e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014)
PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL DARI LIMBAH PLASTIK POLYPROPHYLENE (PP) DAN TANGKAI BAMBU Ida Ayu Putu Wida Septiari, I Wayan Karyasa, Ngadiran Kartowarsono Jurusan Pendidikan Kimia Universitas Pendidikan Ganesha Singaraja, Indonesia e-mail:
[email protected],
[email protected],
[email protected] Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk menentukan komposisi dan tekanan papan partikel terbaik dilihat dari daya serap air minimum dan kuat tekan maksimumnya. Penelitian dilakukan dengan menggunakan 2 variabel bebas yaitu komposisi dan tekanan. Eksperimen pertama, papan partikel dibuat dengan cara plastik polyprophylene dilarutkan dalam xylene dan dipanaskan pada suhu 170°C. Kemudian matrik plastik dicampurkan dengan serbuk tangkai bambu tali sebagai filler hingga homogen dengan komposisi filler berbanding matrik yang digunakan adalah 90%:10%, 80%:20%, 70%:30%, 60%:40%, dan 50%:50%. Selanjutnya campuran yang 2 homogen dicetak pada tekanan 25 kgf/cm selama 1 jam. Papan partikel yang dihasilkan dikeringkan kemudian diuji kuat tekan dan daya serap air. Komposisi cetakan papan partikel yang daya serap airnya minimum dan kuat tekannya maksimum digunakan untuk eksperimen kedua. Eksperimen kedua, papan partikel dibuat menggunakan perbandingan komposisi filler dan matrik yang terbaik dengan 2 2 variasi tekanan pada saat pencetakan yaitu berturut-turut 15 kgf/cm , 20 kgf/cm , 25 2 2 2 kgf/cm , 30 kgf/cm , dan 35 kgf/cm masing-masing selama 1 jam. Hasil penelitian 2 eksperimen pertama yaitu daya serap air 14,34% dan kuat tekan 671 kgf/cm dan pada eksperimen kedua yaitu tekanan terbaik saat proses pencetakan papan partikel 2 2 yaitu 35 kgf/cm dengan nilai daya serap air 6,93% dan nilai kuat tekan 878 kgf/cm . Hasil penelitian dari papan partikel yang terbuat dari plastik PP dan serbuk tangkai bambu tali mempunyai nilai daya serap air dan nilai kuat tekan yang memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-2105-2006. Kata kunci: papan partikel, polyprophylene, tangkai bambu, daya serap air, kuat tekan Abstract The aim of the study was to determine the best composition and pressure conditions in making particle board for having minimum water absorption and maximum compressive strength properties. The study used two independent variables, there were composition and pressure. Firstly experiment, polyprophylene plastic were dissolved in a xylene and heated at the temperature of 170°C. Then, the plastic matrix was mixed with bamboo stalks rope as filler until homogeneous in certain compositions 90%:10%, 80%:20%, 70%:30%, 60%:40%, and 50%:50%. Finally, the 2 homogeneous mixtures were pressure of 25 kgf/cm for 1 hour. The results were dried particle board then tested compressive strength and water absorption. The composition of particle board that the minimum water absorption and maximum compressive strength was used for the second experiment. The second experiment, particle board were made by using the best comparison filler and matrix composition 2 with the variation of pressure at the time of printing the consecutive 15kgf/cm , 2 2 2 2 20kgf/cm , 25kgf/cm , 30kgf/cm , and 35kgf/cm each for 1 hour. The results of the
117
117
e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014) 2
first experiment of water absorption 14,34% and compressive strength 671 kgf/cm and in the second experiment pressure data obtained during the process of mold that 2 2 is particle board 35 kgf/cm with water absorption 6,93% and 878 kgf/cm compressive strength. Results show that the particle board made of plastic PP rope and bamboo stalk powder has a value of water absorption and compressive strength fulfilling the requirement of SNI 03-2105-2006. Keywords : particle board, polyprophylene, stalk of bamboo, water absorption, compressive strength
PENDAHULUAN Plastik merupakan suatu polimer karbon bercabang atau linier yang dapat dilelehkan atau dilunakkan pada suhu tinggi (Ratna, 2010). Plastik dibuat dengan cara polimerisasi yaitu menyusun dan membentuk secara sambung menyambung bahan-bahan dasar plastik yang disebut monomer. Misal plastik jenis PP (Polyprophylene), monomernya adalah prophylene. Saat ini penggunaan material plastik menurut data BPS pada tahun 2010 menunjukkan bahwa penggunaan plastik berkembang secara luas hingga dihasilkan produksi plastik sebanyak 250 juta ton/tahun. Di Indonesia, menurut data statistik persampahan domestik Indonesia, jenis sampah plastik menduduki peringkat kedua sebesar 5,4 juta ton per tahun atau 14% dari total produksi sampah, khususnya di Provinsi Bali sampah plastik mencapai 1,3 juta ton/tahun. Jumlah itu akan diperkirakan terus meningkat pada tahun-tahun selanjutnya. Konsekuensinya, peningkatan limbah plastikpun tidak dapat dihindari lagi. Limbah plastik akan menjadi masalah bagi lingkungan karena limbah plastik tersebut merupakan salah satu buangan atau sampah yang sulit terurai oleh mikroorganisme. Secara garis besar, plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan yaitu: Plastik thermoplastik dan plastik thermosetting. Plastik thermoplastik adalah plastik yang dapat dicetak berulang-ulang dengan adanya panas, contohnya adalah: Polyethylene (PE), Polyprophylene (PP), Polystyrene (PS), Polyethylene terephthalate (PET), Polyvinyl chloride (PVC) dan lain-lain. Sedangkan plastik thermosetting adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak
kembali karena bangun polimernya berbentuk jaringan tiga dimensi, contoh dari plastik thermosetting adalah: PU (Poly Urethen), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine Formaldehyde), polyester, epoksi dan lain-lain (Mujiarto, 2005). Limbah plastik sangatlah mengganggu kelestarian lingkungan, sehingga diperlukan upaya untuk memanfaatkan limbah plastik yang semakin banyak ada. Pemanfaatan limbah plastik dapat dilakukan dengan pemakaian kembali (reuse) maupun daur ulang (recycle). Pemanfaatan limbah plastik dengan cara daur ulang (recycle) umumnya dilakukan oleh pihak industri. Hampir seluruh jenis limbah plastik (80%) dapat diproses kembali menjadi barang semula walaupun harus dilakukan pencampuran dengan bahan baku baru dan aditif untuk meningkatkan kualitas (Syafitri, 2001). Menurut Hartono (1998) empat jenis limbah plastik yang populer dan laku dipasaran yaitu: Polietilena (PE), High Density Polyetilena (HDPE), asoi, dan Polipropilena (PP). Alternatif lain untuk memanfaatkan limbah plastik yaitu limbah plastik digunakan sebagai perekat dalam pembuatan papan partikel (particle board). Sehingga limbah plastik dapat digunakan sebagai salah satu bahan baku pada industri pembuatan papan partikel (Miraad Sari, 2011). Papan partikel adalah salah satu jenis produk komposit/panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan-bahan yang berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan perekat atau bahan pengikat lain kemudian dikempa panas (Maloney, 1993). Komposit dibentuk dari dua jenis material berbeda, yaitu: (1) Penguat (reinfoecement), yang mempunyai sifat kurang ductile tetapi rigid serta kuat. (2) Matriks, umumnya lebih
118
e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014) ductile tetapi mempunyai kekuatan dari rigiditas yang lebih rendah. Komposit polimer adalah komposit yang terbuat dari limbah plastik sebagai matriks dan serbuk tangkai bambu sebagai pengisi (filler), yang mempunyai sifat gabungan keduanya. Pembuatan komposit dengan menggunakan matriks dari limbah plastik yaitu limbah gelas air mineral yang telah didaur ulang, selain dapat meningkatkan efisiensi pemanfaatan limbah gelas air mineral, juga dapat mengurangi limbah plastik, khususnya gelas air mineral. Jadi dengan memanfaatkan limbah plastik sebagai bahan perekat, maka dapat mengurangi limbah plastik serta menambah nilai jual terhadap limbah plastik tersebut. Sedangkan sebagai pengisi atau fillernya adalah limbah dari tangkai bambu. Hal ini dikarenakan kebutuhan masyarakat akan kayu semakin meningkat, tetapi peningkatan permintaan ini tidak dapat sepenuhnya dipenuhi oleh produksi kayu dari hutan yang semakin menurun kuantitas dan kualitasnya. Hal ini menyebabkan kelangkaan komoditi kayu dipasaran yang mengakibatkan harga kayu dipasaran sangat mahal. Oleh karena itu, dibutuhkan alternatif lain pengganti kayu yang dapat menjamin terpenuhinya kebutuhan masyarakat. Salah satu bahan yang dapat dijadikan substitusi bahan baku kayu adalah bambu, khususnya tangkai bambu. Adapun komponen-komponen yang terkandung dalam batang bambu yaitu (1) selulosa 42,4%-53,6%, (2) lignin 19,8%-26,6%, (3) pentosan 1,24%-3,77%, (4) zat ekstraktif 4,5%-9,9%, (5) air 15%-20%, (6) abu 1,24%-3,77%, dan (6) SiO2 0,10%-1,78% (Widya, 2006). Kandungan terbesar dalam batang bambu adalah selulosa. Jadi untuk mengatasi kebutuhan kayu yang semakin banyak, dibuatlah papan partikel yang merupakan produk-produk turunan dari kayu. Pembuatan papan partikel ini digunakan adalah biopolimer serbuk tangkai bambu, khususnya tangkai bambu tali sebagai bahan pengisi dan limbah plastik gelas air mineral sebagai matriks. Keuntungan menggunakan limbah plastik dalam pembuatan papan partikel ini
adalah papan partikel yang dihasilkan tahan akan cuaca, tidak lembab sehingga tidak akan jamuran. Berdasarkan dari permasalahan yang ada, maka perlu dilakukan penelitian mengenai komposisi terbaik pada pembuatan papan partikel dari limbah plastik Polyprophylene (PP) dan tangkai bambu tali serta tekanan terbaik yang diberikan saat pencetakan sehingga mendapatkan papan partikel yang terbaik dengan daya serap air (sifat fisis) dan kuat tekan (sifat mekanis) yang terbaik. Pengujian sifat fisis (daya serap air) dan sifat mekanis (kuat tekan) sesuai dengan SNI 03-2105-2006. Karakteristik papan partikel dari SNI 03-2105-2006 yaitu: kerapatan 0,4-0,9 g/cm3, kadar air <14%, daya serap air (-)%, pengembangan tebal maks.12%, MOR min. 82 kgf/cm2, MOE min. 20.400 kgf/cm2, Internal bond min. 1,5 kg/cm2, dan kuat pegang sekrup min. 31 kg (Badan Standarisasi Nasional, 2006). Berdasarkan SNI 03-2105-2006 penentuan nilai kuat tekan dan daya serap air sebagi berikut: Kuat tekan papan partikel merupakan sifat mekanik yang menunjukkan kekuatan papan dalam menahan beban yang bekerja terhadapnya. Istilah kuat tekan ini sering disebut sebagai Modulus of Rapture (MOR). Sedangkan daya serap air merupakan sifat fisis papan partikel yang menunjukkan sifat kemampuan papan untuk menyerap air selama perendaman di dalam air. Contoh uji dengan ukuran (5 x 5 x 2) cm ditimbang beratnya pada keadaan kering tanur (Ba), kemudian direndam ke dalam air selama 24 jam dan ditimbang kembali beratnya (Bb). Produksi papan partikel dari limbah plastik PP (Polyprophylene) dan tangkai bambu dapat menjadi salah satu alternatif dalam upaya untuk memanfaatkan berbagai limbah buangan untuk menghasilkan produk-produk yang lebih bernilai dan lebih berkualitas sebagai bahan bangunan pengganti kayu, sehingga tujuan dalam penelitian ini adalah untuk menentukan (1) komposisi yang terbaik untuk menghasilkan papan partikel (particle board) dengan daya
119
e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014) serap air dan kuat tekan yang terbaik dan (2) pada tekanan berapakah proses pencetakan papan partikel (particle board) dengan komposisi terbaik yang menghasilkan papan partikel (particle board) dengan daya serap air dan kuat tekan yang terbaik. METODE Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen laboratorium yang bertujuan untuk mencari komposisi manakah dari campuran limbah plastik jenis PP dengan serbuk tangkai bambu tali yang akan menghasilkan daya serap air dan kuat tekan papan partikel yang terbaik serta menentukan tekanan yang terbaik pada saat proses pencetakan papan partikel tersebut. Subjek dalam penelitian ini adalah biopolimer serbuk tangkai bambu tali dan limbah plastik jenis PP sedangkan objek dalam penelitian ini adalah papan partikel dan uji sifat mekanis (kuat tekan) serta sifat fisisnya (daya serap air). Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu gelas kimia 1000 mL, gelas kimia 500 mL, spatula, heater, pipet volumetri 10 mL dan 50 mL, filler, ayakan, timbangan dan alat hotpress. Sedangkan bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk tangkai bambu tali, limbah gelas air mineral yang bertanda PP (Polyprophylene), pelarut xylene, dan NaOH 6%. Proses penyiapan filler yaitu tangkai bambu tali dihaluskan menjadi serbuk dan direbus dengan larutan NaOH 6% hingga mendidih kemudian disaring dan dikeringkan dalam oven hingga kadar airnya berkurang. Serbuk tangkai bambu tali yang sudah kering diayak untuk menyamakan ukuran yaitu 30 mesh. Selanjutnya ditimbang berdasarkan variasi komposisi serbuk tangkai bambu tali dengan limbah plastik PP (Polyprophylene) yang sudah dibersihkan dan dipotong kecil-kecil dengan ukuran <1 cm yaitu 90%:10%, 80%:20%, 70%:30%, 60%:40%, dan 50%:50%. Proses pembuatan papan partikel pada eksperimen pertama, pembuatan papan partikel diawali dengan melakukan penimbangan serbuk tangkai bambu tali
dan limbah plastik Polyprophylene (PP) dengan variasi komposisi yang telah ditetapkan yaitu 90%:10%, 80%;20%, 70%:30%, 60%:40%, dan 50%:50% (serbuk tangkai bambu tali berbanding limbah plastik PP). Selanjutnya limbah plastik PP dimasukkan ke dalam gelas kimia 1000 mL dan ditambahkan pelarut xylene yang digunakan untuk melarutkan plastik PP. Kemudian penangas atau heater dihidupkan dan pemanasan diatur pada suhu sekitar 170°C (untuk melelehkan plastik PP pada titik lelehnya). Setelah plastik PP mencair ditambahkan serbuk tangkai bambu tali ke dalam gelas kimia dan diaduk hingga homogen. Selanjutnya dicetak menggunakan hot press dengan tekanan 25 kgf/cm2 dan ditekan selama 1 jam. Tahap akhir dilakukan pengujian daya serap air dan kuat tekan sehingga dari data hasil pengujian nantinya akan diperoleh papan partikel dengan komposisi yang terbaik. Pada eksperimen kedua, pembuatan papan partikel diawali dengan melakukan penimbangan serbuk tangkai bambu tali dan limbah plastik PP dengan komposisi yang terbaik yang diperoleh pada hasil eksperimen 1. Selanjutnya limbah plastik PP dimasukkan dalam gelas kimia 1000 mL dan ditambahkan pelarut xylene untuk melarutkan plastik PP dan dipanaskan pada suhu sekitar 170°C. Setelah plastik PP mencair ditambahkan serbuk tangkai bambu tali dan diaduk hingga campuran homogen. Selanjutnya campuran tersebut dicetak menggunakan hot press dengan diberikan variasi tekanan 15 kgf/cm2, 20 kgf/cm2, 25 kgf/cm2, 30 kgf/cm2, dan 35 kgf/cm2 kemudian ditekan selama 1 jam. Tahap akhir dilakukan pengujian sifat fisis (daya serap air) dan sifat mekanis (kuat tekan) sehingga dari data hasil pengujian nantinya akan diperoleh papan partikel dengan tekanan yang terbaik saat proses pencetakan. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada eksperimen pertama yaitu penentuan komposisi papan partikel terbaik. Papan partikel yang telah dibuat pada eksperimen pertama ini diuji sifat fisis (daya serap air) dengan cara
120
e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014) merendam sampel papan partikel di dalam air selama 24 jam dan diuji sifat mekanisnya (kuat tekan) dengan cara sampel papan partikel diberikan beban hingga papan partikel tersebut hancur. Adapun data hasil pengujian daya serap air sampel papan partikel yang diperoleh disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Data Hasil Pengujian Daya Serap Air Papan Partikel Perbandingan komposisi serbuk tangkai bambu tali : limbah plastik PP (%) 50 : 50 60 : 40 70 : 30 80 : 20 90 : 10
Daya Serap Air yang Dihasilkan(%) 12,69 14,34 96,64 163,57 302,94
Berdasarkan Tabel 1, didapat nilai hasil pengukuran daya serap air sampel papan partikel yang diujikan yang memiliki daya serap air paling kecil 12,69% yaitu papan partikel dengan perbandingan komposisi 50% (serbuk tangkai bambu tali) berbanding 50% (limbah plastik PP)
dan tidak terpaut terlalu jauh dengan papan partikel perbandingan komposisi 60% berbanding 40% yaitu 14,34%. Pengujian daya serap air ini merupakan salah satu sifat fisis dari papan partikel. Daya serap air menunjukkan sifat kemampuan papan partikel untuk menyerap air selama perendaman di dalam air. Pada eksperimen ini, kelima sampel papan partikel yang diujicobakan ditimbang terlebih dahulu untuk mengetahui berat keringnya (Ba) kemudian direndam dalam air selama 24 jam. Setelah direndam selama 24 jam sampel papan partikel ditiriskan hingga tidak ada lagi air yang menetes kemudian ditimbang kembali dan diperoleh berat (Bb). Selanjutnya hasil daya serap air ini dihubungkan dengan perbandingan komposisi papan partikel. Adapun hubungan rasio serbuk tangkai bambu dengan plastik PP terhadap daya serap air yang dihasilkan terlihat pada Gambar 1.
Daya Serap Air (%)
350 300 250 200 150 100 50 0
50:50 K-1
60:40 K-2
70:30 K-3
80:20 K-4
90:10 K-5
Rasio Serbuk Tangkai Bambu Tali:Plastik PP (%) Gambar 1. Hubungan Rasio Serbuk Tangkai Bambu Dengan Plastik PP Terhadap Daya Serap Air yang Dihasilkan Gambar 1 menunjukkan bahwa nilai daya serap air papan partikel meningkat seiring bertambahnya jumlah filler (serbuk tangkai bambu tali) dan berkurangnya jumlah matrik (plastik PP) yang digunakan. Hal tersebut disebabkan pada proses perendaman, air akan mengisi ruangruang kosong yang ada dalam papan partikel dan mengakibatkan berkurangnya kontak atau kekompakan antara matriks dengan filler, sehingga air atau uap air
akan semakin mudah masuk ke dalam papan partikel. Selain itu serbuk tangkai bambu tali sebagai filler bersifat higroskopis sedangkan plastik PP sebagai matriks bersifat hidrofobik. Perbedaan sifat tersebut akan menyebabkan air atau uap air akan semakin mudah masuk mengisi rongga papan partikel, yaitu pada keadaan filler (serbuk tangkai bambu tali) lebih banyak daripada matriks. Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa
121
e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014)
Kuat Tekan (kgf/cm2)
selulosa yang terdapat pada filler papan partikel itu mampu menyerap air saat proses perendaman papan partikel dalam air dikarenakan adanya gaya absorbsi yang merupakan gaya tarik molekul air pada ikatan hidrogen yang terdapat dalam selulosa tersebut. Sehingga semakin tinggi kerapatan papan partikel, maka ikatan antar partikel akan semakin kompak dan menyebabkan rongga udara dalam lembaran papan akan semakin kecil. Keadaan tersebut akan menyebabkan air menjadi sulit untuk mengisi rongga pada papan partikel tersebut sehingga semakin kecil daya serap air papan partikel, maka stabilitas papan tersebut semakin baik, demikian pula sebaliknya. Data hasil pengujian kuat tekan pada eksperimen pertama. Kuat tekan ini menunjukkan sifat kemampuan atau kekuatan papan dalam menahan beban maksimum yang bekerja terhadapnya. Kelima sampel papan partikel yang diujicobakan memperoleh hasil kuat tekan dapat dilihat pada Tabel 2 berikut.
Tabel 2. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Papan Partikel Perbandingan komposisi serbuk tangkai bambu tali : limbah plastik PP (%) 50 : 50 60 : 40 70 : 30 80 : 20 90 : 10
Kuat Tekan yang Dihasilkan 2 (kgf/cm ) 434 671 478 400 324
Berdasarkan Tabel 2, didapat nilai hasil pengukuran kuat tekan sampel papan partikel yang diujikan, diperoleh papan partikel yang memiliki kuat tekan maksimal sebesar 671 kgf/cm2 yaitu papan partikel dengan perbandingan komposisi 60% (serbuk tangkai bambu tali) berbanding 40% (limbah plastik PP). Pada eksperimen ini kelima papan partikel yang diujicobakan pada alat pengujian kuat tekan. Adapun hubungan rasio serbuk tangkai bambu dengan plastik PP terhadap kuat tekan yang dihasilkan terlihat pada Gambar 2.
700 600 500 400 300 200 100 0
50:50 K-1
60:40 K-2
70:30 K-3
80:20 K-4
90:10 K-5
Rasio Serbuk Tangkai Bambu Tali :Plastik PP (%) Gambar 2. Hubungan Rasio Serbuk Tangkai Bambu Dengan Limbah Plastik PP Terhadap Kuat Tekan yang Dihasilkan Gambar 2 yang menunjukkan bahwa papan partikel dengan komposisi 60% filler (serbuk tangkai bambu tali) berbanding 40% matriks (limbah plastik PP) ada pada kondisi yang optimum. Hal ini disebabkan karena pada saat matriks belum disisipi dengan filler, banyak terdapat pori-pori diantara rantai-rantai polimer dari matriks yang bebas bergerak
dan ketika ditambahkan filler, maka filler akan mengisi pori-pori atau rongga dari matriks tersebut. Ketika rongga pada matriks sudah terisi penuh oleh partikel filler, hal inilah yang disebut dengan kondisi optimum daerah interaksi. Apabila komposisi filler ditambahkan sedangkan komposisi matriksnya berkurang, maka penambahan filler tersebut akan
122
e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014) menyebabkan bertambahnya daerah yang tidak berinteraksi karena partikel-partikel dari filler tidak dapat memasuki daerah interaksi atau rongga pada polimer plastik PP yang mempunyai kemampuan mengikat kuat. Akibatnya, kuat tekan papan partikel akan menurun. Sebaliknya jika komposisi filler dengan matriks sama, kuat tekan yang dihasilkan papan partikel juga tidak terlalu besar. Hal ini dikarenakan ada daerah yang tidak berinteraksi, sehingga menyebabkan masih banyak rongga-rongga pada matriks yang tidak terisi oleh filler. Jadi, komposisi papan partikel yang terbaik adalah 60% filler berbanding 40% matriks, karena papan partikel pada komposisi tersebut ada pada kondisi optimum sehingga menghasilkan kuat tekan sebesar 671 kgf/cm2. Berdasarkan data daya serap air dan kuat tekan tersebut diatas, komposisi papan partikel yang terbaik adalah papan partikel dengan perbandingan komposisi 60% (serbuk tangkai bambu tali) berbanding 40% (limbah plastik PP) dengan daya serap air relatif kecil yaitu 14,34% dan kuat tekan sebesar 671 kgf/cm2. Data kuat tekan dari penelitian yang dilakukan oleh Mulyadi (2001) sebesar 79,68 kgf/cm2, Iswanto (2002) sebesar 125,62 kgf/cm2 dan Fathanah (2011) sebesar 85,2 kgf/cm2. Jadi, data hasil kuat tekan penelitian papan partikel dari limbah plastik PP dan tangkai bambu mempunyai kuat tekan lebih baik dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan oleh Mulyadi (2001), Iswanto (2002) dan Fathanah (2011) serta memenuhi persyaratan SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan kuat tekan minimal 82 kgf/cm2. Pada eksperimen kedua yaitu penentuan tekanan terbaik saat proses pembuatan papan partikel dengan daya serap air dan kuat tekan yang terbaik. Pada eksperimen ini, sampel papan partikel yang dibuat dengan menggunakan komposisi papan partikel terbaik hasil dari eksperimen pertama yaitu 60% (serbuk tangkai bambu tali) berbanding 40% (limbah plastik PP) kemudian saat proses pencetakan kelima sampel papan partikel diberikan tekanan yang berbeda atau
tekanan divariasikan yaitu 15 kgf/cm2, 20 kgf/cm2, 25 kgf/cm2, 30 kgf/cm2, dan 35 kgf/cm2 dan ditekan selama 1 jam. Selanjutnya kelima sampel papan partikel tersebut diuji daya serap air dengan merendam kelima sampel papan partikel dalam air selama 24 jam dan diuji kuat tekannya dengan meletakkan sampel papan partikel pada alat uji kemudian diberikan beban hingga papan partikel yang diujikan hancur. Adapun data hasil pengujian daya serap air dari kelima sampel papan partikel yang diberikan variasi tekanan saat proses pencetakan papan partikel tersebut dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Data Hasil Pengujian Daya Serap Air Papan partikel Perbandingan komposisi terbaik hasil eksperimen 1 (60% serbuk tangkai bambu tali:40% limbah plastik PP)
Variasi Tekanan yang Diberikan 2 (kgf/cm ) 15 20 25 30 35
Daya Serap Air yang Dihasilkan (%) 23,64 20,06 14,34 12,38 6,93
Berdasarkan Tabel 3, didapat nilai hasil pengukuran daya serap air dari sampel papan partikel dengan variasi tekanan yang diberikan saat proses pembuatan papan partikel, diperoleh papan partikel yang memiliki daya serap air relatif kecil 6,93% yaitu papan partikel dengan diberikan tekanan 35 kgf/cm2 saat proses pembuatan papan partikel. Pada eksperimen ini, papan partikel dibuat dengan memvariasikan tekanan saat proses pencetakan yaitu 15 kgf/cm2, 20 kgf/cm2, 25 kgf/cm2, 30 kgf/cm2, 35 kgf/cm2. Komposisi yang digunakan dalam pembuatan papan partikel pada eksperimen 2 ini adalah komposisi terbaik yang diperoleh dari eksperimen 1 yaitu 60% (serbuk tangkai bambu tali) berbanding 40% (plastik PP). Kelima sampel papan partikel yang diujicobakan direndam dalam air selama 24 jam. Adapun hubungan tekanan saat proses pencetakan papan partikel dengan nilai daya serap air yang dihasilkan terlihat pada Gambar 3.
123
Daya Serap Air (%)
e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014) 30 25 20 15 10 5 0 15
20
25
30
35
Tekanan Saat Proses Pencetakan Papan Partikel (kgf/cm2)
Gambar 3. Hubungan Tekanan Saat Proses Pencetakan Papan Partikel Dengan Daya Serap Air yang Dihasilkan Gambar 3 yang menunjukkan bahwa jika semakin besar tekanan yang diberikan saat proses pencetakan papan partikel maka nilai daya serap air papan partikel semakin kecil, terlihat pada data papan partikel yang dicetak dengan memberikan tekanan 35 kgf/cm2 menghasilkan daya serap paling kecil yaitu 6,93%. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi tekanan yang diberikan pada saat proses pencetakan papan partikel, maka interaksi antar filler dengan matriks akan semakin kompak sehingga rongga udara yang terdapat pada papan partikel semakin kecil atau kerapatan dari papan partikel akan semakin tinggi dan keadaan tersebut akan menyebabkan air sulit untuk diserap oleh papan partikel sehingga papan partikel menghasilkan daya serap air kecil. Data hasil pengujian kuat tekan dari sampel papan partikel dengan variasi tekanan yang diberikan saat proses pembuatan papan partikel yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Data Hasil Pengujian Kuat Tekan Papan Partikel Variasi Kuat Perbandingan Tekanan Tekan komposisi yang yang terbaik hasil Diberikan Dihasilkan eksperimen 1 (kgf/cm2) (kgf/cm2) (60% serbuk 15 540 tangkai bambu 20 577 tali : 40% 25 671 limbah plastik 30 774 PP) 35 878
Berdasarkan Tabel 4, didapat nilai hasil pengukuran kuat tekan dari sampel papan partikel dengan variasi tekanan yang diberikan saat proses pembuatan papan partikel, diperoleh papan partikel yang memiliki kuat tekan maksimal sebesar 878 kgf/cm2 yaitu papan partikel dengan diberikan tekanan 35 kgf/cm2 saat proses pembuatan papan partikel. Pada eksperimen ini, kelima papan partikel yang diujicobakan pada alat pengujian kuat tekan dilakukan dengan 2 kali pengulangan. Hubungan variasi tekanan saat proses pencetakan papan partikel dengan nilai kuat tekan disajikan pada Gambar 4 yang menunjukkan bahwa jika semakin besar tekanan yang diberikan saat proses pencetakan papan partikel maka nilai kuat tekan papan partikel semakin besar, terlihat pada data papan partikel yang dicetak dengan memberikan tekanan 35 kgf/cm2 menghasilkan nilai kuat tekan terbesar yaitu 878 kgf/cm2. Hal ini disebabkan karena pada saat proses pencetakan papan partikel diberikan tekanan yang besar, maka dapat mempengaruhi interaksi antar partikel dari filler dengan matriks yang akan menyebabkan papan partikel menjadi semakin rapat sehingga proporsi ruang kosong semakin sedikit. Sehingga, pada saat pengujian kuat tekan papan partikel akan memberikan gaya tekan yang besar. Adapun grafiknya terlihat pada Gambar 4 berikut.
124
Kuat Tekan (kgf/cm2)
e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014) 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 15
20
25
30
35
Tekanan Saat Proses Pencetakan Papan Partikel (kgf/cm2) Gambar 4. Hubungan Tekanan Saat Proses Pencetakan Papan partikel Dengan Kuat Tekan yang Dihasilkan Berdasarkan data daya serap air dan kuat tekan tersebut diatas, tekanan yang terbaik saat proses pencetakan papan partikel adalah 35 kgf/cm2 dengan daya serap air relatif kecil yaitu 6,93% dan kuat tekan sebesar 878 kgf/cm2. Data kuat tekan dari penelitian yang dilakukan oleh Mulyadi (2001) sebesar 79,68 kgf/cm2, Iswanto (2002) sebesar 125,62 kgf/cm2 dan Fathanah (2011) sebesar 85,2 kgf/cm2. Jadi, data hasil kuat tekan penelitian papan partikel dari limbah plastik PP dan tangkai bambu mempunyai kuat tekan lebih baik dibandingkan dengan penelitian yang dilakukan oleh Mulyadi (2001), Iswanto (2002) dan Fathanah (2011) serta memenuhi persyaratan SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan kuat tekan minimal 82 kgf/cm2. Hasil dari eksperimen pertama dan kedua, diperoleh papan partikel dengan komposisi dan tekanan saat peoses pencetakan yang terbaik yaitu papan paertikel dengan perbandingan komposisi 60% serbuk tangkai bambu tali berbanding 40% plastik PP dan dicetak dengan tekanan 35 kgf/cm2. Papan partikel yang terbaik ini selanjutnya diuji ketahanan papan partikel terhadap radiasi sinar matahari dengan cara papan partikel tersebut diletakkan diudara terbuka agar terkena sinar matahari langsung. Papan partikel yang diujicobakan diberi perlakuan yaitu dijemur dibawah sinar matahari dari jam 09.00-16.00 WITA selama 5 hari. Data hasil pengujian ditunjukkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Data Berat Papan Partikel Hasil Setelah Proses Penjemuran No. Hari keBerat (gram) 1 0 (berat awal) 22,693 2 1 22,104 3 2 21,751 4 3 21,261 5 4 20,883 6 5 20,039 Berdasarkan Tabel 5, diperoleh data hasil pengukuran berat papan partikel dari hari pertama hingga hari kelima semakin kecil. Hal tersebut disebabkan dari hasil pengamatan pada proses penjemuran papan partikel, papan partikel tersebut mengalami perubahan fisika yaitu berat papan partikel yang diujicobakan menjadi berkurang dari hari pertama hingga hari kelima. Perubahan fisika yang terjadi pada papan partikel tersebut mengindikasikan bahwa pada papan partikel tersebut mengalami perubahan kimia. Hal tersebut sesuai dengan Diah (2011) yang menyatakan bahwa ketika suatu polimer dikenai sinar matahari atau radiasi UV maka akan menyebabkan terjadinya perubahan kimia yaitu degradasi polimer sehingga menyebabkan massa molekul dari polimer tersebut berkurang yang ditunjukkan oleh menurunnya berat papan partikel seiring dengan lamanya papan partikel tersebut dikenai sinar matahari. Berdasarkan hal tersebut, papan partikel dari limbah plastik polyprophylene (PP) dan tangkai bambu ini tidak cocok digunakan untuk eksterior (terkena sinar
125
e-Journal Kimia Visvitalis Universitas Pendidikan Ganesha Jurusan Pendidikan Kimia (Volume 2 Nomor 1 Tahun 2014) matahari langsung) dikarenakan ada polimer yang terdegradasi yang akan menyebabkan struktur awal polimernya rusak yang berarti sifat fisika dan kimia dari papan partikel tersebut berbeda dari sifat awalnya sehingga papan partikel dari limbah plastik polyprophylene (PP) dan tangkai bambu ini lebih cocok digunakan untuk interior. SIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan mengenai papan partikel dari limbah plastik PP (Polyprophylene) dan tangkai bambu dengan variasi komposisi dan tekanan saat proses pencetakan, maka dapat disimpulkan bahwa komposisi papan partikel terbaik adalah papan partikel dengan komposisi 60% serbuk tangkai bambu tali berbanding 40% limbah plastik polyprophylene (PP) yang menghasilkan nilai daya serap air yang relatif kecil yaitu 14,34% dan nilai kuat tekan rata-rata sebesar 671 kgf/cm2 dan tekanan yang diberikan saat proses pencetakan papan partikel yang menghasilkan nilai daya serap air dan nilai kuat tekan yang terbaik dari variasi tekanan saat proses pencetakan papan partikel yang diujicbakan adalah papan partikel yang dibuat dengan memberikan tekanan 35 kgf/cm2 saat proses pencetakan sehingga menghasilkan nilai daya serap air yang relatif kecil dan nilai kuat tekan rata-rata yang terbaik yaitu masing-masing 6,93% dan 878 kgf/cm2. Saran-saran yang dapat diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menguji sifat mekanis dan sifat fisis papan partikel lainnya yang sesuai dengan SNI Tahun 2006 dan sebaiknya penggunaan papan partikel dari limbah plastik polyprophylene (PP) dan tangkai bambu ini digunakan untuk interior. DAFTAR PUSTAKA Biro Pusat Statistik. 2010. Statistik Indonesia 2010 tentang Produksi Plastik. Jakarta: BPS. Diah, R. 2011. Proses Radiasi Kimia dan Polimer. Tersedia pada
www.scrib.com (diakses pada tanggal 15 Juli 2014).
Fathanah. 2011. Kualitas Papan Komposit dari Sekam Padi dan Plastik HDPE Daur Ulang Menggunakan Maleic Anhydride (MAH) sebagai Compatibilizer. Skripsi (tidak dipublikasikan). Fakultas Teknik Universitas Sylah Kuala.
Haygreen, J.G. & Bowyer, J.L. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu: Suatu Pengantar [Cetakan Ketiga]. Sutjipto A. Hadikusumo, penerjemah. Yogyakarta: UGM Press. Iswanto. 2002. Polimer Kompoit. Jurusan Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Maloney, T.M. 1993. Modern Particle Board and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman, inc Sanfransisco Miraadsari, N. 2011. Sifat Fisik dan Mekanik Papan Partikel dari Limbah Plastik Jenis HDPE (High Density Polyethylene) dan Ranting/Cabang Karet (Hevea Brasiliensis Muell. Arg), Jurnal Riset Hasil Hutan, Vol.3 No.1, 7-14. Mujiarto. 2005. Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif. Skripsi (tidak diterbitkan). Mulyadi. 2001. Sifat-sifat Papan Partikel Dari Limbah Kayu dan Plastik. Skripsi (tidak dipublikasikan). Fakultas Kehutanan IPB. Ratna. 2010. Definisi Plastik. Tersedia pada www.chem-is-try.org (diakses pada tanggal 02 Januari 2014). Standar Nasional Indonesia. 2006. Papan Partikel (SNI 03-2105-2006). Badan Standarisasi Nasional Syafitri. 2001. Analisis Aspek Sosial Ekonomi Pemanfaatan Limbah Plastik. Thesis (tidak dipublikasikan). Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor Widya. 2006. “Bambu Indonesia”. Tersedia pada bamboeindonesia. Wordpress.com (diakses pada tanggal 22 November 2013)
126
