Ketahanan Fiber Plastic Composites Polipropilena Terhadap Pemaparan Cuaca

KETAHANAN FIBER PLASTIC COMPOSITE
POLIPROPILENA TERHADAP PEMAPARAN CUACA

SKRIPSI

Oleh :
SUSAN BARBARA PATRICIA S.M.
091201087/ TEKNOLOGI HASIL HUTAN

PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013

Universitas Sumatera Utara

KETAHANAN FIBER PLASTIC COMPOSITE
POLIPROPILENA TERHADAP PEMAPARAN CUACA

SKRIPSI


Oleh:
SUSAN BARBARA PATRICIA S.M.
091201087/ TEKNOLOGI HASIL HUTAN

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara

PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2013

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Skripsi
Nama
NIM

Program Studi
Minat Studi

: Ketahanan Fiber Plastic Composites Polipropilena
Terhadap Pemaparan Cuaca
: Susan Barbara Patricia S. M.
: 091201087
: Kehutanan
: Teknologi Hasil Hutan

Menyetujui:
Komisi Pembimbing

Luthfi Hakim, S.Hut., M.Si.
Ketua

Ridwanti Batubara, S.Hut., M.P.
Anggota

Mengetahui:


Siti Latifah, S.Hut., M.Si., Ph.D.
Ketua Program Studi Kehutanan

Tanggal Lulus :

Universitas Sumatera Utara

Susan Barbara Patricia S. M. Durability of Fiber Plastic Composites
Polyprophylene to Weathering Exposed. Under Supervised by Luthfi Hakim and
Ridwanti Batubara.

ABSTRACT
Fiber plastic composites (FPC) is one of expand biocomposites product to
substitute wood. In this research FPC made from recycle polyprophylene and old
corrugated paper fiber. The purpose of this research were to evaluate durability
of physical and mechanical properties of FPC after exposed to outdoor
weathering for six months. This research use completely randomized factorial
design, 2 factors: compositions polyprophylene and fiber (50:50, 60:40 and
70:30) and percentage of maleic anhydryd (5% and 7%) and the results compare

with JIS A 5905-2003 hardboard S20 and JIS A 5908-2003 particleboards type
13. The results showed that the physical properties of FPC fulfill standard JIS A
5905-2003 hardboard S20 and JIS A 5908-2003 particleboards type 13 after
exposed to outdoor weathering for six months except moisture content.
Mechanical properties testing showed that modulus of rapture fulfill standard JIS
A 5905-2003 hardboard S20 and JIS A 5908-2003 particleboards too. Physicly
FPC degradated too, such as board colour change and board broken.
Keywords: fiber plastic composites, polyprophylene, maleic anhydryd (MAH),
weathering expose and physical and mechanical properties durability.

Universitas Sumatera Utara

Susan Barbara Patricia S. M. Ketahanan Fiber Plastic Composites
Polipropilena Terhadap Pemaparan Cuaca. Dibimbing oleh Luthfi Hakim dan
Ridwanti Batubara.

ABSTRAK
Fiber plastic composites (FPC) adalah salah satu produk biokomposit
yang berkembang sebagai substitusi kayu solid. Pada penelitian ini FPC terbuat
dari polipropilena daur ulang dan serat kardus bekas. Tujuan dari penelitian ini

adalah untuk mengevaluasi ketahanan sifat fisis dan sifat mekanis dari FPC
setelah pemaparan cuaca di luar ruangan selama enam bulan. Penelitian ini
menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial, 2 faktor: perbandingan
polipropilena dengan serat kardus (50:50, 60:40 dan 70:30) dan persentasi maleat
anhidrid (MAH) (5% dan 7%) dan hasilnya dibandingkan dengan standar JIS A
5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa sifat fisis FPC memenuhi standar JIS A 59052003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13 kecuali sifat
kadar air. Pengujian sifat mekanis keteguhan patah juga memenuhi standar JIS A
5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13. Secara
fisik FPC juga mengalami degradasi seperti perubahan warna papan dan
kerusakan papan.

Kata kunci: fiber plastic composites (FPC), polipropilena, maleat anhidrid
(MAH), pemaparan cuaca, ketahanan sifat fisis dan mekanis.

Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP
Penulis merupakan putri dari Ayahanda Sukat S.M., S.Pd dan
Ibunda Sanni Ginting yang dilahirkan pada tanggal 26 Februari 1991 di Kota

Medan. Penulis putri pertama dari empat bersaudara.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar dari SD DR. Wahidin
Sudiro Husodo Medan Labuhan pada tahun 2003, pendidikan tingkat Sekolah
Menengah Pertama dari SMP Negeri 7 Medan tahun 2006 dan pendidikan tingkat
Sekolah Menengah Atas dari SMA Negeri 16 Medan tahun 2009. Pada tahun
2009 penulis lulus seleksi penerimaan perguruan tinggi negeri melalui jalur Ujian
Masuk Bersama (UMB) pada Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian,
Universitas Sumatera Utara, dan pada semester VII memilih minat studi
Teknologi Hasil Hutan.
Semasa kuliah penulis merupakan anggota pada organisasi Himpunan
Mahasiswa Sylva (HIMAS) USU. Penulis juga pernah menjadi Asisten Praktikum
Anatomi dan Identifikasi Kayu pada tahun 2012. Pada tahun 2013 penulis juga
pernah bekerja dengan Lembaga Demografi Universitas Indonesia dalam survey
CSR perusahaan perkebunan di tiga Kabupaten di Sumatera Utara.
Penulis mengikuti Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Taman
Hutan Raya Bukit Barisan, Gunung Barus dan Hutan Pendidikan USU Kabupaten
Karo selama 10 hari. Penulis juga telah menyelesaikan Praktik Kerja Lapang di
PT Adindo Hutani Lestari di Sebakis, Malinau, Kalimantan Timur bagian Utara.
Dan pada semester VII penulis melakukan penelitian yang berjudul “Ketahanan
Fiber Plastic Composites Polipropilena Terhadap Pemaparan Cuaca” sebagai


salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Kehutanan.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur kepada Yesus Kristus atas limpahan kasih, hikmat dan
berkatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Ketahanan Fiber Plastic Composite Polipropilena terhadap Pemaparan Cuaca”
yang merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Kehutanan.
Skripsi ini berisi penelitian mengenai ketahanan sifat fisis dan mekanis
Fiber Plastic Composite (FPC) terhadap cuaca (outdoor ). Perubahan yang terjadi

pada FPC setelah pemaparan cuaca dibandingkan dengan nilai yang ada pada
standar JIS dan dievaluasi apakah FPC memenuhi standar atau tidak (berkualitas
baik atau tidak).
Dalam penyelesaian skripsi ini Penulis menyadari keterbatasan yang
Penulis

miliki


sehingga

melibatkan

banyak

pihak,

untuk

itu

Penulis

menyampaikan terima kasih kepada:
1. Komisi Pembimbing yang terhormat Bapak Luthfi Hakim S.Hut., M.Si. dan
Ibu Ridwanti Batubara, S.Hut., M.P. yang telah membimbing, menginspirasi
dan memberi semangat.
2. Kedua orang tua terkasih yang selalu mendukung dalam doa, semangat dan

materi, kepada adik-adik terkasih Eka Asmaera, FX. Tsar Brama, Yessy
Hananita dan seluruh keluarga besar yang senantiasa memberikan semangat
dan doa.
3. Kakanda Fakhruzy, S.Hut yang telah membantu pengujian sifat mekanis di
Laboratorium Keteknikan Kayu dan Biokomposit IPB.

Universitas Sumatera Utara

4. Teman-teman seperjuangan penelitian, Vicky Fadliansyah Sihombing, Sari
Delviana Marbun, Ade Dwi Fonna Rizky, Pandapotan C. Purba dan Lintong
R.D. Sinaga, terima kasih untuk kerjasama, semangat dan kebersamaan kita.
5. Teman-teman tim PKL dan Sahabat terkasih Christine Anastasia Tarigan,
Sondang Rianty Parhusip, Aiko Perolihen Bancin, Frans Hutasoit dan Sabda
Rosandi Situmorang terima kasih untuk kerja sama, bantuan, semangat dan
kebersamaan kita.
6. Teman-teman Kehutanan USU stambuk 2009 THH, BDH, MNH yang tidak
dapat penulis sebutkan satu per satu. Keluarga besar THH 2009 terima kasih
untuk kebersamaan, kehangatan kekeluargaan, semangat dan doa.
Penulis menyadari masih ada kekurangan maupun kesalahan dalam skripsi
ini, untuk itu penulis mohon maaf. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih

dan berharap skripsi ini bermanfaat dan menjadi sumber informasi.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal.

ABSTRACT ...................................................................................................................... i
ABSTRAK ............................................................................................................ ii
RIWAYAT HIDUP ............................................................................................. iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................... iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................ vi
DAFTAR TABEL ............................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ ix
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... x

PENDAHULUAN
Latar Belakang ................................................................................................. 1
Tujuan Penelitian ............................................................................................. 3

Manfaat Penelitian ........................................................................................... 3
Hipotesis Penelitian ......................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA
Serat ................................................................................................................. 4
Plastik ............................................................................................................... 5
Polipropilena .................................................................................................... 6
Maleat Anhdrid dan Benzoil Peroksida ........................................................... 7
Papan Komposit ............................................................................................... 7
Cuaca (Weathering) ......................................................................................... 8
Pengaruh Pemaparan Cuaca Terhadap Papan Komposit ............................... 10
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat .......................................................................................... 11
Alat dan Bahan ................................................................................................ 11
Prosedur Penelitian ......................................................................................... 11
1. Pemaparan FPC ........................................................................................... 12
2. Pengamatan FPC Setiap 2 Minggu Sekali Selama Pemaparan ................... 12
3. Pengujian Kualitas FPC .............................................................................. 12
3.1. Pengujian Sifat Fisis .......................................................................... 13
3.2. Pengujian Sifat Mekanis .................................................................... 14
4. Analisis Data ............................................................................................... 16

Universitas Sumatera Utara

HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis FPC Setelah Pemaparan Cuaca 6 Bulan ........................................ 18
Kerapatan .................................................................................................. 18
Kadar Air .................................................................................................. 20
Daya Serap Air .......................................................................................... 22
Pengembangan Tebal ................................................................................ 25
Sifat Mekanis FPC Setelah Pemaparan Cuaca 6 Bulan .................................. 28
Modulus of Elasticity (MOE) .................................................................... 29
Modulus of Rupture (MOR) ...................................................................... 31
Pengaruh Cuaca Terhadap FPC ................................................................ 33
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ..................................................................................................... 36
Saran ............................................................................................................... 36
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 37
LAMPIRAN

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
No.

Hal.

1. Formasi Pemaparan FPC.................................................................................. 12
2. Perubahan nilai kerapatan FPC ....................................................................... 18
3. Perubahan nilai kadar air FPC ........................................................................ 21
4. Fluktuasi nilai daya serap air (a) FPC MAH 5%, (b) FPC MAH 7% ............. 23
5. Fluktuasi faktor cuaca selama pemaparan ....................................................... 23
6. Fluktuasi pengembangan tebal (a) FPC MAH 5%, (b) FPC MAH 7% ........... 26
7. Fluktuasi faktor cuaca selama pemaparan ...................................................... 26
8. Perubahan nilai MOE FPC............................................................................... 30
9. Perubahan nilai MOR FPC .............................................................................. 31
10. Chart perubahan warna .................................................................................. 33
11. Perubahan secara fisik (a) warna, (b) kerusakan sampel ................................ 34
12. Perubahan warna FPC 60:40 MAH 5% selama pemaparan .......................... 51
13. Perubahan warna FPC 70:30 MAH 5% selama pemaparan .......................... 51
14. Perubahan warna FPC 50:50 MAH 7% selama pemaparan .......................... 52
15. Perubahan warna FPC 60:40 MAH 7% selama pemaparan .......................... 52
16. Perubahan warna FPC 70:30 MAH 7% selama pemaparan .......................... 53

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
No.

Hal.

1. Nilai standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003
particleboards type 13 .................................................................................... 13
2. Rata-rata nilai sifat fisis fiber plastic composites setelah pemaparan cuaca.... 18
3. Rata-rata nilai sifat mekanis fiber plastic composites sebelum dan setelah
pemaparan cuaca ............................................................................................ 29

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
No.

Hal.

1. Data nilai kerapatan FPC setelah pemaparan cuaca 6 bulan ............................ 40
2. Data nilai kadar air FPC setelah pemaparan cuaca 6 bulan ............................. 41
3. Data nilai daya serap air FPC selama pemaparan cuaca 6 bulan ..................... 42
4. Data nilai pengembangan tebal FPC selama pemaparan cuaca 6 bulan .......... 42
5. Data nilai MOE dan MOR setelah pemaparan cuaca 6 bulan .......................... 43
6. Data hasil pengukuran sifat fisis dan sifat mekanis setelah pemaparan
dibandingkan dengan standar JIS A 5905 (2003) dan standar JIS A 5908
(2003) .............................................................................................................. 44
7. Data Hasil Pengukuran Sifat Fisis dan Sifat Mekanis Dibandingkan dengan
Standar JIS A 5905 (2003) dan Standar JIS A 5908 (2003) Sebelum Pemaparan
.......................................................................................................................... 46
8. Hasil analisis sidik ragam kerapatan setelah pemaparan ................................. 48
9. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut DMRT kadar air setelah pemaparan . 48
10. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut DMRT daya serap air setelah
pemaparan ...................................................................................................... 49
11. Hasil analisis sidik ragam pengembangan tebal ............................................ 49
12. Hasil analisis sidik ragam MOE setelah pemaparan ...................................... 50
13. Hasil analisis sidik ragam MOR setelah pemaparan ...................................... 50
14. Diagram Lingkaran Perubahan Warna FPC Selama Pemaparan .................... 51

Universitas Sumatera Utara