39
4.3 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI PENGISI SERBUK KULIT KERANG
TERHADAP PENGEMBANGAN
TEBAL PAPAN
PARTIKEL
Pengembangan tebal bertujuan untuk mengetahui pertambahan tebal spesimen uji dalam persen terhadap tebal awalnya setelah contoh uji direndam dalam air pada
suhu kamar selama 24 jam. Semakin tinggi nilai pengembangan tebal maka semakin rendah kestabilan bentuknya karena partikel-partikel air telah masuk kedalam
volume papan. Tabel 4.1 Data Hasil Analisis Pengembangan Tebal Selama 24 Jam
Perbandingan Komposisi wt Pengembangan Tebal
Murni 90 : 10
80 : 20 70 : 30
60 : 40 50 : 50
40 : 60 Dari tabel 4.1 terlihat tidak terjadinya pengembangan tebal papan partikel
pada berbagai perbandingan komposisi ketika dilakukan perendaman dalam air selama 24 jam. Hal ini disebabkan oleh daya ikat yang kuat antara partikel kulit
kerang dengan perekat poliester tak jenuh sehingga akan menghambat terjadinya pengembangan tebal pada papan partikel ketika dilakukan perendaman dalam air.
Hal ini sesuai dengan pernyataan Blankenhorn et al [49], bahwa pengembangan tebal berhubungan erat
dengan ikatan perekat dan bahan baku, semakin baik ikatan yang tercipta maka semakin kecil pengembangan tebalnya.
Pengembangan tebal juga berhubungan erat dengan kerapatan papan partikel. Papan partikel berkerapatan tinggi, memiliki susunan partikel yang rapat sehingga
tidak banyak molekul-molekul air yang dapat mengisi rongga atau pori di antara jalinan partikel papan partikel tersebut [45]. Hal tersebut menyebabkan semakin
berkurangnya kemampuan papan dalam menyerap air. Daya serap air seiring dengan pengembangan tebal papan yaitu dengan meningkatnya penyerapan air maka
pengembangan tebal juga akan semakin meningkat karena terjadi peningkatan volume papan yang terisi oleh partikel-partikel air. Papan partikel dengan
kekompakan partikel yang lebih tinggi akan memiliki pengembangan tebal yang
Universitas Sumatera Utara
40 rendah terkait dengan kemampuan dalam menahan tegangan balik yang ditimbulkan
terutama dalam arah tebal ketika papan direndam dalam air [50]. Dari hasil penelitian ini, jika dihubungkan antara kadar air dengan
pengembangan tebal maka didapatkan nilai pengembangan tebal yang tidak berubah konstan seiring meningkatnya nilai kadar air. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian
Li et al [48], yang menyatakan bahwa peningkatan kadar air bahan akan menurunkan daya serap air papan partikel.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan memiliki nilai pengembangan tebal yang sangat rendah yaitu dibawah 0,5 . Menurut
Japanese Industrial Standards JIS A 5908-2003 untuk Papan Partikel, mensyaratkan nilai pengembangan tebal papan partikel maksimum 12. Dari hasil
pengujian semua papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar yang
ditetapkan.
Universitas Sumatera Utara
41
4.4 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI PENGISI SERBUK KULIT KERANG TERHADAP KETEGUHAN PATAH MODULUS OF
RUPTURE PAPAN PARTIKEL
Modulus of Rupture MOR atau keteguhan patah adalah sifat mekanik suatu bahan yang menunjukkan kuat lentur maksimum yang dapat diterima bahan sampai
bahan mengalami rusak atau patah [51]. Tujuan pengujian MOR adalah untuk mengetahui seberapa besar kuat lentur maksimum papan partikel dapat menerima
beban yang diberikan.
Gambar 4.3 Pengaruh Variasi Komposisi Pengisi Serbuk Kulit Kerang Terhadap Keteguhan Patah Modulus of Rupture Papan Partikel
Dari gambar 4.3 dapat dilihat bahwa dengan penambahan pengisi serbuk kulit kerang, nilai MOR papan partikel berpengisi kulit kerang lebih tinggi dibandingkan
dengan nilai MOR papan partikel murni poliester tak jenuh. Hal ini dikarenakan papan partikel berpengisi kulit kerang mampu mendistribusikan beban yang
diberikan ke seluruh bagian sehingga beban yang diberikan tidak bertumpu pada satu titik. Hal ini sesuai dengan pernyataan Wu et al [56], yang menyatakan bahwa
penambahan pengisi dapat meningkatkan kekuatan mekanik komposit dikarenakan adanya interaksi anatara matriks dengan pengisi, interaksi ini mengakibatkan
perpindahan stres yang lebih baik antara partikel pengisi dengan matriks. Selain itu penambahan pengisi kulit kerang dapat meningkatkan kekakuan papan partikel
dikarenakan komposisi dominan dari kulit kerang yaitu magnesium oksida MgO dan kalsium oksida CaO. Penambahan material yang kaku mampu meningkatkan
29,304 31,252 31,779
40,941 38,078
38,056 30,939
5 10
15 20
25 30
35 40
45
10 20
30 40
50 60
M od
u lu
s of
Rup tur
e M
P a
Komposisi Serbuk Kulit Kerang wt
Universitas Sumatera Utara
42 kekuatan Modulus of Rupture dari papan partikel tersebut. Hal ini sesuai dengan
pernyataan Deya’a et al [52], bahwa penggunaan magnesium oksida dapat meningkatkan kekuatan mekanik dari komposit epoksi.
Dari gambar 4.3 tersebut dapat dilihat nilai MOR papan partikel berpengisi serbuk kulit kerang semakin meningkat seiring bertambahnya komposisi serbuk kulit
kerang hingga mencapai nilai 40,94 MPa pada komposisi 30 , namun mengalami penurunan pada komposisi 40 sampai dengan 60 hingga mencapai nilai 30,939
MPa, dengan nilai MOR papan partikel murni poliester tak jenuh yaitu 29,304 MPa. Hal ini dikarenakan ketika
komposisi pengisi telah melewati suatu titik optimum, partikel pengisi akan mengalami aglomerasi membentuk suatu partikel
yang lebih besar dan tidak merata sehingga menurunkan kekuatan komposit
.
Hal ini sesuai dengan pernyataan Rong et al [53], bahwa aglomerasi partikel dapat
menurunkan kekuatan mekanik apabila penambahan pengisi yang terlalu banyak. Berdasarkan penelitian Veena et al [54] juga mengemukakan bahwa peningkatan
filler content wt yang telah melampaui batasnya dapat menurunkan kekuatan mekanik, hal ini dikarenakan penurunan interaksi pengisi dengan matriks yang
disebabkan oleh efek aglomerasi partikel pengisi yang menyebabkan awal kerusakankegagalan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan memiliki nilai MOR yang tinggi yaitu berkisar diantara 29,3-40,9 MPa. Menurut Japanese
Industrial Standards JIS A 5908-2003 untuk Papan Partikel, mensyaratkan nilai keteguhan patah MOR papan partikel minimal 80 Kgfcm
2
7,84 MPa. Dari hasil pengujian semua papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar yang
ditetapkan.
Universitas Sumatera Utara
43
4.5 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI PENGISI SERBUK KULIT KERANG TERHADAP KETEGUHAN LENTUR MODULUS OF
ELASTICITY PAPAN PARTIKEL
Keteguhan lentur atau Modulus lentur Modulus of Elasticity merupakan ukuran kemampuan material dalam menahan perubahan bentuk sampai pada batas
proporsi yang menunjukkan sifat elastisitas bahan [55]. Tujuan analisa Modulus of Elasticity adalah untuk mengetahui seberapa besar beban yang dapat ditahan sebelum
mengalami perubahan bentuk. Semakin tinggi nilai keteguhan lentur, maka semakin elastis papan tersebut.
Gambar 4.4 Pengaruh Variasi Komposisi Pengisi Serbuk Kulit Kerang Terhadap Keteguhan Lentur Modulus of Elasticty Papan Partikel
Dari gambar 4.4 dapat dilihat bahwa dengan penambahan pengisi serbuk kulit kerang, nilai MOE papan partikel berpengisi kulit kerang lebih tinggi dibandingkan
dengan nilai MOE papan partikel murni poliester tak jenuh. Hal ini disebabkan oleh adanya gaya interaksi secara fisis antara perekat dengan pengisi melalui rongga-
rongga yang diisinya, sehingga akan meningkatkan kekompakan ikatan antar partikel karena ruang kosong yang terdapat didalam papan tersebut semakin kecil dan akan
mengurangi daerah void dikarenakan bila suatu papan partikel diberi beban maka daerah tegangan akan berpindah kedaerah void yang mengakibatkan penurunan
keteguhan papan partikel tersebut. Selain itu penggunaan bahan pengisi serbuk kulit kerang dengan ukuran partikel yang halus yaitu sebesar 49,7 µm 290 mesh dapat
meningkatkan luas daerah kontak antar partikel sehinggga akan mengurangi daerah 105,687
124,498 128,809 180,457
169,282 159,654 117,931
0,000 50,000
100,000 150,000
200,000 250,000
10 20
30 40
50 60
M od
u lu
s of
E lasticit
y M P
a
Komposisi Serbuk Kulit Kerang wt
Universitas Sumatera Utara
44 void. Hal ini sesuai dengan pernyataan Mawardi [39], yang menyatakan bahwa
semakin rapat dan semakin luasnya daerah kontak akan membuat pemakaian perekat menjadi lebih efektif yang akan menghasilkan kekuatan lentur papan yang baik.
Dari gambar 4.4 tersebut dapat dilihat nilai MOE papan partikel berpengisi serbuk kulit kerang semakin meningkat seiring bertambahnya komposisi serbuk kulit
kerang hingga mencapai nilai 180,457 MPa pada komposisi 30 , namun mengalami penurunan pada komposisi 40 sampai dengan 60 hingga mencapai nilai
117,931 MPa, dengan nilai MOE papan partikel murni poliester tak jenuh yaitu 105,687MPa. Hal ini menunjukkan bahwa adanya komposisi pengisi serbuk kulit
kerang yang melebihi batas optimum, sehingga akan terkonsentrasi pada satu daerah dan membentuk gumpalan atau aglomerasi yang mengakibatkan kekuatan lenturnya
menjadi menurun. Hal ini sesuai dengan penelitian Kang dan Chan [58] yang mengemukakan bahwa pada ukuran partikel tertentu dengan penambahan jumlah
partikel pengisi dapat dengan mudah terjadi penggumpalanaglomerasi dan sebenarnya jarak antar partikel menjadi lebih besar dari yang diharapkan sehingga
mengakibatkan kekuatan mekanis menurun. Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan memiliki
nilai MOE yang sangat rendah yaitu dibawah 180,5 MPa. Menurut Japanese Industrial Standards JIS A 5908-2003 untuk Papan Partikel, mensyaratkan nilai
keteguhan lentur MOE papan partikel minimal 20.400 Kgfcm
2
1999,20 MPa. Dari hasil pengujian semua papan partikel yang dihasilkan dari penelitian ini masih
jauh dibawah standar yang ditetapkan. Rendahnya nilai MOE menunjukkan bahwa kemampuan papan partikel dalam menahan deformasi di bawah pengaruh beban
masih rendah. Efek deformasi dapat diminimalkan apabila bahan bersifat elastis [50].
Universitas Sumatera Utara
45
4.6 PENGARUH VARIASI KOMPOSISI PENGISI SERBUK KULIT KERANG
Kategori