4
TINJAUAN PUSTAKA
Fiber Plastic Composite (FPC) Menurut Taurista, et, al. (2004) komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material, yang memiliki sifat mekanik dari material pembentuk berbeda-beda. Dikarenakan karakteristik pembentukanya berbeda-beda, maka akan dihasilkan material baru yaitu komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material pembentuknya. Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu : 1. Penguat (reinforcement), yang mempunyai sifat kurang ductile tetapi rigid serta lebih kuat 2. Matriks, umumnya lebih ductile tetapi mempunyai kekuatan dari rigiditas yang lebih rendah Komposit kayu plastik adalah komposit yang terbuat dari plastik sebagai matriks dan serbuk kayu sebagai pengisi (filler), yang mempunyai sifat gabungan keduanya. Penambahan filler ke dalam matriks bertujuan mengurangi densitas, meningkatkan kekakuan, dan mengurangi biaya per unit volume. Dari segi kayu, dengan adanya matriks polimer di dalamnya maka kekuatan dan sifat fisiknya juga akan meningkat (Febrianto, 1999). Dalam pembuatan produk komposit kayu plastik, hal yang sangat diperhatikan adalah bagaimana agar gabungan antara plastik dan bahan baku serat dapat menghasilkan daya rekat yang kuat, sehingga memiliki kekuatan kayu yang tinggi. Dalam proses pelelehan plastik, cairan plastik akan mengikat bahan baku serat membentuk satuan yang homogen dan kuat (Barone, 2005).
Universitas Sumatera Utara
5
Teknologi baru yang berkembang saat ini adalah pembuatan papan kombinasi antara serat dengan plastik sebagai matriksnya. Sianturi (2011) dan Tampubolon (2012) telah melakukan penelitian pembuatan papan FPC yang memanfaatkan kertas kardus sebagai bahan baku serat dan plastik polipropilena sebagai matriks pengikatnya. Pembuatan papan FPC ini dikombinasikan dengan penambahan maleat anhirida sebagai compatibilizer dan benzoil peroksida sebagai inisiator.
Kertas Kardus Kardus atau corrugated paper merupakan bahan dasar kemasan yang memiliki daur hidup sangat singkat dan berharga ketika berlangsungnya proses distribusi produk dari produsen ke konsumen. Material kardus saat ini dipandang sebagai kebutuhan sekunder dalam suatu proses produksi industri. Bahan dasar utama kertas kardus berasal dari limbah industri pemotongan kayu (sisa potongan, serutan, serbuk gergaji). Sifat kardus mudah untuk diolah kembali atau didaur ulang beberapa kali, baik untuk bahan pembuatan kardus baru atau papan daur ulang (MDF/medium density fibreboard). Bahan bakunya sangat berlimpah dan didukung oleh sifatnya yang ramah lingkungan sehingga kardus menjadi material yang sangat ekonomis untuk dimanfaatkan (Ervasti, 1996). Willy dan Yahya (2001) menyatakan bahwa kekurangan dan kelebihan kertas kardus adalah sebagai berikut : 1. Struktur kardus olahan atau hasil recycle (daur ulang) tidak jauh berbeda dengan kardus baru, perbedaan utamanya adalah ketebalan yang terjadi karena penambahan lapisan gelombang.
Universitas Sumatera Utara
6
2. Proses cetak dilakukan dengan sistem cetak sablon (silk-screen printing). Teknik pencetakan sablon cukup sulit untuk diterapkan karena permukaan material ini tidak begitu rata, disebabkan alur gelombang atau flute sehingga bagian yang cekung tidak dapat tercapai oleh screen sablon dan tinta tidak dapat tercetak secara merata. 3. Kertas sebagai bahan dasarnya tidak tahan terhadap air dan kelembaban, baik yang disebabkan oleh zat cair atau kelembaban udara. Sehingga harus dilakukan penjemuran atau pemanasan dengan plat lain (misalnya lampu sorot, oven, dan lain-lain) untuk mengembalikan kekuatan struktur material. 4. Dalam keadaan kadar air tinggi, sangat mudah terjadi perubahan permukaan atau kekuatan struktur gelombang bahkan terbukanya rekatan antar lapisan. 5. Ketebalan material yang tersusun dari lapisan-lapisan kardus berdampak langsung terhadap kekuatan struktur material. Semakin banyak lapisan atau semakin tebal material maka semakin kuat pula struktur material tersebut. 6. Penyusunan
lapisan
dengan
sistem
modul
pada
saat
perekatan
mempermudah proses pembuatan material untuk suatu produk. Hal ini dapat menekan banyaknya material yang terbuang pada saat proses produksi. 7. Berasal dari bahan baku yang dapat didaur ulang dan bersifat bio-degradable (dapat diurai oleh tanah).
Universitas Sumatera Utara
7
8. Proses produksi tidak membutuhkan peralatan khusus yang mahal dan tidak membutuhkan keahlian khusus sehingga kardus olahan dapat diproduksi dalam skala pribadi, rumah tangga, industri kecil hingga industri besar untuk menanggulangi kardus bekas yang umumnya hanya menjadi limbah. 9. Pengolahan dapat dilakukan dengan mudah untuk menghasilkan produk dengan sistem bongkar pasang.
Polipropilena Polipropilena adalah suatu polimer yang dibentuk melalui reaksi kimia polimerisasi dari monomer yang merupakan senyawa vinil. Polipropilena termasuk jenis plastik komoditas yaitu jenis plastik dengan volume yang tinggi dan harganya murah. Plastik komoditas mewakili sekitar 90 % dari seluruh produk termoplastik. Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang sangat ringan, densitas 0,90-0,92 g/cm2, memiliki kekerasan dan kekakuan yang tinggi dan bersifat kurang stabil terhadap panas karena adanya hydrogen tersier. Penggunaan bahan aditif memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan polimer (Sarumaha, 2008). Monomer polipropilena merupakan hasil samping dari pemurnian minyak bumi. Monomer yang menyusun polipropilena memiliki struktur kimia CH2 = CH – CH3. Pembuatan polipropilena adalah melalui polimerisasi adisi dari monomer polipropilena (Rosen, 1982). Polimerisasi polipropilena secara umum ditunjukkan pada Gambar 1.
Universitas Sumatera Utara
8
H n
CH3
H
CH3
C = C
C
C
H
H
H
H
n = unit perulangan n
Gambar 1. Polimerisasi Polipropilena
Polipropilena mempunyai konduktivitas panas yang rendah (0,12 W/m), tegangan permukaan yang rendah, kekuatan benturan yang tinggi, tahan terhadap pelarut organik, bahan kimia anorganik, uap air, minyak, asam dan basa, isolator yang baik tetapi dapat dirusak oleh asam nitrat pekat, mudah terbakar, titik leleh 166ºC dan suhu dekomposisi 380ºC (Cowd, 1991). Polipropilen mempunyai titik leleh yang tinggi (190-200ºC), sedangkan titik kristalisasinya antara 130-135ºC. Polipropilen mempunyai ketahanan terhadap bahan kimia (chemical resistence) yang tinggi, tetapi ketahanan pukul (impact strenght) rendah (Mujiarto, 2005). Adanya beraneka ragam produk berbahan polipropilena disebabkan karena polimer ini dapat bercampur baik dengan sejumlah bahan aditif, sehingga polimer ini sangat banyak digunakan. Polipropilena mempunyai sifat fisis keras dan kaku sehingga secara komersil selalu ditambah bahan aditif dengan tujuan agar diperoleh derajat kekerasan dan kelunakan tertentu (Wirjosentono, 1998).
Maleat Anhidrida (MAH) Maleat anhidrat adalah senyawa vinil tidak jenuh yang merupakan bahan mentah dalam sintesa resin poliester, bahan aditif dan minyak pelumas. Plastiser dan kopolimer MAH mempunyai sifat kimia yang khas yaitu adanya ikatan gugus karboksil di dalamnya. Evrianni (2009) menyatakan bahwa MAH adalah senyawa vinil tidak jenuh dengan spesifik grafiti 1,5 g/cm3. MAH mempunyai sifat kimia
Universitas Sumatera Utara
9
khas yaitu adanya ikatan etilenik dengan gugus karbonil didalamnya, ikatan ini berperan dalam reaksi adisi. Umumnya senyawa dengan dua karbon ikatan rangkap mempunyai sifat yang karakteristik. MAH dengan berat molekul 98,06 larut dalam air, meleleh pada temperature 57-60ºC, mendidih pada 202ºC (Wulan, 2012). MAH mempunyai sifat kimia khas yaitu adanya ikatan etilenik dengan gugus karbonil di dalamnya, ikatan ini berperan dalam reaksi adisi (Arifin, 1996). Struktur kimia MAH ditunjukkan pada Gambar 2. O HC
C O
HC
C O
Gambar 2. Maleat Anhidrida
Benzoil Peroksida (BPO) Benzoil peroksida merupakan senyawa peroksida yang berfungsi sebagai inisiator dalam proses polimerasi dan bahan pembentukan ikatan silang dari berbagai polimer dan material polimer. Tanpa adanya inisiator maka kinerja dari compatibilizer dalam hal ini maleat anhidrat hanya bisa terjadi reaksi esterifikasi dengan gugus OH dari bahan baku sedangkan reaksi gabungan dengan polipropilena tidak terjadi (Wulan, 2012). Benzoil peroksida mempunyai waktu paruhnya 30 menit pada suhu 100ºC. BPO mempunyai keuntungan yaitu radikal benzoiloksi yang cukup stabil sehingga cenderung bereaksi dengan molekul-molekul monomer yang lebih reaktif sebelum
Universitas Sumatera Utara
10
mengeliminasi karbondioksida, dengan demikian mengurangi pemborosan inisiator (Steven, 2001). Benxzoil peroxide (BPO) adalah paling umum digunakan sebagai inisiator. Biasanya jumlah peroksida yang ditambahkan berkisar dari 0 %, 2 %, 3 % oleh berat dari monomer (Klyosov, 2007). Peran benxzoil peroxide sebagai inisiator pada
reaksi
antara
rantai
polipropilena
dengan
maleic
anhydride.
Han et., al. (1990), mengemukakan bahwa inisiator diperlukan dalam pembuatan papan partikel berbahan baku limbah serbuk kayu dan limbah plastik polipropilena, karena tanpa adanya inisiator maka kinerja dari compatibilizer dalam hal ini maleic anhydride hanya bisa terjadi reaksi esterifikasi dengan gugus OH dari bahan baku sedangkan reaksi gabungan dengan polipropilena tidak terjadi.
Marine Borer (Penggerek Laut) Organisme perusak kayu di laut sering disebut dengan marine borer. Organisme ini dapat menyebabkan kerusakan yang luas pada bagian tiang-tiang dan kayu-kayu dermaga yang bersentuhan dengan air asin atau setengah asin dan perahu-perahu yang terbuat dari kayu. Binatang ini tersebar luas di sebagian besar perairan asin di dunia dan lebih banyak merusak di daerah-daerah tropis daripada di daerah sub tropis (Hunt dan Garrrat, 1986). Aktifitas perkembangan penggerek kayu di laut dipengaruhi oleh temperatur, salinitas, arus, pasang surut, gerakan ombak dan lain sebagainya (Muslich dan Sumarni, 2004). Adapun penggerek kayu di laut yang sering dijumpai dan banyak menimbulkan kerusakan pada kayu terdiri atas dua golongan yaitu crustaceae dan mollusca. Kedua golongan ini masing-masing mempunyai karakteristik yang
Universitas Sumatera Utara
11
berbeda, demikian pula cara menyerangnya. Dua tipe serangan yang dikenal adalah shipworm dan gribble (Muslich dan Sumarni, 1998). Berikut dua filum penggerek laut yang sering menyerang kayu atau bahan berlignoselulosa di laut : Filum Crustacea Terdapat sekitar 40.000 species, mencakup jenis- jenis copepod, udang dan kepiting. Berukuran kurang dari 0,1 mm sampai 60 cm, dengan berbagai bentuk tubuh. Keberhasilan crustaceae hidup di perairan antara lain disebabkan oleh anggota badannya yang bersendi-sendi, sehingga
mudah berjalan dan
berenang dengan cepat. Disamping itu adanya kulit keras, adakalanya tebal dan berduri tidak disukai predator (Suwignyo, et. al., 2005). Kelas Crustaceae memiliki tiga genera yang penting yaitu Limnoria, Chelura dan Shpaeroma. Ketiga genera ini memperbanyak diri dengan bertelur. Limnoria disebut juga gribble merusak kayu dengan cara mengebor dan membuat serambi kecil untuk tempat tinggalnya. Serangan Limnoria terlihat seperti bunga karang. Besar kecilnya gerakan air laut dapat mempengaruhi aktifitas dari Limnoria, semakin besar gerakan air laut akan semakin besar dorongan Limnoria membuat lubang untuk tempat berlindungnya, sehingga akan memperluas kerusakan kayu. Jenis lain dari kelas Crustaceae adalah Chelura dan Sphaeroma. Chelura mempunyai ukuran sedikit lebih besar dari Limnoria. Biasanya hidup bersama-sama dalam satu sarang dengan Limnoria dan hidup bersimbiosis. Sedangkan Sphaeroma mempunyai ukuran lebih panjang dan lebih gemuk. Sphaeroma ini terdapat di berbagai perairan dan berkembang dengan baik di perairan tropis dan dapat membuat lubang kurang lebih dengan diameter 10 mm dan kedalaman 7 – 10 mm (Muslich dan Sumarni, 1997).
Universitas Sumatera Utara
12
Filum Molusca Beberapa genera terpenting dari kelas Mollusca yaitu Bankia, Teredo, Martesia dan Xylophaga. Bankia dan Teredo termasuk dalam famili Teredinidae sedangkan Martesia dan Xylophaga termasuk dalam famili Pholadidae. Teredo dan Bankia sering disebut teredine borer atau shipworm. Binatang ini dapat hidup dan berkembang normal di air yang mempunyai salinitas 10-30 per mil. Jenis lain dari Mollusca adalah Martesia dan Xylophaga. Martesia striata Linne merupakan salah satu spesies yang dijumpai di perairan pantai yang mempunyai bentuk seperti buah pear. Kerusakan yang ditimbulkan dapat mudah diketahui, berupa pengikisan bagian luar kayu dengan lubang-lubang yang dangkal. Sedangkan Xylophaga dorsalis selain merusak kayu juga merusak kabel kawat yang ada di laut. Jenis ini mempunyai panjang tidak lebih dari 40 mm (Muslich dan Sumarni, 1997).
Universitas Sumatera Utara
