TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan metode pengujian sifat fisika dan mekanika PEMBUATAN SAMPEL Hasil Perankingan Kualitas Papan Partikel KESIMPULAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Polimer Departemen Kimia FMIPA - USU Medan dan Laboratorium Penelitian FMIPA USU Medan. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Desember 2010 - April 2011. 3.2 BAHAN-BAHAN 3.2.1. Alat-alat yang digunakan dalam pembuatan dan pengujian sampel : 1. Neraca analitis 2. Alat cetakan dari bahan baja stainless dengan ukuran 20 cm x 15 cm x 1 cm. 3. Seperangkat alat kempa panas hot press 4. Seperangkat alat Universal Testing Machine 5. Seperangkat alat uji kuat impak 6. Desikator 7. Jangka Sorong 8. Panci 9. Pengaduk kayu 10. Mixer 11. Penggaris 12. Oven 13. Gelas ukur 14. Gergaji mesin Universitas Sumatera Utara 15. Mesin penggiling serat Brabender 16. Gunting 17. Skrap dan Spatula 18. Stop watch

3.2.2. Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Serat Kulit Jagung 2. Resin Polyester Yukalac 157 BQTN-EX ECER 3. Katalis Mepoxe 100 cc 4. NaOH 1 sebanyak 800 gram 5. Aquadest sebanyak 20 liter 6. Aluminium Foil

3.3 METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan metode pengujian sifat fisika dan mekanika

dilakukan berdasarkan Standar Nasional Indonesia SNI 03-2105-2006, . Metode pengumpulan data yang dipakai adalah eksperimen, yaitu melakukan serangkaian pengujian pada objek yang diteliti untuk mendapatkan data yang diperlukan sebagai perhitungan.

3.4 PROSEDUR PENELITIAN

Adapun prosedur yang dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

3.4.1 3.4.2

Perlakuan pada Kulit Jagung a. Memilih serat kulit jagung yang telah bersih dari kotoran dan tanah. b. Memotong serat kulit jagung dengan panjang kurang lebih 1 inchi. c. Mengeringkan serat kulit jagung di ruang terbuka di bawah sinar matahari. Universitas Sumatera Utara d. Merendam serat kulit jagung dengan larutan NaOH 1 terdiri atas 800 gram NaOH 1 dengan 20 liter aquadest selama 24 jam. e. Membersihkan serat kulit jagung dari larutan NaOH 1 dengan air mengalir. f. Mengeringkan serat kulit jagung dengan oven selama 48 jam, suhu 50 o C hingga diperoleh kulit jagung dengan kadar air rendah. g. Menggiling kulit jagung sampai diperoleh serat kulit jagung serat pendek

3.4.2. Perlakuan Pada Poliester

Cairan Poliester di timbang dengan neraca analitis sesuai komposisi yang telah ditentukan. Selanjutnya Poliester dicampur dengan Mepoxe sebanyak 5 dari jumlah Poliester untuk setiap komposisi. Campuran keduanya selanjutnya diaduk dengan mixer hingga diperoleh larutan yang merata.

3.4.3. Pembuatan Papam Komposit

a. Menimbang serat kulit jagung, poliester dan mepoxe sesuai komposisi yang telah ditentukan dengan menggunakan neraca analitis. b. Campuran poliester dan mepoxe digabung menjadi satu dengan serat kulit jagung dan diaduk menggunakan pengaduk kayu didalam panci dan diaduk secara manual dengan tangan. Adapun komposisi bahan papan partikel dicantumkan pada tabel di bawah ini. Tabel 3.1 . Komposisi bahan papan partikel Serat KJ Poliester Mepoxe 5x Poliester Perlakuan Serat KJ-Poliester Gram gram 5 gram 70-30 60-40 50-50 60-40 30-70 70 60 50 40 30 280 240 200 160 120 30 40 50 60 70 120 160 200 240 280 5x120 5x160 5x200 5x240 5x280 6 8 10 12 14 Serat KJ = Serat kulit jagung Universitas Sumatera Utara c. Meletakkan cetakan baja di atas lempengan besi yang telah dilapisi alumunium foil. d. Selanjutnya Campuran serat kulit jagung dengan poliester yang telah merata dibentuk dalam alat cetakan baja berukuran 20 cm x 15 cm x 1 cm. e. Bagian atas campuran selanjutnya dilapisi lempengan besi yang telah dilapisi alumunium foil juga. f. Campuran selanjutnya dikempa dengan menggunakan kempa panas pada suhu 50 o C selama 20 menit dengan tekanan 69 Bar 69x100 kPa. Campuran yang telah dikempa selama 20 menit dikeluarkan dari kempa panas dan dibiarkan di ruang terbuka. Selesailah proses pembuatan papan partikel. 3.4.4.Pengkondisian Campuran yang telah dikempa selama 20 menit dengan tekanan 69 Bar69x100kPa, kemudian menjadi papan partikel. Papan partikel yang telah terbentuk kemudian dibiarkan di dalam ruangan selama 7 hari untuk mencapai kadar air kesetimbangan pada suhu kamar. Lembaran yang masih dalam keadaan sangat panas dan sangat lunak dibiarkan sekitar 20 menit agar terjadi pengerasan perekat sebelum dikeluarkan dari klem. Dilakukan pengkondisian selama satu minggu untuk mencapai distribusi kadar air yang seragam dan melepaskan tegangan sisa dalam papan akibat pengempaan. Universitas Sumatera Utara

3.5 PEMBUATAN SAMPEL

Pembuatan sampel dengan pemotongan bahan papan partikel yang sudah jadi mengacu pada standar SNI 03-2105-2006 seperti terlihat pada gambar berikut. Gambar 3.1. Un sampel Uji Berdasarkan SKeterangan : A : Sampel untuk uji kerapatan dan kadar air B : Sampel untuk uji MOR dan MOE C : Sampel untuk uji pengembangan tebal D : Sampel untuk uji kuat rekat internal E : Sampel untuk uji kuat impak dan uji kuat pegang sekrup 3.6. VARIABEL PENELITIAN 3.6.1. Variabel Bebas  Persen berat Resin Poliester 70, 60, 50, 40, 30 .  Persen berat serat kulit jagung 30, 40, 50, 60, 70 . 20,0 cm 5,0 cm 5,0 cm 2,5 cm 2,5 cm 10,0 cm 5,0 cm 5,0 cm 5,0 cm 5,0 cm 5,0 cm B A C D E Universitas Sumatera Utara

3.6.2. Variabel Terikat

 Uji Kerapatan  Uji Kadar Air  Uji Pengembangan Tebal  Uji Kuat lentur MOR  Uji Modulus elastisitas MOE  Uji Kuat Rekat Internal  Uji Kuat Impak 3.7. DIAGRAM ALIR PENELITIAN 3.7.1. Penyiapan Serat Kulit Jagung Gambar 3.2. Diagram Alir Penelitian serat kulit jagung Dicuci dan dibersihkan dari kotoran dan tanah Diproses dalam gilingan manual Dicuci kembali sebanyak 2 kali Dikeringkan dibawah sinar matahari 3 hari Direndam dalam larutan NaOH 1 24 Jam Dicuci dengan air mengalir Dikeringkan dengan oven t = 50 C 2 hari Digiling dengan penggiling daun merk Brabender di PPKS dan diperoleh serat pendek 1 cm Kulit jagung Serat kulit jagung Universitas Sumatera Utara

3.7.2. Penyiapan Resin Poliester

Gambar. 3.3 Diagram Alir Penyiapan Resin Polyester Ditimbang sesuai komposisi Dicampur dengan mexpo katalis, dengan Jumlah 5 dari komposisi Yukalac Diaduk di dalam erlenmeyer Yukalac 157 BQTN-EX ECER Resin Polyester Siap jadi Yukalac 157 BQTN-EX ECER Resin Polyester Siap jadi Yukalac 157 BQTN-EX ECER Resin Polyester Siap jadi Yukalac 157 BQTN-EX ECER Resin Polyester Siap jadi Ditimbang sesuai komposisi Dicampur dengan mexpo katalis, dengan Jumlah 5 dari komposisi Yukalac Diaduk di dalam erlenmeyer Yukalac 157 BQTN-EX ECER Resin Polyester Siap jadi Universitas Sumatera Utara

3.7.3. Pembuatan Papan Partikel Komposit

Gambar 3.4 Diagram Alir Pembuatan Papan Partikel Resin Polyester Siap jadi Serat Kulit Jagung Dicampur didalam panci aluminium Diaduk dengan pengaduk kayu sampai rata Dimasukkan kedalam cetakan baja Dikempa panas dengan alat hot press Sampel Uji Uji Kerapatan Uji Kadar Air Hasil Akhir Kesimpulan Selesai Uji Sifat Fisis Uji Sifat Mekanis Analisis Hasil Uji Uji P.Tebal Uji MOR Uji MOE Uji Impak Uji Internal Bond Universitas Sumatera Utara BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pada penelitian ini dilakukan beberapa analisis terhadap sampel papan partikel dengan kadar campuran Resin Poliester dengan serat kulit jagung yang bervariasi, yaitu antara lain adalah : uji kerapatan, uji kadar air, uji pengembangan tebal, uji kuat lentur MOR, uji Modulus Of Elasticity MOE, uji impak dan uji kuat rekat internal. Dari analisis yang dilakukan diperoleh data sebagai berikut. 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. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0.63 grcm 3 sampai dengan 0,94 grcm 3 , nilai kerapatan terendah pada komposisi 30:70 dan yang tertinggi pada komposisi 60:40. Hasil kerapatan pada pada penelitian ini disajikan pada gambar 1. Universitas Sumatera Utara Gambar 4.1 grafik Nilai Kerapatan Hasil rata-rata kerapatan dari sampel 0,79 grcm 3 . Hal tersebut menunjukkan bahwa pemberian serat kulit jagung sebagai pengisi dan resin polyester sebagai pengikat pada saat pembentukan papan partikel dapat dilakukan dengan cukup baik. Terjadinya penurunan kerapatan pada komposisi 70 : 30 disebabkan oleh beberapa hal yaitu factor pengempahan berulang dan pencmpuran yang tidak homogeny sehingga terjadi void-void ataupun kekosongan serat, sehingga kerapatannya menurun. Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan termasuk dalam kategori kerapatan sedang dan kerapatan tinggi. Untuk komposisi 30:70, 40 : 60 dan 70 : 30 dikategorikan kerapatan sedang dan komposisi, 50:50, 60:40, dikategorikan kerapatan tinggi. Kategori ini disesuaikan dengan penggolongan menurut Tsoumis 1991 yang membagi papan partikel menjadi papan partikel dengan kerapatan rendah 0,25 grcm 3 – 0,40grcm 3 kerapatan sedang 0,40grcm 3 -0,80grcm 3 dan kerapatan tinggi 0,80grcm 3 – 1,20grcm 3 . Standar Nasional Indonesia SNI 03- 2105 – 2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel sebesar 0,50 – 0,90 grcm 3 . Jadi semua papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan yang di tetapkan.

4.1.2. Kadar Air

Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air di dalam suatu benda yang dinyatakan dalam persen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,62 untuk komposisi 70 : 30 sampai dengan 12, 403 untuk komposisi 30 : 70 Hasil kadar air pada penelitian ini disajikan pada gambar 2 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.2 grafik Nilai Kadar Air Hasil penelitian menunjukkan nilai kadar air rendah untuk komposisi 70 Resin polyester dan 30 Kulit jagung. Dan kadar air yang paling tinggi pada komposisi 30 Resin polyester dan serat kulit jagung 70 . jadi dapat disimpulkan semakin banyak atau semakin besar komposisi kulit jagung dibandingkan dengan resin polyester maka kadar airnya semakin besar. Standar Nasional Indonesia SNI 03 – 2105 – 2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai kadar air papan partikel 14. Dari hasil pengujian semua papan komposit yang dihasilkan tidak mencapai kadar air minimum yang disyaratkan. nilai kadar air sangat rendah. Jadi memenuhi syarat sebagai papan partikel.

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 berfariasi antara 1,01 untuk komposisi 70 : 30 hingga 11,49 untuk Universitas Sumatera Utara komposisi 30: 70. Secara lengkap nilai pengembangan tebal tersaji pada gambar 3 Gambar 4.3 grafik Nilai Pengembangan Tebal Standar Nasional Indonesia SNI 03 –2105 – 2006, Papan Partikel, nilai pengembangan tebal yang di isyaratkan maksimum 12. Sedangkan nilai pengembangan tebal papan komposit yang dihasilkan dari pengujian dibawah 11,49 , sehingga papan komposit memenuhi standar. Semakin banyak serat kulit jagungnya maka pengembangan tebalnya semakin besar. 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 Modulus of rufture yang diperoleh cukup tinggi. Nilai terendah pada komposisi 40 : 60 sebesar 91,73 Kgfcm 2 sedangkan yang tertinggi pada komposisi 70 : 30 sebesar 340,614 Kgfcm 2 . Hal ini sesuai dengan Sujasman, A.2009, semakin banyak pengikat yang digunakan maka sifat mekanik akan bertambah karena pengikat telah bereaksi dengan pengisi Universitas Sumatera Utara sehingga nilai MOR semakin meningkat. Keadaan ini disebabkan sifat dari resin poliester sebagai pengikat. Secara lengkap nilai kuat lentur tersaji pada gambar 4 Gambar 4.4 grafik Nilai Kuat Lentur Standar Nasional Indinesia SNI 03 – 2105 – 2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai kuat lentur MOR minimal 80 Kgfcm 2 . Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan memenuhi standar yang di tetapkan. Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan berdasarkan 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 30 : 70 sebesar 4503,64 Kgfcm 2 sedangkan yang tertinggi pada komposisi 70 : 30 sebesar 12987,89 Kgfcm 2 . Semakin banyak komposisi resin poliesternya maka semakin besar nilai MOE. Secara lengkap nilai MOE disajikan dalam gambar 5 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.5 grafik Nilai Modulus Elastisitas Nilai MOE papan komposit yang dihasilkan masih jauh berada dibawah nilai SNI yang mensyaratkan nilai MOE minimal 20.400 kgfcm 2 . 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. Dengan demikian nilai MOE yang diperoleh tidak memenuhi Standar SNI.

4.2.3 Kuat Impak

Pengujian ini menggunakan alat Wolperts Type : CPSA Com. No.88031040000 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 2,52 – 3,62 Joullecm 2 . Secara lengkap nilai Kuat Impak disajikan dalam gambar 6 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.6 grafik Nilai Kuat Impak Dari grafik kekuatan impak pada perlakuan komposisi 70 : 30 lebih kecil sebesar 2,52 Joulecm 2 dan kekuatan impak komposisi 40 : 60 lebih besar sebesar 3,62 Joulecm 2 . Semakin sebar komposisi serat pengisi pada papan komposit maka kuat impaknya semakin besar, ini sebabkan fungsi serat sebagai penambah kekuatan pada papan partikel

4.2.4 Kuat Rekat Internal

Pengujian ini menggunakan alat Universal Testing Macine Type SC – 2DE MFG. No 6079 Capasita 2000 Kgf. Kuat rekat internal adalah salah satu besaran teknik untuk menguji kekuatan perekat dalam papan komposit. Dalam penelitian ini perekat yang digunakan adalah Resin poliester. Hasil pengujian menunjukkan nilai kuat rekat internal pada komposisi 60 : 40 lebih besar sebesar 21,272 Kgfcm 2 dan yang paling kecil pada komposisi 30 : 70 sebesar 10,589 Kgfcm 2 . Secara lengkap nilai Kuat Rekat Internal tersaji pada gambar Universitas Sumatera Utara Gambar4.7 grafik Kuat Rekat Internal Dalam Standar Nasional Indonesia SNI 03 – 2105 – 2006, Papan Partikel, mensyaratkan nilai Kuat Rekat Internal minimum 1,5 Kgfcm 2 . Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan memenuhi standar yang ditetapkan karena nilai kuat rekat internalnya melampaui nilai minimum. Dengan demikian kualitas papan komposit yang dihasilkan berdasarkan kuat rekat internalnya sangat baik.

4.3. Hasil Perankingan Kualitas Papan Partikel

Dari hasil penelitian secara umum hasil penelitian memenuhi standart nasional Indonesia SNI dapat dilihat ditabel 4.3 dan secara keseluruhan komposisi resin poliester dengan serat kulit jagung yaitu pada komposisi 60 :40 Universitas Sumatera Utara Tabel 4.1 Rekapitulasi pengujian fisik dan mekanik Baik Baik Baik Baik - Baik Baik RP : S K J 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 30 : 70 0,63 12,403 11,49 98,469 4503,64 10,589 3,06 40 : 60 0,66 10,271 9,71 91,727 5001,35 15,851 3,62 50 : 50 0,92 2,275 9,04 230,934 10943,21 19,346 2,87 60 : 40 0,94 1,291 3,03 240,729 10432,68 21,272 2,77 70 : 30 0,74 0,620 1,01 340,614 12987,89 19,948 2,52 Universitas Sumatera Utara BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

1. Penelitian ini telah berhasil mengolah limbah kulit jagung menjadi papan partikel dengan penambahan resin Polyester. 2. Secara umum nilai sifat fisis dan mekanik dari hasil penelitian papan partikel yang dihasilkan tergolong baik dan memenuhi standar yang ditetapkan SNI 03 – 2105 – 2006 . Dari hasil perankingan kualitas papan partikel yang lebih baik adalah perlakuan pada komposisi 60 : 40. 3. Nilai kerapatan 0,63 – 0,94 grcm. Nilai kerapatan menurut SNIantara 0,4 sd 0,9 grcm 3 . 4. Nilai kadar air 0,620 -12,403 . Nilai kerapatan menurut SNI antara kurang dari 14 . 5. Nilai pengembangan Tebal 1,01 -11,43 . Nilai pengembangan tebal menurut SNI maximum 12 . Pengujian mekanik didapat : 1. Kuat lentur MOR didapat 91,73 – 340,65 kgfcm 2 . Nilai Modulus of Rupture kuat lentur menurut SNI 2006 minimal 80 kgfcm 2 . 2. Modulus of Elastisitas MOE didapat 4503,24 – 12987,89 kgfcm 2 . Nilai menurut SNI 2006 20400 kgfcm 2 . Tidak memenuhi yang disebabkan oleh beberapa faktor yaitu faktor pengadukan yang kurang homogen, proses pengempahan kurang lama dan pemakaian alat uji yang belum dikalibrasi. 3. Nilai Kuat impak didapat 2,52 sd 3,62 joulecm 2 . Universitas Sumatera Utara 4. Kuat rekat internal 10,52 – 21,37 kgfcm 2 . Menurut SNI 2006 minimal 1,5 kgfcm 2 . 5. Grafik yang terjadi setiap uji baik uji fisik maupun mekanik terkadang naik turun ini disebabkan beberapa hal yaitu pengadukan yang tidak homogen sehingga terdapat celah-celah pada setiap serat yang menimbulkan kekuatan pada sampel tidak sama. Dari hasil perankingan kualitas papan komposit yang lebih baik adalah perlakuan pada komposisi 60 : 40 yaitu 60 resin poliester dan 40 serat kulit jagungnya.

5.2. Saran