Pembuatan Dan Karakterisasi Papan Partikel Peredam Suara Dari Campuran Resin Poliester Dan Jerami Padi
BAB2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Polimer
Polimer merupakan bidang yang cukup penting. Bukan hanya karena menarik untuk
dipelajari, tetapi bidang ini berperan penting dalam hal ekonomi, khususnya bagi
negara industri. Banyak bahan atau barang di sekitar kita yang terbuat dari polimer
mulai dari bahan makanan, bahan sandang berupa serat – serat sintesis, barang –
barang rumah tangga: ember, selang, pipa paralon, komponen TV, komputer, alat –
alat listrik bahkan bahan untuk bangunan yaitu berupa papan komposit.
Polimer (poly = banyak; mer = bagian) adalah suatu molekul raksasa
(makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui
ikatan kimia. Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul yang
kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam suatu rantai. Jika monomernya
sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda akan menghasilkan
kopolimer (Steven, 2001).
Perkembangan ilmu kimia polimer pada hakikatnya berkembang seiring
dengan usaha manusia untuk meningkatkan kesejahteraan hidupnya dengan
memanfaatkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam waktu empat puluh tahun
terakhir ini para ahli telah berhasil mensistesis berbagai jenis bahan polimer yang
dapat dimanfaatkan dalam berbagai aspek kehidupan. Polimer sintesis merupakan
bahan yang serbaguna, dalam penggunaannya polimer sintetis ini dapat menggantikan
logam, kayu, kulit dan bahan alami lainnya dengan harga yang jauh lebih murah.
Pemanfaatan polimer dalam kehidupan tergantung sifat polimer yang antara lain
ditentukan oleh massa molekul relatif, temperatur transisi gelas dan titik leleh (Sidik,
2003).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Surdia T. dan Saito S. (1985), sifat – sifat khas bahan polimer pada
umumnya adalah sebagai berikut ini:
1. Kemampuan cetaknya yang baik. Pada temperatur rendah, bahan dapat dicetak
dengan penyuntikan, penekanan, ekstruksi dan lain sebagainya.
2. Produk ringan dan kuat. Berat jenis polimer rendah dibandingkan dengan
logam dan keramik, yaitu n 1,2 – 1,7 yang memungkinkan membuat suatu
produk barang yang kuat dan ringan.
3. Banyak di antara polimer yang bersifat isolasi listrik yang baik. Polimer
mungkin juga dibuat sebagai konduktor dengan cara mencampurnya dengan
serbuk logam, butiran karbon dan sebagainya.
4. Memiliki ketahanan yang baik terhadap air dan zat kimia.
5. Produk – produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung
pada cara pembuatannya.
6. Umumnya bahan polimer memiliki harga yang lebih murah.
7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu untuk diperhatikan sewaktu
penggunaannya.
8. Kekerasan permukaan yang kurang
9. Kurang tahan terhadap pelarut.
10. Mudah termuati listrik secara elektrostatik. Kecuali beberapa bahan yang
khusus dibuat agar menjadi hantaran listrik, kurang higroskopis.
11. Beberapa bahan tahan terhadap abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang
kecil.
Polimer pada umumnya juga diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok
antara lain atas jenis monomer, asal monomer, sifat termal dan juga reaksi
penbentukannya.
2. 1. Polimer Berdasarkan Sifat Termalnya
Apabila gaya antara molekul rantai polimer besar, maka polimer menjadi kuat dan
suar meleleh. Rantai polimer yang bercabang banyak daya regangnya rendah dan lebih
mudah untuk meleleh. Ikatan silang antar rantai menyebabkan terjadinya jaringan
yang kaku dan membentuk bahan yang keras.
Universitas Sumatera Utara
Polimer yang memiliki ikatan silang bersifat termoset, artinya hanya dapat
dipanaskan satu kali pada saat pembuatannya, selanjutnya apabila pecah, tidak dapat
disatukan lagi dengan pemanasan, karena susunan molekulnya pada ikatan silang
antar rantai akan rusak apabila dipanaskan kembali. Secara mendasar, thermosetting
berbeda dari termoplastik dimana bahwa mereka dapat "diatur" tidak dapat
dikembalikan lagi ke dalam bentuk akhir mereka dengan pemanasan lanjutan. Artinya,
bahan baku memiliki plastisitas yang memungkinkan untuk menjadi terbentuk; selama
pencetakan, perubahan kimia terjadi dalam plastik yang dipanaskan yang merusak
properti penting dari plastisitas. Materi menjadi kaku, dan tidak akan lagi menjadi
plastik. Contoh : poly urethane, urea formaldehyde, melamin formaldehyde, polyester,
dll (Cook, 1964).
Sebaliknya polimer yang tidak mempunyai ikatan silang bersifat termoplastik,
artinya dapat dipanaskan berulang – ulang. Ketika dipanaskan, polimer yang bersifat
termoplastik meleleh dan kembali mengeras ketika didinginkan. Jadi apabila pecah,
polimer ini dapat disambungkan kembali dengan cara dipanaskan atau dengan kata
lain dicetak ulang dengan cara pemanasan. Bahan termoplastik adalah bahan yang
keras dan kaku pada suhu normal, tapi menjadi lunak dan apabila di dipanaskan.
Sebuah termoplastik dapat melunak dan mengeras berulang kali dengan cara
ini, pengambilan sampel dengan pemanasan dan pendinginan. Resin alami,
penyegelan-lilin dan seluloid adalah contoh dari termoplastik. Mereka memenuhi dua
persyaratan penting dari plastik dengan cara yang paling sederhana mungkin,
dipanaskan, mereka melunak dan memperoleh plastisitas, didinginkan, mereka
mengeras dan mempertahankan bentuk akhir mereka. Contoh : polietilen (PE),
polipropilena (PP), polistirena (PS), nylon, dll (Cook, 1964).
2.2. Perekat
Dahulu perekat terbuat dari satu macam bahan saja. Dewasa ini kebanyakan dari
perekat terdiri dari campuran berbagai bahan kompleks, baik organik ataupun
anorganik ataupun gabungan keduanya. Komponen dasarnya adalah perekatnya, yang
Universitas Sumatera Utara
menghasilkan kekuatan adhesif dan kohesif pada ikatannya. Ini biasanya merupakan
resin organik atau dapat pula karet, senyawa anorganik atau bahan alam lainnya.
Perekat (adhesive) adalah suatu substansi yang dapat menyatukan dua buah
benda atau lebih melalui ikatan permukaan. Dilihat dari reaksi perekat terhadap panas,
maka perekat dapat dibedakan atas perekat thermosetting dan perekat thermoplastic.
1. Perekat termoplastik
Ini meliputi perekat resin termoplastik dan perekat karet termoplastik. Perekat
ini dapat dilebur, dilarutkan, melunak bila dipanaskan serta mengalami creep (jalaran)
bila dikenai beban (stess). Perekat termoplastik ini tidak mengalami perubahan kimia
saat terbentuknya ikatan. Perekat termoplastik adalah perekat yang dapat melunak jika
terkena panas dan mengeras kembali apabila suhunya telah rendah. Ini hanya berguna
bila dipakai untuk beban ringan dalam merekatkan logam, plastik, gelas, keramik, dan
bahan berpori ( kertas, kayu, kulit, kain) sedangkan kondisi kerjanya tidak ekstrim.
Untuk penggunaan bungkus dan laminasi cukup memadai. Contoh perekat yang
termasuk jenis ini adalah polyvynil adhesive, cellulose adhesive, dan acrylic resin
adhesive (Pizzi, 1983).
Dasar perekat resin termoplastik adalah bahan – bahan sintetik ( poliamida,
polimer vinil/ akrilik, turunan sellulosa) atau bahan alam ( resin oleo, lilin mineral dan
lainnya). Ada pula perekat lelehan panas yang diproses dari polietilen, polimer vinil,
polistiren, polikarbonat, poliamida dan sebagainya.
2. Perekat Termoset
Perekat ini terbentuk ikatan dengan bantuan panas, katalis ataupun gabungan
keduanya. Sifatnya bagus, tahan creep, memadai selaku perekat struktural berbeban
berat, serta tahan kondisi ekstrim panas, dingin, radiasi, lembaban, bahan kimia.
Perekat termoset dapat besaral dari alam ( hewan, tanaman, kasein) dan juga sintetik
(epoksi, fenolik, poliester, poliaromat dan lainnya). Perekat thermosetting merupakan
perekat yang dapat mengeras bila terkena panas atau reaksi kimia dengan bantuan
katalisator atau hardener dan bersifat irreversible. Perekat jenis ini jika sudah
mengeras tidak dapat lagi menjadi lunak.
Universitas Sumatera Utara
Perekat termoset biasanya terdapat dalam bentuk cairan, pasta, dan padatan.
Yang cair dapat atau tanpa dengan pelarut. Zat curingnya dapat berupa bubuk atau
cairan juga. Yang berbentuk pasta, karena bersifat tiksotropik, dapat digunakan untuk
sambungan – sambungan vertical, tanpa mengalami pelelehan. Penggunaannya harus
memperhatikan suhu kerja. Contoh perekat yang termasuk jenis ini adalah fenol
formaldehida, urea formaldehida, melamine formaldehida, isocyanate, resorsinol
formaldehida (Pizzi, 1983).
3. Perekat Blend Resin – Karet
Perekat ini sangat lazim dipakai dan sifatnya merupakan gabungan sifat
komponennya. Resin termoset blend – karet sangat baik untuk perekat struktural,
pada logam atau benda kaku lainnya. Contohnya perekat fenolik-nitril dan fenolikneopren. Apabila resin saja, sifatnya cenderung getas. Apabila karet saja, sifat lekat,
kohesi dan adesinya kurang baik. Bila digabungkan, penggunaannya meluas, untuk
tekstil, kayu, logam, karpet, dan lain – lain keperluan industri.
Adapula perekat resin struktural yang berbentuk film, ada juga yang dengan
pelarut. Tentu saja terkadang perlu perlakuan pasca-curing untuk menghilangkan
pelarut dan sebagainya.
Perekat resin – karet non – struktural biasa terdapat sebagai larutan campuran
organik dan dipakai dengan bantuan kuas, roller, spatulaatau dialirkan/ dioleskan. Bila
pelarutnya atsiri, untuk merekatkannya hanya perlu 15 menit. Akan tetapi terkadang
dapat sampai beberapa jam bahkan berhari – hari sesuai dengan formulasi dan
tujuannya (Hartomo, 1992)
Houwink dan Solomon (1965) mengemukakan bahwa perekatan merupakan
suatu peristiwa tarik-menarik antara molekul-molekul dari dua permukaan yang
direkat. Merekatnya dua buah benda yang direkat terjadi oleh adanya gaya tarikmenarik antar perekat dengan bahan yang direkat (adhesi) dan gaya tarik menarik
(kohesi) antara perekat dengan perekat dan antar bahan yang direkat.
Universitas Sumatera Utara
2.3. Poliester
2.3.1. Klasifikasi Poliester
Poliester secara umum diklasifikasikan ke dalam polimer jenuh dan tak jenuh. Kedua
jenis ini dibagi lagi sebagaimana berikut ini :
1. Poliester tak jenuh
a. Resin Pelapis dan Pengecoran (laminating and casting resins). Kedua resin
ini didasarkan pada asam dibasa dan alkohol dihidrat. Unit poliester yang
terbentuk harus mampu bereaksi kopolimerisasi dengan monomer vinil,
sehingga menghasilkan kopolimer vinil-poliester atau hanya poliester
sederhana yang memiliki struktur termoset.
b. Alkyds. Secara umum, jenisnya sama dengan (a) meskipun glyptal
(permukaannya berlapis), merupakan jenis yang dimodifikasi dengan
minyak atau asam lemak. Istilah ini juga digunakan untuk menggambarkan
sekelompok cetakan termoset berdasarkan reaksi dari alkohol dihidrat
dengan asam tak jenuh seperti maleat untuk menggantikan asam ftalat
biasa. Sebuah monomer vinil
juga diperlukan untuk mempengaruhi
kecepatan dari reaksi ikat silang dan memperbaiki sifat - sifatnya dan
digunakan sebagai cetakan bubuk untuk pemampatan dan teknik
pencetakan (Hartomo, 1992).
2. Poliester jenuh
a. Serat dan Film. Jenis ini berdasarkan reaksi asam tereftalat dengan etilena
glikol dan berbentuk linier, juga merupakan polimer dengan berat molekul
tinggi yang tidak mengalami reaksi ikat silang.
b. Plastisizer. Merupakan jenis poliester yang benar-benar jenuh, biasanya
disebut sebagai plastisizer polimer.
c. Poliuretan. Merupakan suatu poliester tertentu yang memiliki kandungan
hidroksil yang tinggi direaksikan dengan beragam isosianat untuk
membentuk poliuretan, secara umum digunakan sebagai busa, elastomer,
pelapis permukaan dan perekat.
Namun dalam penelitian ini yang digunakan adalah poliester tak jenuh.
Universitas Sumatera Utara
2.3.2. Matriks Unsaturated Polyester (UPR)
Poliester dibuat dengan cara yang mirip dengan poliamida. Salah satu dari dua
monomer yang saling melengkapi adalah asam, tetapi yang lainnya adalah alkohol,
yang mengambil tempat amina yang digunakan dalam pembuatan poliamida. Air
dibebaskan sebagai asam ujung-Grup bereaksi dengan alkohol ujung-Grup, dan
struktur kimia yang dihasilkan adalah sebuah ester. Molekul tapak panjang sehingga
poliester (Cook, 1964).
Resin poliester tak jenuh adalah penambahan produk dari berbagai asam jenuh,
asam tak jenuh dan glikol. Banyak paten yang dikeluarkan untuk produksi poliester ini
dalam 30 tahun terakhir. Bentuk polimer pertama dari kelompok poliester adalah
poliester linier yang mengandung alifatik tak jenuh yang menyediakan sisi aktif untuk
ikat silang. Polimer jenis ini pertama kali tersedia di Amerika Serikat pada tahun
1946, polimer dibuat dari dietilen glikol dan anhidrida maleat dan dapat berikatsilang
dengan bereaksi terhadap stirena
Poliester – poliester tak jenuh termasuk diantara polimer paling umum yang
dipakai bersama dengan penguatan serat gelas poliester tak jenuh dipreparasi dari
monomer-monomer difungsional, salah satunya mengandung ikatan rangkap dua yang
mampu menjalani polimerisasi adisi dalam suatu reaksi ikat – silang berangkai.
Poliester tak jenuh linier tersebut diproses sampai mencapai berat molekul yang relatif
rendah; kemudian dilarutkan dalam monomer seperti stirena untuk membentuk larutan
yang kental. Reaksi ikat silang yang biasanya diinisiasi dengan inisiator - inisiator
radikal bebas, dengan demikian merupakan kopolimer vinil antara poliester dan
monomer pelarut. Sejauh ini stirena merupakan merupakan pelarut yang paling umum
dipakai, meskipun bisa memakai monomer lain seperti vini asetat atau metal
metakrilat atau untuk memperoleh sifat -sifat tahan nyala lebih baik, monomer
terhalogenasi seperti orto-para – bromostirena.
Satu-satunya bahan yang mempunyai nilai komersial untuk mengintrodusir
ketidakjenuhan ke dalam kerangka polimer adalah anhidrida maleat dan asam fumarat
dikarenakan harga yang murah, jika hanya digunakan asam tak jenuh dan glikol,
produk akhirnya terlalu terikat silang dan rapuh sehingga tidak bisa dipakai.
Universitas Sumatera Utara
Unsaturated Poliester resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah seri
Yukalac 157 BQTN-EX Series. Resin poliester tak jenuh (UPR) merupakan jenis resin
termoset atau lebih populernya sering disebut poliester saja. UPR berupa resin cair
dengan viskositas yang cukup rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan
katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin termoset
lainnya (Nurmaulita, 2010).
Resin poliester ini memiliki beberapa spesifikasi sendiri, yaitu :
Tabel.2.1. Spesifikasi resin poliester tak jenuh, Yukalac 157®BTQN-EX
Item
Satuan
Nilai Tipikal
Catatan
1,215
250C
Berat jenis
40
Barcol/ GYZJ 934-1
Kekerasan
70
Suhu
distorsi 0C
panas
%
0,188
24 jam
Penyerapan air
%
0,466
7 hari
(suhu ruang)
Kg/mm2
9,4
Kekuatan
fleksural
300
Modulus fleksural Kg/mm2
Kg/mm2
5,5
Daya rentang
2
Kg/mm
300
Modulus rentang
%
1,6
Elongasi
Poise
4,5 – 5,0
250C
Kekentalan
(Nurmaulita, 2009)
Secara umum resin poliester boleh dibagi kepada 2 jenis yaitu jenis tepu
(polietilena tereftalat , sejenis termoplastik untuk pengacuanan suntikan “injection
moulding”) dan poliester tak tepu (termoset yang boleh mengalami sambung-silang
semasa pematangan dengan kehadiran pelarut aktif dan pemangkin).
Kebanyakan resin poliester tak tepu mengandung 30-50% stirena (berdasarkan
berat), yaitu bersamaan dengan 2 mol stirena dengan setiap 1 mol ikatan dobel pada
poliester. Proses pematangan yang berlaku adalah melibatkan pengkopolimeran antara
stirena dengan rantai poliester tak tepu yang memerlukan kehadiran pemula organik.
Serat polimer mempunyai kekuatan yang tinggi dan E – modulus serta
penyerapan air yang rendah dan pengerutan yang minimal bila dibandingkan dengan
serat industri lainnya. Kain poliester tertenun digunakan dalam pakaian konsumen dan
Universitas Sumatera Utara
perlengkapan rumah seperti seprei panjang, penutup tempat tidur, tirai dan korden.
Poliester industri digunakan dalam penguatan ban, tali, kain buat sabuk mesin
pengantar (konveyor), sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan plastik dengan
tingkat penyerapan energi yang tinggi. Fiber fill dari poliester digunakan pula untuk
mengisi bantal dan selimut penghangat.
Poliester juga digunakan untuk membuat botol, film, tarpaulin, kano tampilan
Kristal cair, hologram, penyaring, saput (film) dielektrok untuk kondensor, penyekat
saput buat kabel dan pita penyekat. Poliester Kristalin cair merupakan salah satu
polimer kristalin cair yang digunakan industry yang pertama dan ini digunakan karena
sifat mekanis dan ketahanan terhadap panasnya. Kelebihan ini penting dalam
penggunaannya sebagai segel mampu kikis dalam mesin jet. Poliester keras panas
(thermosetting)
digunakan
sebagai
bahan
pengecoran,
dan
resin
poliester
chemosetting digunakan sebagai resin pelapis kaca serat dan dempul ban mobil yang
non logam. Poliester tak jenuh yang diperkuat kaca serat banyak digunakan dalam
bagian badan dari kapal pesiar dan mobil. Poliester digunakan pula secara luas sebagai
penghalus (vernis) pada produk kayu berkualitas tinggi seperti gitar, piano, dan bagian
dalam kenderaan/ perahu pesiar.
Perusahaan Burns London, Rolls-Royce, dan Sunseeker merupakan segelintir
perusahaan yang memakai poliester untuk memperhalus produk – produk mereka.
Sifat – sifat tiksotropi dari poliester yang bisa dipakai sebagai semprotan membuatnya
ideal dalam penggunaan pada kayu gelondongan bijian terbuka, sebab mempu mengisi
biji kayu dengan cepat, dengan ketebalan saput yang terbentuk dengan kuat per
lapisan. Poliester yang diawetkan bisa diampelas dan dipoleskan ke produk akhir.
Poliester adalah suatu kategori polimer yang mengandung gugus fungsional ester
dalam rantai utamanya.
2.4. Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKPO)
Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah metil etil keton peroksida (mekpo)
dengan bentuk cair, berwarna bening. Fungsi dari katalis ini adalah mempercepat
terjadinya proses pengeringan (curing) pada bahan matrik suatu komposit. Semakin
Universitas Sumatera Utara
banyak katalis yang dicampurkan pada cairan matrik ataupun perekat, maka akan
mempercepat terjadinya pengeringan, tetapi akibat dari pencampuran yang teralu
banyak adalah akan membuat material atau bahan menjadi getas, sangat kaku.
Penggunaan katalis sebaiknya diatur berdasarkan kebutuhan. Penggunaan maksimum
dari katalis adalah 10 % dari jumlah total perekat atau matrik yang digunakan. Pada
saat pencampuran katalis ke dalam matrik atau perekat, maka akan terjadi perubahan
suhu (Nurimaulita, 2010).
Mekpo dalam jumlah kecil dapat digunakan pada proses curing resin poliester
(pengerasan)
yang kemudian biasanya dapat
dibuang pada lokasi pembuangan
sanitary biasa. Peraturan di beberapa negara bagian dan lokal telah memperbolehkan
hal ini. dengan demikian katali MEKP ini dapat dikirim ke perusahaan pembuangan
yang telah disetujui di mana katalis ini dapat dibakar. Daftar perusahaan tersebut
tersedia dari pemasok peroksida organik.
Hidrolisis adalah cara yang efektif untuk membuang jumlah kecil MEKP. Hal
ini melibatkan penambahan inkremental katalis MEKP dengan pengadukan yang
sangat cepat dan dingin, 5-10% larutan natrium hidroksida (kaustik). Reaksi ini
membutuhkan pengadukan yang memadai dan kontrol suhu antara 30o – 40oC.
CATATAN: jangan pernah menambahkan kaustik untuk peroksida.
Prosedur ini mengubah MEKP menjadi garam yang larut dalam air dan dapat
dibuang sebagai limbah yang tidak berbahaya (dengan cara normal) (SPI, 2012).
Berikut beberapa sifat dari katalis mekpo yang digunakan.
Tabel 2.2. Sifat dan Wujud dari Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKPO)
No.
Sifat dan Wujud
Keterangan
cairan bening dan sedikit berbau tajam
1. Wujud dan bau
cair pada suhu normal
2. Titik leleh/ lembek
82oC
3. Titik nyala
1.11 g/ml
4. Berat Jenis
kurang dari 1% pada 25oC
5. Kelarutan dalam air
tidak korosif
6. Sifat korosif
(MSDS, 1994)
Universitas Sumatera Utara
2.5. Komposit
Komposit adalah penggabungan dari dua atau lebih material yang berbeda sebagai
suatu kombinasi yang menyatu. Misalnya berbagai badan perahu layar dibuat dari
plastik yang diperkuat serat (FPR), dimana serat biasanya adalah gelas dan plastiknya
umumnya poliester (Harbrian V.,2007).
Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsure, yaitu serat (fiber)
sebagai bahan pengisi dan bahan pengikat serat – serat tersebut yang dikenal dengan
matriks. Di dalam komposit unsure utamanya adalah serat, sedangkan bahan
pengikatnya menggunakan bahan polimer yang mudah dibentuk dan mempunyai daya
pengikat yang tinggi. Penggunaan serat sendiri yang utama adalah untuk menentukan
karakteristik bahan komposit, seperti kekakuan, kekuatan serta sifat – sifat mekanik
lainnya. Sebagai bahan pengisi serat digunakan untuk menahan sebagian besar gaya
yang bekerja ada bahan komposit, matriks sendiri mempunyai fungsi melindungi dan
mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap gaya – gaya yang terjadi. Oleh
karena itu untuk bahan serat digunakan bahan – bahan yang kuat, kaku, dan getas,
sedangkan bahan matriksnya dipilih bahan – bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap
perlakuan kimia.
Salah satu keuntungan material komposit adalah kemampuan material tersebut
untuk diarahkan sehingga kekuatannya dapat diatur hanya pada arah tertentu yang kita
kehendaki, hal ini dinamakan “tailoring properties”. Dan ini adalah salah satu sifat
istimewa komposit, yaitu ringan, kuat, tidak terpengaruh korosi, dan mampu bersaing
dengan logam, tidak kehilangan karakteristiknya dan kekuatan maekaniknya.
Ada banyak jenis polimer. Apabila zat tersebut juga dimodifikasi menurut
suatu cara, sifat – sifatnya cukup bervariasi. Mengenai kekuatannya dibahas dalam
bentuk komposit karena diguanakan secara bersama – sama dengan bahan pengisi atau
sering dipakai serat gelas. Resinnnya sendiri kaku dan rapuh.
Mengenai sifat termalnya, karena banyak mengandung monomer strien, maka
suhu deformasi termal lebih rendah dari pada resin termoset lainnya dan ketahanan
panas jangka panjangnya kira – kira (110 – 140)oC. Kemampuan terhadap cuaca
sangat baik. Tahan terhadap kelembaban dan sinar Ultra Violet bila dibiarkan di luar,
Universitas Sumatera Utara
tetapi sifat tembus cahaya permukaan rusak dalam beberapa tahun. Secara luas
digunakan untuk konstruksi sebagai bahan komposit, khususnya dengan serat gelas
(Surdia ea all, 1985).
2. 6. Papan Partikel
2. 6. 1. Klasifikasi Papan Partikel
Menurut Iskandar (2009), papan partikel adalah lembaran hasil pengempaan panas
campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik
atau bahan lain.
Papan partikel adalah lembaran bahan yang terbuat dari serpihan kayu atau
bahan – bahan yang mengandung lignoselulosa seperti keeping, serpih, untai yang
disatukan dengan menggunakan bahan pengikat organik dengan memberikan
perlakuan panas, tekanan, kadar air, katalis, dan sebagainya (FAO, 1997).
Papan partikel juga didefenisikan merupakan produk panel yang dihasilkan
dengan memanpatkan partikel – partikel kayu sekaligus mengikatnya dengan suatu
perekat. Tipe – tipe papan partikel yang banyak itu sangat berbeda dalam hal ukuran
dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat) yang digunakan dan kerapatan panel yang
dihasilkan. (Haygreen dan Bowyer, 1996). Penggunaan dari papan partikel sangat
luas, dan pada sejumlah pemakaian, papan partikel digunakan sebagai pilihan lain
terhadap kayu lapis.
Berdasarkan kerapatannya, papan partikel dapat dibagi kedalam tiga golongan yaitu :
a. Low density particleboard, yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan
kurang dari 0,59 g/cm3.
b. Medium density particleboard, yaitu papan partikel yang mempunyai
kerapatan antara 0,59 – 0,8 g/cm3.
c. High density particleboard, yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan
lebih dari 0,8 g/cm3.
Sedangkan berdasarkan ukuran partikel dalam pembentukkan lembarannya, Maloney
(1993) membedakannya menjadi tiga macam, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
a. Single-Layer Particleboard. Papan jenis ini tidak memiliki perbedaan ukuran
partikel pada bagian tengah dan permukaan.
b. Three-Layer Particleboard. Ukuran partikel pada bagian permukaan lebih
halus dibandingkan ukuran partikel bagian tengahnya.
c. Graduated Three-Layer Particleboard. Papan jenis ini mempunyai ukuran
partikel dan kerapatan yang berbeda antara bagian permukaan dengan bagian
tengahnya.
Dibandingkan dengan kayu asalnya papan partikel mempunyai beberapa kelebihan
seperti papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan kerapatan papan
partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta
mudah dikerjakan, memiliki sifat isotropis dan kualitasnya mudah diatur (Maloney
1993).
2. 6. 2. Pemanfaatan Papan Partikel
Papan partikel dalam hal pemanfaatannya dibedakan menjadi dua bagian, yaitu:
a. Struktur Komposit
Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan eksterior sedangkan
perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Juga digunakan
untuk dinding, atap, bagian lantai, tangga, komponen kerangka, dan lain – lain.
b. Non Struktural Komposit
Penggunaan akhir untuk produk ini adalah untuk pintu, jendela, pengemas,
pembatas ubin, bagian interior mobil, dan lain – lain.
Menurut Sutigno (2006), papan partikel yang dibuat dari satu jenis bahan
baku, akan memiliki kualitas struktural yang lebih baik dari papan partikel yang
dibuat dengan campuran berbagai jenis partikel. Untuk ukuran partikel, papan partikel
yang terbuat dari serpihan akan lebih baik daripada yang dibuat dari serbuk, karena
ukuran serpihan lebih besar dari serbuk. Ukuran partikel yang semakin besar memiliki
kualitas struktural yang lebih baik. Bentuk dan ukuran partikel akan berpengaruh
terhadap kekuatan dan stabilisasi dimensi papan partikel.
Disamping bentuk partikel, perbandingan panjang dan tebal (nisbah
kelangsingan) dan perbandingan panjang dan lebar (nisbah aspek) juga berpengaruh
Universitas Sumatera Utara
terhadap penyerapan air, pengembangan tebal, pengembangan liniear dan keteguhan
papan partikel (Zakaria, 1996). Aspek yang paling penting adalah nisbah panjang dan
tebal partikel. Partikel yang ideal untuk mengembangkan kekuatan dan stabilitas
dimensi adalah serpih yang ketebalannya seragam dengan nisbah antara panjang dan
tebal yang tinggi (Bowyer, 2003).
Pada umumnya, semua produk papan partikel terutama untuk mabel, bahan
bangungan dan perlatan audio – visual selalu memalui proses perlakuan pelapisan
permukaan untuk proteksi dan dekorasi. Resin poliester tak jenuh banyak dipakai
untuk bahan pengisi (filler), bahan pelapis dasar, dan bahan pelapis atas permukaan
papan kayu karena harganya yang relative murah dan tersedia di dalam negeri. Bahan
pelapis tersebut mempunyai sifat keras, serta tahan terhadap pelarut dan panas
(Rechel. 1995).
2.7. Jerami Padi
Jerami merupakan suatu material yang kaya dengan serat, sampai sekarang masih
terbuang percuma, dibakar, dan belum termanfaatkan. Jerami padi mengandung serat
berligno selulosik, artinya suatu bahan yang mengandung serat dan lignin.
Tabel 2.3. Kandungan Beberapa Sumber Serat Sebagai Biomassa
No.
Jenis
Sellulosa
Hemisellulosa Lignin (%)
(%)
(%)
Kayu lunak
41
24
27,8
1.
Kayu keras
39
35
19,5
2.
Jerami
30,2
24,5
11,9
3.
Bagas tebu
33,6
29
18,5
4.
(Anonim, 1995)
Abu (%)
0,4
0,3
16,1
23
Jerami padi sebagai bio-massa lignoselulosa terdiri atas campuran polimer
karbohidrat yaitu selulosa dan hemiselulosa, atau disebut juga holoselulosa.
Holoselulosa adalah bagian serat yang bebas lignin. Peranan dimensi serat (panjang
serat, diameter serat dan tebal dinding serat) pada bahan baku kertas mempunyai
hubungan satu dengan lainnya, yang kompleks dan mempunyai pengaruh terhadap
sifat-sifat fisik kertas, seperti kepadatan, kekuatan, fleksibilitas, kelicinan, porositas
dan lainnya.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Sifat Morfologi dan Kandungan Kimia Jerami Padi
No.
Komponen
Nilai
0,96
1. Panjang serat (mm)
0,00929
2. Diameter serat (mm)
0,00297
3. Tebal dinding serat (mm)
25,99
4. Lignin (%)
37,81
5. Selulosa Alpha (%)
80,60
6. Holo selulosa (%)
4,13
7. Ekstraktif (%)
(Kartiwa Haroen, 2004)
Jerami padi merupakan salah satu limbah pertanian yang cukup besar
jumlahnya dan belum sepenuhnya dimanfaatkan. Produksi jerami padi bervariasi yaitu
dapat mencapai 12 – 15 ton per hektar satu kali panen atau 4 – 5 ton bahan kering
tergantung pada lokasi atau jenis varietas tanaman yang digunakan. (Soekoharto,
1990) menyatakan bahwa jerami padi adalah bagian dari tanaman padi yang sudah
diambil buahnya, di dalamnya termasuk batang, daun, dan merang. Produksi jerami
padi yang dihasilkan sekitar 50% dari produksi gabah kering panen.
Lebih kurang 32 ton limbah jerami padi dihasilkan dari tiap hektar lahan
persawahan tiap tahunnya. Dari seluruh limbah pertanian, 43% adalah limbah jerami
padi. Sampai saat ini pemanfaatan limbah jerami padi masih sangat terbatas. Cara
yang umum digunakan adalah dengan membakar jerami untuk membersihkan lahan
sekaligus berfungsi sebagai penambah zat hara pada lahan. Oleh karena itu perlu
dilakukan cara pemanfaatan limbah jerami ini, sehingga dapat memberikan
penambahan nilai pada jerami padi.
Negara Indonesia adalah Negara agraris. Umumnya makanan pokok bangsa
Indonesia adalah beras, sehingga sebagian besar lahan pertanian ditanami dengan
padi. Tiap kali panen 1 Ha menghasilkan ±13 ton jerami. Dalam keadaan normal
(cukup air) dilakukan sekurangnya 5 kali panen padi dalam 2 tahun. Dengan demikian
produksi jerami padi ±32 ton per hektar lahan per tahunnya.
Sampai saat ini limbah padat jerami padi belum lagi termanfaatkan secara
maksimal. Padahal menurut Sukarto (1984) dan Syafwardi (1998) produksi jerami
padi di Indonesia sekitar 43% dari total produksi limbah pertanian yang ada. Sebagian
kecil limbah jerami padi diolah menjadi kompos dan juga pakan ternak. Umumnya
Universitas Sumatera Utara
setelah panen, jerami dibakar untuk membersihkan lahan. Akan merupakan suatu
langkah yang bijak jika limbah jerami padi dimanfaatkan untuk membuat suatu
komposit. Sehingga pembuatan papan partikel dari batang padi akan memberikan
manfaat lebih bagi petani.
Agar dihasilkan papan partikel dengan mutu yang lebih baik perlu diberi
perlakuan pendahuluan terhadap batang padi. Mutu papan partikel kemudian diuji
dengan memberikan pengaruh yang nyata terhadap kerapatan, kadar air, daya serap
air, keteguhan lentur, dan keteguhan tekan. (Karim, 2007)
Nilai ekonomis dari bahan yang dianggap limbah tersebut dapat ditingkatkan
dengan memberikan masukan ilmu, teknologi permesinan dan lainnya sehingga dapat
lebih bermanfaat. Pada jenis padi yang ditanam, perbandingan antara jerami dan padi
biasanya 1 : 1. Oleh karena itu, limbah pertanian berupa jerami harus dimanfaatkan
sehingga mempunyai nilai yang lebih.
2.8. Material Akustik
Kata akustik berasal dari bahasa Yunani yaitu akoustikos, yang artinya segala sesuatu
yang bersangkutan dengan pendengaran pada suatu kondisi ruang yang dapat
mempengaruhi mutu bunyi. Menurut Tsoumis (1991), sifat akustik kayu berhubungan
dengan produksi bunyi yang diakibatkan oleh benturan langsung, dan bunyi yang
dihasilkan oleh sumber lain yang dipancarkan melalui udara dan mempengaruhi kayu
dalam bentuk gelombang bunyi.
Fenomena suara yang terjadi akibat adanya berkas suara yang bertemu atau
menumbuk bidang permukaan bahan, maka suara tersebut akan dipantulkan
(reflected), diserap (absorb), dan diteruskan (transmitted) (Ruijgrok 1993). Medium
gelombang bunyi dapat berupa zat padat, cair, ataupun gas. Frekuensi gelombang
bunyi dapat diterima manusia berkisar antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz, atau
dinamakan sebagai jangkauan yang dapat didengar (audible range) (Young dan
Freedman 2003).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Lewis dan Douglas (1993) material akustik dapat dibagi ke dalam
tiga kategori dasar, yaitu: (1) material penyerap (absorbing material), (2) material
penghalang (barrier material), (3) material peredam (damping material).
Material penghalang yang efektif mempunyai sifat dasar umum yaitu
massanya padat. Kebanyakan material penghalang yang efektif juga mempunyai
derajat redaman internal yang tinggi, yang secara kualitatif dinyatakan dengan nilai
kelemasan. Material peredam biasanya adalah lapisan plastik polimer, logam, epoksi,
atau lem yang relatif tipis yang dapat digunakan untuk melapisi suatu benda.
Parameter yang digunakan untuk menjelaskan isolasi atau kemampuan menghentikan
bunyi adalah koefisien transmisi τ. Koefisien transmisi didefinisikan sebagai
perbandingan daya bunyi yang ditransmisikan melalui suatu material terhadap daya
bunyi yang datang. Semakin kecil nilai transmisinya, maka semakin bagus sifat
isolasinya.
Pada umumnya material penyerap secara alami bersifat resistif, berserat
(fibrous), berpori (porous) atau dalam kasus khusus bersifat resonator aktif. Ketika
gelombang bunyi menumbuk material penyerap, maka energi bunyi sebagian akan
diserap dan diubah menjadi panas. Besarnya penyerapan bunyi pada material
penyerap dinyatakan dengan koefisien serapan (α). Koefisien serapan (α) dinyatakan
dalam bilangan antara 0 dan 1. Nilai koefisien serapan 0 menyatakan tidak ada energi
bunyi yang diserap dan nilai koefisien serapan 1 menyatakan serapan yang sempurna
(Mediastika, 2009).
Bunyi yang dihasilkan mempunyai nada rendah atau tinggi bergantung pada
frekuensi dan dipengaruhi oleh dimensi, kerapatan, dan elastisitas bunyi yang
dihasilkan dari nada yang lebih tinggi. Ketika gelombang bunyi yang dihasilkan oleh
sumber lain yang menjangkau kayu, sebagian dari energi akustiknya dipantulkan dan
sebagian masuk ke dalam kayu. Suara atau bunyi biasanya merambat melalui udara,
suara atau bunyi tidak dapat merambat melalui ruang hampa (Tsoumis, 1991).
Universitas Sumatera Utara
2.9. Karakterisasi Papan Partikel
Karakterisasi dari papan partikel komposit dilakukan untuk mengetahui dan
menganalisa campuran polimer dengan serat. Karakterisasi dilakukan dengan
menggunakan standar SNI 03-2105-2006 yang meliputi sifat fisik seperti kerapatan,
dan analisa SEM, sedangkan sifat mekanik seperti uji kuat tarik dan uji koefisien serap
bunyi.
Karakteristik papan partikel komposit dari beberapa standar sebagai acuan
untuk menentukan kualitas papan partikel tersebut diperlihatkan tabel berikut ini.
Tabel 2.5. Sifat fisis dan mekanis dari SNI03-2105
No.
Sifat Fisik dan Mekanik
SNI 03 – 2105 – 2006
1.
Kerapatan (gr/ cm3)
0,5 – 0,9
2.
Kadar air (%)
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Polimer
Polimer merupakan bidang yang cukup penting. Bukan hanya karena menarik untuk
dipelajari, tetapi bidang ini berperan penting dalam hal ekonomi, khususnya bagi
negara industri. Banyak bahan atau barang di sekitar kita yang terbuat dari polimer
mulai dari bahan makanan, bahan sandang berupa serat – serat sintesis, barang –
barang rumah tangga: ember, selang, pipa paralon, komponen TV, komputer, alat –
alat listrik bahkan bahan untuk bangunan yaitu berupa papan komposit.
Polimer (poly = banyak; mer = bagian) adalah suatu molekul raksasa
(makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui
ikatan kimia. Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul yang
kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam suatu rantai. Jika monomernya
sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda akan menghasilkan
kopolimer (Steven, 2001).
Perkembangan ilmu kimia polimer pada hakikatnya berkembang seiring
dengan usaha manusia untuk meningkatkan kesejahteraan hidupnya dengan
memanfaatkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Dalam waktu empat puluh tahun
terakhir ini para ahli telah berhasil mensistesis berbagai jenis bahan polimer yang
dapat dimanfaatkan dalam berbagai aspek kehidupan. Polimer sintesis merupakan
bahan yang serbaguna, dalam penggunaannya polimer sintetis ini dapat menggantikan
logam, kayu, kulit dan bahan alami lainnya dengan harga yang jauh lebih murah.
Pemanfaatan polimer dalam kehidupan tergantung sifat polimer yang antara lain
ditentukan oleh massa molekul relatif, temperatur transisi gelas dan titik leleh (Sidik,
2003).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Surdia T. dan Saito S. (1985), sifat – sifat khas bahan polimer pada
umumnya adalah sebagai berikut ini:
1. Kemampuan cetaknya yang baik. Pada temperatur rendah, bahan dapat dicetak
dengan penyuntikan, penekanan, ekstruksi dan lain sebagainya.
2. Produk ringan dan kuat. Berat jenis polimer rendah dibandingkan dengan
logam dan keramik, yaitu n 1,2 – 1,7 yang memungkinkan membuat suatu
produk barang yang kuat dan ringan.
3. Banyak di antara polimer yang bersifat isolasi listrik yang baik. Polimer
mungkin juga dibuat sebagai konduktor dengan cara mencampurnya dengan
serbuk logam, butiran karbon dan sebagainya.
4. Memiliki ketahanan yang baik terhadap air dan zat kimia.
5. Produk – produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung
pada cara pembuatannya.
6. Umumnya bahan polimer memiliki harga yang lebih murah.
7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu untuk diperhatikan sewaktu
penggunaannya.
8. Kekerasan permukaan yang kurang
9. Kurang tahan terhadap pelarut.
10. Mudah termuati listrik secara elektrostatik. Kecuali beberapa bahan yang
khusus dibuat agar menjadi hantaran listrik, kurang higroskopis.
11. Beberapa bahan tahan terhadap abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang
kecil.
Polimer pada umumnya juga diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok
antara lain atas jenis monomer, asal monomer, sifat termal dan juga reaksi
penbentukannya.
2. 1. Polimer Berdasarkan Sifat Termalnya
Apabila gaya antara molekul rantai polimer besar, maka polimer menjadi kuat dan
suar meleleh. Rantai polimer yang bercabang banyak daya regangnya rendah dan lebih
mudah untuk meleleh. Ikatan silang antar rantai menyebabkan terjadinya jaringan
yang kaku dan membentuk bahan yang keras.
Universitas Sumatera Utara
Polimer yang memiliki ikatan silang bersifat termoset, artinya hanya dapat
dipanaskan satu kali pada saat pembuatannya, selanjutnya apabila pecah, tidak dapat
disatukan lagi dengan pemanasan, karena susunan molekulnya pada ikatan silang
antar rantai akan rusak apabila dipanaskan kembali. Secara mendasar, thermosetting
berbeda dari termoplastik dimana bahwa mereka dapat "diatur" tidak dapat
dikembalikan lagi ke dalam bentuk akhir mereka dengan pemanasan lanjutan. Artinya,
bahan baku memiliki plastisitas yang memungkinkan untuk menjadi terbentuk; selama
pencetakan, perubahan kimia terjadi dalam plastik yang dipanaskan yang merusak
properti penting dari plastisitas. Materi menjadi kaku, dan tidak akan lagi menjadi
plastik. Contoh : poly urethane, urea formaldehyde, melamin formaldehyde, polyester,
dll (Cook, 1964).
Sebaliknya polimer yang tidak mempunyai ikatan silang bersifat termoplastik,
artinya dapat dipanaskan berulang – ulang. Ketika dipanaskan, polimer yang bersifat
termoplastik meleleh dan kembali mengeras ketika didinginkan. Jadi apabila pecah,
polimer ini dapat disambungkan kembali dengan cara dipanaskan atau dengan kata
lain dicetak ulang dengan cara pemanasan. Bahan termoplastik adalah bahan yang
keras dan kaku pada suhu normal, tapi menjadi lunak dan apabila di dipanaskan.
Sebuah termoplastik dapat melunak dan mengeras berulang kali dengan cara
ini, pengambilan sampel dengan pemanasan dan pendinginan. Resin alami,
penyegelan-lilin dan seluloid adalah contoh dari termoplastik. Mereka memenuhi dua
persyaratan penting dari plastik dengan cara yang paling sederhana mungkin,
dipanaskan, mereka melunak dan memperoleh plastisitas, didinginkan, mereka
mengeras dan mempertahankan bentuk akhir mereka. Contoh : polietilen (PE),
polipropilena (PP), polistirena (PS), nylon, dll (Cook, 1964).
2.2. Perekat
Dahulu perekat terbuat dari satu macam bahan saja. Dewasa ini kebanyakan dari
perekat terdiri dari campuran berbagai bahan kompleks, baik organik ataupun
anorganik ataupun gabungan keduanya. Komponen dasarnya adalah perekatnya, yang
Universitas Sumatera Utara
menghasilkan kekuatan adhesif dan kohesif pada ikatannya. Ini biasanya merupakan
resin organik atau dapat pula karet, senyawa anorganik atau bahan alam lainnya.
Perekat (adhesive) adalah suatu substansi yang dapat menyatukan dua buah
benda atau lebih melalui ikatan permukaan. Dilihat dari reaksi perekat terhadap panas,
maka perekat dapat dibedakan atas perekat thermosetting dan perekat thermoplastic.
1. Perekat termoplastik
Ini meliputi perekat resin termoplastik dan perekat karet termoplastik. Perekat
ini dapat dilebur, dilarutkan, melunak bila dipanaskan serta mengalami creep (jalaran)
bila dikenai beban (stess). Perekat termoplastik ini tidak mengalami perubahan kimia
saat terbentuknya ikatan. Perekat termoplastik adalah perekat yang dapat melunak jika
terkena panas dan mengeras kembali apabila suhunya telah rendah. Ini hanya berguna
bila dipakai untuk beban ringan dalam merekatkan logam, plastik, gelas, keramik, dan
bahan berpori ( kertas, kayu, kulit, kain) sedangkan kondisi kerjanya tidak ekstrim.
Untuk penggunaan bungkus dan laminasi cukup memadai. Contoh perekat yang
termasuk jenis ini adalah polyvynil adhesive, cellulose adhesive, dan acrylic resin
adhesive (Pizzi, 1983).
Dasar perekat resin termoplastik adalah bahan – bahan sintetik ( poliamida,
polimer vinil/ akrilik, turunan sellulosa) atau bahan alam ( resin oleo, lilin mineral dan
lainnya). Ada pula perekat lelehan panas yang diproses dari polietilen, polimer vinil,
polistiren, polikarbonat, poliamida dan sebagainya.
2. Perekat Termoset
Perekat ini terbentuk ikatan dengan bantuan panas, katalis ataupun gabungan
keduanya. Sifatnya bagus, tahan creep, memadai selaku perekat struktural berbeban
berat, serta tahan kondisi ekstrim panas, dingin, radiasi, lembaban, bahan kimia.
Perekat termoset dapat besaral dari alam ( hewan, tanaman, kasein) dan juga sintetik
(epoksi, fenolik, poliester, poliaromat dan lainnya). Perekat thermosetting merupakan
perekat yang dapat mengeras bila terkena panas atau reaksi kimia dengan bantuan
katalisator atau hardener dan bersifat irreversible. Perekat jenis ini jika sudah
mengeras tidak dapat lagi menjadi lunak.
Universitas Sumatera Utara
Perekat termoset biasanya terdapat dalam bentuk cairan, pasta, dan padatan.
Yang cair dapat atau tanpa dengan pelarut. Zat curingnya dapat berupa bubuk atau
cairan juga. Yang berbentuk pasta, karena bersifat tiksotropik, dapat digunakan untuk
sambungan – sambungan vertical, tanpa mengalami pelelehan. Penggunaannya harus
memperhatikan suhu kerja. Contoh perekat yang termasuk jenis ini adalah fenol
formaldehida, urea formaldehida, melamine formaldehida, isocyanate, resorsinol
formaldehida (Pizzi, 1983).
3. Perekat Blend Resin – Karet
Perekat ini sangat lazim dipakai dan sifatnya merupakan gabungan sifat
komponennya. Resin termoset blend – karet sangat baik untuk perekat struktural,
pada logam atau benda kaku lainnya. Contohnya perekat fenolik-nitril dan fenolikneopren. Apabila resin saja, sifatnya cenderung getas. Apabila karet saja, sifat lekat,
kohesi dan adesinya kurang baik. Bila digabungkan, penggunaannya meluas, untuk
tekstil, kayu, logam, karpet, dan lain – lain keperluan industri.
Adapula perekat resin struktural yang berbentuk film, ada juga yang dengan
pelarut. Tentu saja terkadang perlu perlakuan pasca-curing untuk menghilangkan
pelarut dan sebagainya.
Perekat resin – karet non – struktural biasa terdapat sebagai larutan campuran
organik dan dipakai dengan bantuan kuas, roller, spatulaatau dialirkan/ dioleskan. Bila
pelarutnya atsiri, untuk merekatkannya hanya perlu 15 menit. Akan tetapi terkadang
dapat sampai beberapa jam bahkan berhari – hari sesuai dengan formulasi dan
tujuannya (Hartomo, 1992)
Houwink dan Solomon (1965) mengemukakan bahwa perekatan merupakan
suatu peristiwa tarik-menarik antara molekul-molekul dari dua permukaan yang
direkat. Merekatnya dua buah benda yang direkat terjadi oleh adanya gaya tarikmenarik antar perekat dengan bahan yang direkat (adhesi) dan gaya tarik menarik
(kohesi) antara perekat dengan perekat dan antar bahan yang direkat.
Universitas Sumatera Utara
2.3. Poliester
2.3.1. Klasifikasi Poliester
Poliester secara umum diklasifikasikan ke dalam polimer jenuh dan tak jenuh. Kedua
jenis ini dibagi lagi sebagaimana berikut ini :
1. Poliester tak jenuh
a. Resin Pelapis dan Pengecoran (laminating and casting resins). Kedua resin
ini didasarkan pada asam dibasa dan alkohol dihidrat. Unit poliester yang
terbentuk harus mampu bereaksi kopolimerisasi dengan monomer vinil,
sehingga menghasilkan kopolimer vinil-poliester atau hanya poliester
sederhana yang memiliki struktur termoset.
b. Alkyds. Secara umum, jenisnya sama dengan (a) meskipun glyptal
(permukaannya berlapis), merupakan jenis yang dimodifikasi dengan
minyak atau asam lemak. Istilah ini juga digunakan untuk menggambarkan
sekelompok cetakan termoset berdasarkan reaksi dari alkohol dihidrat
dengan asam tak jenuh seperti maleat untuk menggantikan asam ftalat
biasa. Sebuah monomer vinil
juga diperlukan untuk mempengaruhi
kecepatan dari reaksi ikat silang dan memperbaiki sifat - sifatnya dan
digunakan sebagai cetakan bubuk untuk pemampatan dan teknik
pencetakan (Hartomo, 1992).
2. Poliester jenuh
a. Serat dan Film. Jenis ini berdasarkan reaksi asam tereftalat dengan etilena
glikol dan berbentuk linier, juga merupakan polimer dengan berat molekul
tinggi yang tidak mengalami reaksi ikat silang.
b. Plastisizer. Merupakan jenis poliester yang benar-benar jenuh, biasanya
disebut sebagai plastisizer polimer.
c. Poliuretan. Merupakan suatu poliester tertentu yang memiliki kandungan
hidroksil yang tinggi direaksikan dengan beragam isosianat untuk
membentuk poliuretan, secara umum digunakan sebagai busa, elastomer,
pelapis permukaan dan perekat.
Namun dalam penelitian ini yang digunakan adalah poliester tak jenuh.
Universitas Sumatera Utara
2.3.2. Matriks Unsaturated Polyester (UPR)
Poliester dibuat dengan cara yang mirip dengan poliamida. Salah satu dari dua
monomer yang saling melengkapi adalah asam, tetapi yang lainnya adalah alkohol,
yang mengambil tempat amina yang digunakan dalam pembuatan poliamida. Air
dibebaskan sebagai asam ujung-Grup bereaksi dengan alkohol ujung-Grup, dan
struktur kimia yang dihasilkan adalah sebuah ester. Molekul tapak panjang sehingga
poliester (Cook, 1964).
Resin poliester tak jenuh adalah penambahan produk dari berbagai asam jenuh,
asam tak jenuh dan glikol. Banyak paten yang dikeluarkan untuk produksi poliester ini
dalam 30 tahun terakhir. Bentuk polimer pertama dari kelompok poliester adalah
poliester linier yang mengandung alifatik tak jenuh yang menyediakan sisi aktif untuk
ikat silang. Polimer jenis ini pertama kali tersedia di Amerika Serikat pada tahun
1946, polimer dibuat dari dietilen glikol dan anhidrida maleat dan dapat berikatsilang
dengan bereaksi terhadap stirena
Poliester – poliester tak jenuh termasuk diantara polimer paling umum yang
dipakai bersama dengan penguatan serat gelas poliester tak jenuh dipreparasi dari
monomer-monomer difungsional, salah satunya mengandung ikatan rangkap dua yang
mampu menjalani polimerisasi adisi dalam suatu reaksi ikat – silang berangkai.
Poliester tak jenuh linier tersebut diproses sampai mencapai berat molekul yang relatif
rendah; kemudian dilarutkan dalam monomer seperti stirena untuk membentuk larutan
yang kental. Reaksi ikat silang yang biasanya diinisiasi dengan inisiator - inisiator
radikal bebas, dengan demikian merupakan kopolimer vinil antara poliester dan
monomer pelarut. Sejauh ini stirena merupakan merupakan pelarut yang paling umum
dipakai, meskipun bisa memakai monomer lain seperti vini asetat atau metal
metakrilat atau untuk memperoleh sifat -sifat tahan nyala lebih baik, monomer
terhalogenasi seperti orto-para – bromostirena.
Satu-satunya bahan yang mempunyai nilai komersial untuk mengintrodusir
ketidakjenuhan ke dalam kerangka polimer adalah anhidrida maleat dan asam fumarat
dikarenakan harga yang murah, jika hanya digunakan asam tak jenuh dan glikol,
produk akhirnya terlalu terikat silang dan rapuh sehingga tidak bisa dipakai.
Universitas Sumatera Utara
Unsaturated Poliester resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah seri
Yukalac 157 BQTN-EX Series. Resin poliester tak jenuh (UPR) merupakan jenis resin
termoset atau lebih populernya sering disebut poliester saja. UPR berupa resin cair
dengan viskositas yang cukup rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan
katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin termoset
lainnya (Nurmaulita, 2010).
Resin poliester ini memiliki beberapa spesifikasi sendiri, yaitu :
Tabel.2.1. Spesifikasi resin poliester tak jenuh, Yukalac 157®BTQN-EX
Item
Satuan
Nilai Tipikal
Catatan
1,215
250C
Berat jenis
40
Barcol/ GYZJ 934-1
Kekerasan
70
Suhu
distorsi 0C
panas
%
0,188
24 jam
Penyerapan air
%
0,466
7 hari
(suhu ruang)
Kg/mm2
9,4
Kekuatan
fleksural
300
Modulus fleksural Kg/mm2
Kg/mm2
5,5
Daya rentang
2
Kg/mm
300
Modulus rentang
%
1,6
Elongasi
Poise
4,5 – 5,0
250C
Kekentalan
(Nurmaulita, 2009)
Secara umum resin poliester boleh dibagi kepada 2 jenis yaitu jenis tepu
(polietilena tereftalat , sejenis termoplastik untuk pengacuanan suntikan “injection
moulding”) dan poliester tak tepu (termoset yang boleh mengalami sambung-silang
semasa pematangan dengan kehadiran pelarut aktif dan pemangkin).
Kebanyakan resin poliester tak tepu mengandung 30-50% stirena (berdasarkan
berat), yaitu bersamaan dengan 2 mol stirena dengan setiap 1 mol ikatan dobel pada
poliester. Proses pematangan yang berlaku adalah melibatkan pengkopolimeran antara
stirena dengan rantai poliester tak tepu yang memerlukan kehadiran pemula organik.
Serat polimer mempunyai kekuatan yang tinggi dan E – modulus serta
penyerapan air yang rendah dan pengerutan yang minimal bila dibandingkan dengan
serat industri lainnya. Kain poliester tertenun digunakan dalam pakaian konsumen dan
Universitas Sumatera Utara
perlengkapan rumah seperti seprei panjang, penutup tempat tidur, tirai dan korden.
Poliester industri digunakan dalam penguatan ban, tali, kain buat sabuk mesin
pengantar (konveyor), sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan plastik dengan
tingkat penyerapan energi yang tinggi. Fiber fill dari poliester digunakan pula untuk
mengisi bantal dan selimut penghangat.
Poliester juga digunakan untuk membuat botol, film, tarpaulin, kano tampilan
Kristal cair, hologram, penyaring, saput (film) dielektrok untuk kondensor, penyekat
saput buat kabel dan pita penyekat. Poliester Kristalin cair merupakan salah satu
polimer kristalin cair yang digunakan industry yang pertama dan ini digunakan karena
sifat mekanis dan ketahanan terhadap panasnya. Kelebihan ini penting dalam
penggunaannya sebagai segel mampu kikis dalam mesin jet. Poliester keras panas
(thermosetting)
digunakan
sebagai
bahan
pengecoran,
dan
resin
poliester
chemosetting digunakan sebagai resin pelapis kaca serat dan dempul ban mobil yang
non logam. Poliester tak jenuh yang diperkuat kaca serat banyak digunakan dalam
bagian badan dari kapal pesiar dan mobil. Poliester digunakan pula secara luas sebagai
penghalus (vernis) pada produk kayu berkualitas tinggi seperti gitar, piano, dan bagian
dalam kenderaan/ perahu pesiar.
Perusahaan Burns London, Rolls-Royce, dan Sunseeker merupakan segelintir
perusahaan yang memakai poliester untuk memperhalus produk – produk mereka.
Sifat – sifat tiksotropi dari poliester yang bisa dipakai sebagai semprotan membuatnya
ideal dalam penggunaan pada kayu gelondongan bijian terbuka, sebab mempu mengisi
biji kayu dengan cepat, dengan ketebalan saput yang terbentuk dengan kuat per
lapisan. Poliester yang diawetkan bisa diampelas dan dipoleskan ke produk akhir.
Poliester adalah suatu kategori polimer yang mengandung gugus fungsional ester
dalam rantai utamanya.
2.4. Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKPO)
Katalis yang digunakan dalam penelitian ini adalah metil etil keton peroksida (mekpo)
dengan bentuk cair, berwarna bening. Fungsi dari katalis ini adalah mempercepat
terjadinya proses pengeringan (curing) pada bahan matrik suatu komposit. Semakin
Universitas Sumatera Utara
banyak katalis yang dicampurkan pada cairan matrik ataupun perekat, maka akan
mempercepat terjadinya pengeringan, tetapi akibat dari pencampuran yang teralu
banyak adalah akan membuat material atau bahan menjadi getas, sangat kaku.
Penggunaan katalis sebaiknya diatur berdasarkan kebutuhan. Penggunaan maksimum
dari katalis adalah 10 % dari jumlah total perekat atau matrik yang digunakan. Pada
saat pencampuran katalis ke dalam matrik atau perekat, maka akan terjadi perubahan
suhu (Nurimaulita, 2010).
Mekpo dalam jumlah kecil dapat digunakan pada proses curing resin poliester
(pengerasan)
yang kemudian biasanya dapat
dibuang pada lokasi pembuangan
sanitary biasa. Peraturan di beberapa negara bagian dan lokal telah memperbolehkan
hal ini. dengan demikian katali MEKP ini dapat dikirim ke perusahaan pembuangan
yang telah disetujui di mana katalis ini dapat dibakar. Daftar perusahaan tersebut
tersedia dari pemasok peroksida organik.
Hidrolisis adalah cara yang efektif untuk membuang jumlah kecil MEKP. Hal
ini melibatkan penambahan inkremental katalis MEKP dengan pengadukan yang
sangat cepat dan dingin, 5-10% larutan natrium hidroksida (kaustik). Reaksi ini
membutuhkan pengadukan yang memadai dan kontrol suhu antara 30o – 40oC.
CATATAN: jangan pernah menambahkan kaustik untuk peroksida.
Prosedur ini mengubah MEKP menjadi garam yang larut dalam air dan dapat
dibuang sebagai limbah yang tidak berbahaya (dengan cara normal) (SPI, 2012).
Berikut beberapa sifat dari katalis mekpo yang digunakan.
Tabel 2.2. Sifat dan Wujud dari Katalis Metil Etil Keton Peroksida (MEKPO)
No.
Sifat dan Wujud
Keterangan
cairan bening dan sedikit berbau tajam
1. Wujud dan bau
cair pada suhu normal
2. Titik leleh/ lembek
82oC
3. Titik nyala
1.11 g/ml
4. Berat Jenis
kurang dari 1% pada 25oC
5. Kelarutan dalam air
tidak korosif
6. Sifat korosif
(MSDS, 1994)
Universitas Sumatera Utara
2.5. Komposit
Komposit adalah penggabungan dari dua atau lebih material yang berbeda sebagai
suatu kombinasi yang menyatu. Misalnya berbagai badan perahu layar dibuat dari
plastik yang diperkuat serat (FPR), dimana serat biasanya adalah gelas dan plastiknya
umumnya poliester (Harbrian V.,2007).
Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsure, yaitu serat (fiber)
sebagai bahan pengisi dan bahan pengikat serat – serat tersebut yang dikenal dengan
matriks. Di dalam komposit unsure utamanya adalah serat, sedangkan bahan
pengikatnya menggunakan bahan polimer yang mudah dibentuk dan mempunyai daya
pengikat yang tinggi. Penggunaan serat sendiri yang utama adalah untuk menentukan
karakteristik bahan komposit, seperti kekakuan, kekuatan serta sifat – sifat mekanik
lainnya. Sebagai bahan pengisi serat digunakan untuk menahan sebagian besar gaya
yang bekerja ada bahan komposit, matriks sendiri mempunyai fungsi melindungi dan
mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap gaya – gaya yang terjadi. Oleh
karena itu untuk bahan serat digunakan bahan – bahan yang kuat, kaku, dan getas,
sedangkan bahan matriksnya dipilih bahan – bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap
perlakuan kimia.
Salah satu keuntungan material komposit adalah kemampuan material tersebut
untuk diarahkan sehingga kekuatannya dapat diatur hanya pada arah tertentu yang kita
kehendaki, hal ini dinamakan “tailoring properties”. Dan ini adalah salah satu sifat
istimewa komposit, yaitu ringan, kuat, tidak terpengaruh korosi, dan mampu bersaing
dengan logam, tidak kehilangan karakteristiknya dan kekuatan maekaniknya.
Ada banyak jenis polimer. Apabila zat tersebut juga dimodifikasi menurut
suatu cara, sifat – sifatnya cukup bervariasi. Mengenai kekuatannya dibahas dalam
bentuk komposit karena diguanakan secara bersama – sama dengan bahan pengisi atau
sering dipakai serat gelas. Resinnnya sendiri kaku dan rapuh.
Mengenai sifat termalnya, karena banyak mengandung monomer strien, maka
suhu deformasi termal lebih rendah dari pada resin termoset lainnya dan ketahanan
panas jangka panjangnya kira – kira (110 – 140)oC. Kemampuan terhadap cuaca
sangat baik. Tahan terhadap kelembaban dan sinar Ultra Violet bila dibiarkan di luar,
Universitas Sumatera Utara
tetapi sifat tembus cahaya permukaan rusak dalam beberapa tahun. Secara luas
digunakan untuk konstruksi sebagai bahan komposit, khususnya dengan serat gelas
(Surdia ea all, 1985).
2. 6. Papan Partikel
2. 6. 1. Klasifikasi Papan Partikel
Menurut Iskandar (2009), papan partikel adalah lembaran hasil pengempaan panas
campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik
atau bahan lain.
Papan partikel adalah lembaran bahan yang terbuat dari serpihan kayu atau
bahan – bahan yang mengandung lignoselulosa seperti keeping, serpih, untai yang
disatukan dengan menggunakan bahan pengikat organik dengan memberikan
perlakuan panas, tekanan, kadar air, katalis, dan sebagainya (FAO, 1997).
Papan partikel juga didefenisikan merupakan produk panel yang dihasilkan
dengan memanpatkan partikel – partikel kayu sekaligus mengikatnya dengan suatu
perekat. Tipe – tipe papan partikel yang banyak itu sangat berbeda dalam hal ukuran
dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat) yang digunakan dan kerapatan panel yang
dihasilkan. (Haygreen dan Bowyer, 1996). Penggunaan dari papan partikel sangat
luas, dan pada sejumlah pemakaian, papan partikel digunakan sebagai pilihan lain
terhadap kayu lapis.
Berdasarkan kerapatannya, papan partikel dapat dibagi kedalam tiga golongan yaitu :
a. Low density particleboard, yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan
kurang dari 0,59 g/cm3.
b. Medium density particleboard, yaitu papan partikel yang mempunyai
kerapatan antara 0,59 – 0,8 g/cm3.
c. High density particleboard, yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan
lebih dari 0,8 g/cm3.
Sedangkan berdasarkan ukuran partikel dalam pembentukkan lembarannya, Maloney
(1993) membedakannya menjadi tiga macam, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
a. Single-Layer Particleboard. Papan jenis ini tidak memiliki perbedaan ukuran
partikel pada bagian tengah dan permukaan.
b. Three-Layer Particleboard. Ukuran partikel pada bagian permukaan lebih
halus dibandingkan ukuran partikel bagian tengahnya.
c. Graduated Three-Layer Particleboard. Papan jenis ini mempunyai ukuran
partikel dan kerapatan yang berbeda antara bagian permukaan dengan bagian
tengahnya.
Dibandingkan dengan kayu asalnya papan partikel mempunyai beberapa kelebihan
seperti papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan kerapatan papan
partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta
mudah dikerjakan, memiliki sifat isotropis dan kualitasnya mudah diatur (Maloney
1993).
2. 6. 2. Pemanfaatan Papan Partikel
Papan partikel dalam hal pemanfaatannya dibedakan menjadi dua bagian, yaitu:
a. Struktur Komposit
Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan eksterior sedangkan
perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Juga digunakan
untuk dinding, atap, bagian lantai, tangga, komponen kerangka, dan lain – lain.
b. Non Struktural Komposit
Penggunaan akhir untuk produk ini adalah untuk pintu, jendela, pengemas,
pembatas ubin, bagian interior mobil, dan lain – lain.
Menurut Sutigno (2006), papan partikel yang dibuat dari satu jenis bahan
baku, akan memiliki kualitas struktural yang lebih baik dari papan partikel yang
dibuat dengan campuran berbagai jenis partikel. Untuk ukuran partikel, papan partikel
yang terbuat dari serpihan akan lebih baik daripada yang dibuat dari serbuk, karena
ukuran serpihan lebih besar dari serbuk. Ukuran partikel yang semakin besar memiliki
kualitas struktural yang lebih baik. Bentuk dan ukuran partikel akan berpengaruh
terhadap kekuatan dan stabilisasi dimensi papan partikel.
Disamping bentuk partikel, perbandingan panjang dan tebal (nisbah
kelangsingan) dan perbandingan panjang dan lebar (nisbah aspek) juga berpengaruh
Universitas Sumatera Utara
terhadap penyerapan air, pengembangan tebal, pengembangan liniear dan keteguhan
papan partikel (Zakaria, 1996). Aspek yang paling penting adalah nisbah panjang dan
tebal partikel. Partikel yang ideal untuk mengembangkan kekuatan dan stabilitas
dimensi adalah serpih yang ketebalannya seragam dengan nisbah antara panjang dan
tebal yang tinggi (Bowyer, 2003).
Pada umumnya, semua produk papan partikel terutama untuk mabel, bahan
bangungan dan perlatan audio – visual selalu memalui proses perlakuan pelapisan
permukaan untuk proteksi dan dekorasi. Resin poliester tak jenuh banyak dipakai
untuk bahan pengisi (filler), bahan pelapis dasar, dan bahan pelapis atas permukaan
papan kayu karena harganya yang relative murah dan tersedia di dalam negeri. Bahan
pelapis tersebut mempunyai sifat keras, serta tahan terhadap pelarut dan panas
(Rechel. 1995).
2.7. Jerami Padi
Jerami merupakan suatu material yang kaya dengan serat, sampai sekarang masih
terbuang percuma, dibakar, dan belum termanfaatkan. Jerami padi mengandung serat
berligno selulosik, artinya suatu bahan yang mengandung serat dan lignin.
Tabel 2.3. Kandungan Beberapa Sumber Serat Sebagai Biomassa
No.
Jenis
Sellulosa
Hemisellulosa Lignin (%)
(%)
(%)
Kayu lunak
41
24
27,8
1.
Kayu keras
39
35
19,5
2.
Jerami
30,2
24,5
11,9
3.
Bagas tebu
33,6
29
18,5
4.
(Anonim, 1995)
Abu (%)
0,4
0,3
16,1
23
Jerami padi sebagai bio-massa lignoselulosa terdiri atas campuran polimer
karbohidrat yaitu selulosa dan hemiselulosa, atau disebut juga holoselulosa.
Holoselulosa adalah bagian serat yang bebas lignin. Peranan dimensi serat (panjang
serat, diameter serat dan tebal dinding serat) pada bahan baku kertas mempunyai
hubungan satu dengan lainnya, yang kompleks dan mempunyai pengaruh terhadap
sifat-sifat fisik kertas, seperti kepadatan, kekuatan, fleksibilitas, kelicinan, porositas
dan lainnya.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Sifat Morfologi dan Kandungan Kimia Jerami Padi
No.
Komponen
Nilai
0,96
1. Panjang serat (mm)
0,00929
2. Diameter serat (mm)
0,00297
3. Tebal dinding serat (mm)
25,99
4. Lignin (%)
37,81
5. Selulosa Alpha (%)
80,60
6. Holo selulosa (%)
4,13
7. Ekstraktif (%)
(Kartiwa Haroen, 2004)
Jerami padi merupakan salah satu limbah pertanian yang cukup besar
jumlahnya dan belum sepenuhnya dimanfaatkan. Produksi jerami padi bervariasi yaitu
dapat mencapai 12 – 15 ton per hektar satu kali panen atau 4 – 5 ton bahan kering
tergantung pada lokasi atau jenis varietas tanaman yang digunakan. (Soekoharto,
1990) menyatakan bahwa jerami padi adalah bagian dari tanaman padi yang sudah
diambil buahnya, di dalamnya termasuk batang, daun, dan merang. Produksi jerami
padi yang dihasilkan sekitar 50% dari produksi gabah kering panen.
Lebih kurang 32 ton limbah jerami padi dihasilkan dari tiap hektar lahan
persawahan tiap tahunnya. Dari seluruh limbah pertanian, 43% adalah limbah jerami
padi. Sampai saat ini pemanfaatan limbah jerami padi masih sangat terbatas. Cara
yang umum digunakan adalah dengan membakar jerami untuk membersihkan lahan
sekaligus berfungsi sebagai penambah zat hara pada lahan. Oleh karena itu perlu
dilakukan cara pemanfaatan limbah jerami ini, sehingga dapat memberikan
penambahan nilai pada jerami padi.
Negara Indonesia adalah Negara agraris. Umumnya makanan pokok bangsa
Indonesia adalah beras, sehingga sebagian besar lahan pertanian ditanami dengan
padi. Tiap kali panen 1 Ha menghasilkan ±13 ton jerami. Dalam keadaan normal
(cukup air) dilakukan sekurangnya 5 kali panen padi dalam 2 tahun. Dengan demikian
produksi jerami padi ±32 ton per hektar lahan per tahunnya.
Sampai saat ini limbah padat jerami padi belum lagi termanfaatkan secara
maksimal. Padahal menurut Sukarto (1984) dan Syafwardi (1998) produksi jerami
padi di Indonesia sekitar 43% dari total produksi limbah pertanian yang ada. Sebagian
kecil limbah jerami padi diolah menjadi kompos dan juga pakan ternak. Umumnya
Universitas Sumatera Utara
setelah panen, jerami dibakar untuk membersihkan lahan. Akan merupakan suatu
langkah yang bijak jika limbah jerami padi dimanfaatkan untuk membuat suatu
komposit. Sehingga pembuatan papan partikel dari batang padi akan memberikan
manfaat lebih bagi petani.
Agar dihasilkan papan partikel dengan mutu yang lebih baik perlu diberi
perlakuan pendahuluan terhadap batang padi. Mutu papan partikel kemudian diuji
dengan memberikan pengaruh yang nyata terhadap kerapatan, kadar air, daya serap
air, keteguhan lentur, dan keteguhan tekan. (Karim, 2007)
Nilai ekonomis dari bahan yang dianggap limbah tersebut dapat ditingkatkan
dengan memberikan masukan ilmu, teknologi permesinan dan lainnya sehingga dapat
lebih bermanfaat. Pada jenis padi yang ditanam, perbandingan antara jerami dan padi
biasanya 1 : 1. Oleh karena itu, limbah pertanian berupa jerami harus dimanfaatkan
sehingga mempunyai nilai yang lebih.
2.8. Material Akustik
Kata akustik berasal dari bahasa Yunani yaitu akoustikos, yang artinya segala sesuatu
yang bersangkutan dengan pendengaran pada suatu kondisi ruang yang dapat
mempengaruhi mutu bunyi. Menurut Tsoumis (1991), sifat akustik kayu berhubungan
dengan produksi bunyi yang diakibatkan oleh benturan langsung, dan bunyi yang
dihasilkan oleh sumber lain yang dipancarkan melalui udara dan mempengaruhi kayu
dalam bentuk gelombang bunyi.
Fenomena suara yang terjadi akibat adanya berkas suara yang bertemu atau
menumbuk bidang permukaan bahan, maka suara tersebut akan dipantulkan
(reflected), diserap (absorb), dan diteruskan (transmitted) (Ruijgrok 1993). Medium
gelombang bunyi dapat berupa zat padat, cair, ataupun gas. Frekuensi gelombang
bunyi dapat diterima manusia berkisar antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz, atau
dinamakan sebagai jangkauan yang dapat didengar (audible range) (Young dan
Freedman 2003).
Universitas Sumatera Utara
Menurut Lewis dan Douglas (1993) material akustik dapat dibagi ke dalam
tiga kategori dasar, yaitu: (1) material penyerap (absorbing material), (2) material
penghalang (barrier material), (3) material peredam (damping material).
Material penghalang yang efektif mempunyai sifat dasar umum yaitu
massanya padat. Kebanyakan material penghalang yang efektif juga mempunyai
derajat redaman internal yang tinggi, yang secara kualitatif dinyatakan dengan nilai
kelemasan. Material peredam biasanya adalah lapisan plastik polimer, logam, epoksi,
atau lem yang relatif tipis yang dapat digunakan untuk melapisi suatu benda.
Parameter yang digunakan untuk menjelaskan isolasi atau kemampuan menghentikan
bunyi adalah koefisien transmisi τ. Koefisien transmisi didefinisikan sebagai
perbandingan daya bunyi yang ditransmisikan melalui suatu material terhadap daya
bunyi yang datang. Semakin kecil nilai transmisinya, maka semakin bagus sifat
isolasinya.
Pada umumnya material penyerap secara alami bersifat resistif, berserat
(fibrous), berpori (porous) atau dalam kasus khusus bersifat resonator aktif. Ketika
gelombang bunyi menumbuk material penyerap, maka energi bunyi sebagian akan
diserap dan diubah menjadi panas. Besarnya penyerapan bunyi pada material
penyerap dinyatakan dengan koefisien serapan (α). Koefisien serapan (α) dinyatakan
dalam bilangan antara 0 dan 1. Nilai koefisien serapan 0 menyatakan tidak ada energi
bunyi yang diserap dan nilai koefisien serapan 1 menyatakan serapan yang sempurna
(Mediastika, 2009).
Bunyi yang dihasilkan mempunyai nada rendah atau tinggi bergantung pada
frekuensi dan dipengaruhi oleh dimensi, kerapatan, dan elastisitas bunyi yang
dihasilkan dari nada yang lebih tinggi. Ketika gelombang bunyi yang dihasilkan oleh
sumber lain yang menjangkau kayu, sebagian dari energi akustiknya dipantulkan dan
sebagian masuk ke dalam kayu. Suara atau bunyi biasanya merambat melalui udara,
suara atau bunyi tidak dapat merambat melalui ruang hampa (Tsoumis, 1991).
Universitas Sumatera Utara
2.9. Karakterisasi Papan Partikel
Karakterisasi dari papan partikel komposit dilakukan untuk mengetahui dan
menganalisa campuran polimer dengan serat. Karakterisasi dilakukan dengan
menggunakan standar SNI 03-2105-2006 yang meliputi sifat fisik seperti kerapatan,
dan analisa SEM, sedangkan sifat mekanik seperti uji kuat tarik dan uji koefisien serap
bunyi.
Karakteristik papan partikel komposit dari beberapa standar sebagai acuan
untuk menentukan kualitas papan partikel tersebut diperlihatkan tabel berikut ini.
Tabel 2.5. Sifat fisis dan mekanis dari SNI03-2105
No.
Sifat Fisik dan Mekanik
SNI 03 – 2105 – 2006
1.
Kerapatan (gr/ cm3)
0,5 – 0,9
2.
Kadar air (%)