Pengaruh Komposisi Plastik Polipropilena dan Partikel Batang Pisang Terhadap Kualitas Papan Plastik
38
TINJAUAN PUSTAKA
Pisang Barangan (Musa paradisiaca sapientum L)
Pisang (Musa sp.) merupakan salah satu komoditas buah-buahan penting
di Indonesia yang diusahakan secara meluas dari dataran rendah sampai dataran
tinggi (Lisnawita et al. 1998). Sumatera Utara memiliki produksi pisang yang
cukup stabil. Pada tahun 2012 produksi pisang sebesar 363.061 ton dengan jumlah
tanaman yang menghasilkan sebesar 4.044.320 rumpun. Produksi pisang menurun
sebesar 15,49% dibanding tahun 2011 sebesar 429.628 ton. Selama 6 (enam)
tahun terakhir produksinya menunjukkan kenaikan dengan rata-rata pertahun
sebesar 11,36% (BPSSU, 2013).
Pisang barangan merupakan salah satu komoditas buah unggulan nasional.
Pisang sebagai salah satu di antara tanaman buah-buahan memang merupakan
tanaman asli Indonesia. Hampir di setiap wilayah banyak dijumpai tanaman ini.
Jika tanaman pisang barangan dibudidayakan secara komersial keuntungannya
tidak kalah dengan komoditi lain (Supriyadi dan Satuhu, 2008).
Batang pisang merupakan limbah dari tanaman pisang yang telah ditebang
untuk diambil buahnya dan merupakan limbah pertanian potensil yang belum
banyak
pemanfaatannya.
memanfaatkannya
antara
Beberapa
penelitian
lainuntuk
papan
telah
partikel
mencoba
dan
papan
untuk
serat
(Rahman, 2006).
Serat batang pisang merupakan jenis serat yang berkualitas baik, dan
merupakan salah satu bahan potensial alternatif yang dapat digunakan sebagai
filler pada pembuatan
komposit. Batang
pisang
sebagai
limbah
dapat
Universitas Sumatera Utara
39
dimanfaatkan menjadi sumber serat agar mempunyai nilai ekonomis. Rahman
(2006) menyatakan bahwa perbandingan bobot segar antara batang, daun, dan
buah pisang berturut-turut 63, 14 dan 23%. Batang pisang memiliki bobot jenis
0,293 g/cm dengan ukuran panjang serat 4,20–5,46 mm dan kandungan
lignin 33,51% (Syafrudin, 2004).
Menurut Sunarjono (2000) dalam Amilda (2014) mengemukakan bahwa
pisang merupakan tanaman yang berbatang semu (pseudoterm). Daunnya lebar,
panjang, tulang daunnya besar dan tepi daunnya tidak mempunyai ikatan yang
kompak sehingga mudaha robek bila terkena tiupan angin kencang. Panjang daun
mencapai 150-400 cm dan lebar 70-100 cm.
Pisang merupakan tanaman yang berbuah hanya sekali, kemudian mati.
Tingginya antara 2-9 m, berakar serabut dengan batang bawah tanah (bongol)
yang pendek. Dari mata tunas yang ada pada bonggol inilah bisa tumbuh tanaman
baru. Pisang mempunyai batang semu yang tersusun atas tumpukan pelepah daun
yang tumbuh dari batang bawah tanah sehingga mencapai ketebalan 20-50 cm
(Luqman , 2012).
Pisang barangan termasuk tanaman yang gampang tumbuh. Agar
produktivitas tanaman optimal, sebaiknya pisang ditanam di dataran rendah.
Ketinggian tempat harus di bawah 1000m dpl. Iklim yang dikehendaki adalah
iklim basah dengan curah hujan merata sepanjang tahun (1.500-2.500 mm/tahun).
Temperatur 15-35oC, optimal 27oC. Tanaman pisang barangan memberikan hasil
yang baik pada musim hujan. Tanaman pisang barangan tumbuh optimal pada
tanah bertekstur liat atau tanah alluvial, mengandung kapur, kaya akan bahan
organik dengan pH tanah 4,5-7,5 (Supriadi dan Satuhu, 2008).
Universitas Sumatera Utara
40
Potensi sektor pertanian khususnya hortikultura cukup besar bagi
masyarakat di Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara. Lahan hortikultura yang
diusahakan di kecamatan ini didominasi oleh pisang terutama pisang barangan.
Pisang barangan merupakan salah satu buah spesifik Sumatera Utara. Berdasarkan
data dari dinas pertanian provinsi Sumatera Utara tahun 2008 tercatat luas panen
produktivitas dan produksi tanaman pisang tahun 2007 yang disajikan pada Tabel
1.
Tabel 1. Data luas panen produktivitas dan produksi tanaman pisang tahun 2007
NO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Kabupaten/Kota
Panen (Ha)
Produktivitas(Kw/Ha)
Medan
6
121,26
Langkat
138
187,2
Deli Serdang
3.186
228,23
Simalungun
892
223,04
Tanah Karo
126
164,44
Asahan
135
156,13
Labuhan Batu
32
197,49
Tapanuli Utara
229
143,24
Tapanuli Tengah
57
180,2
Tapanuli Selatan
34
368,41
Nias
22
126,2
Dairi
47
118,02
Tebing Tinggi
2
91,77
Tanjung Balai
13
83,99
Binjai
4
104,95
Pematang Siantar
Tobasa
6
97,24
Madina
17
203,25
Padang Sidempuan
6
113,32
Humbang Hasundutan
34
109,29
Pak-Pak Barat
Samosir
4
32,73
Serdang Bedagai
227
101,26
Nias Selatan
44
110,54
Jumlah
5.261
3262,1
Sumber : Dinas Pertanian Provinsi Sumatera Utara Tahun 2008
Produksi (Ton)
79
2.576
72.715
19.904
2.066
2.107
629
3.274
1.020
1.265
280
557
18
107
37
54
339
64
371
13
602.303
482
110.260
Batang pisang sebagian berisi air dan serat (selulosa), mineral, kalium dan
fosfor. Komposisi kimia batang pisang dipengaruhi oleh berbagai faktor yaitu
komposisi tanah, frekuensi pemotongan, fase per tumbuhan, pemupukan, iklim
setempat dan ketersediaan air (Small, 1954 dalam Wijaya, 2002).
Tanaman pisang mempunyai sifat yang sangat beragam. Hal ini
Universitas Sumatera Utara
41
dipengaruhi oleh kandungan kimia yang ada pada tanaman pisang. Kandungan
tanaman pisang disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi kimia dari bagian-bagian tanaman pisang
Komponen (%)
Daun
Bahan kering
17,5-24,3
Protein kasar
8,6-13,6
Lemak kasar
12,6
Ekstrak bebas
50,1
nitrogen
Total abu
Abu tidak larut
1,52
Serat kasar
22,6
Serat Deterjen
47,6-63,5
Netral (NDF)
Serat Deterjen
30,5-39,3
Asam (ADF)
Selulosa
20,5-23,5
Hemiselulosa
17,1-24,2
Lignin
4,5-10,4
Sumber: Kardono (2010)
Batang
3,6-9,8
2,4-8,3
3,2-8,1
Bonggol
6,2-13,87
2,95-6,4
0,96-7,0
Buah dan kulit
20,9-21,2
4,5-6,0
0,87-2,1
Kulit
14,08-18
6,56-9,5
6,7-8,3
31,6-53,0
39,5
82,87
33,5
18,4-24,7
0,85-1,7
13,4-31,7
10,64
1,92
9,99-16,1
5,5
4-5,2
11,15-22,0
15,32-26,7
40,5-64,1
35,2
16,6
-
35,6-45,5
36,7
-
-
19,7-35,2
4,9-18,7
1,3-9,2
8,8
-
-
Wood Polymer Composite (WPC) atau papan plastik
Wood Polymer Composite (WPC) atau papan plastik adalah komposit
plastik yang mengadung kayu dari berbagai bentuk yang berfungsi sebagai pengisi
(filler ) dan plastik yang berfungsi sebagai matriks atau perekat. Kelahiran industri
WPC menyangkut pertemuan dua industri yaitu industri kayu dan plastik yang
keduanya memiliki pengetahuan, kepakaran, dan perspektif yang sangat berbeda.
(Maloney, 1993).
Komposit kayu dengan resin termoset lahir pada awal tahun 1990-an.
Komersil produk tersebut pertama kali dipasarkan dengan nama dagang Bakelite
yang merupakan gabungan antara fenol formaldehida dengan serbuk kayu
(Gordon, 1998 dalam Mutiha, 2010). Komposit polimer merupakan komposit
yang menggabungkan serbuk kayu dengan polimer termoplastik. Termoplastik
yang umum digunakan di industri adalah termoplastik berbentuk pelet atau butiran
dengan kerapatan
500 kg/m3.
Universitas Sumatera Utara
42
Papan plastik merupakan gabungan matriks dan serbuk kayu sebagai
pengisi (filler ) yang mempunyai sifat gabungan kedua bahan. Penambahan
matriks ke dalam filler bertujuan meningkatkan kerapatan, kekakuan, dan
mengurangi biaya per unit volume. Dari segi kayu, dengan adanya matrik polimer
di dalamnya maka kekuatan dan sifat fisiknya juga akan meningkat
(Febrianto, 1999).
Menurut Taurista et al. (2004) komposit plastik adalah suatu material yang
terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material dengan sifat mekanik dari
material pembentuknya berbeda-beda. Dikarenakan karakteristik pembentuknya
berbeda-beda maka akan dihasilkan material baru, yaitu komposit yang
mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material
pembentuknya. Komposit plastik dibentuk dari dua jenis material yang berbeda,
yaitu:
1. Penguat (reinforcement) yang mempunyai sifat kurang elastis tetapi lebih kaku
serta lebih kuat
2. Matriks umumnya lebih elastis tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan
yang lebih rendah.
Tahapan Pembuatan Papan Plastik
Pada dasarnya pembuatan papan komposit serbuk plastik dapat dibuat
melalui proses satu tahap, proses dua tahap, maupun proses kontinyu. Proses satu
tahap, semua bahan baku dicampur terlebih dahulu secara manual, kemudian
dimasukkan kedalam alat pengadon (kneader ) dan diproses sampai menghasilkan
produk komposit. Pada proses dua tahap, bahan baku plastik dimodifikasi terlebih
dahulu, kemudian bahan pengisi dicampur bersamaan didalam
kneader dan
Universitas Sumatera Utara
43
dibentuk menjadi papan plastik. Sedangkan proses kontinyu merupakan gabungan
antara proses satu tahap dan proses dua tahap. Pada proses ini, bahan baku
dimasukkan secara bertahap dan berurutan kedalam kneader kemudian diproses
sampai menjadi produk papan plastik (Han dan Shiraishi, 1990). Gambaran proses
pembuatan papan plastik disajikan pada Gambar 1.
Penyiapan
partikel
Pembuatan
pellet
Pembentukan
papan plastik
Pengujian
Penyiapan
plastik
Gambar 1. Proses Pembuatan Papan Plastik
Polipropilena
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 (Seprianto, 2008).
Nama plastik mewakili ribuan bahan yang berbeda sifat fisis, mekanis, dan
Universitas Sumatera Utara
44
kimia. Secara garis besar plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar,
yakni plastik yang bersifat thermoplastic dan yang bersifat thermoset.
Thermoplastic dapat dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi
bentuk lain, sedangkan jenis thermoset bila telah mengeras tidak dapat dilunakkan
kembali. Plastik yang paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah
dalam bentuk thermoplastic. Yang termasuk thermoplastic antara lain polietilena
(PE), polipropilena (PP), dan polistirena (PS) (Setyawati, 2003).
Plastik merupakan polimer organik yang memiliki variasi jenis dan fungsi
beragam sesuai monomer penyusunnya. Plastik memiliki derajat kekristalan yang
lebih rendah dibandingkan dengan serat dan dapat dicetak atau dilunakkan pada
suhu tinggi (Cowd, 1991 dalam Saragih, 2009).
Kishi et al. (1988) menyatakan bahwa plastik mempunyai sifat hidrofobik,
sehingga komposit yang dihasilkan lebih tahan terhadap air dan kelembaban.
Selain itu bahan plastik tidak disukai rayap, sehingga tanpa perlakuan
pengawetan, papan komposit berbahan plastik tidak akan dimakan rayap, bebas
emisi formaldehida dan ramah lingkungan. Saat ini jenis termoplastik yang dapat
digunakan untuk tujuan pembuatan papan plastik adalah jenis polipropilena dan
polietilena. Polipropilena merupakan bahan yang bersifat termoplastik, memiliki
sifat padat, keras, kuat dan kedap air, yang sukar terdegradasi secara alamiah,
sehingga menjadi penyebab pencemaran lingkungan yang potensial.
Syarief et al. (1989) menyebutkan, bahwa PP termasuk jenis plastik olefin dan
merupakan polimer dari propilen. Dikembangkan sejak 1950 dengan berbagai
nama dagang seperti : bexphene, dynafilm, luperen, escon, olefane dan profax.
Disebutkan pula sifat-sifat utama dari PP yaitu :
Universitas Sumatera Utara
45
1. Ringan (kerapatan 0,90 g/cm3), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih
dalam bentuk film.
2. Mempunyai kekuatan tarik lebih besar dari PE (polyethylene). Pada suhu
o
rendah akan rapuh, dalam bentuk murni pada suhu -30 C mudah pecah
sehingga perlu menambahkan PE atau bahan lain untuk memperbaiki
ketahanan terhadap benturan.
3. Permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang.
4. Lebih kaku dari PE dan tidak gambang sobek sehingga lebih mudah
penanganannya.
o
5. Tahan terhadap suhu tinggi sampai 150 C
o
6. Titik leleh cukup tinggi pada suhu 170 C
7. Tahan terhadap asam kuat, basa dan minyak. Tidak terpengaruh pada suhu
kamar kecuali HCl.
8. Pada suhu tinggi PP akan bereaksi dengan benzena, siklena, toluena, terpentin
dan asam nitrat kuat.
Penelitian di Lembaga Politeknik Milan pada tahun 1955, Profesor Natta
menemukan bahwa dengan menggunakan katalis Ziegler, polimer khas ruang
(stereospecific) propylene dapat dihasilkan dengan derajat keteraturan tinggi
dalam konfigurasi polimernya. Polipropilena termasuk jenis plastik olefin dan
merupakan polimer dari propylene. Jenis plastik ini digunakan untuk bagian
dalam mesin pencuci, komponen mobil, kursi, tangkai pegangan, kotak,
keranjang, pipa, isolator listrik, kemasan makanan dan barang (Cowd, 1991).
Polipropilena sangat rentan terhadap sinar ultra violet dan oksidasi pada
suhu tinggi. Senyawa ini dapat terdegradasi membentuk produk dengan berat
Universitas Sumatera Utara
46
molekul rendah. Perbaikan dapat dilakukan dengan menambahkan beberapa
antioksidan dan penstabil ultra violet (Klyosov, 2007).
Menurut Klyosov (2007) polipropilena terbagi menjadi dua jenis yaitu
homopolimer dan kopolimer. Apabila dibandingkan dengan polipropilena
kopolimer, jenis homopolimer lebih berbentuk kristal, memiliki titik leleh yang
lebih tinggi dan memiliki nilai kekakuan yang lebih besar. Karakteristik
polipropilena menurut Bost (1980) dalam Syarief et al. (1989) disajikan
pada Tabel 3.
Tabel 3. Karakteristik polipropilena
No
Karakteristik
1
Kerapatan pada suhu 20oC
2
Suhu melunak
3
Titik lebur
4
Kristalinitas
5
Indeks fluiditas
6
MOE
7
Tahanan volumetrik
8
Konstanta dielektrik
9
Permeabilitas gas
10 Nitrogen
11 Oksigen
12 Gas karbon
13 Uap air
Sumber : Bost (1980) dalam Syarief et al. (1989)
Satuan
g/cm3
o
C
o
C
%
Kg/cm2
Ohm/cm2
60-108 cycles
Besaran
0,90
149
170
60-70
0,2-2,5
11.000-13.000
1017
2,3
4,4
23
92
600
Komposisi Plastik dan Partikel
Komposit kayu plastik umumnya mengandung 50% kayu, meskipun
beberapa produk menggunakan sangat sedikit kayu dan beberapa lainnya
Universitas Sumatera Utara
47
menggunakan kayu sampai dengan 70%. Pilihan umum adalah diantara 30%
sampai 65% (Clemons, 2002). Berdasarkan penelitian Satito (2012) mengenai
pengujian sifat mekanis komposit serbuk kayu dan plastik high density
polyethylene (HDPE) yang menggunakan variasi komposisi plastik dan serbuk
kayu yaitu 50:50, 60:40 dan 70:30 menyatakan bahwa bahwa komposit dengan
material 50 % serbuk plastik HDPE memiliki kekuatan tarik terbesar. Hasil
pengujian secara keseluruhan menunjukkan bahwa semakin tinggi komposisi
plastik dalam komposit akan menaikkan kekuatan komposit.
Sedangkan Stark dan Rowland (2002), meneliti tentang efek karakteristik
serat kayu dan tepung kayu sebagai pengisi (filler) terhadap sifat mekanis pada
komposit kayu dan polypropylene (PP). Hasilnya pada nisbah (ratio) antara
tepung kayu ataupun serat kayu dan polypropylene sebesar 80:20 lebih baik sifat
mekanisnya dibandingkan pada nisbah 60:40.
Setyawati (2003) melakukan penelitian tentang sifat fisik dan mekanis dari
komposit kayu dan limbah plastik PP dengan variabel ukuran butiran pengisi
ataupun matriks dengan penambah material stabilyzer MAH sebesar 2,5 %. Hasil
dari penelitian ini menunjukkan bahwa semakin kecil ukuran partikel pengisi
maka sifat mekanis maupun sifat fisik komposit akan meningkat. Hasil paling
optimum dicapai oleh komposit dengan nisbah serbuk kayu dan matriks PP
sebesar 50:50.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Pisang Barangan (Musa paradisiaca sapientum L)
Pisang (Musa sp.) merupakan salah satu komoditas buah-buahan penting
di Indonesia yang diusahakan secara meluas dari dataran rendah sampai dataran
tinggi (Lisnawita et al. 1998). Sumatera Utara memiliki produksi pisang yang
cukup stabil. Pada tahun 2012 produksi pisang sebesar 363.061 ton dengan jumlah
tanaman yang menghasilkan sebesar 4.044.320 rumpun. Produksi pisang menurun
sebesar 15,49% dibanding tahun 2011 sebesar 429.628 ton. Selama 6 (enam)
tahun terakhir produksinya menunjukkan kenaikan dengan rata-rata pertahun
sebesar 11,36% (BPSSU, 2013).
Pisang barangan merupakan salah satu komoditas buah unggulan nasional.
Pisang sebagai salah satu di antara tanaman buah-buahan memang merupakan
tanaman asli Indonesia. Hampir di setiap wilayah banyak dijumpai tanaman ini.
Jika tanaman pisang barangan dibudidayakan secara komersial keuntungannya
tidak kalah dengan komoditi lain (Supriyadi dan Satuhu, 2008).
Batang pisang merupakan limbah dari tanaman pisang yang telah ditebang
untuk diambil buahnya dan merupakan limbah pertanian potensil yang belum
banyak
pemanfaatannya.
memanfaatkannya
antara
Beberapa
penelitian
lainuntuk
papan
telah
partikel
mencoba
dan
papan
untuk
serat
(Rahman, 2006).
Serat batang pisang merupakan jenis serat yang berkualitas baik, dan
merupakan salah satu bahan potensial alternatif yang dapat digunakan sebagai
filler pada pembuatan
komposit. Batang
pisang
sebagai
limbah
dapat
Universitas Sumatera Utara
39
dimanfaatkan menjadi sumber serat agar mempunyai nilai ekonomis. Rahman
(2006) menyatakan bahwa perbandingan bobot segar antara batang, daun, dan
buah pisang berturut-turut 63, 14 dan 23%. Batang pisang memiliki bobot jenis
0,293 g/cm dengan ukuran panjang serat 4,20–5,46 mm dan kandungan
lignin 33,51% (Syafrudin, 2004).
Menurut Sunarjono (2000) dalam Amilda (2014) mengemukakan bahwa
pisang merupakan tanaman yang berbatang semu (pseudoterm). Daunnya lebar,
panjang, tulang daunnya besar dan tepi daunnya tidak mempunyai ikatan yang
kompak sehingga mudaha robek bila terkena tiupan angin kencang. Panjang daun
mencapai 150-400 cm dan lebar 70-100 cm.
Pisang merupakan tanaman yang berbuah hanya sekali, kemudian mati.
Tingginya antara 2-9 m, berakar serabut dengan batang bawah tanah (bongol)
yang pendek. Dari mata tunas yang ada pada bonggol inilah bisa tumbuh tanaman
baru. Pisang mempunyai batang semu yang tersusun atas tumpukan pelepah daun
yang tumbuh dari batang bawah tanah sehingga mencapai ketebalan 20-50 cm
(Luqman , 2012).
Pisang barangan termasuk tanaman yang gampang tumbuh. Agar
produktivitas tanaman optimal, sebaiknya pisang ditanam di dataran rendah.
Ketinggian tempat harus di bawah 1000m dpl. Iklim yang dikehendaki adalah
iklim basah dengan curah hujan merata sepanjang tahun (1.500-2.500 mm/tahun).
Temperatur 15-35oC, optimal 27oC. Tanaman pisang barangan memberikan hasil
yang baik pada musim hujan. Tanaman pisang barangan tumbuh optimal pada
tanah bertekstur liat atau tanah alluvial, mengandung kapur, kaya akan bahan
organik dengan pH tanah 4,5-7,5 (Supriadi dan Satuhu, 2008).
Universitas Sumatera Utara
40
Potensi sektor pertanian khususnya hortikultura cukup besar bagi
masyarakat di Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara. Lahan hortikultura yang
diusahakan di kecamatan ini didominasi oleh pisang terutama pisang barangan.
Pisang barangan merupakan salah satu buah spesifik Sumatera Utara. Berdasarkan
data dari dinas pertanian provinsi Sumatera Utara tahun 2008 tercatat luas panen
produktivitas dan produksi tanaman pisang tahun 2007 yang disajikan pada Tabel
1.
Tabel 1. Data luas panen produktivitas dan produksi tanaman pisang tahun 2007
NO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Kabupaten/Kota
Panen (Ha)
Produktivitas(Kw/Ha)
Medan
6
121,26
Langkat
138
187,2
Deli Serdang
3.186
228,23
Simalungun
892
223,04
Tanah Karo
126
164,44
Asahan
135
156,13
Labuhan Batu
32
197,49
Tapanuli Utara
229
143,24
Tapanuli Tengah
57
180,2
Tapanuli Selatan
34
368,41
Nias
22
126,2
Dairi
47
118,02
Tebing Tinggi
2
91,77
Tanjung Balai
13
83,99
Binjai
4
104,95
Pematang Siantar
Tobasa
6
97,24
Madina
17
203,25
Padang Sidempuan
6
113,32
Humbang Hasundutan
34
109,29
Pak-Pak Barat
Samosir
4
32,73
Serdang Bedagai
227
101,26
Nias Selatan
44
110,54
Jumlah
5.261
3262,1
Sumber : Dinas Pertanian Provinsi Sumatera Utara Tahun 2008
Produksi (Ton)
79
2.576
72.715
19.904
2.066
2.107
629
3.274
1.020
1.265
280
557
18
107
37
54
339
64
371
13
602.303
482
110.260
Batang pisang sebagian berisi air dan serat (selulosa), mineral, kalium dan
fosfor. Komposisi kimia batang pisang dipengaruhi oleh berbagai faktor yaitu
komposisi tanah, frekuensi pemotongan, fase per tumbuhan, pemupukan, iklim
setempat dan ketersediaan air (Small, 1954 dalam Wijaya, 2002).
Tanaman pisang mempunyai sifat yang sangat beragam. Hal ini
Universitas Sumatera Utara
41
dipengaruhi oleh kandungan kimia yang ada pada tanaman pisang. Kandungan
tanaman pisang disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi kimia dari bagian-bagian tanaman pisang
Komponen (%)
Daun
Bahan kering
17,5-24,3
Protein kasar
8,6-13,6
Lemak kasar
12,6
Ekstrak bebas
50,1
nitrogen
Total abu
Abu tidak larut
1,52
Serat kasar
22,6
Serat Deterjen
47,6-63,5
Netral (NDF)
Serat Deterjen
30,5-39,3
Asam (ADF)
Selulosa
20,5-23,5
Hemiselulosa
17,1-24,2
Lignin
4,5-10,4
Sumber: Kardono (2010)
Batang
3,6-9,8
2,4-8,3
3,2-8,1
Bonggol
6,2-13,87
2,95-6,4
0,96-7,0
Buah dan kulit
20,9-21,2
4,5-6,0
0,87-2,1
Kulit
14,08-18
6,56-9,5
6,7-8,3
31,6-53,0
39,5
82,87
33,5
18,4-24,7
0,85-1,7
13,4-31,7
10,64
1,92
9,99-16,1
5,5
4-5,2
11,15-22,0
15,32-26,7
40,5-64,1
35,2
16,6
-
35,6-45,5
36,7
-
-
19,7-35,2
4,9-18,7
1,3-9,2
8,8
-
-
Wood Polymer Composite (WPC) atau papan plastik
Wood Polymer Composite (WPC) atau papan plastik adalah komposit
plastik yang mengadung kayu dari berbagai bentuk yang berfungsi sebagai pengisi
(filler ) dan plastik yang berfungsi sebagai matriks atau perekat. Kelahiran industri
WPC menyangkut pertemuan dua industri yaitu industri kayu dan plastik yang
keduanya memiliki pengetahuan, kepakaran, dan perspektif yang sangat berbeda.
(Maloney, 1993).
Komposit kayu dengan resin termoset lahir pada awal tahun 1990-an.
Komersil produk tersebut pertama kali dipasarkan dengan nama dagang Bakelite
yang merupakan gabungan antara fenol formaldehida dengan serbuk kayu
(Gordon, 1998 dalam Mutiha, 2010). Komposit polimer merupakan komposit
yang menggabungkan serbuk kayu dengan polimer termoplastik. Termoplastik
yang umum digunakan di industri adalah termoplastik berbentuk pelet atau butiran
dengan kerapatan
500 kg/m3.
Universitas Sumatera Utara
42
Papan plastik merupakan gabungan matriks dan serbuk kayu sebagai
pengisi (filler ) yang mempunyai sifat gabungan kedua bahan. Penambahan
matriks ke dalam filler bertujuan meningkatkan kerapatan, kekakuan, dan
mengurangi biaya per unit volume. Dari segi kayu, dengan adanya matrik polimer
di dalamnya maka kekuatan dan sifat fisiknya juga akan meningkat
(Febrianto, 1999).
Menurut Taurista et al. (2004) komposit plastik adalah suatu material yang
terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material dengan sifat mekanik dari
material pembentuknya berbeda-beda. Dikarenakan karakteristik pembentuknya
berbeda-beda maka akan dihasilkan material baru, yaitu komposit yang
mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material
pembentuknya. Komposit plastik dibentuk dari dua jenis material yang berbeda,
yaitu:
1. Penguat (reinforcement) yang mempunyai sifat kurang elastis tetapi lebih kaku
serta lebih kuat
2. Matriks umumnya lebih elastis tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan
yang lebih rendah.
Tahapan Pembuatan Papan Plastik
Pada dasarnya pembuatan papan komposit serbuk plastik dapat dibuat
melalui proses satu tahap, proses dua tahap, maupun proses kontinyu. Proses satu
tahap, semua bahan baku dicampur terlebih dahulu secara manual, kemudian
dimasukkan kedalam alat pengadon (kneader ) dan diproses sampai menghasilkan
produk komposit. Pada proses dua tahap, bahan baku plastik dimodifikasi terlebih
dahulu, kemudian bahan pengisi dicampur bersamaan didalam
kneader dan
Universitas Sumatera Utara
43
dibentuk menjadi papan plastik. Sedangkan proses kontinyu merupakan gabungan
antara proses satu tahap dan proses dua tahap. Pada proses ini, bahan baku
dimasukkan secara bertahap dan berurutan kedalam kneader kemudian diproses
sampai menjadi produk papan plastik (Han dan Shiraishi, 1990). Gambaran proses
pembuatan papan plastik disajikan pada Gambar 1.
Penyiapan
partikel
Pembuatan
pellet
Pembentukan
papan plastik
Pengujian
Penyiapan
plastik
Gambar 1. Proses Pembuatan Papan Plastik
Polipropilena
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 (Seprianto, 2008).
Nama plastik mewakili ribuan bahan yang berbeda sifat fisis, mekanis, dan
Universitas Sumatera Utara
44
kimia. Secara garis besar plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar,
yakni plastik yang bersifat thermoplastic dan yang bersifat thermoset.
Thermoplastic dapat dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi
bentuk lain, sedangkan jenis thermoset bila telah mengeras tidak dapat dilunakkan
kembali. Plastik yang paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah
dalam bentuk thermoplastic. Yang termasuk thermoplastic antara lain polietilena
(PE), polipropilena (PP), dan polistirena (PS) (Setyawati, 2003).
Plastik merupakan polimer organik yang memiliki variasi jenis dan fungsi
beragam sesuai monomer penyusunnya. Plastik memiliki derajat kekristalan yang
lebih rendah dibandingkan dengan serat dan dapat dicetak atau dilunakkan pada
suhu tinggi (Cowd, 1991 dalam Saragih, 2009).
Kishi et al. (1988) menyatakan bahwa plastik mempunyai sifat hidrofobik,
sehingga komposit yang dihasilkan lebih tahan terhadap air dan kelembaban.
Selain itu bahan plastik tidak disukai rayap, sehingga tanpa perlakuan
pengawetan, papan komposit berbahan plastik tidak akan dimakan rayap, bebas
emisi formaldehida dan ramah lingkungan. Saat ini jenis termoplastik yang dapat
digunakan untuk tujuan pembuatan papan plastik adalah jenis polipropilena dan
polietilena. Polipropilena merupakan bahan yang bersifat termoplastik, memiliki
sifat padat, keras, kuat dan kedap air, yang sukar terdegradasi secara alamiah,
sehingga menjadi penyebab pencemaran lingkungan yang potensial.
Syarief et al. (1989) menyebutkan, bahwa PP termasuk jenis plastik olefin dan
merupakan polimer dari propilen. Dikembangkan sejak 1950 dengan berbagai
nama dagang seperti : bexphene, dynafilm, luperen, escon, olefane dan profax.
Disebutkan pula sifat-sifat utama dari PP yaitu :
Universitas Sumatera Utara
45
1. Ringan (kerapatan 0,90 g/cm3), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih
dalam bentuk film.
2. Mempunyai kekuatan tarik lebih besar dari PE (polyethylene). Pada suhu
o
rendah akan rapuh, dalam bentuk murni pada suhu -30 C mudah pecah
sehingga perlu menambahkan PE atau bahan lain untuk memperbaiki
ketahanan terhadap benturan.
3. Permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang.
4. Lebih kaku dari PE dan tidak gambang sobek sehingga lebih mudah
penanganannya.
o
5. Tahan terhadap suhu tinggi sampai 150 C
o
6. Titik leleh cukup tinggi pada suhu 170 C
7. Tahan terhadap asam kuat, basa dan minyak. Tidak terpengaruh pada suhu
kamar kecuali HCl.
8. Pada suhu tinggi PP akan bereaksi dengan benzena, siklena, toluena, terpentin
dan asam nitrat kuat.
Penelitian di Lembaga Politeknik Milan pada tahun 1955, Profesor Natta
menemukan bahwa dengan menggunakan katalis Ziegler, polimer khas ruang
(stereospecific) propylene dapat dihasilkan dengan derajat keteraturan tinggi
dalam konfigurasi polimernya. Polipropilena termasuk jenis plastik olefin dan
merupakan polimer dari propylene. Jenis plastik ini digunakan untuk bagian
dalam mesin pencuci, komponen mobil, kursi, tangkai pegangan, kotak,
keranjang, pipa, isolator listrik, kemasan makanan dan barang (Cowd, 1991).
Polipropilena sangat rentan terhadap sinar ultra violet dan oksidasi pada
suhu tinggi. Senyawa ini dapat terdegradasi membentuk produk dengan berat
Universitas Sumatera Utara
46
molekul rendah. Perbaikan dapat dilakukan dengan menambahkan beberapa
antioksidan dan penstabil ultra violet (Klyosov, 2007).
Menurut Klyosov (2007) polipropilena terbagi menjadi dua jenis yaitu
homopolimer dan kopolimer. Apabila dibandingkan dengan polipropilena
kopolimer, jenis homopolimer lebih berbentuk kristal, memiliki titik leleh yang
lebih tinggi dan memiliki nilai kekakuan yang lebih besar. Karakteristik
polipropilena menurut Bost (1980) dalam Syarief et al. (1989) disajikan
pada Tabel 3.
Tabel 3. Karakteristik polipropilena
No
Karakteristik
1
Kerapatan pada suhu 20oC
2
Suhu melunak
3
Titik lebur
4
Kristalinitas
5
Indeks fluiditas
6
MOE
7
Tahanan volumetrik
8
Konstanta dielektrik
9
Permeabilitas gas
10 Nitrogen
11 Oksigen
12 Gas karbon
13 Uap air
Sumber : Bost (1980) dalam Syarief et al. (1989)
Satuan
g/cm3
o
C
o
C
%
Kg/cm2
Ohm/cm2
60-108 cycles
Besaran
0,90
149
170
60-70
0,2-2,5
11.000-13.000
1017
2,3
4,4
23
92
600
Komposisi Plastik dan Partikel
Komposit kayu plastik umumnya mengandung 50% kayu, meskipun
beberapa produk menggunakan sangat sedikit kayu dan beberapa lainnya
Universitas Sumatera Utara
47
menggunakan kayu sampai dengan 70%. Pilihan umum adalah diantara 30%
sampai 65% (Clemons, 2002). Berdasarkan penelitian Satito (2012) mengenai
pengujian sifat mekanis komposit serbuk kayu dan plastik high density
polyethylene (HDPE) yang menggunakan variasi komposisi plastik dan serbuk
kayu yaitu 50:50, 60:40 dan 70:30 menyatakan bahwa bahwa komposit dengan
material 50 % serbuk plastik HDPE memiliki kekuatan tarik terbesar. Hasil
pengujian secara keseluruhan menunjukkan bahwa semakin tinggi komposisi
plastik dalam komposit akan menaikkan kekuatan komposit.
Sedangkan Stark dan Rowland (2002), meneliti tentang efek karakteristik
serat kayu dan tepung kayu sebagai pengisi (filler) terhadap sifat mekanis pada
komposit kayu dan polypropylene (PP). Hasilnya pada nisbah (ratio) antara
tepung kayu ataupun serat kayu dan polypropylene sebesar 80:20 lebih baik sifat
mekanisnya dibandingkan pada nisbah 60:40.
Setyawati (2003) melakukan penelitian tentang sifat fisik dan mekanis dari
komposit kayu dan limbah plastik PP dengan variabel ukuran butiran pengisi
ataupun matriks dengan penambah material stabilyzer MAH sebesar 2,5 %. Hasil
dari penelitian ini menunjukkan bahwa semakin kecil ukuran partikel pengisi
maka sifat mekanis maupun sifat fisik komposit akan meningkat. Hasil paling
optimum dicapai oleh komposit dengan nisbah serbuk kayu dan matriks PP
sebesar 50:50.
Universitas Sumatera Utara