Pembuatan dan Karakterisasi Papan Komposit Berbasis Serat Durian (Durio Zibethinus Murr) Dengan Resin Poliester
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada saat ini kemajuan teknologi di dunia perindustrian semakin pesat. Seiring
dengan perkembangan teknologi industri, teknologi bahan pun seakan tak mau kalah
dengan itu, para peneliti pun terus melakukan inovasi–inovasi baru,dengan mulai melirik
suatu bahan yang berasal dari alam untuk dimanfaatkan dan diolah sehingga menambah
nilai fungsinya, bukan hanya itu kelebihan serat alam yang ramah lingkungan dan biaya
produksinya yang relatif lebih murah menjadikan serat alam kembali jadi pilihan untuk
diolah menjadi sebuah material yang disebut komposit. Komposit merupakan suatu
material yang terbentuk dari dua atau lebih material penyusun. Material penyusunnya
memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda-beda, sehingga komposit memiliki sifat
dan karakteristik yang unik dan lebih unggul dari material penyusunnya. Beberapa
keunggulan komposit antara lain, mudah dibentuk, kuat, ringan tetap kokoh tanpa
dibentuk, isolasi listrik yang baik, anti karat dan mudah dikombinasikan dengan bahan
lain (Syamani, 2009).
Secara umum material komposit terdiri atas dua unsur yaitu pengisi (fiber) dan
pengikat (matrik). Fiber berfungsi untuk menambah kekuatan, kekakuan dan keliatan
bahan, sedangkan matrik berfungsi untuk melindungi penguat. Bahan sebagai penguat
yang dapat digunakan dalam pembuatan komposit adalah serat sintesis dan serat natural
atau serat alam. Material komposit yang ramah lingkungan biasanya berbasis serat alam
yang dapat diperoleh di sekitar lingkungan. Serat alam sekarang banyak digunakan
karena jumlahnya banyak dan sangat murah jadi sering dimanfaatkan sebagai material
penguat seperti serat kenaf, abaca, rosella, jerami dan masih banyak serat alami yang
lain yang biasa dimanfaatkan. Serat kulit durian merupakan salah satu serat alam yang
cukup melimpah diIndonesia dan dapat diperbaharui. Sumatera Utara adalah salah satu
provinsi penghasil buah durian terbesar di Indonesia dengan angka sebesar 79.659 ton
pada tahun 2011 (BPS,2013) dan terus semakin meningkat pada tahun-tahun
Universitas Sumatera Utara
2
selanjutnya. Seiring dengan semakin meningkatnya jumlah durian tersebut, tidak dapat
dihindari bahwa durian akan menghasilkan limbah atau buangan berupa biji dan kulit
durian yang semakin banyak. Kulit durian merupakan penyusun terbesar dari buah
durian dengan angka 57% dari bobot buah tersebut.Artinya, bobot kulit itu setara dengan
45.405 ton kulit durian yang dihasilkan di Sumatera Utara saja.
Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2008, produksi buah durian
terbanyak menurut provinsi per tahun adalah Provinsi Sumatera Utara dengan jumlah
produksi 128.803 ton, diikuti Provinsi Jawa Barat, Provinsi Jawa Timur dan Provinsi
Jawa Tengah masing-masing dengan jumlah produksi 91.097 ton, 91.078 ton dan 65.019
ton, sementara total produksi buah durian di Indonesia adalah 682.323 ton (BPS, 2008).
Dalam hal ini dapat disimpulkan bahwa sebagai daerah yang banyak memproduksi buah
durian, berarti banyak pula sampah biji dan kulit durian yang dihasilkan.dengan limbah
yang begitu melimpah belum terdapat pengolahan yang bernilai ekonomi. Pengolahan
yang ada selama ini hanya dalam skala menjadikan kulit durian tersebut sebagai pupuk.
Pemanfaatan limbah kulit durian menjadi pupuk adalah pengolahan limbah yang masih
sederhana dan belum maksimal pemanfaatannya. Hal ini tidak sedikit sekali menjadi
pencemaran lingkungan. Kulit durian juga kaya akan serat sehingga dengan serat yang
ada pada kulit durian dapat dimanfaatkan sebagai bahan alternatif. Ditambah lagi di
indonesia merupakan daerah pemproduksi durian, sehingga tidak akan sulit untuk
memperoleh serat tersebut. Kulit buah durian mengandung selulosasekitar 50 - 60%,
lignin 5% dan pati5% dari berat buah. Kandungan selulosa kulit buah durian cukup
tinggi yaitu 50 -60%. Pada penelitian tentang papan komposit yang berpenguat serat
perlu kita ketahui bahwa panjang serat dalam pembuatan komposit serat pada matriks
sangat berpengaruh terhadap kekuatannya, ada 2 penggunaan serat dalam campuran
komposit yaitu serat pendek dan serat panjang. Serat panjang lebih kuat dibandingkan
dengan serat pendek oleh karena itu panjang dan diameternya sangat berpengaruh pada
kekuatan maupun modulus komposit. Serat panjang lebih efisien dalam peletakannya
dari pada serat pendek. Serat kulit durian merupakan salah satu material serat alam
alternatif
dalam
pembuatan
komposit
secara
ilmiah
pemanfaatannya
masih
dikembangkan. Serat kulit durian mudah didapat, harga murah, durian merupakan
Universitas Sumatera Utara
3
tanaman yang berbuah sepanjang tahun dengan jumlah melimpah. (Mahatmanti dkk,
2009).
Dari uraian diatas penelitian ini akan memanfaatkan serat kulit durian
merupakan limbah rumah tangga yang dibuang sebagai sampah dan tidak memiliki nilai
ekonomi dimanfaatkan sebagai penguat, kulit durian yang digunakan dalam penelitian
ini adalah durian sidikalang. Dalam penlitian ini serat kulit durian dilapisi dengan bahan
matriks poliester, dimana serat kulit durian digunakan sebagai bahan penguat dari ikatan
matriks poliester. Adapun tujuan dari penelitian ini, yaitu untuk mengetahui pengaruh
komposisi serat kulit durian sebagai penguat dalam pembuatan komposit yang
berkualitas, kuat, ringan dan ekonomis. Karakterisasi tersebut dilakukan untuk
mengetahui pengaruh komposisi serat kulit durian dengan matriks polyester terhadap
sifat fisis dan sifat mekanik komposit, mengetahui sifat fisis serat kulit durian sebagai
penguat komposit meliputi uji densitas dan kadar air dan mekanik, uji tarik dan uji
impak dan mengetahui aplikasi komposit serat kulit durian dengan matriks polyester.
Agar penelitian ini lebih terarah maka dilakukan beberapa pendekatan diantaranya
komposisi serat kulit durian adalah 0 gr, 0,1 gr, 0,2 gr, 0,3 gr, 0,4 gr. Metode pembuatan
komposit adalah metode acak (random) dan pengujian yang dilakukan adalah pengujian
pengujian sifat fisis seperti densitas, kadar air dan sedangkan untuk pengujian mekanik
meliputi uji kuat impak, kuat tarik dan kuat lentur.
1.2 Permasalahan
Berdasarkan latar belakang yang telah telah dikemukakan di atas maka dapat
dirumuskan beberapa permasalahan yang akan diselesaikan, yaitu sebagai berikut:
1. Apakah serat kulit durian dapat digunakan sebagai penguat pada papan komposit
dengan resin poliester.
2. Bagaimana pengaruh penambahan serat kulit durian terhadap sifat mekanik, fisis dari
papan komposit.
3. Bagaimana kualitas papan komposit yang dihasilkan.
Universitas Sumatera Utara
4
1.3
Batasan Masalah
Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang telah
ditentukan, maka diperlukan pembatasan masalah dari penelitian. Adapun batasan
masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Pembuatan papan komposit dengan variasi serat kulit durian sebagai penguat
komposit: 0 gr, 0,1gr, 0,2 gr, 0,3 gr, 0,4 gr.
2. Pengujian papan komposit: sifat fisis (densitas, kadar air), sifat mekanik (kekuatan
tarik, kekuatan lentur dan kuat impak).
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:.
1. Untuk mengetahui serat limbah kulit durian dapat dijadikan sebagai penguat
komposit serat alam.
2. Untuk mengetahui pengaruh komposisi serat kulit durian terhadap sifat mekanik dan
sifat fisis komposit.
3. Untuk mengetahui perbandingan karakteristik papan komposit serat kulit durian
dengan papan komposit standart dan aplikasinya.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Mendapatkan papan komposit berbasis serat kulit durian sebagai bahan pengganti
material kontruksi ramah lingkungan dan bernilai murah.
2. Memanfaatkan limbah kulit durian yang dibuang sebagai sampah dan tidak
memiliki nilai ekonomi menjadi bermanfaat dan berkualitas.
3. Memberikan informasi sebagai pengembangan pengetahuan pada penelitian lanjutan
khususnya bidang material komposit serat kulit durian dan resin poliester.
Universitas Sumatera Utara
1.1 Latar Belakang
Pada saat ini kemajuan teknologi di dunia perindustrian semakin pesat. Seiring
dengan perkembangan teknologi industri, teknologi bahan pun seakan tak mau kalah
dengan itu, para peneliti pun terus melakukan inovasi–inovasi baru,dengan mulai melirik
suatu bahan yang berasal dari alam untuk dimanfaatkan dan diolah sehingga menambah
nilai fungsinya, bukan hanya itu kelebihan serat alam yang ramah lingkungan dan biaya
produksinya yang relatif lebih murah menjadikan serat alam kembali jadi pilihan untuk
diolah menjadi sebuah material yang disebut komposit. Komposit merupakan suatu
material yang terbentuk dari dua atau lebih material penyusun. Material penyusunnya
memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda-beda, sehingga komposit memiliki sifat
dan karakteristik yang unik dan lebih unggul dari material penyusunnya. Beberapa
keunggulan komposit antara lain, mudah dibentuk, kuat, ringan tetap kokoh tanpa
dibentuk, isolasi listrik yang baik, anti karat dan mudah dikombinasikan dengan bahan
lain (Syamani, 2009).
Secara umum material komposit terdiri atas dua unsur yaitu pengisi (fiber) dan
pengikat (matrik). Fiber berfungsi untuk menambah kekuatan, kekakuan dan keliatan
bahan, sedangkan matrik berfungsi untuk melindungi penguat. Bahan sebagai penguat
yang dapat digunakan dalam pembuatan komposit adalah serat sintesis dan serat natural
atau serat alam. Material komposit yang ramah lingkungan biasanya berbasis serat alam
yang dapat diperoleh di sekitar lingkungan. Serat alam sekarang banyak digunakan
karena jumlahnya banyak dan sangat murah jadi sering dimanfaatkan sebagai material
penguat seperti serat kenaf, abaca, rosella, jerami dan masih banyak serat alami yang
lain yang biasa dimanfaatkan. Serat kulit durian merupakan salah satu serat alam yang
cukup melimpah diIndonesia dan dapat diperbaharui. Sumatera Utara adalah salah satu
provinsi penghasil buah durian terbesar di Indonesia dengan angka sebesar 79.659 ton
pada tahun 2011 (BPS,2013) dan terus semakin meningkat pada tahun-tahun
Universitas Sumatera Utara
2
selanjutnya. Seiring dengan semakin meningkatnya jumlah durian tersebut, tidak dapat
dihindari bahwa durian akan menghasilkan limbah atau buangan berupa biji dan kulit
durian yang semakin banyak. Kulit durian merupakan penyusun terbesar dari buah
durian dengan angka 57% dari bobot buah tersebut.Artinya, bobot kulit itu setara dengan
45.405 ton kulit durian yang dihasilkan di Sumatera Utara saja.
Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2008, produksi buah durian
terbanyak menurut provinsi per tahun adalah Provinsi Sumatera Utara dengan jumlah
produksi 128.803 ton, diikuti Provinsi Jawa Barat, Provinsi Jawa Timur dan Provinsi
Jawa Tengah masing-masing dengan jumlah produksi 91.097 ton, 91.078 ton dan 65.019
ton, sementara total produksi buah durian di Indonesia adalah 682.323 ton (BPS, 2008).
Dalam hal ini dapat disimpulkan bahwa sebagai daerah yang banyak memproduksi buah
durian, berarti banyak pula sampah biji dan kulit durian yang dihasilkan.dengan limbah
yang begitu melimpah belum terdapat pengolahan yang bernilai ekonomi. Pengolahan
yang ada selama ini hanya dalam skala menjadikan kulit durian tersebut sebagai pupuk.
Pemanfaatan limbah kulit durian menjadi pupuk adalah pengolahan limbah yang masih
sederhana dan belum maksimal pemanfaatannya. Hal ini tidak sedikit sekali menjadi
pencemaran lingkungan. Kulit durian juga kaya akan serat sehingga dengan serat yang
ada pada kulit durian dapat dimanfaatkan sebagai bahan alternatif. Ditambah lagi di
indonesia merupakan daerah pemproduksi durian, sehingga tidak akan sulit untuk
memperoleh serat tersebut. Kulit buah durian mengandung selulosasekitar 50 - 60%,
lignin 5% dan pati5% dari berat buah. Kandungan selulosa kulit buah durian cukup
tinggi yaitu 50 -60%. Pada penelitian tentang papan komposit yang berpenguat serat
perlu kita ketahui bahwa panjang serat dalam pembuatan komposit serat pada matriks
sangat berpengaruh terhadap kekuatannya, ada 2 penggunaan serat dalam campuran
komposit yaitu serat pendek dan serat panjang. Serat panjang lebih kuat dibandingkan
dengan serat pendek oleh karena itu panjang dan diameternya sangat berpengaruh pada
kekuatan maupun modulus komposit. Serat panjang lebih efisien dalam peletakannya
dari pada serat pendek. Serat kulit durian merupakan salah satu material serat alam
alternatif
dalam
pembuatan
komposit
secara
ilmiah
pemanfaatannya
masih
dikembangkan. Serat kulit durian mudah didapat, harga murah, durian merupakan
Universitas Sumatera Utara
3
tanaman yang berbuah sepanjang tahun dengan jumlah melimpah. (Mahatmanti dkk,
2009).
Dari uraian diatas penelitian ini akan memanfaatkan serat kulit durian
merupakan limbah rumah tangga yang dibuang sebagai sampah dan tidak memiliki nilai
ekonomi dimanfaatkan sebagai penguat, kulit durian yang digunakan dalam penelitian
ini adalah durian sidikalang. Dalam penlitian ini serat kulit durian dilapisi dengan bahan
matriks poliester, dimana serat kulit durian digunakan sebagai bahan penguat dari ikatan
matriks poliester. Adapun tujuan dari penelitian ini, yaitu untuk mengetahui pengaruh
komposisi serat kulit durian sebagai penguat dalam pembuatan komposit yang
berkualitas, kuat, ringan dan ekonomis. Karakterisasi tersebut dilakukan untuk
mengetahui pengaruh komposisi serat kulit durian dengan matriks polyester terhadap
sifat fisis dan sifat mekanik komposit, mengetahui sifat fisis serat kulit durian sebagai
penguat komposit meliputi uji densitas dan kadar air dan mekanik, uji tarik dan uji
impak dan mengetahui aplikasi komposit serat kulit durian dengan matriks polyester.
Agar penelitian ini lebih terarah maka dilakukan beberapa pendekatan diantaranya
komposisi serat kulit durian adalah 0 gr, 0,1 gr, 0,2 gr, 0,3 gr, 0,4 gr. Metode pembuatan
komposit adalah metode acak (random) dan pengujian yang dilakukan adalah pengujian
pengujian sifat fisis seperti densitas, kadar air dan sedangkan untuk pengujian mekanik
meliputi uji kuat impak, kuat tarik dan kuat lentur.
1.2 Permasalahan
Berdasarkan latar belakang yang telah telah dikemukakan di atas maka dapat
dirumuskan beberapa permasalahan yang akan diselesaikan, yaitu sebagai berikut:
1. Apakah serat kulit durian dapat digunakan sebagai penguat pada papan komposit
dengan resin poliester.
2. Bagaimana pengaruh penambahan serat kulit durian terhadap sifat mekanik, fisis dari
papan komposit.
3. Bagaimana kualitas papan komposit yang dihasilkan.
Universitas Sumatera Utara
4
1.3
Batasan Masalah
Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang telah
ditentukan, maka diperlukan pembatasan masalah dari penelitian. Adapun batasan
masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Pembuatan papan komposit dengan variasi serat kulit durian sebagai penguat
komposit: 0 gr, 0,1gr, 0,2 gr, 0,3 gr, 0,4 gr.
2. Pengujian papan komposit: sifat fisis (densitas, kadar air), sifat mekanik (kekuatan
tarik, kekuatan lentur dan kuat impak).
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:.
1. Untuk mengetahui serat limbah kulit durian dapat dijadikan sebagai penguat
komposit serat alam.
2. Untuk mengetahui pengaruh komposisi serat kulit durian terhadap sifat mekanik dan
sifat fisis komposit.
3. Untuk mengetahui perbandingan karakteristik papan komposit serat kulit durian
dengan papan komposit standart dan aplikasinya.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Mendapatkan papan komposit berbasis serat kulit durian sebagai bahan pengganti
material kontruksi ramah lingkungan dan bernilai murah.
2. Memanfaatkan limbah kulit durian yang dibuang sebagai sampah dan tidak
memiliki nilai ekonomi menjadi bermanfaat dan berkualitas.
3. Memberikan informasi sebagai pengembangan pengetahuan pada penelitian lanjutan
khususnya bidang material komposit serat kulit durian dan resin poliester.
Universitas Sumatera Utara