Lampiran 3. Data Nilai daya serap air (%) selama pemaparan cuaca 6 bulan
Polipropilena:
Serat MAH (%)
Minggu ke-
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
50: 50 5 2,47 -1,88 0,34 2,61 -1,42 -0,47 0,53 1,87 -1,66 -1,16 0,10 -1,67 7 1,04 -0,45 0,11 0,74 -0,31 -0,19 0,27 0,95 -0,86 -0,25 0,17 -0,60 60: 40 5 1,57 -0,97 0,34 1,34 -0,66 -0,38 0,41 1,17 -1,07 -0,40 0,17 -0,84 7 1,29 -0,59 -0,01 1,22 -0,66 -0,28 0,34 1,12 -1,11 -0,27 0,20 -0,71 70: 30 5 0,94 -0,65 -0,02 0,77 -0,52 -0,12 0,13 0,82 -0,86 -0,21 0,08 -0,50 7 0,81 -0,53 0,00 0,63 -0,49 -0,19 0,22 0,82 -0,83 -0,15 0,05 -0,42
Lampiran 4. Data nilai pengembangan tebal (%) selama pemaparan cuaca 6 bulan
Polipropilena: Serat MAH (%) Minggu ke-
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Lampiran 5. Data nilai MOE dan MOR setelah pemaparan cuaca 6 bulan
Rata2 0,0064 15,55606203
7
1 15 5,03 0,75 0,05 21,533380 20,22933549 173,2356535 0,002 17,32356535 2 15 5,04 0,74 0,247 17,206000 103,7886422 141,8347366 0,0104 14,18347366 3 15 5,03 0,61 0,05 15,187210 36,80573151 182,0523941 0,0037 18,20523941
Rata2 0,0054 16,57075947
60 : 40
5
1 15 5,03 0,71 0,25 27,203150 116,1838674 240,0345414 0,0116 24,00345414 2 15 5,04 0,65 0,244 23,003590 151,0537983 245,5764119 0,0151 24,55764119 3 15 5,06 0,83 0,25 21,000620 72,69196304 135,3157226 0,0073 13,53157226
Rata2 0,0113 20,69755587
7
1 15 5,04 0,71 0,01 17,401380 4,648112506 153,427149 0,0005 15,3427149 2 15 4,72 0,67 0,25 25,524440 146,5075502 268,4479036 0,0147 26,84479036 3 15 5,06 0,79 0,246 21,587260 83,67661634 154,4289587 0,0084 15,44289587
Rata2 0,008 19,21013371
70 : 30
5
1 15 5,03 0,76 0,25 29,465030 94,8425567 227,0407505 0,009 22,70407505 2 15 4,72 0,72 0,2 17,886850 96,72382387 165,5498663 0,010 16,55498663 3 15 5,03 0,67 0,25 12,112410 141,6522521 121,9478955 0,014 12,19478955
Rata2 0,011 17,15128374
7
Lampiran 6. Data hasil pengukuran sifat fisis dan sifat mekanis dibandingkan dengan standar JIS A 5905 (2003) dan standar JIS A 5908 (2003)
Pengujian Polipropilena: Serat MAH (%) Nilai Standar JIS A 5905 Standar JIS A 5908 Keterangan
Kerapatan (g/cm³)
50:50 5 0,8 ≥ 0,8 0,4-0,9 MS*
7 1,01 ≥ 0,8 0,4-0,9 MS
60:40 5 1,03 ≥ 0,8 0,4-0,9 MS
7 0,94 ≥ 0,8 0,4-0,9 MS
70:30 5 0,89 ≥ 0,8 0,4-0,9 MS*
7 0,95 ≥ 0,8 0,4-0,9 MS
Kadar Air (%)
50:50 5 1,48 5-13 5-13 TMS
7 0,49 5-13 5-13 TMS
60:40 5 0,58 5-13 5-13 TMS
7 0,65 5-13 5-13 TMS
70:30 5 0,42 5-13 5-13 TMS
7 0,27 5-13 5-13 TMS
Daya Serap Air (%)
50:50 5 2,47 ≤ 30 - MS
7 1,04 ≤ 30 - MS
60:40 5 1,57 ≤ 30 - MS
7 1,29 ≤ 30 - MS
70:30 5 0,94 ≤ 30 - MS
7 0,81 ≤ 30 - MS
Pengembangan Tebal (%)
50:50 5 2,56 - ≤ 12 MS
7 3,19 - ≤ 12 MS
60:40 5 0,83 - ≤ 12 MS
70:30 5 3,57 - ≤ 12 MS
7 -3,84 - ≤ 12 MS
MOE (Gpa)
50:50 5 0,0064 - ≥ 2,548 TMS
7 0,0054 - ≥ 2,548 TMS
60:40 5 0,0113 - ≥ 2,548 TMS
7 0,008 - ≥ 2,548 TMS
70:30 5 0,011 - ≥ 2,548 TMS
7 0,012 - ≥ 2,548 TMS
MOR (Mpa)
50:50 5 15,556062 ≥ 20,387 ≥ 13,252 MS
7 16,570759 ≥ 20,387 ≥ 13,252 MS
60:40 5 20,697556 ≥ 20,387 ≥ 13,252 MS*
7 19,210134 ≥ 20,387 ≥ 13,252 MS
70:30 5 17,151284 ≥ 20,387 ≥ 13,252 MS
7 21,085142 ≥ 20,387 ≥ 13,252 MS*
Keterangan:
Lampiran 8. Hasil analisis sidik ragam kerapatan setelah pemaparan
Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah F. Hitung F. Tabel Keterangan
Komposisi FPC 2 0.024 0.012 0.845 3.98 Tidak Nyata
MAH 1 0.015 0.015 1.042 4.84 Tidak Nyata
Komposisi FPC * MAH 2 0.066 0.033 2.3 3.98 Tidak Nyata
Galat 11 0.158 0.014
Total 16 0.265
Lampiran 9. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut DMRT kadar air setelah pemaparan
Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah F. Hitung F. Tabel Keterangan
Komposisi FPC 2 1.111 0.556 4.781 3.98 Berpengaruh Nyata
MAH 1 0.538 0.538 4.632 4.84 Tidak Nyata
Komposisi FPC * MAH 2 0.917 0.459 3.946 3.98 Tidak Nyata
Galat 11 1.278 0.116
Hasil uji lanjut DMRT kadar air
Komposisi FPC N Subset
1 2
70:30 5 0.3640
60:40 6 0.6133 0.6133
Lampiran 10. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut DMRT daya serap air setelah pemaparan
Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah F. Hitung F. Tabel Keterangan
Komposisi FPC 2 1.266 0.633 5.522 3.98 Berpengaruh Nyata
MAH 1 0.898 0.898 7.835 4.84 Berpengaruh Nyata
Komposisi FPC * MAH 2 0.749 0.374 3.266 3.98 Tidak Nyata
Galat 11 1.261 0.115
Total 16 4.300
Hasil uji lanjut DMRT daya serap air
Komposisi FPC N Subset
1 2
50:50 6 -1.1367
60:40 6 -.7683 -.7683
70:30 5 -.4680
Lampiran 11. Hasil analisis sidik ragam pengembangan tebal
Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah F. Hitung F. Tabel Keterangan
Komposisi FPC 2 61.194 30.597 0.824 3.98 Tidak Nyata
MAH 1 8.973 8.973 0.242 4.84 Tidak Nyata
Komposisi FPC * MAH 2 4.259 2.129 0.057 3.98 Tidak Nyata
Galat 11 408.665 37.151
Lampiran 12. Hasil analisis sidik ragam MOE setelah pemaparan
Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah F. Hitung F. Tabel Keterangan
Komposisi FPC 2 8.987E-5 4.493E-5 2.028 3.98 Tidak Nyata
MAH 1 5.654E-6 5.654E-6 0.255 4.84 Tidak Nyata
Komposisi FPC * MAH 2 1.349E-5 6.747E-6 0.304 3.98 Tidak Nyata
Galat 11 0.000 2.216E-5
Total 16 0.000
Lampiran 13. Hasil analisis sidik ragam MOR setelah pemaparan
Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah F. Hitung F. Tabel Keterangan
Komposisi FPC 2 49.628 24.814 0.872 3.98 Tidak Nyata
MAH 1 5.529 5.529 0.194 4.84 Tidak Nyata
Komposisi FPC * MAH 2 19.602 9.801 0.345 3.98 Tidak Nyata
Galat 11 312.889 28.444
Lampiran 14. Diagram Lingkaran Perubahan Warna FPC Selama Pemaparan
0
2
4
6
8
10 12 14
16 18 20
22 24
26
Gambar 12. Perubahan warna FPC 60:40 MAH 5% selama pemaparan
0 2
4
6
8
10 12 14
16 18 20
22 24
26
0 2
4
6
8 10 12 14 16 18 20
22 24
26
Gambar 14. Perubahan warna FPC 50:50 MAH 7% selama pemaparan
0 2
4
6
8
10 12 14
16 18 20
22 24
26
0
2
4
6
8
10 12 14
16 18 20
22 24
26
DAFTAR PUSTAKA
Al Malaika, 1997. Reactive Modifiers for Polymers . London : Blackie Academic and Propesional.
Astrini, N. 2007. Pengaruh Penambahan Etilen Propilen Kopolimer (EPM) pada Poliropilena (PP) Terhadap Sifat Mekanik Polipaduan PP-EPM yang Dihasilkan. P2K LIPI, Bandung. [26 November 2012]
Barone, J. R. 2005. Polyethelene/Keratin Fiber Composite with Varying Polyethelene Crystallinity. Composite Part A 36. USA.
Batubara, R.B. 2012. Fiber-Plastic Composite dari Kertas Kardus dan Polietilena (PE) dengan Penambahan Maleat Anhidrida (MAH) dan Benzoil Peroksida (BP). [Skripsi]. Program Studi Kehutanan. Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Medan.
Bost, A.D. 1982. Analysis of Polymer System. London: Applied Science Publisher. Ltd.
BMKG. Data cuaca harian periode Juli 2012- Januari 2013: Daerah Kecamatan Medan Labuhan. Stasiun Klimatologi Sampali Kelas IA. Medan. 2013. Cowd, M. A. 1991. Kimia Polimer. Diterjemahkan oleh Drs. Harry Firman, M.Pd.
Penerbit ITB. Bandung.
Febrianto F. 1999. Preparation and Properties Enhancement of Moldable Wood- Biodegradable Polymer Composites. [Disertasi]. Kyoto: Kyoto University, Doctoral Dissertation. Division of Forestry and Bio-material Science. Faculty of Agriculture. Tidak dipublikasikan.
Forest Products Laboratory. 1995. Recycling Research Progress at the Forest Products Laboratory. Gen. Tech. Rep. FPL-GTR-86. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. Madison. 19p. Gopar, M. dan Yanni, S. 2004. Perubahan Sifat Fisik dan Mekanik Panel Zephyr
Bambu setelah Uji Pelapukan Cuaca. PUSPIPTEK Serpong, Tanggerang. Hanafiah, K.A. 2010. Rancangan Percobaan: Teori dan Aplikasi. PT. Raja
Grafindo Persada. Jakarta.
Harper, A.W., R.J. Heat danM.J. Scott. 2004. Plastic Materials Properties and Aplications. Cations. Chapman and Hall Publishing. New York.
http://www.bps.go.id/tab_sub/view.php?kat=3&tabel=1&daftar=1&id_subyek=60 ¬ab=3
IPCC. 2007. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. [Solomon, S., D. Qin, M.
Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B.Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)].Cambride University Press. Cambridge,United Kingdom and New York.
Japannese Standard Association. 2003. Japannese Industrial Standard Harboard. JIS A 5905. Japannese Standard Association. Jepang.
2003. Japannese Industrial Standard Particleboard. JIS A 5908. Japannese Standard Association. Jepang.
Johnson, D.A., Johnson, Urich, Rowell, Jacobson, Caufield. 1999. Weathering characteristic Of fiber-polymer composites. The Fifth International Conference on Woodfiber- Composites. [20 September 2012]
Khaerudini, D. S. dan Muljadi. 2007. Pengaruh Variasi Sludge- Serbuk Kayu sebagai Penguat terhadap Sifat Mekanik Material Komposit Matriks Urea- Formaldehida. Jurnal Fisika dan Aplikasinya Volume 3, Nomor 1 Januari 2007. LIPI, Tangerang. [26 November 2012].
Klyosov, A.A. 2007. Wood Plastic Composite. Wiley Interscience. Canada. Lopez, J.L., Sain, M., and Cooper. 2005. Performance of Natural Fiber Composite
Under Stress for Outdoor Application: Effect of Moisture, Temperature and Ultraviolet Light Exposure. Faculty of Forestry University of Toronto, Canada.
Maloney, T.M. 1993. Modern Particleboard and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller Fremann Publication. Inc, San Fransisco.
Mat Taib, R., Ahmad Zauzi, N.S., Mohd. Ishak, Z.A. dan Rozman, H.D. 2010. Effect of Photo-Stabilizers on the Properties of Recycled High-Density Polyethylene (HDPE)/ Wood Flour Composites Exposed to Natural Weathering. Malaysian Polymer Journal, Vol 5, No. 2, p 193-203. [30 Mei 2013].
Pardede, R. M. 2010. Ketahanan Papan Komposit dari Limbah Batang Kelapa Sawit dan Plastik Polipropilena terhadap Cuaca. [Skripsi]. Program Studi Kehutanan. Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Medan.
Purbowaseso, B. 2004. Pengendalian Kebakaran Hutan. PT. Rineka Cipta. Jakarta Risnasari, I. 2006. Ketahanan Komposit Kayu Plastik-Daur Ulang dengan
Penambahan UV Stabilizer Terhadap Cuaca. Tesis Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor.
Setyawati, D. 2003. Komposit Serbuk Kayu Plastik Daur Ulang: Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Kayu dan Plastik.
Sudjindro. 2011. Prospek Serat Alam untuk Bahan Baku Mata Uang. Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat, Malang. [26 November 2012] Sukatik. 2011. Lateks Termoplastik dan Elastomer/Karet Alam Berbasis Air
Sebagai “Perekat Material Jalan” (Soil Sealand). [Disertasi]. Universitas Sumatera Utara.
Stark, N.M. dan Gardener, D.J. 2008. Outdoor durability of wood-polymer
composites. USDA Forest Service University of Maine, USA. [17 Mei 2012]
Tampubolon, N.Y.B. 2012. Fiber Plastic Composite dari Limbah Kertas Kardus dan (PP) dengan Penambahan Maleat Anhidrida (MAH) dengan Benzoil Peroksida (BP). [Skripsi]. Program Studi Kehutanan. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Tjasyono H.K., Bayong. 2006. Meteorologi Indonesia Volume II. Badan Meteorologidan Geofisika, Jakarta. [26 November 2012].
Trewartha, G.T. dan Horn, 1980. An Introduction to Climate. 4th ed. McGraw-Hill Book Co.Tokyo. 416p.
Wallace, J.M. dan Hobbs, P.V. 1977. Atmospheric Science: An Introductory Survey. Academic press. New York. 467p.
Wang, W. dan Morell, J.J. 2003. Water Sorption Characteristics of Two Wood-Plastic Composites. Oregon State University. Forest Prod. J. 54(12):209- 212.
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2012 hingga bulan Maret 2013. Pemaparan cuaca di atas atap di Kecamatan Medan Labuhan, Medan pada ketinggian 5 mdpl. Pengujian sifat fisis di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Pengujian sifat mekanis di Laboratorium Biokomposit dan Keteknikan Kayu Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah contoh uji papan FPC yang berukuran 18x5x1 cm dengan 3 perbandingan (polipropilena: serat kardus) yaitu 50:50, 60:40, dan 70:30, MAH 5% dan 7%, Benzoil Peroksida (BP) 15% masing-masing 3 ulangan. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah tangga kayu, papan peyangga, timbangan digital Ion Scale (EPS05), kalifer, mikrometerskrup, Universal Testing Machine (UTM).
Prosedur Penelitian
1. Pemaparan FPC
Contoh uji FPC dipaparkan di luar ruangan yang terkena matahari dan hujan secara langsung. Contoh uji di letakkan dengan formasi acak diatas papan yang disangga besi pada bagian ujung-ujungnya. Pemaparan cuaca terhadap FPC ini dilakukan selama 6 bulan.
2. Pengamatan FPC Setiap 2 Minggu Sekali Selama Pemaparan
Setiap 2 minggu sekali dilakukan pengamatan perubahan warna dan pengukuran massa dan dimensi FPC. Selama dan setelah pemaparan 6 bulan dilakukan pengujian sifat fisis dan mekanis terhadap FPC. Sifat fisis yang diukur selama pemaparan berupa daya serap air dan pengembangan tebal papan FPC sedangkan sifat fisis yang diukur setelah pemaparan 6 bulan adalah kerapatan dan kadar air. Untuk sifat mekanis yang diuji MOE dan MOR, pengujiannya dilakukan setelah pemaparan 6 bulan.
3. Pengujian Kualitas FPC
Pengujian sifat fisis dan mekanis berdasarkan standar Japanese International Standard (JIS) A 5905-2003 dan JIS A 5908-2003. Parameter
kualitas sifat fisis papan komposit yang diuji adalah kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, daya serap air, untuk sifat mekanis yang diuji hanya keteguhan patah (Modulus of Rupture), dan keteguhan lentur (Modulus of Elasticity). Nilai standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003
paticleboards type 13 ditampilkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003
paticleboardstype 13.
No. Sifat Fisis Mekanis JIS A 5905-2003
hardboard S20
4. Pengembangan Tebal (%) Tidak dipersyaratkan ≤ 12
5. MOR (Mpa) ≥ 20,378 ≥ 13,252
6. MOE (Gpa) Tidak dipersyaratkan ≥ 2,548
3.1. Pengujian sifat fisis
Pengujian sifat fisis FPC antara lain kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal. Hasil pengujian didapatkan dengan pengukuran dimensi dan perhitungan dengan rumus sebagai berikut:
1. Kerapatan
Setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan, dilakukan pengujian kerapatan pada kondisi kering udara dan volume kering udara. Contoh uji yang digunakan berukuran 5x5x1 cm. Nilai kerapatan FPC selanjutnya dapat dihitung dengan rumus:
Kerapatan (g/ cm3)=
(JIS, 2003) 2. Kadar Air
selama 24 jam pada suhu 103±2˚C. Rumus yang digunakan dalam menghitung
kadar air adalah:
Kadar Air (%) =
x 100%
(JIS, 2003) 3. Daya Serap Air
Setelah pemaparan cuaca, daya serap air dihitung dengan contoh uji berukuran 18x5x1 cm, ditimbang berat (g) sebelum pemaparan cuaca (B1) dan
berat (g) setelah pemaparan cuaca 6 bulan (B2), lalu dihitung nilai daya serap air
dengan rumus:
Daya Serap Air =
x 100%
(JIS, 2003) 4. Pengembangan Tebal
Setelah pemaparan cuaca, dilakukan perhitungan pengembangan tebal. Contoh uji pengembangan tebal sama dengan contoh uji daya serap air, ukurannya 18x5x1 cm. Pengembangan tebal didasarkan pada tebal (mm) awal rata-rata (T1)
dalam kondisi kering udara dan tebal setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan (T2). Nilai pengembangan tebal dihitung berdasarkan rumus:
Pengembangan Tebal (%)=
x 100%
(JIS, 2003)
3. 2. Pengujian Sifat Mekanis 1. Keteguhan lentur (MOE)
pengujian ini adalah ukuran sampel secara utuh (18x5x1 cm). Besarnya defleksi yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu.
Nilai MOE dihitung dengan rumus:
MOE=
3
3
(JIS, 2003) Keterangan :
MOE : Keteguhan lentur (kg/cm2)
ΔP : Beban sebelum batas proporsi (kg) L : Jarak sangga (cm)
ΔY : Lenturan pada beban (cm) b : Lebar contoh uji (cm) d : Tebal contoh uji (cm) 2. Keteguhan patah (MOR)
Pengujian MOR dilakukan dengan lebar bentang (jarak penyangga) 15 kali tebal papan, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Nilai MOR dihitung dengan rumus
sebagai berikut :
MOR =
2
(JIS, 2003) Keterangan :
MOR : Keteguhan patah (kg/cm2)
P : Beban Maksimum (kg)
L : Jarak sangga (cm)
b : Lebar contoh uji (cm)
4. Analisis Data
Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial, dengan
faktor perlakuan perbandingan polipropilena dengan serat kardus, yaitu 50:50, 60: 40
dan 70: 30, dan faktor kedua yaitu penambahan zat aditif yang berbeda yaitu 5% dan
7% dari berat polipropilena. Model statistik yang digunakan adalah:
Yijk = μ + αi + βj + (αβ)ij +Σijk
(Hanafiah, 2010) Keterangan:
Yijk :Nilai perlakuan pemaparan cuaca pada perbandingan polipropilena:serat kardus taraf ke-i (50:50, 60:40 dan 70:30) dan zat aditif taraf ke-j (5% dan 7%) ulangan ke-k (1,2 dan 3)
µ :Nilai rataan umum
αi :Pengaruh pemaparan cuaca pada perbandingan polipropilena:serat kardus taraf ke-i
βj :Pengaruh pemaparan cuaca pada penambahan maleat anhidrida taraf ke-j
(αβ)ij :Pengaruh pemaparan cuaca pada interaksi antara perbandingan polipropilena: serat kardus dan maleat anhidrida
∑ijk :Pengaruh pengacakan pada pemaparan cuaca untuk perbandingan polipropilena: serat kardus taraf ke-i, maleat anhidrida taraf ke-j dan ulangan ke-k
Hipotesis yang digunakan adalah :
H1 :Perbedaan perbandingan polipropilena: serat kardus, persentasi zat aditif dan interaksi dari keduanya berpengaruh pada sifat fisis dan sifat mekanis papan komposit setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan.
Untuk mengetahui pengaruh pemaparan cuaca dari perlakuan-perlakuan
yang diberikan, dilakukan analisis keragaman dengan kriteria uji jika F hitung ≤ F
tabel maka H0 diterima dan jika F hitung > F tabel maka H0 ditolak. Untuk mengetahui taraf perlakuan mana yang berbeda nyata dilakukan uji lanjut dengan Uji Wilayah Berganda Duncan (Duncan Multiple Range Test). Data hasil pengujian selanjutnya dibandingkan dengan persyaratan standar JIS A 5905-2003
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis FPC Setelah Pemaparan Cuaca 6 Bulan
Setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan diperoleh data nilai sifat fisis FPC yang ditampilkan pada Tabel 2:
Tabel 2. Rata-rata nilai sifat fisis papan fiber plastic composite setelah pemaparan cuaca
Gambar 2. Perubahan nilai kerapatan FPC
Gambar 2 menunjukkan bahwa FPC komposisi 50:50 dan 70:30 kerapatannya menurun, sedangkan pada komposisi 60:40 mengalami kenaikkan. Perubahan nilai kerapatan terbesar terjadi pada FPC komposisi 50:50, dan perubahan kerapatan yang paling kecil pada perbandingan 60:40. Nilai kerapatan ini mengalami kenaikkan dan penurunan dibandingkan dengan nilai kerapatan FPC pada pengujian awal yaitu berkisar antara 0,892 gr/cm3 hingga 0,999 gr/cm3. Peningkatan ataupun penurunan nilai kerapatan terjadi karena perubahan massa dan volume dari FPC. Nilai kerapatan naik jika massa meningkat akibat serapan air oleh FPC pada saat hujan ataupun karena penurunan volume FPC akibat penyusutan begitu juga sebaliknya, penurunan kerapatan terjadi bila volume naik akibat pengembangan tebal ataupun karena penurunan massa akibat penyusutan FPC. Menurut Pardede (2010) penurunan kerapatan disebabkan oleh pengaruh kombinasi sinar matahari, curah hujan, variasi suhu dan kelembaban yang mengakibatkan terkikisnya permukaan papan sehingga memudahkan air untuk masuk ke dalam papan.
Perubahan kerapatan ini menunjukkan ketidakstabilan dari FPC ataupun dari bahan pembentuk FPC (polipropilena ataupun serat kardus). Serat yang terdiri dari komponen dinding sel, rongga sel dan inti sel bersifat suka terhadap air (hidrofilik) dan menyerap air (higroskopis) sedangkan plastik hidrofobik. Namun perbedaan sifat kedua bahan ini menghasilkan suatu papan komposit dengan sifat yang berbeda dari bahan penyusunnya.
bahwa FPC dengan MAH 7% lebih stabil, hal ini sesuai dengan pernyataan Febrianto, 1999 dalam Perdede 2010 yang menyatakan bahwa sifat papan komposit juga dipengaruhi oleh penambahan MAH yang bertujuan untuk meningkatkan kekompakan dan daya rekat antar komponen. Dari ketiga variasi komposisi, FPC dengan komposisi 60:40 perubahan nilai kerapatannya paling kecil dibandingkan komposisi lain, hal ini menunjukkan komposisi 60:40 lebih stabil. Nilai kerapatan setelah pemaparan masih memenuhi standar, hal ini mengindikasikan FPC bisa digunakan untuk outdoor. Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 8) menunjukkan tidak ada pengaruh variasi komposisi FPC, persentasi MAH dan interaksi dari keduanya pada nilai kerapatan FPC. Hal ini mengindikasikan
Kadar Air
Gambar 3. Perubahan nilai kadar air FPC
Standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908 (2003)
particleboards type 13 menyaratkan nilai kadar air suatu papan komposit 5-13%. Kadar air FPC sebelum dan sesudah pemaparan cuaca tidak mencapai nilai minimum. Hal ini dipengaruhi oleh sifat FPC yang mewarisi sifat plastik yang hidrofobik sehingga kadar air pada papan sangat rendah.
Nilai kadar air yang meningkat ini juga menunjukan bahwa jumlah uap air dari hujan yang mampu masuk kedalam FPC ternyata tidak tidak sama dengan jumlah uap air yang keluar saat penguapan. Ada uap air yang tetap tinggal pada FPC bahkan terakumulasi selama masa pemaparan sampel.
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan adanya pengaruh yang nyata dari variasi perbandingan komposisi FPC dengan nilai kadar air FPC, namun persentasi MAH dan interaksi dari keduanya tidak berpengaruh nyata. Hasil uji lanjut DMRT (Duncan Multiple Range Test), hasil uji lanjut menunjukkan perbedaan yang signifikan antara nilai kadar air FPC dengan komposisi 70:30 dengan FPC komposisi 50:50 sedangkan antara komposisi 70:30 dengan komposisi 60:40 tidak berbeda nyata, begitu juga dengan komposisi 60:40 dan komposisi 50:50. Dari hasil uji lanjut komposisi yang terbaik adalah komposisi 70:30 dengan MAH 7%.
Daya Serap Air
-1,5
Curah Hujan (mm) Suhu Min (˚C)
Suhu Max (˚C) Kelembaban Relatif (%) -2,0
Gambar 5. Fluktuasi faktor cuaca selama pemaparan (Sumber: BMKG, 2013)
30 JIS A 5905
Gambar 4 menampilkan rata-rata nilai daya serap air selama pemaparan cuaca. Daya serap air pada FPC MAH 5% tertinggi adalah pada FPC dengan komposisi 50:50 setelah pemaparan 2 minggu yaitu sebesar 2,47%. Penyusutan tertinggi terjadi pada FPC komposisi 50:50 yaitu sebesar -1,88%, kondisi ini sesuai dengan data cuaca dari BMKG yang menyatakan tidak ada terjadi hujan pada minggu ke-4 pemaparan. Selain cuaca, hal ini juga dipengaruhi penggunaan serat pada komposisi ini sama besar dengan penggunaan plastik, serat memiliki sifat higroskopis yaitu yang mudah menyerap dan melepaskan air. Kondisi ini sesuai dengan hasil penelitian (Johnson et al., 1999) yang menyatakan penggunaan serat yang lebih sedikit (30% serat pada penelitian tersebut) akan menyerap air lebih sedikit dibandingkan dengan menggunaan serat yang lebih banyak (50% serat pada penelitian tersebut). Berbeda dengan FPC MAH 7%, fluktuasi daya serap air tertinggi terdapat pada FPC dengan komposisi 60:40 yaitu sebesar 1,29% setelah pemaparan 2 minggu dan pengeluaran uap air terbesar juga pada FPC komposisi 60:40 yaitu sebesar -1,11% setelah pemaparan 18 minggu.
menyebabkan wilayah tersebut juga memiliki kelembaban udara relatif tinggi begitu juga sebaliknya (Purbowaseso, 2004). Data cuaca memperlihatkan ada beberapa waktu pengamatan yang tidak mengalami hujan dan yang mengalami hujan sangat sedikit, seperti pada minggu ke-4, 6, 14, 20, 22, 24 dan 26. Pada kondisi ini kelembaban relatif juga mengalami penurunan dari kelembaban sebelumnya. Kelembaban juga dipengaruhi oleh kecepatan angin, karena semankin tinggi kecepatan angin kelembaban relatif akan menurun, akibat terjadinya penguapan.
Hasil analisis sidik ragam (Lampiran 10) menunjukkan adanya pengaruh dari perbedaan komposisi FPC dan persentasi MAH. Dan hasil uji lanjut DMRT (Lampiran 10) menunjukkan berbeda nyata antara komposisi 50:50 dengan komposisi 70:30 namun antara komposisi 50:50 dengan 60:40 serta antara 60:40 dengan 70:30 tidak berbeda nyata. Untuk persentasi MAH hasil uji lanjut DMRT menunjukkan tidak berbeda nyata antara MAH 5% dan 7% dan komposisi yang terbaik adalah komposisi 70:30 dengan MAH 7%.
Pengembangan Tebal
-6
Curah Hujan (mm) Suhu Min (˚C)
Data pengembangan tebal (Lampiran 4) menunjukkan pertambahan tebal yang paling tinggi pada FPC komposisi 50:50 yaitu sebesar 6,7% setelah pemaparan 8 minggu dan penyusutan terbesar juga pada komposisi 50:50 yaitu sebesar -6,66% setelah pemaparan 6 minggu, sesuai dengan data BMKG yang menunjukkan bahwa pada minggu ke-4 hingga minggu ke-6 tidak terjadi hujan. Pengembangan tebal pada FPC MAH 7% terbesar pada FPC komposisi 70:30 yaitu sebesar 5,49% setelah pemaparan 16 minggu hal ini didukung oleh data BMKG yang menunjukkan kelembaban yang tinggi pada minggu ke- 16. Penyusutan tebal terbesar pada FPC komposisi 70:30 yaitu sebesar -5,27% setelah pemaparan 14 minggu hal ini juga didukung dengan kondisi cuaca berdasarkan data BMKG yang menunjukkan tidak ada hujan pada minggu ke-14.
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan tidak ada pengaruh nyata dari komposisi FPC, persentasi MAH maupun dari interaksi keduanya dengan pengembangan maupun penyusutan tebal FPC. Pengembangan ataupun penyusutan tebal secara umum seharusnya sejalan dengan daya serap air, bila terjadi kenaikkan daya serap air maka FPC juga akan mengalami pengembangan tebal begitu juga sebaliknya bila daya serap air FPC menurun maka terjadi penyusutan tebal FPC. Namun setelah diperbandingkan ternyata daya serap air yang meningkat belum tentu pengembangan tebalnya juga meningkat, karena ternyata terjadi pemadatan pada FPC akibat pengaruh panas sinar matahari. Hal ini juga dapat dilihat dari terjadinya peningkatan kerapatan pada FPC setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan. Hal ini juga bisa diakibatkan karena FPC yang digunakan tidak terlalu baik dalam proses pencampuran, diduga ada serat yang tidak merata dengan plastik, sehingga FPC tidak terlalu stabil dan justru terjadi reaksi antara serat dan plastik akibat pengaruh panas sinar matahari saat pemaparan cuaca.
Standar JIS A 5908 (2003) menyaratkan pengembangan tebal pada suatu komposit lebih kecil dan maksimal 12%. Dan dari data pengembangan tebal menunjukkan tidak ada pengembangan tebal maupun penyusutan tebal yang melampaui standar JIS tersebut sehingga FPC ini termasuk kategori baik setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan.
Sifat Mekanis FPC Setelah Pemaparan Cuaca 6 Bulan
penelitian ini hanya modulus of elasticity (MOE) dan modulus of rupture (MOR),
internal bond dan kuat pegang sekrup tidak dilakukan pengujian karena diasumsikan bila dilakukan pemasangan sekrup pada suatu komposit dilakukan di awal penggunaan, sehingga untuk mengetahui internal bond dan kuat pegang sekrup dapat dilihat dari hasil penelitian Tampubolon (2012). Dari pengujian sifat mekanis didapatkan data nilai MOE dan MOR seperti pada Tabel 2 berikut: Tabel 3. Rata-rata nilai sifat mekanis papan fiber plastic composite sebelum dan
sesudah pemaparan cuaca
Polipropilena: Serat MAH (%) MOE (Gpa) MOR (Mpa) Sebelum Sesudah Sebelum Sesudah
50:50 5 0,0139 0,0064 23,997 15,556
7 0,0072 0,0054 20,799 16,571
60:40 5 0,0156 0,0113 30,381 20,698
7 0,0204 0,0078 28,22 19,210
70:30 5 0,0091 0,0082 22,524 17,151
7 0,0143 0,0122 31,586 21,085
Melalui data tersebut dapat dibandingkan perubahan nilai MOE dan MOR yang terjadi setelah pemaparan cuaca, baik MOE maupun MOR mengalami penurunan yang menunjukkan penurunan kualitas dari suatu komposit juga. Data tersebut bila dibandingkan dengan standar kebanyakan tidak memenuhi standar. Nilai MOE secara keseluruhan tidak memenuhi standar sedangkan nilai MOR ada yang memenuhi kedua standar JIS.
Modulus of Elasticity (MOE)
Gambar 8 merupakan grafik perubahan nilai MOE dari FPC sebelum pemaparan cuaca dan setelah pemaparan cuaca 6 bulan.
Gambar 8. Perubahan nilai MOE FPC
Gambar 8 memperlihatkan nilai rata-rata MOE setelah pemaparan cuaca menurun. Penurunan nilai MOE yang terjadi bahkan mencapai 18%. Nilai MOE pada awal pengujian dan setelah pemaparan cuaca tidak memenuhi standar yang dipersyaratkan JIS yaitu sebesar 2,548 Gpa.
Nilai MOE terendah pada FPC setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan adalah pada komposisi 60:40 MAH 7% sedangkan yang tertinggi adalah pada FPC perbandingan 70:30 dengan MAH 7%. Penurunan nilai MOE ini menunjukkan terjadinya degradasi polimer setelah pemaparan cuaca. Degradasi polimer menyebabkan berat molekul turun, sehingga aliran leleh (melt flow) tinggi dan mengurangi fleksibilitas, kerusakan ini dapat diamati dengan adanya perubahan warna, berkurangnya kekilapan. Dampak yang lebih buruk adalah penurunan kekuatan tarik dan kekakuan (Cowd dalam Tampubolon, 2012).
2
Bila dibandingkan dengan kondisi cuaca, pada bulan ke-6 pengamatan terlihat bahwa tidak terjadi hujan sejak 4 minggu sebelumnya, kelembaban relatif juga tidak terlalu tinggi. Dari kondisi ini tentu papan lebih kaku akibat sinar matahari yang mengenai permukaan FPC, sehingga MOE juga mengalami penurunan. FPC tidak terlalu baik untuk penggunaan outdoor dengan beban yang berat. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan tidak adanya pengaruh variasi perbandingan kompisisi, persentasi MAH dan interaksi dari keduanya dengan nilai MOE FPC.
Modulus of Rupture (MOR)
Melalui data hasil penelitian, nilai MOR (Lampiran 5) menunjukkan bahwa nilai MOR semakin besar dengan semakin tingginya perbandingan plastik yang digunakan, nilai MOR lebih tinggi pada komposisi 70:30 dibandingkan dengan komposisi 60:40 dan 50:50. Begitu juga dengan penggunaan MAH yang banyak nilai MOR meningkat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Harper et.al.
(2004) yang menyatakan bahwa semakin banyak molekul MAH yang tercangkok pada polipropilena maka ikatan antar matriks (polipropilena) dengan pengisi (serat) akan semakin kuat karena ikatan kovalen dan ikatan hidrogen yang terjadi semakin banyak. Nilai MOR yang yang diperoleh setelah pemaparan cuaca selama 6 bulan menunjukkan bahwa FPC tergolong komposit yang baik karena memenuhi standar JIS. Dari data terlihat ada nilai MOR yang memenuhi standar JIS A 5908 (2003) menyaratkan nilai MOR pada suatu komposit ≥ 13,252 Mpa dan ada juga yang memenuhi standar JIS A 5905 yang menyaratkan nilai MOR
≥ 20,387 Mpa, bahkan ada juga sampel FPC yang memenuhi kedua standar, yaitu FPC komposisi 60:40 dengan MAH 5% dan komposisi 70:30 dengan MAH 7%.
Pengaruh Cuaca Terhadap FPC
Perubahan secara fisis dan mekanis yang terjadi pada FPC sangat dipengaruhi kondisi cuaca selama masa pemaparan. Informasi data cuaca melalui BMKG dapat menjadi pendukung pada perubahan maupun fluktuasi dari nilai sifat fisis dan mekanis FPC. Selain perubahan secara fisis dan mekanis FPC yang dipapari cuaca juga mengalami perubahan secara fisik. Perubahan secara fisik tidak dapat diukur namun akan terlihat secara kasat mata. Gambar 11 memperlihatkan chart perubahan warna yang terjadi pada permukaan FPC yang dipapari cuaca. Dari gambar dapat kita lihat warna FPC sebelum pemaparan hingga bulan ke-6 (26 minggu).
Dari chart warna FPC terlihat ada warna yang bertambah terang dan ada juga yang bertambah gelap. Hal ini tentu dipengaruhi oleh perubahan cuaca hujan atau panas, namun lama kelamaan permukaan FPC cenderung putih karena pengaruh degradasi bahan dari FPC. Keterbatasan teknologi membuat hasil penelitian ini terbatas, pada penelitian Mat Taib et.al (2010) di Malaysia komposit yang telah dipapari cuaca diukur perubahan warnanya dengan alat yang bernama
Minolta CR-400 Chroma meter, alat ini mengukur warna berdasarkan sistem
warna CIELAB, yang mengukur keterangan perubahan warna (∆L). Sehingga
dengan adanya alat ini perubahan warna termasuk sifat fisis.
Perubahan secara fisik dapat kita lihat pada Gambar 11, perubahan warna pada sampel terjadi secara derastis setelah 1 bulan pertama pemaparan, sampel menjadi putih kusam bahkan penambahan MAH maupun UV tidak menurunkan perubahan warna (Risnasari, 2006). Selain itu bagian permukaan sampel juga mengalami pengikisan, Gambar 11 (b) merupakan kerusakan pada sampel saat 16 minggu pemaparan. Degradasi ini tidak hanya terjadi pada permukaan FPC namun juga pada bagian pinggir maupun bagian tengah FPC sehingga saat pengukuran dimensi FPC ada bahan dari FPC yang melekat pada alat (bertepung).
Selama pemaparan FPC suhu maximum tertinggi adalah 32,2˚C dan suhu
minimum 24,8˚C yang terjadi pada 4 minggu pertama pemaparan, curah hujan pada waktu ini juga tidak ada, kelembaban relatif juga tidak terlalu tinggi yaitu 76%. Suhu maximum terendah selama pemaparan adalah pada mingggu ke-14
pemaparan yaitu 29,4˚C dengan suhu minimum 24,8 ˚C, pada waktu ini curah hujan juga tidak ada namun kelembaban relatif cukup tinggi yaitu 85%. Dalam hal
ini kelembaban tinggi karena ada juga pengaruh sinaran matahari dan pergerakan udara (angin). Sehingga pada curah hujan yang sama kelembaban relatif berbeda.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Sifat fisis fiber plastic composites setelah pemaparan cuaca memenuhi standar JIS 5905 A (2003) hardboard S20 dan JIS A 5908 (2003) particleboards type 13 kecuali nilai kadar air.Sifat mekanis keteguhan patah memenuhi standar JIS 5905 A (2003) hardboard S20 dan JIS A 5908 (2003) particleboardstype 13. Secarafisik fiber plastic composites juga terdegradasi setelah pemaparan cuaca.
Fiber Plastic Composites ini cocok untuk penggunaan outdoor dengan beban yang tidak terlalu berat.
Saran
TINJAUAN PUSTAKA
Serat (Fiber)
Serat alami merupakan bahan baku yang ramah lingkungan, karena mudah terdegradasi dan serat alami tanaman juga memiliki kemampuan menyerap CO2
yang cukup besar. Serat alam banyak digunakan sebagai bahan baku untuk produk komposit seperti fiberboard untuk interior mobil, dan setiap serat alam memiliki ciri dan kegunaan yang spesifik. Pada akhir-akhir ini komoditas serat alam banyak mendapat perhatian dari beberapa kalangan industri, terutama dari industri otomotif, elektronik, pulp, dan kertas (Sudjindro, 2011).
Kardus atau corrugated paper sebagai sebuah bahan dasar kemasan memiliki daur hidup yang sangat singkat, dihargai hanya selama proses distribusi produk dari produsen ke konsumen berlangsung. Material kardus untuk saat ini dipandang sebagai kebutuhan sekunder dalam suatu proses produksi industri. Bahan dasar utama kertas kardus berasal dari limbah industri pemotongan kayu (sisa potongan, serutan, serbuk gergaji) (Willy dan Yahya, 2001).
Plastik
Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar biasa. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut monomer. Jika monomernya sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda akan menghasilkan kopolimer. Secara garis besar, plastik dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu: plastik termoplast dan plastik termoset. Plastik termoplast adalah plastik yang dapat dicetak berulang-ulang dengan adanya panas, diantaranya: PE (Polyetylene), PP (Polypropylene), PS (Polystyrene), ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), nylon (Poliamida), PET (Polyethylene Perephtalate), POM (Polyacetal atau Poloxymethylene), PC (Polycarbonate) dll. Sedangkan palstik termoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya berbentuk jaringan tiga dimensi. Yang termasuk plastik termoset adalah: PU (Poly Urethene), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine Formaldehyde), polyester, epoksi dll (Mujiarto, 2005).
Polipropilena
Polipropilena merupakan polimer kristalin yang dihasilkan dari proses polimerisasi gas propilena. Termoplastik polipropilena penggunaannya sangat luas dikarenakan sifat mekanisnya yang menonjol dan harganya yang murah. Namun polipropilena juga mempunyai sifat yang kurang menguntungkan dimana pada suhu rendah menjadi rapuh atau brittle hal ini disebabkan oleh suhu transisi dan kristalinitasnya yang tinggi (Astrini, 2007).
Propilena mempunyai specific gravity rendah dibandingkan dengan jenis plastik lain. Polipropilena mempunyai titik leleh yang cukup tinggi (190-200oC), sedangkan titik kristalisasinya antara 130–135˚C. Polipropilena mempunyai ketahanan terhadap bahan kimia (chemical resistance) yang tinggi, tetapi ketahanan pukul (impact strength) rendah (Mujiarto, 2005).
Polipropilena (PP) adalah polimer sintesis yang penggunaannya sangat luas, merupakan polimer termoplastik yang diproduksi secara polimerisasi addisi dengan katalis Zeigler-Natta, menghasilkan polipropilena yang isotaktis. Selain mempunyai massa yang ringan, PP mempunyai kekuatan tarik, tegangan dan kekerasan yang tinggi. Sifat elektriknya baik, tahan terhadap kelembaban karena PP bersifat hidrofobik. Stabil dalam berbagai kondisi lingkungan, tetapi kurang stabil terhadap panas, serangan oksidatif dan sinar ultraviolet karena adanya hidrogen tersier (Sukatik, 2011).
keterbatasan ini, PP umumnya difungsionalisasi dengan berbagai monomer termasuk maleat anhidrida (Al Malaika, 1997).
Maleated Anhidrida dan Benzoil Peroksida
Maleat anhidrida adalah senyawa vinil tidak jenuh yang merupakan bahan mentah dalam sintesa resin poliester, bahan aditif dan minyak pelumas. Maleat anhidrida masih digunakan dalam penelitian polimer. Maleat anhidrida dengan berat molekul 98,06, larut dalam air, meleleh pada temperatur 57-60oC, mendidih pada suhu 202oC (Al-Malaika, 1997).
Benzoil peroksida adalah paling umum digunakan sebagai inisiator. Biasanya jumlah peroksida yang ditambahkan berkisar dari 0%, 2%, 3% oleh berat dari monomer (Klyosov, 2007 dalam Batubara 2012). Peran BP sebagai inisiator pada reaksi antara rantai polipropilena dengan maleat anhidrida. Han et al., (1990), mengemukakan bahwa inisiator diperlukan dalam pembuatan papan partikel berbahan baku limbah serbuk kayu dan limbah plastik polipropilena, karena tanpa adanya inisiator maka kinerja dari compatibilizer
dalam hal ini maleat anhidrida hanya bisa terjadi reaksi esterifikasi dengan gugus OH dari bahan baku sedangkan reaksi gabungan dengan polipropilena tidak terjadi.
Papan Komposit
lainnya, yang diikat dengan menggunakan perekat sintetis atau bahan pengikat lain dan dikempa panas (Maloney 1993).
Komposit merupakan bahan yang terdiri atas serat yang diselubungi oleh matriks, biasanya berupa polimer, logam, atau keramik. Serat (penguat) biasanya berupa bahan dengan kekuatan dan modulus yang tinggi yang berperan sebagai penyandang beban utama. Sedangkan matriks harus menjaga serat tetap dalam lokasi dan orientasi yang dikehendaki. Matriks juga berfungsi sebagai media transfer beban antar serat, pelindung serat dari kerusakan karena pengaruh lingkungan (environtment damage) sebelum, ketika, dan setelah proses pembuatan komposit, serta melindungi dari pengaruh abrasif antar serat (Khaerudini dan Muljadi, 2007). Kayu-plastik komposit umumnya dianggap secara inheren lebih tahan terhadap kelembaban serapan dari kayu solid (Wang dan Morell, 2003).
Sifat fisis papan komposit merupakan sifat yang tidak berhubungan dengan pengaruh gaya luar. Menurut penelitian yang dilakukan Tampubolon (2012) perbedaan sifat fisis papan dipengaruhi oleh faktor penambahan zat aditif yaitu kadar maleat anhidrida yang berbeda-beda (5% dan 7%). Sifat mekanis papan FPC penting karena memiliki pengaruh besar terhadap gaya luar yang bekerja pada papan tersebut. Gaya luar yang dimaksud diberikan untuk mengetahui batas maksimum pembebanan papan. Gaya luar yang diberikan ini juga dilakukan untuk mengetahui batas maksimum pencengkraman terhadap alat sambung dan untuk mengetahui daya rekat antar komponen papan.
Cuaca (Weathering)
Unsur-unsur yang terkandung dalam cuaca dan iklim antara lain temperatur udara, tekanan udara, kelembapan udara, angin, awan, hujan dan lain-lain (Tjasyono dan Bayong, 2006).
Radiasi surya merupakan gelombang elektromagnetik, dibangkitkan dari proses fusi nuklir yang mengubah hydrogen menjadi helium. Permukaan matahari
bersuhu 6000˚K meskipun bagian dalamnya bersuhu jutaan derajat Kelvin. Dengan suhu tersebut, radiasi yang sampai dipancarkan berupa gelombang elektromagnetik sebesar 73.5 juta watt tiap m2 permukaan matahari. Dengan jarak rata-rata matahari ke bumi sejauh 150 juta km (Trewartha & Horn 1980), radiasi yang sampai di permukaan bumi (daratan atau lautan) hanya sekitar setengah dari yang diterima di puncak atmosfer, karena sebagian akan diserap dan dipantulkan kembali ke angkasa luar oleh atmosfer khususnya oleh awan. Rata-rata sebesar 30% radiasi surya yang sampai di bumi dipantulkan kembali ke angkasa luar (Wallace dan Hobbs 1977).
Sebagai salah satu negara yang berada di daerah tropis, Indonesia berpotensi mengalami cuaca ekstrim yang merupakan kejadian transien (sesaat) pada berbagai skala gangguan. International Panel on Climate Change
menyatakan kejadian cuaca ekstrim adalah kejadian yang jarang terjadi pada tempat dan waktu tertentu, atau dengan kata lain merupakan suatu kejadian cuaca yang secara ekstrim berbeda dari keadaan biasanya, terutama menyangkut cuaca yang bukan pada musimnya (IPCC, 2007).
Kota Medan secara geografis terletak di antara 2˚27'-2 47' Lintang Utara
2,5-37,5 m di atas permukaan laut. Dikaitkan dengan lintang dan bujurnya, dibatasi oleh Selat Malaka di sebelah timur dan Samudera Hindia di sebelah barat. Posisi geografis ini mengakibatkan gangguan cuaca ekstrim regional yang terjadi di perairan yang berdampak signifikan terhadap kondisi cuaca lokal di Sumatera Utara (Handayani, 2010).
Pengaruh Pemaparan Cuaca Terhadap Papan Komposit
Sudiyani et al. (2003) menyatakan deteriorasi yang cepat akibat pemaparan pada lingkungan luar (outdoor) merupakan kerugian utama dari penggunaan kayu dan wood based materials untuk aplikasi struktural dan teknik, penyinaran matahari yang mengandung ultraviolet adalah faktor dominan yang menyebabkan depolimerisasi lignin dalam matariks dinding sel yang kemudian hilang atau tercuci karena hujan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Johnson et.al
(1999) yang menyatakan ketika suatu FPC digunakan di luar ruangan maka FPC akan mendapat paparan radiasi ultraviolet, air dari hujan, salju, kelembaban, membeku dan gangguan jamur.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Teknologi biokomposit berkembang pesat seiring dengan menurunnya jumlah produksi kayu sementara kebutuhan manusia terus meningkat. Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (2012) produksi kayu bulat oleh perusahaan hak pengusahaan hutan mengalami penurunan dari tahun 2007 hingga tahun 2011, yaitu dari 8.514.228 m3 menjadi 6.373.409 m3 pada tahun 2011. Kondisi ini meningkatkan kebutuhan akan produk-produk substitusi kayu solid meningkat. Fiber Plastic Composite (FPC) merupakan salah satu produk biokomposit yang sedang banyak dikembangkan saat ini, baik dalam hal pembuatan, variasi bahan baku, hingga pengujian kualitasnya, begitu pula dengan pengujian ketahanannya untuk penggunaan indoor dan outdoor. FPC terbuat dari serat tumbuhan yang berlignoselulosa atau bahkan bisa juga dibuat dari limbah yang berlignoselulosa seperti kertas, koran, kardus yang dicampur dengan plastik daur ulang (recycle) yang belum dimanfaatkan secara optimal selama ini. Dari segi ketahanan, perlu diteliti penggunaan FPC untuk outdoor (ultraviolet expose), ketahanan terhadap rayap maupun penggerek laut (marine borer).
Pergantian musim yang ekstrim di daerah tropis juga akan mempengaruhi kualitas FPC pada penggunaan outdoor.
Perubahan secara fisik (warna), fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal), mekanis (MOE, MOR, kuat pengang sekrup dan
internal bond), maupun morfologis akan terjadi pada FPC yang digunakan di luar ruangan akibat pengaruh cuaca secara langsung. Perubahan sifat-sifat ini tentu akan mempengaruhi kekuatan FPC. Namun tidak menutup kemungkinan juga perubahan sifat-sifat tersebut masih dalam batas toleransi, dan FPC cocok digunakan untuk outdoor.
Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan dari penelitian Tampubolon (2012) yang telah membuat dan menguji sifat fisis dan mekanis FPC dari serat kardus dengan maleat anhidrida dan benzoil peroksida, dengan variasi perbandingan plastik dan serat kardus, serta perbandingan maleat anhidrid. Menurut hasil penelitian Tampubolon (2012), FPC memiliki sifat fisis (kerapatan dan daya serap air) yang memenuhi standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13 (pengembangan tebal). Sifat mekanis MOR memenuhi standar JIS A 5905-2003 hardboard S20. Sedangkan berdasarkan standar JIS A 5908-2003 type 13 sifat mekanis yang memenuhi standar adalah MOR, internal bond, dan kuat pegang sekrup.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengevaluasi ketahanan sifat fisis dan sifat mekanis FPC setelah pemaparan cuaca (weathering exposed) selama 6 bulan.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah memberikan solusi untuk alternatif penggunaan kayu solid dengan FPC komposisi terbaik yang tahan untuk penggunaan outdoor.
Hipotesis Penelitian
Susan Barbara Patricia S. M. Durability of Fiber Plastic Composites Polyprophylene to Weathering Exposed. Under Supervised by Luthfi Hakim and
Ridwanti Batubara.
ABSTRACT
Fiber plastic composites (FPC) is one of expand biocomposites product to substitute wood. In this research FPC made from recycle polyprophylene and old corrugated paper fiber. The purpose of this research were to evaluate durability of physical and mechanical properties of FPC after exposed to outdoor weathering for six months. This research use completely randomized factorial design, 2 factors: compositions polyprophylene and fiber (50:50, 60:40 and 70:30) and percentage of maleic anhydryd (5% and 7%) and the results compare with JIS A 5905-2003 hardboard S20 and JIS A 5908-2003 particleboards type 13. The results showed that the physical properties of FPC fulfill standard JIS A 5905-2003 hardboard S20 and JIS A 5908-2003 particleboards type 13 after exposed to outdoor weathering for six months except moisture content. Mechanical properties testing showed that modulus of rapture fulfill standard JIS A 5905-2003 hardboard S20 and JIS A 5908-2003 particleboards too. Physicly FPC degradated too, such as board colour change and board broken.
Susan Barbara Patricia S. M. Ketahanan Fiber Plastic Composites
Polipropilena Terhadap Pemaparan Cuaca. Dibimbing oleh Luthfi Hakim dan
Ridwanti Batubara.
ABSTRAK
Fiber plastic composites (FPC) adalah salah satu produk biokomposit yang berkembang sebagai substitusi kayu solid. Pada penelitian ini FPC terbuat dari polipropilena daur ulang dan serat kardus bekas. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi ketahanan sifat fisis dan sifat mekanis dari FPC setelah pemaparan cuaca di luar ruangan selama enam bulan. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial, 2 faktor: perbandingan polipropilena dengan serat kardus (50:50, 60:40 dan 70:30) dan persentasi maleat anhidrid (MAH) (5% dan 7%) dan hasilnya dibandingkan dengan standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sifat fisis FPC memenuhi standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13 kecuali sifat kadar air. Pengujian sifat mekanis keteguhan patah juga memenuhi standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13. Secara fisik FPC juga mengalami degradasi seperti perubahan warna papan dan kerusakan papan.
KETAHANAN FIBER PLASTIC COMPOSITE
POLIPROPILENA TERHADAP PEMAPARAN CUACA
SKRIPSI
Oleh :
SUSAN BARBARA PATRICIA S.M. 091201087/ TEKNOLOGI HASIL HUTAN
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
KETAHANAN FIBER PLASTIC COMPOSITE
POLIPROPILENA TERHADAP PEMAPARAN CUACA
SKRIPSI
Oleh:
SUSAN BARBARA PATRICIA S.M. 091201087/ TEKNOLOGI HASIL HUTAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Skripsi : Ketahanan Fiber Plastic Composites Polipropilena Terhadap Pemaparan Cuaca
Nama : Susan Barbara Patricia S. M.
NIM : 091201087
Program Studi : Kehutanan
Minat Studi : Teknologi Hasil Hutan
Menyetujui: Komisi Pembimbing
Luthfi Hakim, S.Hut., M.Si. Ridwanti Batubara, S.Hut., M.P.
Ketua Anggota
Mengetahui:
Siti Latifah, S.Hut., M.Si., Ph.D. Ketua Program Studi Kehutanan
Susan Barbara Patricia S. M. Durability of Fiber Plastic Composites Polyprophylene to Weathering Exposed. Under Supervised by Luthfi Hakim and
Ridwanti Batubara.
ABSTRACT
Fiber plastic composites (FPC) is one of expand biocomposites product to substitute wood. In this research FPC made from recycle polyprophylene and old corrugated paper fiber. The purpose of this research were to evaluate durability of physical and mechanical properties of FPC after exposed to outdoor weathering for six months. This research use completely randomized factorial design, 2 factors: compositions polyprophylene and fiber (50:50, 60:40 and 70:30) and percentage of maleic anhydryd (5% and 7%) and the results compare with JIS A 5905-2003 hardboard S20 and JIS A 5908-2003 particleboards type 13. The results showed that the physical properties of FPC fulfill standard JIS A 5905-2003 hardboard S20 and JIS A 5908-2003 particleboards type 13 after exposed to outdoor weathering for six months except moisture content. Mechanical properties testing showed that modulus of rapture fulfill standard JIS A 5905-2003 hardboard S20 and JIS A 5908-2003 particleboards too. Physicly FPC degradated too, such as board colour change and board broken.
Susan Barbara Patricia S. M. Ketahanan Fiber Plastic Composites
Polipropilena Terhadap Pemaparan Cuaca. Dibimbing oleh Luthfi Hakim dan
Ridwanti Batubara.
ABSTRAK
Fiber plastic composites (FPC) adalah salah satu produk biokomposit yang berkembang sebagai substitusi kayu solid. Pada penelitian ini FPC terbuat dari polipropilena daur ulang dan serat kardus bekas. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi ketahanan sifat fisis dan sifat mekanis dari FPC setelah pemaparan cuaca di luar ruangan selama enam bulan. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial, 2 faktor: perbandingan polipropilena dengan serat kardus (50:50, 60:40 dan 70:30) dan persentasi maleat anhidrid (MAH) (5% dan 7%) dan hasilnya dibandingkan dengan standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sifat fisis FPC memenuhi standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13 kecuali sifat kadar air. Pengujian sifat mekanis keteguhan patah juga memenuhi standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003 particleboards type 13. Secara fisik FPC juga mengalami degradasi seperti perubahan warna papan dan kerusakan papan.
RIWAYAT HIDUP
Penulis merupakan putri dari Ayahanda Sukat S.M., S.Pd dan Ibunda Sanni Ginting yang dilahirkan pada tanggal 26 Februari 1991 di Kota Medan. Penulis putri pertama dari empat bersaudara.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar dari SD DR. Wahidin Sudiro Husodo Medan Labuhan pada tahun 2003, pendidikan tingkat Sekolah Menengah Pertama dari SMP Negeri 7 Medan tahun 2006 dan pendidikan tingkat Sekolah Menengah Atas dari SMA Negeri 16 Medan tahun 2009. Pada tahun 2009 penulis lulus seleksi penerimaan perguruan tinggi negeri melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB) pada Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, dan pada semester VII memilih minat studi Teknologi Hasil Hutan.
Semasa kuliah penulis merupakan anggota pada organisasi Himpunan Mahasiswa Sylva (HIMAS) USU. Penulis juga pernah menjadi Asisten Praktikum Anatomi dan Identifikasi Kayu pada tahun 2012. Pada tahun 2013 penulis juga pernah bekerja dengan Lembaga Demografi Universitas Indonesia dalam survey CSR perusahaan perkebunan di tiga Kabupaten di Sumatera Utara.
Penulis mengikuti Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Taman Hutan Raya Bukit Barisan, Gunung Barus dan Hutan Pendidikan USU Kabupaten Karo selama 10 hari. Penulis juga telah menyelesaikan Praktik Kerja Lapang di PT Adindo Hutani Lestari di Sebakis, Malinau, Kalimantan Timur bagian Utara. Dan pada semester VII penulis melakukan penelitian yang berjudul “Ketahanan
Fiber Plastic Composites Polipropilena Terhadap Pemaparan Cuaca” sebagai
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur kepada Yesus Kristus atas limpahan kasih, hikmat dan berkatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Ketahanan Fiber Plastic Composite Polipropilena terhadap Pemaparan Cuaca”
yang merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Kehutanan. Skripsi ini berisi penelitian mengenai ketahanan sifat fisis dan mekanis
Fiber Plastic Composite (FPC) terhadap cuaca (outdoor). Perubahan yang terjadi pada FPC setelah pemaparan cuaca dibandingkan dengan nilai yang ada pada standar JIS dan dievaluasi apakah FPC memenuhi standar atau tidak (berkualitas baik atau tidak).
Dalam penyelesaian skripsi ini Penulis menyadari keterbatasan yang Penulis miliki sehingga melibatkan banyak pihak, untuk itu Penulis menyampaikan terima kasih kepada:
1. Komisi Pembimbing yang terhormat Bapak Luthfi Hakim S.Hut., M.Si. dan Ibu Ridwanti Batubara, S.Hut., M.P. yang telah membimbing, menginspirasi dan memberi semangat.
2. Kedua orang tua terkasih yang selalu mendukung dalam doa, semangat dan materi, kepada adik-adik terkasih Eka Asmaera, FX. Tsar Brama, Yessy Hananita dan seluruh keluarga besar yang senantiasa memberikan semangat dan doa.
4. Teman-teman seperjuangan penelitian, Vicky Fadliansyah Sihombing, Sari Delviana Marbun, Ade Dwi Fonna Rizky, Pandapotan C. Purba dan Lintong R.D. Sinaga, terima kasih untuk kerjasama, semangat dan kebersamaan kita. 5. Teman-teman tim PKL dan Sahabat terkasih Christine Anastasia Tarigan,
Sondang Rianty Parhusip, Aiko Perolihen Bancin, Frans Hutasoit dan Sabda Rosandi Situmorang terima kasih untuk kerja sama, bantuan, semangat dan kebersamaan kita.
6. Teman-teman Kehutanan USU stambuk 2009 THH, BDH, MNH yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Keluarga besar THH 2009 terima kasih untuk kebersamaan, kehangatan kekeluargaan, semangat dan doa.
DAFTAR ISI
Maleat Anhdrid dan Benzoil Peroksida ... 7
Papan Komposit ... 7
Cuaca (Weathering) ... 8
Pengaruh Pemaparan Cuaca Terhadap Papan Komposit ... 10
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat ... 11
Alat dan Bahan ... 11
Prosedur Penelitian ... 11
1. Pemaparan FPC ... 12
2. Pengamatan FPC Setiap 2 Minggu Sekali Selama Pemaparan ... 12
3. Pengujian Kualitas FPC ... 12
3.1. Pengujian Sifat Fisis ... 13
3.2. Pengujian Sifat Mekanis ... 14
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis FPC Setelah Pemaparan Cuaca 6 Bulan ... 18
Kerapatan ... 18
Kadar Air ... 20
Daya Serap Air ... 22
Pengembangan Tebal ... 25
Sifat Mekanis FPC Setelah Pemaparan Cuaca 6 Bulan ... 28
Modulus of Elasticity (MOE) ... 29
Modulus of Rupture (MOR) ... 31
Pengaruh Cuaca Terhadap FPC ... 33
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 36
Saran ... 36
DAFTAR GAMBAR
No. Hal.
1. Formasi Pemaparan FPC ... 12
2. Perubahan nilai kerapatan FPC ... 18
3. Perubahan nilai kadar air FPC ... 21
4. Fluktuasi nilai daya serap air (a) FPC MAH 5%, (b) FPC MAH 7% ... 23
5. Fluktuasi faktor cuaca selama pemaparan ... 23
6. Fluktuasi pengembangan tebal (a) FPC MAH 5%, (b) FPC MAH 7% ... 26
7. Fluktuasi faktor cuaca selama pemaparan ... 26
8. Perubahan nilai MOE FPC ... 30
9. Perubahan nilai MOR FPC ... 31
10. Chart perubahan warna ... 33
11. Perubahan secara fisik (a) warna, (b) kerusakan sampel ... 34
12. Perubahan warna FPC 60:40 MAH 5% selama pemaparan ... 51
13. Perubahan warna FPC 70:30 MAH 5% selama pemaparan ... 51
14. Perubahan warna FPC 50:50 MAH 7% selama pemaparan ... 52
15. Perubahan warna FPC 60:40 MAH 7% selama pemaparan ... 52
DAFTAR TABEL
No. Hal.
1. Nilai standar JIS A 5905-2003 hardboard S20 dan JIS A 5908-2003
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal.
1. Data nilai kerapatan FPC setelah pemaparan cuaca 6 bulan ... 40
2. Data nilai kadar air FPC setelah pemaparan cuaca 6 bulan ... 41
3. Data nilai daya serap air FPC selama pemaparan cuaca 6 bulan ... 42
4. Data nilai pengembangan tebal FPC selama pemaparan cuaca 6 bulan ... 42
5. Data nilai MOE dan MOR setelah pemaparan cuaca 6 bulan ... 43
6. Data hasil pengukuran sifat fisis dan sifat mekanis setelah pemaparan dibandingkan dengan standar JIS A 5905 (2003) dan standar JIS A 5908 (2003) ... 44
7. Data Hasil Pengukuran Sifat Fisis dan Sifat Mekanis Dibandingkan dengan Standar JIS A 5905 (2003) dan Standar JIS A 5908 (2003) Sebelum Pemaparan ... 46
8. Hasil analisis sidik ragam kerapatan setelah pemaparan ... 48
9. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut DMRT kadar air setelah pemaparan . 48 10. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut DMRT daya serap air setelah pemaparan ... 49
11. Hasil analisis sidik ragam pengembangan tebal ... 49
12. Hasil analisis sidik ragam MOE setelah pemaparan ... 50
13. Hasil analisis sidik ragam MOR setelah pemaparan ... 50
14. Diagram Lingkaran Perubahan Warna FPC Selama Pemaparan ... 51
