PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL DARI SERBUK BATANG
KELAPA MEMAKAI POLIPROPILENA YANG DI
GRAFTING DENGAN MALEAT ANHIDRIDA
SEBAGAI COUPLING AGENT
OLEH
PARNI
100822023
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL DARI SERBUK BATANG KELAPA MEMAKAI POLIPROPILENA YANG DI GRAFTING DENGAN
MALEAT ANHIDRIDA SEBAGAI COUPLING AGENT
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
PARNI
100822023
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL DARI SERBUK
BATANG KELAPA MEMAKAI POLIPROPILENA YANG DIGRAFTING DENGAN MALEAT ANHIDRIDA SEBAGAI COUPLING AGENT
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL DARI SERBUK BATANG KELAPA MEMAKAI POLIPROPILENA YANG DI GRAFTING DENGAN MALEAT
ANHIDRIDA SEBAGAI COUPLING AGENT
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2012
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa. Karena atas kasih dan karunia yang dilimpahkan, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dalam waktu yang telah ditetapkan.
Selesainya skripsi ini tak lepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak oleh karena itu dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada:
Kedua orang tua saya, Saun dan Ibu Paisah yang sangat penulis sayangi, yang telah memberikan dukungan, doa dan materi kepada penulis. Kakak saya, Ecy, dan adik saya Sundari yang penulis sayangi.
Dr. Darwin Yunus Nasution,MS dan Dr. Yugia Muis, MSi selaku pembimbing pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberi panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Panduan ringkas dan padat telah diberikan pada saya agar penulis dapat menyelesaikan tugas ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia Dr. Rumondang Bulan, MS dan Drs. Firman Sebayang MS, Dekan dan pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, semua dosen Departemen kimia FMIPA USU dan pegawai di FMIPA USU, rekan-rekan Asisten di Laboratorium Kimia Polimer ( Bg Edi Satrio ), rekan –rekan kuliah Khususnya stambuk 2010 Ekstensi Kimia, Sari Wulan, Reni, Lisik Wahyuni, Richardes Keliat.
Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan khususnya penulis.
Medan, Juli 2012 Penulis
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan papan partikel dari serbuk Batang kelapa memakai polipropilena yang di grafting dengan maleat anhidrat sebagai coupling agent telah dilakukan. Tahap pertama adalah penyiapan serbuk batang kelapa, tahap kedua adalah grafting maleat anhidrat pada polipropilena dengan inisiator benzoil peroksida dengan variasi komposisi PP:MA:BPO adalah 95:3:2. Tahap ketiga adalah pembuatan papan partikel dengan komposisi serbuk batang kelapa:polipropilena yang digrafting maleat
anhidrat:polipropilena:divinil benzene:benzoil peroksida adalah (80:10:10:10:2),(70:20:10:10:2),(60:30:10:10:2),(50:40:10:10:2),(40:50:10:10:2).
Pengujian sifat fisis dan mekanik sesuai dengan SNI 03-2105-2006. Sifat fisis seperti kerapatan telah memenuhi standar yakni 0,6996 – 0,9349 g/cm3, kadar air antara
PREPARATION PARTICLE BOARD OF COCONUT BAR POWDER USING POLYPROPYLENE GRAFTING WITH MALEIC
ANHYDRIDE AS A COUPLING AGENT
ABSTRACT
DAFTAR ISI
Daftar Lampiran xi
Daftar Singkatan xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1
1.2. Permasalahan 3
1.3. Pembatasan Masalah 3
1.4. Tujuan Penelitian 3
1.5. Manfaat Penelitian 3
1.6. Metodologi Penelitian 4
1.7. Lokasi Penelitian 5
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kayu Kelapa 6
2.1.1. Kelapa Hibrida 7
2.2. Plastik 8
2.2.1. Termoplastik 8
2.2.2. Polipropilena 9
2.2.3. Sifat-sifat Polipropilena 9
2.2.4. Kegunaan Polipropilena 10
2.3. Proses grafting 11
2.4. Interaksi PP-g-MA dengan Serbuk Kayu 13
2.5. Benzoil Peroksida (BPO) 14
2.6. Maleat Anhidrat (MA) 15
2.7. Divinilbenzene (DVB) 16
2.8. Papan Partikel 16
2.8.1. Sifat-sifat Papan Partikel 17
2.8.2. Penggunaan Papan Partikel 17
2.8.3. Keuntungan Papan Partikel 17
2.8.4. Mutu Papan Partikel 17
2.9. Tekhnik Penarikan Sampel Secara Acak 20 2.10. Scanninng Electron Microscopy (SEM) 20
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1. Bahan-bahan Penelitian 22
3.2. Alat-alat penelitian 22
3.3.1. Pengambilan Sampel 23 3.3.2. Proses Penyiapan Serbuk Kayu Kelapa 23 3.3.3. Proses Grafting Maleat Anhidrat (MA) kedalam 23
Polipropilena dan Benzoil Peroksida
3.3.4. Pemurnian PP-g-MA 23
3.3.5. Proses Pembuatan Papan Partikel 24
3.3.6. Pengujian Papan Partikel 25
3.4. Bagan Penelitian 27
3.4.1. Proses Penyiapan Serbuk Kayu Kelapa 27 3.4.2. Proses Grafting MA kedalam PP dan BPO 28
3.4.3. Pemurnian PP-g-MA 28
3.4.4. Proses Pembentukan dan Pengujian Papan Partikel 29
3.4.5. Pengujian Papan Partikel 30
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisa Kerapatan Papan Partikel 32 4.2. Analisa Kadar Air Papan Partikel 33 4.3. Analisa Pengembangan Tebal Setelah Direndam Air 35 4.4. Analisa Keteguhan Lentur Kering (MoR) dan Modulus 37
Elastisitas Lentur (MoE)
4.5. Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) 40
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 42
5.2. Saran 42
DAFTAR PUSTAKA 43
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Sifat-sifat maleat anhidrida 15
Tabel 3.1. Perbandingan Berat Serbuk KK, PP-g-MA, PP, DVB dan BPO 24 Tabel 4.1. Hasil Uji Kerapatan Papan Partikel 32 Tabel 4.2. Hasil Uji Kadar Air Papan Partikel 34 Tabel 4.3. Hasil Uji Pengembangan Tebal Setelah Direndam Air 35
Tabel 4.4. Hasil Uji MoR dan MoE 37
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Reaksi PP-g-MA 13
Gambar 2.2. Mekanisme reaksi serbuk kayu dengan PP-g-MA 14 Gambar 2.3. Penguraian benzoil peroksida 15 Gambar 2.4. Proses pembentukan maleat anhidrida 15 Gambar 2.5. Struktur divinilbenzene (p-1,4-divinilbenzene) 16 Gambar 3.1. Skema Uji keteguhan lentur kering dan modulus elastisitas lentur 26 Gambar 4.1. Grafik Nilai Kerapatan Papan Partikel (g/cm3) 33 Gambar 4.2. Grafik Kadar Air Papan Partikel (%) 34 Gambar 4.3. Grafik Pengembangan Tebal setelah Direndam Air (%) 36 Gambar 4.4. Grafik Keteguhan Lentur Kering (MoR) 38 Gambar 4.5. Grafik Modulus Elastisitas Lentur (MoE) 39 Gambar 4.6. Foto SEM papan partikel serbuk KK:PP-g-MA:PP:DVB:BPO
(80:10:10:10:2) perbesaran x1500 40
Gambar 4.7. Foto SEM papan partikel serbuk KK:PP-g-MA:PP:DVB:BPO
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Perhitungan Kerapatan Papan Partikel 47 Lampiran 2. Perhitungan Kadar Air Papan Partikel 48 Lampiran 3. Perhitungan Pengembangan Tebal setelah Direndam Air 49 Lampiran 4. Perhitungan Keteguhan Lentur Kering Papan Partikel 50 Lampiran 5. Perhitungan Modulus Elastisitas Lentur Kering Papan Partikel 51
Lampiran 6. Perhitungan Pengujian 52
Lampiran 7. Persyaratan Untuk Mutu Papan Partikel biasa
Struktural Tipe (17,5 – 10,5) 53 Lampiran 8. Gambar 54
DAFTAR SINGKATAN
DVB = Divinil Benzen
PP = Polipropilena
BPO = Benzoil Peroksida
MA = Maleat Anhidrat
PP-g-MA = Polipropilena grafting Maleat Anhidrat
g = grafting
MoR = Modulus of Rupture MoE = Modulus of Elasticity SNI = Standar Nasional Indonesia
BK = Batang Kelapa
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pembuatan papan partikel dari serbuk Batang kelapa memakai polipropilena yang di grafting dengan maleat anhidrat sebagai coupling agent telah dilakukan. Tahap pertama adalah penyiapan serbuk batang kelapa, tahap kedua adalah grafting maleat anhidrat pada polipropilena dengan inisiator benzoil peroksida dengan variasi komposisi PP:MA:BPO adalah 95:3:2. Tahap ketiga adalah pembuatan papan partikel dengan komposisi serbuk batang kelapa:polipropilena yang digrafting maleat
anhidrat:polipropilena:divinil benzene:benzoil peroksida adalah (80:10:10:10:2),(70:20:10:10:2),(60:30:10:10:2),(50:40:10:10:2),(40:50:10:10:2).
Pengujian sifat fisis dan mekanik sesuai dengan SNI 03-2105-2006. Sifat fisis seperti kerapatan telah memenuhi standar yakni 0,6996 – 0,9349 g/cm3, kadar air antara
PREPARATION PARTICLE BOARD OF COCONUT BAR POWDER USING POLYPROPYLENE GRAFTING WITH MALEIC
ANHYDRIDE AS A COUPLING AGENT
ABSTRACT
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Polipropilena merupakan komoditas polimer termoplastik yang menarik, ketertarikan
dalam kemampuan aplikasinya yang potensial dalam bidang komposit, bioteknologi,
teknologi serbuk, optoelektronik, ko-katalis dalam bioreactor dan pengolahan limbah air,
teknologi pelapisan dan permukaan (Paik, 2007)
Polipropilena merupakan suatu polimer yang bersifat non polar. Polipropilena ini
dapat diubah sifat non polarnya menjadi polar (dimodifikasi) dengan cara menggrafting
gugus fungsi polar kedalam rantainya dengan adanya suatu inisiator seperti benzoil
peroksida dan pengaruh pemanasan (Ulrich.1993).
Adanya perbedaan polaritas yang besar diantara polipropilena dengan bahan
organik membuat hasil campuran tersebut tidak dapat berikatan secara kimia. Salah satu
cara yang ditempuh untuk mengubah sifat polipropilena adalah dengan melakukan
fungsionalisasi dengan maleat anhidrida yang melalui beberapa tahap reaksi. Penelitian
grafting polipropilena dengan insiator benzoil peroksida yang bertujuan untuk
memudahkan fungsionalisasi dari propilena. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa
terjadi penurunan berat molekul dan penurunan titik lebur dari polipropilena yang
tergrafting.
Menurut Anonim (1985) dan Rojo, (1988) menyatakan holoselulosa batang
kelapa sebesar 66.7% dan lebih tinggi dari bagian lain seperti kulit, serabut dan pelepah
daun. Kisaran kandungan selulosa pada batang kelapa adalah 28.10 ~ 36.55% dan nilai
rataannya sebesar 31.95%.Pada ketinggian 7 m hingga 15 m dalam batang, kandungan
selulosa lebih tinggi dibandingkan bagian pangkal dan ujung, serta pada 2/3 bagian ke
dalam juga mengandung selulosa yang lebih tinggi dari bagian tepi. Hal ini disebabkan
batang kelapa bagian pangkal dan tepi telah mengalami proses lignifikasi sehingga tidak
Suhardiman (1999) menyatakan klasifikasi tanaman kelapa sebagai berikut :
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Subdivisio : Angiospermae
Kelas : Monocotyledonae
Famili : Arecaceae (palmae)
Subfamilia : Cocoidae
Genus : cocos
Spesies : cocos nucifera Linn
Batang kelapa ialah bahan yang mengandung selulosa yang dapat dimanfaatkan
sebagai salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Batang kelapa juga
sangat mudah didapatkan karena batang kelapa ini hampir di setiap rumah di pedesaan
khususnya di tempat peneliti memiliki pohon kelapa, dan umumnya di Indonesia adalah
daerah pertanian pohon kelapa
Beberapa penelitian tentang papan partikel telah dilakukan. Jamilah (2009) telah
meneliti kualitas papan partikel komposit dari limbah batang kelapa sawit dan Polietilena
daur ulang bahwa papan komposit yang memenuhi standar JIS A 5908 (2003) hanya pada
pengujian sifat fisik sedangkan pada pengujian sifat mekanik belum memenuhi standar.
Prasetyawan (2009) telah melakukan penelitian sifat fisis dan mekanis papan komposit dari
serbuk serabut kelapa dengan plastik polyethylene menunjukkan hasil yang baik dan
memenuhi standar JIS A-5908
Dari uraian diatas, Penulis berkeinginan membuat papan partikel dengan menggunakan
serbuk batang kelapa sebagai bahan baku dan menggunakan polipropilena yang digrafting
dengan maleat anhidrida sebagai coupling agent.
1.2Permasalahan
1.3Pembatasan Masalah
1. Serbuk batang kelapa yang digunakan adalah jenis poon kelapa hibrida dan dari
pohon kelapa yang berumur 30 tahun dengan ketinggian 15 meter dari permukaan
tanah
2. Dalam penelitian digunakan perbandingan serbuk BK : PP-g-MA : PP : DVB :
BPO yaitu: (80 : 10 : 10 : 10 : 2), (70 : 20 : 10 : 10 : 2), (60 : 30 : 10 : 10 : 2), (50 :
40 : 10 : 10 : 2), dan (40 : 50 : 10 : 10 : 2) g.
3. Pengujian sifat fisik dan mekanik dari papan partikel yang dihasilkan dilakukan uji
kerapatan, kadar air, pengembangan tebal setelah direndam air, keteguhan lentur
kering dan modulus elastisitas lentur sesuai dengan SNI 03-2105-2006
1.4Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui perbandingan serbuk batang kelapa dengan coupling agent
(polipropilena tergrafting dengan maleat anhidrida) yang menghasilkan papan partikel
yang memenuhi SNI 03-2105-2006.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai fungsionalisasi dari
PP-g-MA dengan selulosa dari papan komposit yang dapat diaplikasikan sebagai bahan
dasar pembuatan perabotan dan alat-alat rumah tangga lainnya. Selain itu, selulosa
yang berasal dari serbuk batang kelapa yang sudah non-produktif diharapkan dapat
mengurangi limbah padat di lingkungan masyarakat.
1.6Metodologi Penelitian
Penelitian ini berupa eksperimen laboratorium. Ada beberapa tahapan penelitian. Tahap
pertama adalah penyiapan batang kelapa dengan dibuang kulitnya, dikeringkan, dihaluskan
dan diayak dengan menggunakan saringan 80 mesh atau ukuran partikel serbuk 180 µm.
Tahap kedua adalah proses grafting maleat anhidrida kedalam PP menghasilkan PP-g-MA dengan perbandingan PP : maleat anhidrida : benzoil peroksida adalah 47,5 g PP
: 1,5g MA : 1g BPO pada suhu 165 0C. Selanjutnya PP-g-MA dimurnikan dengan cara
direfluks dengan xilena, diendapkan dengan aseton, disaring dan endapannya dicuci
dengan methanol berulang-ulang. Kemudian dimasukkan kedalam oven pada suhu 120 0C
Tahap ketiga adalah pembuatan papan partikel dengan mencampur serbuk batang
kelapa, PP-g-MA, Polipropilena, divinilbenzena, dan benzoil peroksida. Kemudian sampel
di press selama ±15 menit dengan suhu 165 0C berupa papan partikel. Untuk pengumpulan
data maka dilakukan uji keteguhan lentur kering, modulus elastisitas lentur, kerapatan,
kadar air, pengembangan tebal setelah direndam air.
Variabel yang digunakan adalah :
1. Variabel tetap
• Suhu (0C)
• Berat Benzoil Peroksida (g)
• Berat polipropilena (g)
• Ukuran partikel serbuk (µm)
• Berat divinilbenzene (g)
2. Variabel bebas
Komposisi serbuk batang kelapa dengan PP-g-MA adalah (80:10), (70:20), (60:30),
(50:40), dan (40:50)g
3. Variabel terikat
• Keteguhan lentur kering
• Modulus elastisitas lentur
• Kerapatan
• Kadar air
• Pengembangan tebal setelah direndam air
1.7. Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Penelitian Universitas Sumatera Utara,
Laboratorium Kimia Polimer, Laboratorium Kimia Fisika FMIPA Universitas
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Batang Kelapa
Kelapa (Cocos nucifera) adalah sat
dan adalah anggota tunggal dalamCocos. Tumbuhan ini dimanfaatkan hampir semua bagiannya oleh manusia sehingga dianggap sebagai tumbuhan serba guna,
khususnya bagi masyarakat
tumbuhan ini (Sukamto, 2001).
Pohon kelapa merupakan pohon yang paling banyak kegunaannya karena hampir
tiap bagian dari pohon tersebut dapat dimanfaatkan. Tidak berlebihan bila pohon kelapa
dikenal pula sebagai pohon kehidupan (tree of life). Berbagai ragam industri berbahan
baku kelapa telah berkembang mulai dari yang tradisional seperti minyak kelapa dan kopra
sampai pada pengolahan minyak menjadi senyawa-senyawa kimia yang mempunyai nilai
tambah yang tinggi serta pengolahan batang kelapa sebagai salah satu produk mebel
(Tenda, 2004).
Secara fisis batang kelapa memiliki kerapatan yang sangat beragam baik dari
pangkal ke ujung maupun dari tepi ke dalam. Pada bagian pangkal dan tepi memiliki
kerapatan yang tinggi dan didominasi oleh ikatan pembuluh dewasa sedangkan bagian
tengah dan ujung lebih banyak mengandung jaringan dasar berupa parenkim serta ikatan
pembuluh muda dengan kerapatan yang lebih rendah. Kerapatan yang beragam dalam satu
pohon kemungkinan diikuti oleh variasi kandungan kimia (Wardhani, 2004).
Menurut Wardhani, (2004) menyatakan bahwa batang kelapa berbeda bila
dibandingkan dengan jenis-jenis kayu keras lainnya, dimana:
1. Batang kelapa tidak mempunyai kambium sehingga diameter batang tidak
2. Pada bagian penampang lintang, berkas pembuluh tidak seragam dan tersebar
secara acak
3. Kelapa tidak membentuk lingkaran tumbuh karena tidak ada pertumbuhan tahunan
pada diameter batang
4. Kelapa tidak mempunyai cabang, artinya batang kelapa bebas mata kayu.
5. Batang kelapa tidak dapat beregenerasi, terlihat pada bekas pijakan saat pemanenan
buah kelapa yang tidak pernah hilang sepanjang hidupnya.
6. Bagian kulit bagian batang tidak dapat dibedakan dengan jelas
Menurut Anonim (1985) dan Rojo,(1988) menyatakan holoselulosa batang kelapa
sebesar 66.7% dan lebih tinggi dari bagian lain seperti kulit, serabut dan pelepah daun.
Kisaran kandungan selulosa pada batang kelapa adalah 28.10 ~ 36.55% dan nilai rataannya
sebesar 31.95%.Pada ketinggian 7 m hingga 15 m dalam batang, kandungan selulosa lebih
tinggi dibandingkan bagian pangkal dan ujung, serta pada 2/3 bagian ke dalam juga
mengandung selulosa yang lebih tinggi dari bagian tepi. Hal ini disebabkan batang kelapa
bagian pangkal dan tepi telah mengalami proses lignifikasi sehingga tidak seluruh selulosa
dapat terisolasi.
2.1.1. Kelapa Hibrida
Kelapa hibrida merupakan kelapa hasil persilangan atau hibrida antara dua tanaman kelapa
sejenis yang memiliki perbedaan sifat (Wijaya 2007). Berdasarkan jumlah perbedaan yang
dimiliki oleh kedua tanaman yang disilangkan, hasil hibrida dapat menjadi:
1. Monohibrida, yakni hibrida dengan satu perbedaan sifat, misalnya perbedaan
bentuk buah
2. Di- atau trihibrida dengan dua atau tiga perbedaan sifat, misalnya warna buah,
bentuk buah, dan umur mulai berbuah
3. Polihibrida, yakni hibrida dengan banyak perbedaan sifat, namun tetap dalam satu
jenis.
Persilangan antara kelapa dalam dengan kelapa genjah dapat digolongkan ke dalam
jenis polihibrida karena memiliki perbedaan sifat yang cukup banyak (Wijaya, 2007).
Kelapa hibrida bersifat unik karena mempunyai keseragaman susunan genetik dan secara
hibrida, satu tanaman terserang penyakit, maka 999 tanaman lain mempunyai peluang yang
sama untuk terserang. Hal ini berbeda dengan kelapa tipe jangkung dan genjah yang secara
genetik beragam (Wijaya, 2007). Sedangkan menurut Wijaya (2007), kelapa hibrida
memiliki sifat unggul yang diwariskan oleh tetuanya, antara lain:
(1) berbuah cepat (4-5 tahun),
(2) potensi berbuah rata-rata mencapai 120 butir per pohon per tahun,
(3) daging buah tebal,
(4) kandungan minyak tinggi,
(5) habitus tanaman sedang, serta
(6) relatif serangan hama dan penyakit.
2.2 Plastik
Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka terbentuk
dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain untuk
meningkatkan performa atau ekonomi
Plastik adalah bahan polimer yaitu suatu bahan yang terdiri dari ratusan bahkan
ribuan atom yang terbentuk dari rangkaian berulang beberapa molekul yang kecil yang
membentuk rangkaian (Hall,1990)
2.2.1. Termoplastik
Polimer-polimer yang tidak berikat silang (linear atau bercabang biasanya bisa larut dalam
beberapa pelarut, dan dalam banyak hal, mereka akan melebur atau mengalir.
Materi-materi demikian dikatakan sebagai termoplastik.
Dari golongan ini ada 4 bahan komoditas yang terkenal yaitu polietilena (PE),
polipropilena (PP), poli vinil klirida (PVC), dan polistirena (PS). (Stevens.2001).
2.2.2 Polipropilena
Polipropilena (PP) adalah sebuah polimer termoplastik yang dibuat oleh industry kimia dan
alat tulis, perlengkapan laboratorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas
polimer
Polimer juga merupakan polimer hidrokarbon yang termasuk kedalam polimer
termoplastik yang dapat diolah pada suhu tinggi. Polipropilena merupakan jenis bahan
baku plastik yang ringan, mempunyai titik leleh 165-170 0C, densitas 0,90 – 0,92, memiliki
kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil terhadap panas
dikarenakan adanya hydrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan penguat
memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan polimer dan
tahan terhadap pemecahan karena tekanan (stress-cracking) walaupun pada temperature
tinggi. Kerapuhan polipropilena dibawah 0 0C dapat dihilangkan dengan penggunaan
bahan pengisi (Gatcher, 1990)
2.2.3 Sifat-Sifat Polipropilena
Polipropilena mempunyai tegangan (tensile) yang rendah, kekuatan benturan yang tinggi
dan ketahanan yang tinggi terhadap berbagai pelarut organik. Polipropilena juga
mempunyai sifat isolator yang baik mudah diproses dan sangat tahan terhadap air karena
sedikit sekali menyerap air dan sifat kekakuan yang tinggi. Seperti polyolefin,
polipropilena juga mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia
anorganik non pengoksidasi, deterjen, alcohol, dan sebagainya. Sifat kristalinitasnya yang
tinggi menyebabkan data regangnya tinggi, kaku dan keras (Al Malaika, 1983).
Sifat-Sifat utama dari Polipropilena yaitu :
1. Ringan (kerapatan 0,9 g/cm3), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih dalam
bentuk film.
2. Mempunyai kekuatan tarik lebih besar daripada polietilena. Pada suhu rendah akan
rapuh, dalam bentuk murni pada suhu -30 0C mudah pecah sehingga polietilena
atau bahan lain perlu ditambahkan untuk mempertahankan terhadap benturan.
3. Lebih kaku dari polietilena dan tidak gampang sobek sehingga lebih mudah dalam
penanganannya.
4. Permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang
5. Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 150 0C
7. Tahan terhadap asam kuat, basa dan berminyak. Tidak terpengaruh oleh pelarut
pada suhu kamar kecuali HCl
8. Pada suhu tinggi polipropilena akan bereaksi dengan benzene, siklena, toluene.
Terpentin dan asam nitrat kuat (Syarief , 1989)
2.2.4. Kegunaan Polipropilena
Polipropilena (PP) adalah merupakan salah satu jenis plastik yang penggunaannya secara
luas digunakan karena factor harganya yang murah dan memiliki sifat spesifik yang
berkualitas tinggi. Polipropilena memiliki sifat yang sulit berikatan dengan zat lain karena
gugus ujungnya tertutup untuk gugus lain yang mengakibatkan diharuskannya melakukan
modifikasi terhadap polipropilena agar mendapatkan hasil sesuai yang diharapkan. Untuk
mendapatkan hasil homogeny dari polipropilena dengan zat lain tersebut biasanya dengan
ditambahkan maleat anhidrida kepada polipropilena agar polipropilena tersebut dapat
berikatan dengan bahan pengisi untuk mendapatkan hasil modifikasi yang baik (Hong,
2007)
Produk polipropilena lebih tahan terhadap goresan daripada produk polietilena.
Polipropilena digunakan untuk bagian dalam mesin pencuci, komponen mobil, kursi,
tangkai pegangan, kotak, keranjang, pipa, isolator listrik, kemasan (berupa lembaran tipis)
makanan dan barang (Cowd,1991).
2.3. Proses Grafting
Proses grafting pada permukaan bahan polimer adalah variasi tekhnologi yang digunakan
untuk meningkatkan sifat dari permukaan bahan polimer tersebut. Teknologi seperti ini
menawarkan fungsi serbaguna dalam berbagai bidang misalnya pada serat kaca dengan
fungsi-fungsi baru seperti kestabilan termal, ketahanan air dan minyak dan daya deterjensi
(Saihi. 2002).
grafting polpropilena telah banyak dilakukan tetapi dengan metode lelehan lebih baik bila dibandingkan dengan metode pencampuran dalam larutan (Gracia-Martinez,,1997)
Mekanisme penempelan gugus fungsi pada polipropilena diawali dengan hilangnya
satu atom H dari atom C tersier dengan adanya inisiator benzoil peroksida menghasilkan
radikal polipropilena, selanjutnya akan berinteraksi dengan gugus maleat anhidrida.
Tahapan reaksinya adalah seperti (gambar 2.1 berikut)
Dekomposisi peroksida
Benzoil peroksida
100 – 110oC
BPO radikal
Inisiasi
BPO radikal Polipropilena
.
PP radikal
Asam benzoat
Propagasi
PP radikal Maleat anhidrat
Gambar 2.1. Reaksi PP-g-MA (Sumber : Bettini, 1999)
2.4 Interaksi PP-g-MA dengan Serbuk Batang
Coupling agent maleat anhidrida banyak digunakan untuk meningkatkan kekuatan
komposit yang mengandung pengisi dimana seratnya diperkuat. Penguatan kimia maleat
Transfer Rantai
PP-g-MA radikal
Polipropilena
PP-g-MA
PP radikal
Terminasi
PP-g-MA radikal
PP radikal
disproporsinasi
PP-g-MA radikal
PP radikal
anhidrida tidak hanya dipakai untuk modifikasi serat tetapi juga membuat permukaan
komposit matriks PP dengan serat dapat lebih baik sehingga meningkatkan kekuatan tarik
komposit. Rantai PP dan maleat anhidrida menjadi terikat dan menghasilkan grafting
maleat anhidrida polipropilena, Kemudian penguatan serat selusosa dengan grafting maleat
anhidrida polipropilena menghasilkan permukaan dengan ikatan kovalen (Bledzki, 2002).
Mekanisme reaksi serbuk kayu dengan PP-g-MA seperti pada gambar 2.2.
Gambar 2.2. Mekanisme reaksi serbuk kayu dengan PP-g-MA
(sumber : Caulfield, 2005)
2.5 Benzoil Peroksida (BPO)
Benzoil peroksida merupakan peroksida yang paling umum digunakan sebagai inisiator
dalam proses polimerisasi dan dalam pembentukan ikatan silang dari berbagai polimer.
Benzoil peroksida tidak stabil terhadap panas dan mengalami homolis termal untuk
membentuk radikal-radikal benzoiloksi. Benzoil peroksida (waktu paruhnya 30 menit pada
100 oC) mempunyai keuntungan yaitu radikal benzoiloksi yang cukup stabil sehingga
cenderung bereaksi dengan molekul-molekul yang lebih reaktif sebelum mengeliminasi
karbondioksida (Stevens., 2001). Adapun Penguraian Benzoil Peroksida dapat dilihat pada
gambar 2.3.
Benzoil Peroksida Radikal bebas Benzoil Karbondioksida
radikal bebas
Gambar 2.3. Penguraian Benzoil Peroksida (sumber: Steven. 2001)
2.6 Maleat Anhidrida
Maleat anhidrida larut dalam aseton dan air tidak berwarna atau berwarna putih padat
dalam keadaan murni dengan bau yang tajam. Maleat anhidrida adalah senyawa vinil tidak
jenuh merupakan bahan mentah dalam sintesa resin polyester, pelapisan permukaan karet,
deterjen, bahan aditif dan minyak pelumas, plastisizer dan kopolimer. Maleat anhidrida
mempunyai sifat kimia khas yaitu adanya ikatan etilenik dengan gugus karbonil
didalamnya, ikatan ini berperan dalam reaksi adisi. Maleat anhidrida juga dikenal sebagai
2,5-furandione (Parker., 1984). Proses pembentukan Maleat Anhidrida dapat dilihat pada
gambar 2.4.
2CH2CH2CH2CH3 + 7O2 2C2H2(CO)2O + 8H2O
Gambar 2.4. Proses Pembentukan Maleat Anhidrida
Tabel 2.1. Sifat-sifat maleat anhidrida
Deskripsi Tidak berwarna atau padatan putih
Bentuk molekul C4H2O3
Berat molekul 98,06 g/mol
Densitas 1,314 g/cm3
Titik didih 202 0C
Titik nyala 102 0C
Titik cair 52,8 0C
Tekanan 0,1 torr 25 0C
Kelarutan Larut dalam air, eter.asetat,
Kloroform, aseton, etil asetat,
benzena
(Sumber : Parker., 1984)
2.7 Divinilbenzena (DVB)
Divinilbenzena (DVB) terdiri dari satu cincin benzene 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 reaktif dalam resin polyester.
Polimer crosslink yang dihasilkan umumnya dipergunakan sebagai penghasil resin penukar
ion. Dimana struktur divinilbenzene dapat dilihat pada gambar 2.5.
2.8 Papan Partikel
Papan partikel adalah papan buatan yang terbuat dari partikel (chips) kayu atau bahan
selulosa lainnya yang diikat dengan perekat organic dengan bahan penolong lainnya dan
dengan bantuan tekanan dan panas (hot press) dalam waktu tertentu.
Berdasarkan dari kerapatannya papan partikel ini ada 3 jenis :
1. Papan partikel berkerapatan rendah dengan kerapatan 0,24 – 0,40 g/cm3
2. Papan partikel berkerapatan sedang dengan kerapatan 0,40 – 0,80 g/cm3
3. Papan partikel berkerapatan tinggi dengan kerapatan 0,80 – 1,20 g/cm3
2.8.1. Sifat-sifat papan partikel
- Penyusutan dianggap tidak ada
- Keawetan terhadap jamur tinggi, karena adanya bahan pengawet
- Merupakan isolasi bahan panas yang baik
- Merupakan bahan akustik yang baik
2.8.2. Penggunaan papan partikel
- Untuk perabot
- Dinding dalam rumah, dinding antara
- Flafon dan lantai
- Dan macam-macam kegunaannnya dalam permebelan
2.8.3. Keuntungan papan partikel
- Papan partikel merupakan bahan konstruksi yang sangat baik
- Bahan isolasi dan akustik yang baik
- Dapat menghasilkan bidang yang luas
- Pengerjaan mudah dan cepat
- Tahan api
- Mudah di-finishing, dilapisi kertas dekor, dilapisi finir dan lain sebagainya
2.8.4. Mutu Papan Partikel
Mutu papan partikel meliputi cacat, ukuran, sifat fisis, sifat mekanis, dan sifat kimia.Dalam
standar papan partikel yang dikeluarkan oleh beberapa Negara masih mungkin terjadi
perbedaan dalam hal criteria, cara pengujian, dan persyaratannya. Walaupun demikian,
secara garis besarnya sama.
a. Cacat
Pada Standar Indonesia Tahun 198 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.
b. 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 ini
toleransi telah dibedakan untuk papan partikel yang dihaluskan kedua permukaannya,
dihaluskan satu permukaannya dan tidak dihaluskan permukaannya.
c. Sifat Fisis Papan Partikel
- 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
- 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%).
- Pengembangan tebal papan partikel ditetapkan setelah uji direndam dalam air
dilakukan terhadap papan partikel interior dan eksterior, sedangkan cara kedua
untuk papan partikel eksterior saja. Menurut Standar Indonesia tahun 1983, untuk
papan partikel eksterior, pengembangan tabal ditetapkan setelah direbus 3 jam, dan
setelah direbus 3 jam kemudian dikeringkan dalam oven 100 0C sampai berat
contoh uji tetap. Ada papan partikel 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 (absorbsi)
d. Sifat Mekanis Papan Partikel
- 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 meliputi
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), pengujiannya
modulus patah dalam keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam
dalam air mendidih (2 jam) kemdian 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 oC)
selama 2 jam kemudian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam.
- Keteguhan rekat inernal (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 mendidih (2 jam) dilakukan
hanya pada papan partikel mutu I saja
- Keteguhan (kuat) pegang skrup diuji pada arah tegak lurus permukaan dan
sejajar permukaan serta pada keadaan kering saja. Menurut Standar Indonesia
tahun 1996 pengujian tersebut dilakukan pada papan partikel yang tebalnya
e. Sifat Kimia Papan Partikel
Emisi (lepasan) formaldehida dapat dianggap sebagai sifat kimia dan papan partikel.
Pada standar Indonesia tahun1983, belum disebutkan mengenai emisi formaldehida
dari papan aprtikel. Pada standar Indonesia tahun1996, disebutkan bahwa bila
diperlukan dapat dilakukan penggolongan berdasarkan emisi formaldehida. Pada
standar Indonesia tahun 1999 mengenai emisi formaldehida pada panel kayu terdapat
pengujian dan persyaratan emisi formaldehida pada papan komposit (Sutigno,2006) .
2.9 Tekhnik Penarikan Sampel Secara Acak
Secara garis besarnya metode penarikan sampel dapat dipilih menjadi dua, yaitu pemilihan
sampel dari populasi secara acak (random atau probability sampling) dengan pemilihan
sampel dari populasi secara tidak acak (nonrandom atau non probability sampling), dalam
penelitian ini pengambilan sampel dilakukan secara acak. Tekhnik pengambilan sampel
secara acak dapat dilakukan dengan cara :
1. Undian / lotre
2. Kalkulator
3. Computer
4. Tabel angka random (Cochran. 1991)
2.10 Scanning Elektron Mikroskopi (SEM)
Skanning Elektron Mikroskopi (SEM) merupakan alat yang dapat membentuk bayangan
permukaan. Struktur permukaan suatu benda uji dapat dipelajari dengan mikroskop
electron pancaran karena jauh lebih mudah untuk mempelajari struktur permukaan itu
secara langsung.
Pada dasarnya SEM menggunakan sinyal yang dihasilkan electron untuk
dipantulkan atau berkas sinar electron sekunder. SEM menggunakan prinsip scanning
dengan prinsip utamanya adalah berkas electron diarahkan pada titik-titik permukaan
specimen. Gerakan electron diarahkan dari satu titik ke titik lain pada permukaan
Jika seberkas sinar electron ditembakkan pada permukaan specimen maka sebagian
dari electron itu akan dipantulkan kembali dan sebagian lagi diteruskan. Jika permukaan
specimen tidak rata, banyak lekukan, lipatan atau lubang-lubang maka tiap bagian
permukaan itu akan memantulkan electron dengan jumlah dan arah yang berbeda dan jika
ditangkap detector akan diteruskan ke system layer dan akan diperoleh gambaran yang
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1. Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini ialah :
1. Batang kelapa dari perkebunan kelapa serbelawan, pematang siantar yang berumur
30 tahun yang diambil secara acak
2. Polipropilen, Yuhwa polypro diperoleh dari Korea Petrochemical Ltd.
3. Maleat Anhidrida
4. Benzoil Peroksida, p.a Merck 97% yang diperoleh dari CV. Pison Lintas Artha
5. Metanol, p.a Merck 99% yang diperoleh dari CV. Karya Graha Agung
6. Xilen, p.a Merck 99,8% yang diperoleh dari CV. Pison Lintas Artha
7. Aseton, p.a Merck 99,8% yang diperoleh dari CV. Pison Lintas Artha
8. Divinilbenzen, aldrich 80% yang diperoleh dari CV.Pison Lintas Artha
3.2. Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini ialah :
1. Gelas ukur Pyrex
2. Beaker gelas Pyrex
3. Pendingin Liebig Pyrex
4. Hot plate Fisher
10.Kertas saring whatman no.42
11.Aluminium foil
12.Ayakan Fisher
13.Neraca analitis Mettler Tolledo
15.Alat pencetak tekan Type HPTS.0001.08
16.Universal Testing Machine Type SC-2DE, CAP 2000 Kgf
17.Internal mixer Heles CR-52
18.Seperangkat alat SEM JOEL Type JSM-6360LA
19.Mixer Philips
3.3. Prosedur Penelitian
3.3.1 Proses Pengambilan Sampel
Sampel serbuk batang kelapa (BK) yang merupakan limbah dari batang kelapa
yang digunakan dalam penelitian ini diambil dengan metode sampel acak
3.3.2 Proses Penyiapan Serbuk Batang Kelapa (BK)
Batang kelapa (BK) dipotong, kemudian dikupas kulitnya selanjutnya dihaluskan
dan diayak dengan ayakan 80 mesh (180 µm).
3.3.3 Proses Grafting Maleat Anhidrida (MA) kedalam Polipropilena dan Benzoil Peroksida
Ditimbang polipropilena (PP), maleat anhidrida (MA) dan benzoil peroksida (BPO)
masing-masing sesuai dengan perbandingan 47,5g PP : 1,5g MA : 1g BPO. Mula – mula
dimasukkan PP dan MA kedalam alat internal mixer yang telah diatur suhunya 165 oC,
diputar sampai melebur. Kemudian ditambahkan BPO dan dibiarkan bercampur selama 5
menit. Dikeluarkan hasilnya dan didinginkan.
3.3.4 Pemurnian PP-g-MA
Ditimbang PP-g-MA sebanyak 30 g, kemudian dimasukkan kedalam Erlenmeyer.
Ditambahkan 200 ml xilena dan direfluks sampai larut ± 1 jam. Selanjutnya diendapkan
dengan 150 ml aseton. Disaring dengan kertas saring yang terhubung dengan pompa
vakum. Endapannya dicuci dengan methanol berulang-ulang. Endapannya dikeringkan
3.3.5 Proses Pembuatan Papan Partikel
Ditimbang serbuk batang kelapa (BK), PP-g-MA, PP, DVB, dan BPO
masing-masing sesuai dengan perbandingan berikut :
Tabel 3.1. Perbandingan berat serbuk BK, PP-g-MA, PP, DVB, dan BPO
Sampel Serbuk (BK)
Dicampur sampel 1 ke dalam beaker gelas sampai merata kemudian dituang ke
dalam cetakan dan dipress pada alat pencetak tekan selama 15 menit. Hasilnya didinginkan
pada suhu kamar. Selanjutnya dilakukan uji keteguhan lentur kering, modulus elastisitas
lentur, kerapatan, kadar air, dan pengembangan tebal setelah direndam air. Dilakukan
prosedur yang sama untuk sampel berikutnya.
3.3.6 Pengujian Papan Partikel
a. Uji Kerapatan
Diukur panjang, lebar dan tebal sampel uji dengan ketelitian 0,1 mm kemudian
ditimbang dengan ketelitian 0,1 g.
Kerapatan (g/cm3) = ...pers (1)
Dengan : B = berat (g)
b. Uji Kadar Air
Sampel uji ditimbang untuk mengetahui berat awal kemudian dikeringkan
dalam oven pada suhu 103 OC ± 2 OC, selanjutnya dimasukkan kedalam desikator
kemudian ditimbang sampai beratnya konstan.
Kadar air (%) = x 100 ...pers(2)
Dengan : Ba = berat awal (g)
Bk = berat kering (g)
c. Uji Pengembangan Tebal Setelah Direndam Air
Diukur tebal sampel uji pada bagian pusat kemudian direndam air pada suhu
25 0C secara mendatar sekitar 3 cm dari permukaan air selama ± 24 jam . Selanjutnya
diangkat, disekat dengan kain dan diukur tebalnya.
Pengembangan tebal (%) = 100 ...pers(3)
Dengan : T1 = tebal sebelum direndam air (mm)
T2 = tebal setelah direndam air (mm)
d. Uji Keteguhan Lentur Kering dan Modulus Elastisitas Lentur
Diukur panjang, lebar, dan tebal sampel uji kemudian diletakkan secara
mendatar pada penyangga. Diatur kecepatan mesin uji 10 mm/menit, selanjutnya
Gambar 3.1. Skema uji keteguhan lentur kering dan modulus elastisitas lentur
(Sumber : SNI 03-2105-2006)
Keterangan gambar : B = beban (kgf)
S = jarak sangga (mm)
a = diameter ± 10 mm
T = Tebal papan partikel
Keteguhan lentur kering (kgf/cm2) = ...pers(4)
Modulus elastisitas lentur (kgf/cm2) = x ...pers(5)
Dengan : S = jarak sangga (cm)
B = beban (kgf)
L = lebar (cm)
T = Tebal (cm)
ΔB = selisih beban (B1 – B2)
ΔD = defleksi (cm)
e. Uji Scanning Elektron Mikroskopik (SEM)
Proses pengamatan mikroskopik menggunakan SEM diawali dengan
setelah sampel dibersihkan dengan alat peniup, sampel dilapisi dengan emas atau
palladium dalam mesin dionspater yang bertekanan 1492 × 10-2 atm. Sampel
selanjutnya dimasukkan ke dalam ruangan yang khusus dan kemudian disinari
dengan pancaran electron bertenaga 10 Kvolt sehingga sampel mengeluarkan
electron sekunder dan electron terpental yang dapat dideteksi dengan detector
scientor yang kemudian diperkuat dengan suatu rangkaian listrik yang
menyebabkan timbulnya gambar CRT (Chatode Ray Tube). Pemotretan dilakukan
setelah memilih bagian tertentu dari objek (sampel) dan perbesaran yang diinginkan
sehingga diperoleh foto yang baik dan jelas.
3.3 Bagan Penelitian
3.4.1 Proses Penyiapan Serbuk Batang Bambu
Dibuang kulit batang kelapa
Dikeringkan
Dihaluskan
Diayak dengan ukuran 180 m BK
3.4.2. Proses Grafting MA kedalam PP dengan BPO
Dimasukkan kedalam internal mixer pada suhu 165oC dan
diputar sampai melebur
Ditambahkan BPO sebanyak 1 g dan diputar kembali
selama 5 menit
Dikeluarkan dan didinginkan pada suhu kamar
3.4.3. Pemurnian PP-g-MA
Direfluks dengan 200 ml xilena sampai larut
Ditambahkan 150 ml aseton
Disaring dengan kertas saring yang terhubung dengan pompa
vakum
Dicuci kembali dengan methanol berulang-ulang
Dikeringkan didalam oven pada suhu 120oC selama 6 jam PP sebanyak 47,5 g + MA sebanyak 1,5 g
Leburan PP + MA
PP-g-MA
PP-g-MA sebanyak 30 g
Larutan PP-g-MA
Endapan Basah Filtrat
3.4.4. Proses Pembentukan dan Pengujian Papan Partikel
Dicampur sampai rata
Dipress dengan menggunakan Hidraulik
Press pada suhu 170oC selama 15 menit Didinginkan pada suhu kamar
Karakterisasi
Keterangan : Komposisi papan partikel sesuai dengan table 3.1
Serbuk BK PP-g-MA PP DVB BPO
Campuran serbuk Bambu, PP-g-MA,
PP, DVB, dan BPO
Spesimen
Uji Fisis
- Uji kerapatan
- Uji kadar air
- Uji pengembangan tebal
setelah direndam air
Uji Mekanis
- Keteguhan lentur kering
dan modulus elastisitas
3.4.5. Pengujian Papan Partikel
a. Uji Kerapatan
Diukur panjang, lebar dan tebalnya
Ditimbang beratnya
b. Uji Kadar Air
Ditimbang untuk mengetahui berat awal
Dikeringkan dalam oven pada suhu 103oC ± 2oC
Dimasukkan kedalam desikator
Ditimbang berat konstan papan partikel
c. Uji Pengembangan Tebal
Diukur tebalnya pada bagian pusat
Direndam air pada suhu 25oC ± 1oC secara mendatar sekitar 3 cm
dari permukaan air selama ± 24 jam
Diangkat dan diseka dengan kain
Diukur tebalnya Sampel Uji
Hasil
Sampel Uji
Hasil
Sampel Uji
d. Uji Keteguhan Lentur Kering dan Modulus Elastisitas Lentur
Diukur panjang, lebar dan tebalnya
Sampel diletakkan secara mendatar pada penyangga
Atur kecepatan mesin uji 10 mm/menit
Tombol pembebanan dihidupkan
Dicatat defleksi dan beban sampai beban maksimum
e. Uji SEM
Direkatkan dengan stab dari logam
Sampel dibersihkan dengan alat peniup
Sampel dilapisi dengan emas atau palladium dalam ruangan
bertekanan 1492 x 10-2 atm
Dimasukkan kedalam ruangan khusus dan disinari dengan
pancaran electron sehingga mengeluarkan electron sekunder
Elektron yang terpental dideteksi dengan detector
Pemotretan dilakukan setelah gambar CRT timbul Sampel Uji
Hasil
Sampel Uji
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Kerapatan Papan Partikel
Hasil pengujian kerapatan papan partikel ditunjukkan pada table 4.1.
Tabel 4.1. Hasil uji kerapatan papan partikel
No.
Berdasarkan hasil pengujian kerapatan papan partikel, diperoleh nilai kerapatan yang dapat
Gambar 4.1. Grafik nilai kerapatan papan partikel (g/cm3)
Kerapatan (ρ) papan partikel semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah coupling agent. Hal ini menunjukkan adanya pengaruh coupling agent yang secara fisis
mengalami interaksi dengan serbuk BK melalui rongga-rongga yang diisinya. (Tobing,
2011).
Nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara (0,74 – 0,87
g/cm3). Kerapatan papan partikel pada penelitian ini telah memenuhi standar mutu SNI
03-2105-2006 yaitu berkisar antara 0,4 – 0,9 g/cm3.
4.2. Analisis Kadar Air Papan Partikel
Tabel 4.2. Hasil uji kadar air papan partikel
Berdasarkan hasil pengujian kadar air papan partikel, diperoleh nilai kadar air yang dapat
dilihat pada diagram batang yang ditunjukkan pada gambar 4.2.
Gambar 4.2. Grafik kadar air papan partikel (%)
Data diatas menunjukkan papan partikel dengan perbandingan coupling agent
yang lebih sedikit memiliki kadar air yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan coupling agent
yang lebih banyak akan menutupi rongga sel serbuk batang kelapa lebih merata sehingga
mengakibatkan pori-pori papan partikel semakin besar sehingga akan menyerap air lebih
banyak. Serbuk BK merupakan selulosa yang mempunyai gugus hidroksil sehingga
mudah menyerap air.
Kadar air juga dipengaruhi oleh kerapatan, papan partikel dengan kerapatan tinggi
memiliki ikatan antara molekul partikel dengan molekul coupling agent yang kuat
sehingga molekul air sulit mengisi rongga yang terdapat dalam papan partikel karena
telah terisi coupling agent (Agustwo,2011).
Kadar air yang didapat berkisar antara (0,86 – 2,09 %). Tingginya kadar air juga
tidak terlepas dari kandungan air yang terkandung dalam selulosa. Namun, kadar air yang
dihasilkan telah memenuhi standar mutu SNI 03-2105-2006 yaitu tidak lebih tinggi dari
14%.
4.3 Analisis Pengembangan Tebal Papan Partikel Setelah Direndam Air
Hasil pengujian pengembangan tebal setelah direndam air ditunjukkan pada tabel 4.3.
Tabel 4.3. Hasil uji pengembangan tebal papan partikel setelah direndam air
No.
Berdasarkan hasil pengujian pengembangan tebal setelah direndam air, diperoleh nilai
pengembangan tebal yang dapat dilihat pada diagram batang yang ditunjukkan pada
gambar 4.3.
Gambar 4.3. Grafik pengembangan tebal papan partikel setelah direndam air (%)
Pengembangan tebal merupakan sifat fisis untuk mengukur kemampuan papan partikel
dalam mempertahankan dimensinya selama proses perendaman. Peningkatan jumlah
coupling agent menyebabkan pengembangan tebal setelah direndam air menurun.
Penurunan pengembangan tebal disebabkan coupling agent yang masuk ke rongga sel
partikel semakin banyak sehingga kontak antara partikel semakin rapat sehingga air
akan sulit masuk ke dalam papan partikel. Gugus hidroksil (-OH) dari selulosa,
hemiselulosa, dan lignin mengakibatkan adanya ikatan hidrogen yang besar diantara
makromolekul dari polimer kayu, ikatan hydrogen tersebut akan membentuk ikatan
hydrogen yang baru dengan air yang mengakibatkan batang mengembang (Bledzki,
2002).
Nilai pengembangan tebal papan partikel yang diperoleh berkisar antara 8 – 12,3
%. Nilai pengembangan tebal pada penelitian ini telah memenuhi standar mutu SNI
4.4. Analisis Keteguhan Lentur Kering dan Modulus Elastisitas Lentur
Hasil pengujian keteguhan lentur kering dan modulus elastisitas lentur diperoleh nilai MoR
dan MOE yang ditunjukkan pada tabel 4.4
Tabel 4.4. Hasil Uji MOR dan MOE Papan Partikel
No.
Komposisi Papan Partikel Keteguhan Lentur
Berdasarkan hasil pengujian keteguhan lentur kering (MoR) dan modulus elastisitas lentur
Gambar 4.4. Grafik keteguhan lentur kering papan partikel
Keteguhan lentur kering dilakukan untuk menunjukkan kekuatan papan partikel
dalam menahan gaya tekan. Parameter ini sangat penting karena penggunaan papan
partikel dalam permebelan selalu menuntut pemakaian datar.
Dari hasil penelitian, keteguhan lentur kering papan partikel maksimum terjadi
pada perbandingan serbuk BK : PP-g-MA (60:30)g dan menurun ketika jumlah coupling
agent terus bertambah sampai 40 g, ini disebabkan kemungkinan terjadi
homopolimerisasi yang menyebabkan coupling agent cenderung membentuk diri
menjadi polimer sendiri dibandingkan bereaksi dengan serbuk batang kelapa.
Keteguhan lentur kering papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 130,29 –
255,53 Kgf/cm2 dengan nilai optimum pada perbandingan BK : PP-g-MA (60:30).
Keteguhan lentur kering papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan SNI
Gambar 4.5. Grafik modulus elastisitas lentur papan partikel
Nilai modulus elastisitas lentur dipengaruhi oleh nilai defleksi papan partikel.
Semakin bertambahnya jumlah coupling agent mana nilai defleksi akan cenderung
meningkat sehingga semakin besar nilai defleksi lenturan papan partikel maka nilai
modulus elastisitas lentur akan semakin kecil.
Rendahnya nilai modulus elastisitas lentur dikarenakan partikel BK mengandung
sifat pith (gabus). Pith dapat dihilangkan melalui proses depithing karena pith
mengandung sel parenkim yang tidak memberi sifat kekuatan sehingga akan
menghasilkan papan partikel yang kurang baik. (Mawardi. 2009)
Nilai Modulus Elastisitas Lentur (MoE) papan partikel berkisar antara 6784,98–
12314,47 Kgf/cm2. Nilai ini juga masih jauh dibawah standar mutu SNI 03-2105-2006
4.5. Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)
Gambar 4.6 Foto SEM papan partikel serbuk BK : PP-g-MA : PP : DVB : BPO (80:10:10:10:2)g
Gambar 4.7 Foto SEM papan partikel serbuk BK : PP-g-MA : PP : DVB : BPO (60:30:10:10:2)g
Permukaannya tidak
rata, dengan
rongga-rongga yang lebih
besar
Permukaannya lebih
rapat, memiliki
banyak
rambut-Hasil pengujian SEM menunjukkan adanya ikatan antara serbuk BK:PP-g-MA:
PP:DVB:BPO. Gambar 4.6 adalah foto SEM papan partikel dengan perbandingan serbuk
BK:PP-g-MA:PP:DVB:BPO (60:30:10:10:2)g menunjukkan permukaan yang lebih
homogen atau mempunyai rongga-rongga yang lebih kecil dibandingkan dengan gambar
4.7, yang memiliki rongga-rongga yang lebih besar. Hal ini karena adanya penambahan
PP-g-MA menyebabkan interaksi yang terjadi antara serbuk BK:PP-g-MA:PP:DVB:BPO
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian telah memenuhi SNI 03-2105-2006
kecuali nilai modulus elastisitas lentur. Papan partikel yang memiliki kekuatan
mekanik optimum adalah pada perbandingan Serbuk BK : PP-g-MA : PP : DVB :
BPO (60:30:10:10:2)g dengan nilai keteguhan lentur kering 255,53 Kgf/cm2,
kerapatan 0,81 g/cm3, kadar air 1,92%, pengembangan tebal setelah direndam air 11%
dan foto SEM menunjukkan adanya interaksi antara Serbuk Batang Kelapa dengan
PP-g-MA (coupling agent).
5.2. Saran
Untuk penelitian selanjutnya, disarankan untuk menggunakan bahan pengisi lain yang
memiliki kandungan selulosa yang lebih tinggi dari serbuk kayu kelapa agar dapat
memperoleh nilai modulus of elasticity (MoE) dari papan partikel yang memenuhi
DAFTAR PUSTAKA
Agustwo, Y. 2011. Pengaruh Berat Divinilbenzena Terhadap Sifat Mekanik dan Fisik Papan Komposit dari Polipropilena Termodifikasi Maleat Anhidrida dan Serbuk Kayu. Skripsi Universitas Sumatera Utara.
Al Malaika, 1983. Reactive Modifiers for Polymers . London : Blackie Academic and Propesional.
Anonim. 1985. Annual Books of ASTM Standards. Vol 14. West Conshohocken.
Bettini,S.H.P. 1999. Grafting of Maleic Anhydride onto Polypropylene by Reactive Processing, Effect of Maleic Anhydride and Proxide Concentration on the Reaction. Brazil : sao paolo
Bleckley, D. C. 1983. Synthetic Rubbers : Their Chemistry and Technology. London : Applied Science Publishers ltd.
Bledzki, A. K, V. E. Sperber dan O. Faruk. 2002. Natural and Wood Fibre Reinforcement in Polymers. Rapra Review Revort Vol 13.
Caufield, D. 2005. Wood Thermoplastic Composites. Madison : Forest Products Laboratory.
Cochran, G. 1991. Tekhnik Penarikan Sampel. Penerjemah Rudiansyah. Jakarta :
UI-press
Cowd, M. A. 1991. Kimia Polimer. Bandung:Penerbit ITB.
Dumanauw, J. F. 1990. Mengenal Kayu. Yogyakarta : Kasinius.
Gatcher, M. 1990. Plastic Additives Handbook. Third Edition. Munich : Hanser Publisher.
Gracia, M. 1997. Role of Reaction in batch Process Modification of Atactic Polypropilena by Maleic Anhydride in Melt. Madrid-Spain : John Wiley & Sons, Inc.
Hong, C. K. 2007. Effects of Polypropylene-g-(Maleic Anhydride / Styrene) Compatibilizer on Mechanical and Rheological of Polypropylene / Clay Nanocomposites. Elsevier : Republic of Korea.
Jamilah, M. 2009. Kualitas Papan Partikel Komposit dari Limbah Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis jacq) dan Polietilena (PE) Daur Ulang. Tesis Universitas Sumatera Utara.
Mawardi, I. 2009. Mutu Papan Partikel dari Kayu Kelapa Sawit Berbasis Perekat Polystirene. Jurnal Tekhnik Mesin Universitas Sumatera Utara.
Nur, C. 1997. Pengaruh Radiasi Sinar Gamma dan Rapat Massa serta Sifat Mekanis HDPE dan LDPE. Medan : Lembaga Penelitian USU.
Paik, P. 2007. Kinetics of Thermal Degradation and Estimation of Lifetime for Polypropilene particles : Effects of Particle Size. Elsevier : India.
Parker, P. 1984. McGraw – Hill Dictionary of chemical Terms. New York : McGraw-Hill Book Company.
Prasetyawan, D. 2009. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Komposit dari Serbuk Serabut Kelapa (cocopeat) dengan Plastik Polyethyelene. Skripsi departemen hasil hutan. Fakultas Kehutanan. Institute pertanian bogor : bogor
Rojo, JP. 1988. Coconut Wood Utilization, Research and Development. Canada : The Philippine Experience. FPRDI and IDRC.
Saihi, H., El-Achari, A., Ghenaim, A., and Caze, C., 2002. Graft Copolymerization of a Mixture of Perfluorooctyl-2-ethanol Acrylic and Stearyl Methacrylate Onto Polyester Fibers Using Benzoiyl Peroxide as initiator. Ecole Nationale Superieure des Arts et Industries de Stasburg : France.
SNI (Standar Nasional Indonesia) 03-2105-2006. Papan Partikel. Badan Standarisasi Nasional.
Stevent, M. P. 2001. Kimia Polimer. Jakarta : Pradya Paramita.
Suhardiman, D. 1999. Bertanam Kelapa Hibrida. Jakarta : Penebar Swadaya
Tobing, M. L. 2011. Papan Partikel dari Serbuk Kayu Kelapa Sawit – Polipropilena Memakai Polipropilena Terdegradasi yang digrafting Dengan Maleat Anhidrida Sebagai Coupling Agent. Skripsi : Medan.
Ulrich, H. 1993. Introduction to Industrial Polymers. Second edition. New York :
Hanser Publisher.
Wardhani, I. Y. 2004. Distribusi Kandungan Kimia Kelapa Hibrida (cocous nucifera Linn). Bogor.
Lampiran 1. Perhitungan Kerapatan Papan Partikel
Lampiran 3. Perhitungan Pengembangan Tebal Setelah Direndam Air (%)
Lampiran 6. Perhitungan Pengujian
= 0,73 g/cm3
= 2,20 %
= 11 %
= 107,12 kgF/cm2
SNI 03-2105-2006
Lampiran 7. Persyaratan Untuk Mutu Papan Partikel
No Persyaratan Nilai
1. Kadar air Tidak diperkenankan lebih dari 14%
2. Kerapatan Kerapatan papan parikel antara 0,40 g/cm3 –
0,90 g/cm3
3. Pengembangan Tebal
Setelah direndam air
Tidak lebih dari 25%
4. MoE (Modulus Elastisitas
Lentur)
2,04 x 104 Kgf/cm2 (arah lebar)
5. MoR (Keteguhan Lentur
Kering)
Lampiran 8. Gambar
Serbuk batang kelapa internal mixer
PP-g-MA Papan Partikel
