Serat Serat limbah kertas pada dasarnya mengandung selulosa yang berasal dari

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Serat Serat limbah kertas pada dasarnya mengandung selulosa yang berasal dari

jaringan tumbuhan. Tanaman memiliki sebuah dinding sel utama yang terbuat dari struktur kecil seperti pada Gambar 2.1 dan mengandung sekitar 9 – 25 selulosa microfibrils, hemiselulosa 20 – 50, pectic substances 10 – 35 Gambar 2.1 Rantai Selulosa Mark, R. E, 1983 dan protein 10. Dinding sel utama memiliki kekuatan tarik yang tinggi dan berpori- pori kandungan di dalam dinding sel utama diikat dengan lamella tengah. McKinney, R.W.J, 1995 Salon Sinaga : Pembuatan Papan Gipsum Plafon Dengan Bahan Pengisi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok Dan Perekat Polivinil Alkohol, 2009 USU Repository © 2008 6 Lemella tengah dibuat dari campuran pectic yang dihasilkan oleh sel yang berdampingan dengan dinding utama sel untuk mengikat. Hal inilah yang membuat sel tanaman dapat terikat dengan kuat. Selulosa terdiri dari polimer tanpa cabang dan residu glukosa yang disusun dalam rantai linier. Setiap residu glukosa diputar 180 dari sebelahnya. Selain itu kelompok OH yang bersebelahan memungkinkan selulosa dapat membuat berbagai ikatan hidrogen rantai selulosa berkisar antara 5000 sampai 10.000 McKinney, R.W.J, 1995 . Sifat khusus selulosa merupakan hasil dari kumpulan rantai panjangnya untuk membentuk serat yang disebut microfibrils membentuk serat yang lebih besar. Gaya antar molekul yang kuat dan struktur yang berulang menghasilkan derajat kristalin yang tinggi. Kemampuan larut selulosa ini sangat rendah kecuali menggunakan zat kimia deviratif. Bagian selulosa yang tidak larut dalam 17,5 larutan sodium hidroxide disebut alpha selulosa. Selulosa mengembang dalam pelarut ikatan hidrogen, termasuk air. Pengembangan tersebut terbatas pada kemampuan struktur ikatan selulosa itu sendiri. Pengembangan tersebut menyebabkan selulosa dapat menyerap air dengan baik McKinney, R.W.J, 1995 . 2.1.1. Kekuatan Ikatan Antar Serat Fase matrik dalam dinding sel serat selulosa memiliki berbagai molekul yang tidak terorientasi dan amoup harus seperti ligmin dan hemiselulosa mengelilingi Salon Sinaga : Pembuatan Papan Gipsum Plafon Dengan Bahan Pengisi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok Dan Perekat Polivinil Alkohol, 2009 USU Repository © 2008 microfibrils. Selulosa memiliki struktur kristal monoklinik yang terkarakterisasi oleh jarak berulang sejauh 1,034 nm. Ikatan hidrogen lateral menghasilkan mekanisme untuk menstabilkan kristal agar tidak berpindah apabila terkena gaya luar. Ikatan ini menghalangi adanya tendensi untuk translasi dan rotasi di dalam crystalline microfibrils. Selulosa I dikomposisikan pada bidang rantai selulosa diikat secara lateral oleh ikatan hidrogen dengan kontrak Van Der Waals sebagai gaya penarik antar bidang Mark,R.E,1993. Permukaan serat jauh lebih luas dibandingkan luas penampangnya. Untuk serat hypothetical, dalam bentuk seperti pita, dengan tebal 0,01 mm, lebar 0,02 mm dan panjang 1mm. Rasio antara luas permukaan dengan luas penampang adalah 300. Oleh karena itu dapat dikatakan baik bila ratio 0,3 dari kekuatan serat. Analisis ini mengasumsikan bahwa semua luas permukaan menahan tegangan dan tidak terdapat konsentrasi tegangan Mark, R.E,1993. Selain itu secara tradisional, diasumsikan bahwa perbandingan antar serat halus dengan serat kasar di dalam campuran berada sekitar 20-80. Akan tetapi analisis serta menunjukkan bahwa campuran serat yang terdapat pada limbah padat adalah 23 serat halus dan 73 serat kasar Mark,R.E,1993. Kondisi ini mempengaruhi kekuatan ikatan serat maka untuk membuat ikatan yang kuat harus memberikan bahan penambah yang sesuai. Kekuatan ikatan antar serat pada limbah padat kertas rokok banyak berkurang disebabkan oleh penggabung banyak mekanisme Hammer, M.J, Waste 1992 misalnya : Salon Sinaga : Pembuatan Papan Gipsum Plafon Dengan Bahan Pengisi Limbah Padat Pabrik Kertas Rokok Dan Perekat Polivinil Alkohol, 2009 USU Repository © 2008 a. Karena adanya proses refiring, maka serat menjadi halus. b. Hornification pada permukaan serat akan meningkatkan kekakuan serat, sehingga akan semakin sedikit ikatan antar serat yang terjadi. c. Terjadinya pengakumulasian kontaminasi dari bahan-bahan bukan serat yang akan menghambat terjadinya formasi ikatan antar serat. Untuk meningkatkan kekuatan antar serat pada limbah padat kertas biasanya dengan meningkatkan basis weight seperti pada virgin pulp atau yang banyak dilakukan di Eropa tetapi sangat jarang dilakukan di Amerika dengan menambahkan starch. Mark,R. E., 1983

2.2. Starch Starch merupakan bahan yang didapatkan dari jagung, kentang, atau tapioka