BAB II TINJAUAN TEOR
22.70 SNI 01-1561-1989 Kelarutan dalam NaOH 1 % 20.48 SNI 19-1938-
Uji komposisi sifat kimia untuk megetahui komposisi kimia yang terdapat dalam serat sabut kelapa. Uji kadar abu untuk mengetahui kadar abu yang terdapat dalam serat sabut kelapa. Uji lignin untuk mengetahui jumlah lignin dalam serat sabut kelapa. Lignin adalah bagian yang terdapat dalam lamela tengah dan dinding sel yang berfungsi sebagai perekat antar sel, dan merupakan senyawa aromatik yang berbentuk amorf. Suatu komposit akan mempunyai sifat fisik atau kekuatan yang baik apabila mengandung sedikit lignin, karena lignin bersifat kaku dan rapuh, (Sunaryo, 2008).
2.6 POLIPROPILEN
Plastik merupakan bahan teknis yang berasal dari polimer, meskipun istilah polimer lebih popular menunjukkan kepada plastik.
Sejak abad 20, plastik dinggap sebagai material yang baru, kemudian berkembang secara luas penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi 150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun pada tahun 2005.Saat ini penggunaan material plastik di Negara-negara Eropa Barat mencapai 80 kg/orang/tahun, sementara di India hanya 2kg/orang/tahun.
Seiring dengan perkembangan teknologi, kebutuhan plastik terus meningkat. Data BPS tahun 2001 menunjukkan bahwa volume perdagangan plastic impor Indonesia, terutama Polipropilen (PP) pada tahun 1995 sebesar 136.122,7 ton sedangkan pada tahun 1999 sebesar 182.523,6 ton sehingga pada kurun waktu kurang lebih 4 tahun itu terjadi peningkatan yang cukup signifikan yaitu sebesar 34,15 %. Jumlah itu diperkirakan terus meningkat pada tahun-tahun selanjutnya. Sebagai konsekuensinya, peningkatan limbah plastikpun tidak dapat terelakkan. Pemanfaatan limbah plastic merupakan upaya penekanan pembuangan plastic seminimal mungkin dan dalam batas tertentu, menghemat sumber daya dan mengurangi bahan impor. Pemnafaatan limbah plastic dapat dilakukan dengan pemakaian kembali (reuse) maupun daur ulang, (BPS, Statistik Perdagangan Luar Negeri, 2002).
Pemanfaatan limbah plastic dengan cara daur ulang umumnya dilakukan oleh pihak industri. Secara umum terdapat empat prasyarat agar suatu limbah plastic dapat diproses oleh industri, antara lain limbah harus dalam bentuk tertentu sesuai dengan kebutuhann (biji, pellet, serbuk, pecahan, limbah harus homogeny, tidak terkontaminasi serta diupayakan tidak teroksidasi). Untuk mengatasi masalah tersebut sebelum digunakan limbah plastic diproses melalui tahapoan sederhana, yaitu : pemisahan, pemotongan, pencucian, dan penghilangan zat-zat seperti besi dan sebagainya. Pemanfaatan dan penggunaan limbah plastic 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 aditif untuk meningkatkan kualitas. Empat jenis limbah plastik yang popular dan laku dipasaran yaitu : Polietilen (PE),High Density Polyetilena (HDPE), asoi, dan Polietilena (PP), (Haryono, 2010).
Polipropilen (PP) termasuk jenis plastic olefin dan merupakan polimer dari propilen. Dikembangkan sejak tahun 1950 dengan berbagai nama dagang, seperti : Bexfane, Dynafilm, Laufaren, Escon, Olefane, Profax. Polipropilena lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap. Monomer polipropilen diperolah dengan pemecahan secara thermal naphta (distalasi minyak kasar) etylen, propilen dan homologues yang lebih tinggi dipisahkan dengan distalasi pada temperature rendah, dengan menggunakan katalis Natta Ziegeler, (D.W. Van Krevelen, 2000).
Sifat utama dari Polipropilen, yaitu :
1. Ringan (kerapatan 0,9 g/cm3
2. Mempunyai kekuatan tarik lebih besar dari polyethylene (PE). Pada suhu rendah akan rapuh, dalam bentuk murni pada suhu -3000
), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih dalam pembuatan film.
0
3. Lebih kaku dari PE dan tidak gampang sobek sehingga lebih mudah penanganannya.
C mudah pecah sehingga perlu ditambahkan polyethylene atau bahan lain untuk memperbaiki ketahanan terhadap benturan.
4. Permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang. 5. Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 1500
6. Titik leleh cukup tinggi pada suhu 170
C.
0
7. Tahan terhadap asam kuat, basa dan minyak. Tidak terpengaruh pada pelarut olehj suhu kamar kecuali HCL.
8. Pada suhu tinggi polipropilen akan bereaksi dengan benzene, siklena, toluene, terpentin dan asam nitrat kuat, (Bilmeyer, 1994).
Polipropilena disusun oleh monomer-monomer yang merupakan senyawa vinil jenuh dengan stuktur (CH2=CH-CH3
Kristalinitas merupakan sifat penting yang terdapat pada polimer yang menunjukkan susunan molekul yang lebih teratur. Sifat kristalinitas yang tinggi menyebabkab regangannya tinggi dan kaku . Dalam polipropilen, rantai polimer yang terbentuk dapat tersusun membentuk daerah kristalin dan amorf yang mana atom-atom terikat secara tetrahedral dengan sudut ikatan C-C sebesar 109,5
). Proses polimerisasi ini akan menghasilkan suatu rantai linier berbentuk –A-A-A-A-A- dengan A adalah polipropilen yang merupakan polimer hidrokarbon.
0
Karakteristik polipropilen secara umum dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut ini. dan membentuk rantai zig-zag planar, (Steven, 2007).
Tabel 2.3 Karakteristik Polipropilen secara umum Physical Properties
Tensil Strength (0.095 -1.30) N/mm2
Notched Impact Strength (3.0 – 30.0 ) Kj/m Thermal Coefficient of expantion
2 (100 - 150) x 10 Density at 23 -6 0 0.90 – 0.91 g/cm C
Water absorbtion(24hrs,3.2mm thicknes)
3
<0.01%
Refractive Index 1.49
Thermal conductivity 3.3 cal cm/cm20C sec x 10 Coeffisient of linier thermal expantion
-4 8 – 11 cm0C / cm x 10 Specific heat -5 0.44 -0.46 cal / 0 Density of Melt at 180 C/g 0 0.769 g/cc C
Heat of combustion 19,400 Btu / lb
Oxygen index 17.4
Decomposition temperature range 328 – 410 0 Dielectric constant (0.1MHz)
C 2.25
Dissipation factor (0.1 MHz) <0.0002 Specific volume resistively >1016Ὠ.Cm
Polipropilena pertama kali dipolimerisasi oleh Dr.Karl Rehn di Hoechst AG, Jerman, pada tahun 1951. Polipropilena atau polipropena (PP) adalah sebuah polimer termoplastik yang dibuat oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil dll, (Sperling, 2000).
2.7ASPAL
Aspal merupakan senyawa hidrokarbon berwarna coklat gelap atau hitam pekat yang dibentuk dari unsur-unsur asphathenes, resins, dan oils. Aspal pada lapis perkerasan berfungsi sebagai bahan ikat antara agregat untuk membentuk suatu campuran yang kompak, sehingga akan memberikan kekuatan masing- masing agregat (Kerbs and Walker, 1971). Selain sebagai bahan ikat, aspal juga berfungsi untuk mengisi rongga antara butir agragat dan pori-pori yang ada dari agregat itu sendiri. Pada temperatur ruang aspal bersifat thermoplastis, sehingga aspal akan mencair jika dipanaskan sampai pada temperatur tertentu dan kembali membeku jika temperatur turun. Bersama agregat, aspal merupakan material pembentuk campuran perkerasan jalan. Banyaknya aspal dalam campuran perkerasan berkisar antara 4-10% berdasarkan berat campuran, atau 10-15% berdasarkan volume campuran. Berdasarkan tempat diperolehnya, aspal dibedakan atas aspal alam dan aspal minyak. Aspal alam yaitu aspal yang didapat di suatu tempat di alam, dan dapat digunakan sebagaimana diperolehnya atau dengan sedikit pengolahan. Aspal minyak adalah aspal yang merupakan residu pengilangan minyak bumi, (Sukirman, 2003).
Secara umum, jenis aspal dapat diklasifikasikan berdasarkan asal dan proses pembentukannya adalah sebagai berikut :
1. Aspal Alamiah. Aspal ini berasal dari berbagai sumber, seperti pulau Trinidad dan Bermuda.
2. Aspal Batuan. Aspal ini merupakan endapan alamiah batu kapur atau batu pasir yang diperpadat dengan bahan-bahan berbitumen.
3. Aspal Minyak Bumi. Bahan-bahan pengeras jalan aspal sekarang berasal dari minyak mentah domestik bermula dari ladang-ladang di beberapa negara bagian.
Aspal pabrik merupakan aspal yang terbentuk oleh proses yang terjadi dalam pabrik, sebagai hasil samping dari proses penyulingan minyak bumi. Aspal pabrik ini, mempunyai kualitas standart. Aspal pabrik terbagi kedalam tiga jenis, yaitu :
1. Aspal emulsi, yaitu campuran aspal (55%-65%), air (35%-45%) dan bahan emulsi 1% sampai 2%.
2. Aspal cair, disebut juga aspal cut-back, yang dibagi-bagi menurut proses fraksinya.
3. Aspal beton, disebut juga Asphalt Concrete (AC) yang dibagi-bagi menurut angka penetrasinya. Misal : AC 40/60, AC 60/70, dan seterusnya, (Oglesby, 1996).
Aspal padat iran dengan penetrasi 60/70 merupakan salah satu jenis aspal yang diimport dari Iran-Teheran. Aspal jenis ini sangat sesuai dan direkomendasikan untuk Negara beriklim tropis seperti Indonesia, karena di desain untuk bisa elastic menyesuaikan suhu yang naik dan turun, contohnya aspal yang dipergunkaan sebagai bahan utama dalam penelitian ini yaitu aspal tersebut yang tercantum seperti pada Tabel 2.4 berikut ini.
Tabel 2.4 Data Jenis Pengujian dan Persyaratan Aspal Tipe Grade 60/70
Sifat Ukuran Spesifikasi Standar pengujian Densitas pada T=25oC Kg/m2 1010-1060 ASTM-
D71/3289 Penetrasi pada T=25oC 0,1 mm 60/70 ASTM-D5
Titik leleh oC 49/56 ASTM-D36
Daktilitas padaT= 25oC Cm Min.100 ASTM-D113
Penurunanpenetrasi setelah pemanasan % Max20 ASTM-D5&D6
Titik Nyala oC Min. 250 ASTM-D92
Kelarutan dalam Cs2 %wt Min. 99,5 ASTM-D4
Spot Test Negatif AASHO T102
Berdasarkan ketiga bentuk aspal tersebut, semen aspal atau aspal padat yang paling banyak digunakan. Aspal yang digunakan untuk perkerasan jalan yang dicampurkan dengan agregat atau tanpa bahan tambahan disebut dengan aspal beton. Yang paling umum digunakan yaitu aspal beton campuran panas yang dikenal dengan Hot Mix sedangkan jenis lainnya seperti aspal beton campuran hangat, aspal beton campuran dingin, dan aspal mastis. (Olgesby, 1996)
Penambahan bahan polimer pada aspal yang bersifat plastomer dapat meningkatkan kekuatan tinggi dalam campuran aspal polimer. Pada sisi lain, bahan yang bersifat elastomer seperti karet alam, maupun karet sintetis, dapat memberikan aspal dengan fleksibilitas dan keelastisan yang lebih baik, termasuk juga perbaikan terhadap resistensi dan ketahanan terhadap temperatur rendah. Bahan aditif aspal yang biasanya dipakai adalah material dari jenis karet, baik karet sintetis, karet buatan, karet yang sudah diolah (dari ban bekas), atau bahan plastik. Aspal telah digunakan selama ribuan tahun sebagai bahan waterproofing. Di Amerika Utara, aspal telah digunakan selama sekitar 150 tahun sebagai bahan atap. Lebih khusus lagi, Buil-up Roofing (BUR) telah digunakan selama lebih dari 100 tahun. Bahan baru yang diperkenalkan sebagai alternatif BUR adalah produk formulasi kimia yang berbeda. Produk ini menyediakan berbagai macam pilihan yang memenuhi karakteristik kinerja yang diperlukan, (Paroli R. a., 1997).
2.8 AGREGAT
Agregat merupakan butir-butir batu pecah, kerikil,pasir atau mineral lain, baik yang berasal dari alam maupun buatan yang berbentuk mineral padat berupa ukuran besar maupun kecil atau fragmen-fragmen.
Sifat agregat merupakan salah satu faktor penentu kemampuan perkerasan jalan memikul beban lalu lintas dan daya tahan terhadap cuaca. Agregat, berdasarkan ukuran butirannya dapat dibagi atas 3 bagian, yaitu :
1. Agregat Kasar, adalah agregat dengan ukuran butiran lebih besar dari saringan No.8 (2,36 mm).
2. Agregat Halus, adalah agregat dengan ukuran butiran lebih halus dari saringan No.8 (2,36 mm).
3. Bahan pengisi (filler), adalah bagian dari agregat halus yang minimum 75% lolos saringan No.30 (0,06).
Agregat pasir adalah bahan batuan halus yang terdiri dari butiran sebesar 0,14 – 5 mm didapat dari hasildisintegrasi batu alam (natural sand) atau dapat juga pemecahannnya (artificial sand), dari komposisi pembentukan tempat terjadinya pasir alam dapat dibedakan atas : pasir galian, pasir sungai, pasir laut yaitu bukit-bukit pasir yang dibawa kepantai. (Wignall, Proyek Jalan Raya, Edisi Keempat, 2003)
Pasir merupakan agregat halus yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran aspal beton. Agregat ini menempati kurang lebih 70% dari volume aspal,sehingga akan sangat berpengaruh terhadap kekuatannya, (Sukirman, 2003).
2.9GENTENG
Suatu atap berfungsi melindungi terutama terhadap hujan. Tergantung atas sifat alami bangunan, atap itu bisa juga melindungi dari panas, cahaya matahari, dingin dan angin. Jenis-jenis lain dari struktur, sebagai contoh, suatu bangunan untuk kebun, akan melindungi dari dingin, angin dan hujan tetapi bisa tembus cahaya. Suatu rumah bisa diatapi dengan material yang melindungi dari cahaya matahari tetapi tidak menghalangi unsur-unsur yang lain. Setiap jenis penutup atap punya kelebihan dan kekurangangnya masingmasing.
Jenis genteng bermacam-macam, ada genteng beton, genteng tanah liat, genteng keramik, genteng seng dan genteng kayu (sirap) dan lain-lain. Agar
kualitas genteng optimal, maka daya serap air harus seminimal mungkin, agar kebocoran dapat diminimalisir, (Piere, 2010).
Setiap jenis penutup atap mempunyai kelebihan dan kekurangannya masing- masing. Anda bisa memilihnya dengan mempertimbangkan penampilan, kepraktisan, bentuk dan umur rencananya masing-masing. Berikut akan dibahas beberapa jenis yang paling popular saat ini :
2.9.1 Genteng Komposit Polimer
Genteng berbasis polimer merupakan suatu alternatif pengganti genteng yang kita kenal selama ini, dibuat dengan mencampur polimer sebagai matriks dan pengisi (filter) dari bahan sintetis atau bahan alam. Genteng komposit polimer dibuat secara partikel komposit dengan terlebih dahulu mengubah bentuk bahan pengisi menjadi partikel, partikel ini kemudian dicampur dengan matrik polimer pada suhu titik leleh polimer tersebut.
Matrik yang digunakan adalah polietilen, polipropilen dan paduan polietilen-karet alam, sedangkan bahan pengisinya adalah jerami, pasir dan serbuk gergaji. Mutu genteng komposit polimer yang dihasilkan bergantung pada bahan matriks, pengisi dan perbandingan komposisi antara matrik dan pengisi. Terhadap komposit yang diperoleh dilakukan uji fisik, mekanik, termal, homogenitas, derajat kristalinitas dan cuaca. Komposit polimer yang memberikan sifat yang diinginkan lalu dicetak sesuai dengan bentuk genteng sehingga diperoleh genteng komposit polimer. Secara keseluruhan genteng komposit polimer mempunyai beberapa keunggulan seperti ringan, kuat, ekonomis dan estetis serta menggunakan bahan alam yang berlimpah sebagai bahan pengisi. Keuntungan dari genteng polimer ini yaitu ramah lingkungan, tahan lama, pemeliharaanya mudah dan fleksibel.
Berdasarkan sistemnya genteng ini memiliki struktur polimer khusus yang meningkatkan fleksibilitas. Kekuatan tarik produk meningkat karena usia
pembuatan lapisan lebih kuat dan lebih tahan lama untuk menyediakan produk dengan kinerja yang sangat baik, (Batan.2009).
2.9.2 Genteng Aspal (Modified Bituminous Sheet)
Bahan material satu ini dari campuran lembaran bitumen (turunan aspal) dan bahan kimia lain (polimer), ditambah dengan bahan pengisi dan aditif .Komponennya dapat divariasi menurut karakter yang diinginkan Material ini diolah sehingga menghasilkan sebuah genteng yang tahan terhadap cuaca dingin,tahan sinar UV, ringan, lentur, dan tahan air dan restan terhadap kelembaban dan kebocoran .
Secara luas genteng modifikasi turunan aspal ini menggunakan bahan SBS (Styrene-butadine-styrene) dan APP (atactic polypropylene). Komposisi SBS rata- rata 12 – 15 %. Pada umumnya, banyaknya digunakan SBS karena temperature fleksibilitasnya rendah dan tahan kelelahan. Ada banyak perbedaan nilai SBS yang menekankan satu atau lebih bentuk yang diperlukan untuk proses dan pencapaian dari lapisannya.APP adalah hasil dari manufaktur IPP (isotactic- polypropylene). Hal Ini meliputi 25 % - 35% dari komposisi modifikasi, untuk meningkatkan bentuk mekaniknya. Hasil modifikasi APP lebih tinggi kekuatannya dan rendah elongasinya dibandingkan dengan SBS. Jumlah yang sedikit dari pengisi menyebabkan kekakuan tetapi jumlah yang besar mengurangi fleksibilitas dan sifat adhesinya. Konsekuensinya, hasil yang baik adalah memiliki sedikit pengisi.
Modifikasi SBS digunakan untuk genteng, sifatnya yang fleksibel dan temperaturnya rendah. Berikut ini Tabel 2.5 model komposisi lapisan turunan aspal.
Tabel 2.5 Model komposisi genteng lapisan turunan aspal
Komposisi Persen Berat(%)
Aspal 50
APP atau SBS 25-35
Pengisi (Filler) 10-20
Beberapa variasi dari penguat glass dan komposit polyester disatukan dalam lapisan untuk meningkatkan bentuknya. Sebahagian terdiri dari lembaran plastic, film atau mat. Lapisan genteng aspal lebih baik permukaannya daripada tanpa aspal. Butiran (granule) berfungsi untuk melindungi permukaan dari penurunan efek sinar UV. Pada beberapa lapisan laminat glass untuk melindungi permukaan dari patah atau pemindahan butiran. Jumlah penguatan pabrik tergantung dari pembuatan produknya. Ketebalan lapisan ini kira-kira 5 mm.
Aspal dalam hal ini berfungsi sebagai water proofing sehingga atap menjadi tahan terhadap kebocoran. Selain anti bocor, genteng aspal juga lebih ringan dibandingkan genteng tanah liat, beton, atau genteng keramik. Dengan bobot yang ringan konstruksi atap pun bisa diminimalkan, sehingga biaya pun bisa dihemat.
Ada dua model yang tersedia di pasar. Pertama, model datar bertumpu pada multipleks yang menempel pada rangka. Multipleks dan rangka dikaitkan dengan bantuan sekrup. Genteng aspal dilem ke papan. Untuk jenis kedua, model bergelombang, model ini cukup disekrup pada balok gording.
Disini penulis mencoba merencanakan pembuatan genteng dengan menggunakan bahan plastic (polimer) dari polipropilena yang diperkuat serat alam (serat sabut kelapa). Untuk membuat barang-barang plastik agar mempunyai sifat-sifat seperti yang dikehendaki, maka dalam proses pembuatannya selain bahan baku utama diperlukan bahan tambahan atau aditif. Keuntungan dari genteng aspal ini, yaitu : ramah lingkungan, tahan lama, dan pemeliharaanya mudah dan fleksibel. Berdasarkan sistemnya genteng ini memiliki struktur polimer khusus yang meningkatkan fleksibilitas. Kekuatan tarik produk meningkat karena usia pembuatan lapisan lebih kuat dan lebih tahan lama untuk menyediakan produk dengan kinerja yang sangat baik, (Paroli & Dutt, 1997).