BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Batang Kelapa - Pembuatan Papan Pertikel dari Serbuk Batang Kelapa Memakai Poliprolena yang Digrafting dengan Maleat Anhidrida sebagai Coupling Agent

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Batang Kelapa

Kelapa (Cocos nucifera) adalah satCocos. Tumbuhan ini dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh manusia sehingga dianggap sebagai tumbuhan serba guna, khususnya bagi masyarakatng dihasilkan tumbuhan ini (Sukamto, 2001).

Pohon kelapa merupakan pohon yang paling banyak kegunaannya karena hampir tiap bagian dari pohon tersebut dapat dimanfaatkan. Tidak berlebihan bila pohon kelapa dikenal pula sebagai pohon kehidupan (tree of life). Berbagai ragam industri berbahan baku kelapa telah berkembang mulai dari yang tradisional seperti minyak kelapa dan kopra sampai pada pengolahan minyak menjadi senyawa-senyawa kimia yang mempunyai nilai tambah yang tinggi serta pengolahan batang kelapa sebagai salah satu produk mebel (Tenda, 2004).

Secara fisis batang kelapa memiliki kerapatan yang sangat beragam baik dari pangkal ke ujung maupun dari tepi ke dalam. Pada bagian pangkal dan tepi memiliki kerapatan yang tinggi dan didominasi oleh ikatan pembuluh dewasa sedangkan bagian tengah dan ujung lebih banyak mengandung jaringan dasar berupa parenkim serta ikatan pembuluh muda dengan kerapatan yang lebih rendah. Kerapatan yang beragam dalam satu pohon kemungkinan diikuti oleh variasi kandungan kimia (Wardhani, 2004).

Menurut Wardhani, (2004) menyatakan bahwa batang kelapa berbeda bila dibandingkan dengan jenis-jenis kayu keras lainnya, dimana:

1. Batang kelapa tidak mempunyai kambium sehingga diameter batang tidak bertambah

2. Pada bagian penampang lintang, berkas pembuluh tidak seragam dan tersebar secara acak

3. Kelapa tidak membentuk lingkaran tumbuh karena tidak ada pertumbuhan tahunan pada diameter batang

4. Kelapa tidak mempunyai cabang, artinya batang kelapa bebas mata kayu.

5. Batang kelapa tidak dapat beregenerasi, terlihat pada bekas pijakan saat pemanenan buah kelapa yang tidak pernah hilang sepanjang hidupnya.

6. Bagian kulit bagian batang tidak dapat dibedakan dengan jelas Menurut Anonim (1985) dan Rojo, (1988) menyatakan holoselulosa batang kelapa sebesar 66.7% dan lebih tinggi dari bagian lain seperti kulit, serabut dan pelepah daun. Kisaran kandungan selulosa pada batang kelapa adalah 28.10 ~ 36.55% dan nilai rataannya sebesar 31.95%.Pada ketinggian 7 m hingga 15 m dalam batang, kandungan selulosa lebih tinggi dibandingkan bagian pangkal dan ujung, serta pada 2/3 bagian ke dalam juga mengandung selulosa yang lebih tinggi dari bagian tepi. Hal ini disebabkan batang kelapa bagian pangkal dan tepi telah mengalami proses lignifikasi sehingga tidak seluruh selulosa dapat terisolasi.

2.1.1. Kelapa Hibrida

Kelapa hibrida merupakan kelapa hasil persilangan atau hibrida antara dua tanaman kelapa sejenis yang memiliki perbedaan sifat (Wijaya 2007). Berdasarkan jumlah perbedaan yang dimiliki oleh kedua tanaman yang disilangkan, hasil hibrida dapat menjadi: 1.

Monohibrida, yakni hibrida dengan satu perbedaan sifat, misalnya perbedaan bentuk buah

2. Di- atau trihibrida dengan dua atau tiga perbedaan sifat, misalnya warna buah, bentuk buah, dan umur mulai berbuah

3. Polihibrida, yakni hibrida dengan banyak perbedaan sifat, namun tetap dalam satu jenis.

Persilangan antara kelapa dalam dengan kelapa genjah dapat digolongkan ke dalam jenis polihibrida karena memiliki perbedaan sifat yang cukup banyak (Wijaya, 2007). Kelapa hibrida bersifat unik karena mempunyai keseragaman susunan genetik dan secara praktis mempunyai satu genotif, sehingga jika dalam lahan ada 1.000 tanaman kelapa hibrida, satu tanaman terserang penyakit, maka 999 tanaman lain mempunyai peluang yang sama untuk terserang. Hal ini berbeda dengan kelapa tipe jangkung dan genjah yang secara genetik beragam (Wijaya, 2007). Sedangkan menurut Wijaya (2007), kelapa hibrida memiliki sifat unggul yang diwariskan oleh tetuanya, antara lain:

(1) berbuah cepat (4-5 tahun), (2) potensi berbuah rata-rata mencapai 120 butir per pohon per tahun, (3) daging buah tebal, (4) kandungan minyak tinggi, (5) habitus tanaman sedang, serta (6) relatif serangan hama dan penyakit.

2.2 Plastik

Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain untuk meningkatkan performa atau ekonomi

Plastik adalah bahan polimer yaitu suatu bahan yang terdiri dari ratusan bahkan ribuan atom yang terbentuk dari rangkaian berulang beberapa molekul yang kecil yang membentuk rangkaian (Hall,1990)

2.2.1. Termoplastik

Polimer-polimer yang tidak berikat silang (linear atau bercabang biasanya bisa larut dalam beberapa pelarut, dan dalam banyak hal, mereka akan melebur atau mengalir. Materi- materi demikian dikatakan sebagai termoplastik.

Dari golongan ini ada 4 bahan komoditas yang terkenal yaitu polietilena (PE), polipropilena (PP), poli vinil klirida (PVC), dan polistirena (PS). (Stevens.2001).

2.2.2 Polipropilena

Polipropilena (PP) adalah sebuah polimer termoplastik yang dibuat oleh industry kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil contohnya tali, karpet, alat tulis, perlengkapan laboratorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas polimer Polimer juga merupakan polimer hidrokarbon yang termasuk kedalam polimer termoplastik yang dapat diolah pada suhu tinggi. Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang ringan, mempunyai titik leleh 165-170

C, densitas 0,90 – 0,92, memiliki kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil terhadap panas dikarenakan adanya hydrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan penguat memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan polimer dan tahan terhadap pemecahan karena tekanan (stress-cracking) walaupun pada temperature tinggi. Kerapuhan polipropilena dibawah 0 C dapat dihilangkan dengan penggunaan bahan pengisi (Gatcher, 1990)

2.2.3 Sifat-Sifat Polipropilena

Polipropilena mempunyai tegangan (tensile) yang rendah, kekuatan benturan yang tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap berbagai pelarut organik. Polipropilena juga mempunyai sifat isolator yang baik mudah diproses dan sangat tahan terhadap air karena sedikit sekali menyerap air dan sifat kekakuan yang tinggi. Seperti polyolefin, polipropilena juga mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia anorganik non pengoksidasi, deterjen, alcohol, dan sebagainya. Sifat kristalinitasnya yang tinggi menyebabkan data regangnya tinggi, kaku dan keras (Al Malaika, 1983). Sifat-Sifat utama dari Polipropilena yaitu :

1. ), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih dalam Ringan (kerapatan 0,9 g/cm bentuk film.

2. Mempunyai kekuatan tarik lebih besar daripada polietilena. Pada suhu rendah akan rapuh, dalam bentuk murni pada suhu -30 C mudah pecah sehingga polietilena atau bahan lain perlu ditambahkan untuk mempertahankan terhadap benturan.

3. Lebih kaku dari polietilena dan tidak gampang sobek sehingga lebih mudah dalam penanganannya.

4. Permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang 5.

C Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 150 6.

C Titik lelehnya sangat tinggi pada suhu 170

7. Tahan terhadap asam kuat, basa dan berminyak. Tidak terpengaruh oleh pelarut pada suhu kamar kecuali HCl

8. Pada suhu tinggi polipropilena akan bereaksi dengan benzene, siklena, toluene.

Terpentin dan asam nitrat kuat (Syarief , 1989)

2.2.4. Kegunaan Polipropilena

Polipropilena (PP) adalah merupakan salah satu jenis plastik yang penggunaannya secara luas digunakan karena factor harganya yang murah dan memiliki sifat spesifik yang berkualitas tinggi. Polipropilena memiliki sifat yang sulit berikatan dengan zat lain karena gugus ujungnya tertutup untuk gugus lain yang mengakibatkan diharuskannya melakukan modifikasi terhadap polipropilena agar mendapatkan hasil sesuai yang diharapkan. Untuk mendapatkan hasil homogeny dari polipropilena dengan zat lain tersebut biasanya dengan ditambahkan maleat anhidrida kepada polipropilena agar polipropilena tersebut dapat berikatan dengan bahan pengisi untuk mendapatkan hasil modifikasi yang baik (Hong, 2007) Produk polipropilena lebih tahan terhadap goresan daripada produk polietilena.

Polipropilena digunakan untuk bagian dalam mesin pencuci, komponen mobil, kursi, tangkai pegangan, kotak, keranjang, pipa, isolator listrik, kemasan (berupa lembaran tipis) makanan dan barang (Cowd,1991).

2.3. Proses Grafting

Proses grafting pada permukaan bahan polimer adalah variasi tekhnologi yang digunakan untuk meningkatkan sifat dari permukaan bahan polimer tersebut. Teknologi seperti ini menawarkan fungsi serbaguna dalam berbagai bidang misalnya pada serat kaca dengan fungsi-fungsi baru seperti kestabilan termal, ketahanan air dan minyak dan daya deterjensi (Saihi. 2002).

Grafting maleat anhidrida ke dalam polipropilena bertujuan untuk meningkatkan

kompatibilitas dan kereaktifan dari polipropilena. Grafting polipropilena akan menyebabkan interaksi antara polipropilena dengan serat karbon lebih baik. Reaksi

grafting polpropilena telah banyak dilakukan tetapi dengan metode lelehan lebih baik bila

dibandingkan dengan metode pencampuran dalam larutan (Gracia-Martinez,,1997) Mekanisme penempelan gugus fungsi pada polipropilena diawali dengan hilangnya satu atom H dari atom C tersier dengan adanya inisiator benzoil peroksida menghasilkan radikal polipropilena, selanjutnya akan berinteraksi dengan gugus maleat anhidrida. Tahapan reaksinya adalah seperti (gambar 2.1 berikut)

Dekomposisi peroksida o

100 – 110 C Benzoil peroksida

BPO radikal

Inisiasi .

BPO radikal Polipropilena

Asam benzoat PP radikal

Propagasi

PP radikal Maleat anhidrat PP-g-MA radikal

Transfer Rantai

Polipropilena PP-g-MA

PP-g-MA radikal PP radikal

Terminasi

PP radikal PP-g-MA radikal disproporsinasi

PP radikal PP-g-MA radikal

Ikat silang (croslinking)

Gambar 2.1. Reaksi PP-g-MA (Sumber : Bettini, 1999)

2.4 Interaksi PP-g-MA dengan Serbuk Batang

Coupling agent maleat anhidrida banyak digunakan untuk meningkatkan kekuatan komposit yang mengandung pengisi dimana seratnya diperkuat. Penguatan kimia maleat anhidrida tidak hanya dipakai untuk modifikasi serat tetapi juga membuat permukaan komposit matriks PP dengan serat dapat lebih baik sehingga meningkatkan kekuatan tarik komposit. Rantai PP dan maleat anhidrida menjadi terikat dan menghasilkan grafting maleat anhidrida polipropilena, Kemudian penguatan serat selusosa dengan grafting maleat anhidrida polipropilena menghasilkan permukaan dengan ikatan kovalen (Bledzki, 2002). Mekanisme reaksi serbuk kayu dengan PP-g-MA seperti pada gambar 2.2.

PP-g-MA Selulosa

Gambar 2.2. Mekanisme reaksi serbuk kayu dengan PP-g-MA

(sumber : Caulfield, 2005)

2.5 Benzoil Peroksida (BPO)

Benzoil peroksida merupakan peroksida yang paling umum digunakan sebagai inisiator dalam proses polimerisasi dan dalam pembentukan ikatan silang dari berbagai polimer. Benzoil peroksida tidak stabil terhadap panas dan mengalami homolis termal untuk membentuk radikal-radikal benzoiloksi. Benzoil peroksida (waktu paruhnya 30 menit pada

100

C) mempunyai keuntungan yaitu radikal benzoiloksi yang cukup stabil sehingga cenderung bereaksi dengan molekul-molekul yang lebih reaktif sebelum mengeliminasi karbondioksida (Stevens., 2001). Adapun Penguraian Benzoil Peroksida dapat dilihat pada gambar 2.3.

Benzoil Peroksida Radikal bebas Benzoil Karbondioksida radikal bebas

Gambar 2.3. Penguraian Benzoil Peroksida (sumber: Steven. 2001)

2.6 Maleat Anhidrida

Maleat anhidrida larut dalam aseton dan air tidak berwarna atau berwarna putih padat dalam keadaan murni dengan bau yang tajam. Maleat anhidrida adalah senyawa vinil tidak jenuh merupakan bahan mentah dalam sintesa resin polyester, pelapisan permukaan karet, deterjen, bahan aditif dan minyak pelumas, plastisizer dan kopolimer. Maleat anhidrida mempunyai sifat kimia khas yaitu adanya ikatan etilenik dengan gugus karbonil didalamnya, ikatan ini berperan dalam reaksi adisi. Maleat anhidrida juga dikenal sebagai 2,5-furandione (Parker., 1984). Proses pembentukan Maleat Anhidrida dapat dilihat pada gambar 2.4.

2CH CH CH CH + 7O

2C H (CO) O + 8H O

2 Gambar 2.4. Proses Pembentukan Maleat Anhidrida

Dan adapun sifat-sifat maleat anhidrida dapat dilihat pada table 2.1 berikut :

Tabel 2.1. Sifat-sifat maleat anhidrida

Deskripsi Tidak berwarna atau padatan putih Bentuk molekul C

4 H

2 O

Berat molekul 98,06 g/mol

Densitas 1,314 g/cm

3 Titik didih 202 C

Titik nyala 102 C Titik cair 52,8 C Tekanan 0,1 torr 25 C Kelarutan Larut dalam air, eter.asetat,

Kloroform, aseton, etil asetat, benzena (Sumber : Parker., 1984)

2.7 Divinilbenzena (DVB) Divinilbenzena (DVB) terdiri dari satu cincin benzene yang diikat dua gugus vinil.

Biasanya divinilbenzena ditemui dalam bentuk campuran dengan perbandingan 2:1 antara bentuk meta-divinilbenzena dan para-divinilbenzena, juga mengandung isomer etilvinilbenzena yang sesuai. Bila direaksikan bersama-sama dengan stirena, divinilbenzena dapat dipergunakan sebagai monomer reaktif dalam resin polyester. Polimer crosslink yang dihasilkan umumnya dipergunakan sebagai penghasil resin penukar ion. Dimana struktur divinilbenzene dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. Struktur divinilbenzene (p-1,4-divinilbenzene), (Bleckley,1983)

2.8 Papan Partikel

Papan partikel adalah papan buatan yang terbuat dari partikel (chips) kayu atau bahan selulosa lainnya yang diikat dengan perekat organic dengan bahan penolong lainnya dan dengan bantuan tekanan dan panas (hot press) dalam waktu tertentu. Berdasarkan dari kerapatannya papan partikel ini ada 3 jenis : 1.

Papan partikel berkerapatan rendah dengan kerapatan 0,24 – 0,40 g/cm

3 2.

Papan partikel berkerapatan sedang dengan kerapatan 0,40 – 0,80 g/cm

3 3.

Papan partikel berkerapatan tinggi dengan kerapatan 0,80 – 1,20 g/cm

2.8.1. Sifat-sifat papan partikel

Penyusutan dianggap tidak ada
Keawetan terhadap jamur tinggi, karena adanya bahan pengawet
Merupakan isolasi bahan panas yang baik
Merupakan bahan akustik yang baik

2.8.2. Penggunaan papan partikel

Untuk perabot
Dinding dalam rumah, dinding antara
Flafon dan lantai
Dan macam-macam kegunaannnya dalam permebelan

2.8.3. Keuntungan papan partikel

Papan partikel merupakan bahan konstruksi yang sangat baik
Bahan isolasi dan akustik yang baik
Dapat menghasilkan bidang yang luas
Pengerjaan mudah dan cepat
Tahan api
Mudah di-finishing, dilapisi kertas dekor, dilapisi finir dan lain sebagainya
Memiliki kestabilan dimensi (Dumanauw, 1990)

2.8.4. Mutu Papan Partikel

Mutu papan partikel meliputi cacat, ukuran, sifat fisis, sifat mekanis, dan sifat kimia.Dalam standar papan partikel yang dikeluarkan oleh beberapa Negara masih mungkin terjadi perbedaan dalam hal criteria, cara pengujian, dan persyaratannya. Walaupun demikian, secara garis besarnya sama.

a. Cacat

Pada Standar Indonesia Tahun 198 tidak ada pembagian mutu papan partikel berdasarkan cacat, tetapi pada standar tahun 1996 ada 4 mutu penampilan papan partikel menurut cacat, yaitu : A, B, C, dan D, Cacat yang dinilai adalah partikel kasar di permukaan, noda serbuk, noda minyak, goresan, noda perekat, rusak tepi dan keropos.

b. Ukuran

Penilaian panjang, lebar, tebal dan siku terdapat pada semua standar papan partikel. Dalam hal ini, dikenal adanya toleransi yang tidak selalu sama pada setiap standar. Dalam hal ini toleransi telah dibedakan untuk papan partikel yang dihaluskan kedua permukaannya, dihaluskan satu permukaannya dan tidak dihaluskan permukaannya.

c. Sifat Fisis Papan Partikel

tetapi persyaratannya tidak selalu sama. Menurut standar Indonesia tahun 1983

Kerapatan papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar,

persyaratannya 0,50 – 0,70 g/cm , sedangkan menurut Standar Indonesia tahun

1996 persyaratannya 0,50 -0,90 g/cm . Ada standar papan partikel yang mengelompokkan menurut kerapatannya, yaitu rendah, sedang, dan tinggi Kadar air papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar,

yaitu metode oven (metode pengurangan berat). Walaupun persyaratan kadar air tidak selalu sama pada setiap standar, perbedaannya tidak besar (kurang dari 5%).
dingin(suhu kamar) atau setelah direndam dalam sir mendidih, cara pertama

Pengembangan tebal papan partikel ditetapkan setelah uji direndam dalam air dilakukan terhadap papan partikel interior dan eksterior, sedangkan cara kedua untuk papan partikel eksterior saja. Menurut Standar Indonesia tahun 1983, untuk papan partikel eksterior, pengembangan tabal ditetapkan setelah direbus 3 jam, dan setelah direbus 3 jam kemudian dikeringkan dalam oven 100 C sampai berat contoh uji tetap. Ada papan partikel yang tidak diuji pengembangan tebalnya, misalnya tipe 100 menurut Standar Indonesia Tahun 1996, sedangkan untuk tipe 150 dan tipe 200 diuji pengembangan tebalnya. Menurut standar FAO, pada saat mengukur pengembangan tebal ditetapkan pula penyerapan airnya (absorbsi)

d. Sifat Mekanis Papan Partikel

patah dan modulus elastisitas. Pada Standar Indonesia tahun 1983 hanya modulus patah saja, sedangkan pada Standar Indonesia Tahun 1996 meliputi modulus patah dan modulus elastisitas. Selain itu, pada standar ini ada pengujian modulus patah pada keadaan basah, yaitu untuk papan partikel tipe 150 dan 200. Bila papan partikelnya termasuk tipe I (eksterior), pengujiannya modulus patah dalam keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam dalam air mendidih (2 jam) kemdian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam. Untuk papan partikel tipe II (interior) pengujian modulus patah dalam

Keteguhan (kuat) lentur umumnya diuji pada keadaan kering meliputi modulus

keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam dalam air panas (70

C) selama 2 jam kemudian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam. Keteguhan rekat inernal (kuat tarik tegak lurus permukaan) umumnya diuji

pada keadaan kering, seperti pada Standar Indonesia tahun 1996. Pada Standar Indonesia tahun 1983 pengujian tersebut dilakukan pada keadaan kering untuk papan partikel mutu I (eksterior) dan mutu II ( interior). Pengujian pada keadaan basah, yaitu setelah direndam dalam air mendidih (2 jam) dilakukan hanya pada papan partikel mutu I saja
sejajar permukaan serta pada keadaan kering saja. Menurut Standar Indonesia tahun 1996 pengujian tersebut dilakukan pada papan partikel yang tebalnya diatas 10 mm

Keteguhan (kuat) pegang skrup diuji pada arah tegak lurus permukaan dan

e. Sifat Kimia Papan Partikel Emisi (lepasan) formaldehida dapat dianggap sebagai sifat kimia dan papan partikel.

Pada standar Indonesia tahun1983, belum disebutkan mengenai emisi formaldehida dari papan aprtikel. Pada standar Indonesia tahun1996, disebutkan bahwa bila diperlukan dapat dilakukan penggolongan berdasarkan emisi formaldehida. Pada standar Indonesia tahun 1999 mengenai emisi formaldehida pada panel kayu terdapat pengujian dan persyaratan emisi formaldehida pada papan komposit (Sutigno,2006) .

2.9 Tekhnik Penarikan Sampel Secara Acak

Secara garis besarnya metode penarikan sampel dapat dipilih menjadi dua, yaitu pemilihan sampel dari populasi secara acak (random atau probability sampling) dengan pemilihan sampel dari populasi secara tidak acak (nonrandom atau non probability sampling), dalam penelitian ini pengambilan sampel dilakukan secara acak. Tekhnik pengambilan sampel secara acak dapat dilakukan dengan cara : 1.

Undian / lotre 2. Kalkulator 3. Computer 4. Tabel angka random (Cochran. 1991)

2.10 Scanning Elektron Mikroskopi (SEM)

Skanning Elektron Mikroskopi (SEM) merupakan alat yang dapat membentuk bayangan permukaan. Struktur permukaan suatu benda uji dapat dipelajari dengan mikroskop electron pancaran karena jauh lebih mudah untuk mempelajari struktur permukaan itu secara langsung.

Pada dasarnya SEM menggunakan sinyal yang dihasilkan electron untuk dipantulkan atau berkas sinar electron sekunder. SEM menggunakan prinsip scanning dengan prinsip utamanya adalah berkas electron diarahkan pada titik-titik permukaan specimen. Gerakan electron diarahkan dari satu titik ke titik lain pada permukaan specimen.

Jika seberkas sinar electron ditembakkan pada permukaan specimen maka sebagian dari electron itu akan dipantulkan kembali dan sebagian lagi diteruskan. Jika permukaan specimen tidak rata, banyak lekukan, lipatan atau lubang-lubang maka tiap bagian permukaan itu akan memantulkan electron dengan jumlah dan arah yang berbeda dan jika ditangkap detector akan diteruskan ke system layer dan akan diperoleh gambaran yang jelas dari permukaan specimen dalam bentuk tiga dimensi (Nur, 1997).

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Batang Kelapa - Pembuatan Papan Pertikel dari Serbuk Batang Kelapa Memakai Poliprolena yang Digrafting dengan Maleat Anhidrida sebagai Coupling Agent