Pembuatan Papan Partikel Komposit Polietilena Kerapatan Rendah Daur Ulang Dan Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit

   

PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT POLIETILENA

KERAPATAN RENDAH DAUR ULANG DAN

SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

TESIS

Oleh :

ANAS NASUTION

097026006/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT POLIETILENA

KERAPATAN RENDAH DAUR ULANG DAN

SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

TESIS

Oleh :

ANAS NASUTION

097026006/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT POLIETILENA

KERAPATAN RENDAH DAUR ULANG DAN

SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

TESIS

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

Sarjana Fakultas FMIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh :

ANAS NASUTION

097026006/FIS

PROGRAM PASCASARJANA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N

2011

PENGESAHAN

Judul Tesis : PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT POLIETILENA KERAPATAN RENDAH DAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

Nama Mahasiswa : ANAS NASUTION Nomor Induk Mahasiswa : 097026006

Program Studi : Magister Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

( Prof. Drs. M. Syukur, M.Sc. ) Ketua

( Prof. Eddy Marlianto, M.Sc., Ph.D. ) Anggota

Ketua Program Studi, Dekan

( Dr. Nasruddin M.N., 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. M. Syukur, M.Sc.

Anggota : 1. Prof. Eddy Marlianto, M.Sc., Ph. D. 2. Dr. Kerista Sebayang, M.S.

3. Dr. Nashruddin MN, M.Eng. Sc. 4. Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S. 5. Dr. Susilawati, M.Si.

PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT POLIETILENA KERAPATAN RENDAH DAUR ULANG DAN

SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

TESIS

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

Medan, 14 Juni 2011

(Anas Nasution) NIM. 097026006

PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

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

Nama : Anas Nasution

N I M : 097026006

Program Studi : Magister Ilmu Fisika Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif ( Non-Exsclusive Royalti Free Right) atas tesis saya yang berjudul :

PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT POLIETILENA KERAPATAN RENDAH DAUR ULANG DAN SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base merawat dan mempublikasi 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, 14 Juni 2011

( Anas Nasution ) NIM. 097026006

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama lengkap berikut gelar : Anas Nasution, S.Pd.

Tempat dan Tanggal Lahir : Sigalapang Julu, 07 April 1976

Alamat Rumah : Jalan Padang Sidempuan, G. Restu No.12 B Timbang Galung, Siantar Barat, Pematang Siantar.

Telepon/Fax/HP : 0812644566

e-mail :

Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri 1 Panyabungan, Kab. Mandailing Natal

Alamat Kantor : Jalan Sutan Soripada Mulia, Panyabungan Telepon/Fax/HP : 0636-20131

DATA PENDIDIKAN

SD : SDN 145605 Sigalapang Tamat : 1989 SMP : SMP N 1 Panyabungan Tamat : 1992 SMA : SMA N Panyabungan Tamat : 1995 Starata-1 : FMIPA UNIMED Tamat : 2002 Starata-2 : PSMF PPs FMIPA USU Tamat : 2011

KATA PENGANTAR

Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan karuniaNya sehingga tesis ini terselesaikan.

Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah kami mengucapkan terimaksih 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 Prof. Eddy Marlianto, M.Sc., Ph.D., selaku Pembimbing Lapangan yang penuh dengan kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini. 6. Dra.H. Suaidah Lubis, MM, Kepala SMA Negeri 1 Panyabungan yang telah

memberikan motivasi dan kesempatan buat penulis untuk melanjutkan studi. 7. Ayahanda Syaifullah Nasution dan Ibunda Masnun Hasibuan yang selalu

8. Bapak Dan Ibu Mertua, Ahmad Sulaiman Nasution dan Hamidah Daulay atas segala pengorbanan dan motivasinya.

9. Bapak Suhaimi Nasution dan Nanguda Siti Rosidah Lubis atas segala bantuan dan motivasinya, serta abang, kakak dan adek yang selalu membantu.

10. Teristimewa terimakasih untuk isteri tersayang Siti Aminah Nasution dan anak-anakku terkasih Muhammad Naufal Amri Nasution dan Najwa Zhafirah Nasution yang selalu memotivasi dan berkorban demi selesainya pendidikan di Program Magister Fisika Universitas Sumatera Utara.

11. Seluruh rekan seperjuangan di Program Magister Fisika angkatan 2009. Khusus untuk rekan-rekan satu kelompok pembimbing atas kerjasama yang baik selama ini.

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.

DAFTAR ISI

Halaman

Lembar Pengesahan ... ii

Lembar Pelaksanaan Sidang dan Panitia Penguji ... iii

Lembar Pernyataan Orisinalitas ... iv

Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi ... v

Abstrak ... vi

Abstract ... vii

Kata Pengantar ... viii

Riwayat Hidup ... x

Daftar Isi ... xi

Daftar Gambar... xiv

Daftar Tabel ... xv

Daftar Lampiran ... xvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan Penelitian ... 4

1.5 Manfaat Penelitian ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Polietilena sebagai Polimer ... 5

2.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit sebagai Limbah ... 7

2.3 Komposit ... 9

2.3.1 Klasifikasi Bahan Komposit ... 9

2.3.2 Tipe Komposit Serat ... 10

2.3.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi Performa Komposit ... 12

2.4 Anhydrida Maleat sebagai Aditif ... 15

2.5 Benzoil Peroksida sebagai Inisiator ... 16

2.6 Pencampuran Polimer ... 16

2.6.1 Pencampuran Polietilena dengan Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 17

2.6.2 Kompatibilitas Pencampuran Polietilena dengan Serat ... 17

2.7 Karakterisasi Papan Partikel Komposit ... 18

2.7.1 Pengujian Sifat Fisik ... 18

2.7.2 Pengujian Sifat Mekanik ... 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 23

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 23

3.2 Alat dan Bahan yang digunakan ... 23

3.2.1 Alat-alat yang digunakan ... 23

3.2.2 Bahan-bahan yang digunakan ... 24

3.3 Rancangan Penelitian ... 24

3.3.1 Perlakuan pada Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 24

3.3.2 Perlakuan pada LDPE DU ... 24

3.3.3 Pembuatan Coupling Agent ... 24

3.3.4 Pembuatan Papan Partikel Komposit ... 25

3.3.5 Pembuatan Sampel ... 25

3.4 Variabel Penelitian... 26

3.4.1 Variabel Terikat ... 26

3.4.2 Variabel Bebas ... 26

3.5 Diagram Alir Penelitian ... 26

3.5.1 Penyiapan LDPE Daur Ulang ... 26

3.5.2 Penyiapan Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29

4.1 Sifat Fisis Papan Partikel ... 29

4.1.1 Kerapatan ... 29

4.1.2 Kadar Air ... 30

4.1.3 Pengembangan Tebal ... 32

4.2 Sifat Mekanik Papan Komposit ... 33

4.2.1 Kuat Lentur (MOR) ... 33

4.2.2 Modulus of Elasticity (MOE) ... 34

4.2.3 Kuat Impak ... 35

4.2.4 Kuat Rekat Internal ... 36

4.3 Hasil Perangkingan Kualitas Papan Partikel ... 37

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 39

5.1 Kesimpulan ... 39

5.2 Saran ... 40

DAFTAR PUSTAKA ... 40 LAMPIRAN ... L-1

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Gamb

ar

Judul

Halaman

2.1 Etilena suatu monomer dan unit berulang Polietilena 5 2.2 Pohon Kelapa Sawit, Tandan Kelapa Sawit, dan Serat 7

2.3 Tipe _Discontinou

s Fiber

11

2.4 Tipe _Komposit serat

12

2.5 Anhydrida

Maleat 15

2.6 Universal _Testing

Machine

20

2.7 Pemasangan

Sampel 21

2.8 Alat Uji

Kuat Impak 22

3.1 Ukuran Sampel Uji berdasarkan SNI 03-2105-2006 25

3.2 Diagram _Alir Penyiapan

PKR DU 3.3 Diagram Alir Penyiapan TKKS 27 3.4 Diagram Alir Pembuatan Papan Partikel 28

4.1 Grafik Nilai

Kerapatan 29

4.2 Grafik Nilai

Kadar Air 32

4.3 Grafik Nilai _Pengemban gan Tebal

33

4.4 Grafik

MOR 34

4.5 Grafik

MOE 35

4.6 Grafik Kuat

Impak 36

4.7 Grafik Kuat _Rekat Internal 37

DAFTAR TABEL

Nomo r Tabel Judul Halama n

2.1 _{Sifat Fisik} 8

dan Morfologi TKKS

2.2

Komposis i dan Sifat Kimia TKKS

8

2.3

Sifat Fisis dan Mekanis dari Papan Partikel

18

4.1

Hasil Peranking an Papan Partikel Komposit LDPE DU dan TKKS

38

DAFTAR LAMPIRAN

Judul

Data Hasil Pengujian Kerapatan L-1 Data Hasil Pengujian Kadar Air L-2 Data Hasil Pengujian Pengembagan Tebal L-3 Data Hasil Pengujian MOR L-4 Data Hasil Pengujian MOE L-5 Data Hasil Pengujian Kuat Impak L-6 Data Hasil Pengujian Kuat Rekat Internal L-7 Kurva Tegangan –Regangan Pengujian

Kuat Lentur (MOR) L-8 Dokumentasi Penelitian L-14

PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT POLIETILENA KERAPATAN RENDAH DAUR ULANG DAN SERAT

TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

A B S T R A K

Telah dilakukan penelitian pembuatan papan partikel komposit berbahan baku tandan kosong kelapa sawit sebagai pengisi dengan menggunakan polietilena kerapatan rendah daur ulang sebagai pengikat serta menggunakan anhibryda maleat sebagai aditif.

Dalam penelitian ini, digunakan komposisi antara serat tandan kosong kelapa sawit : polietilena kerapatan rendah daur ulang sebesar 30:70, 40:60, 50:50, 60:40 dan 70:30 serta pembanding 100% polietilena kerapatan rendah daur ulang. Pengujian yang dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis dari papan partikel ini, adalah kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, Modulus of Rupture (MOR), Modulus of Elasticity (MOE), kuat rekat internal, dan kuat impak.

Dari hasil pengujian ditunjukkan bahwa nilai kerapatan diperoleh 0,69– 0,79 gr/cm3, nilai kadar air diperoleh 0,13 – 1,08 %, pengembangan tebal yaitu 2,87 – 4,54 %, nilai kuat lentur (MOR) diperoleh 92,08-111,47 kgf/cm2, nilai modulus elastic (MOE) 1418,44 - 3156,95 kgf/cm2, nilai kuat impak diperoleh 3,83 – 3,86 J/cm2, nilai kuat rekat internal yaitu 2,21 – 6,60 kgf/cm2.

Kata kunci : tandan kosong kelapa sawit, polietilena kerapatan rendah, anhibryda maleat, papan partikel, kadar air, pengembangan tebal, MOR , MOE , kuat impak, kuat rekat internal

MANUFACTURING COMPOSITE PARTICLE BOARD USING RECYCLED LOW DENSITY POLYETHYLENE AND

THE EMPTY FRUIT BUNCHES PALM OIL

A B S T R A C T

The research done making the composite particle board using the empty fruit bunches palm oil as filler and recycled low density polyethylene as a binder and use maleic anhibryda as an additive.

In this study, used the composition of the empty fruit bunches palm oil : recycled low density polyethylene at 30:70, 40:60, 50:50, 60:40 and 70:30 and a comparison of 100% recycled low density polyethylene.

Tests conducted to determine the physical and mechanical properties of this particle board, is the density, water content, the development of thickness, Modulus of Rupture (MOR), Modulus of Elasticity (MOE), internal bond strength, and strength of impact.

From the test results indicated that the density value was obtained from 0.69 to

0.79 gr/cm3, the value of water content obtained from 0.13 to 1.08%, development

of thickness 2.87 to 4.54%, the value modulus of rufture (MOR ) gained 92.08 to

111.47 kgf/cm2, modulus of elastic (MOE) 1418.44 to 3156.95 kgf/cm2, strong

value impact is obtained from 3.83 to 3.86 J/cm2, the value of strength internal

bond 2.21 to 6.60 kgf/cm2.

Key words: the empty fruit bunches palm oil, low density polyethylene, maleic anhibryda, particle board, moisture content, the development of thickness, MOR, MOE, strength of impact, strength of internal bond

PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT POLIETILENA KERAPATAN RENDAH DAUR ULANG DAN SERAT

TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

A B S T R A K

Telah dilakukan penelitian pembuatan papan partikel komposit berbahan baku tandan kosong kelapa sawit sebagai pengisi dengan menggunakan polietilena kerapatan rendah daur ulang sebagai pengikat serta menggunakan anhibryda maleat sebagai aditif.

Dalam penelitian ini, digunakan komposisi antara serat tandan kosong kelapa sawit : polietilena kerapatan rendah daur ulang sebesar 30:70, 40:60, 50:50, 60:40 dan 70:30 serta pembanding 100% polietilena kerapatan rendah daur ulang. Pengujian yang dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis dari papan partikel ini, adalah kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, Modulus of Rupture (MOR), Modulus of Elasticity (MOE), kuat rekat internal, dan kuat impak.

Dari hasil pengujian ditunjukkan bahwa nilai kerapatan diperoleh 0,69– 0,79 gr/cm3, nilai kadar air diperoleh 0,13 – 1,08 %, pengembangan tebal yaitu 2,87 – 4,54 %, nilai kuat lentur (MOR) diperoleh 92,08-111,47 kgf/cm2, nilai modulus elastic (MOE) 1418,44 - 3156,95 kgf/cm2, nilai kuat impak diperoleh 3,83 – 3,86 J/cm2, nilai kuat rekat internal yaitu 2,21 – 6,60 kgf/cm2.

Kata kunci : tandan kosong kelapa sawit, polietilena kerapatan rendah, anhibryda maleat, papan partikel, kadar air, pengembangan tebal, MOR , MOE , kuat impak, kuat rekat internal

MANUFACTURING COMPOSITE PARTICLE BOARD USING RECYCLED LOW DENSITY POLYETHYLENE AND

THE EMPTY FRUIT BUNCHES PALM OIL

A B S T R A C T

The research done making the composite particle board using the empty fruit bunches palm oil as filler and recycled low density polyethylene as a binder and use maleic anhibryda as an additive.

In this study, used the composition of the empty fruit bunches palm oil : recycled low density polyethylene at 30:70, 40:60, 50:50, 60:40 and 70:30 and a comparison of 100% recycled low density polyethylene.

Tests conducted to determine the physical and mechanical properties of this particle board, is the density, water content, the development of thickness, Modulus of Rupture (MOR), Modulus of Elasticity (MOE), internal bond strength, and strength of impact.

From the test results indicated that the density value was obtained from 0.69 to

0.79 gr/cm3, the value of water content obtained from 0.13 to 1.08%, development

of thickness 2.87 to 4.54%, the value modulus of rufture (MOR ) gained 92.08 to

111.47 kgf/cm2, modulus of elastic (MOE) 1418.44 to 3156.95 kgf/cm2, strong

value impact is obtained from 3.83 to 3.86 J/cm2, the value of strength internal

bond 2.21 to 6.60 kgf/cm2.

Key words: the empty fruit bunches palm oil, low density polyethylene, maleic anhibryda, particle board, moisture content, the development of thickness, MOR, MOE, strength of impact, strength of internal bond

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Limbah plastik merupakan bahan yang tidak dapat terdekomposisi oleh mikroorganisme pengurai (non-biodegradable), sehingga penumpukannya di alam dikhawatirkan menimbulkan masalah lingkungan. Sebagai alternatif penanganan masalah sampah plastik ini adalah dengan cara daur ulang (recycle), seperti menjadi bahan plastik dalam bentuk yang lain atau dimanfaatkan sebagai bahan konstruksi. Di Indonesia, sebagian besar plastik daur ulang dimanfaatkan kembali sebagai produk semula dengan kualitas yang rendah, sedangkan pemanfaatan sebagai bahan konstruksi masih sangat jarang ditemui karena tidak adanya atau terbatasnya kajian lapangan dan petunjuk teknis pemanfaatannya (Widianti, 2008). Salah satu kemungkinan pemanfaatannya dalam bidang konstruksi adalah sebagai bahan campuran untuk pembuatan papan panel dari serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS).

Kelapa sawit adalah salah satu komoditi andalan Indonesia yang perkembangannya demikian pesat. Selain produksi minyak kelapa sawit yang tinggi, produk samping atau limbah pabrik kelapa sawit juga tinggi, limbah padat yang berasal dari proses pengolahan berupa Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), cangkang atau tempurung, serabut atau serat, sludge atau lumpur, dan bungkil. Setiap tahun di Indonesia sekitar 5 juta ton limbah biomasa (dalam bentuk TKKS) dihasilkan dari pabrik kelapa sawit (Ridlo, 2001).

Perkembangan teknologi, khususnya dibidang komposit, telah menghasilkan produk komposit yang merupakan gabungan antara serat kayu dengan plastik daur ulang dan teknologi ini berkembang pada awal 1990-an di

Jepang dan Amerika Serikat. Berbagai penelitian terdahulu telah berhasil membuat komposit dari kayu dan plastik polipropilen murni dan daur ulang dengan campuran bahan kimia sebagai compatibilizer/coupling agent.

Penelitian yang sudah pernah dilakukan tentang komposit kelapa sawit dengan polimer antara lain Firdaus, F. dan Fajriyanto (2006) , Ridlo (2000), Widianti (2008), Lubis (2009), Nurmaulita (2009), Malau (2009), Mawardi (2006), Sudarsono (2010), Sujasman (2009).

Struktur kimia maupun fisik dari kayu dan TKKS secara kualitas tidak jauh berbeda, komposisi kimianya adalah lignoselulosa (serat) yang berisi selulosa, hemiselulosa, lignin dan sedikit senyawa anorganik/abu, yang agak berbeda adalah komposisinya secara kuantitatif (Nurmaulita, 2009). Hal demikian telah menantang penulis untuk menggali dan memanfaatkan potensi TKKS yang dikompositkan dengan sampah plastik jenis Polietilena Kerapatan Rendah (Low Density Polyethylene/ LDPE). Dalam hal ini TKKS berfungsi sebagai pengisi (filler) sedangkan sampah plastik sebagai pengikat (matriks), proses pembuatannya dilakukan secara polimerisasi. Dengan modifikasi kerangka teknologi yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti terdahulu, dimungkinkan pemanfaatan TKKS dan sampah plastik yang melimpah di alam secara optimal, dengan demikian akan menekan volume sampah atau limbah yang dihasilkan oleh kegiatan industri dan lingkungan hidup.

Oleh sebab itu penelitian ini sangat penting untuk dilakukan karena dirancang untuk memberdayakan potensi TKKS dan sampah plastik yang melimpah dan menjadi problem lingkungan secara nasional serta Internasional untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan komposit papan bangunan yang diharapkan dapat menggantikan peranan kayu yang mulai terbatas ketersediaannya, bahkan dapat pula menggantikan peranan beton/semen yang tidak ekonomis dan kurang efisien. Produk penelitian ini berupa komposit yang merupakan perpaduan dari TKKS dan sampah plastik yang dapat digunakan sebagai papan untuk pembuatan meja, kursi, jendela, pintu, tabir, plafond dan

perabot yang lain. Harapan dari terealisasinya penelitian ini adalah dapat ditumbuh-kembangkannya industri panel bangunan yang dapat meningkatkan persediaan bahan bangunan perumahan serta bahan perabot yang terjangkau oleh masyarakat Indonesia secara luas dengan memanfaatkan sepenuhnya sumber daya lokal yang tentu ramah lingkungan.

1.2. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang di atas, maka permasalahan yang diteliti dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh komposisi volume serat TKKS dan LDPE daur ulang terhadap kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal?

2. Bagaimana pengaruh komposisi volume serat TKKS dan LDPE daur ulang terhadap kuat lentur (MOR), modulus elastis (MOE), kuat rekat internal, dan kuat impak?

1.3. BATASAN MASALAH

Ruang lingkup dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kualitas papan partikel komposit serat TKKS dan LDPE daur ulang. Batasan masalah dalam penelitian ini meliputi :

1. Objek yang diteliti adalah papan partikel dari serat TKKS dengan LDPE daur ulang.

2. Serat TKKS dipotong _± 5 mm dijadikan serat pendek.

3. Komposisi serat TKKS dan LDPE daur ulang yang digunakan 30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30.

4. Pengujian sifat fisis meliputi : kerapatan, kadar air, dan pengembangan tebal

5. Pengujian sifat mekanis meliputi : kuat lentur (MOR), modulus elastis (MOE), kuat rekat internal, dan kuat impak.

1.4.TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Mendapatkan papan partikel komposit dari bahan serat TKKS dengan LDPE daur ulang.

2. Untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis papan partikel komposit serat TKKS dengan LDPE daur ulang.

1.5.MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat dari penelitian ini dilakukan adalah :

1. Memberi informasi pengetahuan tentang alternatif lain untuk memperluas pemanfaatan serat TKKS sebagai bahan baku dalam proses pembuatan papan partikel.

2. Mendapatkan bahan pembuat panel dinding bangunan dan papan perabot dari bahan komposit yang kuat dan ramah lingkungan.

3. Mengurangi volume sampah plastik.

4. Pemanfaatan nilai ekonomis serat TKKS sebagai bahan bangunan yang berkulitas baik.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. POLIETILENA SEBAGAI POLIMER

Polietilena (Polyetylene ) merupakan suatu polimer yang terbentuk dari banyak unit yang berulang dari monomer etilena.

H H H H

n C C C C

H H H H

Etilena (monomer ) Polietilena (Polimer )

Gambar 2.1. Etilena suatu monomer dan unit berulang polietilena

Polietilena disebut juga polietena atau politena merupakan etena homopilimer memiliki berat molekul 1500 – 100.000 dengan perbandingan C (85,7%) dan H (14,3%), dapat dibuat melalui proses polimerisasi etilena cair pada suhu dan tekanan tinggi atau rendah. Polietilena adalah bahan termoplastik yang transparan berwana putih mempunyai titik leleh bervariasi antara 110oC – 137oC. Umumnya polietilena bersifat resisten terhadap zat kimia. Pada suhu kamar, polietilena tidak larut dalam pelarut organik dan anorganik (Bilmeyer, 1994). Polietilena dapat teroksidasi diudara pada temperatur tinggi atau dengan sinar UV. Struktur rantai polietilena dapat berupa linier atau berikatan silang.

Polietilena adalah bahan termoplastik yang kuat dan dapat dibuat dari yang lunak sampai yang kaku. Ada dua jenis polietilena yaitu polietilena densitas rendah (low-density polyethylene/LDPE) dan polietilen densitas tinggi (high-density polyethylene/HDPE). LDPE relatif lemas dan kuat, digunakan antara lain untuk pembuatan kantong kemasan, tas, botol, industri bangunan, dan lain-lain. HDPE sifatnya lebih keras, kurang transparan dan tahan panas sampai suhu 170oC. Campuran polietilena densitas rendah dan polietilena densitas tinggi dapat digunakan sebagai bahan pengganti karet, mainan anak-anak, dan lain-lain (Azizah, 2004).

Low Density Polyetylene memiliki struktur rantai percabangan yang tinggi dengan cabang yang panjang dan pendek. Sedangkan High Density Polyetylene

mempunyai struktur rantai lurus dan Linier Low Density Polyetylene (LLDPE) memiliki rantai polimer yang lurus dan rantai-rantai bercabang yang pendek. Sedikitnya cabang-cabang pada rantai akan memperkuat gaya ikatan antar molekul. Dengan berdekatannya rantai-rantai utama akan menaikkan kristalinitas, rapat massa dan kekuatannya.

Adanya beberapa struktur dari polietilena akan memberikan sifat fisik yang berbeda dari bahan polimer. Struktur rantai bercabang mempunyai kekuatan yang lebih rendah karena cabang-cabang akan mengurangi gaya-gaya ikatan antar molekul. Proses pembuatan rantai dari polimer termoplastik polietilena secara umum dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

a. Proses dengan kondisi pada tekanan tinggi yang menghasilkan LDPE.

b. Proses dengan kondisi pada tekanan rendah yang menghasilkan HDPE.

Polietilena adalah polimer yang termasuk golongan poliolefin, dengan berat molekul rata-rata (Mw) = 50.000 – 300.000. Jenis polietilena yang banyak adalah LDPE, yang mepunyai rantai cabang, yanng banyak digunakan sebagai kemasan yaitu sekitar 44,5% dari plastik kemasan, kemudian HDPE yang tidak

mempunyai rantai cabang, tapi merupakan rantai utama yang lurus sekitar 25,4% (Cowd, 1991).

Sifat-sifat dari polietilena sangat dipengaruhi oleh struktur rantai dan kerapatannya. LDPE lebih bersifat elastis dibanding HDPE. Hal ini karena sifat kristalinitasnya rendah disebabkan adanya cabang-cabang dari rantai polimer itu, sedangkan HDPE mempunyai sifat kristalinitas lebih tinggi dan lebih kaku, HDPE merupakan polimer linier. Dengan adanya perbedaan bentuk rantai dan kerapatan ini dapat menyebabkan perbedaan sifat kedua jenis polietilen tersebut. Sedangkan LLDPE merupakan suatu jenis polietilena yang paling prospektif karena kemudahan proses pembuatan dan diproduksi dalam berbagai pembuatan yaitu proses polimerisasi menggunakan berbagai jenis katalis Ziger Natta. Sifat-sifat LLDPE sangat dipengaruhi oleh kromomer yang ditambahkan. LLDPE dapat digunakan dalam berbagai produk dan aplikasi sebagai kemasan berbentuk film, botol tabung dan penutup (Cowd, 1991).

2.2. TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT SEBAGAI LIMBAH

Sisa olahan berbentuk padatan dari pabrik kelapa sawit umumnya berbentuk tandan kosong, cangkang dan serat buah. Dari berbagai jenis komponen sisa olahan pabrik kelapa sawit yang dihasilkan itu, TKKS merupakan komponen yang paling banyak.

Gambar 2.2. Pohon Kelapa Sawit, Tandan Kelapa Sawit dan Serat 7

TKKS banyak mengandung serat disamping zat-zat lainnya. Bagian dari tandan yang banyak mengandung serat atau selulosa adalah bagian pangkal dan ujungnya yang runcing dan keras. Secara umum sifat fisik dan morfologi serat TKKS diperlihatkan pada tabel berikut

Tabel 2.1. Sifat Fisik dan Morfologi Tandan Kosong Kelapa Sawit

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Parameter

Bagian Pangkal Bagian ujung

Panjang Serat (mm) 1,20 0,76

Diameter Serat (µm) 15,0 114,34

Tebal dinding (µm) 3,49 3,68

Kadar serat (%) 72,67 62,47

Kadar non serat (%) 27,33 37,53

( Darnoko, dkk, 1995)

Sementara komposisi dan sifat kimia dari Serat TKKS seperti diperlihatkan tabel berikut.

Tabel 2.2. Komposisi dan Sifat Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit

Komponen Kimia Komposisi ( % )

Ekstraktif 6,37

Pentosan 26,69

α- selulosa 37,76

Holoselulosa 68,88

Abu 6,59

Kelarutan dalam :

 1% Na OH

 Air dingin

 Air panas

29,96

13,89

16,17

( Darnoko, dkk, 1995)

2.3. KOMPOSIT

Komposit adalah penggabungan dari dua atau lebih material yang berbeda sebagai suatu kombinasi yang menyatu. Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu serat (fiber) sebagai pengisi dan bahan pengikat 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.

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”. Ini adalah salah satu sifat istimewa komposit yaitu ringan, kuat, tidak terpengaruh korosi dan mampu bersaing dengan logam, tidak kehilangan karakteristik dan kekuatan mekanisnya.

2.3.1. 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 :

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

metal anorganic.

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

laminate.

3. Klasifikasi menurut distribusi unsur pokok, seperti continous dan

discontinous.

4. Klasifikasi menurut fungsinya, seperti elektrikal atau structural (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.

11 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 diikat oleh matrik. Bahan komposit serat terdiri dari serat-serat yang diikat oleh matrik yang saling berhubungan.

2.3.2. 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.

4. Discontinuous Fiber Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek. Tipe ini dibedakan lagi menjadi 3 jenis (Gibson, 1994 : 157)

a) Aligned discontinuous fiber

b) Off-axis aligned discontinuous fiber

c) Randomly oriented discontinuous fiber

Gambar 2. 3. Tipe discontinuous fiber (Gibson, 1994)

5. 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.

2.3.3. Faktor-faktor yang mempengaruhi Performa Komposit

Terdapat beberapa faktor yang dapat 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.

a. 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 tiga bagian yaitu:

1). One dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan dan modulus maksimum pada arah axis serat.

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

3). Three dimensional reinforcement, mempunyai sifat isotropic .

b. Panjang Serat

Panjang serat dalam pembuatan komposit serat pada matrik sangat berpengaruh terhadap kekuatan. Ada dua penggunaan serat dalam campuran komposit yaitu serat pendek dan serat panjang. Ada serat alami dan ada juga serat sintetis. Serat alami jika dibandingkan

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. 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. Sedangkan komposit serat pendek, dengan orientasi yang benar, akan menghasilkan kekuatan yang lebih besar jika dibandingkan continous fiber.

c. 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 : 14).

2. Faktor Matrik

Matrik dalam komposit berfungsi sebagai bahan mengikat serat menjadi sebuah unit struktur, yang melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan atau memindahkan beban eksternal pada bidang geser antara serat dan matrik, sehingga matrik dan serat saling berhubungan. Bahan Polimer yang sering digunakan sebagai material matrik dalam komposit ada dua macam adalah thermoplastik dan termoset. Thermoplastik dan termoset ada banyak jenisnya yaitu:

a. Thermoplastik, bahan-bahan yang tergolong diantaranya Polyamide (PI), Polysulfone (PS), Poluetheretherketone (PEEK), Polyhenylene Sulfide (PPS) Polypropylene (PP), Polyethylene (PE) dan lain-lain.

b. Thermoset, bahan-bahan yang tergolong diantaranya Epoksi, Polyester. Phenolic, Plenol, Resin Amino, Resin Furan dan lain-lain.

3. 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 (Schwartz, 1984 : 1.13).

2.4. ANHYDRIDA MALEAT SEBAGAI ADITIF

Anhydrida maleat (2-5-furandion; cis-butenedioik anhidrat) dengan rumus umum C4H2O3 dengan berat molekul 98,06 dapat dibuat dengan

mensublimasi asam maleat dan P2O5 dengan menurunkan tekanan.

O

O

Secara tradisional anhibrida maleat dibuat dengan mengoksidasi benzen atau senyawa aromatik. Karena harga benzen yang tinggi, sekarang pembuatan anhibrid maleat dilakukan dengan menggunakan n-Butana dengan reaksi seperti berikut.

CH3CH2CH2CH3 + 3,5 O2 CH2(CO)2O + 4 H2O

Anhydrida maleat larut dalam 100 gr pelarut pada suhu 25oC. Anhydrida maleat digunakan pada proses sintesa diena (sintesa Diehls Alder), reaksi kopolimerisasi, pembuatan resin-Alkil dan bidang farmasi. Bersifat sangat iritatif. Umumnya senyawa dengan dua karbon ikatan rangkap dan karbon oksigen. Anhydrida maleat dengan berat molekul 98,06 larut dalam air, meleleh pada temperatur 57oC sampai 60oC, mendidih pada 202oC dan

specific grafity 1,5 (Gaylord, 1981).

2.5. BENZOIL PEROKSIDA SEBAGAI INISIATOR

Benzoil peroksida merupakan senyawa peroksida yang berfungsi sebagai

inisiator dalam proses polimerisasi dan dalam pembentukan ikatan silang dari berbagai material polimer. Senyawa peroksida ini dapat digunakan sebagi pembentuk radikan bebas. Peroksida organik seperti benzoil peroksida diuraikan dengan mudah untuk menghasilkan radikal bebas benzoil. Benzoil peroksida

memiliki waktu paruh 0,37 jam pada suhu 100oC. Penambahan sejumlah zat pembentuk radikal akan memberikan ikatan polimer (Al-Malaika, 1997).

2.6. PENCAMPURAN POLIMER

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

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

2.Proses kimia, menghasilkan kopolimer yang ditandai dengan terjadinya ikatan-ikatan kovalen antar polimer penyusunnya. Interaksi yang terjadi didalam campuran ini berupa ikatan vander walls, ikatan hidrogen atau interaksi dipol-dipol.

Pencampuran polimer komersial dapat dihasilkan dari polimer sintetik dengan polimer alam. Pencampuran yang dihasilkan dapat berupa campuran homogen dan campuran heterogen.

2.6.1. Pencampuran Polietilena dengan Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit

Proses pencampuran antar matriks dengan filler mencakup dua jenis pencampuran yaitu pencampuran distributif dan pencampuran dispersif. Contoh pencampuran distributif diantaranya pencampuran bahan aditif pada seperti antioksidan, pengisi, pigmen atau penguat kedalam matriks polimer. Proses pencampuran ini memerlukan bahan pendispersi dan bahan penghubung untuk mendapatkan hasil campuran yang homogen. Bahan pengisi kayu dan serat (selulosa) yang ringan, murah, dan tersedia dalam jumlah besar dapat diolah secara distributif dengan matriks polimer.

2.6.2. Kompatibilitas Pencampuran Polietilena dengan Serat

Polietilena dan serat tandan kosong kelapa sawit merupakan dua bahan polimer yang sukar bercampur homogen, karena sifat kopolarannya berbeda. Karena itu proses pencampurannya adalah distributif. Untuk mendapatkan campuran yang homogen, prosesnya tidak dapat dilakukan dengan cara konvensional, yang hanya melibatkan interaksi fisik antar komponen polimer. Campuran polimer yang dihasilkan dengan metode

campuran lelehan (melt- mixing) lebih baik dari pada pencampuran dalam larutan. Buruknya interaksi antara bagian-bagian molekul menyebabkan tingginya tegangan antar muka pada lelehan yang mengakibatkan sulitnya mendispersikan komponen penyusun sebagaimana mestinya selama pencampuran dan rendahnya adhesi antar muka dari komponen-komponen tersebut. Gejala ini berakibat dininya kegagalan mekanik dan kerapuhan polimer. Cara untuk mengatasi hal ini disebut kompatibilisasi (Al-Malaika, 1997).

2.7. KARAKTERISASI PAPAN PARTIKEL KOMPOSIT

Karakterisasi dari papan partikel komposit dilakukan untuk mengetahui dan menganalisis campuran polimer dengan serat. Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan pengujian berdasarkan pada standar SNI 03-2105-2006 yang meliputi sifat fisik seperti kerapatan, kadar air, dan pengembangan tebal serta sifat mekanis seperti kuat patah (MOR), modulus elastis (MOE), kuat rekat internal, dan kuat impak.

Karakteristik papan partikel komposit dari SNI 03-2105-2006 sebagai acuan untuk menentukan kualitas diperlihatkan tabel berikut.

Tabel 2.3. Sifat Fisis dan Mekanis dari Papan Partikel

No. Sifat Fisik / Mekanik SNI 03-2105-2006 1. Kerapatan (gr/cm3) 0,40 - 0,90 2. Kadar air (%) < 14 3. Pengembangan tebal (%) Maks 12

4. Kuat Lentur (MOR) (kgf/cm2) Min 82 5. Modulus elastis (MOE) (kgf/cm2) Min 20.400

6. Kuat Rekat Internal (kg/cm2) Min 1,5

7. Kuat Impak -

2.7.1. Pengujian Sifat Fisik

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

1. Kerapatan (ρ)

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 panel komposit dihitung dengan rumus :

ρ

=

(2.1) Dimana :

ρ : kerapatan (gr/cm3) m : berat sampel (gram)

V : volume sampel (cm3)

2. Kadar Air (KA)

Kadar air dihitung dari massa sampel sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 24 jam pada sampel berukuran 5cm x 5cm x 1cm dengan rumus :

KA : kadar air (%)

m1 : berat sampel sebelum perendaman (gram)

m2 : berat sampel sesudah perendaman (gram)

Pada waktu perendaman sampel diletakkan pada kedalaman 3 cm dari atas permukaan air.

3. Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 24 jam pada sampel 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)

2.7.2. Pengujian Sifat Mekanik

Untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dari suatu bahan harus dilakukan beberapa pengujian dengan cara yang berbeda-beda.

Pengujian kuat lentur (Modulus of Rufture) dilakukan dengan Universal Testing Machine (Electric System) Type : CS-2 DE, MFG. No: 6079 Cap.: 2000 kgf, Tokyo Testing Machine MFG. Co. Ltd.

Nilai MOR dihitung dengan rumus :

σ

=

(2.4) Dimana :

σ

: Modulus of Rufture (kgf/cm2) b : lebar sampel (cm) P : beban maksimum (kg) d : tebal sampel (cm) L : jarak sangga (cm)

Gambar 2.6. Universal Testing Machine

2. Pengujian Modulus Elastis (MOE).

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

(2.5)

Dimana :

L L

Ef : Modulus of Elastic (kgf/cm2) b : lebar sampel (cm)

P : beban (kg) d : tebal sampel (cm)

L : jarak sangga (cm) _{: lenturan pada beban (cm)}

Gambar 2.7. Pemasangan sampel

3. Pengujian 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 mengering selama 24 jam. Kedua blok ditarik tegak lurus terhadap permukaan sampel sampai beban maksimum.

Kuat rekat internal dihitung dengan menggunakan rumus :

KRI = (2.6)

Dimana :

KRI : kuat rekat Internal (kgf/cm2) Pmaks : berat beban maksimum (kgf)

A : luas permukaan sampel uji (cm2)

4. Pengujian Kuat Impak

P

d

Untuk pengujian kuat impak specimen berukuran 5cm x 10cm x 1cm. Kekuatan impak adalah suatu kriteria penting untuk mengetahui kegetasan bahan polimer. Pengujian impak dapat dilakukan dengan menggunakan alat model WOLPERT Type: CPSA Com. No.:8803104/0000, Cap. Max: 4 joule, West Germany.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer , Laboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Medan. Penelitian ini dilaksanakan bulan Januari sampai dengan Mei 2011.

3.2. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN 3.2.1. Alat-alat yang digunakan :

 Neraca analitis

 Alat cetakan dari bahan stainless

 Seperangkat alat hot press

(pencetak tekan)

 Seperangkat alat Universal Testing Machine (Uji MOR dan

MOE)

 Seperangkat alat uji kuat impak

 Seperangkat alat uji kuat pegang sekrup

 Seperangkat alat ekstruder

 Jangka Sorong

 Oven blower

 Ayakan

 Gelas ukur

 Gergaji

 Gunting

 Scrap

 Stop watch

3.2.2. Bahan-bahan yang digunakan

 Serat TKKS

 LDPE DU (plastik gula)

 Maleat anhydrida

 Benzoil Feroksida

 Xylene

 NaOH

 Air atau aquades

 Detergen

3.3. RANCANGAN PENELITIAN

3.3.1.Perlakuan pada Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit

Tandan kosong dipotong-potong atau dicacah hingga berbentuk serat pendek (±0,5 cm) dan ditimbang sebanyak 2,5 kg, kemudian direndam dengan detergen selama ± 6 jam untuk menghilangkan kadar minyak. Kemudian serat dibasuh dan dikeringkan. Selanjutnya NaOH ditimbang 50 gr dan dilarutkan kedalam 4500 ml aquades lalu diaduk sampai NaOH terlarut sempurna. Larutan NaOH 10 % dituangkan ke serat TKKS dan dibiarkan selama 24 jam untuk menghilangkan kadar karbohidrat pada serat, lalu dicuci dengan air bersih. Kemudian disaring dan dikeringkan dalam oven blower

pada suhu 50oC sampai kering (selama 12 jam). 3.3.2. Perlakuan pada LDPE DU

Plastik gula bekas dibersihkan dengan menggunakan air dicampur detergen, dibasuh dengan air lalu dikeringkan dibawah sinar matahari. Kemudian dipotong-potong dengan ukuran ± 0,5cm x 0,5cm.

3.3.3. Pembuatan Coupling Agent

LDPE DU ditimbang sebanyak 448 gr, benzoil ferroksida sebanyak 10 gr dan maleat anhydrida 51 gr. Benzoil ferroksida dan maleat anhydrida

dan diaduk hingga rata. Lalu diuapkan pelarutnya dalam oven. Selanjutnya diektrusi dalam alat ekstruder pada suhu 120oC hingga terbentuk polyblend.

3.3.4. Pembuatan Papan Partikel Komposit

Ekstruder diset pada suhu 120oC dan campuran antara serat TKKS dan LDPE DU ditimbang sesuai komposisi dan dimasukkan dalam ekstruder

melalui corong sampai dihasilkan polyblend pada ujung laras ekstruder.

Polyblend ini didinginkan dengan suhu kamar. Polyblend diletakkan di antara lempengan (plat baja) di dalam bingkai yang terbuat dari besi dengan ukuran bagian dalam 20,0 cm x 15,0 cm x 1,0 cm dimana plat baja telah dilapisi dengan aluminium foil. Sampel kemudian diletakkan di antara dua pemanas dengan suhu 120oC selama ± 10 menit tanpa tekanan dari alat. Kemudian dilanjutkan dengan memberi tekanan sedikit demi sedikit selama ± 20 menit. Setelah itu diberi tekanan maksimal (4.106 Pa) selama ± 20 menit. Kemudian

hot-press dimatikan dan dibiarkan dingin sampai suhu ± 90oC. Selanjutnya sampel dikeluarkan dari hot-press dan dimasukkan ke dalam air dan dilepaskan dari cetakan, kemudian dibiarkan sampai mencapai suhu kamar. Papan partikel komposit siap untuk dipotong sesuai dengan kebutuhan.

3.3.5. Pembuatan Sampel

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

Gambar 3.1. Ukuran sampel Uji Berdasarkan SNI 03-2105-2006

20,0 cm

10,0 cm

5,0 cm

5,0 cm

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

A B

C D

A B

C D

Keterangan :

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

3.4. VARIABEL PENELITIAN 3.4.1. Variabel Bebas

 Persen berat LDPE daur ulang (70%, 60%, 50%, 40%, 30%).

 Persen berat TKKS (30%, 40%, 50%, 60%, 70%). 3.4.2. Variabel Terikat

 Uji Kerapatan

 Uji Kadar Air

 Uji Pengembangan Tebal

 Uji MOR

 Uji MOE

 Uji Impak

 Uji Kuat Rekat Internal 3.5. DIAGRAM ALIR PENELITIAN

3.5.1. Penyiapan LDPE Daur Ulang

Gambar 3.2. Diagram Alir Penyiapan LDPE Daur Ulang

Dibersihkan dgn campuran air + detergen Dipotong-potong ukuran ± (0,5cm x 0,5 cm)

LDPE DU (bekas plastik gula)

LDPE DU siap pakai

Dicuci dengan air dan dikeringkan dalam oven blower sampai kering

3.5.2. Penyiapan Tandan Kosong Kelapa Sawit

Gambar 3.3. Diagram Alir Penyiapan Tandan Kosong Kelapa Sawit Dibersihkan dari pasir, dll

Dicacah pada ukuran ± 0,5 cm

Direndam dengan air dan detergen

Di basuh dan dikeringkan di bawah sinar matahari Direndam 24 jam Dibasuh dengan air sampai

bersih

Dikeringkan dengan oven blower 50oC selama 12 jam T K K S

NaOH 10%

Serat T K K S

Serat TKKS Kering Bebas Minyak

Serat TKKS Bebas Karbohidrat

Dicampur menjadi Larutan

3.5.3. Pembuatan Papan Partikel Komposit

Gambar 3.4. Diagram Alir Pembuatan Papan Partikel Komposit Serat

TKKS

LDPE DU Siap guna

Xylene Anhydrida Maleat

Benzoil Feroksid

Polyblend

Sampel

1. Uji Kerapatan 2. Uji Kadar Air

3 Uji Pengembangan Tebal

1. Uji MOR 2. Uji MOE 3 Uji Kuat Impak

Hasil Akhir

Dicampur dalam suatu wadah pencampuran Diektruksi dengan ekstruder

Pada suhu 120oC

Dikeluarkan dari ekstruder

Dicetak dalam cetakan menjadi papan partikel

Kesimpulan

Selesai Uji

Sifat Fisis _{Sifat Mekanis} Uji

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

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.

Kerapatan papan partikel cenderung semakin meningkat seiring dengan penambahan jumlah perekat, hal ini terjadi akibat adanya gaya interaksi secara fisis antara perekat dengan pengisi melalui rongga-rongga yang diisinya (Mawardi, 2006).

Dari data hasil penelitian lampiran A, kerapatan papan partikel pada pada penelitian ini disajikan pada gambar berikut.

Gambar 4.1. Grafik Nilai Kerapatan

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,696 gr/cm3 sampai dengan 0,788 gr/cm3, nilai kerapatan terendah pada komposisi 60:40 dan yang tertinggi pada

komposisi 70:30. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pada komposisi 50% dan 60% pengikat mengalami penurunan kerapatan yang cukup signifikan. Hal tersebut mungkin terjadi akibat distibusi serat TKKS dengan LDPE DU pada saat pembentukan papan partikel tidak begitu merata dan tekanan pada saat pengempaan tidak optimal, sehingga berat papan partikel lebih kecil dibandingkan dengan volume papan partikel itu sendiri. Hal ini selaras dengan pernyataan Tsoumis (1991) yang menyatakan bahwa kerapatan papan partikel jarang seragam disepanjang ketebalannya.

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

Kategori ini disesuaikan dengan penggolongan menurut Tsoumis (1991) yang membagi papan partikel menjadi papan partikel dengan kerapatan rendah (0,25 gr/cm3–0,40 gr/cm3) kerapatan sedang (0,40 gr/cm3- 0,80 gr/cm3) dan kerapatan tinggi (0,80 gr/cm3–1,20 gr/cm3). Dan menurut Sutigno (2006), papan partikel dibagi tiga, yaitu kerapatan rendah (<0,4gr/cm3), kerapatan sedang (0,4-0,8gr/cm3), dan kerapatan tinggi (>0,8gr/cm3).

SNI 03-2105-2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel sebesar (0,50–0,90) gr/cm3. Jadi secara keseluruhan kerapatan papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar yang ditetapkan.

4.1.2. Kadar Air

Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air di dalam suatu benda yang dinyatakan dalam persen. Kadar air papan partikel adalah jumlah air yang masih tinggal di dalam rongga sel dan antar partikel selama proses pengerasan perekat dengan kempa panas (Malau,K.M.2010).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,13 % untuk komposisi 70 : 30 sampai dengan 1,08 % untuk komposisi 30:70.

Dari data hasil penelitian lampiran B, kadar air papan partikel komposit dapat disajikan dalam bentuk grafik sebagai berikut :

Gambar 4.2. Grafik Nilai Kadar Air

Hasil penelitian menunjukkan peningkatan jumlah perekat berpengaruh positif terhadap nilai kadar air. Nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan berfluktuasi penurunannya kemungkinan dipengaruhi oleh faktor kadar air partikel dan keadaan lingkungan papan partikel dikondisikan.

SNI 03-2105-2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai kadar air papan partikel < 14%. Dari hasil pengujian semua papan komposit yang dihasilkan telah memenuhi standar. Hasil tersebut sangat baik untuk penggunaan interior dan eksterior karena nilai kadar air sangat rendah.

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 bervariasi antara 2,87% untuk komposisi 70:30 hingga 4,54 % untuk komposisi 30:70.

Dari data hasil penelitian lampiran C, secara lengkap nilai pengembangan tebal tersaji pada gambar berikut:

Gambar 4. 3. Grafik Nilai Pengembangan Tebal

SNI 03-2105-2006, Papan Partikel, nilai pengembangan tebal yang disyaratkan maksimum 12%. Nilai pengembangan tebal papan komposit yang dihasilkan dari pengujian dibawah 4,5 %, dengan kecenderungan semakin banyak perekat yang digunakan maka pengembangan tebal semakin menurun karena perekat jenis LDPE memiliki sifat hydrofobik sehingga papan komposit cenderung memiliki sifat hydrofobik sehingga lebih tahan terhadap air.

Dari nilai pengembangan tebal yang diperoleh dari hasil penelitian dapat dinyatakan bahwa papan partikel komposit telah memenuhi standar.

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 (MOR) yang diperoleh cukup tinggi. Nilai terendah

komposisi 60:40 sebesar 111,47 kgf/cm2. Hasil penelitian menunjukkan semakin banyak kadar plastik maka kelenturannya semakin tinggi, sebaliknya semakin banyak serat kelenturannya semakin menurun.

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. Dan menurut Maloney (1993), peningkatan kadar perekat dapat meningkatkan MOR.

Dari data hasil penelitian lampiran D, secara lengkap nilai kuat lentur tersaji pada gambar berikut:

Gambar 4.4. Grafik MOR

Kecenderungan nilai MOR naik seiring dengan meningkatnya pengikat LDPE yang digunakan. Pada komposisi 70:30 LDPE dengan TKKS kuat lentur MOR kembali menurun kemungkinan karena tidak meratanya pencampuran LDPE dengan TKKS sehingga kualitas papan partikel dari nilai MOR juga menurun.

SNI 03-2105-2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai kuat lentur (MOR) minimal 82 kgf/cm2. Dengan demikian papan komposit yang

dihasilkan memenuhi standar yang ditetapkan. Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan berdasarkan nilai 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 70:30 sebesar 1418,44 Kgf/cm2 sedangkan yang tertinggi pada komposisi 60:40 sebesar 3156,95 Kgf/cm2.

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

Gambar 4.5. Grafik Nilai MOE

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).

Dan kemungkinan lain adalah 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 (Schwartz, 1984 : 1.13). Sehingga pada akhirnya kualitas papan tidak sempurna.

Dengan demikian nilai MOE yang diperoleh tidak memenuhi Standar SNI. Selain itu LDPE yang digunakan adalah hasil daur ulang yang telah mengalami penurunan kualitas akibat proses panas yang berulang. Dan kemungkinan lain adalah tidak meratanya campuran LDPE DU dengan TKKS pada saat pengempaan.

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 (3,83–3,86) Joule/cm2.

Dari data hasil penelitian lampiran F, secara lengkap nilai Kuat Impak disajikan dalam gambar berikut:

Gambar 4.6. Grafik Nilai Kuat Impak

Penambahan pengikat hampir tidak berpengaruh terhadap kuat impak papan partikel. Untuk setiap komposisi hampir memiliki nilai kuat impak yang hampir sama. Hampir dapat dipastikan pada bagian ini LDPE dengan TKKS telah tercampur dengan baik.

4.2.4. Kuat Rekat Internal

Pengujian ini menggunakan alat Universal Testing Machine Type SC–2DE MFG. No 6079 Capasitas 2000 kgf. Kuat rekat internal adalah salah satu besaran teknik untuk menguji kekuatan perekat dalam papan komposit. Dalam penelitian ini perekat yang digunakan adalah LDPE daur ulang. Hasil pengujian menunjukkan nilai kuat rekat internal pada komposisi 70:30 lebih besar sebesar 6,60 kgf/cm2 dan yang paling kecil pada komposisi 30:70 sebesar 2,21 kgf/cm2.

Dari data hasil pengujian Kuat Rekat Internal (lampiran G), secara lengkap nilai Kuat Rekat Internal tersaji pada gambar berikut.

Gambar 4.7. Grafik Kuat Rekat Internal

Sutigno (1988) mengemukakan bahwa penambahan filler dapat mengubah sifat perekat dan dapat menaikkan kuat rekat internal. Dari data hasil pengujian dapat dilihat bahwa semakin banyak perekat yang digunakan maka kuat rekat internalnya semakin bertambah. Kuat rekat internal dapat digunakan sebagai petunjuk yang baik dalam menentukan kualitas papan partikel yang dihasilkan (Haygreen dan Bowyer, 1982).

SNI 03-2105-2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai Kuat Rekat Internal minimum 1,5 kgf/cm2. Dengan demikian seluruh komposisi papan partikel memenuhi standar, karena nilai kuat rekat internalnya melampaui nilai minimum standar.

4.3. HASIL PERANKINGAN KUALITAS PAPAN PARTIKEL

Dari hasil perankingan papan partikel yang dihasilkan dapat diketahui bahwa komposisi serat tandan kosong kelapa sawit paling baik sifat fisisnya pada papan partikel adalah 30%. Sedangkan untuk sifat mekanik bervariasi yaitu untuk MOR dan MOE yang lebih baik pada komposisi TKKS 40% , kuat rekat internal pada kompossisi TKKS 30%, dan kuat impak pada komposisi TKKS 50%. Jadi yang memiliki sifat mekanik yang lebih baik pada komposisi 40 : 60.

Akan tetapi untuk penggabungan nilai fisis dan mekanik komposisi TKKS dan LDPE daur ulang yang paling baik digunakan adalah 30:70 , jika dibanding dengan komposisi yang lain.

Sementara kalau ditinjau dari sudut nilai ekonomis untuk produksi, maka komposisi TKKS dan LDPE daur ulang paling cocok digunakan komposisi 60:40. Kualitas papan partikel hampir tidak jauh berbeda dan masih memenuhi standar SNI serta semakin banyak filler yang digunakan maka biaya ekonomi untuk produknya juga semakin rendah karena sumber TKKS sangat berlimpah di Indonesia. % T K K S 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 )

70 0,779 1,08 4,545 92,08 2317,26 3,85 2,21

60 0,781 0,98 4,335 93,47 2491,80 3,84 5,15

50 0,709 0,92 3,856 93,41 2355,84 3,86 5,34

40 0,696 0,61 3,593 111,47 3156,95 3,83 5,79

30 0,787 0,13 2,872 96,30 1418,44 3,84 6,60

0 0,664 0,02 1,906 102,41 2319,41 3,85 6,96

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. KESIMPULAN

Secara umum nilai sifat fisis dan mekanik dari hasil penelitian papan komposit yang dihasilkan tergolong baik dan memenuhi standar yang ditetapkan , yaitu :

1. Nilai kerapatan diperoleh (0,66-0,79) gr/cm3 termasuk papan partikel komposit kerapatan sedang,

2. Nilai kadar air hasil penelitian diperoleh (0,02 - 1,08) %. Papan partikel yang dihasilkan sangat baik,

3. Nilai pengembangan tebal papan partikel hasil penelitian diperoleh (2,87-4,54)%, jadi papan partikel sangat baik,

4. Nilai kuat lentur (MOR) diperoleh (92,08-111,47) kgf/cm2. Papan partikel yang dihasilkan baik,

5. Nilai modulus of elastic (MOE) papan partikel hasil penelitian diperoleh (1418,44-3156,95) kgf/cm2.

6. Nilai kuat impak diperoleh (3,83–3,86) J/cm2, papan partikel yang dihasilkan baik.

7. Nilai kuat rekat internal hasil penelitian yang dilakukan yaitu (2,21-6,96) kgf/cm2. Papan partikel yang dihasilkan sudah baik

5.2. SARAN

Agar dilakukan penelitian lanjutan demi sempurnanya kualitas papan partikel komposit LDPE DU dan TKKS dengan:

1. Memodifikasi zat aditif yang lain selain anhydrida maleat sehingga nilai MOE dapat memenuhi standar,

2. Perlakuan terhadap semua variabel penelitian lebih dicermati, persen komposisi, waktu dan juga pengukuran-pengukuran sehingga hasil penelitian lebih akurat,

3. Selanjutnya perlu dilakukan uji SEM (Scanning Electron Microscopy)

untuk melihat langsung struktur papan partikel dan hubungannya langsung dengan sifat papan partikel komposit.

4. Khusus untuk uji kuat rekat internal disarankan mengunakan lem besi dengan beban minimal 3 ton, agar hasil penelitian yang diperoleh lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Al-malaika, S. 1997. Reactive Modifiers Polymers, 1st edition. Aston University Press. Birmingham

Arbintarso, E.S. 2009. Tinjauan Kekuatan Lengkungan Papan Serat Sabut Kelapa Sebagai Bahan Teknik. Jurnal Teknologi vol.2 No.1 Juni 2009 hal.53-60.

Azizah, U. 2004. Polimer. Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional.

Bilmeyer, W. F. 1994. Text Book of Polymer Science 3rd edition, Jhon Wiley & Sons, New York.

Cowd, M. A. 1991. Kimia Polimer ITB Press. Bandung.

Darnoko, et al. 1995. Pulping of Oil Palm Empty Fruit Bunches With Surfactant, In : Oil Palm Trunk and Other Palmwood, p87-87

Fajriyanto dan Feris Firdaus. 2005. Pemanfaatan Limbah Padat Kelapa Sawit (tandan kosong kelapa sawit) dan Sampah Plastik (Thermoplastics) untuk Produksi Komposit Papan Dan Dinding Interior. Penelitian yang dibiayai dalam program Riset Unggulan Terpadu (RUT XII) 2005-2006 oleh Menristek RI.

Firdaus F. dan Fajriyanto. 2006. Komposit Sampah Plastik-Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai Material Utama Untuk Produksi Fiberboards. Proceeding Seminar Nasional Kimia III 2006, ISBN : 979-96595-2-3, Hal. 112-121. Penelitian yang dibiayai dalam program Riset Unggulan Terpadu (RUT XII) 2005-2006 oleh Menristek RI.

Gaylord, N.G and Mehta, M. 1981. Role of Homopolymerization in the Perixide Catalyzed Reaction of Maleic Anhibride and Polyetylene in the Ansense of Selvent. J. Polym. Sci Lettg Ed. 20, 481-486

Gibson, F.R. 1994. Principle Of Composite Material Mechanics. International Edition . Mc.Graw Hill. New York.

Haygreen, J.G. and J.L. Bowyer. 1982.Forest Product and Wood Science; An Introduction. The Iowa State University Pressing, Ames.Lowa

Hartono, A.C.K. 1998. Daur Ulang Limbah Plastik dalam Pancaroba : Diplomasi Ekonomi dan Pendidikan. Dana Mitra Lingkungan. Jakarta.

Japanese Standard Association, 2003. Japanese Industrial Standard Particle Board - JSI 5908. Japanese Standard Association. Japan

Lubis, M.Y. 2009. Pembuatan Komposit Kayu Plastik dari Serat Kayu Kelapa Sawit dan Polipropilena dengan menggunakan Polipropilena yang dimodifikasi dengan Asam Akrilat sebagai bahan penghubung, Tesis Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara.

Malau, K.M. 2009. Pemanfaatan Ampas Tebu Sebagai Bahan Baku Dalam Pembuatan Papan Partikel. Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

Maloney, T.M. 1993. Modern Particleboard and Dry Process Fiberboard Manufacturing, Miller Freeman Publication USA.

Mawardi, I. 2006. Mutu Papan Partikel dari Kayu Kelapa Sawit Berbasis Perekat Polystyrene. Jurnal Teknik Mesin Vol. 11,No. 2, Okrober 2009: 91-96.

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

Nurmaulita, 2009. Pengaruh Orientasi Serat Sabut Kelapa dengan Resin Polyester dalam Pembuatan dan Karakteristik Papan Lembaran. [Tesis] Program Magister Fisika FMIPA USU. Medan

Ridlo, R. 2000. Pembakaran Limbah Tandan Kosong kelapa Sawit dan Batubara Menggunakan Circulating Fluidized Bed (CFB) di Kalimantan Timur. Jurnal Saint dan Teknologi Indonesia. BPPT. Vol. 3, No. 5, Hal. 17-234.

Rowell,R.M. 1997. Paper and Composites from Agro-Base Resources. Florida: CRC Lewis Publisher.

Schwart, M.M. 1983. Composit Material Hand Book. Mc. Graw-Hill Book Company, USA.

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

Sudarsono, dkk. 2010. Pembuatan Papan Partikel Berbahan Baku Sabut Kelapa Dengan Bahan Pengikat Alami (Lem Kopal). Jurnal Teknologi, Volume 3 No.1, Juni 2010,22-23.

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.

Sutigno, P. 1994. Teknologi Papan Partikel Datar, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogor. Sutigno, P. 2006. Mutu Produk Papan Partikel,

& LINGKUNGAN

KEHUTANAN.

Tsoumis, G.1991. Science and Technology Wood of Structure, Properties, Utilization. Van Vonsrand Reinhold. USA.

Wichsler, A. Hiziroglu, S. 2007. Some of Property of Wood-Plastic Composite.

Widianti, A, dkk. 2008. Studi Model Embankment Tanah dengan Campuran

Kapur-Abu Sekam Padi dan Serat Karung Plastik, Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Witjaksana, D. 2006. Toward sustainable palmoil development in Indonesia. In Proc. Inter.Oil Palm Conf. Denpasar, 19-23 June 2006.p. 1-12.

Lampiran A

DATA HASIL PENGUJIAN KERAPATAN

Persentase Berat TKKS 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 ) 1 125, 82 10,25 10,40 1,40 0,84703

70 %

2 124,84 10,15 10,80 1,60 0,71178 0,77940 779 1 111,68 10,43 10,48 1,23 0,83485

60 %

2 112,65 10,50 10,73 1,38 0,72751 0,78118 781 1 103,46 10,38 10,15 1,33 0,74149

50 %

2 103,24 10,45 10,05 1,45 0,67795 0,70972 710 1 96, 68 10,05 10,23 1,39 0,67807

40 %

2 98,89 10,13 10,23 1,34 0,71417 0,69612 696 1 115,86 10,08 10,23 1,35 0,74185

30 %

2 100,03 10,15 10,18 1,21 0,83388 0,78786 788 1 98,55 10,83 9,93 1,26 0,70259

0 %

2 114,97 10,55 10,23 1,43 0,62646 0,66453 664 L-1

Lampiran B

DATA HASIL PENGUJIAN KADAR AIR

Persentase Berat TKKS

Pengujian Ke:

Massa Awal Sampel Uji

( gr )

Massa Akhir Sampel Uji

( gr )

Kadar Air ( % )

Rata-rata Kadar Air

( % )

1 125,82 124,60 0,98

70 %

2 124,69 123,24 1,18 1,08

1 111,68 109,78 1,73

60 %

2 111,78 111,53 0,22 0,98

1 103,46 102,38 1,05

50 %

2 103,68 102,87 0,79 0,92

1 96,68 96,30 0,39

40 %

2 97,03 96,23 0,83 0,61

1 103,17 102,99 0,17

30 %

2 103,15 103,06 0,09 0,13

1 95,30 95,27 0,03

0 %

2 95,87 95,86 0,01 0,02

Lampiran C

DATA HASIL PENGUJIAN PENGEMBANGAN TEBAL

Persentase Berat TKKS

Pengujian Ke:

Tebal Sampel Uji Sebelum Direndam

( cm )

Tebal Sampel Uji Sesudah Direndam

( cm )

Pengembangan Tebal ( % )

Rata-rata Pengembangan Tebal

( % )

1 11,450 11,863 3,603

70 %

2 11,163 11,775 5,487 4,545

1 11,000 11,213 1,932

60 %

2 10,575 11,288 6,738 4,335

1 10,738 11,188 4,191

50 %

2 10,650 11,025 3,521 3,856

1 10,863 11,325 4,258

40 %

2 11,100 11,425 2,928 3,593

1 10,450 10,675 2,153

30 %

2 11,138 11,538 3,591 2,872

1 11,113 11,325 1,912

0 %

2 11,188 11,400 1,899 1,906

Lampiran D

DATA HASIL PENGUJIAN MOR

Persentase Berat TKKS Pengujian Ke: Jarak Sangga L

( cm )

Lebar Sampel Uji

b

( cm )

Tebal Sampel Uji

d

( cm )

Berat Beban Maks.

P

( kgf )

MOR σ ( kgf/cm2)

Rata-rata MOR

σ ( kgf/cm2)

Rata-rata MOR

σ ( MPa)

1 15,01 4,80 1,20 31,2 101,63

70 %

2 15,01 5,02 1,30 31,1 82,54 92,08 9,02

1 15,01 5,01 1,23 28,1 84,15

60 %

2 15,01 5,25 1,10 29,0 102,78 93,47 9,16

1 15,01 4,99 1,10 27,8 103,66

50 %

2 15,01 5,02 1,20 26,7 83,16 93,41 9,15

1 15,01 4,90 1,00 24,6 113,03

40 %

2 15,01 4,92 1,01 24,5 109,91 111,47 10,92

1 15,01 5,01 1,35 27,3 102,24

30 %

2 15,01 5,20 1,15 27,6 90,36 96,30 9,44

1 15,01 5,02 1,10 25,6 94,89

0 %

2 15,01 5,08 1,01 25,3 109,92 102,41 10,04

Lampiran E

DATA HASIL PENGUJIAN MOE

Persentase Berat TKKS Pengujian Ke: Jarak Sangga L

( cm )

Tebal Sampel Uji

d

( cm )

Lebar Sampel Uji

b

( cm )

Perbandingan:

P/δ

( kgf/cm )

MOE Ef

( kgf/cm2)

Rata-rata MOE

Ef

( kgf/cm2)

Rata-rata MOE

Ef

( MPa)

1 15,01 1,20 4,80 26,67 2718,10 70 %

2 15,01 1,30 5,02 25,00 1916,41 2317,26 227,09

1 15,01 1,23 5,01 25,00 2294,97 60 %

2 15,01 1,10 5,25 22,22 2688,64 2491,80 244,20

1 15,01 1,10 4,99 20,00 2545,85 50 %

2 15,01 1,20 5,02 22,22 2165,82 2355,84 230,87

1 15,01 1,00 4,90 18,18 3137,06 40 %

2 15,01 1,01 4,92 19,05 3176,83 3156,95 309,38

1 15,01 1,35 5,01 15,38 1055,19 30 %

2 15,01 1,15 5,20 16,67 1781,70 1418,44 139,01

1 15,01 1,10 5,02 15,38 1946,65 0 %

2 15,01 1,01 5,08 16,67 2692,17 2319,41 227,30

Lampiran F

DATA HASIL PENGUJIAN KUAT IMPAK Persentase

Berat TKKS

Pengujian Ke:

Luas Permukaan

A

( cm2 )

Energi

E

( joule )

Kuat Impak

KI

( joule/cm2 )

Rata-rata Kuat Impak KI

( joule/cm2 )

Rata-rata Kuat Impak KI

( joule/m2 ) x 104

1 1,029 3,96 3,85

70 %

2 1,029 3,96 3,85 3,85 3,85

1 1,029 3,96 3,85

60 %

2 1,029 3,95 3,84 3,84 3,84

1 1,029 3,97 3,86

50 %

2 1,029 3,97 3,86 3,86 3,86

1 1,029 3,95 3,84

40 %

2 1,029 3,94 3,83 3,83 3,83

1 1,029 3,96 3,85

30 %

2 1,029 3,95 3,84 3,84 3,84

1 1,029 3,97 3,86

0 %

2 1,029 3,96 3,85 3,85 3,85

Lampiran G

DATA HASIL PENGUJIAN KUAT REKAT INTERNAL

Persentase Berat TKKS

Pengujian Ke:

Luas Permukaan Sampel Uji

( cm2 )

Berat Beban Maksimum

( kgf )

Kuat Rekat Internal ( kgf/cm2 )

Rata-rata Kuat Rekat Internal

( kgf/cm2 )

Rata-rata Kuat Rekat Internal

( MPa) 1 26,00 54,3 2,09

70 %

2 26,13 60,7 2,32 2,21 0,22

1 25,88 138,3 5,34 60 %

2 26,39 130,9 4,96 5,15 0,50

1 28,09 148,7 5,29 50 %

2 27,96 150,6 5,39 5,34 0,52

1 26,91 149,4 5,55 40 %

2 26,65 160,5 6,02 5,79 0,57

1 25,88 168,4 6,51 30 %

2 25,49 170,8 6,70 6,60 0,65

1 27,04 180,7 6,68 0 %

2 26,27 190,0 7,23 6,96 0,68

Lampiran H

KURVA TEGANGAN – REGANGAN PENGUJIAN KUAT LENTUR

Persentase Berat TKKS

Sampel Uji

Ke: Gambar Kurva

Perhitungan Kuat Lentur ( σ )

Perhitungan Modulus Elastisitas (Ef)

70 % 1

Tegangan

Regangan

      

       Rumus  :   =

P = 31,2 kgf L = 15,01 cm b = 4,80 cm d = 1,20 cm

          101,63 kgf/cm2 

Rumus : EF =

x

L = 15,01 cm

d = 1,20 cm

b = 4,80 cm

P/δ = 40/1,5 kgf/cm

EF = 2718,10 kgf/cm2

2

Tegangan

Regangan

      

       Rumus  :   =

P = 31,1 kgf L = 15,01 cm b = 5,02 cm d = 1,30 cm

           ,  kgf/cm

Rumus : EF =

x

L = 15,01 cm

d = 1,30 cm

b = 5,02 cm

P/δ = 40/1,6 kgf/cm

EF = 1916,41 kgf/cm2

Persentase Berat TKKS

Sampel Uji

Ke: Gambar Kurva

Perhitungan Kuat Lentur ( σ )

Perhitungan Modulus Elastisitas (Ef)

1

Tegangan

Regangan

      

       Rumus  :   =

P = 28,1 kgf L = 15,01 cm b = 5,01 cm d = 1,23 cm

           ,  kgf/cm

Rumus : EF =

x

L = 15,01 cm

d = 1,23 cm

b = 5,01 cm

P/δ = 40/1,6 kgf/cm

EF = 2294,97 kgf/cm2

60 %

2

Tegangan

       _{Rumus : EF =}

_x

Regangan        _{Rumus  :   =}

P = 29,0 kgf L = 15,01 cm b = 5,25 cm d = 1,10 cm

           ,  kgf/cm

d = 1,10 cm

b = 5,25 cm

P/δ = 40/1,8 kgf/cm

EF = 2688,64 kgf/cm2

Persentase Berat TKKS

Sampel Uji

Ke: Gambar Kurva

Perhitungan Kuat Lentur ( σ )

Perhitungan Modulus Elastisitas (Ef)

50 %

1

Tegangan

Regangan

      

       Rumus  :   =

Rumus : EF =

x

L = 15,01 cm

d = 1,10 cm

b = 4,99 cm

P = 27,8 kgf L = 15,01 cm b = 4,99 cm d = 1,10 cm

           ,  kgf/cm

EF = 2545,85 kgf/cm2

2

Tegangan

Regangan

      

       Rumus  :   =

P = 26,7 kgf L = 15,01 cm b = 5,02 cm d = 1,20 cm

Rumus : EF =

x

L = 15,01 cm

d = 1,20 cm

b = 5,02 cm

P/δ = 40/1,8 kgf/cm

           ,  kgf/cm

Persentase Berat TKKS

Sampel Uji

Ke: Gambar Kurva

Perhitungan Kuat Lentur ( σ )

Perhitungan Modulus Elastisitas (Ef)

40 %

1

Tegangan

Regangan

      

       Rumus  :   =

P = 24,6 kgf L = 15,01 cm b = 4,90 cm d = 1,00 cm

Rumus : EF =

x

L = 15,01 cm

d = 1,00 cm

b = 4,90 cm

P/δ = 40/2,2 kgf/cm

EF = 3137,06 kgf/cm2

L-10

2

Tegangan

Regangan

      

       Rumus  :   =

P = 27,6 kgf L = 15,01 cm b = 5,20 cm d = 1,15 cm

           ,  kgf/cm

Rumus : EF =

x

L = 15,01 cm d = 1,15 cm b = 5,20 cm P/δ = 40/2,4 kgf/cm

EF = 1781,70 kgf/cm2

Persentase Berat TKKS

Sampel Uji

Ke: Gambar Kurva

Perhitungan Kuat Lentur ( σ )

Perhitungan Modulus Elastisitas (Ef)

1

Tegangan

Regangan Tegangan

      

       Rumus  :   =

P = 25,6 kgf L = 15,01 cm b = 5,02 cm d = 1,10 cm

           ,  kgf/cm

Rumus : EF =

x

L = 15,01 cm d = 1,10 cm b = 5,02 cm P/δ = 40/2,6 kgf/cm EF = 1946,65 kgf/cm2

0 %

2

       Rumus  :   =  

P = 25,3 kgf L = 15,01 cm

Rumus : EF =

x

L = 15,01 cm d = 1,01 cm b = 5,08 cm P/δ = 40/2,4 kgf/cm

Regangan b = 5,08 cm d = 1,01 cm

           ,   kgf/cm

Lampiran I

DOKUMENTASI PENELITIAN

Tandan Kosong Kelapa Sawit Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit

Mesin Ekstruder Mesin Hot Press

Universal Testing Machine Mesin Uji Impak

Uji Kuat Rekat Internal Sampel Uji setelah dipotong

Pemotongan Sampel Uji Papan Partikel Sebelum dipotong

Tempat memasukkan campuran

TKKS dan PKR DU pada ekstruder Oven Blower

Polyblend Desikator

Gotong Royong mempersiapkan Serat

dari Tandan Kosong Kelapa Sawit