BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Teknologi bahan dewasa ini berkembang dengan pesat. Hal ini didorong oleh kebutuhan akan bahan yang dapat memenuhi karakteristik tertentu yang dikehendaki. Salah satu hasilnya adalah bahan komposit polimer. Kemampuan untuk mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan, baik dalam segi kekuatan, maupun bentuk dan keunggulannya dalam rasio kekuatan terhadap berat, mendorong penggunaan komposit polimer sebagai bahan pengganti material logam konvensional pada berbagai produk [1].
Komposit polimer semakin berkembang yang saat ini bersaing dengan komposit matriks logam maupun keramik. Berbagai pemrosesan komposit terus dipacu, diarahkan kesasaran produk yang banyak diminati. Komposit polimer komersil selama ini umumnya menggunakan bahan polimer termoset. Suplai bahan baku yang terbatas mengakibatkan bahan ini relatif mahal dibandingkan polimer termoplastik [2].
Komposit hibrid sering dihubungkan dengan material penguat serat, yang umumnya berbahan baku resin yang mana dua jenis serat digabungkan menjadi matriks tunggal. Konsepnya adalah perluasan sederhana dari prinsip komposit yang menggabungkan dua atau lebih material untuk mengoptimasi nilai harga jual, memanfaatkan kualitas terbaiknya sementara mengurangi pengaruh dari sifat-sifat yang tidak diinginkan. Kombinasi dari beberapa material saja pun sudah bisa dianggap sebagai hibrid [3]. Biasanya komposit hibrid ini diaplikasikan untuk komponen struktural untuk transportasi udara, peralatan olah raga dan komponen-komponenorthopedic[4].
Sampah merupakan konsekuensi dari adanya aktivitas manusia. Sejalan dengan peningkatan penduduk dan gaya hidup sangat berpengaruh pada volume sampah. Mayoritas sampah tersebut adalah sampah rumah tangga yang terdiri dari berbagai bahan organik dan anorganik. Dari kedua golongan sampah tersebut, sampah anorganik diketahui memiliki tingkat kesulitan yang lebih tinggi dalam penanganan sampah dibanding sampah organik karena tidak dapat diurai oleh alam dan menjadi masalah serius bagi pencemaran tanah. Salah satu sampah yang tergolong anorganik adalah sampah/limbah yang berupa plastik [6].
Sampah plastik menjadi masalah utama di kalangan masyarakat bisa ditemukan hampir di mana-mana khususnya di tempat pembuangan sampah. Oleh karena itu, limbah plastik dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena tidak biodegradable [7]. Jika sampah basah lebih mudah diolah menjadi pupuk, tidak demikian dengan sampah kering terlebih lagi plastik, dimana membutuhkan waktu yang lama bagi bumi untuk menguraikannya [8].
Dimana plastik merupakan suatu bahan polimer yang tidak mudah terdekomposisi oleh mikroorganisme pengurai, sehingga penumpukan plastik bekas akan menimbulkan masalah bagi lingkungan hidup [9]. Jenis Polimer yang umum digunakan sebagai kemasan air minum adalah PET (polietilen tereflatat) [10]. Dengan menggunakan konsep Reuse-Reduce-Recycle atau disebut 3R merupakan salah satu gerakan penghijauan, dalam rangka menenmukan jawaban atas problematika sampah serta memajukan perekonomian masyarakat. Dimana dengan Reuse, kita dapat menggunakan kembali wadah atau tempat kemasan yang masih
Padi merupakan produk utama pertanian di negara-negara agraris, termasuk Indonesia. Sekam padi merupakan produk samping yang melimpah dari hasil penggilingan padi, dan selama ini hanya digunakan sebagai bahan bakar untuk pembakaran batu merah, pembakaran untuk memasak atau dibuang begitu saja. Penanganan sekam padi yang kurang tepat akan menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan. Dari hasil penelitian sebelumnya telah dilaporkan bahwa sekitar 20 % dari berat padi adalah sekam padi, dan bervariasi dari 13 sampai 29 % dari komposisi sekam adalah abu sekam yang selalu dihasilkan setiap kali sekam dibakar. Nilai paling umum kandungan silika (SiO2) dalam abu sekam padi adalah 94 – 96 % dan
apabila nilainya mendekati atau dibawah 90 % kemungkinan disebabkan oleh sampel sekam yang telah terkontaminasi oleh zat lain yang kandungan silikanya rendah. Abu sekam padi hasil pembakaran secara terkontrol pada suhu tinggi (500 –600oC) akan menghasilkan abu silika yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai proses kimia [11].
Beberapa penelitian yang telah dilakukan tentang hibrid komposit polietilen tereflatat dari limbah botol kemasan minuman berpengisi sekam padi dan abu sekam padi yaitu:
1. Cholachagudda, dkk (2013) pada karakteristik mekanik sabut dan sekam padi betulang polimer komposit hibrid dengan fraksi berat 80:1:19, 80:3:17 dan 80:5:15 (b/b). Hasil yang didapat menunjukkan bahwa kekuatan lentur meningkat 9,78% pada 1% sekam padi, 10,74% sebesar 3% sekam padi, 6,02% pada 5% sekam padi tetapi hibridisasi lebih dari 3% sekam padi mengurangi nilai lentur. Hibridisasi menghasilkan peningkatan yang lebih baik dalam kekuatan tarik tetapi lebih dari 3% dari sekam padi tidak dianjurkan untuk penggunaannya. Metode yang digunakan adalah hand layup dengan matriks vinilester [12].
persentase pengisi yang sama. Disimpulkan bahwa sifat optimum dapat dicapai pada kadar filler 30%. Metode yang digunakan adalah compression mouldingsetelahpre- treatment periwinkledan sekam padi [13].
3. Khanam, dkk (2010) pada komposit hibrid dengan pengisi serat nanas : karbon : tarik, lentur dan sifat-sifat ketahanan kimia mengkaji sifat mekanis seperti uji tarik dan uji lentur dari sisal karbon tanpa perlakuan dan dengan perlakuan 18% NaOH dengan variasi rasio berat. Selain itu uji tahan kimia dari komposit hibrid ini turut dikaji. Dengan variabel rasio berat sarat nanas/karbon 100:0,75:25,50:50,25:75,0:100 dan perlakuan tidak basa dan perlakuan basa 18% NaOH menggunakan metode hand layup (unsaturated polyester resin). Melalui penelitian ini terjadi peningkatan dari sifat tarik dan
lentur dengan peningkatan komposisi serat karbon didalam komposit hibrid. pengaruh adanya perlakuan basah terhadap serat sisal pada sifat tarikan dan benturan juga turut dikaji dimana hasilnya adalah terjadi peningkatan pada sifat tersebut [14].
Penelitian tentang pemanfaatan limbah hasil pertanian atau perkebunan telah banyak dilakukan. Namun pada proses pembuatannya masih selalu menggunakan matriks termoplastik murni. Pada hal penggunaan yang dilakukan secara terus-menerus akan mengakibatkan kerusakan bumi. Oleh sebab itu, pada pembuatan polimer yang akan dilakukan akan ditambahkan pengisi yaitu limbah sekam padi dan abu sekam padi dan limbah botol plastik kemasan minuman digunakan sebagai matriks termoplastik. Dan juga ditambahkan gliserol sebagai plasticizer yang diharapkan dapat meningkatkan sifat mekanik dari polimer yang dihasilkan seperti kekuatan tarik (tensile strength),kekuatan lentur (flexural strength), kekuatan bentur (impact strength), dan penyerapan air (water absorption). Dan yang paling penting adalah masalah lingkungan dapat diatasi secara nyata dan mengubah bahan buangan menjadi bahan yang memiliki nilai yang dapat direalisasikan.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
kekuatan tarik (tensile strength), kekuatan lentur (flexural strength), kekuatan bentur (impact strength), penyerapan air (water absorption) dan didukung oleh analisa Scanning Electron Microscope (SEM) dan karakteristik Fourier Transform Infra-Red(FTIR) dari komposit hibrid yang dihasilkan.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini secara umum bertujuan untuk mengkaji potensi pemanfaatan limbah sekam padi dan abu sekam padi sebagi bahan pengisi komposit hibrid limbah botol plastik kemasan minuman dan penambahan gliserol sebagai plasticizer yang dihasilkan. Sedangkan secara khusus tujuan penelitian ini adalah :
• Untuk mengurangi sampah botol plastik yang tidak ter-biodegradable.
• Untuk mengetahui karakteristik komposit hibrid limbah botol plastik kemasan minuman dengan pengisi sekam padi dan abu sekam padi dengan penambahan gliserol sebagai plasticizer terhadap kekuatan tarik (tensile strength), kekuatan lentur (flexural strength), kekuatan bentur (impact
strength), penyerapan air (water absorption) dan didukung oleh analisa
Scanning Electron Microscope (SEM) dan Fourier Transform Infra-Red (FTIR).
• Untuk mendapatkan komposisi terbaik antara pengisi sekam padi dan abu sekam padi dengan penambahan gliserol sebagai plasticizer yang dapat meningkatkan mutu komposit.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :
1. Memberikan informasi terutama dalam bidang penelitian komposit tentang pengaruh komposisi dari sekam padi dan abu sekam padi sebagai pengisi komposit dengan limbah botol plastik kemasan minuman sebagai matriksnya serta penambahan gliserol sebagai plasticizer sehingga dapat diketahui komposisi pengisi yang terbaik.
3. Salah satu alternatif untuk mengurangi pencemaran lingkungan yang diakibatkan limbah botol plastik kemasan minuman dari yang tidak dapat terurai / ter-biodegradable.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Laboratorium Penelitian Fakultas Teknik, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara dan Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan Jl. Brig. Jend. Katamso Medan. Adapun bahan baku yang digunakan pada penelitian ini yaitu limbah botol plastik kemasan minuman sebagai matriks, sekam padi dan abu sekam padi sebagai pengisi serta gliserol sebagaiplasticizer. Variabel yang digunakan adalah :
1. Ukuran partikel sekam padi dan abu sekam padi yang dipakai 100mesh. 2. Perbandingan komposisi limbah botol plastik kemasan minuman dengan
pengisi adalah 100/0, 95/5, 90/10, dan 85/15 (% b/b) dalam 100 gram berat total komposit, di mana 100, 95, 90 dan 85 gram merupakan berat limbah botol plastik kemasan minuman sedangkan 5, 10 dan 15 gram merupakan berat pengisi.
3. Penambahan gliserol sebanyak 3% dari persen volume limbah botol plastik kemasan minuman.
4. Perbandingan sekam padi dengan abu sekam padi adalah 1/1 (% b/b) dalam variasi 5, 10 dan 15 gram total berat pengisi.
