni hibrida dengan satu perbedaan sifat, misalnya perbedaan bentuk buah 2. Di- atau trihibrida dengan dua atau tiga perbedaan sifat, misalnya warna buah, bentuk buah, dan umur mulai berbuah 3. Polihibrida, yakni hibrida dengan banyak perbedaan sifat, namun tetap dalam satu jenis. Persilangan antara kelapa dalam dengan kelapa genjah dapat digolongkan ke dalam jenis polihibrida karena memiliki perbedaan sifat yang cukup banyak Wijaya, 2007. Kelapa hibrida bersifat unik karena mempunyai keseragaman susunan genetik dan secara praktis mempunyai satu genotif, sehingga jika dalam lahan ada 1.000 tanaman kelapa Universitas Sumatera Utara hibrida, satu tanaman terserang penyakit, maka 999 tanaman lain mempunyai peluang yang sama untuk terserang. Hal ini berbeda dengan kelapa tipe jangkung dan genjah yang secara genetik beragam Wijaya, 2007. Sedangkan menurut Wijaya 2007, kelapa hibrida memiliki sifat unggul yang diwariskan oleh tetuanya, antara lain: 1 berbuah cepat 4-5 tahun, 2 potensi berbuah rata-rata mencapai 120 butir per pohon per tahun, 3 daging buah tebal, 4 kandungan minyak tinggi, 5 habitus tanaman sedang, serta 6 relatif serangan hama dan penyakit.

2.2 Plastik

Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain untuk meningkatkan performa atau ekonomi Plastik adalah bahan polimer yaitu suatu bahan yang terdiri dari ratusan bahkan ribuan atom yang terbentuk dari rangkaian berulang beberapa molekul yang kecil yang membentuk rangkaian Hall,1990

2.2.1. Termoplastik

Polimer-polimer yang tidak berikat silang linear atau bercabang biasanya bisa larut dalam beberapa pelarut, dan dalam banyak hal, mereka akan melebur atau mengalir. Materi- materi demikian dikatakan sebagai termoplastik. Dari golongan ini ada 4 bahan komoditas yang terkenal yaitu polietilena PE, polipropilena PP, poli vinil klirida PVC, dan polistirena PS. Stevens.2001.

2.2.2 Polipropilena

Polipropilena PP adalah sebuah polimer termoplastik yang dibuat oleh industry kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil contohnya tali, karpet, Universitas Sumatera Utara alat tulis, perlengkapan laboratorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas polimer Polimer juga merupakan polimer hidrokarbon yang termasuk kedalam polimer termoplastik yang dapat diolah pada suhu tinggi. Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang ringan, mempunyai titik leleh 165-170 C, densitas 0,90 – 0,92, memiliki kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil terhadap panas dikarenakan adanya hydrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan penguat memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan polimer dan tahan terhadap pemecahan karena tekanan stress-cracking walaupun pada temperature tinggi. Kerapuhan polipropilena dibawah 0 C dapat dihilangkan dengan penggunaan bahan pengisi Gatcher, 1990

2.2.3 Sifat-Sifat Polipropilena

Polipropilena mempunyai tegangan tensile yang rendah, kekuatan benturan yang tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap berbagai pelarut organik. Polipropilena juga mempunyai sifat isolator yang baik mudah diproses dan sangat tahan terhadap air karena sedikit sekali menyerap air dan sifat kekakuan yang tinggi. Seperti polyolefin, polipropilena juga mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia anorganik non pengoksidasi, deterjen, alcohol, dan sebagainya. Sifat kristalinitasnya yang tinggi menyebabkan data regangnya tinggi, kaku dan keras Al Malaika, 1983. Sifat-Sifat utama dari Polipropilena yaitu : 1. Ringan kerapatan 0,9 gcm 3 , mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih dalam bentuk film. 2. Mempunyai kekuatan tarik lebih besar daripada polietilena. Pada suhu rendah akan rapuh, dalam bentuk murni pada suhu -30 C mudah pecah sehingga polietilena atau bahan lain perlu ditambahkan untuk mempertahankan terhadap benturan. 3. Lebih kaku dari polietilena dan tidak gampang sobek sehingga lebih mudah dalam penanganannya. 4. Permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang 5. Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 150 C 6. Titik lelehnya sangat tinggi pada suhu 170 C Universitas Sumatera Utara 7. Tahan terhadap asam kuat, basa dan berminyak. Tidak terpengaruh oleh pelarut pada suhu kamar kecuali HCl 8. Pada suhu tinggi polipropilena akan bereaksi dengan benzene, siklena, toluene. Terpentin dan asam nitrat kuat Syarief , 1989

2.2.4. Kegunaan Polipropilena

Polipropilena PP adalah merupakan salah satu jenis plastik yang penggunaannya secara luas digunakan karena factor harganya yang murah dan memiliki sifat spesifik yang berkualitas tinggi. Polipropilena memiliki sifat yang sulit berikatan dengan zat lain karena gugus ujungnya tertutup untuk gugus lain yang mengakibatkan diharuskannya melakukan modifikasi terhadap polipropilena agar mendapatkan hasil sesuai yang diharapkan. Untuk mendapatkan hasil homogeny dari polipropilena dengan zat lain tersebut biasanya dengan ditambahkan maleat anhidrida kepada polipropilena agar polipropilena tersebut dapat berikatan dengan bahan pengisi untuk mendapatkan hasil modifikasi yang baik Hong, 2007 Produk polipropilena lebih tahan terhadap goresan daripada produk polietilena. Polipropilena digunakan untuk bagian dalam mesin pencuci, komponen mobil, kursi, tangkai pegangan, kotak, keranjang, pipa, isolator listrik, kemasan berupa lembaran tipis makanan dan barang Cowd,1991.

2.3. Proses Grafting

Proses grafting pada permukaan bahan polimer adalah variasi tekhnologi yang digunakan untuk meningkatkan sifat dari permukaan bahan polimer tersebut. Teknologi seperti ini menawarkan fungsi serbaguna dalam berbagai bidang misalnya pada serat kaca dengan fungsi-fungsi baru seperti kestabilan termal, ketahanan air dan minyak dan daya deterjensi Saihi. 2002. Grafting maleat anhidrida ke dalam polipropilena bertujuan untuk meningkatkan kompatibilitas dan kereaktifan dari polipropilena. Grafting polipropilena akan menyebabkan interaksi antara polipropilena dengan serat karbon lebih baik. Reaksi Universitas Sumatera Utara grafting polpropilena telah banyak dilakukan tetapi dengan metode lelehan lebih baik bila dibandingkan dengan metode pencampuran dalam larutan Gracia-Martinez,,1997 Mekanisme penempelan gugus fungsi pada polipropilena diawali dengan hilangnya satu atom H dari atom C tersier dengan adanya inisiator benzoil peroksida menghasilkan radikal polipropilena, selanjutnya akan berinteraksi dengan gugus maleat anhidrida. Tahapan reaksinya adalah seperti gambar 2.1 berikut Dekomposisi peroksida Benzoil peroksida 100 – 110 o C BPO radikal Inisiasi BPO radikal Polipropilena . PP radikal Asam benzoat Propagasi PP radikal Maleat anhidrat PP-g-MA radikal Universitas Sumatera Utara Gambar 2.1. Reaksi PP-g-MA Sumber : Bettini, 1999

2.4 Interaksi PP-g-MA dengan Serbuk Batang

Coupling agent maleat anhidrida banyak digunakan untuk meningkatkan kekuatan komposit yang mengandung pengisi dimana seratnya diperkuat. Penguatan kimia maleat Transfer Rantai PP-g-MA radikal Polipropilena PP-g-MA PP radikal Terminasi PP-g-MA radikal PP radikal disproporsinasi PP-g-MA radikal PP radikal Ikat silang croslinking Universitas Sumatera Utara anhidrida tidak hanya dipakai untuk modifikasi serat tetapi juga membuat permukaan komposit matriks PP dengan serat dapat lebih baik sehingga meningkatkan kekuatan tarik komposit. Rantai PP dan maleat anhidrida menjadi terikat dan menghasilkan grafting maleat anhidrida polipropilena, Kemudian penguatan serat selusosa dengan grafting maleat anhidrida polipropilena menghasilkan permukaan dengan ikatan kovalen Bledzki, 2002. Mekanisme reaksi serbuk kayu dengan PP-g-MA seperti pada gambar 2.2. Gambar 2.2. Mekanisme reaksi serbuk kayu dengan PP-g-MA sumber : Caulfield, 2005

2.5 Benzoil Peroksida BPO