KEAUSAN DAN KEKUATAN IMPAK BAHAN KOMPOSIT ARANG KAYU GLUGU BERMATRIK EPOXY

KEAUSAN DAN KEKUATAN IMPAK
BAHAN KOMPOSIT ARANG KAYU GLUGU
BERMATRIK EPOXY
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun oleh :
FRANSISCUS BORGIAS YOPIE PIETER SWANDONO
NIM : 025214083

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2008

KEAUSAN DAN KEKUATAN IMPAK
BAHAN KOMPOSIT ARANG KAYU GLUGU
BERMATRIK EPOXY

TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun oleh :
FRANSISCUS BORGIAS YOPIE PIETER SWANDONO
NIM : 025214083

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2008

i

THE WEAR AND IMPACT STRENGTH OF
COMPOSITE MATERIAL OF COCONUT WOOD
CHARCOAL WITH EPOXY MATRIX

A FINAL PROJECT
Submitted For The Partial Fulfillment Of The Requirements
For The Degree Of Mechanical Engineering Of
Mechanical Engineering Program Study

By :
FRANSISCUS BORGIAS YOPIE PIETER SWANDONO
NIM : 025214083

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2008

ii

TUGAS AKHIR


KEAUSAN DAN KEKUATAN IMPAK
BAHAN KOMPOSIT ARANG KAYU GLUGU
BERMATRIK EPOXY
Disusun oleh :

FRANSISCUS BORGIAS YOPIE PIETER SWANDONO
NIM : 025214083

Telah disetujui oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

I Gusti Ketut Puja S.T., M.T.

Kuncoro Diharjo S.T., M.T.

iii


TUGAS AKHIR
KEAUSAN DAN KEKUATAN IMPAK
BAHAN KOMPOSIT ARANG KAYU GLUGU
BERMATRIK EPOXY
Dipersiapkan dan ditulis oleh :
Fransiscus Borgias Yopie Pieter Swandono
NIM: 025214083

Telah dipertahankan didepan panitia penguji
Pada tanggal : 8 Maret 2008
dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji
Ketua

: Budi Setyahandana, S.T., M.T.

Anggota : I Gusti Ketut Puja, S.T., M.T.

Anggota : Kuncoro Diharjo, S.T., M.T.


Yogyakarta, 16 April 2008
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta
Dekan

(Ir. Greg. Heliarko, S.J., S.S., B.ST., M.A., M.Sc.)

iv

Halaman Persembahan

My Father { T. Sukarno }
My Mother { Sri Rahayu }
My Brother and Sisters
{ Emmy, Doni, Deni, Sinta }
v

Pernyataan Keaslian Karya


Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir yang saya
tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah
disebutkan di dalam daftar pustaka yang sebagaimana layaknya sebuah karya
ilmiah.

Yogyakarta, 16 April 2008
Penulis

Fransiscus Borgias YPS

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama

: Fransiscus Borgias Yopie Pieter Swandono


Nomor Mahasiswa

: 025214083

Demi mengembangkan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
“Keausan Dan Kekuatan Impak Bahan Komposit Arang Kayu Glugu
Bermatrik Epoxy”
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan
data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau
media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya
maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal: 16 April 2008

Yang menyatakan

( F.Borgias YPS)

vii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis haturkan kepada Allah Bapa disurga, Putranya
Yesus Kristus dan Roh Kudus yang telah membimbing dan memberkati setiap
langkah dalam Tugas Akhir ini sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir
ini dengan baik. Dalam Tugas Akhir ini penulis banyak mendapat bantuan,
sehingga laporan ini dapat selesai tepat pada waktunya. Oleh karena itu penulis
ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada orangtuaku
Tarsisius Sukarno dan Sri Rahayu, kakak-kakakku Teresia Emmy Widyawati,
S.Pd., Alusius Doni Antono, A.Md., Deni Karnia Atikasari, S.Pd., adikku Clara
Sinta Septiantari dan juga Yudhita Prasesti Dwi Ariani atas kasih, doa dan
bantuan yang terus diberikan hingga Tugas Akhir dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini, penulis juga mengucapkan banyak terima kasih
kepada :

1. Romo Dr. Ir.P.Wiryono P.,S.J, Rektor Universitas Sanata Dharma.
2. Romo Ir. Greg. Heliarko, S.J, S.S, B.S.T., M.A., M.Sc., Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T.,M.T., Wakil Dekan I Fakultas Sains
dan Teknologi Universitas Sanata Dharma dan Dosen Pembimbing
Akademik.
4. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin dan Ketua
Program Studi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Drama.
5. Bapak I Gusti Ketut Puja S.T, M.T., Dosen Pembimbing I Tugas Akhir.

viii

6. Bapak Kuncoro Diharjo S.T., M.T., Dosen Pembimbing II Tugas Akhir.
7. Bapak Martono Dwiyaning Nugroho, Laboran Laboratorium Ilmu Logam
Universitas Sanata Dharma.
8. Bapak Ignatius Tri Widaryanto, Staff Sekretariat Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
9. Teman-teman kelompok Tugas Akhir : Sepi Agus Indarto, Thomas Heri
Purwaka, Yohanes Iswantoro, Ivan Antonio, Rino Purbono atas
kerjasamanya selama penyusunan Tugas Akhir ini.

10. Teman-temanku : Wellybordus Angger, Fransiscus xaverius Giyarno, S.T.,
Hendrikus Andi Rahmawanto, S.T., Agustinus Bowo Sulistiyo, S.T.,
Antonius Andri Waroto, S.T., Saut Manurung, S.T., Yusuf Gesang Kapipi,
Budianto, S.T., Ignatius Agus Handoko, S.T., Agung Nugroho, S.T.,
teman-teman angkatan 2002 dan semua teman yang telah turut
memberikan dukungan selama penyusunan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini baru permulaan dan masih perlu banyak pembenahan.
Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari semua pihak diterima
penulis dengan senang hati. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi
para pembacanya.
Yogyakarta, 16 April 2008

Penulis

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................... i

TITLE.................................................................................................................. ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................. iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... v
HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................ vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI.............................. vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI....................................................................................................... x
DAFTAR TABEL............................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xvi
INTISARI............................................................................................................ xvii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
1.1

Latar Belakang......................................................................... 1

1.2

Tujuan Penelitian ..................................................................... 4

1.3

Batasan Masalah ...................................................................... 5

1.4

Sistematika Penelitian.............................................................. 5

BAB II DASAR TEORI .................................................................................... 6
2.1

Pengertian Komposit ............................................................... 6

2.2

Penggolongan Komposit.......................................................... 8

x

2.3

Komponen Bahan Komposit.................................................... 10

2.4

Komposit Partikel .................................................................... 11
2.4.1

Partikel ......................................................................... 11

2.4.2

Matrik........................................................................... 12

2.4.3

Bahan-bahan Tambahan............................................... 14

2.5

Fraksi Volume ......................................................................... 14

2.6

Mekanika Komposit................................................................. 15

2.7

Uji Keausan ............................................................................. 16

2.8

Uji Impak................................................................................. 17

2.9

Tinjauan Pustaka...................................................................... 19

BAB III METODE PENELITIAN..................................................................... 28
3.1

Skema Alur Penelitian ............................................................. 28

3.2

Penyiapan Benda Uji ............................................................... 29
3.2.1

3.3

Bahan Komposit........................................................... 29
3.2.1.1

Partikel ............................................................. 29

3.2.1.2

Resin................................................................. 31

3.2.1.3

Bahan Tambahan.............................................. 31

3.2.2

Alat Bantu .................................................................... 32

3.2.3

Pengujian Karbon......................................................... 33

3.2.4

Pembuatan Cetakan...................................................... 33

Pembuatan Benda Uji .............................................................. 34
3.3.1

Pembuatan Benda Uji Resin......................................... 34

3.3.2

Pembuatan Benda Uji Komposit.................................. 35

xi

3.3.3
3.4

3.5

Penyiapan Benda Uji Kampas Rem ............................. 39

Bentuk dan Dimensi Benda Uji ............................................... 39
3.4.1

Benda Uji Keausan....................................................... 39

3.4.2

Benda Uji Impak .......................................................... 40

Metode Pengujian .................................................................... 40
3.5.1

Metode Pengujian Keausan.......................................... 40

3.5.2

Metode Pencarian Koefisien Gesek ............................. 42

3.5.3

Metode Pengujian Impak ............................................. 43

BAB IV PENELITIAN DAN PEMBAHASAN................................................ 45
4.1

Hasil Pencarian Koefisien Gesek............................................. 45

4.2

Hasil Pengujian Keausan ......................................................... 48

4.3

Hasil Pengujian Impak............................................................. 50

4.3

Pengamatan Bentuk Patahan Benda Uji Impak ....................... 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN............................................................. 54
5.1

Kesimpulan.............................................................................. 54

5.2

Saran ........................................................................................ 55

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 56
LAMPIRAN........................................................................................................ 57

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1.1

Koefisien Gesek Matrik dan Komposit Arang Kayu Glugu ......... 45

Tabel 4.2.1

Keausan Matrik dan Komposit Arang Kayu Glugu...................... 48

Tabel 4.3.1

Tenaga Patah Matrik dan Komposit Arang Kayu Glugu.............. 50

xiii

DAFTAR GAMBAR

1.1

Gambar serbuk gergaji kayu glugu yang berpeluang menjadi limbah....... 4

2.1

Grafik Kekuatan Komposit Dengan Komponen Penyusunnya.................. 6

2.2

Bentuk Penguat .......................................................................................... 9

2.3

Prinsip Pengujian Impak ............................................................................ 17

3.1

Skema Alur Penilitian ................................................................................ 27

3.2

Serbuk Gergaji Kayu Glugu....................................................................... 29

3.3

Partikel Serbuk Gergaji Kayu Glugu Pemanasan Suhu 200° C................. 29

3.4

Partikel Serbuk Gergaji Kayu Glugu Pemanasan Suhu 300° C................. 29

3.5

Partikel Serbuk Gergaji Kayu Glugu Pemanasan Suhu 400° C................. 29

3.6

Partikel Serbuk Gergaji Kayu Glugu Pemanasan Suhu 500° C................. 29

3.7

Resin Dan Hardener Epoxy........................................................................ 30

3.8

Release Agent (MAA) ............................................................................... 31

3.9

Cetakan Komposit...................................................................................... 33

3.10 Pengepresan Komposit............................................................................... 33
3.11 Benda Uji Keausan..................................................................................... 39
3.12 Dimensi Benda Uji Impak.......................................................................... 40
3.13 Benda Uji Impak Komposit dan Matrik Epoxy ......................................... 40
3.14 Mesin Uji Keausan..................................................................................... 41
3.15 Metode Pencarian koefisien Gesek ............................................................ 43
3.16 Alat Uji Impak Charpy............................................................................... 44
4.1

Grafik Koefisien Gesek.............................................................................. 46

xiv

4.2

Grafik Keausan Benda Uji ......................................................................... 48

4.4

Grafik Tenaga Patah Benda Uji ................................................................. 51

4.5

Bentuk Patahan Benda Uji Impak.............................................................. 53

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1

Data Hasil Pengujian Karbon ..................................................... 57

Lampiran 2

Data Hasil Pengujian Koefisien Gesek....................................... 58

Lampiran 3

Data Hasil Pengujian Keausan ................................................... 60

Lampiran 4

Data Hasil Pengujian Impak ....................................................... 62

xvi

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai laju keausan spesifik,
koefisien gesek dan kekuatan impak komposit dengan penguat dari arang kayu
glugu bermatrik Epoxy.
Serbuk gergaji kayu glugu dilakukan pengarangan di dalam oven dengan
suhu 200º C dan 300º C, selama 2 jam. Pembuatan komposit ini dilakukan dengan
melakukan pencampuran arang serbuk gergaji kayu glugu pengarangan 200º C
dan 300º C dengan perbandingan 50% ; 50%.Pencetakan komposit dilakukan pada
saat serbuk gergaji kayu glugu selesai diarangkan. Hal ini dilakukan untuk
menghindari arang mengalami kelembaban sehingga ada kandungan air yang
dapat menimbulkan void. Pembuatan komposit dilakukan dengan metode cetak
tekan. Bentuk geometri benda uji impak mengacu pada standar ASTM A370.
Pengujian impak dilakukan dengan menggunakan alat uji impak Charpy. Bentuk
benda uji keausan mengacu pada alat uji keausan dengan ukuran 40 x 25 x 10
(mm). Pengujian keausan dilakukan dengan menggunakan alat uji keausaan
Oghosi High Speed Universal Wear Testing Machine (Type OAT-U). Pengujian
koefisien gesek dilakukan dengan menggunakan media piringan cakram dengan
beban pembanding air.
Dari hasil pengujian impak didapat harga keuletan yang relatif sama, tetapi
keuletan tertinggi terjadi pada komposit dengan fraksi volume penguat 37% yaitu
sebesar 2,86 kJ/mm². Nilai keausan spesifik terbaik terjadi pada komposit dengan
fraksi volume penguat 46% yaitu sebesar 4,13 (  10 6 ) mm²/kg, dan koefisien
gesek tertinggi terjadi pada komposit dengan fraksi volume penguat 55% yaitu
sebesar 0,45. Berdasarkan hasil pengujian keausan dan koefisien gesek, komposit
dengan fraksi volume penguat 46% hampir mendekati kelayakan untuk digunakan
sebagai kampas rem karena lebih baik ketahanan geseknya tetapi ketahanan
ausnya kurang.

xvii

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang
Pohon kelapa (Cocos nucifera L.) merupakan tanaman tropis yang penting
bagi negara Asia dan Pasifik terutama sebagai penghasil kopra. Kelapa disebut
pohon kehidupan karena kelapa merupakan tumbuhan serba guna yang hampir
semua bagiannya bermanfaat bagi kehidupan manusia.
Menurut Arancon (1997) dan APCC (2000), di Indonesia terdapat
perkebunan kelapa seluas 3.7 juta hektar dan 95% merupakan tanaman rakyat.
Lebih kurang 25% dari luas areal tersebut merupakan tanaman yang telah berumur
diatas 50 tahun dan perlu diremajakan, karena produktifitas buahnya semakin
menurun seiring dengan bertambah tuanya umur pohon tersebut.
Pohon kelapa yang berumur di atas 60 tahun dapat mencapai tinggi hingga
25 m dengan diameter rata-rata 40 cm (Killmann 1988) dan kerapatan berkisar
antara 0.20 - 1.20 g/cm³ (Fruhwald et.al. 1992). Dengan diameter yang cukup
besar, maka batang kelapa sebenarnya sangat potensial sebagai penghasil kayu
untuk dimanfaatkan antara lain sebagai bahan bangunan.
Sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan kebutuhan masyarakat,
maka saat ini pemanfaatan pohon kelapa tidak hanya diambil buahnya dan
kayunya saja. Tetapi sekarang ini dari batang, buah, dan daunnya telah bisa
dimanfaatkan sebagai produk turunannya misalnya saja kayu sebagai bahan
bangunan rumah, minyak, sapu lidi, atap rumah, dan masih banyak yang lainnya.

1

2

Sehubungan dengan banyaknya pemanfaatan pohon kelapa, maka banyak pula
limbah yang dihasilkan, salah satunya limbah serbuk gergaji dari sisa hasil
penggergajian kayu glugu.
Dewasa ini, serbuk gergaji kayu glugu sangat mudah didapatkan seiring
dengan banyaknya kebutuhan manusia akan kayu glugu sebagai konstruksi atap
rumah dan lain-lain. Dengan banyaknya permintaan manusia terhadap kayu glugu
maka banyak pula berdiri perusahaan-perusahaan penggergajian kayu. Dengan
banyaknya perusahaan-perusahaan penggergajian kayu maka banyak pula limbah
atau serbuk gergaji yang dihasilkan. Serbuk gergaji kayu tersebut tidak
dimanfaatkan oleh perusahaan tersebut maka serbuk gergaji kayu glugu hanya
dijual

murah

sebagai

kayu

bakar.

Selain

dari

perusahaan-perusahaan

penggergajian kayu, limbah atau serbuk gergaji kayu glugu juga banyak
ditemukan atau didapat di pedesaan-pedesaan. Sebuk gergaji kayu glugu banyak
dijumpai di pedesaan-pedesaan karena banyaknya pohon kelapa yang masih
tumbuh atau hidup di daerah pedesaan. Masyarakat tidak menggergajikan pohon
kelapa atau kayu glugunya di tempat penggergajian kayu melainkan banyak yang
mengunakan jasa penggergajian kayu keliling. Oleh karena itu, di pedesaan
banyak dijumpai serbuk gergaji kayu glugu yang hanya menjadi sampah saja.
Menurut Purwanto dkk, (1994) pada setiap penggergajian kayu dapat
menghasilkan 10,6% limbah serbuk gergaji kayu dari jumlah kayu yang digergaji.
Dari dasar perhitungan tersebut, penelitian pemanfaatan serbuk gergaji dari hasil
penggergajian kayu glugu ini sebagai bahan komposit dipandang sangat menarik
untuk dilakukan.

3

Bahan yang digunakan sebagai matrik atau pengikat arang kayu glugu dalam
pembuatan komposit ini adalah resin epoxy.
Sebagai dasar, resin epoxy memiliki beberapa keunggulan antara lain :
1.

Mudah didapat

2.

Ringan

3.

Tahan terhadap bahan kimia

4.

Tahan korosi

5.

Tahan terhadap minyak

6.

Kuat

7.

Pemakaiannya mudah
Dalam proses pembuatan komposit ini dipilih melakukan proses

pengarangan serbuk gergaji kayu glugu terlebih dahulu, sebagai dasar
pertimbangan dilakukan proses pengarangan adalah :
a.

Arang tidak dapat terurai
Kayu yang sudah menjadi arang tidak akan dapat mengalami kerusakan

akibat proses pembusukan.
b.

Aman dari hewan pemakan kayu
Hewan pemakan kayu tidak akan lagi merusak kayu yang sudah menjadi

arang, karena kayu yang sudah menjadi arang tidak akan mengandung glukosa
lagi. Oleh karena itu, komposit akan aman dari serangan hewan-hewan pemakan
kayu tersebut.
Penelitian ini dimaksudkan untuk mencoba menjadikan komposit sebagai
kampas rem mengingat kebutuhan masyarakat akan kampas rem meningkat.

4

Sebagai bahan pertimbangan menjadikan komposit ini sebagai kampas rem adalah
karena bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan komposit ini murah dan
mudah didapatkan. Selain bahan murah dan mudah didapatkan sebagai
pertimbangan lain adalah pengurangan pemakaian asbes dalam pembuatan
kampas rem mengingat penggunaan asbes dapat membahayakan kesehatan
manusia.

Gambar 1.1 Serbuk gergaji kayu glugu yang berpeluang menjadi limbah

1.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan awal :
a.

Menyelidiki pengaruh kadar arang serbuk gergaji kayu glugu terhadap
kekuatan impak.

b.

Menyelidiki pengaruh kadar arang serbuk gergaji kayu glugu terhadap
koefisien gesek komposit dan perbandingan tingkat koefisien gesek
komposit dengan kampas rem cakram Honda Supra.

5

c.

Menyelidiki pengaruh kadar arang serbuk gergaji kayu glugu terhadap laju
keausan spesifik komposit dan kampas rem serta perbandingan tingkat laju
keausan komposit dengan kampas rem cakram Honda Supra.

1.3 Batasan Masalah
Pada pembahasan ini masalah dibatasi pada :
a.

Pengujian yang dilakukan pada komposit adalah mencari kekuatan impak,
koefisien gesek dan keausan.

b.

Bahan penguat komposit adalah arang serbuk gergaji kayu glugu dengan
komposisi 28%, 37%, 46% dan 55%.

c.

Matrik yang digunakan sebagai bahan pengikat adalah : Resin Epoxy.

1.4 Sistematika Penelitian
Pada BAB I dijelaskan tentang latar belakang, tujuan, batasan masalah serta
sistematika penelitian. Pada bab selanjutnya akan diuraikan tentang pengertian
komposit, jenis-jenis komposit, khususnya komposit partikel, bahan penguat dan
matrik pengikat. Urutan tentang proses pembuatan spesimen beserta penggujian
mekaniknya akan diuraikan pada BAB III, sedangkan data dan pembahasan
tentang hasil pengujian akan dibahas pada BAB IV, kemudian kesimpulan dan
saran-saran akan disajikan pada BAB V.

BAB II
DASAR TEORI

2.1 Pengertian Komposit
Komposit didefinisikan sebagai penggabungan dua macam material atau lebih
dengan fase berbeda. Penggabungan ini dimaksudkan untuk mendapatkan bahan
komposit dengan sifat lebih baik dari material penyusunnya. Berdasarkan definisi
tersebut pada skala mikro, logam (termasuk logam paduan), polimer dan keramik
pada umumnya dapat dikategorikan sebagai komposit. Pada skala makro, glassfiber-reinforced plastic merupakan bahan komposit dimana komponen-komponen
penyusunnya berupa serat glass (glass fiber) dan bahan plastik (polimer) dapat
dibedakan satu sama lain dengan mata telanjang (Hadi, 2000).
Pada komposit bisa terjadi reaksi antar komponen penyusunnya sehingga
terbentuk fase ketiga yang memiliki sifat berbeda dari fase pertama maupun fase
kedua. Pada komposit dikenal istilah matrik (fase pertama) dan penguat atau
reinforcement (fase kedua). Matrik berfungsi sebagai pengikat sedangkan
reinforcement berfungsi untuk memberi penguatan pada komposit (Hadi, 2000).
Beberapa keunggulan dari komposit :
a. Mempunyai kekuatan dan kekakuan yang tinggi.
b. Sifat-sifat fatik dan harga kekerasannya lebih unggul dari logam biasa.
c. Komposit dapat dirancang sedemikian rupa sehingga dapat terhindar dari
korosi.

6

7

d. Dapat memberikan penampilan dan kehalusan permukaan yang lebih baik.
e. Dengan bahan komposit dimungkinkan untuk mendapatkan sifat-sifat yang
lebih baik dari keramik, logam atau polimer.
Selain keunggulan di atas, komposit juga mempunyai kelemahan-kelemahan :
a. Sifat-sifat anisotropic (sifat-sifat bahan berbeda antara satu lokasi dengan
lokasi lainnya, tergantung pada arah pengukuran yang dilakukan).
b. Banyak bahan komposit (umumnya bahan komposit polimer) tidak aman
terhadap serangan zat-zat kimia atau larutan tertentu.
c. Harga bahan komposit relatif mahal.
d. Proses pembuatan lama dan mahal.
Secara khusus, kekuatan maupun kekakuan komposit, tergantung pada
kekakuan dan kekuatan fiber dan matrik yang digunakan. Jadi kemampuan
komposit terdapat diantara kemampuan fiber dan matrik pengikatnya serta
memiliki sifat-sifat dari bahan yang menjadi penyusunnya.

Gambar 2.1. Grafik kekuatan, kekakuan komposit dengan komponen
penyusunnya (Murphy, 1994:182)

8

2.2 Penggolongan Komposit
Penggolongan bahan komposit sangat luas, jenis komposit sering dibedakan
menurut bentuk dan bahan matriks penggikat sebagai bahan penguatnya. Secara
umum, komposit dapat dikelompokan kedalam tiga jenis (Murphy, 1975 :7) :
1. Fibrous composites
Pada komposit ini bahan pengguat yang digunakan adalah serat (dapat berupa
serat organik atau serat sintetik) yang memiliki kekuatan dan kekakuan lebih besar
bila dibandingkan dengan bahan pengikat atau matrik. Bahan pengikat yang
digunakan dapat berupa polymer, logam maupun keramik.
Agar dapat membentuk produk yang efektif dan baik maka komponen penguat
harus memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi dari pada matriknya. Selain
itu, ikatan permukaan antara komponen penguat dan matrik juga harus kuat (Van
Vlack : 589).
2. Laminated composites
Komposit ini terdiri dari dua atau lebih material yang disusun berlapis-lapis.
Pelapisan ini bertujuan untuk mendapatkan sifat-sifat yang baru seperti kekuatan,
kekakuan, ketahanan korosi, sifat termal dan juga untuk penampilan yang lebih
atraktif.
3. Particulated composites
Particulated composites terdiri dari partikel-partikel yang ada dalam matriks.
Material partikel bisa dibuat dari satu jenis ataupun lebih dari satu jenis material.
Biasanya, material partikel ini dibuat dari bahan metal atau dari bahan non-metal.
Jenis-jenis particulated composites:

9



Partikel komposit organik



Partikel komposit non organik.

Komposit menurut jenis matrik yang digunakan dapat dapat dibedakan
menjadi (Murphy, 1975):
a. Komposit Matrik Logam (Metal Matriks Composite)
Pada komposit ini, matrik yang digunakan adalah logam sedangkan bahan
penguatnya dapat berupa parikel keramik atau fiber dari logam, keramik,
karbon dan boron. Cermet merupakan salah satu tipe paling umum dari
komposit matrik logam dengan penguat (reinforcing agent) keramik.
b. Komposit Matriks Keramik (Ceramic Matrix Composite)
Keramik memiliki sifat-sifat yang cukup menarik seperti: kekakuan, kekerasan
dan kekuatan tekan yang tinggi serta kerapatan yang rendah. Bahan ini juga
memiliki beberapa kelemahan yaitu ketangguhan (toughness) dan tegangan
tarik rendah. Pembuatan komposit dengan matriks keramik sangat sulit dan
memerlukan biaya yang mahal. Metode yang biasa digunakan adalah metode
metalurgi serbuk sebagai matrik dapat digunakan : alumina(Al2O3), karbida
boron (B4C), nitrid boron (BN), karbida silicon (SiC), nitrid silicon (Si3N4),
karbida titanium (TiC). Sebagai fibernya dapat digunakan karbon, SiC dan
Al2O3.
c. Komposit Matriks Polimer ( Polymer Matrix Composite)
Komposit jenis ini adalah jenis yang paling banyak digunakan karena mudah
dalam proses pembuatannya dan murah. Bahan pengguat dari komposit ini

10

dapat berupa fiber, partikel dan atau flake, yang masing-masing dibedakan lagi
menjadi bahan penguat organik dan metal.

2.3 Komponen Bahan Komposit
Komposit merupakan

penggabungan dua macam bahan atau lebih yaitu

matrik dan reinforcement agent atau penguat. Penguat ini dapat disisipkan ke
dalam matrik tetapi tidak larut dalam matrik. Matrik pada komposit dapat
berbentuk:
1. Logam
2. keramik
3. polimer
Penguat pada komposit dapat berbentuk:
a. Serat
b. Partikel
c. Serpihan

Gambar 2.2. Bentuk Penguat (Santoso, 2007)

11

2.4.

Komposit Partikel

2.4.1. Partikel
Ukuran partikel yang digunakan bervariasi dari skala mikroskopis sampai
skala makroskopis. Partikel ini banyak digunakan sebagai phase reinforcing pada
logam dan keramik. Distribusi partikel di dalam matrik komposit tersusun secara
random, sehingga komposit yang dihasilkan mempunyai sifat isotropic.
Mekanisme penguatan oleh partikel ini tergantung pada ukuran partikel itu
sendiri. Dalam skala mikroskopis, partikel yang digunakan adalah serbuk yang
sangat halus yang terdistribusi dalam matrik dengan konsentrasi 15%. Kehadiran
serbuk akan menjadikan matrik mengeras dan menghambat gerakan dislokasi
yang timbul. Dalam kejadian ini, sebagian beban luar yang diberikan bekerja pada
matrik (Findasari, 2006).
Dalam komposit, ada tiga jenis partikel yang dapat digunakan yaitu partikel
logam, partikel nonlogam (organik), dan partikel keramik. Dalam pembuatan
komposit partikel ada beberapa kemungkinan kombinasi yang dapat dilakukan
yaitu (Murphy, 1975:8) :
1.

Nonmetallic in nonmetallic composites
Pada jenis ini partikel dan matrik yang digunakan berasal dari bahan bukan

logam. Contohnya adalah beton. Bahan ini disusun oleh pasir dan kerikil yang
dicampur dengan semen dan air, yang kemudian bereaksi secara kimia dan
kemudian mengeras setelah kering.

12

2.

Metallic in nonmetallic composites
Komposit ini disusun oleh partikel logam yang berada dalam matriks

nonlogam. Contoh dari bahan ini adalah : serbuk logam yang dimasukan dalam
resin termoset, komposit ini sangat kuat dan keras selain itu juga mempunyai
kemampuan menahan panas yang baik, karena itu bahan ini banyak digunakan
dalam bidang elektrik.
3.

Metallic in metallic composites
Untuk jenis komposit ini masih sangat jarang digunakan dan biasanya

merupakan paduan yang nantinya diharapkan akan mempunyai keunggulankeunggulan tertentu.
4.

Nonmetallic in metallic composites
Partikel non logam seperti keramik dapat dimasukan kedalam matriks

logam. Dari paduan dua bahan tersebut menghasilkan bahan yang disebut cermet.
Cermet biasa digunakan sebagai alat potong yang tahan terhadap temperatur
tinggi.

2.4.2. Matrik
Matrik merupakan komponen penyusun komposit dengan jenis yang
bermacam-macam. Matrik pada umumnya terbuat dari bahan yang lunak dan liat.
Polimer plastik merupakan bahan umum yang biasa digunakan. Polimer adalah
bahan matrik yang tidak dapat menerima suhu tinggi. Poliester, vinillester dan
epoksi adalah beberapa jenis bahan polimer termoset yaitu mempunyai sifat dapat
memadat bila dipanaskan pada tekanan tertentu dan tidak dapat dilelehkan

13

kembali. Resin polyester tak jenuh adalah bahan matrik thermosetting yang paling
luas dalam penggunaan sebagai matrik atau pengikat. Matrik ini digunakan mulai
dari bagian yang menggunakan proses pengerjaan yang sangat sederhana sampai
produk yang dikerjakan dengan proses menggunakan cetakan mesin (Santoso,
2007).
Epoxy adalah bahan yang terdiri dari dua komponen yaitu resin dan
hardener. Bila dicampur dengan perbandingan yang tepat akan menghasilkan
massa yang padat dan dapat melekat dengan baik pada logam, kulit, kayu maupun
beton. Karakteristik epoxy antara lain : ringan dan tidak menimbulkan tegangan,
tahan bahan kimia dan tahan korosi, tahan minyak, kuat tapi dapat dimesin dan
dicat, mudah pemakaiannya dan tak perlu panas, kurang tahan temperatur tinggi
dan kurang tahan benturan. Jenis epoxy ini dapat diperkuat dengan logam,
keramik dan bermacam-macam serat atau partikel (Surdia,1995:258).
Kekerasan dan keuletan dapat ditentukan dengan mengatur perbandingan
antara resin dan hardener serta proses pengeringannya. Epoxy kebanyakan dipakai
untuk perbaikan peralatan dari logam, perawatan mesin dan perekat bagi logam
yang tidak boleh dilas. Keistimewaan lain epoxy yaitu mempunyai sifat susut
muai yang sangat rendah, tahan tekanan, erosi dan abrasi (Surdia,1995:258).
Resin polyester relatif lebih murah jika dibanding epoxy, tetapi tidak
sekuat epoxy. Resin polyester banyak digunakan sebagai matrik pada fiberreinforced plastic.

14

2.4.3 Bahan Tambahan
Katalis

adalah

bahan

pemicu

(initiator)

yang

berfungsi

untuk

mempersingkat proses curing pada temperatur ruang. Komposisi katalis pada
komposit harus sangat diperhatikan. Komposit dengan kadar katalis yang terlalu
sedikit akan mengakibatkan proses curing yang terlalu lama. Apabila pada proses
pembuatan terjadi kelebihan katalis, maka akan menimbulkan panas yang
berlebihan sehingga dapat merusak produk (Santoso, 2007).
Untuk menghindari lengketnya produk dengan cetakan maka diadakan
proses pelapisan terhadap cetakan dengan release agent sebelum dilakukan
pembuatan. Release agent yang bisa digunakan berupa waxes (semir), mirror
glass, polyvinyls alcohol, film forming, oli dan sebagainya.
Selain bahan-bahan di atas masih banyak lagi bahan-bahan tambahan yang
dapat diaplikasikan sebagai penambah kempuan terhadap suhu tinggi, tahan aus
dan sebagainya.

2.5

Fraksi Volume
Fraksi volume penguat atau matrik (%) adalah perbandingan volume

bahan pembentuk komposit terhadap volume komposit (Findasari, 2006).
Misal:
Vr

= % penguat

Vm

= % matrik

V cat = % katalis
V com = 100 %

15

Maka:
V r + V m + V cat = V komposit

2.6

………. (2.1)

Mekanika Komposit
Sifat mekanik bahan komposit berbeda dengan bahan konvensional

lainnya. Tidak seperti bahan teknik lainnya yang pada umumnya bersifat homogen
isotropik, sifat heterogen bahan komposit terjadi karena bahan komposit tersusun
atas dua atau lebih bahan yang mempunyai sifat-sifat mekanis yang berbeda
sehingga analisis mekanik komposit berbeda dengan bahan teknik konvensional.
Sifat mekanik bahan komposit merupakan fungsi dari:
1. Sifat mekanis komponen penyusunnya.
2. Geometri susunan masing-masing komponen.
3. Inter fase antar komponen.
Mekanika komposit dapat dianalisis dari dua sudut pandang yaitu dengan
analisa mikro dan analisa makro mekanik. Analisa mikro bahan komposit dengan
memperlihatkan sifat-sifat mekanik bahan penyusunnya dan hubungan antara
komponen penyusunnya tersebut dengan sifat-sifat akhir dari komposit yang
dihasilkan. Analisis makromekanik memperlihatkan sifat-sifat bahan komposit
secara umum tanpa memperlihatkan sifat maupun hubungan antar komponen
penyusunnya (Murphy, 1975:11)
Mekanisme penguat tergantung dari ukuran partikel. Dalam skala
mikroskopis digunakan partikel berupa serbuk sangat halus. Serbuk akan
menjadikan matrik mengeras dan menghambat gerakan dislokasi. Dalam hal ini

16

sebagian besar beban luar yang diberikan bekerja pada matrik. Beban luar yang
diberikan didukung bersama-sama oleh matrik dan partikelnya.

2.7

Uji Keausan
Uji keausan atau gesek merupakan pengujian yang dilakukan untuk

mengetahui ketahanan benda uji terhadap gesekan yang diberikan secara kontinyu
selama beberapa waktu. Goresan karena bahan yang keras menyebabkan
permukaan kasar. Pemolesan dengan bahan abrasi keras, kertas amplas atau
campuran debu memberikan fenomena abrasi disebut keausan goresan atau
keausan permukaan licin (Surdia, 1995:39). Abrasi antara bidang bisa
menyebabkan temperatur naik karena gesekan yang berulang dan pada akhirnya
akan terkikis dan habis.
Keausan menerima pengaruh yang besar dan rumit dari laju pergerakan
relatif dan tekanan pada bidang kontak. Keausan kumulatif antara permukaan
halus pada tekanan tetap menghasilkan harga maksimum pada laju pergerakan
relatif tertentu.
Keausan korosi bisa di sebabkan juga oleh zat kimia dan proses
elektrokimia dari bahan pelumas dan juga ada keausan flet yang menyebabkan
kerontokan oleh retakan lelah lokal karena tegangan yang berulang-ulang dari
persentuhan yang tegangannya lebih tinggi dari batas elastis.
Mekanisma gesekan pada bahan polimer sangat berbeda dengan
mekanisme pada logam. Pada logam, koefisien gesekan hampir konstan tidak
tergantung beban, luas bidang kontak laju gesekan. Tetapi pada polimer koefisien

17

gesekan tergantung beban, bidang kontak dan seterusnya. Umumnya cenderung
berkurang kalau beban bertambah, karena bahan menunjukkan kelakuan tengahtengah antara deformasi elastik dan deformasi plastik (Surdia, 1995:188).
Harga keausan spesifik dapat dicari dengan menggunakan rumus (Modul
praktikum uji keausan Universitas Gajah Mada Yogyakarta):

Ws =

Bbo 3
.......................................................................(2.2)
8  r  Po  Lo

Dengan catatan : B : lebar piringan pengaus (3 mm)
Bo : lebar keausan pada benda uji ( mm)
R : jari-jari piringan pengaus (14,4 mm)
Po : gaya tekan pada proses pengausan (2,12 kg)
Lo : jarak tempuh pada proses pengausan (25 m)

2.8

Uji Impak
Pengujian impak dimaksud untuk mengetahui sifat liat atau getas benda

uji. Uji impak ini membutuhkan tenaga untuk mematahkan benda uji dengan
sekali pukul. Alat pukul yang digunakan berupa sebuah palu dengan berat tertentu
yang dijatuhkan dengan cara dilepaskan dari sudut () dan sisi pisau pada palu
menengenai benda uji yang berbentuk persegi panjang dengan ukuran 10 x 10
mm, panjang 55 mm dan takikan 2 mm serta sudut takikan 45o. Karena pukulan
tersebut, benda uji akan patah. Kemudian, palu akan berayun kembali membentuk
sudut () (Santoso, 2007).

18

Gambar 2.3 Prinsip Pengujian Impak (Santoso, 2007)

Energi uji impak dapat dicari dengan rumus (Santoso, 2007):
W = GR (cos  - cos )
Dimana :

(joule) .............................................(2.4)

W

= Tenaga patah (joule)



= Besar sudut pada saat palu akan dilepaskan tanpa benda uji



= Sudut yang dibentuk palu setelah mematahkan benda uji

G

= Berat palu = 1,357 kg

R

= Jarak titik putar palu sampai titik berat palu = 0,3948 m

Harga keliatan suatu bahan dapat dicari dengan menggunakan rumus (Santoso,
2007):
Keliatan

=

W
A

(joule/mm2) ..................................................... (2.5)

Dimana : W = tenaga patah (joule)

A = luas patahan benda uji (mm2)

19

Dari metode ini dapat diperoleh keuntungan sebagai berikut:
a. Bentuk benda uji yang digunakan sangat cocok untuk mengukur ketangguhan
tarik pada bahan kekuatan rendah.
b. Pengujian dapat dilakukan pada suhu dibawah suhu ruang
c. Dapat juga digunakan untuk perbandingan pengaruh paduan dan perlakuan
panas pada ketangguhan takik.
Di samping beberapa keuntungan di atas pada metode ini, terdapat juga kerugian
yang terjadi, diantaranya:
a. Hasil uji impak tidak bisa dimanfaatkan dalam perancangan, karena uji ini
bersifat merusak.
b. Tidak terdapat hubungan antara data uji impak dengan ukuran cacat.

2.9

Tinjauan Pustaka
Penelitian komposit dilakukan oleh Setyawati (2003) yang intinya adalah

sebagai berikut:
Kebutuhan manusia akan kayu sebagai bahan bangunan baik untuk
keperluan konstruksi, dekorasi, maupun furniture terus meningkat seiring dengan
meningkatnya jumlah penduduk. Kebutuhan kayu untuk industri perkayuan di
Indonesia diperkirakan sebesar 70 juta m³ per tahun dengan kenaikan rata-rata
sebesar 14,2 % per tahun sedangkan produksi kayu bulat diperkirakan hanya
sebesar 25 juta m³ per tahun, dengan demikian terjadi defisit sebesar 45 juta m³
(Priyono, 2001).

20

Patut disayangkan, sampai saat ini kegiatan pemanenan dan pengolahan
kayu di Indonesia masih menghasilkan limbah dalam jumlah besar. Purwanto
dkk, (1994) menyatakan komposisi limbah pada kegiatan pemanenan dan
industri pengolahan kayu adalah sebagai berikut :
1. Pada pemanenan kayu, limbah umumnya berbentuk kayu bulat, mencapai
66,16%
2. Pada industri penggergajian limbah kayu meliputi serbuk gergaji 10,6&.
Sebetan 25,9% dan potongan 14,3%, dengan total limbah sebesar 50,8% dari
jumlah bahan baku yang digubakan
3. Limbah pada industri kayu lapis meliputi limbah potongan 5,6%, serbuk
gergaji 0,7%, sampah vinir basah 24,8%, sampah vinir kering 12,6% sisa
kupasan 11,0% dan potongan tepi kayu lapis 6,3%. Total limbah kayu lapis
ini sebesar 61,0% dari jumlah bahan baku yang digunakan.
Data Departemen Kehutanan dan Perkebunan tahun 1999/2000
menunjukkan bahwa produksi kayu lapis Indonesia mencapai 4,61 juta m³
sedangkan kayu gergajian mencapai 2,06 juta m³. Dengan asumsi limbah yang
dihasilkan mencapai 61% maka diperkirakan limbah kayu yang dihasilkan
mencapai lebih dari 5 juta m³ (BPS, 2000).
Nama plastik mewakili ribuan bahan yang berbeda sifat fisis, mekanis,
dan kimia. Secara garis besar plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan
besar, yakni plastik yang bersifat thermoplastic dan yang bersifat thermoset.
Thermoplastic dapat dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi
bentuk lain, sedangkan jenis thermoset bila telah mengeras tidak dapat

21

dilunakkan kembali. Plastik yang paling umum digunakan dalam kehidupan
sehari-hari adalah dalam bentuk thermoplastic.
Pemanfaatan limbah plastik merupakan upaya menekan pembuangan
plastik seminimal mungkin dan dalam batas tertentu menghemat sumber daya
dan mengurangi ketergantungan bahan baku impor. Pemanfaatan limbah plastik
dapat dilakukan dengan pemakaian kembali (reuse) maupun daur ulang
(recycle). Di Indonesia, pemanfaatan limbah plastik dalam skala rumah tangga
umumnya adalah dengan pemakaian kembali dengan keperluan yang berbeda,
misalnya tempat cat yang terbuat dari plastik digunakan untuk pot atau ember.
Sisi jelek pemakaian kembali, terutama dalam bentuk kemasan adalah sering
digunakan untuk pemalsuan produk seperti yang seringkali terjadi di kota-kota
besar (Syafitrie, 2001).
Pemanfaatan limbah plastik dengan cara daur ulang umumnya dilakukan
oleh industri. Secara umum terdapat empat persyaratan agar suatu limbah plastik
dapat diproses oleh suatu industri, antara lain limbah harus dalam

bentuk

tertentu sesuai kebutuhan (biji, pellet, serbuk, pecahan), limbah harus homogen,
tidak terkontaminasi, serta diupayakan tidak teroksidasi. Untuk mengatasi
masalah tersebut, sebelum digunakan limbah plastik diproses melalui tahapan
sederhana, yaitu pemisahan, pemotongan, pencucian, dan penghilangan zat-zat
seperti besi dan sebagainya (Sasse et al.,1995).
Komposit kayu merupakan istilah untuk menggambarkan setiap produk
yang terbuat dari lembaran atau potongan–potongan kecil kayu yang direkat
bersama-sama (Maloney,1996). Mengacu pada pengertian di atas, komposit

22

serbuk kayu plastik adalah komposit yang terbuat dari plastik sebagai matriks
dan serbuk kayu sebagai pengisi (filler), yang mempunyai sifat gabungan
keduanya. Penambahan filler ke dalam matriks bertujuan mengurangi densitas,
meningkatkan kekakuan, dan mengurangi biaya per unit volume. Dari segi kayu,
dengan adanya matrik polimer didalamnya maka kekuatan dan sifat fisiknya
juga akan meningkat (Febrianto, 1999).
Pembuatan komposit dengan menggunakan matriks dari plastik yang
telah didaur ulang, selain dapat meningkatkan efisiensi pemanfaatan kayu, juga
dapat mengurangi pembebanan lingkungan terhadap limbah plastik disamping
menghasilkan produk inovatif sebagai bahan bangunan pengganti kayu.
Keunggulan produk ini antara lain : biaya produksi lebih murah, bahan bakunya
melimpah, fleksibel dalam proses pembuatannya, kerapatannya rendah, lebih
bersifat biodegradable (dibanding plastik), memiliki sifat-sifat yang lebih baik
dibandingkan bahan baku asalnya, dapat diaplikasikan untuk berbagai keperluan,
serta bersifat dapat didaur ulang (recycleable). Beberapa contoh penggunaan
produk ini antara lain sebagai komponen interior kendaraan (mobil, kereta api,
pesawat terbang), perabot rumah tangga, maupun komponen bangunan (jendela,
pintu, dinding, lantai dan jembatan) (Febrianto, 1999: Youngquist, 1995).
Serbuk kayu sebagai Filler
Filler ditambahkan ke dalam matriks dengan tujuan meningkatkan sifatsifat mekanis plastik melalui penyebaran tekanan yang efektif di antara serat
dan matriks (Han, 1990). Selain itu penambahan filler akan mengurangi biaya
disamping memperbaiki beberapa sifat produknya.

23

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam pemanfaatan serbuk kayu
sebagai filler dalam pembuatan komposit kayu plastik adalah jenis kayu, ukuran
serbuk serta nisbah antara serbuk kayu dan plastik. Hal lain yang perlu
diperhatikan adalah sifat dasar dari serbuk kayu itu sendiri. Kayu merupakan
bahan yang sebagian besar terdiri dari selulosa (40-50%), hemiselulosa (2030%), lignin (20-30%), dan sejumlah kecil bahan-bahan anorganik dan
ekstraktif. Karenanya kayu bersifat hidrofilik, kaku, serta dapat terdegradasi
secara biologis. Sifat-sifat tersebut menyebabkan kayu kurang sesuai bila
digabungkan dengan plastik, karena itu dalam pembuatan komposit kayu-plastik
diperlukan bantuan coupling agent (Febrianto,1999).
Plastik Daur Ulang Sebagai Matriks
Di Indonesia, plastik daur ulang sebagian besar dimanfaatkan kembali
sebagai produk semula dengan kualitas yang lebih rendah. Pemanfaatan plastik
daur ulang sebagai bahan konstruksi masih sangat jarang ditemui. Pada tahun
1980 an, di Inggris dan Italia plastik daur ulang telah digunakan untuk membuat
tiang telepon sebagai pengganti tiang-tiang kayu atau besi. Di Swedia plastik
daur ulang dimanfaatkan sebagai bata plastik untuk pembuatan bangunan
bertingkat, karena ringan serta lebih kuat dibandingkan bata yang umum dipakai
(YBP, 1986).
Pembuatan Komposit
Pada dasarnya pembuatan komposit serbuk kayu plastik daur ulang tidak
berbeda dengan komposit dengan matriks plastik murni. Komposit ini dapat

24

dibuat melalui proses satu tahap, proses dua tahap, maupun proses kontinyu.
Pada proses satu tahap, semua bahan baku dicampur terlebih dahulu secara
manual kemudian dimasukkan ke dalam alat pengadon (kneader) dan diproses
sampai menghasilkan produk komposit. Pada proses dua tahap bahan baku
plastik dimodifikasi terlebih dahulu, kemudian bahan pengisi dicampur secara
bersamaan di dalam kneader dan dibentuk menjadi komposit. Kombinasi dari
tahap-tahap ini dikenal dengan proses kontinyu. Pada proses ini bahan baku
dimasukkan secara bertahap dan berurutan di dalam kneader kemudian diproses
sampai menjadi produk komposit (Han dan Shiraishi, 1990). Umumnya proses
dua tahap menghasilkan produk yang lebih baik dari proses satu tahap, namun
proses satu tahap memerlukan waktu yang lebih singkat.
Penyiapan filler
Pada prinsipnya penyiapan filler ditujukan untuk mendapatkan serbuk
kayu atau tepung kayu dengan ukuran dan kadar air yang seragam. Makin halus
serbuk semakin besar kontak permukaan antara filler dengan matriknya,
sehingga produk menjadi lebih homogen. Akan tetapi, bila ditinjau dari segi
dekoratif, komposit dengan ukuran serbuk yang lebih besar akan menghasilkan
penampakkan yang lebih baik karena sebaran serbuk kayunya memberikan nilai
tersendiri.
Penyiapan Plastik Daur Ulang
Limbah

plastik

dikelompokkan

sesuai

dengan

jenis

plastiknya

(polipropilena (PP),polietilena (PE), dan sebagainya). Setelah dibersihkan,
limbah tersebut dicacah untuk memperkecil ukuran, selanjutnya dipanaskan

25

sampai titik lelehnya, kemudian diproses hingga berbentuk pellet. Sebelum
digunakan sebagai matriks komposit dilakukan analis termal diferensial (DTA).
Pada proses dua tahap, pellet tersebut diblending terlebih dahulu dengan
coupling agent sehingga berfungsi sebagai compatibilizer dalam pembuatan
komposit.
Blending (Pengadonan)
Tahap-tahap dalam pengadonan ini disesuaikan dengan proses yang
digunakan, satu tahap, dua tahap, atau kontinyu. Menurut Han (1990) kondisi
pengadonan yang paling berpengaruh dalam pembuatan komposit adalah suhu,
laju rotasi, dan waktu pengadonan.
Pembentukan komposit
Setelah proses pencampuran selesai, sampel langsung dikeluarkan untuk
dibentuk menjadi lembaran dengan kempa panas. Pengempaan dilakukan selama
2,5 - 3 menit dengan tekanan sebesar 100 kgf/cm² selama 30 detik pada suhu
170ºC - 190ºC. Setelah dilakukan pengempaan dingin pada tekanan yang sama
selama 30 detik, lembaran kemudian didinginkan pada suhu kamar.
Pengujian Komposit
Pengujian komposit dilakukan untuk mengetahui apakah produk yang
dihasilkan telah memenuhi persyaratan yang ditentukan untuk suatu penggunaan
tertentu. Jenis pengujian disesuaikan dengan kebutuhan, umumnya meliputi
pengujian fterhadap sifat fisis, mekanis, serta thermal komposit.

26

Komposit yang berkualitas tinggi hanya dapat dicapai bila serbuk kayu
terdistribusi dengan baik di dalam matriks. Dalam kenyataannya, afinitas antara
serbuk kayu dengan plastik sangat rendah karena kayu bersifat hidrofilik
sedangkan plastik bersifat hidrofobik. Akibatnya komposit yang terbentuk
memiliki sifat-sifat pengaliran dan moldability yang rendah dan pada gilirannya
dapat menurunkan kekuatan bahan (Han, 1990).
Hasil-hasil Penelitian
Penelitian-penelitian yang telah dan sedang dilakukan bertujuan untuk
menghasilkan komposit kayu plastik dengan sifat-sifat yang terbaik. Han (1990),
Stark & Berger (1997), dan Oksman & Clemons (1997), meneliti faktor- faktor
yang berperan penting dalam pembuatan komposit serbuk kayu plastik, yaitu
tipe dan bentuk bahan baku, jenis kayu, nisbah filler dengan matriks, jenis dan
kadar compatibilizer, serta kondisi pada saat pengadonan. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa sampai batas tertentu terjadi peningkatan kekuatan
komposit dengan makin kecil ukuran serbuk yang digunakan, demikian juga
tipe, nisbah serbuk kayu dan plastik, kadar air serta jenis kayu berpengaruh
nyata terhadap sifat-sifat komposit yang dihasilkan. Penambahan compatibilizer
sampai batas tertentu berpengaruh baik terhadap kekuatan komposit.
Penelitian mengenai komposit kayu plastik sebagian besar masih
menggunakan plastik murni sebagai matriks. Penelitian dengan menggunakan
matriks daur ulang, dilakukan oleh Setyawati (2003), Sulaeman (2003) dengan
menggunakan polipropilena daur ulang. Hasil-hasil penelitian dirangkum
sebagai berikut :

27

Setyawati (2003) meneliti pengaruh ukuran nisbah serbuk kayu dengan
matriks, serta kadar compatibilizer terhadap sifat fisis dan mekanis komposit
kayu polipropilena daur ulang. Hasil penelitian menunjukkan pola yang sama
dengan komposit y