2.5 Papan Akustik Berbasis Serat Alam
2.5.1 Serat Agave
dimanfaatkan untuk pembuatan papan sebagai pengganti kayu. Beberapa alasan menggunakan serat alam sebagai bahan pembuatan papan antara lain:
1. Lebih ramah lingkungan dan biodegradable dibandingkan serat sintetis. 2. Berat jenis alam lebih kecil
3. Memiliki rasio berat-modulus lebih baik dari serat E-glass.
4. Papan berbasis serat alam memiliki daya redam akustik yang baik. 5. Serat alam lebih ekonomis dari serat gelas dan serat karbon
Papan akustik berbasis serat alam dapat digunakan sebagai penyerap suara. Penyerap yang berserat umumnya mampu menyerap bunyi dalam jangkauan frekuensi yang lebar dan lebih disukai karena tidak mudah terbakar. Dengan menggunakan serat sebagai bahan dasar pembuatan papan akustik, diharapkan dapat menghasilkan papan yang kedap suara untuk mengendalikan kebisingan.
Untuk menyerap bunyi berfrekuensi rendah diperlukan penyerap berserat yang lebih tebal dibandingkan dengan bunyi berfrekuensi tinggi. Sebagai contoh, bila untuk frekuensi tinggi dibutuhkan ketebalan 3 mm, maka untuk frekuensi rendah diperlukan ketebalan 75 mm s/d 100 mm. Oleh arena itu, ketebalan papan akustik akan sangat berpengaruh terhadap kinerja akustiknya ( Irawan, 2013)
2.5.1 Serat Agave
Serat alam dari tanaman sudah lama dimanfaatkan dalam berbagai aspek kehidupan misalnya untuk tekstil, talitemali, sikat, tambalan, tenun, atap, kertas, kerajinan (keranjang/tas, tikar, keset, dan barang kerajinan lainnya), bahan bangunan dankonstruksi, serta bahan pembuatan serat sintetik. Diantara 72 jenis tanaman penghasilserat alam yang banyak digunakan di dunia, 9jenis merupakan penghasil serat utama, diantaranya Agave cantala (cantala/kantala atau nanas sebrang) dan Agave sisalana (sisal)dengan kegunaan utama untuk bahan baku tali temali. Sisal ( Agave sisalana Perrine) merupakan tanaman penghasil serat dari daunnya setelah melalui proses penyeratan. Tanaman yang termasuk dalam keluarga agavaceae ini berasal dari meksiko yang beriklim sedang, dan terus berkembang seiring dengan kemajuan kebutuhanuntuk bahan baku tali temali dan
industri lainnyahingga ke beberapa negara di daerah sub tropis maupun daerah
-daerah tropis (Fitriyani, 2012).
Gambar 2.1 Tanaman Agave angustifolia haw
Agave merupakan jenis tanaman berbatangpendek dengan daun berdaging
yang tumbuh tegak ke atas. Daunnya mengandung serat, dan serat inilah yang telah meningkatkan pendapatan negara Amerika hingga $35,000,000. Agave menduduki peringkat setelah kapas sebagai tanaman komersial penghasil serat terpenting di Amerika (Bakri, 2012).
Beberapa jenis dari genus ini yang memiliki nilai komersial sebagai penghasil serat, diantaranya:
a. Mexico Sisal ( Agave fourcroydes)
Tanaman asli Meksiko ini telah lama digunakan oleh Suku Aztec, yang seiring perkembangannya kini banyak ditumbuhkan di Kuba dan Yukatan. Jenis ini memiliki daun yang berduri. Seratnya yang berwarna pirang terang didapatkan dari jaringan daun. Sifat seratnya yang kasar, berdiameter kecil, kuat, dan elastis banyak digunakan sebagai bahan dasar untuk membuat tali ternak (lariat), tali pengikat, dan jenis tali lainnnya,namun serat ini tidak cocok untukdigunakan tali kapal ataupun tali kesekan,karena sifatnya yang mudah terputus.
b. Sisal ( Agave sisalana )
Perawakan Sisal mirip dengan Mexico Sisal,namun daunnya tidak memiliki duri. Jenis ini merupakan tanaman asli Meksiko danAmerika tengah, dan kini banyak
22
ditumbuhkan di Hawai, Hindia barat dan timur, dan beberapa daerah di Afrika. Tanaman ini mampu hidup ditempat kering, meskipun banyak jenis tanaman lainnya yang mati di tempat tersebut. Seratnya bersifat kasar, kaku, berwarna kuning teranghingga putih.
c. Istle, terdiri dari jaumave istle ( Agavefunkiana), tula istle ( A.lecheguilla ), dan palma istle ( Samuela carnerosuna). Merupakan tiga jenis serat yang memiliki nilai penting dan telah banyak diekspor. Seratnya didapatkan dari daun muda, lebihpendek dari serat Sisal dan serat Mexicosisal, namun serat yang dihasilkan lebih kuat dan tahan lama. Sifat seratnya yang kaku dan kasar, umumnya digunakan dalam memproduksi sikat-sikatan, dan sebagai pengganti dari serat Sisal dalam pembuatan karung, dan tali. Bahkan diketahui, karung biji yang terbuat dari serat istle mampubertahan hingga 10 tahun lamanya.
d. Maguey ( Agave cantala )
Jenis ini merupakan tanaman yang pertama kali dikenalkan ke India dan Asia Tenggara.Nilai komersial serat Maguey lebih rendahdari serat sisal. Tanaman ini cenderung dimanfaatkan untuk dibuat minuman (jus) khas Meksiko, pulque (sejenis susu) danmescal (Nurgaheni,2013).
Di dalam negeri, serat agave banyak digunakan sebagai tali untuk mengemas hasil panen tembakau. Kebutuhan tali untuk mengemas hasil panen tembakau di Madura mencapai 600 ton/tahun, yang diperoleh dari A.cantala Perrine, berasal dari Madura sendiri (Tirtosuprobo et al., 1993). Agave masuk di Indonesia pada awal abad ke-19, yaitu sebelum perang dunia ke II. Perkebunan besar telah menanam agave seluas 10.000 hektar dengan produksi serat 23.000 ton pada tahun 1939 (Tohir,1967).
Indonesia pernah menghasilkan serat agave sebanyak 80.000 ton (Lock, 1969). Daerah pengembanga agave terdapat di Jawa Timur (Banyuwangi, Madura, Jember, Malang, Blitar, dan Kediri), di Jawa Tengah (Kulon Progo, Magelang, Solo dan Yogyakarta) di Jawa Barat (Pemanukan dan Ciamis) dan di Sumatera Utara (Pematang Siantar dan Bilah). Pada umumnya daerah pengembangan agave adalah berbatu kapur dan beriklim kering.
Secara umum teknologi budidaya agave adalah mudah, dan hampir tidak ada kendala tetapi karena tanaman agave merupakan tanaman tahunan, maka perlu
ada tambahan pendapatan petani sebelum komoditas tersebut berproduksi. Tanaman agave mulai berproduksi setelah umur 2 tahun, daun agave dapat diproses untuk diambil seratnya. Berdasarkan jenisnya, agave memiliki perbedaan ragam bentuk morfologi dan karakter (Santoso, 2009).
Salah satu satu tanaman yang memiliki potensi untuk dimanfaatkan sebagai serat penguat material komposit adalah serat Agave angustifolia haw. Sifat mekanis serat ini telah diteliti oleh Silva-Santos dkk (2009) dengan kekuatan tarik sebesar 322,51 MPa, modulus elastisitas 17,51 GPa dan regangan 1,99 % (Santoso,2009).
2.6 Polimer
Polimer adalah molekul raksasa (makromolekul) tang tersususn dari satuan- satuan kimia sederhana yang disebut monomer, misalnya etilena, propilena, isobutilena, dan butadiene (yang merupakan produk samping pembuatan bensin serta pelumas).
Bahan polimer ada dua jenis, yaitu polimer biologis dan polimer bukan biologis. Biopolimer mendasari segala bentuk kehidupan dan berbagai bahan pangan. Polimer bukan biologis, termasuk yang sintetik dibutuhkan untuk bahan industry sandang, papan, transportasi, komunikasi, dan lain-lain.
Sebagai bahan struktur kontruksi, sifat mekanis polimer penting diperhatikan. Setidaknya, terdapat 4 hal ciri perilaku tegangan-regangan polimer:
1. modulus, ketahanan terhadap deformasi, yakni tegangan awal dibagi ΔL/L.
2. kuat ultimat atau kuat tensile : tegangan yang diperlukan untuk
mematahkan
3. Plan diukur dari perpanjangan ultimat: elastisitas/kekenyalan, diukur dari besarnya perpanjangan yang dapat balik (reversible) (Feldman, 1995). Menurut (Surdia, 1992) sifat – sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut ini:
1. Kemampuan cetaknya yang baik. Pada temperatur rendah, bahan dapat dicetak dengan penyuntikan, penekanan, ekstruksi dan lain sebagainya. 2. Produk ringan dan kuat.
24
3. Banyak di antara polimer yang bersifat isolasi listrik yang baik. Polimer mungkin juga dibuat sebagai konduktor dengan cara mencampurnya dengan serbuk logam, butiran karbon dan sebagainya.
4. Memiliki ketahanan yang baik terhadap air dan zat kimia.
5. Produk – produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya.
6. Umumnya bahan polimer memiliki harga yang lebih murah.
7. Kurang tahan terhadap panas sehingga perlu untuk diperhatikan sewaktu penggunaannya.
8. Kekerasan permukaan yang kurang. 9. Kurang tahan terhadap pelarut.
10.Mudah termuati listrik secara elektrostatik. Kecuali beberapa bahan yang khusus dibuat agar menjadi hantaran listrik.
11.Beberapa bahan tahan terhadap abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang kecil.
2.6.1 Perekat
Dewasa ini banyak sekali perekat dimanfaatkan. Tidak ada satu system tunggal yang memadai dapat merangkum semua produk. Industri perekat biasanya mengelompokkannya berdasarkan penggunaan akhir, misalnya perekat loga, perekat kertas dan kemasan/ bungkus, perekat serbaguna, dan lain-lain. Kriteria pengelompokkan lain dapat berdasarkan komposisi kimia, cara penggunaan, bentuk fisik, kesesuaian dengan keperlukan/ lingkungan, dan banyak lagi (Feldman,1995).
Feldman(1995), menjelaskan sifat berbagai perekat polimer dapat efektif dilakukan berdasarkan pengelompokkan kandungan/ jenis kimianya yaitu:
1. Perekat Termoplastik
Perekat ini mempunyai daya rekat yang baik terhadap logam, porselen, kayu, kertas, dan tekstil. Lateks dari polimerisasi emulsinya tak berbau, kekentalannya seragam, awet disimpan, dan dapat dipakai dengan/ tanpa zat pemplastik. Perekat termoplastika dalah perekat yang dapat melunak jika terkena
panas dan mengeras kembali apabila suhunya telah rendah. Ini hanya berguna bila dipakai untuk beban ringan dalam merekatkan logam, plastik, gelas, keramik, dan bahan berpori ( kertas, kayu, kulit, kain) sedangkan kondisi kerjanya tidak ekstrim. Untuk penggunaan bungkus dan laminasi cukup memadai. Contoh perekat yang termasuk jenis ini adalah polyvynil adhesive, cellulose adhesive, dan acrylic resin adhesive.
2. Perekat Termoset
Perekat termoset dapat berasal dari alam (hewan, tanaman) dan juga sintetik (epoksi, fenolik, poliester, poliaromat dan lainnya).Perekat termoset merupakan perekat yang dapat mengeras bila terkena panas atau reaksi kimia dengan bantuan katalisator atau hardener dan bersifat irreversible. Perekat jenis ini jika sudah mengeras tidak dapat lagi menjadi lunak.
Contoh perekat yang termasuk jenis ini adalah fenol formaldehida, urea formaldehida, melamine formaldehida, isocyanate, resorsinol formaldehida.
3. Perekat Blend Resin – Karet
Perekat ini sangat lazim dipakai dan sifatnya merupakan gabungan sifat komponennya. Resin termoset blend – karet sangat baik untuk perekat struktural, pada logam atau benda kaku lainnya. Contohnya perekat fenolik-nitril dan fenolik-neopren. Apabila resin saja, sifatnya cenderung getas. Apabila karet saja, sifat lekat, kohesi dan adesinya kurang baik. Bila digabungkan, penggunaannya meluas, untuk tekstil, kayu, logam, karpet, dan lain – lain keperluan industri.
2.6.2 Poliester
Poliester pertama yang dibuat oleh Carothers mempunyai suhu pelunakan sangat rendah, sehingga sebagai bahan pembentuk serat poliester, ia tidak tahan terkena panas. Akibatnya Carothers mengesampingkan poliester itu dan memfokuskan pekerjaannya pada poliamida yang menjadi awal pengembangan nilon. Pada tahun 1942 Whienfield dan Dickson membuat suatu poliester yang mereka sebut polietilena tereftalat.
Pemasukan cincin benzene kedalam rantainya ternyata meningkatkan kekakuan rantai dan juga titik lunaknya,menghasilkan poliester yang sangat
26
berguna bagi pembentukan serat. Di Inggris polyester dikenal dengan nama ‘terilen’, dan hanya polyester jenuh yang penting di perdagangkan.
Pembuatan polyester meliputi dua tahaputama. Pertama, terjadi reaksi antarubah ester ketika 1 mol ester dimetil dipanasi bersama 2 mol etana1,2-diol dengan katalis. Tahap kedua yaitu polimerisasi. Hasil tahap pertama dipanasi sampai mendekati 280oC pada tekanan rendah, sekitar 1mmHg (Coed,1991).
Unsaturated Poliester resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah seri Yukalac 157 BQTN-EX Series. Resin poliester tak jenuh (UPR) merupakan jenis resin termoset atau lebih populernya sering disebut poliester saja. UPR berupa resin cair dengan viskositas yang cukup rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin termoset lainnya (Nurmaulita, 2010).
Menurut Coed(1991), Poliester tak jenuh merupakan jenis poliester lain yang penting secara industry. Poliester tak jenuh sering kali dipakai dengan serat kaca untuk membuat badan mobil atau perahu. Poliester ini mempunyai titik ketakjenuhan atau ikatan rangkap sepanjang rantai.
2.7 Densitas
Densitas merupakan kerapatan suatu bahan atau material. Pengujian densitas dilakukan dengan menimbang massa sampel, kemudian diukur panjang, lebar dan tebal sampel,dilakukan untuk menentukan volume sampel.
Rapat massa suatu bahan yang homogen didefenisikan sebagai massa persatuan volume. Rapat massa dilambangkan dengan huruf Yunani � (rho) dan secara matematis dapat ditulis :
� =
� � ...(2.6) dengan : � = massa jenis (kg/m3) m = massa (kg) V = volume (m3)Berat jenis suatu bahan ialah perbandingan antara rapat massa bahan itu terhadap rapat massa air dan sebab itu berupa bilangan semata tanpa satuan. Istilah berat jensi sebenarnya merupakan istilah keliru karena tidak ada sangkut pautnya dengan gravitasi. Lebih tepat disebut rapat relatif karena lebih memperjelas konsepnya (Sears, 1982).