BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Kemajuan teknologi plastik membuat aktivitas produksi plastik terus meningkat. Hampir setiap produk menggunakan plastik sebagai kemasan atau bahan dasar. Material plastik banyak digunakan karena memiliki kelebihan dalam sifatnya yang ringan, transparan, tahan air serta harganya relatif murah dan terjangkau semua kalangan masyarakat. Segala keunggulan ini membuat plastik digemari dan banyak digunakan dalam setiap aspek kehidupan manusia, akibatnya jumlah produk plastik yang akan menjadi sampah pun terus bertambah. Setiap tahunnya limbah plastik menunjukkan peningkatan yang signifikan. Data dari Kementerian Negara Lingkungan Hidup tahun 2007 menunjukkan, volume timbunan sampah di 194 kabupaten dan kota di Indonesia mencapai 666 juta liter atau setara 42 juta kilogram, di mana komposisi limbah plastik mencapai 14 persen atau 6 juta ton. Dari sumber yang sama di tahun 2012, jumlah sampah di 14 kota besar di Indonesia mencapai 1,9 juta ton. Adapun, jumlah limbah plastik secara umum pada tahun 2013 sebanyak 53% dari jumlah sampah yang ada. Meningkatnya jumlah limbah plastik ini menjadi sebuah hal yang dapat mengancam kestabilan ekosistem lingkungan, mengingat plastik yang digunakan saat ini adalah nonbiodegradable (plastik yang tidak dapat terurai secara biologis). Plastik merupakan jenis sampah atau limbah yang proses penguraiannya membutuhkan waktu yang lama dan tidak ramah lingkungan (Syamsiro, 2013).
1
Belum ada data pasti tentang prosentase jumlah sampah plastik yang dikelompokkan
berdasarkan
jenisnya.
Berdasarkan
data
Kementerian
Perindustrian tentang impor produk plastik dapat diprediksikan jumlah limbah yang akan timbul. Data dari Kementerian Perindustrian, impor produk polietilena (PE) dan polipropilena (PP) terus meningkat seiring dengan tumbuhnya konsumsi bahan kimia. Dalam data tersebut disebutkan, pada 2012 konsumsi PE di Indonesia sekitar 955.000 ton per tahun, yang meningkat menjadi sekitar 1,03 juta ton di tahun 2013, dan diprediksi di tahun 2014 meningkat menjadi 1,11 juta ton. Sama halnya dengan PE, konsumsi PP juga terus meningkat. Pada 2012, konsumsi PP sebesar 1,3 juta ton per tahun dan meningkat di tahun 2013 menjadi 1,46 juta ton. Pada 2014, konsumsi PP di prediksi meningkat menjadi 1,58 juta ton (Sadiman, 2013). Berbagai usaha mengatasi limbah plastik terus diupayakan diantaranya dengan 3R (reuse, reduce, recycle) (Sulaiman, 2012). Upaya reuse diantaranya dengan menggunakan kembali kantong plastik untuk berbelanja, memanfaatkan tempat cat plastik untuk pot atau ember dan sebagainya. Upaya reduce dengan cara mengurangi penggunaan plastik. Upaya recycle salah satunya dengan memanfaatkan limbah plastik menjadi komposit. Perkembangan
teknologi,
khususnya
di
bidang
komposit,
telah
menghasilkan produk komposit yang merupakan gabungan antara serbuk kayu dengan plastik daur ulang. Penelitian-penelitian mengenai komposit plastik telah banyak dilakukan, diantaranya oleh Setyawati (2012) dan Firdaus & Fajriyanto (2006) yang membuat komposit dari serbuk kayu dan plastik PP daur ulang,
2
sedangkan Sari (2011) dan Satito (2012) membuat komposit dari serbuk kayu dan plastik HDPE daur ulang. Komposit kayu plastik memiliki keunggulan dimana kayu dan plastik saling mendukung. Kayu sebagai pengisi bermanfaat untuk meningkatkan kekakuan, mengurangi densitas dan juga biaya per unit volume sedangkan plastik sebagai matriks akan meningkatkan kekuatan dan sifat fisik komposit yang terbentuk sehingga tahan terhadap air dan rayap (Febrianto, 2005). Di Indonesia, bahan baku pembuatan komposit plastik yang berupa limbah plastik di alam potensinya sangat besar, dan belum termanfaatkan secara optimal bahkan menjadi problematika serius bagi bangsa Indonesia. Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan limbah jenis PP dan HDPE sebagai matriks, dengan pertimbangan jumlahnya yang cukup banyak dan dengan melihat perbedaan sifat fisik antar keduanya. Bahan pengisi (filler) yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk kayu sengon. Berdasarkan data Dinas Kehutanan Jawa Tengah, produksi kayu pada tahun 2011 mencapai lebih dari 1,39 juta m3 yang didominasi oleh tanaman sengon (Anonim, 2011). Komposisi limbah pada kegiatan pemanenan kayu berupa serbuk gergaji sekitar 10,6% dan pada industri kayu lapis sekitar 0,7% (Purwanto, 1994 dalam Setyawati, 2010). Limbah serbuk kayu sengon pemanfaatannya masih belum optimal. Untuk industri besar dan terpadu, limbah serbuk kayu sudah dimanfaatkan menjadi bentuk briket arang dan arang aktif yang dijual secara komersial, sebagai media jamur, atau dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Namun untuk industri penggergajian dan kayu lapis skala industri kecil, limbah ini belum dimanfaatkan secara optimal seperti yang ada di Kabupaten Wonosobo dan Temanggung Jawa Tengah. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan
3
menggali dan memanfaatkan potensi limbah serbuk kayu sengon tersebut untuk dikompositkan dengan limbah plastik. Hasil penelitian ini diharapkan memberikan kontribusi terhadap pengurangan volume sampah atau limbah yang dihasilkan oleh kegiatan industri dan lingkungan hidup. Penelitian ini sangat penting untuk dilakukan karena dirancang untuk memberdayakan potensi limbah serbuk kayu sengon dan limbah plastik yang melimpah dan menjadi problem lingkungan. Limbah-limbah tersebut berpotensi sebagai bahan baku pembuatan komposit papan panel yang diharapkan dapat menggantikan peranan kayu yang mulai terbatas sediaannya. Harapan dari terealisasinya penelitian ini adalah dapat ditumbuhkembangkan industri papan panel yang dapat meningkatkan persediaan bahan bangunan perumahan yang ekonomis/terjangkau
oleh
masyarakat
Indonesia
secara
luas
dengan
memanfaatkan sepenuhnya local resources yang ramah lingkungan. Perlu kiranya juga kajian secara khusus mengenai sustainability untuk kegiatan pembuatan komposit serbuk kayu sengon dan limbah plastik yang meliputi aspek ekonomi, aspek sosiokultural dan aspek lingkungan.
1.2 Batasan Masalah Dalam penelitian ini, permasalahan dibatasi pada : 1. Komposit yang dibuat menggunakan limbah plastik PP dan HDPE sebagai matriks dan serbuk gergaji kayu sengon sebagai pengisi (filler). 2. Limbah plastik PP yang digunakan adalah bekas gelas cup air mineral dan limbah plastik HDPE yang digunakan adalah bekas botol jerigen.
4
3. Jenis pengujian meliputi sifat fisik ( kadar air, kerapatan, penyerapan air dan pengembangan tebal), dan sifat mekanik
(keteguhan lengkung statik
dinyatakan dengan menggunakan nilai modulus patah atau Modulus of Rupture (MoR), dan nilai modulus elastisitas atau Modulus of Elastisity (MoE), dan keteguhan tarik tegak lurus permukaan atau internal bond strength).
1.3 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan masalah sebagai berikut: 1. Apakah limbah plastik jenis PP dan HDPE dapat dibuat komposit dengan serbuk kayu sengon yang memenuhi standar JIS A5903:2003. 2. Bagaimana sifat fisik dan mekanik komposit plastik dengan berbagai variasi komposisi plastik dan serbuk kayu sengon pada jenis plastik PP dan HDPE.
1.4 Keaslian Penelitian Hasil kajian pustaka yang penulis lakukan terhadap penelitian-penelitian sebelumnya, didapatkan bahwa penelitian tentang komposit berbahan dasar limbah plastik dengan berbagai jenis kayu pernah dilakukan oleh beberapa peneliti yang tersaji pada Tabel 1.1 berikut ini:
5
Tabel 1.1 Penelitian tentang Komposit Berbahan Dasar Limbah Plastik No
Nama Peneliti
1
Partini
Publikasi
Judul
Hasil
IPB, Skripsi.
Daya tahan papan partikel dari
Perlakuan dengan berbagai konsentrasi Maleic Anhydride
Tahun 2003
limbah serbuk kayu sengon dan
(MAH) sampai 12% memberikan pengaruh terhadap sifat fisik
plastik PP daur ulang terhadap
dan
serangan jamur Schizophyllum
menunjukkan serangan jamur terbanyak karena MAH bersifat
commune.
asam (kondisi baik untuk pertumbuhan jamur. Papan partikel
mekanik
papan.
Kadar MAH tertinggi
(12%)
dengan konsentrasi MAH 12% menunjukkan sifat fisik dan mekanik terendah. 2
Setyawati, dkk. Jurnal Perennial,
Kualitas papan komposit berlapis Secara umum perbedaan ukuran partikel sabut kelapa tidak
2(2), hal 5-11.
finir dari sabut kelapa dan plastik berpengaruh nyata terhadap kualitas papan komposit. Sifat
Tahun 2006
polietilena
daur
ulang:
ukuran partikel sabut kelapa
Variasi fisis papan komposit seperti kerapatan dan pengembangan tebal, serta sifat mekanis yang meliputi modulus elastisitas, keteguhan patah, dan kekuatan tarik tegak lurus permukaan
6
telah memenuhi standar JIS A 5908 (1994). 3
Firdaus &
Jurnal Teknoin,
Karakteristik mekanik produk
Hasil penelitian menunjukkan karakteristik mekanik yang
Fajriyanto
Vol. 11, No.3, hal.
fiberboard dari komposit sampah
memuaskan baik kuat lentur, kuat desak, kuat geser maupun
184-197. Tahun
plastik PP dan limbah kosong kelapa kuat tarik. Perbandingan 50:50% menunjukkan kondisi
2006
sawit (TKKS).
optimum dengan nilai kuat lentur 116,25kg/cm2, kuat desak 119,25kg/cm2, kuat geser 39,45kg/cm2 dan kuat tarik 25,5kg/cm2.
4
Firdaus &
Jurnal Logika,
Karakteristik mekanik dinding dari
Perlakuan contoh uji dengan perbandingan 50:50% pada
Fajriyanto
Vol.4 No.1, hal 3-
komposit sabut kelapa (coco fiber) –
keadaan kering dan basah menunjukkan pengaruh yang
13. Tahun 2007
sampah plastik PP.
signifikan terhadap sifat mekanik komposit (kuat lentur, kuat tekan, kuat geser dan kuat tarik). Contoh uji basah dilakukan dengan merendam komposit dalam air panas 70ºC selama 2 jam kemudian dimasukkan dalam air dingin suhu kamar selama 1jam. Contoh uji kering dilakukan tanpa perlakuan
7
perendaman. 5
Setyawati, dkk. Jurnal ilmu dan
Karakteristik papan komposit dari
Penggunaan bahan pelapis bambu pada bagian muka dan
teknologi hasil
serat serabut kelapa dan plastik
belakang papan komposit dapat meningkatkan sifat mekanis
hutan, vol.1, no.1,
polipropilena daur ulang berlapis
papan komposit. Papan komposit berlapis anyaman bambu
hal 18-26. Tahun
anyaman bambu.
memenuhi
2008 6
Sari
standar
JIS
A
5908
1994
untuk
sifat
pengembangan tebal dan kuat pegang sekrup.
Jurnal Riset
Sifat fisik dan mekanik papan
Perlakuan penambahan komposisi plastik sampai 15% pada
Industri Hasil
partikel dari limbah plastik jenis
papan partikel akan meningkatkan sifat fisik (kadar air,
Hutan, Vol. 3,
HDPE dan
kerapatan, penyerapan air dan pengembangan tebal) secara
No.1, hal 7-14.
ranting/cabang karet.
signifikan tetapi akan menurunkan sifat mekanik papan. Hasil
Tahun 2011
analisis sidik ragam tidak menunjukkan perbedaan nyata pada sifat mekaniknya (modulus patah dan modulus elastisitas).
7
Fathanah
Jurnal rekayasa
Kualitas papan komposit dari sekam
Penambahan MAH sampai konsentrasi 8% meningkatkan sifat
kimia dan
padi dan plastik HDPE daur ulang
fisik komposit (kerapatan dan daya serap air) sehingga
8
lingkungan, vol.8,
menggunakan Maleic Anhydride
memenuhi SNI 032105-1996, namun belum meningkatkan
no.2, hal 53-59.
(MAH) sebagai compatibilizer .
sifat mekanik pada konsentrasi MAH 4%.
Tahun 2011 8
Satito
Jurnal rekayasa
Pengujian sifat mekanik komposit Pengujian secara keseluruhan menunjukkan semakin tinggi
mesin, volume 6,
serbuk kayu dan sampah plastik komposisi plastik (sampai 50%) akan menaikkan kekuatan
no.4, hal 19-25.
HDPE
Tahun 2012 9
Setyawati, dkk.
Jurnal Tengkawang,
serbuk kayu dan 30% plastik. Sifat-sifat papan komposit dari sabut Secara umum penambahan perekat UF meningkatan sifat kelapa, limbah plastik PP dan
vol.2, no.2, hal 94- perekat urea formaldehida 103. Tahun 2012
komposit, dengan komposisi terbaik pada perbandingan 70%
papan komposit meskipun secara statistik pengaruhnya tidak terlalu signifikan. Untuk uji sifat fisik (kadar air, kerapatan, penyerapan air dan pengembangan tebal) telah memenuhi JIS A 5908-2003 sedangkan uji sifat mekanik hanya kekuatan rekat internal dan modulus patah ( MoR) yang memenuhi JIS A 5908-2003.
9
Penelitian yang akan dilakukan ini tentang pembuatan komposit berbahan limbah plastik
PP dan HDPE dengan serbuk kayu sengon dengan perbandingan
komposisi bahan masing-masing adalah 2:1, 1:1 dan 1:2. Dalam penelitian ini juga akan mengkaji potensi keberlanjutan (sustainability) usaha pembuatan komposit dari contoh uji yang terbaik.
1.5 Tujuan Penelitian Tujuan dalam penelitian ini adalah : 1. Memanfaatkan limbah plastik PP, HDPE dan serbuk kayu sengon sebagai bahan komposit. 2. Mengetahui sifat fisik dan mekanik komposit plastik dengan berbagai variasi komposisi plastik dan serbuk kayu pada jenis plastik PP dan HDPE. 3. Mengkaji potensi keberlanjutan (sustainability) usaha pembuatan komposit berbahan campuran limbah plastik dan serbuk kayu sengon.
1.6 Manfaat Penelitian Manfaat yang akan dihasilkan dari penelitian ini adalah : 1. Menghasilkan komposit berbahan dasar limbah plastik dan limbah kayu sengon yang dapat diterapkan sebagai bahan substitusi panel kayu. 2. Mengurangi limbah kayu khususnya sengon dan limbah plastik yang terbuang ke lingkungan.
10
3. Memberi pengetahuan dan menumbuhkembangkan industri panel kayu yang dapat
meningkatkan
persediaan
bahan
bangunan
perumahan
yang
ekonomis/terjangkau oleh masyarakat Indonesia secara luas.
11
