Sifat mekanis papan plastik dari komposisi plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan terdiri dari keteguhan rekat internal (IB), keteguhan lentur (MOE), dan keteguhan patah (MOR). Rata-rata nilai sifat mekanis papan plastik disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7. Rata-rata nilai sifat mekanis papan plastik batang pisang barangan
Komposisi PP:Partikel IB (kg/cm2) MOE (kg/cm2) MOR (kg/cm2)
50:50 2,94 5467 77,33
60:40 1,77 2710 50,72
70:30 1,56 4134 99,42
80:20 1,11 6170 128,49
Keteguhan Rekat Internal/ Internal Bond (IB)
Hasil pengujian internal bond (IB) papan plastik dari komposisi plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan berkisar 1,11-2,94 kg/cm2. Rata-rata hasil pengujian IB disajikan pada Gambar 11 dan hasil pengujian secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 7.
Pada Gambar 11 terlihat kecenderungan semakin rendah jumlah plastik polipropilena dan semakin tinggi partikel batang pisang barangan yang digunakan, maka semakin tinggi internal bond yang dihasilkan. Nilai IB yang paling tinggi terdapat pada perlakuan dengan komposisi bahan 50:50 yaitu sebesar 2,94 kg/cm2, sedangkan yang paling rendah terdapat pada komposisi bahan 80:20 yaitu sebesar 1,11kg/cm2.
Gambar 11. Grafik rata-rata internal bond papan plastik batang pisang barangan
Nilai IB papan plastik dari komposisi plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan menghasilkan variasi keteguhan rekat. Nilai IB menurun seiring berkurangya jumlah filler (partikel batang pisang barangan) dan bertambahya jumlah matriks (plastik propilena) yang digunakan, demikian pula sebaliknya. Hal ini diduga karena penggunaan komposisi poliprolina (PP) dan partikel batang pisang barangan yang tidak seragam sehingga ikatan daya rekat semakin berkurang seiring berubahnya komposisi bahan. Haygreeen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa kekuatan internal adalah suatu uji pengendalian kualitas yang penting karena menunjukkan kebaikan pencampuran partikel dan perekat, pembentukannya, dan proses pengempaan papan tersebut.
Nilai IB tertinggi terdapat pada papan plastik dengan komposisi bahan 50:50 yaitu sebesar 2,94 kg/cm2. Hal ini diduga karena komposisi polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan yang digunakan seragam. Prayitno (1995) menjelaskan bahwa komposisi partikel berpengaruh sangat nyata terhadap
2.94b 1.77ab 1.56a 1.11a Series2, , 0 K et eg uh a n r ek a t inte rna l (k g /cm 2) Komposisi PP:Partikel SNI 03-2105 2006 IB ≥ 1,5 kg/cm2 50:50 60:40 70:30 80:20
keteguhan rekat internal. Semakin seimbang (seragam) komposisi partikel yang digunakan, maka keteguhan rekat internalnya semakin baik.
Hasil sidik ragam keteguhan rekat internal papan plastik menunjukkan bahwa perbedaan komposisi antara plastik polipropilena dan partikel batang pisang barangan berpengaruh nyata terhadap keteguhan rekat internal papan plastik (Lampiran 16). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan komposisi bahan 50:50 berbeda nyata dengan perlakuan komposisi bahan 80:20 dan 70:30, namun tidak berbeda nyata dengan perlakuan komposisi bahan 60:40. Jadi komposisi bahan yang disarankan adalah komposisi bahan 60:40.
Nilai IB dalam penelitian ini lebih rendah dibandingkan dengan hasil penelitian Tampubolon (2015) tentang kualitas papan komposit plastik dari kertas kardus dan polipropilena (PP) dengan penambahan maleat anhidrida (MAH) dan benzoil peroksida (BP) serta berbagai variasi komposisi yaitu 50:50, 60:40 dan 70:30 yang menghasilkan nilai IB berkisar antara 4,77-8,29 kg/cm2. Hal ini dikarenakan adanya peran MAH yang dapat meningkatkan kekompakan antara biji plastik dan serat kardus pada penelitian tersebut. Sementara dalam penelitian ini tidak adanya penambahan MAH maupun BP, menunjukkan hasil pengujian pada keteguhan rekat internal lebih rendah.
Nilai rata-rata IB yang dihasilkan dalam penelitian ini hanya sebagian memenuhi SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai IB papan plastik ≥1,5 kg/cm2. Jika dibandingkan dengan SNI 03-2105-2006, maka nilai IB papan plastik dengan komposisi bahan 50:50, 60:40 dan 70:30 yang sesuai dengan standar yang ditetapkan sedangkan papan plastik dengan komposisi bahan 80:20 tidak memenuhi standar SNI 03-2105-2006 .
MOE (Modulus of Elasticity)
Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata MOE papan plastik dari komposisi antara plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan berkisar 2.710-6.170 kg/cm2. Hasil rata-rata nilai MOE disajikan dalam Gambar 12 dan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 8.
Gambar 12. Grafik rata-rata MOE papan plastik batang pisang barangan
Pada Gambar 12 terlihat nilai MOE kecenderungan tidak stabil, nilai MOE papan plastik dari komposisi bahan 50:50 menurun pada komposisi bahan 60:40 namun selanjutnya meningkat sampai pada komposisi bahan 80:20. Rata-rata nilai MOE pada Gambar 12 menunjukkan bahwa nilai MOE paling tinggi terdapat pada perlakuan komposisi bahan 80:20 yaitu sebesar 6.170 kg/cm2 sedangkan yang paling rendah terdapat pada komposisi bahan 60:40 yaitu sebesar 2.710 kg/cm2.
Papan plastik dengan komposisi bahan 60:40 menghasilkan nilai MOE yang lebih rendah dari nilai MOE dengan komposisi bahan 50:50, 70:30 dan
5467bc 2710a 4134ab 6170c Series2, , 0 M O E ( k g /cm 2) Komposisi PP:Partikel SNI 03-2105 2006 MOE ≥ 20.400 kg/cm2 50:50 60:40 70:30 80:20
80:20 yaitu sebesar 2.710 kg/cm2. Hal ini diduga karena adanya pengaruh kerapatan papan plastik. Karlinasari et al. (2012) dalam penelitiannya menyatakan bahwa semakin tinggi kerapatan papan maka sifat mekanisnya semakin meningkat, demikian juga sebaliknya. Dalam penelitian ini papan plastik pada komposisi 60:40 menghasilkan nilai kerapatan yang lebih rendah dibandingkan papan plastik yang lain sehingga menghasilkan nilai MOE yang lebih rendah juga. Hasil sidik ragam MOE papan plastik menunjukkan bahwa perbedaan komposisi antara plastik polipropilena dan partikel batang pisang barangan berpengaruh nyata terhadap MOE papan plastik (Lampiran 17). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan komposisi bahan 80:20 berbeda nyata dengan perlakuan komposisi bahan 60:40 dan komposisi bahan 70:30, namun tidak berbeda nyata dengan perlakuan komposisi bahan 50:50. Jadi komposisi bahan yang disarankan adalah komposisi bahan 50:50.
Hasil penelitian ini memiliki nilai MOE yang lebih rendah dibandingkan dengan hasil penelitian Mawardi (2009) tentang papan partikel dari kayu kelapa sawit (KKS) berbasis perekat polistirena (PS) dengan berbagai variasi komposisi yang menghasilkan nilai MOE berkisar 5000-8000 kg/cm2. Hal ini diduga karena kurangnya kekompakan antar bahan baku.
Nilai MOE yang rendah diduga pula karena pengaruh suhu kempa dan waktu kempa yang rendah. Pada penelitian Mawardi (2009) pencetakan papan dilakukan pada suhu ruang, dan dibiarkan kering dan mengeras selama14 hari sebelum dilakukan pengujian. Sementara pada penelitian Lubis (2009), pembuatan pelet plastik menggunakan mesin ekstruder terlebih dahulu, kemudian suhu kempa yang digunakan dalam pengempaan adalah 1650C dengan waktu
kempa 15 menit. Sedangkan pada penelitian ini suhu kempa yang digunakan adalah 1700C dengan waktu kempa 10 menit.
Semua nilai MOE papan plastik dari komposisi antara plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan bernilai rendah dan masih jauh dari standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOE papan plastik ≥20.400 kg/cm2. Hal ini diduga karena partikel batang pisang barangan yang digunakan tidak berupa serbuk melainkan partikel yang berukuran 0,5 cm, sehingga kurang sempurnanya pencampuran plastik poliproplena (PP) dengan partikel batang pisang barangan di dalam mesin ekstruder dan pada saat pengempaan dalam pembuatan papan plastik. Hal ini mengakibatkan sifat keteguhan lentur hanya terdapat pada beberapa bagian papan plastik dan daya ikat perekat plastik polipropilena (PP) terhadap partikel menjadi berkurang. Maloney (1993) menyatakan bahwa nilai MOE dipengaruhi oleh kandungan dan jenis bahan perekat yang digunakan, daya ikat perekat dan panjang serat.
MOR (Modulus of Rupture)
Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata MOR papan plastik dari komposisi antara plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan berkisar 50,72-128,49kg/cm2. Hasil rata-rata nilai MOR disajikan dalam Gambar 13 dan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 9.
Gambar 13. Grafik rata-rata MOR papan plastik batang pisang barangan
Pada Gambar 13 terlihat nilai MOR papan plastik bervariasi karena perbedaan komposisi bahan dengan nilai MOR menurun dari 77,33 kg/cm2 pada papan plastik dengan komposisi 50:50 menjadi sebesar 50,72 kg/cm2 pada papan plastik dengan komposisi 60:40, kemudian semakin meningkat sampai pada komposisi bahan 70:30 dan 80:20 menjadi sebesar 128,49 kg/cm2. Hal ini diduga karena nilai kerapatan papan plastik pada komposisi bahan 60:40 lebih rendah dibandingkan papan plastik yang lainnya sehingga nilai MOR menjadi lebih rendah.
Nilai rata-rata MOR paling tinggi terdapat pada perlakuan komposisi bahan 80:20 yaitu 128,49 kg/cm2, sedangkan nilai MOR paling rendah terdapat pada perlakuan komposisi bahan 60:40 yaitu 50,72 kg/cm2. Nilai ini menunjukkan bahwa perlakuan komposisi bahan 50:50 dan komposisi bahan 60:40 tidak memenuhi SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOR papan partikel ≥82 kg/cm2. Sementara papan plastik dengan komposisi bahan 70:30 dan 80:20
77.33ab 50.72a 99.42bc Series2, , 0 M O R ( k g /c m 2) Komposisi PP:Partikel SNI 03-2105 2006 MOR ≥82 kg/cm2 50:50 60:40 70:30 80:20 128.49c
menghasilkan nilai MOR yang memenuhi standar yaitu sebesar 99,42 kg/cm2 dan 128,49 kg/cm2.
Hasil sidik ragam MOR papan plastik menunjukkan bahwa perbedaan komposisi antara plastik polipropilena dan partikel batang pisang barangan berpengaruh nyata terhadap MOR papan plastik (Lampiran 16). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan komposisi bahan 80:20 berbeda nyata dengan perlakuan komposisi bahan 50:50 dan komposisi bahan 60:40, namun tidak berbeda nyata dengan perlakuan komposisi bahan 70:30. Jadi komposisi bahan yang disarankan adalah komposisi bahan 70:30. Karena pada komposisi bahan 70:30, perbedaan nilai MOR papan yang dihasilkan tidak signifikan dengan perlakuan komposisi bahan 80:20. Selain itu, pada komposisi bahan 70:30, nilai MOR yang dihasilkan telah memenuhi standar SNI 03-2105-2006.
Hasil penelitian ini memiliki nilai MOR yang lebih rendah dibandingkan dengan hasil penelitian Septiari et al. (2014) tentang papan partikel dari limbah plastik polipropilena (PP) dan serbuk bambu dengan berbagai variasi komposisi bahan dengan nilai MOR berkisar 500-878 kg/cm2. Hal ini diduga karena pada penelitian tersebut menggunakan variasi tekanan kempa yaitu 15 kg/cm2, 20 kg/cm2, 25 kg/cm2, 30 kg/cm2, dan 35 kg/cm2, sedangkan dalam penelitian ini hanya menggunakan tekanan kempa 25 kg/cm2. Septiari et al. (2014) dalam penelitiannya menyatakan 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 kg/cm2 menghasilkan nilai kuat tekan terbesar yaitu 878 kg/cm2. Sementara pada penelitian ini nilai MOR tertinggi yaitu sebesar 128,49 kg/cm2. Hal ini
disebabkan karena pada saat proses pencetakan papan partikel diberikan tekanan yang besar, maka dapat mempengaruhi interaksi antar partikel dengan plastik yang akan menyebabkan papan plastik menjadi semakin rapat sehingga proporsi ruang kosong semakin sedikit. Sehingga, pada saat pengujian kuat tekan papan partikel akan memberikan gaya tekan yang besar demikian juga sebaliknya.
Papan plastik yang menggunakan komposisi bahan 60:40 menghasilkan nilai MOR yang paling rendah. Hal ini disebabkan karena papan plastik tersebut menghasilkan nilai kerapatan yang paling rendah sehingga menyebabkan bertambahnya daerah yang tidak berinteraksi karena partikel-partikel tidak dapat memasuki daerah interaksi atau rongga pada polimer plastik polipropilena yang mempunyai kemampuan mengikat. Akibatnya, kuat papan palastik akan menurun. Nilai MOR papan plastik pada komposisi bahan 70:30 meningkat hingga pada komposisi bahan 80:20. Tingginya nilai MOR seiring dengan perubahan komposisi bahan disebabkan oleh semakin kuatnya ikatan antara partikel dengan perekat, sehingga papan yang dihasilkan menjadi lebih kuat. Maloney (1993) menunjukkan hubungan antara nilai MOR yang semakin tinggi dengan semakin meningkatnya kadar resin. Selanjutnya, Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa semakin banyak resin yang digunakan dalam suatu papan, semakin kuat dan semakin stabil dimensi papannya.
Kualitas Papan Plastik
Kualitas papan plastik diketahui dengan membandingkan hasil pengujian terhadap SNI 03-2105-2006. Berdasarkan hasil pengujian sifat fisis dan mekanis papan plastik dari berbagai variasi komposisi plastik polipropilena (PP) dan
partikel batang pisang barangan maka diperoleh rekapitulasi kualitas papan partikel seperti pada Tabel 8.
Tabel 8. Kualitas sifat fisis dan mekanis papan plastik dari komposisi plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan berdasarkan SNI 03-2105-2006 Komposisi PP:Partikel Kerapatan (g/cm3) KA (%) DSA (%) 2 Jam 24 Jam PT (%) 2 Jam 24 Jam IB (kgf/cm2) MOE (kgf/cm2) MOR (kgf/cm2) 50:50 0,69* 3,08* 4,11 13,59 0,36* 0,68* 2,94* 5467 77,33 60:40 0,52* 4,32* 11,41 28,48 0,21* 0,69* 1,77* 2710 50,72 70:30 0,73* 2,14* 2,43 8,12 0,21* 0,43* 1,56* 4134 99,42* 80:20 0,66* 1,67* 1,88 5,38 0,41* 0,62* 1,11 6170 128,49* SNI 03 2105-2006 0,4-0,9 ≤14 ts ts ≤12% ≤12% ≥1,5 ≥20.400 ≥ 82 Keterangan :
* = memenuhi standar SNI 03-2105-2006 ts = tidak disyaratkan SNI 03-2105-2006
Berdasarkan Tabel 8 dapat dilihat bahwa semua hasil pengujian kerapatan, kadar air, dan pengembangan tebal papan papan plastik dari berbagai variasi komposisi plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan telah memenuhi SNI 03-2105-2006. Pada pengujian MOE, semua contoh uji tidak memenuhi SNI 03-2105-2006. Akan tetapi pada pengujian MOR beberapa contoh uji memenuhi SNI 03-2105-2006, contoh uji yang tidak memenuhi standar terdapat pada perlakuan komposisi bahan 50:50 dan 60:40. Pada pengujian internal bond (IB) hampir semua contoh uji memenuhi SNI 03-2105-2006, contoh uji yang tidak memenuhi standar hanya pada perlakuan komposisi bahan 80:20.
Sifat fisis papan plastik yang dihasilkan semua memenuhi SNI 03-2105- 2006, akan tetapi sifat mekanis yang dihasilkan banyak tidak memenuhi SNI 03- 2105-2006. Hal ini diduga karena papan plastik dari komposisi plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan menghasilkan nilai
kerapatan yang lebih rendah sehingga mempengaruhi sifat mekanis papan plastik menjadi rendah.
Berdasarkan Tabel 8 dapat diketahui bahwa perlakuan dengan komposisi bahan 70:30 menghasilkan sifat fisis dan mekanisme papan plastik yang paling banyak memenuhi SNI 03-2105-2006 yaitu kerapatan, kadar air, PT 2 jam dan 24 jam, IB dan MOR. Jadi komposisi plastik polipropilena (PP) dan partikel batang pisang barangan yang terbaik dalam penelitian ini adalah 70:30. Sedangkan kualitas papan plastik yang terburuk adalah papan plastik dengan perlakuan komposisi bahan 60:40. Hal ini karena sifat fisis papan plastik lebih rendah dan sifat mekanis sedikit memenuhi SNI 03-2105-2006.