KUALITAS KOMPOSIT KAYU PLASTIK DARI LIMBAH SERAT BUAH SAWIT DAN POLIPROPILENA DAUR ULANG

KUALITAS KOMPOSIT KAYU PLASTIK DARI LIMBAH SERAT BUAH SAWIT DAN POLIPROPILENA DAUR ULANG

SKRIPSI

Oleh: Parlin Situa Barel Sarumaha 041203027/ Teknologi Hasil Hutan

DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2008

Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

PARLIN SITUA BAREL SARUMAHA Quality of Wood Composite Plastic from Waste of Oil Palm Fibre and Polipropilen Recycle . Under tuition of ARIF NURYAWAN and

IRAWATI AZHAR. Abstract Oil palm fibre is compost heap from oil palm manufacturing industry but then recycle plastic polipropilena it’s a waste-house hold such mineral water bottle or another substance which applying for plastic polipropilena substance that has large potential to be used as plasticboard . production of plasticboard from oil palm fibre and recycle of plastic polipropilena might be useful to alternative product replacement part of wood which have to do with availability very restrictively in particular for interior automotive. The objectived of this research is to evaluate the physical properties (density, moisture content, absorpsion of water, and thickness) and mechanical properties (Modulus of Elasticity, Modulus of Rupture, and screw holding power) at temperature 170 0C, 180 0C, 190 0C with composition 50:50, 60:40, 70:30 along with target density was 0,8 Kg/cm3 by use of JIS A 5908-2003 standard. The result showed that physical properties plasticboard indicating that the physical properties plasticboard met the criteria of JIS A 5908-2003 standard, but the value of mechanical properties that is Modulus of Elasticity ineligible, but then value of Modulus of Rupture and screw holding power met the criteria of JIS A 5908-2003 standard type 8.

Key word: Interior Automotive, Oil Palm fibre, Polipropilena, Physical and Mechanical Properties


PARLIN SITUABAREL SARUMAHA Kualitas Komposit Kayu Plastik dari Limbah Serat Buah Sawit dan Polipropilena Daur Ulang. Dibawah bimbingan ARIF NURYAWAN dan

IRAWATI AZHAR.

Abstrak Serat buah sawit adalah limbah dari pabrik kelapa sawit sedangkan plastik polipropilena daur ulang merupakan limbah rumah tangga berupa botol kemasan air mineral atau barang barang lain yang menggunakan bahan plastik polipropilena yang memiliki potensi yang sangat besar untuk dimanfaatkan dan digunakan sebagai papan plastik. Pembuatan papan plastik dari limbah serat buah sawit dan plastik polipropilena daur ulang dapat dijadikan usaha untuk penggunaan produk alternatif pengganti kayu yang ketersediaannya sangat terbatas khususnya untuk interior otomotif. Sasaran dari penelitian ini yaitu mengevaluasi sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal) serta sifat mekanis (Modulus of Elasticity, Modulus of Rupture, dan kuat pegang sekrup) pada suhu 170 0C, 180 0C, 190 0C dengan komposisi 50:50, 60:40, 70:30 serta kerapatan sasaran 0,8 Kg/cm3 dengan menggunakan standar JIS A 5908-2003. Hasil menunjukkan bahwa sifat fisis papan plastik yang dihasilkan memenuhi standar JIS A 5908-2003 sedangkan sifat mekanisnya nilai Modulus of Elasticity tidak memenuhi standar, akan tetapi nilai Modulus of Rupture dan kuat pegang sekrup memenuhi standar JIS A 5908-2003 tipe 8.

Kata kunci: Interior Otomotif, Serat Buah Sawit, Polipropilena, Sifat Fisis dan Mekanis


RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Siwalawa, Nias Selatan pada tanggal 2 Oktober 1986 dari Bapak Eliziduhu Sarumaha, S.Pd dan Ibu Barisani Manao, Penulis merupakan anak pertama dari enam bersaudara. Penulis memulai pendidikan pada tahun 1991-1992 di TK Melati Hilisimaetano, 1992-1998 di SDN 078079 Bawomataluo, 1998-2001 di SLTP Negeri 1 Teluk Dalam, 2001-2004 di SMU Negeri 3 Gunungsitoli. Pada Tahun 2004 penulis diterima di Universitas Sumatera Utara melalui jalur SPMB pada jurusan Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan. Selama perkuliahan penulis pernah menjadi Pemimpin Komunitas Mahasiswa dan Doa PMK-USU Fakultas Pertanian pada tahun 2005, asisten dosen praktikum Biokomposit pada tahun 2009 dan anggota Himpunan Mahasiswa Sylva USU. Penulis melaksanakan Praktik Pengenalan dan Pengolahan Hutan (P3H) pada tahun 2006 di Mandailing Natal, Praktik Kerja Lapang (PKL) di PERUM PERHUTANI Unit II – Jawa Timur - KPH Malang pada tahun 2008.


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan segala berkat, kasih dan karunia-Nya sehingga skripsi yang berjudul ”Kualitas Komposit Kayu Plastik dari Limbah Serat Buah Sawit dan Polipropilena Daur Ulang” berhasil diselesaikan dengan baik dan tepat waktu. Terima kasih disampaikan kepada Bapak Arif Nuryawan S.Hut, M.Si, dan Ibu Irawati Azhar, S.Hut, selaku komisi pembimbing yang telah banyak mengarahkan dan memberikan saran kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada kedua orangtua dan saudara-saudara atas dukungan dan doanya kepada penulis serta teman-teman yang membantu dalam penulisan penelitian ini. Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis menerima kritikan dan saran yang membangun dari pembaca untuk penyempurnaan dimasa yang akan datang. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan memberi kontribusi yang baru khususnya dalam bidang kehutanan dan bidang pendidikan dalam penelitian-penelitian ilmiah.

Medan,

Februari 2009

Parlin Situa Barel Sarumaha


DAFTAR ISI

Halaman LEMBAR PENGESAHAN ABSTRACT ............................................................................................................. i ABSTRAK ............................................................................................................... ii RIWAYAT HIDUP ................................................................................................. iii KATA PENGANTAR ............................................................................................. iv DAFTAR ISI ............................................................................................................ v DAFTAR TABEL ...................................................................................................vii DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. viii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... ix

PENDAHULUAN Latar Belakang ............................................................................................... 1 Tujuan Penelitian............................................................................................ 4 Manfaat Penelitian.......................................................................................... 4 Hipotesa Penelitian ......................................................................................... 4 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................... 5 Defisit Kayu untuk Bahan Industri.................................................................. 5 Kelapa Sawit .................................................................................................. 7 Sifat-Sifat Bagian Vegetatif ................................................................ 9 Sitat-Sifat Generatif ............................................................................ 9 Potensi Sawit ................................................................................................. 12 Potensi Serat Buah Sawit ............................................................................... 13 Polimer .......................................................................................................... 13 Struktur dan Sifat-Sifat Propilena ....................................................... 13 METODOLOGI Lokasi dan Waktu Penelitian ......................................................................... 20 Bahan dan Alat Penelitian.............................................................................. 20 Metode Penelitian .......................................................................................... 21 Persiapan Contoh uji .......................................................................... 21 Prosedur Pengujian ............................................................................ 24 Analisis Data ................................................................................................. 29 HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Komposit ............................................................................ 32 Kerapatan .......................................................................................... 32 Kadar Air ........................................................................................... 34 Daya Serap Air ................................................................................... 36 Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

Pengembangan Tebal ......................................................................... 38 Sifat Mekanis Papan Komposit ...................................................................... 40 Modulus of Rupture (MOR)................................................................ 40 Modulus of Elasticity (MOE).............................................................. 42 Screw Holding Power (Kuat Pegang Sekrup)...................................... 44

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ................................................................................................... 49 Saran ............................................................................................................. 49 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


DAFTAR TABEL

Halaman 1. Produksi kayu bulat berdasarkan sumber produksi (dalam m³) ............................. 6 2. Karakteristik polipropilena .................................................................................. 18 3. Perbandingan komposisi plastik dan sabut kelapa ................................................ 23 4. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dengan Standar JIS ................................. 24 5. Hasil Perankingan Kualitas Komposit Plastik Dengan Suhu dan Komposisi yang Berbeda ................................................................................................................ 46

6. Perbandingan sifat fisis mekanis hasil penelitian dengan hasil penelitian Terdahulu ............................................................................................................ 47


DAFTAR GAMBAR

Halaman 1. Struktur tiga dimensi dari polipropilena ............................................................... 14 2. Bagan pembuatan papan komposit plastik ........................................................... 22 3. Pola Pemotongan Contoh Uji Papan Komposit .................................................... 23 4. Titik pengukuran dimensi contoh uji ................................................................... 25 5. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elatisitas (MOE) ......................... 27 6. Posisi sekrup pada pengujian kuat pegang sekrup ............................................... 29 7. Grafik Nilai Kerapatan Papan Komposit.............................................................. 32 8. Contoh Uji Papan Komposit dari Limbah Serat Buah Sawit dan Plastik Poliropilena Daur Ulang ...................................................................................... 33 9. Grafik Nilai Kadar Air Papan Komposit ............................................................... 34 10.Grafik Nilai Daya Serap Air Papan Komposit Dengan Perendaman 2 Jam........... 36 11.Grafik Nilai Daya Serap Air Papan Komposit Dengan Perendaman 24 Jam......... 37 12.Grafik Nilai Pengembangan Tebal Papan Komposit Dengan Perendaman 2 jam.. 39 13. Grafik Nilai Pengembangan Tebal Papan Komposit Dengan Perendaman 24 jam........................................................................................................................... 39 14. Grafik Nilai Modulus of Rupture (MOR) Papan Komposit ................................. 41 15.Contoh Uji untuk Uji MOR dan MOE ................................................................. 42 16. Grafik Nilai Modulus of Elasticity (MOE) Papan Komposit ............................... 43 17. Grafik Nilai Kuat Pegang Sekrup Papan Komposit ............................................. 45


PENDAHULUAN

Latar Belakang Manusia telah banyak mengetahui manfaat dari bahan berlignoselulosa terutama kayu dan selalu tersedia untuk pemanfaatan dan penggunaan dalam bentuk yang luas seperti pembuatan senjata, peralatan pertukangan, perkakas, bahan bangunan dan kayu bakar dan tidak hanya sebatas hal tersebut diatas tetapi juga digunakan sebagai tempat berlindung, pakaian, pertahanan, dan transportasi. Pada masa sekarang ini dengan berkembangnya teknologi yang semakin canggih, produk kayu dan material berlignoselulosa lain dijadikan menjadi berbagai macam produk. Meskipun produk yang didominasi oleh kayu, produk subtitusi dari bahan-bahan kimia berkembang dengan pesat dari tahun 1950-an. Kemunculan baja tahan karat, material struktural dengan campuran aluminium, keramik, material logam, komposit plastik dan bahan bangunan yang lain telah menguasai produk pasar dan mengurangi penggunaan produk dari kayu. Hon (1996). Kayu komposit khususnya panel-panel kayu konvesional diproduksi untuk melengkapi dan mensubtitusi beragam penggunaan kayu solid. Produk yang dihasilkan umumnya menyerupai kayu solid dalam banyak hal dan khususnya berupa produk dengan bentuk yang sederhana seperti lembar datar atau bentuk balok persegi panjang. Gordon (1998) dalam Febrianto (2005). Komposit kayu plastik adalah komposit yang menggabungkan kayu dengan polimer termoplastik. Istilah komposit kayu plastik mencakup bahan komposit yang sangat luas menggunakan plastik mulai dari polipropilena (PP) sampai polivinil klorida (PVC) dan bahan pengisi mulai dari tepung kayu hingga serat-serat yang dihasilkan tanaman pertanian. Clemons (2002) dalam Febrianto (2005). Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

Bentuk akhir produk komposit kayu plastik umumnya dihasilkan melalui proses ekstruksi. Komposit kayu plastik merupakan produk yang tidak memerlukan proses lanjut. Komposit kayu plastik memiliki stabilitas dimensi yang tinggi, tahan cuaca, air, cendawan, rayap dan penggerek laut sehingga cocok untuk aplikasi diluar ruangan dimana kayu yang tidak diawetkan pada umumnya tidak cocok digunakan untuk kepentingan ini. Dari segi biaya, komposit kayu plastik dapat menggantikan penggunaan kayu seperti perabot, rangka pintu, profile dekoratif, rangka jendela, pelindung kabel, produk atap dan langit-langit. (Clemosns,2002; Rangaprasad, 2003; Anonimous, 2002) dalam Febrianto (2005). Pemanfaatan produk subtitusi ini bukan hanya mengurang nilai krisis energi tetapi pembaharuan pada produk kayu dengan pemanfaatan yang optimal serta menerapkan konsep lestari. Usaha untuk meningkatkan nilai produk yang berasal dari alam dengan mengunakan modifikasi bahan kimia yang inovatif membuat pemanfaatan bahan berlignoselulosa lebih luas. Selain menambah nilai suatu produk dan tantangan krisis bahan baku juga untuk pengembangan produk yang inovatif, menambah teknologi baru, meningkatkan kualitas lingkungan dan industri kayu akan beroperasi dengan mmpertimbangkan faktor ekologi yang seimbang. Keuntungannya, karena material lignoselulosa dapat diperbaharui maka dapat diterima sebagai suatu yang lebih baik dibandingkan bahan yang tidak dapat diperbaharui. Hon (1996). Serat buah kelapa sawit sebagai salah satu limbah padat dari industri pengolahan kelapa sawit merupakan bahan berlignoselulosa. Pemanfaatan limbah serat buah belum optimal jika dibandingkan dengan potensinya yang cukup besar. Pada tahun 2004, dari pengolahan 53,726 juta ton TBS (tandan buah segar) menjadi CPO dihasilkan produk


samping berupa cangkang dan serat sebesar 10,215 juta ton (Lembaga Riset Perkebunan Indonesia, 2007). Masalah utama dalam pemanfaatan limbah kelapa sawit berlignoselulosa khususnya serat buah sawit adalah tingginya kandungan zat ekstraktif dan asam lemak yang dapat menurunkan sifat perekatan dalam pembuatan panel, baik yang menggunakan perekat thermoplastik, semen maupun perekat thermosettting. Masalah ini dapat diatasi dengan cara memberi perlakuan khusus pada limbah kelapa sawit untuk menghilangkan atau menurunkan kandungan zat ektraktif tersebut sebelum digunakan sebagai bahan baku papan partikel. Darnoko et al. (1994), Hermiati et al. (2003) dalam Subianto (2003). Pada penelitian ini, limbah serat buah sawit akan dimanfaatkan bersama dengan plastik propilena daur ulang sebagai matriksnya untuk pembuatan polimer kayu plastic. Apabila penelitian ini dapat dikembangkan, hal ini akan meningkatkan nilai tambah dan diversifikasi pemanfaatan limbah,. Penelitian ini sangat baik untuk dicoba dan dikembangkan sebagai suatu inovasi baru untuk menjawab tantangan kebutuhan bahan baku dan lingkungan.

Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu Mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan komposit dari sabut kelapa sawit dan plastik polipropilena.

Manfaat Penelitian


Diharapkan melalui penelitian ini mampu memberi solusi tentang permasalahan kurangnya bahan baku kayu untuk berbagai keperluan.

Hipotesis Penelitian 1. Suhu pengempaan mempengaruhi kualitas papan komposit plastik 2. Komposisi serat buah sawit mempengaruhi kualitas papan komposit plastik. 3. Interaksi antara suhu

pengempaan dan komposisi serat

buah

sawit

mempengaruhi kualitas papan komposit plastik.

TINJAUAN PUSTAKA


Defisit Kayu Untuk Bahan Baku Industri. Sesuai dengan data dari Dirjen PHP pada tahun 2000, pasokan kayu dari hutan alam, hutan tanaman dan hutan rakyat sekitar 33 juta m³ per tahun, sedangkan permintaan kayu untuk industri adalah 63 juta m³ per tahun. Hal ini menunjukkan bahwa sebenarnya daya dukung hutan sudah tidak dapat memenuhi kebutuhan kayu. Keadaan ini diperparah oleh adanya konversi (alih fungsi) hutan alam menjadi lahan pertanian, perladangan berpindah, kebakaran hutan, praktek pemanenan yang tidak efisen dan pengembangan infrastruktur yang diikuti oleh perambahan hutan. Kondisi ini menuntut penggunaan kayu secara efisien dan bijaksana, antara lain melalui konsep the whole tree utilization, disamping meningkatkan penggunaan bahan berlignoselulosa non kayu, dan pengembangan produk-produk inovatif sebagai bahan bangunan pengganti kayu. Berdasarkan realisasi produksi produk-produk hasil hutan, total konsumsi kayu oleh industri perkayuan meningkat dengan tajam dari 11,7 juta m3 pada tahun 1980 menjadi 24,1 juta m3 pada tahun 1985, puncaknya 52,7 juta m3 pada tahun 2003, kemudian menurun dengan tajam menjadi 44,5 juta m3 pada tahun 2005. Sementara itu, industri perkayuan juga menghadapi perubahan sumber bahan baku yang berakibat pada perubahan kualitas bahan baku yang digunakan. Saat ini, produksi kayu bulat Indonesia berasal dari berbagai sumber, seperti hutan alam, hutan tanaman industri, izin sah lainnya, dan areal konversi. Produksi kayu bulat dalam 12 tahun terakhir disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Produksi Kayu bulat berdasarkan sumber produksi (dalam m3) Tahun

Hutan Alam

Areal konversi

Izin Sah Lainnya

Perum Perhutani

Hutan Tanaman Industri (HTI)

Total Produksi


94/95

17,308,737

4,708,696

138,106

1,871,737

0

24,027,277

95/96

16,943,933

5,398,196

124,883

1,868,356

514,692

24,850,061

1996/97

15,268,134

8,021,328

682,006

1,623,545

474,268

26,069,282

1997/98

15,597,546

10,038,228

1,266,455

1,821,297

425,893

29,149,419

1998/99

10,179,406

6,056,174

628,818

1,682,336

480,210

19,026,943

1999/00

10,373,932

7,271,907

895,371

1,890,901

187,831

20,619,942

2000

3,450,430

4,564,592

488,911

1,511,001

3,783,604

13,798,537

2001

1,809,100

2,323,614

-

1,455,403

5,567,282

11,155,399

2002

3,019,839

182,708

-

1,559,026

4,242,532

9,004,105

2003

4,104,914

956,472

59,538

976,806

5,325,772

11,423,502

2004

3,510,752

1,631,885

153,640

923,632

7,329,028

13,548,937

2005

5,720,515

3,614,347

1,311,584

757,993

12,818,199

24,222,638

107,287,240 54,768,147 5,749,312 17,942,033 41,149,310 Total Sumber : Departemen Kehutanan (2006). Eksekutif, Data Strategis Kehutanan 2006. Keterangan : (-) tidak ada data

226,896,042

Total produksi kayu bulat pada tahun 2005 adalah 24,22 juta m3 yang berasal dari hutan alam (5,72 juta m3), hutan tanaman industri (12,82 juta m3), hutan tanaman Perum Perhutani (0,76 juta m3), areal konversi/IPK (3,61 juta m3) dan izin sah lainnya/ISL (1,31 juta m3). Angka total produksi kayu bulat pada tahun 2005 yang dipublikasikan dalam buku Eksekutif Data Strategis Kehutanan 2006 ini jauh lebih kecil dibandingkan Apabila selisih dari kayu bulat yang dikonsumsi oleh industri kayu olahan dengan produksi kayu bulat resmi dianggap sebagai kayu bulat ilegal, maka jelaslah industri kayu olahan telah mengkonsumsi kayu ilegal dalam jumlah yang sangat besar dalam proses produksinya. Pada tahun 2002 jumlah kayu bulat illegal yang dikonsumsi industri perkayuan diperkirakan sebesar 42,2 juta m3. Jumlah ini menurun ke tingkat 20,3 juta m3 pada tahun 2005. Ini berarti industri perkayuan memiliki andil terhadap kerusakan lingkungan yang sangat parah yang terjadi saat ini, seperti deforestasi dan degradasi hutan. Lebih lanjut, penurunan konsumsi kayu bulat illegal oleh industri perkayuan tersebut juga mengindikasikan betapa semakin sukarnya mendapatkan bahan baku kayu. Atau dengan kata lain, sumberdaya hutan kita sudah sangat rusak, bukan saja di Kawasan Hutan Produksi, tapi juga kawasan-kawasan hutan lainnya. Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

KELAPA SAWIT Tanaman kelapa sawit secara umum memiliki waktu tumbuh rata-rata 20 – 25 tahun. Pada tiga tahun pertama disebut sebagai kelapa sawit muda, hal ini dikarenakan kelapa sawit tersebut belum menghasilkan buah. Kelapa sawit mulai berbuah pada usia empat samapi enam tahun. Dan pada usia tujuh sampai sepuluh tahun disebut sebagi periode matang (the mature periode), dimana pada periode tersebut mulai menghasilkan buah tandan segar (fresh fruit bunch). Tanaman kelapa sawit pada usia sebelas sampai dua puluh tahun mulai mengalami penurunan produksi buah tandan segar. Dan terkadang pada usia 20-25 tahun tanaman kelapa sawit mati. Semua komponen buah sawit dapat dimanfaatkan secara maksimal. Klasifikasi botani kelapa sawit (palm oil) adalah sebagai berikut (Hadi, 2004): Divisio

: Tracheophyta

Subdivisio

: Pteropsida

Kelas

: Angiospermae

Sub Kelas

: Monocotiledonae

Ordo

: Cocoidae

Famili

: Palmae

Genus

: Elaeis

Species

: Elaeis guineensis Jacq (kelapa sawit Afrika)

Varietas atau tipe digolongkan berdasarkan : 1. tebal tipisnya cangkang (endocarp) , dikenal ada 3 varietas / tipe, yaitu : Dura, Pisifera dan Tenera. 2. warna buah , dikenal ada 3 tipe, yaitu : Nigrescens, Virescens dan Albecens. Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

Berdasarkan tebal tipisnya cangkang, dikenal tipe-tipe : a. Tipe Dura, dengan ciri-ciri : daging buah (mesocarp) tipis, cangkang (endocarp) setebal 2 – 8 mm. Intinya besar dan tidak terdapat cincin serabut. Persentase daging buah 35 – 60% dengan rendemen minyak 17 – 18%. Tipe Delidura yang juga terdapat di Malaysia, buahnya lebih besar, daging buahnya lebih tebal dan intinya juga lebih besar. b. Tipe Pisifera, dengan ciri-ciri

: daging buahnya tebal, tidak mempunyai

cangkang, tetapi terdapat cincin serabut yang mengelilingi inti. Intinya kecil sekali bila dibandingkan dengan tipr Dura maupun Tenera. Perbandingan daging buah terhadap buahnya tinggi, dan kandungan minyaknya tinggi. Bunga tipe Pisifera biasanya steril, tipe ini hanya dipakai sebagai pohon jantan dalam persilangan dengan tipe Dura. c. Tipe Tenera, merupakan hasil persilangan antara tipe Dura dan Pisifera. Sifat tipe

Tenera

merupakan

kombinasi

sifat

khas

dari kedua

induknya.

Tipe ini mempunyai tebal cangkang sekitar 0,5 – 4 mm, mempunyai cincin serabut walaupun tidak sebanyak pada Pisifera, sedangkan intinya kecil. Perbandingan daging buah terhadap buah 60 – 96 %, rendemen minyaknya 22 – 24 %. Jumlah daun yang terbentuk tiap tahun pada tipe ini lebih banyak dari pada tipe Dura, tetapi ukurannya lebih kecil. Sifat-Sifat Bagian Vegetatif 1. Akar Sistem perakaran dapat diuraikan sebagai berikut : a. Akar primer, yaitu akar yang tumbuh vertical (radicle) maupun mendatar (adventitious roots), berdiameter 5 – 10 mm.


b. Akar sekunder, yaitu akar yang tumbuh dari akar primer, arah tumbuhnya mendatar maupun ke bawah, berdiameter 1 – 4 mm. c. Akar tertier, yaitu akar yang tumbuh dari akar sekunder, arh tumbuhnya mendatar, panjangnya mencapai 0,5 – 1,5 mm. d. Akar kuarter, yaitu akar-akar cabang dari akar tertier, berdiameter 0,2 – 0,5 mm dan panjangnya rata-rata 3 cm. 2. Batang a.

Batang kelapa sawit tumbuh lurus ke atas.

b.

Diameter batang normal adalah 40 – 60 cm.

c.

Pada ujung batang terdapat titik tumbuh.

d.

Pertumbuhan meninggi dimulai setelah tanaman berumur 4 tahun, dengan kecepatan pertumbuhan (pertambahan tinggi) sekitar 25 – 40 cm per tahun.

e.

Pada umumnya setiap tanaman mempunyai 8 spiral yang letaknya agak tegak dan mengarah ke kanan atau ke kiri dan ini merupakan sifat genetis.

f.

Secara ilmiah (pertumbuhan liar di hutan), tinggi batang dapat mencapai 30 meter, tetapi secara komersial (dalam budidaya perkebunan) jarang sekali tinggi tanaman melebihi 15 – 18 meter. Hal ini berhubungan dengan kemudahan pelaksanaan panenan buah dan pemangkasan daun.

3. Daun a. Daun kelapa sawit bersirip genap dan bertulang sejajar. b. Pada pangkal daun terdapat duri-duri dan bulu-bulu halus sampai kasar. c. Panjang pelepah daun dapat lebih dari 9 meter.


d. Helai anak daun yang terletak di tengah pelepah daun adalah yang paling panjang, dapat melebihi 1,20 meter. e. Jumlah anak daun dalam satu pelepah daun adalah 100 – 160 pasang. f. Duduk pelepah daun pada batang tersusun dalam satu susunan yang melingkari batang dan membentuk spiral. g. Pohon kelapa sawit normal dan sehat yang dibudidayakan, pada satu batang terdapat 40 – 50 pelepah daun. h. Pertumbuhan pelepah daun pada tanaman muda yang berumur 4 – 6 tahun mencapai 30 – 40 helai, sedangkan pada tanaman yang lebih tua antara 20 – 25 helai.

Sifat-Sifat Generatif 1. Bunga a.

Bunga kelapa sawit berumah satu, artinya pada satu batang terdapat bunga jantan dan bunga betina yang letaknya terpisah pada tandan bunga yang berbeda.

b.

Tandan bunga terletak di ketiak daun, mulai tumbuh setelah tanaman berumur sekitar satu tahun.

c.

Primordia (bakal) bunga terbentuk sekitar 33-34 bulan sebelum bunga matang (siap melaksanakan penyerbukan).

d.

Pertumbuhan bunga sangat dipengaruhi oleh kesuburan tanaman. Tanaman yang tumbuh kerdil pertumbuhan bunganya lebih lambat.

e.

Letak bunga jantan yang satu dengan lainnya sangat rapat dan membentuk cabang-cabang bunga yang panjangnya antara 10-20 cm. Pada tanaman dewasa,


satu tandan mempunyai kurang lebih 200 cabang bunga. Setiap cabang mengandung 700-1200 bunga jantan. f.

Bunga jantan ini terdiri dari 6 helai benangsari dan 6 perhiasan bunga. Satu tandan bunga jantan dapat menghasilkan 25-50 gram tepungsari.

g.

Bunga betina terletak dalam tandan bunga, tiap tandan bunga mempunyai 100200 cabang dan setiap cabang terdapat paling banyak 30 bunga betina. Dalam satu tandan terdapat 3000-6000 bunga betina.

h.

Bunga betina memiliki 3 putik dan 6 perhiasan bunga. Diantara bakal buah hanya satu yang subur, jarang terdapat dua atau lebih.

i.

Bunga jantan maupun bunga betina biasanya terbuka selama 2 hari (sekalipun dalam musim hujan bisa sampai 4 hari). Tepung sari dapat menyerbuki selama 2-3 hari, tetapi makin lama daya hidup (viabilitas) nya makin menurun.

2. Buah a. Kira-kira lima bulan setelah terjadiya penyerbukan, buah menjadi masak. b. Tiap buah panjangnya 2-5 cm dan beratnya dapat melebihi 30 gram. c. Kelapa sawit tipe Deli lebih besar ukurannya dari pada kelapa sawit Afrika. d. Buah kelapa sawit termasuk “ buah batu “, bagian-bagiannya terdiri dari : •

Kulit buah (exocarp)

•

Daging buah (pulp,mesocarp) yang banyak mengandung minyak

•

Cangkang (tempurung, shell, endocarp)

•

Inti (kernel, endosperm) mengandung minyak seperti minyak kelapa

e. Exocarp dan mesocarp sering juga disebut sebagai pericarp yaitu bagian yang mengandung sebagian besar minyak kelapa sawit. Rendemen minyak dalam Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

pericarp sekitar 24 %, sedangkan dalam inti hanya sekitar 4 %. Kualitas minyak inti lebih baik dari pada minyak yang terkandung dalam pericarp

(Peta

Komoditi Utama Sektor Primer dan Pengkajian Peluang Pasar serta Peluang Investasinya di Indonesia, 2007).

Potensi Sawit Indonesia merupakan negara penghasil minyak kelapa sawit kedua terbesar di dunia setelah Malaysia Tahun 2005 diperkirakan luas areal kelapa sawit di Indonesia sekitar 3.880.000 ha, sehingga kegiatan perkebunan kelapa sawit ini akan menghasilkan limbah padat yang mengandung lignoselulosa yang sangat banyak (Agus, 2002 dalam Silaban 2006). Namun pada tahun 2007 produksi minyak sawit Indonesia telah melebihi produksi Malaysia sekitar 1 juta ton. Perkebunan kelapa sawit saat ini telah berkembang tidak hanya diusahakan oleh negara, tetapi juga masyarakat dan swasta. Tahun 2003 luas areal perkebunan rakyat mencapai 1.827 ribu ha (34,9%), seluas 645 ha (12,3%), dan perkebunan besar swasta 2.765 ribu ha (52,8%). Ditinjau dari bentuk pengusahaannya, perkebunan rakyat (PR) member andil produksi CPO sebesar 3.645 ribu ton (37,12%), perkebunan besar negara (PBN) sebesar 1.543 ribu ton (15,7%) dan perkebunan besar swasta (PBS) sebesar 4.627 ribu ton (47,13%). Produksi CPO juga menyebar dengan perbandingan 85,55% Sumatera, 11,45% Kalimantan, 2% Sulawesi, dan 1% wilayah lainnya. Produksi tersebut dicapai pada tingkat produktifitas perkebunan rakyat sekitar 2,73 ton CPO/ha, perkebunan Negara 3,14 ton CPO/ha, dan perkebunan swasta 2,58 ton CPO/ha (Departemen Pertanian Republik Indonesia, 2005).


Potensi Serat Buah Sawit Untuk potensi serat buah kelapa sawit pada tahun 2004, Indonesia menghasilkan TBS (tandan buah segar) sebesar 53,762 juta ton. Dari pengolahan TBS menjadi CPO (Crude Palm Oil) dihasilkan produk sampingan berupa limbah serat dan cangkang sebesar 10.215 juta ton (Lembaga Riset Perkebunan Indonesia, 2007). Sedangkan menurut Agustina (2004), limbah serat yang dihasilkan sebesar 20% dan 70 kg limbah cangkang dari setiap tandan buah sawit. Jadi dari 53,762 juta ton TBS yang dihasilkan, menghasilkan

limbah

10,752

ton

juta

cangkang

serat dan

sebesar limbah

sebesar 3,763 juta ton.

POLIMER Struktur dan

Sifat-sifat

Polipropilena Monomer-monomer yang menyusun rantai polipropilena adalah propilena yang diperoleh dari pemurnian minyak bumi. Propilena, merupakan senyawa vinil yang memiliki struktur : CH2=CH-CH3 Secara industri polimerisasi polipropilena dilakukan dengan menggunakan katalisasi koordinasi. Proses polimerisasi ini akan menghasilkan suatu rantai lenear yang terbentuk -A-A-A-A- dengan A merupakan propilena. Struktur tiga dimensi dari propilena dapat terjadi dalam tiga bentuk yang berbeda berdasarkan posisi relatif dari gugus metil satu sama lain di dalam rantai polimernya. Ketiga struktur tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.


Gambar 1. Struklur tiga dimensi dari polipropilena

Komposit serbuk kayu plastik adalah komposit yang terbuat dari plastik sebagai matriks dan serbuk kayu atau lignoselulosa sebagai pengisi (filler), yang mempunyai sifat gabungan keduanya. Penambahan filler ke dalam matriks bertujuan mengurangi densitas, meningkatkan kekakuan, dan mengurangi biaya per unit volume, dengan adanya matrik polimer didalamnya maka kekuatan dan sifat fisiknya juga akan meningkat (Febrianto, 1999). Seiring dengan perkembangan teknologi, kebutuhan akan plastik terus meningkat. Data BPS tahun 1999 menunjukkan bahwa volume perdagangan plastik impor Indonesia, terutama polipropilena (PP) pada tahun 1995 sebesar 136.122,7 ton sedangkan pada tahun 1999 sebesar 182.523,6 ton, sehingga dalam kurun waktu tersebut terjadi peningkatan sebesar 34,15%. Jumlah tersebut diperkirakan akan terus meningkat pada tahun-tahun selanjutnya. Sebagai konsekuensinya, peningkatan limbah plastikpun tidak terelakkan. Menurut Hartono (1998) komposisi sampah atau limbah plastik yang dibuang oleh setiap rumah tangga adalah 9,3% dari total sampah rumah tangga.


Pemanfaatan limbah plastik merupakan upaya menekan pembuangan plastik seminimal mungkin dan dalam batas tertentu menghemat sumber daya dan mengurangi ketergantungan bahan baku impor. Pemanfaatan limbah plastik dapat dilakukan dengan pemakaian kembali (reuse) maupun daur ulang (recycle). (Syafitrie, 2001). Pemanfaatan limbah plastik dengan cara daur ulang umumnya dilakukan oleh industri. Secara umum terdapat empat persyaratan agar suatu limbah plastik dapat diproses oleh suatu industri, antara lain limbah harus dalam bentuk tertentu sesuai kebutuhan (biji, pellet, serbuk, pecahan), limbah harus homogen, tidak terkontaminasi, serta diupayakan tidak teroksidasi. Untuk mengatasi masalah tersebut, sebelum digunakan limbah plastik diproses melalui tahapan sederhana, yaitu pemisahan, pemotongan, pencucian, dan penghilangan zat-zat seperti besi dan sebagainya (Sasse et al.,1995). Terdapat hal yang menguntungkan dalam pemanfaatan limbah plastik di Indonesia dibandingkan negara maju. Hal ini dimungkinkan karena pemisahan secara manual yang dianggap tidak mungkin dilakukan di negara maju, dapat dilakukan di Indonesia yang mempunyai tenaga kerja melimpah sehingga pemisahan tidak perlu dilakukan dengan peralatan canggih yang memerlukan biaya tinggi. Kondisi ini memungkinkan berkembangnya industri daur ulang plastik di Indonesia (Syafitrie, 2001). Penggunaan dan pemanfaatan plastik daur ulang dalam pembuatan kembali barang-barang plastik telah berkembang pesat. Hampir seluruh jenis limbah plastik (80%) dapat diproses kembali menjadi barang semula walaupun harus dilakukan pencampuran dengan bahan baku baru dan additive untuk meningkatkan kualitas (Syafitrie, 2001). Menurut Hartono (1998) empat jenis limbah plastik yang populer dan


laku di pasaran yaitu polietilena (PE), High Density Polyethylene (HDPE), asoi, dan polipropilena (PP). Komponen utama plastik sebelum membentuk polimer adalah monomer, yakni rantai yang paling pendek. Polimer merupakan gabungan dari beberapa monomer yang akan membentuk rantai yang sangat panjang. Bila rantai tersebut dikelompokkan bersama-sama dalam suatu pola acak, menyerupai tumpukan jerami maka disebut amorp, jika teratur hampir sejajar disebut kristalin dengan sifat yang lebih keras dan tegar (Syarief, et al., 1988). Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap (Winarno dan Jenie, 1983). Monomer polypropilen diperoleh dengan pemecahan secara thermal naphtha (distalasi minyak kasar) etilen, propylene dan homologues yang lebih tinggi dipisahkan dengan distilasi pada temperatur rendah. Dengan menggunakan katalis Natta- Ziegler polypropilen dapat diperoleh dari propilen (Birley, et al., 1988). Bost (1980) dalam Syarief et al. (1989) menyatakan bahwa sifat-sifat utama dari Polipropilena yaitu 1.

Ringan ( Kerapatan 0,9 g/cm3), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih dalambentuk film.

2.

Mempunyai kekuatan tarik lebih besar dari Polyethylene (PE). Pada suhu rendah akan rapuh, dalam bentuk murni pada suhu –300C mudah pecah sehingga perlu ditambahkan Polyethylene atau bahan lain untuk memeperbaiki ketahanan terhadap benturan.

3.

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

4.

Permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang


5.

Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 150 oC

6.

Titik lelehnya cukup tinggi pada suhu 170 oC

7.

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

8.

Pada suhu tinggi polipropilena akan bereaksi dengan benzene, siklena, toluena, terpentin dan asam nitrat kuat. Karakteristik Polipropilena menurut Bost (1980) dalam Syarief et al. (1999)

adalah sebagai berikut :

Tabel 2. Karakteristik Polipropilena

Deskripsi

Polipropilena

Densitas pada suhu 20 C (gr/cm3)

0,90

Suhu melunak (0C)

149

Titik lebur (0C)

170

Kristalinitas (%)

60-70

Indeks fluiditas

0,2-2,5

Modulus of elasticity (kg/cm2)

11000-13000

Tahanan volumetrik (Ohm/cm2)

1017

Konstanta dielektrik (60-108 cycles)

2,3

Permeabilitas gas-Nitrogen

4,4

Oksigen

23

Gas karbon

92

Uap air

600


Bahan pembuat plastik dari minyak dan gas sebagai sumber alami, dalam perkembangannya digantikan oleh bahan-bahan sintetis sehingga dapat diperoleh sifatsifat plastik yang diinginkan dengan cara kopolimerisasi, laminasi, dan ekstruksi (Syarief, et al., 1989). Pembuatan komposit dengan menggunakan matriks dari plastik yang telah didaur ulang, selain dapat meningkatkan efisiensi pemanfaatan kayu, juga dapat mengurangi pembebanan lingkungan terhadap limbah plastik disamping menghasilkan produk inovatif sebagai bahan bangunan pengganti kayu. Keunggulan produk ini antara lain : biaya produksi lebih murah, bahan bakunya melimpah, fleksibel dalam proses pembuatannya, kerapatannya rendah, lebih bersifat biodegradable (dibanding plastik), memiliki sifat-sifat yang lebih baik dibandingkan bahan baku asalnya, dapat diaplikasikan untuk berbagai keperluan, serta bersifat dapat didaur ulang (recycleable). Beberapa contoh penggunaan produk ini antara lain sebagai komponen interior kendaraan (mobil, kereta api, pesawat terbang), perabot rumah tangga, maupun komponen bangunan (jendela, pintu, dinding, lantai dan jembatan) (Febrianto, 1999: Youngquist, 1995). Menurut Tsoumis (1991) papan partikel adalah salah satu produk komposit yang dapat dibuat dengan merekatkan partikel berupa potongan kayu yang kecil atau mineral lain yang mengandung lignoselulosa, dengan kata lain semua bahan yang mengandung lignoselulosa termasuk serat buah sawit dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan papan komposit. Papan partikel dapat digolongkan ke dalam material komposit, karena menurut Paul de Garmo et al (1997), material komposit adalah bahan padat berbeda jenis yang terdiri dari dua atau lebih material yang berbeda yang membentuk suatu kesatuan. SifatParlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

sifat dari papan partikel sangat ditentukan oleh material penyusunnya dan juga proses pembuatan dari papan partikel tersebut. Bahan utama papan partikel dapat dibedakan atas dua kelompok, yaitu bahan pengisi (filler) dan bahan perekat (binder). Anonim (2008). Sabut dan tandan kelapa sawit dapat dipergunakan sebagai bahan baku papan partikel karena sabut dan tandan kelapa sawit banyak mengandung komponen kimia kayu seperti lignin (16.19%), selulosa (44.14%) dan hemiselulosa (19.28%). Trisyulianti (1996) dalam Subianto (2003).

BAB III. METODOLOGI

Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Universitas Sumatera Utara untuk pembuatan papan dan pengujian sifat fisis dan Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor untuk pengujian sifat mekanis (sampel dikirim). Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April 2008 sampai dengan selesai.

Bahan dan Alat Penelitian Bahan Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

Limbah serat buah kelapa sawit dan Polipropilena (PP) Alat Penelitian Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: Alat penggilingan plastik, Bak pencetak lembaran papan, Alat pengempa panas (hot press), Aluminium foil, Universal Testing Machine, Gergaji, Timbangan, Gunting / Cutter, Kaliper, Ember dan Kamera.

Metode Penelitian 1. Persiapan Contoh Uji * Sabut kelapa sawit direndam dengan air dingin selama 24 jam untuk menghilangkan kotoran dan minyak yang menempel di serat buah sawit dan minyak. Selanjutnya serat buah sawit dikeringkan dan dipisahkan dari cangkang yang masih menempel. Sampel yang sudah kering ini dijadikan sebagai filler. Pada prinsipnya penyiapan filler ditujukan untuk mendapatkan sabut kelapa sawit dengan ukuran dan kadar air yang seragam. Makin kecil sabut maka semakin besar kontak permukaan antara filler dengan matriknya, sehingga produk menjadi lebih homogen. Dalam penelitian ini filler berupa serat buah sawit dibersihkan dari minyak dan kotoran yang terdapat pada filler dengan menggunakan air panas


kemudian dibersihkan dengan air dingin lalu dikeringkan dibawah sinar matahari langsung sampai benar-benar kering.

** Polipropilena (PP) daur ulang dalam bentuk potongan-potongan kecil (cacahan) diperoleh dari limbah kemasan aqua gelas sebagai matriks. Limbah plastik dipilih jenis propilena dan dalam penelitian ini digunakan jenis plastik polipropilena dalam bentuk cacahan.

Penyiapan Filler

Penyiapan Matriks

Blending

Pembentukan

Pengujian Gambar 2: Pembuatan papan komposit plastik

Blending (Pengadonan)


Tahap-tahap dalam pengadonan ini disesuaikan dengan proses yang digunakan. Menurut Han (1990) kondisi pengadonan yang paling berpengaruh dalam pembuatan komposit adalah suhu, laju rotasi, dan waktu pengadonan. Dalam penelitian ini blending dilakukan dengan cara pencampuran serat buah sawit dengan plastik daur ulang dan dicampur secara merata.

Pembentukan komposit Setelah proses pencampuran selesai, sampel langsung dibentuk menjadi lembaran dengan kempa panas. Pengempaan dilakukan selama 10 menit dengan tekanan sebesar 25 kg/cm3, kemudian dimasukkan kedalam pencetak lembaran contoh uji dengan ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dengan kerapatan sasaran 0.8 gr/cm3. Pada saat pembentukan lembaran komposisi sabut kelapa dan plastik dibuat dengan tiga perbandingan masing-masing: Tabel 3. Perbandingan komposisi plastik dan sabut kelapa Lembaran

Komposisi Plastik

Serat Buah Kelapa Sawit (%) 50

I

50

II

60

40

III

70

30

Selanjutnya dilakukan pengempaan dengan suhu 170, 180 dan 190 º C dengan waktu pengempaan 10 menit. Setelah selesai pengempaan papan komposit masih dalam keadaan panas dan lunak, oleh karena itu sebelum dikeluarkan dari cetakan papan tersebut dibiarkan agar terjadi pendinginan dan pengerasan. Untuk menyeragamkan kadar air lembaran sebagai akibat pengempaan panas dilakukan pengkondisian selama 1 minggu dalam suhu kamar.


Pembuatan Contoh Uji

Pola dan ukuran contoh uji dapat dilihat pada Gambar 7 berikut ini:

Gambar 3. Pola Pemotongan Contoh Uji Papan Komposit

Keterangan : A : Contoh Uji untuk Kadar Air dan Kerapatan (10 cm x 10 cm) B : Contoh Uji untuk MOR dan MOE (20 cm x 5 cm) C : Contoh Uji untuk Daya Serap Air dan Pengembangan Tebal (5 cm x 5 cm) E : Contoh Uji untuk Kuat Pegang sekrup (10 cm x 5 cm)

2. ProsedurPengujian Pengujian sifat fisis dan mekanis dilaksanakan berdasarkan standar JIS A 5908 : 2003. Hasil pengujian dikoreksi dengan kerapatan masing-masing contoh uji dan dicocokkan dengan standar JIS A 5908 : 2003. memenuhi standar ataukah tidak. Pengujian sifat fisis dan mekanis papan komposit yaitu kerapan, kadar air, daya serap


air, pengembangan tebal, modulus lentur (MOE), modulus patah (MOR), dan kuat pegang sekrup. Berdasarkan sifat mekanisnya, papan partikel dikelompokkan menjadi 3 golongan yaitu : a. Based Particleboard and Decorative Particleboard b. Based Particleboard c. Veneered Particleboard Tabel 4. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dengan Standar JIS

No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Sifat Fisis Mekanis Kerapatan (g/cm3) Kadar Air (%) Daya Serap air (%) Pengembangan Tebal (%) MOR (kgf/cm2) MOE (kgf/cm2) Internal Bond (kgf/cm2) Kuat Pegang Sekrup (kg)

JIS A 5908-2003 0,4-0,9 5-13 Maks 12 Min 80 Min 20000 Min 1,5 Min 30

Kerapatan Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering udara. Contoh uji berukuran 10 cm x 10cm x 1 cm ditimbang beratnya, lalu diukur ratarata panjang, lebar, dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji. Titik pengukuran dimensi disajikan pada Gambar 3. Nilai kerapatan papan komposit dihitung dengan rumus : Kerapatan (g/cm3) =

Berat ( gram) Volume (cm 3 )

Keterangan : : Pengukuran lebar : Pengukuran panjang Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

Gambar 4. Titik Pengukuran Dimensi Contoh Uji

Kerapatan dihitung berdasarkan berat dan volume kering udara contoh uji dengan menggunakan rumus:

ρ=

B V

Keterangan:

ρ

: kerapatan (g/cm³)

B

: berat contoh uji kering udara (g)

V

: volume contoh uji kering udara (cm³)

Penetapan Kadar Air Penetapan kadar air papan dilakukan dengan menghitung selisih berat awal contoh uji dengan berat setelah dikeringkan dalam oven selama 24 jam pada suhu (103±2) ºC dengan menggunakan contoh uji penghitungan kerapatan. Kadar air papan dihitung dengan rumus: KA=

B0 − B1 × 100% B1

Keterangan: KA

: kadar air (%)

B0

: berat awal contoh uji setelah pengkondisian (g)

B1

: berat kering oven contoh uji(g)


Pengembangan Tebal Perhitungan pengembangan tebal didasarkan pada selisih tebal sebelum dan setelah perendaman dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Pengembangan tebal dihitung dengan rumus:

TS =

T2 −T 1 x100% T1

Keterangan TS

: pengembangan tebal (%)

T1

: tebal contoh uji sebelum perendaman (g)

T2

: tebal contoh uji setelah perendaman (g)

Daya Serap Air Daya serap air papan dilakukan dengan mengukur selisih berat sebelum dan setelah perendaman dalam air dingin selama 2 dan 24 jam. Daya serap air tersebut dihitung dengan rumus:

DSA =

B2 − B1 x100% B1

Keterangan: DSA : daya serap air (%) B1

: berat contoh uji sebelum perendaman (g)

B2

: berat contoh uji setelah perendaman (g)


Modulus Patah (MOR) Pengujian MOR dilaksanakan bersamaan dengan pengujian MOE. Skema pengujian digambarkan pada gambar berikut. Titik beban Contoh uji h

L l b

L l h b

: panjang contoh uji : jarak sangga 15 cm : tebal contoh uji : lebar contoh uji

Gambar 5. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE)

Modulus patah (MOR) adalah salah satu sifat mekanis papan yang menunjukkan kekuatan dalam menahan beban. Untuk memperoleh nilai MOR, maka pengujian pembebanan dilakukan sampai contoh uji patah, dengan kecepatan 10 mm/ menit (JIS A 5908-2003). Rumus yang digunakan adalah:

MOR =

3PL 2bh 2

Keterangan: MOR : modulus patah (kgf / cm²) P

: beban maksimum (kgf)


L

: jarak sangga (15 cm)

b

: lebar contoh uji (cm)

h

: tebal contoh uji (cm)

Modulus Elastisitas (MOE) Modulus elastisitas (MOE) menunjukkan ukuran ketahanan papan menahan beban dalam batas proporsi (sebelum patah). Sifat ini penting jka papan digunakan sebagai bahan konstruksi. Rumus yang digunakan adalah:

∆PL3 MOE = 4bh 3 ∆Y

Keterangan : MOE : modulus elastisitas (kgf / cm²) ∆P

: beban sebelum proporsi (kgf)

L

: jarak sangga (15 cm)

∆Y

: lenturan pada beban sebelum batas proporsi (cm)

b

: lebar contoh uji (cm)

h

: tebal contoh uji (cm)

Kuat Pegang Sekrup (Screw Holding Power)


Gambar 6. Posisi Sekrup pada Pengujian Kuat Pegang Sekrup

Contoh uji berukuran 10 cm x 5 cm x 1 cm. Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm, panjang 16 mm dimasukkan hingga mencapai kedalaman 8 mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam kilogram.

Analisis Data Analisis data dilakukan untuk menghitung kualitas papan komposit plastik dengan menggunakan statistik Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial, dengan menggunakan 2 faktor yaitu faktor A (suhu) dan faktor B (k adar): kadar plastik sebagai matriks (50%, 60%, 70%) dan

kondisi suhu pengempaan (170ºC, 180ºC,

190ºC). Dengan ulangan sebanyak 3 kali, sehingga diperoleh 27 satuan percobaan. Kombinasi perlakuan yang dibuat adalah sebagai berikut : A1B1

A1B2

A1B3

A2B1

A2B2

A2B3

A3B1

A3B2

A3B3

Model analisis yang digunakan dalam percobaan ini adalah: Yijk

= µ + αi + ßj + (αß)ij + ∑ijk

Yijk

= nilai pengamatan pada komposisi plastik dan sabut ke-i, suhu pengempaan ke-j dan pada ulangan ke-k

µ

= rata-rata umum

αi

= pengaruh komposisi plastik ke-i

ßj

= pengaruh suhu pengempaan ke-j


(αß)ij = pengaruh interaksi antara komposisi plastik dan sabut ke-i dengan suhu pengempaan ke-j ∑ijk

= pengaruh acak (galad) percobaan komposisi plastik dan sabut kelapa sawit ke-i dan suhu pengempaan ke-j serta pada ulangan ke-k.

Selanjutnya dilakukan analisis data dengan uji F. Hipotesis yang digunakan adalah: Ho:

perlakuan

tidak

bepengaruh

nyata

komposisi

plastik

dengan

suhu

pengempaan H1:

perlakuan berpengaruh nyata pada komposisi plastik dengan sabut kelapa sawit

Sedangkan kriteria pengambilan keputusan dari hipotesis yang diuji adalah: F hitung < F tabel, maka Ho diterima F hitung > F tabel, maka H1 diterima Setelah itu, jika uji F nyata dan untuk mengetahui kombinasi perlakuan maka dilakukan pengujian dengan melakukan Uji Beda Duncan. Keterangan: •

•

Suhu A1

: 1700 C

A2

: 1800 C

A3

: 1900 C

Komposisi (plastik : serat buah sawit) B1

: 50:50


B2

: 60:40

B3

: 70:30


HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Komposit Kerapatan Kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat persatuan volume. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan komposit yang dihasilkan berkisar antara 0,63 g/cm3 sampai dengan 0,82 g/cm3, nilai kerapatan terendah pada papan komposit pada komposisi komposisi 50 : 50 pada suhu 170 0C dan yang tertinggi pada komposisi papan 60 : 40 pada suhu 170 0C. Hasil kerapatan pada penelitian ini secara lengkap disajikan pada Gambar 7.

JIS A 5908-2003

Ga mbar 7. Grafik Nilai Kerapatan Papan Komposit.

Kerapatan yang dihasilkan hampir mencapai kerapatan sasaran yang diinginkan yaitu 0.8 g/cm3 ini disebabkan karena sifat serat buah serat sawit yang volumeus. Hal tersebut menunjukkan bahwa distribusi serat buah kelapa sawit dengan Polypropylene daur ulang pada saat pembentukkan lembaran (mat forming) papan komposit dapat dilakukan dengan cukup baik. Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

Gambar 8. Contoh Uji Papan Komposit dari Limbah Serat Buah Sawit dan Plastik Propilena Daur Ulang.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan komposit yang dihasilkan termasuk dalam kategori papan komposit dengan kerapatan sedang. Kategori ini disesuaikan dengan penggolongan menurut Tsoumis (1991) yang membagi papan partikel menjadi papan partikel berkerapatan rendah (0,25-0,40 g/cm3), berkerapatan sedang (0,40-0,80 g/cm3), dan berkerapatan tinggi (0,80-1,20 g/cm3). Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa kedua faktor yaitu suhu (1700C, 1800C, 1900C) dan komposisi bahan (50:50, 60:40, 70:30) tidak menunjukkan adanya perbedaan hasil rata-rata, sehingga disimpulkan kedua faktor tersebut tidak memberikan pengaruh terhadap kerapatan papan komposit yang dihasilkan. Dari hasil analisis juga menunjukkan bahwa tidak ada interaksi antara kedua faktor tersebut. Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003, Based Particleboard dan Decorative Particleboard, Type 8, mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel sebesar 0,40 g/cm3 – 0,90 g/cm3. Jadi semua papan komposit yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan yang ditetapkan.

Kadar Air


Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air di dalam suatu benda yang dinyatakan dalam persen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air papan komposit yang dihasilkan berkisar antara 1,34% untuk perlakuan komposisi 60 : 40 sampai dengan 2,02% untuk perakuan komposisi 70 : 30. Hasil kadar air pada penelitian ini secara lengkap disajikan pada Gambar 9.

JIS A 5908-2003

Gam bar 9. Grafik Nilai Kadar Air Papan Komposit.

Hasil penelitian menunjukkan nilai kadar air yang rendah. Hal itu disebabkan oleh plastik polipropilena yang digunakan sebagai matriks bersifat hidrofobik, sehingga papan komposit tidak mudah menyerap uap air dari lingkungan. Kadar air papan komposit yang dihasilkan lebih kecil dari pada kadar air bahan bakunya yaitu serat buah kelapa sawit (3,5%), hal ini disebabkan oleh perlakuan panas pada saat blending dan pada saat pengempaan panas yang keduanya menggunakan suhu ekstrim 170 0C, 180 0

C, dan 190 0C Selain itu plastik yang digunakan sebagai matriks akan menutupi

sebagian permukaan papan komposit dan menyebabkan serat buah kelapa sawit tidak bebas menyerap air sebagai akibat adanya ikatan rekat dari plastik. Keterangan tersebut sesuai dengan pernyataan Massijaya, et.al. (1999) yang menyatakan bahwa umumnya Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

kadar air papan partikel lebih rendah dari pada kadar air bahan bakunya. Hal ini terjadi sebagai akibat dari perlakuan panas yang diterima papan partikel kayu pada saat pengempaan panas dan secara teoritis penambahan partikel plastik akan mengurangi kemampuan papan partikel secara keseluruhan untuk menyerap air. Berdasarkan komposisi bahan menunjukkan semakin banyak kadar serat buah kelapa sawit maka kadar air juga semakin tinggi. Hal ini disebabkan oleh sifat serat buah kelapa sawit sebagai salah satu bahan berligniselulosa yang hidrofilik. Malloney (1993). Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa faktor perlakuan suhu (170 0C, 180 0C, 190 0C) dan komposisi bahan (50 : 50, 60 : 40, 70 : 30) tidak menunjukkan adanya perbedaan hasil rata-rata, sehingga disimpulkan kedua faktor tersebut tidak memberikan pengaruh terhadap kerapatan papan komposit yang dihasilkan. Analisis juga menunjukkan bahwa tidak ada interaksi antara kedua faktor tersebut. Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003, Based Particleboard dan Decorative Particleboard, Type 8, mensyaratkan nilai kadar air papan partikel sebesar 5 – 13 %. Semua papan komposit yang dihasilkan tidak mencapai kadar air minimal yang disyaratkan. Rendahnya kadar air papan plastik yang dihasilkan disebabkan karena perlakuan panas pengempaan dengan menggunakan suhu 170 0C, 180 0C dan 190 0C yang membuat kadar air yang masih terdapat dalam partikel mengalami penguapan. Hasil tersebut sangat baik untuk penggunaan interior dan eksterior karena nilai kadar air yang rendah. Daya Serap Air Daya serap air menyatakan banyaknya air yang diserap oleh papan komposit dalam persen terhadap berat awalnya setelah contoh uji direndam dalam air pada suhu Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

kamar selama 2 dan 24 jam. Untuk hasil nilai daya serap air pada perendaman 2 jam dapat dilihat pada Gambar 10 berikut ini.

Gambar 10. Grafik Nilai Daya Serap Air Papan Komposit Dengan Perendaman 2 Jam.

Gambar 10 menunjukkan bahwa nilai daya serap air pada perendaman 2 jam antara 2.92% pada komposisi bahan 70:30 dengan suhu 1900C (A3:B3) sampai dengan 12.364% pada komposisi bahan 50 : 50 dengan suhu 1700C (A1:B1). Sedangkan untuk perendaman selama 24 jam, nilai terkecil tetap pada komposisi bahan 70: 30 dengan suhu 1900C (A3:B3) sebesar 5.59% dan yang tertinggi pada komposisi bahan 50:50 pada suhu 1800C (A2:B1) sebesar 17,62%. Secara lengkap nilai daya serap air untuk perendaman 24 jam tersaji pada Gambar 11 berikut.


Nilai Daya Serap Air (24 Jam) 20

17,62

16,0917,02

%

15 10

15,9615,13

14,06 9,39

7,19

5,59

5

50;50 60;40 70;30

0 170 ˚C

180 ˚C

190 ˚C

Suhu

Gambar 11. Grafik Nilai Daya Serap Air Papan Komposit Dengan Perendaman 24 Jam.

Pada perendaman selama 24 jam terlihat nilai daya serap air terus meningkat seiring semakin besarnya komposisi serat buah kelapa sawit. Hal ini disebabkan semakin mudahnya air masuk melalui serat buah sawit yang bersifat hidrofilik. Massijaya, et.al. (1999) menyebutkan bahwa air yang masuk ke dalam papan komposit dapat dibedakan atas 2 macam, yaitu air yang langsung dapat masuk ke dalam papan komposit dan mengisi rongga-rongga kosong di dalam papan serta air yang masuk kedalam partikel atau serat pembentuk papan komposit. Sifat bahan berlignoselulosa yang higroskopik berlawanan dengan sifat plastik yang hidrofobik. Sifat daya serap air dari papan plastik ditentukan oleh komponen kayu atau bahan berlignoselulosa yang terdapat dalam papan plastik. Kayu secara konstan menyerap dan mengeluarkan air sesuai dengan temperature dan kelembaban lingkungan. Chauhan and Aggarwal (2004) dalam Adebayo (2008). Dari hasil uji lanjutan DMRT menunjukkan tidak ada perbedaan yang signifikan antara komposisi 50 : 50 dengan 60 :40 serta antara 60 : 40 dengan 70 : 30, sedangkan perbedaan signifikan ditunjukkan oleh komposisi 50 : 50 dengan 70 : 30. Hal ini diduga karena pada saat blending yang hanya dilakukan dengan cara mencampurkan serat buah Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

sawit dengan plastik. Walaupun demikian, hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai daya serap air yang diperoleh tergolong rendah, seperti yang telah disebutkan sebelumnya, hal ini disebabkan oleh sifat plastik yang hidrofobik, sehingga walaupun air masih dapat masuk melalui pori-pori papan komposit, namun dalam jumlah yang tidak terlalu besar. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa faktor komposisi bahan memiliki

perbedaan nilai rata-rata pada perendaman selama 2 jam dan 24 jam, sehingga dapat disimpulkan bahwa faktor komposisi tersebut mempengaruhi daya serap air papan komposit yang dihasilkan sedangkan faktor suhu tidak mempengaruhi daya serap papan komposit yang dihasilkan. Dari analisis juga memperlihatkan pada perendaman 2 dan 24 jam, tidak memperlihatkan adanya interaksi antara kedua faktor tersebut. Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003, Based Particleboard dan Decorative Particleboard, Type 8, tidak mensyaratkan nilai daya serap air, akan tetapi uji daya serap air ini perlu dilakukan karena uji ini dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk menentukan aplikasi penggunaan dari papan komposit ini, apakah layak digunakan pada eksterior atau hanya untuk interior. Berdasarkan hasil pengujian yang menunjukkan nilai daya serap air yang rendah dan tujuan dari penelitian ini, papan komposit yang dihasilkan dapat digunakan untuk kebutuhan interior dan eksterior.

Pengembangan Tebal Pengembangan tebal adalah besaran yang menyatakan pertambahan tebal contoh uji dalam persen terhadap tebal awalnya setelah contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 2 dan 24 jam. Hasil nilai rata-rata untuk pengembangan tebal terlihat Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

hampir seragam. Untuk perendaman selama 2 jam, nilai pengembangan tebalnya antara 0,67% pada komposisi 70:30 dengan suhu 150 0C hingga 3,16% pada komposisi 50 : 50 dengan suhu 190

0

C. Secara lengkap nilai rata-rata pengembangan tebal untuk

perendaman selama 2 jam tersaji pada Gambar 12 berikut.

JIS A 5908-2003

Gambar 12. Grafik Nilai Pengembangan Tebal Papan Komposit Dengan Perendaman 2 Jam.

Sedangkan untuk perendaman selama 24 jam, nilai rata-rata pengembangan tebalnya dapat dilihat secara lengkap pada Gambar 13 berikut.

JIS A 5908-2003

Gam bar 13. Grafik Nilai Pengembangan Tebal Papan Komposit Dengan Perendaman 24 Jam. Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

Gambar 13 menunjukkan bahwa nilai pengembangan tebal dari papan komposit yang dihasilkan antara 2,94% pada komposisi 70 : 30 dengan suhu 170 0C hingga 4,22 % pada komposisi 50 : 50 dengan suhu 170 0C. Analisis sidik ragam memperlihatkan bahwa kedua faktor yaitu perlakuan suhu (170 0C, 180 0C, 190 0C) dan komposisi bahan (50 : 50, 60 : 40, 70 : 30) tidak menunjukkan adanya perbedaan nilai rata-rata, sehingga disimpulkan bahwa kedua faktor tidak memberikan pengaruh terhadap pengembangan tebal. Tetapi analisis memperlihatkan adanya interaksi antara keduanya. Dalam Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003, Based Particleboard dan Decorative Particleboard, Type 8, nilai pengembangan tebal yang disyaratkan maksimal 12 %, sedangkan nilai pengembangan tebal dari papan komposit yang dihasilkan di bawah 4.22 %, sehingga papan komposit yang dihasilkan memenuhi standar. Dengan rendahnya nilai pengembangan tebal, berarti stabilitas dimensinya baik, sehingga memungkinkan untuk penggunaan interior dan ekstrior. Tingginya stabilitas dimensi papan komposit disebabkan sifat plastik yang hidrofobik. Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan cenderung memiliki sifat hidrofobik juga, sehingga lebih tahan terhadap air.

Sifat Mekanis Papan Komposit Modulus of Rupture (MOR) Modulus of Rupture (MOR) merupakan besaran dalam bidang teknik yang menunjukkan beban maksimum yang dapat ditahan oleh material (dalam hal ini papan komposit) per satuan luas sampai material itu patah. Dari hasil penelitian nilai MOR


yang diperoleh cukup tinggi. Nilai terendah pada komposisi 70 : 30 sebesar 133,91 kgf/cm2 dengan suhu 190 0C sedangkan yang tertinggi pada komposisi 50 : 50 dengan suhu 170 0C sebesar 208,26 kgf/cm2, hasil penelitian juga menunjukkan semakin banyak kadar plastik maka nilai MOR nya rendah sebaliknya semakin banyak sabut maka nilai MOR nya meningkat ini disebabkan karena serat buah sawit yang berfungsi sebagai bidang penahan beban. Secara lengkap nilai MOR tersaji pada Gambar 14.

JIS A 5908-2003

Gambar 14. Grafik Nilai Modulus of Rupture (MOR) Papan Komposit.

Gambar 14 memperlihatkan bahwa nilai rata-rata MOR papan komposit dengan komposisi 50 : 50 lebih tinggi dibandingkan dengan papan komposit dengan komposisi 60 : 40 dan 70 : 30 untuk semua perbandingan komposisi bahan. Berdasarkan analisis sidik ragam faktor perlakuan suhu (170 0C, 180 0C, 190 0C) dan komposisi (50 : 50, 60 : 40, 70 : 30) menunjukkan tidak adanya perbedaan nilai rata-rata, berdasarkan analisis sidik ragam juga memperlihatkan tidak adanya interaksi diantara kedua faktor tersebut.


Gambar 15. Contoh Uji untuk Uji MOR dan MOE.

Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003, Based Particleboard dan Decorative Particleboard, Type 8, mensyaratkan nilai MOR sebesar minimal 80 kgf/cm2. Dengan demikian papan komposit yang dihasilkan memenuhi standar yang ditetapkan karena nilai MOR memenuhi nilai minimum yang ditetapkan oleh JIS. Dengan demikian kualitas papan komposit yang dihasilkan berdasarkan MOR-nya sangat baik.

Modulus of Elasticity (MOE) Modulus of Elasticity (MOE) merupakan besaran dalam bidang teknik yang menunjukkan ukuran ketahanan material (dalam hal ini papan komposit) menahan beban dalam batas proporsi (sebelum patah). Hasil penelitian menunjukkan nilai MOE yang terendah pada komposisi 70 : 30 dengan suhu 190 0C sebesar 0,48 x 104 kgf/cm2 sedangkan yang tertinggi pada komposisi 70 : 30 dengan suhu 190 0C sebesar 0.71 x 104 kgf/cm2 hal ini disebabkan karena jumlah plastik yang banyak yaitu 70 % sifat plastik yang elastis. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa semakin banyak kadar plastik Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

maka semakin besar pula MOE, sebaliknya semakin banyak kadar serat buah sawit maka semakin kecil nilai MOE-nya. Secara lengkap nilai MOE tersaji pada Gambar 16.

JIS A 5908-2003

Gambar 16. Grafik Nilai Modulus of Elasticity (MOE) Papan Komposit.

Gambar 16 memperlihatkan bahwa nilai rata-rata MOE papan komposit dengan komposisi 60 : 40 mempunyai nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan papan komposit untuk semua perbandingan komposisi bahan. Berdasarkan analisis sidik ragam faktor perlakuan suhu (170 0C, 180 0C, 190 0C) dan komposisi bahan (50 : 50, 60 : 40, 70 : 30) menunjukkan tidak adanya perbedaan nilai rata-rata, berdasarkan analisis sidik ragam juga memperlihatkan tidak adanya interaksi diantara kedua faktor tersebut, gambar juga memperlihatkan bahwa semakin banyak kadar plastik maka semakin besar pula nilai MOE-nya, sebaliknya semakin banyak kadar serat buah sawit maka nilai MOE-nya semakin kecil. Hal ini disebabkan karena semakin banyak kadar serat buah sawit maka kadar plastik semakin sedikit yang kemudian menyebabkan semakin rendahnya kualitas rekatan antara partikel serat buah sawit dengan plastik. Nilai MOE papan komposit yang dihasilkan masih berada dibawah standar Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003, Based Particleboard dan Decorative Particleboard, Type 8, yang mensyaratkan nilai MOE sebesar minimal 2,00 x 104 Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

kgf/cm2. Pada umumnya papan WPC, MOE nya sulit untuk dicapai sesuai dengan standar yang telah ditetapkan. Hal ini disebabkan oleh karakteristik dari Polypropylene itu sendiri yang memiliki nilai MOE yaitu sebesar 1,10 x 104 – 1,30 x 104 kgf/cm2 jauh dibawah standar JIS untuk MOE papan partikel yang minimal 2,00 x 104 kgf/cm2. Bost (1980) dalam Syarief et al (1999). Dengan demikian nilai MOE yang diperoleh tidak memenuhi standar JIS. Selain itu Polypropylene yang digunakan adalah Recycled Polypropylene, yang telah mengalami

penurunan

kualitas

akibat

proses

panas

yang

berulang

saat

pendaurulangannya.

Screw Holding Power (Kuat Pegang Sekrup) Screw Holding Power (Kuat Pegang Sekrup/ KPS) merupakan salah satu besaran yang menunjukkan kekuatan bahan material (dalam hal ini papan komposit) dalam menahan atau mencengkeram sekrup. Dari hasil penelitian nilai kuat pegang sekrup yang terendah pada komposisi 70 : 30 dengan suhu 190 0C sebesar 83,19 kgf sedangkan yang tertinggi pada komposisi 50 : 50 dengan suhu 170 0C sebesar 131,03 kgf. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi 50 : 50 memiliki nilai kuat pegang sekrup lebih tinggi untuk semua komposisi (gambar 17). Secara lengkap nilai kuat pegang sekrup tersaji pada Gambar 17.


Kgf

Nilai Kuat Pegang Sekrup 140 120 100 80 60 40 20 0

131,03 99,09

107,94

120,2 99,46

JIS A 5908-2003 100,05 91,68 84,9283,19 50;50 60;40 70;30

170 ˚C

180 ˚C

190 ˚C

Suhu

Gambar 17. Grafik Nilai Kuat Pegang Sekrup Papan Komposit.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa faktor perlakuan suhu (170 0C, 180 0C, 190 0C) dan komposisi bahan (50 : 50, 60 : 40, 70 : 30) tidak menunjukkan adanya perbedaan hasil rata-rata, sehingga disimpulkan kedua faktor tersebut tidak memberikan pengaruh terhadap kerapatan papan komposit yang dihasilkan. Analisis juga menunjukkan bahwa tidak ada interaksi antara kedua faktor tersebut. Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003, Based Particleboard and Decorative Particleboard, Type 8, mensyaratkan nilai KPS sebesar minimal 30 kgf. Dengan demikian kualitas papan yang dihasilkan sangat baik dan memenuhi standard yang telah ditentukan. Hasil Perankingan Kualitas Papan Komposit Plastik Dari hasil perankingan kualitas papan yang dihasilkan dapat diketahui bahwa komposisi 70:30 dengan suhu 180 0C memiliki sifat fisis yang lebih baik dibandingkan dengan suhu dan komposisi yang lain, sedangkan untuk sifat mekanis komposisi 50:50 dengan suhu 170 0C menunjukkan nilai yang lebih baik dibandingkan dengan suhu dan komposisi yang lainnya, akan tetapi untuk penggabungan nilai sifat fisis dan mekanis komposisi 70:30 dengan suhu 180

0

C menunjukkan nilai yang lebih baik jika


dibandingkan dengan suhu dan komposisi yang lainnya. Secara lengkap data tersaji pada tabel 5. Tabel 5. Hasil Perankingan Kualitas Komposit Plastik Dengan Suhu dan Komposisi yang Berbeda. JIS A 59082003

Perlakuan

Sifat Fisis

A1B1

A1B2 A1B3

A2B1

A2B2 A2B3

A3B1 A3B2

A3B3

Kerapatan

2

1

7

5

6

2

4

3

4

Kadar Air Daya Serap Air (2 Jam) Daya Serap Air (24 Jam) Pengembangan Tebal (2 Jam) Pengembangan Tebal (24 Jam)

8

1

7

6

4

3

5

2

9

8

6

2

9

4

3

7

5

1

7

8

2

9

4

3

5

6

1

6

7

1

2

4

3

8

2

5

9

4

1

5

7

2

3

6

8

a

40

27

20

36

29

16

32

24

28

MOR

1

7

2

4

6

5

8

3

9

MOE Kuat Pegang Sekrup

2

6

6

3

5

2

1

4

7

6

1

3

5

2

7

4

8

9

b

9

14

11

12

13

14

13

15

25

a+b

49

41

31

48

42

30

45

39

53

Sifat Mekanis

Perbandingan Kualitas Papan Komposit dengan Penelitian Terdahulu Berdasarkan hasil penelitian terdahulu yang telah dilakukan oleh Setyawati (2003) dengan bahan baku sabut kelapa yang menggunakan polipropilena sebagai matriksnya, kualitas papan komposit yang dihasilkan pada penelitian ini terlihat lebih baik yaitu terlihat dari nilai sifat fisis dan mekanis yang lebih baik dibandingkan hasil yang diperoleh. Akan tetapi untuk uji MOE, hasil pengujian menunjukkan nilai yang lebih rendah dibandingkan dengan penelitian Setyawati (2003) karena perbedaan


perlakuan blending, sedangkan nilai MOR dan Kuat Pegang Sekrup-nya menunjukkan nilai yang jauh lebih tinggi. Secara lengkap data-data tersebut tersaji pada Tabel 5. Tabel 6. Perbandingan Sifat Fisis Mekanis Hasil Penelitian dengan Beberapa Hasil Penelitian Terdahulu. JIS A 5908Setyawati Hasil Penelitian Sifat Fisis Mekanis 2003 (2003) Kerapatan (g/cm3)

0,4 - 0,9

0,64 - 0,66

0,67 - 0,79

Kadar Air (%)

5-13

3,30 - 4,07

1,34 - 2,02

Daya Serap air (%)

-

3,51- 17,36

2,92 - 12,36

Pengembangan Tebal (%)

Maks 12

0 - 2,02

0.67 – 3,16

MOR (kg/cm2)

Min 80

125 – 176

133,91-208,26

Min 2,0

0,87 – 1,14

0,48 - 0.71

MOE (x 104 kg/cm2) 2

Internal Bond (kg/cm )

Min 1,5

Kuat Pegang Sekrup (kg)

Min 30

Linear Expanssion (%)

-

Hardness (N)

-

Emisi Formaldehyde (ppm)

Min 0,3

49 – 64

83,19-131.03

Upaya Pemanfaatan Limbah Salah satu alasan penggunaan komposit kayu plastik dari limbah serat buah sawit dan polipropilena daur ulang adalah lingkungan. Tekanan lingkungan terhadap industri berkaitan dangan istilah daur ulang dan kelestarian berkembang setiap hari. Limbah kelapa sawit semakin melimpah seiring dengan banyaknya pabrik pengolahan kelapa sawit yang kini mencapai 470 pabrik. Sebuah pabrik kelapa sawit berkapasitas 60 ton tandan/jam menghasilkan limbah 100 ton/hari. Itu artinya, total limbah 470 pabrik itu mencapai 28,7-juta ton dalam bentuk cair dan 15,2-juta ton limbah padat per Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

tahun. Limbah padat berupa tandan kosong dan lumpur. Keduanya menjadi penyebab bau busuk dan tempat bersarangnya lalat. Selama ini tandan kosong kelapa sawit yang jumlahnya 23% dari tandan buah segar hanya dimanfaatkan sebagai mulsa, kompos untuk tanaman kelapa sawit dan pakan ternak. Itu pun tidak terserap seluruhnya dan pemanfaatan itu hanya menghasilkan nilai tambah rendah terhadap tandan kosong kelapa sawit.

Pemanfaatan paling potensial adalah untuk pembuatan papan komposit.

Sebab, tandan kelapa sawit memiliki kadar selulosa tinggi, yaitu 67,88% holoselulosa dan 38,76% alfa selulosa dengan kadar serat 72,67%. Trubus (2007). Penggunaan produk plastik merupakan upaya untuk mengurangi ketergantungan terhadap minyak yang bersifat tidak terbaharui tidak terbaharui dan harganya cenderung meningkat. Limbah plastik tidak dapat terurai di alam namun dapat di daur ulang dan sampai saat ini belum secara efektif dimanfaatkan. Kebanyakan dibuang begitu saja dan dibakar yang secara jelas turut mencemarkan lingkungan. Jika bahan ini didaur ulang maka pencemaran lingkungan dapat dikurangi secara signifikan. Febrianto (2005). Dalam pembuatan komposit kayu plastik hampir tidak ada limbah bahan baku yang dihasilkan dan kalaupun ada dapat digunakan kembali. Komposit kayu plastik tidan mengandung formaldehida atau senyawa organik lain yang menguap. Produk komposit plastik bersifat dapat di daur ulang dan dapat dihancurkan kembali setelah lewat masa pakainya. Komposit kayu plastik tidak menghasilkan limbah berbahaya dan dapat dibuang dengan metode-metode standar. (Anonymous, 2002; Peijs, 2002) dalam Febrianto (2005). Dari hasil penelitian dan evaluasi papan komposit plastik yang telah dilakukan, baik sifat fisis maupun sifat mekanisnya, maka jika dibandingkan dengan standard JIS A 5908-2003 dan penelitian Setiawati (2003) yang menunjukkan nilai yang lebih baik, Parlin Situa Barel Sarumaha : Kualitas Komposit Kayu Plastik Dari Limbah Serat Buah Sawit Dan Polipropilena Daur Ulang, 2008. USU Repository © 2009

maka pembuatan papan komposit plastik ini dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif dan upaya pemanfaatan limbah industri kelapa sawit berupa serat buah sawit dan plastik polipropilena.

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan -

Papan komposit plastik yang dihasilkan dapat dijadikan sebagai upaya pemanfaatan limbah.

-

Nilai kadar air menurut JIS A 5908-2003 yang ditetapkan yaitu 5-13 %, sedangkan hasil penelitian yang dilakukan nilainya yaitu 1,34 - 2,02 %.

-

Nilai kerapatan dari hasil penelitian 0.67 - 0,79 g/cm3, dalam standar JIS A 5908-2003 yaitu 0,4 - 0,9 g/cm3.

-

Nilai MOE dari papan plastik yang dihasilkan tidak memenuhi standar JIS A 5908-2003 tetapi nilai MOR nya memenuhi standar JIS A 5809-2003.


-

Nilai Kuat Pegang Sekrup dari hasil penelitian 83,19 - 131,03 Kgf, dalam JIS A 5908-2003 minimal 30 Kgf.

-

Secara umum sifat fisis dan mekanis dari papan komposit yang dihasilkan tergolong baik dan memenuhi standar, kecuali nilai MOE.

-

Dari hasil perankingan untuk penggunaan dengan tujuan sifat fisis maka digunakan komposisi 70:30 dengan suhu 180 0C, sifat mekanis maka digunakan komposisi 50:50 dengan suhu 170, sedangkan untuk penggunaan penggabungan sifat fisis dan mekanis digunakan komposisi 70:30 dengan suhu 180 0C.

Saran Agar dilakukan penelitian lanjutan maupun modifikasi dalam bentuk lain mengenai papan komposit ini, baik mengenai peningkatan mutu dari papan komposit, metode ataupun uji ketahanan terhadap faktor-faktor luar seperti jamur, rayap, bakteri, maupun terhadap cuaca.


DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2007, Oil Palm, Peta Komoditi Utama Sektor Primer dan Pengkajian Peluang Pasar serta Peluang Investasinya di Indonesia. www.iopri.org/webind/iopriind.html.pdf. Medan [29-4-2008]. Adebayo, B.A., Andoh, B.D, George, P.B., Jr, Nkansah., Medley, C (2008). Adsorption and Desorption Performance of Two Commercial Wood Plastic Composites. Forest Products Society. Forest Prod J. 58(9):32-36. Badan Pusat Statistik [BPS]. 1999. Statistik Perdagangan Luar Negeri Impor. Jakarta.

Indonesia :

Bierley, A.W., R.J. Heat and M.J. Scott, 1988. Plastic Materials Properties and Aplications Cations. Chapman and Hall Publishing, New York. Departemen Kehutanan dan Perkebunan [DepHutBun]. 2000. Statistik Kehutanan Indonesia. Direktorat Jendral PHP. Jakarta. Departemen Kehutanan. 2006. Eksekutif, Data Strategis Kehutanan Indonesia 2006. Departemen Kehutanan. Jakarta. Departemen Pertanian Republik Indonesia. 2005. Prospek dan Arah Pengembangan http://www.litbang.deptan.go.id/special/ komoditasb4sawit. Agribisnis. Medan.[22-1-2008]. D. N. –S. Hon. 1996. Chemical Modification of Lignocellulosic Materials. Marcel Dekker, New York. Febrianto F. 1999. Preparation And Properties Enhancement Of Moldable Wood – Biodegradable Polymer Composites. [Disertasi]. Kyoto: Kyoto University, Doctoral Dissertation.Division of Forestry and Bio-material Science. Faculty of Agriculture. Tidak dipublikasikan. Hadi, M.M. 2004. Teknik Berkebun Kelapa Sawit. Adicita Karya Nusa. Yogyakarta. Han GS, Shiraishi N. 1990. Composites of Wood and Polypropylen IV. Wood Research Sociaty at Tsubuka 36(11): 976-982. Hartono ACK. 1998. Daur Ulang Limbah Plastik dalam Pancaroba : Diplomasi Ekonomi dan Pendidikan. Dana Mitra Lingkungan. Jakarta. Japan Standard Association. 2003. Japanese Industrial Standart Particle Board JSA 5908. Japanese Standart Association. Japan. Maloney, T.M. 1993. Modern Particle Board and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman, inc Sanfransisco.


Sasse HR, Lehmkamper O, Kwasny-Echterhagen R. 1995. Polymer granulates for masonry mortars and outdoor plaster. Di dalam: Ohama Y, editor. Disposal and Recycling of Organic and Polymeric Construction Materials. Proceeding of the International RILEM Workshop. Tokyo: 26-28 Maret 1995. Chapman & Hall. hlm 75-85. Setiawati, D. 2003. Pengembangan Papan Komposit Berkualitas Tinggi dari Sabut Kelapa dan Polipropilena Daur Ulang. Jurnal Teknologi Hasil Hutan Vol 18. No. 2 Desember 2005. Nomor 5 ISSN 0215-3351). Silaban, M. 2006. Pengaruh Ukuran Serat, Perendaman Serat dan Kadar Semen Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Papan Semen dari Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineensis Jacq). Skirpsi Departemen Kehutanan. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan. Tidak Dipublikasikan. Subianto, B, Subyakto, Sudijono, Gopar, M, Munawar, S. 2003. Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong dari Industri Pengolahan Kelapa Sawit untuk Papan Partikel dengan Perekat Penol Formaldehida. UPT Balai Litbang Biomaterial – LIPI. Syahfitrie, C. 2001. Analisis Aspek Sosial Ekonomi Pemanfaatan Limbah Plastik. [Thesis] Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor (tidak dipublikasikan). Syarief, R; Santausa, S dan Isyana, St. 1989. Teknologi Pengemasan Pangan. Laboratorium Rekayasa Proses Pangan. PAU Pangan dan Gizi. IPB, Bogor. Trubus. 2007. Seribu Manfaat Serat Sawit. http://www.trubusonline.co.id/mod.php?mod=publisher&op=viewarticle&cid=9&artid=1320. Medan [8-02-2009]. Winarno, F.G. dan Jennie. 1983. Kerusakan Bahan Pangan dan Cara Pencegahannya. Ghalia Indonesia. Jakarta [YBP] Yayasan Bina Pembangunan. 1986. Barometer Bisnis Plastik Indonesia. Jakarta. Youngquist JA. 1995. Unlikely partners? the marriage of wood and non wood materials. Forest Product Journal 45(10): 25-30.


KUALITAS KOMPOSIT KAYU PLASTIK DARI LIMBAH SERAT BUAH SAWIT DAN POLIPROPILENA DAUR ULANG

Recommend Documents