Pembuatan Papan Partikel Dari Serbuk Batang Kelapa Sawit Menggunakan Perekat Polipropilena Difungsionalisasi Dengan Maleat Anhidrat

PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL DARI SERBUK BATANG

KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN

PEREKATPOLIPROPILENA DIFUNGSIONALISASI DENGAN

MALEAT ANHIDRAT

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

HENNI HARISANDI

080822020

PROGRAM STUDI SARJANA KIMA DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Judul :PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL DARI SERBUK BATANG KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PEREKAT POLIPROPILENA DIFUNGSIONALISASI DENGAN MALEAT ANHIDRAT

Kategori : SKRIPSI

Nama : HENNI HARISANDI

Nomor Induk Mahasiswa : 080822020

Program Studi : SARJANA ( S 1 ) KIMIA EKSTENSI

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA

UTARA

Disetujui di

Medan, Desember 2010

Komisi Pembimbing

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Drs. Darwin Yunus Nasution, MS Dr. Marpongahtun, MSc NIP. 195508101981031001 NIP. 196111151988032002

Diketahui / Disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua

PERNYATAAN

PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL DARI SERBUK BATANG KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PEREKAT POLIPROPILENA DIFUNGSIONALISASI

DENGAN MALEAT ANHIDRAT

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Desember 2010

Bismillahirrahmanirrahim

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmad dan karunianya, serta shalawat dan salam kepada Rasulullah Muhammad SAW, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini sesuai waktu yang direncanakan.

Pada kesempatan ini penulis ingin memberikan penghargaan serta ucapan terima kasih yang tulus kepada ayahanda Suharto dan ibunda Poniyem, S.Pd serta kakak dan abang Eli Fitriani dan Koko Hariyanto, ST dan adikku Suri Hariningsih atas kasih sayang, motivasi dan bantuan moril dan material yang tak terhingga kepada penulis selama ini.

Keberhasilan dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini juga tidak luput dari segala bantuan berbagai pihak. Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan hati, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus kepada :

1. Ibu Dr. Marpongahtun, MSc selaku dosen pembimbing I dan Bapak Drs. Darwin Yunus Nasution, MS selaku dosen pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktunya dan memberikan pemikiran serta petunjuk dan saran selama penulis melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini sehingga dapat selesai.

2. Ibu DR. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Drs. Firman Sebayang, MS selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU yang telah mensyahkan skripsi ini.

3. Bapak dan ibu dosen serta staf administrasi Departemen Kimia FMIPA USU yang telah membimbing dan memberikan disiplin ilmu selama penulis menjalani studi.

4. Analis laboratorium kimia fisika dan kimia polimer Bang Edi.

5. Teman-teman stambuk 2008 dan teman-teman satu rumah terima kasih atas doa dan bantuannya, sukses selalu.

Akhirnya penulis menyadari kekurangan materi yang disajikan dalam skripsi ini, disebabkan keterbatasan literature dan pengetahuan yang dimiliki penulis. Untuk itu mengharapkan masukan dan saran yang membangun. Selanjutnya penulis mempersembahkan skripsi ini kepada para pembaca semoga kiranya bermanfaat bagi penelitian selanjutnya.

Medan, Desember 2010 Penulis

ABSTRAK

MANUFACTURE OF PARTICLE BOARD FROM SAWDUST

PALM STEM USING ADHESIVE POLYPROLYLENE WITH

MALEIC ANHYDRIDE DIFUNGSIONALISASI

ABSTRACT

3.2 Alat 18

3.3 Prosedur Penelitian 19

3.3.1 Penyiapan serat kayu kelapa sawit 19

3.3.2 Penyiapan polipropilena yang difungsionalisasi dengan Maleat Anhidrat 19

3.3.3 Pembuatan Papan Partikel 20

3.4 Bagan Penelitian 21

3.4.1 Penyiapan serat kayu kelapa sawit 21

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur Polipropilena 8

Gambar 2.2 Penguraian Benzoil peroksida 9

Gambar 2.3 Pembentukan Maleat Anhidrat 10

Gambar 2.4 Reaksi PP-g-MA 12

Gambar 2.5 Pengujian Kekuatan Lentur Secara Skematik 16

Gambar 3.1 Skema Pengujian Keteguhan Lentur dan Modulus Elastisitas 21

Gambar 4.1 Grafik Kadar Air Papan Partikel 30

Gambar 4.2 Grafik Pengembangan Tebal Setelah Direndam Air 31

Gambar 4.3 Grafik Keteguhan Lentur Papan Partikel 32

DAFTAR SINGKATAN

B = Lebar sampel (cm) BPO = Benzoil Peroksida d = Tebal sampel (cm) DVB = Divinilbenzena KKS = Kayu kelapa sawit L = Jarak Span (cm) MoE = Modulus Elastisitas MoR = Modulus Regangan

P = Beban maksimum pematahan sampel (Kgf) PP = Polipropilena

PPd-g-MA = Polipropilena degradasi –grafting- maleat anhidrat SNI = Standar Nasional Indonesia

ABSTRAK

MANUFACTURE OF PARTICLE BOARD FROM SAWDUST

PALM STEM USING ADHESIVE POLYPROLYLENE WITH

MALEIC ANHYDRIDE DIFUNGSIONALISASI

ABSTRACT

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Luas areal perkebunan sawit di Indonesia tumbuh dengan pesatnya, tanaman kelapa sawit meningkat dari 290 ribu Ha pada tahun 1980 menjadi 5.9 juta hektar pada tahun 2009, yang menunjukkan peningkatan hingga sejalan dengan seiiring potensi kayu kelapa sawit di Indonesia cukup besar karena pada saat peremajaan (pohon tua) terdapat sekitar 117 pohon per hektar. Diperkirakan pada tahun 2008 – 2015, jumlah pohon tua yang ditebang 11,7 juta pohon pertahun atau setara dengan 5,85 juta ton kayu kering. Oleh karena itu, ketersediaan kayu kelapa sawit akan terus terjamin sepanjang tahun karena peremajaan tanaman kelapa sawit dilakukan secara terus menerus (Sri Hartiati Sahmadi, 2006).

Salah satu pemanfaatan limbah kayu adalah untuk pembuatan papan partikel yaitu lembaran hasil pengempaan panas campuran partikel kayu atau bahan berlignin selulosa lainnya dengan perekat organik dan bahan lainnya. Partikel kayu berarti potongan kecil kayu yang bentuknya bermacam-macam tergantung pada cara pengolahannya (Paribroto, 1994). Menurut Siswanto setiap 0,3 m2 papan partikel hanya butuh 7 – 8 kg dari batang kayu kelapa sawit. Jika dalam 1 ha kebun sawit menghasilkan 70 ton kayu kelapa sawit kering, berarti bisa diperoleh 35 m3 papan partikel dengan kerapatan 0,6 kg/dm3.

Papan partikel adalah produk panil yang dihasilkan dengan memanfaatkan partikel-partikel kayu kelapa sawit sekaligus mengikatnya dengan suatu resin poliester tak jenuh sebagai pengikat. Papan partikel yang banyak itu sangat berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel. Papan partikel yang menggunakan serbuk batang kelapa sawit adalah salah satu solusi untuk memenuhi kebutuhan papan terutama untuk permebelan dan interior dan perabot rumah tangga yang sangat banyak digunakan pada saat ini (Pengolahan Limbah Industri Kelapa Sawit, 2006).

Penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Prayitno dan Darnoko memberikan hasil karakteristik papan partikel dari pohon kelapa sawit dengan menggunakan perekat urea Formaldehida diperoleh bahwa papan partikel yang dihasilkan masih kurang baik dikarenakan masih terdapat banyak rongga-rongga yang terbentuk diantara partikel kayu papan tersebut. Juga telah dilakukan penelitian papan partikel kayu kelapa sawit dengan Polietilen dan Urea formaldehida menghasilkan papan partikel yang lebih baik untuk digunakan dalam permebelan dengan kadar Polietilen 25% (Rusphiandri, 2001).

Dari uraian diatas, maka penulis ingin melakukan penelitian dengan menggunakan serbuk batang kelapa sawit sebagai bahan baku pembuatan papan partikel dengan perekat polipropilena terfungsionalisasi dengan maleat anhidrat. Penggunaan maleat anhidrat diharapkan dapat meningkatkan kompatibilitas dari serbuk kayu kelapa sawit dan polipropilena yang telah difungsionalisasi sebagai perekat diharapkan yang dapat meningkatkan mutu dari sifat mekanik dari papan partikel yang dihasilkan.

1.2Perumusan Masalah

1. Apakah polipropilena difungsionalisasi dengan maleat anhidrad dapat digunakan sebagai bahan perekat pada pembuatan papan partikel dari serbuk kayu kelapa sawit .

Penelitian ini mengambil batasan-batasan sebagai berikut :

1. Serbuk batang kelapa sawit yang digunakan adalah batang kelapa sawit hasil peremajaan yang berumur ± 25 tahun dengan ketinggian batang 6 meter. 2. Pengujian sifat fisik dan mekanik dari papan partikel yang dihasilkan adalah

uji kadar air, uji pengembangan tebal setelah direndam air, uji keteguhan lentur dan modulus elastisitas papan partikel.

1.4Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui apakah polipropilena difungsionalisasi dengan maleat anhidrad dapat digunakan sebagai bahan perekat pada pembuatan papan partikel dari serbuk kayu kelapa sawit.

2. Untuk mengetahui komposisi serbuk kayu kelapa sawit dengan bahan perekat polipropilena difungsionalisasi sehingga mendapatkan papan partikel yang memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI).

1.5Manfaat Penelitian

1. Mengurangi limbah padat perkebunan kelapa sawit.

2. Sebagai bahan informasi tambahan tentang pembuatan papan partikel.

3. Memberikan informasi tentang peranan maleat anhidrad sebagai perekat dalam campuran serbuk kayu kelapa sawit dalam pembuatan papan partikel.

1.6Lokasi Penelitian

1.7Metodologi Penelitian

Pada tahap pertama dilakukan persiapan serbuk batang kelapa sawit dengan membersihkan batang kelapa sawit dari kulit kayu kelapa sawit, digiling dan dihaluskan sampai dengan 80 mesh.

Pada tahap kedua dilakukan proses degradasi polipropilena dengan menggunakan internal mixer pada suhu 170oC dan ditambahkan dengan BPO sebanyak 2%. Selanjutnya terjadi proses grafting dimana polipropilena akan difungsionalisasi dengan maleat anhidrat yang terjadi pada internal mixer pada suhu 170oC dan ditambahkan BPO 2%, dan akhirnya dilakukan pemurnian polipropilena degradasi yang difungsionalisasi dengan maleat anhidrat dengan cara direfluks.

Pada tahap ketiga dilakukan pembentukan papan partikel dengan menggabungkan polipropilena degradasi yang difungsionalisasi maleat anhidrat dengan serbuk batang kelapa sawit dan ditambahkan dengan divinilbenzena. Adapun variabel yang digunakan adalah :

• Berat serbuk kayu kelapa sawit (Gram) • Berat polipropilena (Gram)

c. Variabel terikat • Kadar air

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kayu Kelapa Sawit

Pohon kelapa sawit produktif hingga berumur 25 tahun, tingginya mencapai 9 – 12 meter dan diameter 45 – 65 cm. Komponen-komponen yang terkandung dalam kayu kelapa sawit adalah selulosa, lignin, parenkim, air, dan abu (Tomimura, 1992). Persentase kandungan dari kayu kelapa sawit dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Persentase komponen-komponen kayu kelapa sawit

Komponen Kandungan %

Kerapatan kayu kelapa sawit berkisar dari 0,2 g/ml sampai 0,6 g/ml dengan kerapatan rata-rata 0,37 g/ml (Lubis, A. U., 1994).

2.1.1 Sifat Fisik Kayu kelapa sawit

Kadar Air Kayu Kelapa Sawit

dengan 2 bagian batang lainnya. Kecenderungan kenaikan kadar air ini dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan distribusi jaringan parenklim yang berfungsi menyimpan atau menahan lebih banyak air daripada jaringan pembuluh. Ketersediaan jaringan parenklim ini akan semakin berlimpah dari bagian luar batang ke bagian dalam (pusat) batang (Choon, et al, 1991).

Apabila kayu dikeringkan selama pengolahannya, semua cairan dalam rongga sel dikeluarkan. Tetapi rongga sel selalu berisi sejumlah uap air. Banyaknya air yang tetap tinggal di dalam dinding-dinding sel suatu produk akhir tergantung pada tingkat pengeringan selama pembuatan dan lingkungan tempat tinggal produk tersebut di kemudian hari ditempatkan. Setelah sekali dikeluarkan dengan pengeringan, air akan terdapat kembali di dalam rongga sel hanya apabila produk tersebut dikenakan air. Hal ini dapat terjadi sebagai akibat penempatan kayu di dalam tanah atau menggunakannya di mana hujan mungkin mengenainya. Kebanyakan sifat fisik kayu (selain berat) tidak dipengaruhi oleh perbedaan-perbedaan mengenai banyaknya air dalam rongga sel. Misalnya, apabila rongga sel seperempatnya penuh dengan air, sel akan mempunyai kekuatan yang sama seperti jika separuhnya penuh (Jhon, G. H., Jim, L., Bowyer, 1996).

Kerapatan Batang Kelapa Sawit

Karena sifat dasarnya yang merupakan jenis monokotil, kerapatan batang kelapa sawit memiliki nilai yang sangat bervariasi pada bagian yang berbeda dari batang kelapa sawit. Nilai kerapatan tersebut berkisar antara 200 – 600 kg/m3 dengan rata-rata 370 kg/m3. Kerapatan batang kelapa sawit menurun terhadap ketinggian dan kedalaman bagian batang (Choon, et al, 1991).

2.1.2 Sifat Mekanik Kayu Kelapa sawit

Sifat-sifat Penting Bagian dalam Batang

Menurut Balfas (2003), beberapa sifat yang kurang menguntungkan dari batang kelapa sawit, diantaranya adalah:

1. Kandungan air pada kayu segar sangat tinggi (dapat mencapai 50%). 2. Kandungan zat pati sangat tinggi (pada jaringan parenklim dapat mencapai 45%).

3. Keawetan alami sangat tinggi.

4. Kadar air keseimbangan relatif lebih tinggi.

5. Dalam proses pengeringan terjadi kerusakan parenklim yang disertai dengan perubahan dan kerusakan fisik secara berlebihan terutama pada bagian kayu dengan kerapatan rendah.

6. Dalam pengolahan mekanik batang kelapa sawit lebih cepat menumpulkan pisau, gergaji dan amplas.

Namun demikian kayu kelapa sawit memiliki beberapa hal yang sangat menguntungkan diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Harga kayu atau eksploitasi sangat rendah. 2. Warna kayu cerah dan lebih seragam. 3. Tidak mengandung mata kayu. 4. Mudah diberi perlakuan kimia. 5. Mudah dikeringkan.

2.2 Polipropilena

Polipropilena atau polipropena (PP) adalah sebuah dibuat oleh pengemasan, berbagai tipe wadah terpakaikan ulang serta bagian plastik, perlengkapan labolatorium, adisi yang terbuat dari propilena monomer, permukaannya tidak rata serta memiliki sifat resistan yang tidak biasa terhadap kebanyakan pelarut kimia, basa dan asam.

Gambar 2.1 Struktur Polipropilena

Pelelehan polipropilena bisa dicapai melalui ekstrusi dan Metode ekstrusi yang umum menyertakan produksi serat pintal ikat (spun bond) dan tiup leleh untuk membentuk gulungan yang panjang buat nantinya diubah menjadi beragam produk yang berguna seperti topeng.

2.3 Benzoil Peroksida

Gambar 2.2 Penguraian Benzoil Peroksida

2.4Maleat Anhidrat

Maleat anhidridat dapat dibuat dari asam maleat, seperti reaksi pada gambar 2.3 :

O O

H3C C HC C

O + OH

OH

H3C C HC C

O O

Asetat Anhidrida Asam Maleat

O

HC C

O + 2 CH3COOH

Asam Asetat

HC C

O

Maleat Anhidrida

Gambar 2.3 Pembentukan Maleat Anhidrat

Modifikasi polipropilena bertujuan untuk menurunkan hidrofobisitasnya dengan cara penambahan bahan yang bersifat sebagai bahan pengikat, dilaporkan bahwa maleat anhidrat dapat ditempelkan ke matrik polipropilena dan terikat secara kimiawi dengan bantuan inisiator benzoil peroksida dan juga telah berhasil melakukan ikatan ester ke dalam matriks polipropilena yang dapat berikatan kimia dengan serat selulosa (Joly, 1996).

Divinilbenzena (DVB) terdiri dari satu cincin benzena yang diikat dua gugus vinil. Biasanya divinilbenzena ditemui dalam bentuk campuran dengan perbandingan 2:1 antara bentuk meta-divinilbenzena dan para-divinilbenzena, juga mengandung isomer etilvinilbenzena yang sesuai. Bila direaksikan bersama-sama dengan stirena, divinilbenzena dapat dipergunakan sebagai monomer reaktip dalam resin poliester. Stirena dan divinilbenzena bereaksi bersama-sama membentuk copolymer stirena-divinilbenzena (S-DVB). Polimer crosslink yang dihasilkan umumnya dipergunakan sebagai penghasil resin penukar ion. http//www:File:///C:Use/Downdloads/Divinylbenzene.htm.

2.7 Papan Partikel

Papan partikel ialah produk panil yang dihasilkan dengan memanfaatkan partikel-partikel kayu dan sekaligus mengikatnya dengan satu perekat. Tipe-tipe papan partikel yang banyak itu sangat berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat) yang digunakan dan kerepatan panil yang dihasilkan (Haygreen, J.G.,1996).

Papan partikel (particle board) merupakan papan buatan mempunyai komponen utama berupa partikel kayu yang direkatkan dengan perekat organik seperti tanin, urea formaldehid, fenol formaldehid, dan lain-lain. Partikel kayu dapat berbentuk pasahan, serpih, bentuk biskit, tatal, serbuk gergaji, kerat, dan wool kayu ekselsior (kerekatan yang panjang, berombak, dan rampingan) (Duljapar, K.,2001).

2.8 Mutu Papan Partikel

2.8.1 Cacat

Pada Standar Indonesia Tahun 1983 tidak ada pembagian mutu papan partikel berdasarkan cacat, tetapi pada standar tahun 1996 ada 4 mutu penampilan papan partikel menurut cacat, yaitu :A, B, C, dan D. Cacat yang dinilai adalah partikel kasar di permukaan, noda serbuk, noda minyak, goresan, noda perekat, rusak tepi dan keropos.

2.8.2 Ukuran

Penilaian panjang, lebar, tebal dan siku terdapat pada semua standar papan partikel. Dalam hal ini, dikenal adanya toleransi yang tidak selalu sama pada setiap standar. Dalam hal toleransi telah, dibedakan untuk papan partikel yang dihaluskan kedua permukaannya, dihaluskan satu permukaannya dan tidak dihaluskan permukaannya.

2.8.3 Sifat Fisik

Sifat fisis papan partikel adalah sebagai berikut :

1. Kerapatan papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, tetapi persyaratannya tidak selalu sama. Menurut Standar Indonesia Tahun 1983 persyaratannya 0,50-0,70 g/cm3, sedangkan menurut Standar Indonesia Tahun 1996 persyaratannya 0,50-0,90 g/cm3. Ada standar papan partikel yang mengelompokkan menurut kerapatannya, yaitu rendah, sedang, dan tinggi.

2. Kadar air papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, yaitu metode oven (metode pengurangan berat). Walaupun persyaratan kadar air tidak selalu sama pada setiap standar, perbedaannya tidak besar (kurang dari 5%).

dikeringkan dalam oven 100 °C sampai berat contoh uji tetap. Ada papan partikel interior yang tidak diuji pengembangan tebalnya, misalnya tipe 100 menurut Standar Indonesia Tahun 1996, sedangkan untuk tipe 150 dan tipe 200 diuji pengembangan tebalnya. Menurut standar FAO, pada saat mengukur pengembangan tebal ditetapkan pula penyerapan airnya.

2.8.4 Sifat Mekanis

Sifat mekanis papan partikel adalah sebagai berikut:

1. Keteguhan (kuat) lentur umumnya diuji pada keadaan kering meliputi modulus patah dan modulus elastisitas. Pada Standar Indonesia Tahun 1983 hanya modulus patah saja, sedangkan pada Standar Indonesia Tahun 1996 meliput i modulus patah dan modulus elastisitas. Selain itu, pada standar ini ada pengujian modulus patah pada keadaan basah, yaitu untuk papan partikel tipe 150 dan 200. Bila papan partikelnya termasuk tipe I (eksterior), pengujian modulus patah dalam keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam dalam air mendidih (2 jam) kemudian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam. Untuk papan partikel tipe II (interior) pengujian modulus patah dalam keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam dalam air panas (70 °C) selama 2 jam kemudian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam.

2. Keteguhan rekat internal (kuat tarik tegak lurus permukaan) umumnya diuji pada keadaan kering, seperti pada Standar Indonesia tahun 1996. Pada Standar Indonesia tahun 1983 pengujian tersebut dilakukan pada keadaan kering untuk papan partikel mutu I (eksterior) dan mutu II (interior). Pengujian pada keadaan basah, yaitu setelah direndam dalam air mendidik (2 jam) dilakukan hanya pada papan partikel mutu I saja.

2.9 Karakterisasi Papan Partikel

Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui dan menganalisa campuran papan partikel kayu kelapa sawit. Karakterisasi yang dilakakukan dengan kekuatan tarik, Faurier Tranform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) dan

Differential Thermal Analysis (DTA).

Kekuatan Lentur (Ultimate Flexural Strength)

Pengujian kekuatan lentur dilakukan adalah untuk mengetahui ketahanan suatu bahan terhadap pembebanan pada titik lentur dan juga untuk mengetahui keeleksitasan suatu bahan. Pada pengujian ini pembebanan yang diberikan adalah tegak lurus terhadap sampel dengan tiga titik lentur dan titik titik sebagai penahan berjarak tertentu. Titik pembebanan diletakkan pada pertengahan panjang sampel. Skema pengujian kekuatan lentur seperti diperlihatkan pada gambar 2.5:

b

d

L

Defleksi lentur.

Penekanan

Perluasan

Gambar 2.5 Pengujian Kekuatan Lentur Secara Skematik

Pada pengujian ini akan terjadi perlengkungan pada titik tengah sampel dan besarnya perlengkungan ini dinamakan defleksi (δ) (Haygreen, J.G, 1996).

Persamaan untuk memperoleh elastisitas, yaitu:

MoE = P L3 ( 2.2 ) 4ybd3

UFS (MoR) = Kekuatan lentur Kg/cm3 MoE = Elastisitas Kg/cm

P = Beban maksimum pematah sampel (Kg) L = Jarak span (cm) Y = Jarak defleksi (cm) d = tebal sampel uji (cm)

BAB 3

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

3.1 Bahan

Nama Bahan Spesifikasi

1. Kayu kelapa sawit

2. Polipropilena Yuhwa, Ltd korea

3. Maleat Anhidrid 4. NaOH

5. Benzoil peroksida Merck

6. Metanol p.a Merck

7. Xilena p.a Merck

8. Aquadest

9. Aseton p.a Merck

10.Indikator fenolftalein 11.Divinilbenzena

3.2 Alat

Nama Alat Spesifikasi

1. Gelas Ukur Pyrex

2. Gelas Beaker Pyrex

3. Tabung Lebig Pyrex

4. Buret Pyrex

5. Hot Plate Fisher

6. Motor Stirell 7. Spatula

11.Neraca Analitis Mettler AE 200

3.3.2 Penyiapan polipropilena yang difungsionalisasi dengan maleat anhidrat

1. Dihidupkan alat internal mixer selama 1 jam

2. Ditimbang polipropilena, maleat anhidrat dan Benzoil Peroksida.

3. Dimasukkan polipropilena dan BPO 2% ke dalam alat internal mixer pada suhu 170oC.

4. Diamati sampai bercampur.

5. Setelah bercampur didinginkan pada suhu kamar. 6. Diperoleh polipropilena degradasi.

7. Hasil yang diperoleh dimasukkan kembali kedalam internal mixer pada suhu 170oC.

8. Ditambahkan BPO 2% dan diputar kembali selama 5 menit. 9. Dikeluarkan dan didinginkan.

10. Diperoleh polipropilena degradasi-g-Maleat anhidrat.

11. Direfluks dengan 100 ml xylene pada polipropilena degradasi-g-maleat anhidrat.

13. Disaring dengan kertas saring yang terhubung dengan pompa vakum menghasilkan endapan basah.

14. Dicuci kembali endapan basah dengan metanol berulang-ulang. 15. Dikeringkan dalam oven pada suhu 120oC selam 6 jam.

16. Ditimbang.

3.3.3 Pembuatan Papan Partikel

1. Dihidupkan alat hot mixer selama 1 jam

2. Ditimbang polipropilena yang difungsionalisasi dengan maleat anhidrat, serbuk kayu kelapa sawit, dan divinilbenzena masing-masing sesuai dengan perbandingan seperti dipaparkan pada tabel 3.1.

Tabel 3.1Perbandingan berat polipropilena yang difungsionalisasi dengan maleat anhidrat, serat kayu kelapa sawit, dan DVB.

3. Dimasukkan sampel 1 ke dalam alat internal mixer. 4. Diamati sampai bercampur.

5. Dicetak tekan panas selama 3 menit 6. Didinginkan pada suhu kamar. 7. Dilakukan uji kadar air,

8. Dilakukan uji pengembangan tebal setelah direndam air, serta

Gambar 3.1. Skema pengujian keteguhan lentur dan modulus elastisitas

3.4 Bagan Penelitian

3.4.1 Penyiapan serat kayu kelapa sawit

Dibuang kulit kayu kelapa sawit Dibersihkan

Dihaluskan

Diayak dengan ayakan 80 mesh Sampel berupa kayu kelapa sawit

3.4.2Penyiapan polipropilena yang difungsionalisasi dengan maleat anhidrat

a. Proses Degradasi Polipropilena

Dimasukkan kedalam internal mixer pada suhu 1700C dan diputar sampai melebur

Ditambahkan BPO 2 % dan diputar kembali selama 5 menit Dikeluarkan dan didinginkan

Dicuci dengan etanol dan dikeringkan

b. Proses Grafting Maleat anhidrat pada Polipropilena Degradasi

Dimasukkan kedalam internal mixer pada suhu 170oC dan diputar sampai melebur

Ditambahkan BPO dan diputar kembali selama 5 menit Dikeluarkan dan didinginkan

Dilakukan prosedur yang sama untuk sampel berikutnya Polipropilena

Polipropilena degradasi

Direfluks dengan 100 ml xilena sampai larut

Ditambahkan 40 ml aseton

Disaring dengan kertas saring yang terhubung dengan pompa vakum

Dicuci kembali dengan metanol berulang-ulang

Dikeringkan di dalamoven pada suhu 1200C selama 6 jam

Ditimbang 2 g PPd-g-MA

Larutan PPd-g-MA

Endapan Basah Filtrat

Endapan Kering

3.4.3 Pembentukan Papan Partikel

Dilarutkan kedalam xilena

Ditambahkan 10% Divinilbenzene Ditambahkan BPO 2%

Dicetak tekan panas selama 3 menit Didinginkan pada suhu kamar

Karakterisasi

Catatan : Perlakuan yang sama dilakukan untuk sampel 2 sampai 6 yang terdapat pada tabel 3.1

PPd-g-MA sebanyak 10%

PPd-g-MA larut

Campuran PPd-g-MA dan serbuk kayu kelapa sawit

Serbuk kayu kelapa sawit sebanyak 80%

Spesimen

Uji kadar air Uji keteguhan lentur dan

modulus elastisitas Uji pengembangan tebal

Ditimbang (berat awal)

Dikeringkan dalam oven pada suhu 1050C Dimasukkan kedalam desikator

Ditimbang

b. Uji pengembangan tebal setelah direndam air

Diukur tepalnya pada bagian pusat

Direndam air pada suhu 250C selama 24 jam Diangkat dan dikeringkan

Diukur ketebalan Papan Partikel

Berat papan partikel

c. Uji keteguhan lentur dan modulus elastisitas lentur

Diukur panjang, lebar dan tebalnya

Diletakkan secara mendatar pada penyangga

Diberikan beban secara mendatar pada bagian pusat dengan kecepatan 10mm/menit

Dicatat defleksi dan beban sampai maksimun Hasil

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Pengujian Kadar Air Papan Partikel

Nilai perhitungan kadar air papan partikel disenaraikan pada table 4.1

Tabel 4.1. Data Kadar Air Papan Partikel

Sampel Berat

Tabel 4.1. menunjukkan data-data dari berat papan partikel yang terbuat dari serbuk batang kelapa sawit dengan perekat polipropilena yang difungsionalisasi dengan maleat anhidrad sebelum dikeringkan di dalam oven dan sesudah dikeringkan dalam oven.

4.1.2 Pengujian Pengembangan Tebal Papan Partikel Setelah Direndam Air

Nilai perhitungan pengembangan tebal dari papan partikel seelah direndam air disenaraikan pada table 4.2

Tabel 4.2 Data Pengembangan Tebal Papan Partikel setelah direndam air.

Sampel

Dalam pengujian pengembangan tebal setelah direndam air pada papan partikel yang dihasilkan masih memenuhi SNI 03-2105-2006 yaitu maksimum 20%. Dapat dilihat dari sampel 1 sampai dengan sampel 6 penebalan papan partikel setelah direndam air hanya berkisar 0 – 6,09 %. Terlihat dengan jelas penebalan papan partikel setelah direndam air selama 24 jam tidak terlalu signifikan penambahan tebal papan partikel.

4.1.3 Pengujian Keteguhan Lentur dan Modulus Elastisitas Lentur Pada

Papan Partikel

Sampel P

Rata-Data keteguhan lentur (MoR) dari hasil penelitian yaitu untuk sampel 1 (KKS : PP-g-MA 80:10) sebesar 48,9 kgf/cm2, sampel 2 (KKS : Pp-g-MA 70:20) sebesar 63,75 kgf/cm2, sampel 3 (KKS : PP-g-MA 60:30) sebesar 198,75 kgf/cm2, sampel 4 (KKS : PP-g-MA 50:40) sebesar 136,5 kgf/cm2, sampel 5 (KKS : PP-g-MA 40:50) sebesar 135 kgf/cm2, dan sampel 6 (KKS : PP-g-MA 30:60) sebesar 132,675 kgf/cm2. Menurut standarisasi SNI 03-2105-2006 yang memenuhi syarat adalah untuk sampel 3, 4 ,5, dan 6 dengan nilai minimum MoR adalah 107 kgf/cm2. Nilai perhitungan modulus elastisitas dari papan partikel disenaraikan pada tabel 4.4

Tabel 4.4 Data Modulus Elastisitas dari Papan Partikel

Sampel P Rata-rata

70:20) sebesar 35680,97 kgf/cm2, sampel 3 (KKS : PP-g-MA 60:30) sebesar 72290,25 kgf/cm2, sampel 4 (KKS : PP-g-MA 50:40) sebesar 48244,58 kgf/cm2, sampel 5 (KKS : PP-g-MA 40:50) sebesar 40892,57 kgf/cm2, dan sampel 6 (KKS : PP-g-MA 30:60) sebesar 30245,06 kgf/cm2.

Menurut SNI 03-2105-2006, semua sampel memenuhi syarat dengan nilai modulus elastisitas yang dihasilkan (MoE) minimum 2,04 x 104 kgf/cm2.

4.2 Pembahasan

4.2.1 Pengujian Kadar Air Pada Papan Partikel

Dari data yang dihasilkan dapat terlihat dengan jelas semakin banyak polipropilena yang dfungsionalisasi dengan maleat anhidrat maka semakin kecil kadar air yang terkandung didalam papan partikel. Hal ini dapat dipahami karena adanya penambahan plastik yang bersifat hidrofobik (menahan air) pada papan partikel ini sehingga permukaan lembaran papan partikel tertutupi oleh plastik yang menghambat masuknya air ke dalam rongga-rongga sel papan partikel.

Menurut Han (1990) reaksi esterifikasi antara OH group dari partikel sawit dengan matriksnya sehingga air atau uap air tidak mudah masuk kedalam papan partikel. Nilai kadar air kayu kelapa sawit sangat mempengaruhi dalam kekuatan dan ketahanan papan terserang jamur, rayap dan lainnya.

serbuk kayu kelapa sawit yang digunakan dalam penelitian ini sudah dibiarkan selama sebulan di udara terbuka sehingga air yang terkandung dalam serbuk kelapa sawit sudah berkurang.

Dari hasil analisis grafik menujukkan bahwa perlakuan pada papan partikel dengan berbagai komposisi tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap kadar air papan partikel. Nilai kadar air hasil pengujian ini jauh dibawah nilai kadar air yang distandarisasi oleh SNI 03-2105-2006 yaitu tidak lebih besar dari 14%.

4.2.2 Pengujian Pengembangan Tebal Papan Partikel Setelah Direndam Air

Pengujian pengembangan tebal papan partikel seteleh direndam air dilakukan selama tiga tahap, dimana pengujian pertama sampai ketiga ternyata ketebalan papan partikel tidak berubah. Lihat data pengembangan tebal papan partikel setelah direndam air pada gambar 4.2.

Gambar 4.2 Grafik Pengembangan Tabel setelah direndam Air

Dari hasil analisis grafik menunjukkan bahwa pemberian komposisi serbuk kayu kelapa sawit memberikan pengaruh nyata terhadap pengembangan tebal. Bila dibandingkan dengan standar SNI 03-2105-2006 yang menyatakan nilai pengembangan tebal papan partikel dalam penelitian ini sudah memenuhi SNI.

Iswanto (2005) menjelaskan sifat pengembangan tebal papan partikel merupakan salah satu sifat fisis yang akan menentukan suatu papan partikel dapat digunakan untuk keperluan interior ataupun eksterior. Apabila pengembangan tebal suatu papan partikel tinggi berarti stabilitas dimensi produk rendah, sehingga produk tersebut tidak dapat digunakan untuk keperluan eksterior dan sifat mekanisnya akan menurun dalam jangka waktu yang tidak lama.

4.2.3 Pengujian Keteguhan Lentur dan Modulus Elastisitas Lentur Pada

Papan Partikel

Dari sifat mekanik pada lampiran 1 telah dihitung sifat kelenturan (MoR) dan Elastisitas (MoE) menggunakan persamaan (2.1) dan (2.2) contoh perhitungan tertera pada lampiran 1.a dan 1.b. hasil perhitungan dapat terlihat dalam bentuk gambar 4.3 dan gambar 4.4.

4.2.3.1 Pengujian Keteguhan Lentur (MoR) Papan partikel

Gambar 4.3 Grafik Uji Keteguhan Lentur dari Papan Partikel.

Nilai MoR yang sangat tinggi pada sampel 3 menunjukkan kandungan KKS : PP-g-MA : DVB yang sesuai dan homogen sehingga membuat sifat mekanik lebih kuat. Campuran pada sampel 3 yang mencapai nilai maksimum dikarenakan sifat kehomogenan antara matriks yang terkandung didalamnya dan ini dapat dinyatakan adanya peranan ikatan Hidrogen antara komponen dan ikatan fisik antara matrik yang terkandung didalamnya.

Dalam pengujian mekanis papan partikel yang dihasilkan pada uji keteguhan lentur berkisar 48,90 kgf/cm2 – 198,75 kgf/cm2. Hasil dari analisis grafik menunjukkan bahwa pemberian komposisi pada papan partikel yang terbuat dari serbuk kayu kelapa sawit dengan perekat polipropilena yang dimodifikasi dengan maleat anhidrat dan ditambah dengan divinil benzene memberikan pengaruh nyata terhadap keteguhan lentur pada papan partikel.

Jika dibandingkan dengan persyaratan SNI 03-2105-2006 untuk papan partikel yang berkualitas nilai MoR memenuhi persyaratan yaitu minimal 107 kgf/cm2. Hanya untuk sampel 3, 4, 5, dan 6 memenuhi persyaratan SNI 03-2105-2006. Sedangkan Nilai MoR untuk tipe papan partikel seperti sampel 1 dan 2 masih dibawah nilai persyaratan minimum SNI 03-2105-2006.

4.2.3.2 Pengujian Modulus Elastisitas (MoE) Papan Partikel

Dari grafik 4.4. terlihat bahwa papan partikel pada sampel 3, uji lentur sangat tinggi pada perbandingan KKS : PP-g-MA : DVB 60:30:10. Sedangkan pada perbandingan sampel yang lain nilai uji elastisitas (MoE) menurun. Dalam hal ini MoE (Modulus Elastisitas) dipengaruhi oleh komponen yang terkandung di dalam papan partikel tersebut.

Nilai MoE yang sangat tinggi pada sampel 3 menunjukkan kandungan KKS : PP-g-MA : DVB yang sesuai dan homogen sehingga membuat sifat mekanik lebih kuat. Campuran pada sampel 3 yang mencapai nilai maksimum dikarenakan sifat kehomogenan antara matriks yang terkandung didalamnya dan ini dapat dinyatakan adanya peranan ikatan Hidrogen antara komponen dan ikatan fisik antara matrik yang terkandung didalamnya.

Dalam pengujian mekanis papan partikel yang dihasilkan pada uji modulus elastisitas berkisar 23939,30 kgf/cm2 – 72290,25 kgf/cm2. Hasil dari analisis diagram menunjukkan bahwa pemberian komposisi pada papan partikel yang terbuat dari serbuk kayu kelapa sawit dengan perekat polipropilena yang dimodifikasi dengan maleat anhidrat dan ditambah dengan divinil benzene memberikan pengaruh nyata terhadap keteguhan lentur pada papan partikel.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Polipropilena difungsionalisasi dengan maleat anhidrat dapat digunakan sebagai bahan perekat pada pembuatan papan partikel dari serbuk kayu kelapa sawit.

2. Nilai kadar air dari papan partikel yang dihasilkan berada pada range 0,43 – 0,85% dan pengembangan tebal papan partikel setelah direndam air adalah pada range 0 – 6,09% sehingga papan partikel yang dihasilkan memenuhi nilai SNI 03-2105-2006. Nilai maksimum sifat mekanik papan partikel diperoleh dengan perbandingan 60:30:10 antara serbuk kayu kelapasawit berbanding polipropilena difungsionalisasi dengan maleat anhidrat dan divinilbenzena.

5.2 Saran

1. Penelitian lanjut dapat dilakukan untuk pembuatan papan partikel dengan menggunakan bahan perekat yang lain.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2006. Pedoman Pengelolaan Limbah Kelapa Sawit . Subdit Pengelolaan Hasil Pertanian Ditjen PPHP. Departemen Pertanian. Jakarta.

Arifin, 1996. Sintesis Kopolimer Stirena Maleat Anhidrida dan karekterisasinya. Tesis PPS Kimia. Bandung : Institut Teknologi Bandung Press.

Bakar, E.S., 2003. Kayu Sawit sebagai Substitusi Kayu Hutan Alam . Bogor. Forum Komunikasi Teknologi dan Industri Kayu.

Balfas, J., 2003. Potensi Kayu Sawit Sebagai Alternatif Bahan Baku Industri

Perkayuan. Medan. Seminar Nasional himpunan Alumni -IPB dan Hapka Fakultas Kehutanan IPB Wilayah Regional Sumatera

Bilmeyer, F.W., 1971 .Text Book of Polymers. Wisley Interscience. New York. England.

Choon, Killman and Lim, 1991. Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature. ASTM Standard C1161. American Society for Testing Materials. Philadelpia.

Duljapar, K., 2001. Pengawetan Kayu. Penebar Swadaya. Jakarta.

Febrianto, F., Hadi, Y.S., dan Karina, M., 2001. Teknologi produksi recycle komposit bermutu tinggi dari limbah kayu dan plastik, sifat-sifat papan partikel pada berbagai nisbah campuran serbuk dan plastik polypropylene daur ulang dan ukuran serbuk. Laporan akhir Hibah Bersaing IX/I. direktorat Jendral Pendidikan Tinggi. Departemen Pendidikan Nasional. Februari 2006

Fessenden dan Fessenden. 1990. Kimia Organik. Erlangga. Jakarta.

http://File:///C:Use/Downdloads/Divinylbenzene.htm. Diakses tanggal 25 Juli 2010. Han, G.S., dan Shiraishi, N., 1990. Composite of wood and polypropylene IV. Wood

Research Sociaty at Tsubuka 36(11):976-982.

Haygreen. JG, Jim L Bowyer . 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Gajah Mada Univessity Press. Yogyakarta.

Hummel, D. O., 1998. Infrared Spectra Polymer in the Medium and long

kekurangan kayu sebagai bahan bangunan. Jurnal Komunikasi Penelitian 17(3): 24-27.

Martaningtyas D. 2006. Potensi plastik biodegradable.http://www.pikiranrakyat. com/cetak/0904/02/cakrawala/lainnya 06.htm.[25 Juli 2010].

Nasution, D.Y., dan Thamrin., 2001. Pembuatan Kayu Termoplastik dari Batang Kelapa Sawit Menggunakan Teknik Impregnasi Reaktif dengan Poliolefin Daur Ulang. Laporan Akhir Penelitian Domestic Colaboration Research Grant. Proyek Penelitian untuk Pengembangan Pasca Sarjana URGE. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi. Departemen Pendidikan Nasional. Prayitno, T.A., 1994. Bentuk Batang dan Sifat Fisika Kelapa Sawit. Laporan

Penelitian Fakultas Kehutanan UGM. Yogyakarta.

Prayitno T.A dan Darnoko. 1994. Karakteristik papan partikel dari pohon kelapa sawit. Berita Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS), Medan.

Rusphiandri. 2001. Penggunaan Polietilena dan Ureaformaldehida pada Pembuatan Papan Partikel dari Kayu Kelapa Sawit. Tesis. Pasca Sarjana Kimia. FMIPA. Universitas Sumatera Utara. Medan.

SNI, Papan Partikel, ICS 79.060.20. Paribroto Sutigno, Mutu Produk Papan Partikel.