Kualitas Fiber Komposit Plastic Dari Kertas Kertas Kardus Dengan Matriks Polietilena (PE)

KUALITAS FIBER PLASTIC COMPOSITE DARI KERTAS
KARDUS DENGAN MATRIKS POLIETILENA (PE)

SKRIPSI

Oleh:
Reymon Fernando Cibro
071203026/ Teknologi Hasil Hutan

PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2011

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Hasil
Nama
NIM

P. Studi

: KUALITAS FIBER KOMPOSIT PLASTIC DARI KERTAS
KERTAS KARDUS DENGAN MATRIKS POLIETILENA (PE)
: Reymon Fernando Cibro
: 071203026
: Kehutanan

Disetujui oleh:
Komisi Pembimbing

Ketua

Anggota

Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si

Arif Nuryawan, S.Hut, M.Si

Mengetahui:

Ketua Program Studi Kehutanan

Siti Latifah S.Hut, M.Si, PhD

Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sidikalang kabupaten Dairi pada tanggal 14 Juli 1989
dari ayah Ramses Cibro dan ibu Rosdiana Br. Tambunan. Penulis merupakan
putra ke-3 dari empat bersaudara.
Penulis menyelesaikan Sekolah Dasar di SD Negri 030288 Batang Beruh,
Sidikalang, Kabupaten Dairi, Sumatera Utara pada tahun 2001, Sekolah Lanjutan
Tingkat Pertama (SLTP) di SLTP Negri 3 Sidikalang, Kabupaten Dairi, Sumatera
Utara tahun 2004, dan Sekolah Menengah Umum (SMU) di SMU Negri 2
Sidikalang, Kabupaten Dairi, Sumatera Utara tahun 2007. Pada tahun 2007
penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur
Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Penulis memilih program studi
Teknologi Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian.
Penulis mengikuti kegiatan Praktik Pengenalan dan Pengelolaan Hutan di

Hutan Mangrove, Pulau Sembilan dan Hutan Dataran Rendah Aras Napal..
Penulis juga melaksanakan Praktek Kerja Lapang (PKL) di Taman Nasional
Gunung Gede Pangrango- Jawa Barat. Penulis telah memenangkan Program
Kreatifitas Mahasiswa DIKTI Tahun 2010 dengan judul “Pembuatan Green Belt
Di Wilayah Penyangga Kawasan Hutan Lindung Register 66 Dairi”, dan Tahun
2011 dengan Judul “Kopi Asli Sidikalang dalam Ukuran Sachet Untuk
Meningkatkan Nilai Jual Produk Asli Sumatera Utara”. Penulis juga pernah
menjadi assisten di laboratorium Mikrobiologi Akuatik Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara pada tahun 2011.

Universitas Sumatera Utara

REYMON FERNANDO CIBRO. Kualitas Fiber Plastic Composite dari Limbah
Kardus dengan Matriks Polietilana (PE)

ABSTRAK

Penelitian pemanfaatan serat kardus bekas dan plastik polietilena (PE)
daur ulang sebagai bahan baku pembuatan papan komposit plastik yang berguna
untuk menanggulangi keberadaan limbah kertas kardus dan plastik, serta

memenuhi permintaan kayu yang semakin meningkat. Penelitian ini bertujuan
mengevaluasi sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan
tebal), dan sifat mekanis (keteguhan lentur, keteguhan patah, keteguhan rekat,
kuat pegang skrup) papan komposit plastik dari serat kardus bekas dan plastik
polietilena daur ulang bening dan buram serta membandingkan penggunaan
plastik polietilena daur ulang bening dan buram, pengujian sifat fisis dan sifat
mekanis mengacu pada standard Japanese industrial standard (JIS) A 5905-2003
hardboard S20 dan JIS A 5908 (2003) particleboards type 13.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa di dalam pengujian fisis, seluruh
perlakuan memenuhi nilai standard, nilai terbaik untuk kerapatan 0,93 g/cm2,
kadar air 5,08%, daya serap air 2 jam dan 24 jam 4,15% dan 9,36%,
pengembangan tebal 2 jam dan 24 jam 13,27% dan `14,39%. Sedangkan untuk
pengujian mekanis, nilai keteguhan lentur dan keteguhan patah tidak memenuhi
standard,

namun

keteguhan

rekat

dan

kuat

pegang

skrup

memenuhi

standard.papan komposit terbaik diperoleh dari perbandingan 60:40 perlakuan
polietilena daur ulang buram. Penggunaan polietilena buram lebih baik dibanding
polietilena bening.

Kata kunci: serat kardus, polietilena bening dan buram, papan komposit plastik

Universitas Sumatera Utara

REYMON FERNANDO CIBRO. The Quality of Fiber Plastic Compsite from

Waste Cardboard with matriks Polyetilena (PE)

ABSTRACT

The research utilizion use cardboard fiber and polyetilena recycle plastic
as raw material for fiber plastic composite. That is useful to decreasing the waste
of cardboard ang polyetilena plastic, as well as to accomplishes demand of wood.
This research aims to evaluate the physical properties (density, moisture content,
water absorbtion, thickness swelling) and mechanical properties (modulus of
elasticity, modulus of rupture, internal bond, screw holding power) fiber plastic
composite formercardboard fiber and recycle polyetilena plastic transparent and
opaque, and then compare purpose result of recycle polyetilena transparent and
opaque. The result of physical and mechanical properties test refer to JIS A 59052003 hardboard S20 dan JIS A 5908 (2003) particleboards type 13.
The results showed that in the physical testing, all treatments according to
the standard value, the best value test for density 0.93 g/cm2, moisture content
5.08%, water absorption 2 hours and 24 hours is 4.15% and 9.36% , the thickness
swelling 2 hours and 24 hours is 13.27% and 14.39% . As for mechanical
testing, the value of modulus of elasticity, modulus of rupture not according to
standard, but for internal bond and screw holding power according to standard.
The best product fiber plastic composite gotten from ratio 60:40 with the recycle

polyetilena plastic transparent treatment. The recycle polyetilena plastic
transparent better than recycle polyetilena plastic opaque.

Key words: Fiber cardboard, recycle polyetilena plastic, fiber plastic composite

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas
kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan hasil skripsi yang
berjudul. Kualitas Fiber Plastic composite dari Limbah Kertas Kardus Dengan
Matriks Polietilena (PE) ini dengan baik.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua penulis yang
telah memberi dukungan spiritual dan moril kepada penulis selama ini. Penulis
mengucapkan terima kasih kepada komisi pembimbing bapak Luthfi Hakim,
S.Hut, M.Si dan bapak Arif Nuryawan S.Hut, M.Si yang membimbing dan
memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis dalam menyelesaikan
proposal hasil penelitian ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua rekan mahasiswa

yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan hasil penelitian ini. Semoga
hasil penelitian ini berguna bagi semuanya.

Medan, Desember 2011

Penulis

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal
ABSTRAK........................................................................................................ i
KATA PENGANTAR ....................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................. v
PENDAHULUAN
Latar Belakang ............................................................................................... 1
Tujuan Penelitian ........................................................................................... 3
Manfaat Penelitian.......................................................................................... 3

Hipotesis ........................................................................................................ 4
TINJAUAN PUSTAKA
Plastik ............................................................................................................ 5
Kertas Kardus ................................................................................................. 6
Polietilena ...................................................................................................... 7
Komposit Kayu Plastik (WPC) ..................................................................... 10
METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi Penelitian ......................................................................... 12
Bahan dan Alat Penelitian ............................................................................. 12
Prosedur Penelitian ........................................................................................ 12
Persiapan bahan baku ........................................................................... 12
Perhitungan Plastik dan Bahan Baku .................................................... 13
Pembuatan Papan Komposit ................................................................. 14
Pengujian Kualitas Papan Komposit ..................................................... 15
Pembuatan Contoh Uji ......................................................................... 15
Pengujian Sifat Fisis ............................................................................. 16
Pengujian Sifat Mekanis ....................................................................... 17
Rancangan Percobaan........................................................................... 20
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil.............................................................................................................. 22

Kerapatan ...................................................................................................... 24
Kadar air ....................................................................................................... 25
Daya Serap Air .............................................................................................. 27
Pengembangan Tebal .................................................................................... 28
Modulus of Elasticity (MOE) ........................................................................ 31
Modulus of Rupture (MOR) .......................................................................... 31
Keteguhan Rekat (Internal Bond) ................................................................. 33
Kuat Pegang Skrup ........................................................................................ 35
Karakter sifat fisis mekanis papan Fiber Plastic Komposit dari limbah kardus
dibandingkan dengan JIS 5905 A-2003 dan JIS A 5908-2003 ........................ 36
Penilaian Kelas Mutu Papan Komposit Plastik .............................................. 37

Universitas Sumatera Utara

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan........................................................................................................ 38
Saran ................................................................................................................. 38
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Halaman

1. Ikatan kimia etilena dan polietilena ................................................................. 9
2. Pola pemotongan contoh uji ........................................................................... 15
3. Pengujian keteguhan rekat (internal bond) ..................................................... 17
4. Pengujian MOR dan MOE ............................................................................. 18
5. Posisi sekrup pada pengujian kuat pegang sekrup ........................................... 19
6. Skema prosedur penelitian ............................................................................. 21
7.Papan komposit plastik ................................................................................... 22
8.Grafik kerapatan papan komposit plastik ......................................................... 25
9.Grafik kadar air papan komposit plastik .......................................................... 26
10.Grafik daya serap air 2 jam papan komposit plastik ....................................... 28
11.Grafik daya serap air 24 jam papan komposit plastik ..................................... 28
12.Grafik pengembangan tebal 2 jam papan komposit plastik ............................ 29
13.Grafik pengembangan tebal 24 jam papan komposit plastik...................... ….30
14.Grafik modulus of elasticity (MOE) .............................................................. 31
15.Grafik modulus of rupture (MOR)................................................................. 33
16.Grafik keteguhan rekat (internal bond) .......................................................... 34
17.Grafik kuat pegang skrup .............................................................................. 35

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Halaman
1. Kekuatan tarik, tekan dan lentur bahan polimer ............................................... 9
2. Komposisi kebutuhan bahan baku papan komposit ......................................... 14
3.JIS A 5905-2003 dan JIS A 5908-2003 ........................................................... 23
4.Pengujian fisis ................................................................................................. 24
5.Pengujian mekanis .......................................................................................... 30
6.Karakteristik Fisis dan Mekanis Fiber Board Plastic ........................................ 36
7.Kelas mutu papan komposit plastik ................................................................. 37

Universitas Sumatera Utara

REYMON FERNANDO CIBRO. Kualitas Fiber Plastic Composite dari Limbah
Kardus dengan Matriks Polietilana (PE)

ABSTRAK

Penelitian pemanfaatan serat kardus bekas dan plastik polietilena (PE)
daur ulang sebagai bahan baku pembuatan papan komposit plastik yang berguna
untuk menanggulangi keberadaan limbah kertas kardus dan plastik, serta
memenuhi permintaan kayu yang semakin meningkat. Penelitian ini bertujuan
mengevaluasi sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan
tebal), dan sifat mekanis (keteguhan lentur, keteguhan patah, keteguhan rekat,
kuat pegang skrup) papan komposit plastik dari serat kardus bekas dan plastik
polietilena daur ulang bening dan buram serta membandingkan penggunaan
plastik polietilena daur ulang bening dan buram, pengujian sifat fisis dan sifat
mekanis mengacu pada standard Japanese industrial standard (JIS) A 5905-2003
hardboard S20 dan JIS A 5908 (2003) particleboards type 13.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa di dalam pengujian fisis, seluruh
perlakuan memenuhi nilai standard, nilai terbaik untuk kerapatan 0,93 g/cm2,
kadar air 5,08%, daya serap air 2 jam dan 24 jam 4,15% dan 9,36%,
pengembangan tebal 2 jam dan 24 jam 13,27% dan `14,39%. Sedangkan untuk
pengujian mekanis, nilai keteguhan lentur dan keteguhan patah tidak memenuhi
standard,

namun

keteguhan

rekat

dan

kuat

pegang

skrup

memenuhi

standard.papan komposit terbaik diperoleh dari perbandingan 60:40 perlakuan
polietilena daur ulang buram. Penggunaan polietilena buram lebih baik dibanding
polietilena bening.

Kata kunci: serat kardus, polietilena bening dan buram, papan komposit plastik

Universitas Sumatera Utara

REYMON FERNANDO CIBRO. The Quality of Fiber Plastic Compsite from
Waste Cardboard with matriks Polyetilena (PE)

ABSTRACT

The research utilizion use cardboard fiber and polyetilena recycle plastic
as raw material for fiber plastic composite. That is useful to decreasing the waste
of cardboard ang polyetilena plastic, as well as to accomplishes demand of wood.
This research aims to evaluate the physical properties (density, moisture content,
water absorbtion, thickness swelling) and mechanical properties (modulus of
elasticity, modulus of rupture, internal bond, screw holding power) fiber plastic
composite formercardboard fiber and recycle polyetilena plastic transparent and
opaque, and then compare purpose result of recycle polyetilena transparent and
opaque. The result of physical and mechanical properties test refer to JIS A 59052003 hardboard S20 dan JIS A 5908 (2003) particleboards type 13.
The results showed that in the physical testing, all treatments according to
the standard value, the best value test for density 0.93 g/cm2, moisture content
5.08%, water absorption 2 hours and 24 hours is 4.15% and 9.36% , the thickness
swelling 2 hours and 24 hours is 13.27% and 14.39% . As for mechanical
testing, the value of modulus of elasticity, modulus of rupture not according to
standard, but for internal bond and screw holding power according to standard.
The best product fiber plastic composite gotten from ratio 60:40 with the recycle
polyetilena plastic transparent treatment. The recycle polyetilena plastic
transparent better than recycle polyetilena plastic opaque.

Key words: Fiber cardboard, recycle polyetilena plastic, fiber plastic composite

Universitas Sumatera Utara

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Indonesia adalah salah satu negara terpadat penduduknya di dunia dengan
pertambahan sekitar 2,5% per tahun. Meningkatnya

jumlah penduduk

menyebabkan kebutuhan akan kayu bangunan (konstruksi) maupun untuk perabot
rumah tangga terus meningkat, bahkan diperkirakan lebih cepat dari pertambahan
penduduk itu sendiri (Massijaya et al, 2008).
Kardus atau corrugated paper sebagai sebuah bahan dasar kemasan
memiliki daur hidup yang sangat singkat, dihargai hanya selama proses distribusi
produk dari produsen ke konsumen berlangsung. Material kardus untuk saat ini
dipandang sebagai kebutuhan sekunder dalam suatu proses produksi industri.
Bahan dasar utama kertas kardus berasal dari limbah industri pemotongan kayu
(sisa potongan, serutan, serbuk gergaji). Karena sifatnya merupakan bahan-bahan
organik membuat kardus mudah untuk diolah kembali atau di daur ulang beberapa
kali, baik untuk bahan pembuatan kardus baru atau papan daur ulang seperti MDF
atau Medium-Density Fibre Board (Willy dan Yahya, 2001).
Plastik sering digunakan sebagai tempat minuman dalam bentuk botol. Tidak
jarang dijumpai banyak sampah-sampah plastik tersebut dijumpai di sekitar kita.
Kenyataannya plastik yang tersusun dari senyawa polimer tersebut tidak dapat
terdekomposisi oleh bakteri, oleh karena itu apabila keberadaannya tidak
ditanggulangi akan menyebabkan kerusakan lingkungan yang sangat berdampak
bagi kesehatan kehidupan manusia. Namun belakangan ini sudah banyak orang
yang mendaur ulang

sampah plastik menjadi barang yang dapat digunakan

Universitas Sumatera Utara

sehari-hari. Namun pengelolaannya menjadi salah satu alternatif pengganti kayu
masih jarang ditemui
Pemanfaatan limbah kardus dan plastik sebagai bahan baku papan komposit
sampai saat ini belum mendapat perhatian serius, sementara volume limbah
kardus sebagai pembungkus barang cukup tinggi. Selain itu, limbah plastik
menimbulkan persoalan tersendiri bagi lingkungan karena bahan ini sangat sulit
terdekomposisi. Jika kedua potensi limbah ini digabungkan menjadi bahan baku
pembuatan papan komposit, maka diharapkan akan tercipta suatu produk papan
komposit baru yang memiliki ketahanan terhadap mikroorganisme perusak yang
lebih tinggi dan memiliki stabilitas dimensi yang lebih baik daripada produk panel
kayu yang ada sejauh ini.
Penelitian sebelumnya mengenai karakteristik termoplastik polietilena dengan
menggunakan serat batang pisang sebagai komposit untuk bahan palet kayu oleh
Ram (2008). Dari penelitian tersebut diperoleh untuk pengukuran kekuatan tekan
maksimum sebesar 18,3 kgf (179,47 N) pada sampel polietilena 100% dalam
waktu 30 menit dan kekuatan lentur maksimum sebesar 108,73 kgf (1066,32 N)
pada sampel polietilena 90% dalam waktu 5 menit. Penelitian sebelumnya
mengenai karakteristik matriks termoplastik polietilena terplastisasi poligliserol
asetat oleh Rafli (2008). Dari penelitian tersebut diperoleh hasil optimum
pencampuran PE-PGA (10:1) memiliki kekuatan tarik 13,67 MPa dan kemuluran
89,65%.
Saat ini penggunaan serat yang didaur ulang menjadi papan komposit
plastik masih jarang. Karena serat yang selama ini digunakan adalah serat alami
yang memiliki kadar air tinggi. Sementara kandungan air serat daur ulang dari

Universitas Sumatera Utara

kardus bekas lebih rendah dari serat alami sehingga meningkatkan ikatan serat
daur ulang dengan matriks plastik dalam pembuatan papan komposit plastik. Oleh
sebab itu, mengingat bahan baku dari serat alami yang jumlahnya akan semakin
menurun, dalam penelitian ini akan diteliti pembuatan komposit kayu plastik
dengan menggunakan serat daur ulang dari kardus bekas dengan matriks plastik.
Dimana hasil produk yang dihasilkan diharapkan dapat menggantikan kebutuhan
manusia akan kayu.

Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengevaluasi kualitas papan komposit
dari serat kertas kardus dan polietilena daur ulang bening dan buram, serta
membandingkan kedua kualitas papan komposit tersebut

Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mendapatkan bahan baku terbaru untuk produk komposit yang
memiliki kualitas yang lebih tinggi.
2. Peningkatan nilai ekonomis serat kardus bekas sebagai bahan baru yang
berkualitas.
3. Sebagai referensi untuk penelitian selanjutnya yang memanfaatkan serat
yang berbeda untuk pembuatan komposit dengan matriks polietilena.
4. Pemanfaatan limbah plastik sebagai matriks dalam pembuatan komposit.

Universitas Sumatera Utara

Hipotesis
Terdapat interaksi antara dosis perbandingan serat dan plastik, serta jenis
matriks yang digunakan dalam mempengaruhi sifat fisis (kerapatan, KA, daya
serap air, pengembangan tebal) dan sifat mekanis (MOE, MOR, internal bond,
kuat pegang skrup) di dalam pembuatan papan komposit plastik.

Universitas Sumatera Utara

TINJAUAN PUSTAKA

Plastik
Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar biasa.
Polimer adalah suatu bahan yang terdiri atas unit molekul yang disebut monomer.
Jika monomernya sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda
akan menghasilkan kopolimer. Polimer alam yang telah kita kenal antara lain :
selulosa, protein, karet alam dan sejenisnya. Pada mulanya manusia menggunakan
polimer alam hanya untuk membuat perkakas dan senjata, tetapi keadaan ini
hanya bertahan hingga akhir abad XIX dan selanjutnya manusia mulai
memodifikasi polimer menjadi plastik. Plastik yang pertama kali dibuat secara
komersial adalah nitroselulosa. Material plastik telah berkembang pesat dan
sekarang mempunyai peranan yang sangat penting di bidang elektronika,
pertanian, tekstil, transportasi, furniture, konstruksi, kemasan kosmetik, mainan
anak – anak dan produk – produk industri lainnya.
Secara garis besar, plastik dapat dikelompokkan menjadi dua golongan,
yaitu plastik thermoplastik dan plastik thermoseting. Plastik thermoplastik adalah
plastik yang dapat dicetak berulang-ulang dengan adanya panas. Jenis plastik
thermoplastik yang sering dijumpai antara lain : polietilena (PE), polipropilena
(PP), polistirena (PS), nylon, polietilena terephthalate (PET), Polyacetal (PC) dan
lain sebagainya. Sedangkan plastik thermoseting adalah plastik yang apabila telah
mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun
polimernya berbentuk jaringan tiga dimensi. Jenis plastik thermoseting adalah :

Universitas Sumatera Utara

PU (Poly Urethene), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine Formaldehyde),
polyester, epoksi dll (Seprianto, 2008).
Perekat termoplastik seperti polietilena dan polipropilena pada umumnya
berbentuk semi kristalin. Pada suhu kamar kedua plastik ini dapat bersifat amorf
sehingga bersifat kaku. Kedua plastik ini akan mencair pada kondisi suhu yang
tinggi. Sifat plastik yang mencair pada suhu tinggi tersebut, apabila digabungkan
dengan bahan baku pengisi atau filler akan menghasilkan sebuah produk panel
yang baru (Barone, 2005).
Menurut Okamoto (2000) plastik daur ulang yang digunakan memiliki sifat
dapat menolak air (water resistan) diharapkan dapat meningkatkan kualitas papan
komposit yang akan dibuat. Dimana bahan dasar serat kardus yang bersifat
menyerap air (hidropobik) akan ditutupi oleh plastik, sehingga dalam pengujian
fisis yang akan dilakukan, hasil kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, dan
kembang susut papan komposit plastik yang dihasilkan sesuai dengan standart
yang diacu.

Kardus Bekas
Kertas merupakan barang yang banyak digunakan oleh masyarakat dengan
berbagai usia. Bila telah digunakan, sampah kertas sering dibuang begitu saja
tanpa adanya pengolahan lebih lanjut. Walaupun mudah hancur, sampah kertas
tetap dapat menimbulkan masalah yang dapat menganggu kebersihan dan
keindahan lingkungan. Padahal sampah-sampah kertas yang sudah tidak terpakai
tersebut dapat dimanfaatkan kembali melalui proses daur ulang. Proses ini akan
mengubah sampah kertas menjadi kertas baru yang dapat digunakan kembali.

Universitas Sumatera Utara

Baik sampah kertas yang berasal dari koran atau majalah bekas, kardus bekas,
buku tulis atau buku catatan yang sudah tidak terpakai atau kertas HVS bekas,
semuanya dapat didaur ulang menjadi barang baru yang dapat dimanfaatkan lagi.
Secara tidak langsung pemanfaatan kertas bekas dapat mengurangi laju kerusakan
hutan (Willy dan Yahya, 2001).

Bahan Baku Plastik Thermoplastik
Polietilena
Polietilena merupakan suatu polimer yang terbentuk dari unit-unit
berulang dari monomer etilena atau disebut juga polietena, politena atau etena
homopolimer. Polietilena adalah bahan termoplastik yang transparan, berwarna
putih, mempunyai titik leleh bervariasi antara 110°C sampai 137°C. Umumnya
polietilena bersifat resisten terhadap zat kimia. Pada suhu kamar, polietilena tidak
larut dalam pelarut organik dan anorganik. Polietilena dapat teroksidasi di udara
pada temperatur tinggi atau dengan sinar ultraviolet (Surdia dan Saito, 1985).
Polietilena merupakan film yang lunak, transparan dan fleksibel,
mempunyai kekuatan benturan serta kekuatan sobek yang baik. Dengan
pemanasan akan menjadi lunak dan mencair pada suhu 110°C. Berdasarkan sifat
permeabilitasnya yang rendah serta sifat-sifat mekaniknya yang baik, polietilena
mempunyai ketebalan 0,001 sampai 0,01 inchi, yang banyak digunakan sebagai
pengemas makanan, karena sifatnya yang thermoplastik, polietilena mudah dibuat
kantung dengan derajat kerapatan yang baik (Stark, 2002).
Sifat polietilena mempunyai konduktifitas panas yang rendah (0,12 W/m),
tegangan permukaan yang rendah, kekuatan benturan yang tinggi. Tahan terhadap

Universitas Sumatera Utara

pelarut organik, bahan kimia anorganik, uap air, minyak, asam dan basa. Isolator
yang baik tetapi dapat dirusak oleh asam nitrat pekat, mudah terbakar, titik leleh
166°C dan suhu dekomposisi 380°C. Pada suhu kamar polietilena sukar larut
dalam toluena, sedangkan dalam xilena larut dengan bantuan pemanasan, akan
tetapi polietilena dapat terdegradasi oleh zat pengoksidasi seperti asam nitrat dan
hidrogen peroksida (Cowd, 1991).
Matriks yang digunakan pada penelitian ini adalah matriks polietilena.
Polietilena merupakan suatu jenis polimer termoplastik yang dapat didaur ulang.
Pembuatan komposit dengan menggunakan komposit matriks dari plastik yang
telah didaur ulang, dapat mengurangi pembebanan lingkungan terhadap limbah
plastik. Keunggulan produk ini antara lain : biaya produksi lebih murah, bahan
bakunya melimpah, fleksibel dalam proses pembuatannya, dapat diaplikasikan
untuk berbagai keperluan, serta bersifat dapat didaur ulang (recycleable).
Pemanfaatan plastik daur ulang dalam pembuatan kembali barang – barang plastik
telah berkembang pesat. Hampir seluruh jenis limbah plastik dapat diproses
kembali menjadi barang semula walaupun dilakukan pencampuran dengan bahan
baku baru dan additive untuk meningkatkan kualitas. Empat jenis limbah plastik
yang populer dan laku di pasaran yaitu polietilena (PE), High Density Polietylene
(HDPE), polipropilena (PP), dan asoi. Ada beberapa cara untuk meningkatkan
kualitas yang terbuat dari bahan plastik antara lain dengan menambahkan serat
sebagai penguat pada proses pembuatan bahan plastik itu sendiri. Serat inilah
yang disebut dengan pengisi / filler (Wolcott, 2002).

Universitas Sumatera Utara

Polietilena dibuat dengan jalan polimerisasi gas etilen yang dapat
diperoleh dengan memberi hidrogen gas petrolium pada pemecahan minyak
(nafta), gas alam atau asetilen. Polimerisasi etilena dapat dilihat dari Gambar 1.

a)

b)

Gambar 1. Ikatan kimia a) Etilena dan b) Polietilena
Sumber: Stark (2004).
Penggunaan plastik pada umumnya ditinjau dari sifat- sifat umum yang
dimiliki plastik tersebut. Polietilena memiliki sifat- sifat yang membedakannya
dari jenis plastik lainnya. Karakteristik sifat polietilena dapat dilihat dari data
Tabel 1.
Tabel 1. Kekuatan tarik, tekan dan lentur bahan polimer

Polietilena

Kekuatan
Tarik
(MPa)

Perpanjangan
(%)

Modulus
Elastisitas
(MPa)

Kekuatan
Tekan
(MPa)

Kekuatan
Lentur
(MPa)

21-38

15-100

4-10

22

7

7-14

90-650

1,4-2,4

-

-

Polietilena Massa
Jenis Tinggi
(HDPE)

Polietilena Massa
Jenis Rendah
(LDPE)

Sumber: Ronald (1986).

Universitas Sumatera Utara

Komposit Kayu Plastik
Komposit kayu merupakan istilah untuk menggambarkan setiap produk
yang terbuat dari lembaran atau potongan–potongan kecil kayu yang direkat
bersama-sama (Maloney, 1993). Mengacu pada pengertian ini, komposit kayu
plastik adalah komposit yang terbuat dari plastik sebagai matriks dan serat 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 matriks
polimer didalamnya maka kekuatan dan sifat fisiknya juga akan meningkat
(Febrianto, 1999).
Dalam pembuatan produk komposit kayu plastik, hal yang sangat
diperhatikan adalah bagaimana agar gabungan antara plastik dan bahan baku serat
dapat menghasilkan daya rekat yang kuat, sehingga memiliki kekuatan kayu yang
tinggi. Dalam proses pelelehan plastik, cairan plastik akan mengikat bahan baku
serat membentuk satuan yang homogen dan kuat (Barone, 2005).
Produk kayu plastik masih didominasi dengan bahan baku serat alami digabung
dengan plastik sebagai matriks. Bahan baku dari serat alami yang digunakan
berasal dari tumbuhan, kulit kacang, kapas, jerami, serat tebu, serat pisang, kapas,
bubuk kayu. Sementara bahan- bahan tersebut memiliki kandungan air yang
cukup tinggi mengakibatkan kurangnya daya ikat antara serat alami dan matriks
plastik yang digunakan (Dziadur dan Tabor, 2006).
Produk komposit plastik yang akan dihasilkan bergantung pada
perbandingan antara jumlah matriks plastik dan jumlah serat/filler yang
digunakan. Anatole dan Klysov (2007) menyatakan jika perbandingan yang paling

Universitas Sumatera Utara

ideal untuk mendapatkan hasil maksimal dari produk komposit plastik adalah 50%
plastik dan 50% serat/filler. sementara menurut Najafi et al (2008) untuk hasil
produk komposi plastik yang maksimal, jumlah plastik harus lebih dari 50%.
Plastik daur ulang yang dicampurkan dengan serat hasil daur ulang, akan
meningkatkan kekakuan pada plastik daur ulang tersebut. Berdasarkan penelitian
yang telah dilakukan S. D. George and S. H. Dillman Western, gabungan antara
plastik daur ulang dengan serat yang didaur ulang memiliki tingkat kekakuan
yang lebih tinggi dibandingkan gabungan antara plastik daur ulang dengan serbuk
gergaji (saw dust), bahkan untuk hasil yang lebih baik untuk mendapatkan tingkat
kekakuan tebaik, kombinasi antara serat daur ulang dan serbuk gergajian bersamasama digabungkan dengan plastik daur ulang.
Komposit serat adalah komposit yang terdiri dari fiber didalam matriks.
Secara alami serat yang panjang mempunyai kekuatan yang lebih dibanding serat
yang berbentuk curah (bulk). Serat panjang mempunyai struktur yang lebih
sempurna karena struktur kristal tersusun sepanjang sumbu serat dan cacat
internal pada serat lebih sedikit dari pada material dalam bentuk curah. Bahan
pangikat atau penyatu serat dalam material komposit disebut matriks. Matriks
secara ideal seharusnya berfungsi sebagai penyelubung serat dari kerusakan antar
serat berupa abrasi, pelindung terhadap lingkungan (serangan zat kimia,
kelembaban), pendukung dan menginfiltrasi serat, transfer beban antar serat, dan
perekat serta tetap stabil secara fisika dan kimia setelah proses manufaktur.
Matriks

dapat

berbentuk

polimer,

logam,

karbon,

maupun

keramik

(Pramuko, 2006).

Universitas Sumatera Utara

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian
Pelaksanaan penelitian ini dilakukan mulai bulan Agustus 2010 - Maret
2011. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan
Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian, Laboratorium Kimia Polimer Fakultas
MIPA Universitas Sumatera Utara dan laboratorium Biomaterial LIPI Bogor.
Pengujian sampel dilakukan di Laboratorium Keteknikan Kayu Institut Pertanian
Bogor (sampel dikirim).
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan yaitu kardus bekas, plastik polietilena daur ulang
bening dan buram diperoleh dari dari CV Family Plastik Binjai Sumatera Utara.
Dengan perbandingan plastik dan bahan baku yang digunakan adalah 70:30,
60:40, 50:50 (g).
Alat yang digunakan yaitu saringan pasir 30 mesh, plastik transparan
ukuran 1 kg, ember besar untuk proses repulping kardus dan merendam kardus,
mesin repulping (mixer), timbangan elektrik, oven, band saw, teflon, plat besi
sebagai frame ukuran 25 cm x 20 cm x 1 cm, kawat kasa, wadah pemanas air,
kompor, terpal penjemuran, ekstruder, gunting, mesin kempa, kamera digital,
kalkulator dan alat tulis.
Prosedur penelitian
1.Persiapan bahan baku
Kardus yang digunakan dibersihkan dari plastik dan kotoran yang
menempel. Kemudian kardus disobek-sobek menjadi bentuk yang lebih kecil

Universitas Sumatera Utara

untuk mempermudah proses perendaman. Disiapkan air panas dengan suhu 801000C, kemudian potongan kardus direndam di dalam wadah ember hingga
seluruh bagiam kardus terendam seluruhnya dan dibiarkan selama 24 jam.
Kemudian hasil rendaman dihancurkan dengan menjadi bubur kertas dengan
menggunakan mixer selama ± 20 menit. Kemudian bubur kertas disaring dengan
menggunakan kawat kasa untuk memisahkan serat dengan airnya. Hasil saringan
dijemur hingga kering udara, sebelum dikempa serat kardus dioven dengan suhu
800C hingga kadar air konstan 8%.
2. Perhitungan plastik dan bahan baku
Kebutuhan serbuk dan plastik polietilena yang digunakan untuk
pembuatan sebuah papan komposit tergantung pada perlakuan yang dilakukan dan
kerapatan sasaran. Kerapatan sasaran yang dipakai yaitu sebesar 1 g/cm3. Adapun
perhitungan komposisi bahan baku dan plastik yang akan digunakan adalah
sebagai berikut:
Kebutuhan bahan baku

=ρxd
= 1 g/cm3 x 25 cm x 20 cm x 1 cm
= 500 g

Universitas Sumatera Utara

Dalam penelitian ini diteliti mengenai kualitas papan komposit plastik
yang dihasilkan dari faktor perbedaan jenis plastik yang digunakan dan faktor
perbandingan jumlah bahan baku serta dan plastik yang digunakan dalam
pembuatan papan komposit plastik. Adapun kebutuhan bahan baku dan plastik
dalam pembuatan papan komposit plastik dapat dilihat pada Table 2.
Tabel 2. Komposisi kebutuhan bahan baku dan plastik papan komposit
Plastik
Polietilena

BENING

BURAM

Perbandingan
polietilena dan
bahan baku

Komposisi
polietilena dan
bahan baku (gr)

Ulangan

70:30

350:150

3

60:40

300:200

3

50:50

250:250

3

70:30

350:150

3

60:40

300:200

3

50:50

250:250

3

Jumlah sampel papan komposit plastik adalah 18 buah
3. Pembuatan Papan Komposit Serat Plastik
Ditimbang serat kertas sesuai dengan perbandingan plastik dan bahan baku
dengan perbandingan 50:50, 60:40, 70:30. Dimasukkan plastik pellet polietilena
ke dalam wadah untuk dicampur dengan serat kardus dan diaduk rata dalam
wadah.
Seluruh bahan yang telah dicampur dimasukkan ke dalam mesin ekstruder
dengan suhu 1300C, yang keluar berbentuk pellet kemudian digunting. Waktu
peng-ekstruderan yang dilakukan untuk setiap perbandingan berbeda-beda.
Setelah diekstruder, kemudian dikempa panas suhu 140-1600C selama ± 20 menit
dengan ukuran 25 cm x 20 cm x 1cm, pada tekanan 50kg/cm2. Lalu papan

Universitas Sumatera Utara

komposit yang telah jadi dikondisikan selama 1 minggu sebelum dilakukan
pengujian.
4. Pengujian Kualitas Papan Komposit Serat Plastik
Pengujian sifat fisis dan mekanis dilaksanakan berdasarkan standar JIS
5905-2003 dan JIS 5908-2003. Parameter kualitas papan yang diuji adalah
kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, dan daya serap air (untuk sifat fisis).
Sedangkan untuk sifat mekanis diuji keteguhan rekat (internal bond), keteguhan
pegang sekrup (screw holding power), modulus patah (MOR), dan modulus
elastisitas (MOE). Berikut dijelaskan teknis pengujian sifat fisis, sifat mekanis
papan komposit plastik.
4.1 Pembuatan contoh uji
Pola dan ukuran contoh uji dapat dilihat pada Gambar 2.
25 cm

10 cm
A

F
20 cm

B
5 cm

E
C
D
5 cm

10 cm

5 cm

Gambar 2. Pola pemotongan contoh uji

Keterangan :
A : Contoh uji untuk Kadar Air dan Kerapatan (10 cm x 10 cm)

Universitas Sumatera Utara

B : Contoh uji untuk MOR dan MOE (20 cm x 5 cm)
C : Contoh uji untuk Daya Serap Air (10 cm x 10 cm)
D : Contoh uji untuk Pengembangan Tebal (5 cm x 5 cm)
E : Contoh uji untuk Internal Bond (5 cm x 5 cm)
F : Contoh uji untuk Kuat Pegang Sekrup (10 cm x 5 cm)

5. Pengujian Sifat Fisis
5.1 Kerapatan
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume
kering udara. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang beratnya,
lalu diukur rata-rata panjang, lebar, dan tebalnya untuk menentukan volume
contoh uji. Nilai kerapatan papan komposit dihitung dengan rumus :
Kerapatan (g/cm3) =

Berat ( gram)
Volume (cm 3 )

5.2 Kadar Air (KA)
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm yang digunakan adalah
sampel yang sama pada uji kerapatan. Kadar air papan plastik dihitung
berdasarkan berat awal (BA) dan berat kering tanur (BKT) selama 24 jam pada
suhu 103±2°C. Nilai kadar air papan komposit dihitung berdasarkan rumus :
Kadar Air (%) =

BA − BKT
x100%
BKT

5.3 Daya Serap Air
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang berat awalnya (B1).
Kemudian direndam dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam, setelah itu
ditimbang beratnya (B2). Nilai daya serap air papan komposit dihitung
berdasarkan rumus :
Daya Serap Air (%) =

B 2 − B1
x100%
B1

Universitas Sumatera Utara

5.4 Pengembangan Tebal
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm sama dengan contoh uji daya
serap air. Pengembangan tebal didasarkan pada tebal sebelum (T1) yang diukur
pada keempat sudut dan dirata-ratakan dalam kondisi kering udara dan tebal
setelah perendaman (T2) dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Nilai
pengembangan tebal papan komposit dihitung berdasarkan rumus :
Pengembangan Tebal (%) =

T2 − T1
x100%
T1

6. Pengujian Sifat Mekanis
6.1 Keteguhan rekat
Keteguhan rekat (internal bond) diperoleh dengan cara merekatkan kedua
permukaan contoh uji papan komposit polimer pada balok besi kemudian balok
besi tersebut ditarik secara berlawanan. Adapun cara pengujian internal bond
dapat dilihat pada Gambar 3.

P

Sampel uji

P
Gambar 3. Pengujian keteguhan rekat (internal bond)
Keteguhan rekat tersebut dihitung dengan menggunakan rumus :
IB =

P max
A

Keterangan:
IB
: keteguhan rekat (kg / cm2)
P
: gaya maksimum yang bekerja (kg)
A
: luas permukaan contoh uji (cm2)

Universitas Sumatera Utara

6.2 MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture)
Pengujian MOE dan MOR adalah pengujian terhadap tingkat kekuatan
lentur dan kekuatan patah contoh uji papan fiber-plastic composite. Pengujian
MOE dan MOR dilakukan secara bersamaan sehingga contoh ujinya sama.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine dengan
jarak sangga 15 cm dan dengan kecepatan 10 mm/ menit. Pengujian MOE dan
MOR dapat dilihat pada gambar 4.
Beban
2,5 cm
Sampel uji

Jari-jari beban = ± 1 cm

2,5 cm

L/2

L/2

L = ≥ 15 cm

Gambar 4. Pengujian MOR dan MOE
Nilai MOE dan MOR dihitung dengan menggunakan rumus:
MOE=ΔPL3
4bh3ΔY

MOR=3PL
2bh2

Keterangan:
MOE : modulus elastisitas (kgf / cm2)
MOR : modulus patah (kgf / cm2)
ΔP
: beban sebelum proporsi (kgf)
L
: jarak sangga (15 cm)
Δ Y : lenturan pada beban sebelum batas proporsi (cm)
b
: lebar contoh uji (cm)
h
: tebal contoh uji (cm)
P
: beban maksimum (kgf)

Universitas Sumatera Utara

6.3 Kuat pegang sekrup
Cara pengujian kuat pegang sekrup dilakukan dengan memasukkan sekrup
ke dalam contoh uji berukuran 10 cm x 5 cm x 1 cm hingga mencapai kedalaman
8 mm. Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm dan panjang 16 mm. Nilai
kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai
dalam kilogram. Proses pengujian kuat pegang sekrup dapat dilihat pada Gambar
5.
2,5cm

2,5cm

2,5cm

2,5cm

Posisi
sekrup

2,5cm

5cm
2,5cm

10cm
Gambar 5. Posisi sekrup pada pengujian kuat pegang sekrup
Hasil rata-rata pengujian sifat fisis dan mekanis dibandingkan dengan
Japan Industrial Standard (JIS) 5905-2003 dan JIS 5908-2003.
Rancangan Percobaan
Pada sifat fisis dan mekanis untuk mengetahui pengaruh dosis perbandingan
antara plastik dan bahan baku, dan jenis matriks yang digunakan, serta interaksi
keduanya terhadap sejumlah pengujian, maka dilakukan analisis menggunakan
Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial dengan dua faktor perlakuan yaitu:
1. Dosis perbandingan plastik dan bahan baku

Universitas Sumatera Utara

a. X1 : perbandingan 50:50
b. X2 : perbandingan 60:40
c. X3 : perbandingan 70:30
2. Jenis matriks
i. Y1 : PE Bening
ii. Y2 : PE Buram
Kombinasi

: X1 Y1, X1 Y2, X2 Y1, X2 Y2, X3 Y1, X3 Y2

Jumlah ulangan: 3
Jumlah papan yang dibuat: 6×3= 18
Dengan demikian akan di peroleh 18 sampel perlakuan.
Model statistik dari rancangan percobaan ini adalah:
Yijk

=µ + αi + βj+ (αβ) ij + ∑ijk

Yijk

= nilai pengamatan pada dosis perbandingan plastik dan bahan baku ke-i,
jenis matriks ke-j dan pada ulangan ke-k

µ

= rataan umum

αi

= pengaruh akibat dosis perbandingan plastik dan bahan baku ke-i

βj

= pengaruh akibat jenis matriks ke-j

(αβ) ij = pengaruh interaksi antara dosis perbandingan plastik dan bahan baku
ke-i dengan jenis matriks ke-j
∑ijk

= pengaruh acak (galad) percobaan dosis perbandingan plastik dan bahan
baku ke-i dan jenis matriks ke-j serta pada ulangan ke –k

Hipotesis yang digunakan adalah:
H0

= dosis perbandingan plastik dan bahan baku, jenis matriks serta
interaksinya tidak berpengaruh nyata terhadap sifat fisis papan komposit

H1

= dosis perbandingan plastik dan bahan baku, jenis matriks serta
interaksinya berpengaruh nyata terhadap sifat fisis papan komposit

Universitas Sumatera Utara

Adapun skema pekerjaan dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar 6.
Persiapan Bahan
Penelitian
Polietilena

Bahan Baku Kardus
Ekstruder (suhu 1500C)
Repulping

penyaringan

Metode Hot Press
(suhu 160-1800C)

Pengeringan
(KA 8%)

Pemotongan
Sampel
Untuk Pengujian

Pengujian

Uji Fisis

Uji Mekanis

Pengolahan Data

Gambar 6. Skema pelaksanaan penelitian

Universitas Sumatera Utara

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil
Papan komposit plastik merupakan bagian dari produk komposit yang
berguna untuk menggantikan penggunaan kayu solid oleh manusia. Produk
komposit yang diteliti berasal dari hasil daur ulang bahan serat kardus dan matriks
PE yang telah didaur ulang. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian fisis
(kerapatan, kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal), Sedangkan
pengujian mekanis meliputi (pengujian keteguhan rekat (Internal Bond), MOE
(Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture) dan kuat pegang skrup).
Hasil yang diharapkan dapat memenuhi standart JIS A 5905-2003 hardboard S20
dan JIS A 5908-2003 type 13. Dengan memiliki sifat fisis dan mekanis yang tidak
berbeda jauh dengan kayu solid, papan komposit plastik memiliki kelebihan lain
dibanding kayu solid. Seperti, tahan serangan hama, stabilitas dimensi yang
tinggi, dan tahan terhadap lingkungan lembab.

Gambar 7. Papan Komposit Plastik

Universitas Sumatera Utara

Hasil papan komposit yang dihasilkan akan dibandingkan dengan standart
JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 type 13. Seluruh hasil yang
diperoleh dibandingkan dengan standart

tersebut, sehingga dari hasil yang

dibandingkan tersebut diketahui kualitas yang diperoleh dari papan komposit
plastik yang dihasilkan. Adapun kriteria standart yang digunakan untuk pengujian
papan komposit plastik dapat dilihat pada Tabel.3.
Tabel 3. JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 type 13
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Sifat Fisis Mekanis
Kerapatan (g/cm3)
Kadar Air (%)
Daya Serap air (%)
Pengembangan Tebal (%)
MOR (Mpa)
MOE (Gpa)
Internal Bond (Mpa)
Kuat Pegang Sekrup (Mpa)

JIS A 5905-2003
hardboard S20
Min 0,800
5-13
≤ 30
Tidak dipersyaratkan
Min 20,387
Tidak dipersayratkan
Tidak dipersyaratkan
Tidak dipersyaratkan

JIS A 5908-2003
type 13
Min 0,400-0,900
5-13
Tidak dipersayratkan
Max 12
Min 13,252
Min 2,548
Min 0,204
Min 4,077

Pengujian sifat fisis dalam papan komposit plastik akan digunakan sebagai
acuan untuk menentukan nilai kelas awet dari produk yang dihasilkan. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan pada masing-masing nilai sifat
fisis papan komposit plastik yang dihasilkan. Pengujian sifat fisis yang dilakukan
adalah kerapatan, kadar air, daya serap air 2 jam dan 24 jam, serta pengembangan
tebal 2 jam dan 24 jam. Data hasil pengujian tiap perlakuan dan ulangan dapat
dilihat pada lampiran 1. Adapun hasil perhitungan rata-rata

perlakuan yang

dilakukan dapat dilihat pada Tabel.4.

Universitas Sumatera Utara

Tabel. 4 Pengujian Sifat Fisis Papan Komposit Plastik

Polietilena

Ulangan

Kerapatan
(g/cm3)

%KA

% Daya Serap
Air
2 jam 24 jam

% Pengembangan
Tebal
2 jam
24 jam

Bening

70:30
60:40
50:50

0,93
0,91
0,91

0,93
5,18
5,00

0,99
2,57
2,53

1,84
6,09
5,71

13,27
0,48
1,59

14,39
1,34
3,36

70:30
60:40
50:50

0,87
0,90
0,83

0,55
0,96
1,60

0,13
0,73
4,15

1,62
1,82
9,36

0,67
0,97
0,57

2,01
3,95
2,35

Buram

Kerapatan
Hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh kerapatan dari papan komposit
plastik yang dihasilkan memenuhi standart JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan
JIS A 5908-2003 type 13. Bahkan nilai kerapatan yang dihasilkan sangat
mendekati dengan nilai kerapatan target yang diinginkan yaitu 1g/cm3, yakni
antara 0,83 g/cm3 dari PE buram 50:50 hingga 0,93 g/cm3 dari PE bening.
Perbandingan nilai kerapatan antara penggunaan matriks PE bening dan PE buram
memiliki perbedaan, nilai kerapatan yang dihasilkan dipengaruhi oleh jenis
matriks yang digunakan. Matriks PE yang digunakan berasal dari hasil daur ulang
plastik PE murni, dalam hal ini matriks bening merupakan hasil daur ulang
pertama dan PE buram hasil lebih dari satu kali daur ulang. Dari hasil terlihat jelas
bahwa nilai kerapatan PE bening lebih tinggi dari pada kerapatan PE buram. Hal
ini disebabkan karena banyaknya daur ulang pada matriks yang digunakan
berpengaruh terhadap kerapatan dari matriks tersebut. Sesuai dengan pernyataan
Stark (2002) yang menyatakan derajat kerapatan dari polietylena sangat baik.
Aplikasi penggunaan PE daur ulang dalam pembuatan papan komposit plastik ini
menghasilkan kerapatan yang tinggi, disebabkan penambahan filler dalam

Universitas Sumatera Utara

pembuatan papan komposit plastik. Sesuai dengan pernyataan Wolcott (2002)
yang menyatakan untuk meningkatkan kualitas yang terbuat dari plastik adalah
dengan penambahan serat sebagai penguat yang disebut dengan filler.
Berdasarkan analisis data yang dilakukan, perlakuan dan perbandingan antara
serat dan matriks yang digunakan, tidak berpengaruh nyata terhadap pengujian
kerapatan papan komposit plastik. Nilai kerapatan papan komposit plastik dapat
dilihat pada Gambar. 8.

JIS A 5908-2003 0,4-0,9
3

JIS A 5905-2003 Min 0,8
3

Gambar 8. Grafik Nilai Kerapatan Papan Komposit Plastik

Kadar Air
Nilai kadar air tertinggi diperoleh dari perbandingan 60:40 bening sebesar
5,18%, sedangkan nilai kadar air terendah diperoleh dari perbandingan 70:30
buram sebesar 0,55%. Nilai kadar air yang sesuai dengan standart JIS A 59052003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 type 13 adalah dari perbandingan 60:40
bening dan 70:30 bening, sedangkan perlakuan lain memiliki nilai kadar air yang
sangat rendah. Perbedaan kadar air ini disebabkan oleh perbedaan penggunaan

Universitas Sumatera Utara

matriks dan perbandingan antara bahan baku serat dengan matriks yang
digunakan. Dari hasil menunjukkan semakin tinggi penggunaan bahan baku serat
maka semakin tinggi kadar air papan komposit plastik yang dihasilkan. Serat
kardus bekas yang digunakan dapat menyerap air sehingga sangat berpengaruh
terhadap kadar air papan komposit plastik yang dihasilkan. Disamping itu
penggunaan perbandingan matriks yang lebih besar menolak air untuk masuk ke
dalam pori-pori papan. Sesuai dengan pernyataan Ruhendi et all., (2007)
menyatakan bahwa kadar air papan partikel dipengaruhi oleh kerapatannya, papan
yang berkerapatan tinggi memiliki ikatan antara molekul partikel dengan molekul
perekat terbentuk sangat kuat sehingga molekul air sulit untuk mengisi rongga
yang terdapat di dalam papan partikel karena sudah terisi oleh molekul perekat.
Berdasarkan analisis data yang

dilakukan,

perlakuan

yang

digunakan,

berpengaruh nyata terhadap pengujian kadar air papan komposit plastik. Nilai
kadar air dapat dilihat pada Gambar. 9.
6,00
5,18

JIS A 5905-2003 5-13%
JIS A 5908-2003 5-13%

5,00

Kadaar air (%)

5,00
4,00
3,00

Bening
1,60

2,00
1,00

Buram

0,96

0,93
0,55

0,00
rataan 70:30

rataan 60:40

rataan 50:50

perbandingan

Gambar 9. Grafik Kadar Air Papan Komposit Plastik

Universitas Sumatera Utara

Daya Serap Air
Perhitungan daya serap air dipengaruhi oleh kerapatan papan komposit
plastik. Semakin tinggi kerapatan maka semakin rendah daya serap airnya. Dari
hasil perhitungan daya serap air diperoleh % daya serap air tertinggi PE bening
diperoleh dari perbandingan 60:40, sedangkan PE buram diperoleh dari
perbandingan 50:50 dimana pada PE bening 2,57% untuk daya serap air 2 jam
dan 6,09 % untuk daya serap air 24 jam. Sedangkan pada PE buram 4,15 % untuk
daya serap air 2 jam dan 9,36 % untuk daya serap air 24 jam. Sedangkan daya
serap air terendah PE bening dan PE buram diperoleh dari perbandingan 70:30
yaitu untuk PE bening 0,99 % untuk daya serap air 2 jam dan 1,84% untuk daya
serap air 24 jam, sedangkan untuk PE buram 0,13 % untuk daya serap air 2 jam
dan 1,62% untuk daya serap air 24 jam. Seluruh perhitungan daya serap air
memenuhi standart JIS A 5905-2003 hardboar