KUALITAS PAPAN KOMPOSIT PLASTIK DARI LIMBAH KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq) DAN POLIPROPILENA DAUR ULANG HERDAFI RIZKI ZAMZAMI

KUALITAS PAPAN KOMPOSIT PLASTIK

DARI LIMBAH KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq) DAN

POLIPROPILENA DAUR ULANG

HERDAFI RIZKI ZAMZAMI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kualitas Papan Komposit Plastik dari Limbah Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) dan Polipropilena Daur Ulang adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Juni 2014 Herdafi Rizki Zamzami NIM E24090062

ABSTRAK

HERDAFI RIZKI ZAMZAMI. Kualitas Papan Komposit Plastik dari Limbah Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) dan Polipropilena Daur Ulang. Dibimbing oleh MUH. YUSRAM MASSIJAYA dan LUSITA WARDANI.

Papan komposit plastik dibuat dari limbah kelapa sawit yang berfungsi sebagai pengisi (filler) dan plastik polipropilena daur ulang yang berfungsi sebagai matriks. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kualitas papan komposit plastik dari limbah kelapa sawit dan plasrik polipropilena daur ulang berdasarkan sifat fisis dan mekanis. Perlakuan yang digunakan pada penelitian ini adalah jenis bahan filler (batang, cangkang dan tandan kosong kelapa sawit) dengan perbedaan penambahan coupling agents maleat anhidrida (MAH) dan inisiator benzoil peroksida (BPO). Pengujian pada sifat fisis dan mekanis berdasarkan pada standar JIS A 5908 (2003), dan hasilnya menunjukkan bahwa rata nilai kerapatan sebesar 0.79, rata nilai kadar air sebesar 2.59%, rata-rata nilai daya serap air 24 jam sebesar 8.51%, rata-rata-rata-rata nilai pengembangan tebal 24 jam sebesar 2.5%, rata-rata nilai MOE sebesar 11.45 x103 kg/cm², dan rata-rata nilai MOR sebesar 144.75 kg/cm². Sifat fisis dan mekanis papan komposit plastik sesuai dengan standar JIS A 5908 (2003) tentang papan partikel, kecuali keteguhan lentur (MOE).

Kata kunci : papan komposit plastik, limbah kelapa sawit, polipropilen daur ulang, Maleat anhidrida (MAH), Benzoil peroksida (BPO)

ABSTRACT

HERDAFI RIZKI ZAMZAMI. Quality of Wood Plastic Composite Made from Oil Palm Wastes (Elaeis guineensis Jacq) and Recycled Polyprophylene. Supervised by MUH. YUSRAM MASSIJAYA and LUSITA WARDANI.

Wood plastic composite can be produced using oil palm waste as filler and recycled polyprophylene as a matrix. The objective of this research is to determine the quality of wood plastic composite board based on physical and mechanical properties. The treatments of this research are filler sources (the wastes of palm tree stem, shell and empty fruits bunch fiber) with different utilization levels of compatibilizer maleic anyhydride (MAH) and benzoil peroxide (BPO) as iniciator. Testing of physical and mechanical properties based on Japanese Industrial Standard (JIS) A 5908 (2003) for particle board. The research results showed that average value of density was 0.79 g/cm3, average value of moisture content was 2.59%, average value of water absorption for 24 hours was 8.51%, average value of thickness swelling of 24 hours was 2.50%, average value of modulus of elacticity (MOE) was 11.45x103 kg/cm2, and average value of modulus of rupture (MOR) was 144.75 kg/cm². The physical and mechanical properties of wood polymer composite met the criteria of JIS A 5908 (2003), except the modulus of elasticity.

Keywords:wood plastic composite, oil palm waste, recycled polypropylene (RPP), maleic anhydride (MAH), benzoil peroxide(BPO)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan

pada

Departemen Hasil Hutan

KUALITAS PAPAN KOMPOSIT PLASTIK DARI LIMBAH

KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq

)

DAN

POLIPROPILENA DAUR ULANG

HERDAFI RIZKI ZAMZAMI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2014

Judul : Kualitas Papan Komposit Plastik dari Limbah Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) dan Polipropilena Daur Ulang

Nama : Herdafi Rizki Zamzami NRP : E24090062

Disetujui oleh

Prof Dr Ir Muh. Yusram Massijaya, MS Pembimbing I

Ir Lusita Wardani, MP Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Fauzi Febrianto MS Ketua Departemen

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2012 ini adalah Kualitas Papan Komposit Plastik dari Limbah Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) dan Polipropilena Daur Ulang.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Muh. Yusram Massijaya, MS dan Ibu Ir Lusita Wardani, MP selaku pembimbing. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Mahdi dari Laboratorium Bio-Komposit, serta Mas Irvan dari Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu, Fakultas Kehutanan IPB, dan Pak Manto dari Laboratotium Biomaterial Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia yang telah membantu selama penelitian.

Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, kakak, adik dan Hera atas segala doa dan perhatiannya. Selain itu pula ucapan terimakasih juga disampaikan kepada rekan-rekan THH 46 khususnya Jessica, Desrina, Ega, Robby, Aldy, Aditya, Taufik, Sahrul, Dea, dan Andi

Tak lupa ucapan terimakasih juga kepada keluarga besar LAWALATA IPB khususnya angkatan Manusela, keluarga besar Asrama Sylvalestari khususnya angkatan Eks Mark Up, keluarga besar Asrama Sylvapinus, dan semua pihak yang telah memberikan dukungan dan semangat dalam penyelesaian karya ilmiah ini.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Juni 2014 Herdafi Rizki Zamzami

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR vii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

METODE 3

Waktu dan Tempat 3

Bahan 3

Alat 3

Prosedur Penelitian 3

Prosedur Analisis Data 5

HASIL DAN PEMBAHASAN 4

Hasil 6

Pembahasan 8

SIMPULAN DAN SARAN 13

Simpulan 13 Saran 13 DAFTAR PUSTAKA 14 LAMPIRAN 15 RIWAYAT HIDUP 18

DAFTAR TABEL

1 Hasil pengukuran sifat fisik papan komposit plastik 6 2 Analisis keragaman sifat fisis papan komposit plastik 6 3 Hasil pengukuran sifat mekanis papan komposit plastik 7 4 Analisis keragaman sifat mekanis papan komposit plastik 7

DAFTAR GAMBAR

1 Kerapatan papan komposit plastik berdasarkan interaksi bahan filler

dan penambahan MAH & BPO 8

2 Kadar air papan komposit plastik berdasarkan interaksi bahan filler dan

penambahan MAH & BPO 9

3 Daya serap air 24 jam papan komposit plastik berdasarkan interaksi

bahan filler dan penambahan MAH & BPO 9

4 Pengembangan tebal 24 jam papan komposit plastik berdasarkan interaksi bahan filler dan penambahan MAH & BPO 10 5 MOR papan komposit plastik berdasarkan interaksi jenis bahan filler

dan penambahan MAH & BPO 11

6 MOE papan komposit plastik berdasarkan interaksi jenis bahan filler

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Limbah kelapa sawit adalah sisa hasil tanaman kelapa sawit yang tidak termasuk dalam produk utama yang merupakan hasil ikutan pada proses pengolahan kelapa sawit (Departemen Pertanian 2006). Limbah kelapa sawit dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu limbah perkebunan kelapa sawit dan limbah industri kelapa sawit. Salah satu limbah dari perkebunan kelapa sawit adalah limbah padat batang kelapa sawit sedangkan dari industri kelapa sawit terdapat limbah cangkang kelapa sawit dan tandan kosong kelapa sawit. Menurut Basiron et al. (2002) limbah batang sawit biasanya mempunyai volume rata-rata 1.6 m3/batang atau sekitar 200 m3/ha, pada saat dilakukan replanting. Hasil dari penelitian Departemen Pertanian (2006) menyatakan bahwa limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) merupakan limbah padat yang jumlahnya cukup besar, yaitu sekitar 6 juta ton/ha yang tercatat pada tahun 2004 dan untuk limbah cangkang kelapa sawit sebanyak 1.73 juta ton/ha, namun sampai saat ini pemanfaatannya masih terbatas. Salah satu solusi pemanfaatannya yaitu menjadikannya sebagai bahan pengisi (filler) pengganti kayu dalam proses pembuatan papan komposit plastik. Kadar selulosa yang tinggi (Sreekala et al. 2001) dari serat kelapa sawit membuatnya sesuai untuk aplikasi komposit.

Penggunaan plastik yang semakin meningkat akhir-akhir ini juga meningkatkan jumlah limbahnya. Menurut Hartono (1998) komposisi sampah atau limbah plastik yang dibuang oleh setiap rumah tangga adalah 9.3% dari total sampah rumah tangga. Plastik sebagai limbah sangat sulit terdekomposisi di alam sekitar, sehingga kemungkinan terbaiknya adalah dengan mendaur ulang pemanfaatannya menjadi produk lain. Kishi, et al (1988) menyatakan bahwa salah satu cara memanfaatkan limbah plastik adalah dengan mendaur ulang menjadi produk baru antara lain komposit kayu plastik. Plastik mempunyai sifat hidrofobik, sehingga komposit yang dihasilkan lebih tahan terhadap air dan kelembaban. Selain itu bahan plastik tidak disukai rayap, sehingga tanpa perlakuan pengawetan, papan komposit berbahan plastik tidak akan dimakan rayap, bebas emisi formaldehida dan ramah lingkungan. Saat ini jenis termoplastik yang dapat digunakan untuk tujuan pembuatan papan plastik adalah jenis polipropilena dan polietilena. Polipropilena merupakan bahan yang bersifat termoplastik, memiliki sifat padat, keras, kuat dan kedap air, yang sukar terdegradasi secara alamiah, sehingga menjadi penyebab pencemaran lingkungan yang potensial.

Keberadaan gugus hidroksil pada serat kelapa sawit mengakibatkan serat bersifat hidrofilik, yang menyebabkan rendahnya kerekatan antar fase dengan matriks polimer yang bersifat hidrofobik selama pembuatan papan komposit. Hal ini menyebabkan penurunan sifat fisik dan mekanik komposit (Raju et al, 2008). Dalam rangka untuk memperbaiki afinitas dan adhesi antara serat kayu dan matrik termoplastik dalam pembuatannya, bahan kimia coupling agents ditambahkan (Chun dan Woodhams 1984). Coupling agents adalah suatu bahan yang digunakan dalam jumlah yang sedikit untuk memperbaiki kondisi permukaan sehingga ikatan muncul diantaranya dan pada permukaan-permukaan lain, contohnya kayu dan termoplastik (Pritchard 1998). Coupling agents golongan

2

anhibrida yang popular dalam komposit polimer dan serat kayu adalah Maleic anhydride (MAH), Acetic anhydride (AA), Succinic anhydride (SA), dan Phthalic anhydride (PHA). Dalam proses pembuatan papan komposit ini menggunakan Maleic anhydride (MAH) sebagai coupling agents dan benzoil peroksida (BPO) sebagai inisiator, karena kebanyakan polimer terutama resin thermoplastik adalah bahan yang bersifat polar dan tidak menyerap air. Adanya penambahan bahan aditif pada papan komposit plastik ini adalah sebagai compatibilizer (bahan untuk meningkatkan kekompakan) (Febrianto et al. 1999 dalam Iswanto 2002).

Komposit dari serbuk kayu plastik adalah komposit yang terbuat dari plastik sebagai matriks dan serbuk kayu sebagai pengisi (filler), yang mempunyai sifat gabungan keduanya, begitu juga untuk penggunaan filler jenis lainnya (Mulana et al. 2011). Penambahan filler ke dalam matriks bertujuan meningkatkan kekakuan, mengurangi densitas dan biaya per unit volume sedangkan dengan adanya matriks polimer di dalamnya maka kekuatan dan sifat fisiknya juga akan meningkat (Setyawati 2003). Keunggulan lain dari komposit ini antara lain biaya produksi relatif murah, bahan baku melimpah, fleksibel dalam proses pembuatan dan memiliki sifat-sifat yang lebih baik seperti stabilitas dimensi yang baik (Setyawati dan Massijaya 2005).

Proses pembuatan papan komposit plastik dapat memanfaatkan limbah dengan hasil papan yang berkualitas cukup tinggi dan lebih ekonomis. Aplikasi papan komposit plastik sangat luas mulai dari sektor bangunan dan kontruksi, perabotan, otomotif, pertamanan dan eksterior, serta sektor infrastruktur lainnya (Clemons 2002; Rangaprasad 2003). Selain itu papan komposit plastik bisa juga menjadi bahan furniture rumah tangga yang tahan terhadap air sehingga cocok untuk perumahan yang memiliki kelembaban tinggi atau sering terkena banjir.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kualitas papan komposit plastik dari limbah kelapa sawit dan plasrik polipropilena daur ulang berdasarkan sifat fisis dan mekanis.

Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan limbah kelapa sawit pada bagian batang, cangkang, dan TKKS, serta Polipropilena (PP) daur ulang agar dapat digunakan secara tepat guna dan memiliki kualitas tinggi.

3

METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit, dan Laboratorium Keteknikan Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Bogor dan Laboratorium Biomaterial, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Cibinong dalam waktu enam bulan, dari September 2012 sampai Januari 2013 dan Desember 2013 sampai Januari 2014.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian berupa batang kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq), Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan cangkang kelapa sawit berumur lebih dari 30 tahun yang didapat dari sekitar Kota Bogor, plastik polipropilena (PP) daur ulang, Coupling Agents Maleat Anhidrida (MAH), dan bahan inisiator benzoil peroksida (BPO)

Alat

Alat yang digunakan gergaji tangan, golok, cutter, gunting, alat tulis, penggaris, kaliper, oven, desikator, alat pencetak papan, alat kempa, timbangan, kape, serta alat pengujian berupa Universal Testing Machine (UTM) merk Instron series IX version 8.27.00 dengan kapasitas 5 ton yang digunakan untuk pengujian sifat mekanis (lentur, geser rekat, dan tekan sejajar).

Prosedur Penelitian Persiapan Bahan

Bahan pengisi (filler) dalam pembuatan papan komposit plastik ini adalah limbah batang, cangkang dan tandan kosong kelapa sawit yang telah digiling menggunakan hammer mill sehingga menjadi partikel kecil. Kemudian dilakukan pengayakan sehingga diperoleh partikel lolos saringan 60 mesh. Lalu di masukkan oven hingga kadar air <10%. Perekat yang digunakan adalah plastik polipropilen (PP) daur ulang dalam bentuk pelet. Plastik polipropilen daur ulang digiling menjadi sekitar ukuran 60 mesh. Perbandingan bahan pengisi dan plastik PP daur ulang yang digunakan adalah 7:3 terhadap berat papan yang akan dibuat. Pelaburan plastik polipropilen daur ulang dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan beratnya, yaitu 15 % permukaan atas, 70 % berat plastik dicampur dengan bahan pengisi, dan 15% permukaan bawah.

Pembentukan Papan Plastik Komposit

Papan yang dibuat berukuran 15 cm x 10 cm x 0.3 cm. Partikel limbah kelapa sawit dicampur dengan 70% berat polipropilen dalam kantong plastik dan diaduk secara manual. Adonan tersebut dimasukan ke dalam cetakan dengan ukuran 25 cm x 25 cm yang sebelumnya sudah dilapisi lembar teflon dan taburi 15% berat polipropilen. Setelah bagian inti sudah ditaburi, kemudian bagian permukaan atas ditaburi kembali dengan 15% berat plastik. Setelah adonan dicetak, kemudian diletakkan diantara dua plat alumunium. Adonan tersebut dikempa pada suhu 180 °C dengan tekanan 15 kg/cm2 selama 15 menit. Setelah pengempaan selesai, papan yang dihasilkan dibiarkan selama 30 menit agar lembaran panil mengeras. Untuk melepaskan tegangan sisa dan mencapai distribusi kadar air, maka dilakukan pengkondisian selama satu minggu.

4

Pembuatan Contoh Uji

Setelah melewati proses conditioning maka papan komposit akan diuji sifat-sifatnya. Setiap papan kemudian dibuat contoh uji, masing-masing untuk melakukan pengujian kadar air, daya serap air, pengembangan tebal setelah direndam 24 jam, MOR (modulus patah) dan MOE (modulus lentur), dan keteguhan tarik berdasarkan standar JIS A 5908 (2003). Pengujian meliputi pengujian sifat fisis dan mekanis papan komposit yang meliputi kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal setelah direndam 24 jam, modulus patah (MOR), dan modulus lentur (MOE)berdasarkan standar JIS A 5908 (2003).

Prosedur Pengujian

Pengujian sifat fisik meliputi kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal serta sifat mekanik meliputi kekuatan lentur dan keteguhan tarik yang mengacu pada standar JIS 5908 (2003).

Kerapatan

Contoh uji berukuran (2.5 x 2.5 x 0.3) cm ditimbang berat awalnya (BKU) dan dilakukan pengukuran dimensinya (panjang, tebal, dan lebar). Besar nilai kerapatan ditentukan dengan rumus:

Kr= BKU

P X L X T×100% Keterangan :

Kr = Kerapatan (g/cm3) BKU = Berat Kering Udara (g) P = Panjang (cm)

L = Lebar (cm) T = Tebal (cm)

Kadar Air

Contoh uji berukuran (2.5 x 2.5 x 0.3) cm ditimbang berat awalnya (BKU) lalu dioven tanur pada suhu (103 + 2) oC selama +24 jam sampai beratnya konstan (BKT). Setelah itu ditimbang menggunakan timbangan digital. Besar nilai kadar air dihitung dengan rumus:

KA(%)=BA-BKT

BKT ×100% Keterangan:

KA = Kadar Air

BA = Berat Awal (gram)

BKT = Berat Kering Tanur (gram)

Daya Serap Air 24 Jam

Contoh uji pada kondisi kering udara berukuran (2.5 x 2.5 x 0.3) cm ditimbang berat awalnya (BA) lalu direndam dalam air selama 24 jam lalu kemudian diukur kembali dimensinya (BB).

DSA(%)=BB-BA

BA ×100% Keterangan:

DSA = Daya Serap Air

BB = Berat Basah Rendam 24 jam (gram) BA = Berat Awal (gram)

5

Modulus of Elasticity (MOE)

Contoh uji berukuran (2.5 x 8 x 0.3) cm diuji dengan dengan beban terpusat berada di tengah bentang papan, dengan panjang bentang 7 cm. Besar MOE ditentukan dengan rumus:

MOE (kg/cm²)= PL³ 4Ybh³ Keterangan :

MOE = Keteguhan elastisitas

P = Beban sampai batas proporsional (kg) Y = Defleksi yang terjadi (cm) b = Lebar contoh uji (cm) h = Tabal contoh uji (cm) l = Panjang bentang (cm) Modulus of Rupture (MOR)

Contoh uji berukuran (2.5 x 8 x 0.3) cm diuji dengan beban terpusat berada di tengah bentang papan, dengan panjang bentang 7 cm. Pengujian dilakukan sampai contoh uji mengalami kerusakan. Besar MOR ditentukan dengan rumus:

MOR (kg/cm²)=3Pmax.l 2b.h2 Keterangan :

MOR = Keteguhan patah Pmax = Beban maksimal (kg) b = Lebar contoh uji (cm) h = Tebal contoh uji (cm) l = Panjang bentang (cm)

Prosedur Analisis Data

Proses pengolahan data penelitian ini dilakukan dengan microsoft excel 2010 dan SAS 9.1.3. Penelitian ini menggunakan rancangan faktorial dalam rancangan acak lengkap (RAL) dengan 2 faktor perlakuan, yaitu faktor A adalah jenis bahan (A1 = batang, A2 = tandan kosong kelapa sawit, A3 = cangkang) dan faktor B adalah pengaruh MAH (B1 = Tanpa MAH & BPO, B2 = Menggunakan MAH & BPO) dengan ulangan sebanyak 3 kali. Uji lanjut yang digunakan adalah uji Duncan. Model rancangan statistiknya sebagai berikut:

Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + εijk

Keterangan :

Yijk = nilai sifat fisis dan mekanis pada bahan filler ke-i, penambahan MAH dan BPO ke-j, serta ulangan ke-k, dengan i = 1, 2, 3 j = 1, 2, 3 dan k = 1, 2,3.

µ = rataan umum

Ai = pengaruh bahan filler ke-i

Bj = pengaruh penambahan MAH dan BPO ke-j

(AB)ij = pengaruh interaksi bahan filler ke-i serta penambahan MAH dan BPO ke-j

Εijk = pengaruh acak dari bahan filler ke-i, penambahan MAH dan BPO ke-j, serta ulangan

6

HASIL

Sifat Fisis

Sifat fisis papan komposit plastik yang diuji yaitu kerapatan, kadar air, daya serap air 24 jam, dan pengembangan tebal 24 jam. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kisaran nilai kerapatan (ρ) 0.73 g/cm3 - 0.82 g/cm3 dengan nilai rata- rata sebesar 0.79 g/cm3, kadar air (KA) berkisar antara 1.91% - 3.77% dengan nilai rata-rata sebesar 2.59 %, daya serap air (DSA) berkisar antara 2.42% - 14.84 % dengan nilai rata-rata sebesar 8.51 %, dan pengembangan tebal (PT) berkisar antara 1.16% - 3.68% dengan nilai rata-rata sebesar 2.51% (Tabel 1).

Tabel 1 Hasil pengukuran sifat fisik papan komposit plastik

Analisis keragaman pada faktor tunggal perlakuan A (jenis bahan filler) pada semua pengujian memberikan pengaruh yang nyata, analisis keragaman pada faktor tunggal perlakuan B (Penambahan MAH dan BPO) memberikan pengaruh nyata pada semua pengujian, kecuali pada kerapatan, dan analisis keragaman pada faktor ganda interaksi AB pada semua pengujian tidak memberikan pengaruh nyata (Tabel 2).

Tabel 2 Analisis keragaman sifat fisis papan komposit plastik Sumber

Keragaman A B AB

Kerapatan 0.0001* 0.2026tn 0.9813tn

Kadar Air 0.0001* 0.0133* 0.8453tn

Daya Serap Air 24 Jam 0.0001* 0.0001* 0.8680tn Pengembangan Tebal

24 Jam 0.0001* 0.0001* 0.0939

tn

Keterangan:

tn= tidak berbeda nyata pada tingkat kepercayaan 95%, *= berbeda nyata pada tingkat

kepercayaan 95%,A= jenis bahan filler , B= penambahan MAH dan BPO, AB= interaksi A dan B Contoh Uji Kerapatan

(g/cm³) KA (%) DSA 24 JAM (%) PT 24 JAM (%) A1B1 0.77 2.26 13.88 2.96 A1B2 0.78 1.99 12.96 2.41 Rata-rata 0.77 2.13 13.42 2.68 Standar Deviasi 0.02 0.28 0.83 0.32 A2B1 0.78 2.41 9.04 3.22 A2B2 0.79 2.23 7.86 3.08 Rata-rata 0.79 2.32 8.45 3.15 Standar Deviasi 0.02 0.35 0.79 0.31 A3B1 0.81 3.48 4.17 1.94 A3B2 0.81 3.17 3.12 1.49 Rata-rata 0.81 3.32 3.65 1.71 Standar Deviasi 0.01 0.28 0.72 0.28

7

Sifat Mekanis

Sifat mekanis yang diuji pada penelitian ini yaitu modulus of rupture (MOR) dan modulus of elasticity (MOE). Hasil nilai MOR rata-rata dan MOE rata-rata masing-masing disajikan pada Tabel 4. Nilai MOR papan berkisar antara 37.96 kg/cm2-272.62 kg/cm2 dengan nilai rata-rata sebesar 144.75 kg/cm2. Nilai MOE papan berkisar antara 3.09x103 kg/cm2 -18.71x103 kg/cm2 dengan nilai rata-rata sebesar 11.45x103 kg/cm2.

Hasil rata-rata nilai MOR dan MOE pada masing-masing bahan dan ukuran partikel papan komposit plastik tersaji pada Tabel 3.

Tabel 3 Hasil pengukuran sifat mekanis papan komposit plastik

No Contoh Uji MOR

(kg/cm2) MOE (x 103 kg/cm2) 1 A1B1 141.99 13.16 2 A1B2 123.51 14.48 Rata-rata 132.75 13.82 Standar Deviasi 35.31 3.85 3 A2B1 261.38 12.59 4 A2B2 157.85 12.41 Rata-rata 209.62 12.5 Standar Deviasi 60.14 1.97 5 A3B1 137.17 8.21 6 A3B2 46.60 7.84 Rata-rata 91.89 8.03 Standar Deviasi 65.94 5.29

Analisis keragaman pada faktor tunggal perlakuan A (jenis bahan filler) pada MOR memberikan pengaruh nyata, namun pada MOE tidak memberikan pengaruh nyata, analisis keragaman pada faktor tunggal perlakuan B (Penambahan MAH dan BPO) memberikan pengaruh nyata, namun pada MOE tidak berpengaruh nyata, dan analisis keragaman pada faktor ganda interaksi AB pada semua pengujian tidak memberikan pengaruh nyata (Tabel 4).

Tabel 4 Analisis keragaman sifat mekanis papan komposit plastik Sumber A B AB Keragaman MOR 0.005* 0.0018* 0.153 tn MOE 0.095tn 0.903 tn 0.936tn Keterangan:

tn= tidak berbeda nyata pada tingkat kepercayaan 95%, *= berbeda nyata pada tingkat

8

PEMBAHASAN

Kerapatan

Kerapatan merupakan perbandingan antara massa kayu dengan volumenya pada saat kering udara (Haygreen dan Bowyer 1993). Kerapatan papan komposit merupakan salah satu sifat fisis yang sangat berpengaruh terhadap kualitas papan komposit, karena itu kerapatan papan komposit diupayakan seseragam mungkin, sehingga perbedaan sifat-sifat papan komposit yang dianalisis sedapat mungkin tidak disebabkan oleh perbedaan kerapatan.

Kerapatan papan komposit pada penelitian ini relatif seragam dengan kisaran 0.73 - 0.82 g/cm³ (Gambar 1). Nilai ini termasuk dalam kategori komposit plastik dengan kerapatan sedang (Tsoumis 1991). JIS A 5908 (2003), mensyaratkan nilai kerapatan papan komposit kerapatan sedang sebesar 0.4 - 0.9 g/cm³. Jadi semua papan komposit yang dihasilkan memenuhi persyaratan yang ditetapkan.

Gambar 1. Kerapatan papan komposit plastik berdasarkan interaksi bahan filler dan penambahan MAH & BPO

Hasil sidik ragam perlakuan jenis bahan terhadap kerapatan memberikan pengaruh nyata. Hal ini dikarenakan kerapatan papan juga dipengaruhi oleh sifat dan berat jenis bahan baku (Wardani et al. 2013). Penggunaan MAH meningkatkan jumlah ikatan tak jenuh yang bertemu dengan permukaan filler kayu pada tingkat tertentu, sehingga memberikan peningkatan kerapatan (Han 1990). Namun berdasarkan hasil sidik ragam pada pemberian penambahan MAH dan BPO tidak memberikan pengaruh signifikan terhadap kerapatan. Hasil sidik ragam antara interaksi jenis bahan dan penambahan MAH dan BPO tidak memberikan pengaruh nyata terhadap kerapatan.

Kadar Air

Pengujian sifat fisis kadar air dilakukan untuk mengetahui banyaknya air yang terkandung dalam papan komposit plastik. Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air didalam suatu benda yang dinyatakan dalam persen (Massijaya et al. 1999).

Hasil pengujian kadar air papan komposit plastik berkisar antara 1.91% - 3.77% (Gambar 2). JIS A 5908 (2003), mensyaratkan nilai kadar air papan komposit maksimal 13 %. Jadi semua papan komposit yang dihasilkan memenuhi persyaratan yang ditetapkan. Berdasarkan hasil pengujian, rata-rata kadar air ini

0.77 0.77 0.78 0.79 0.81 0.81 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Batang TKKS Cangkang K er ap at an ( g /c m³ ) Bahan filler

B1(Tanpa MAH & BPO) B2 (Dengan MAH & BPO) JIS A 5908 (2003)

9

rendah. Hal ini dapat dipahami karena adanya penambahan plastik polipropilena yang bersifat hidrofobik (menahan air) pada papan komposit ini sehingga permukaan lembaran papan komposit tertutupi oleh plastik yang menghambat masuknya air ke dalam rongga-rongga sel papan komposit. Menurut Han (1990) reaksi esterifikasi antara gugus hidroksi dari partikel sawit dengan MAH menyebabkan ikatan kuat antara partikel sawit dengan matriksnya sehingga air atau uap air tidak mudah masuk kedalam papan komposit.

Hasil sidik ragam perlakuan jenis bahan terhadap kadar air memberikan pengaruh nyata. Hasil sidik ragam perlakuan penambahan MAH dan BPO terhadap kadar air memberikan pengaruh nyata. Namun Hasil sidik ragam antara interaksi jenis bahan dan penambahan MAH dan BPO tidak memberikan pengaruh nyata terhadap kadar air

Gambar 2 Kadar air papan komposit plastik berdasarkan interaksi bahan filler dan penambahan MAH & BPO

Daya Serap Air

Daya serap air menyatakan banyaknya air yang diserap oleh air contoh uji dalam persen terhadap berat awalnya setelah contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 24 jam (Massijaya et al. 1999). Nilai daya serap air pada perendaman 24 jam diperoleh sebesar 2.42% - 14.84% (Gambar 3). JIS A 5908 (2003), tidak mensyaratkan nilai daya serap air, akan tetapi uji daya serap air dapat digunakan untuk menentukan aplikasi penggunaan papan komposit untuk pemakaian eksterior atau interior.

Gambar3 Daya Serap Air 24 Jam papan komposit plastik berdasarkan interaksi bahan filler dan penambahan MAH & BPO

2.26 2.41 3.48 1.99 2.23 3.17 0 2 4 6 8 10 12 14 Batang TKKS Cangkang K a d a r A ir (% ) Bahan filler

B1(Tanpa MAH & BPO) B2 (Dengan MAH & BPO)

13.88 9.04 4.19 12.94 7.86 3.12 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Batang TKKS Cangkang D aya S er ap A ir 24 jam ( % ) Bahan filler

B1(Tanpa MAH & BPO) B2 (Dengan MAH & BPO) JIS A 5908 (2003)

10

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa jenis bahan memberikan pengaruh nyata terhadap daya serap air. Karena bahan berlignoselulosa (batang, cangkang, TKKS) yang terdapat pada papan plastik, secara konstan menyerap dan mengeluarkan air sesuai dengan temperatur dan kelembaban lingkungan. Selain itu pula plastik polipropilena juga membantu dalam menahan air sehingga permukaan lembaran papan komposit terhalang oleh air yang masuk ke dalam rongga-rongga sel papan komposit. Penambahan MAH dan BPO memberikan pengaruh nyata yaitu dengan terbentuknya reaksi pada gugus hidroksi. Adanya dua reaksi ini menyebabkan ikatan yang kuat antara partikel kelapa sawit dengan plastik PP sehingga air atau uap air tidak mudah masuk kedalam papan partikel. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi perlakuan jenis bahan dengan perlakuan penambahan MAH dan BPO terhadap daya serap air 24 jam tidak memberikan pengaruh yang nyata.

Pengembangan Tebal

Nilai pengembangan tebal dengan waktu perendaman selama 24 jam antara 1.16% - 3.68% (Gambar 4). Semua contoh uji yang diukur memenuhi standar JIS A 5098 (2003), yaitu maksimal sebesar 12%. Ini mengindikasikan stabilitas papan yang dihasilkan berkualitas baik sehingga memungkinkan digunakan untuk keperluan interior dan eksterior.

Gambar 4 Pengembangan Tebal 24 Jam papan komposit plastik berdasarkan interaksi bahan filler dan penambahan MAH & BPO

Hasil analisis keragaman pengaruh jenis bahan filler memberikan pengaruh nyata terhadap pengembangan tebal 24 jam. Secara keseluruhan nilai pengembangan tebalnya dikategorikan rendah, ini menandakan bahwa stabilitas dimensinya tinggi. Rendahnya stabilitas dimensi papan komposit disebabkan pengaruh plastik polipropilena yang bersifat hidrofobik, sehingga papan yang dihasilkan menjadi lebih tahan terhadap air. Namun karena bahan filler papan yang digunakan bahan berlignoselulosa, sehingga dapat menyerap air dan mempengaruhi ketebalan papan tersebut. Pada Hasil analisis keragaman pengaruh penambahan MAH dan BPO memberikan pengaruh nyata terhadap pengembangan tebal 24 jam. MAH dan BPO memberikan pengaruh yang nyata terhadap pengembangan tebal 24 jam. Dengan ini penggunaan MAH dan BPO terbukti membantu meningkatkan kemampuan papan komposit plastik terhadap sifat hidgroskopis filler (Wardani et al. 2013). Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa pada perendaman selama 24 jam, interaksi bahan filler dan

2.96 3.22 1.94 2.41 3.08 1.49 0 2 4 6 8 10 12 Batang TKKS Cangkang P en ge m b an gan T eb al 24 ja m (% ) Bahan filler

B1(Tanpa MAH & BPO)

B2 (Dengan MAH & BPO) JIS A 5098 (2003)

11

penambahan MAH tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap pengembangan tebal.

Keteguhan Patah (Modulus of Rupture, MOR)

Mardikanto et al. (2011) modulus of rupture (MOR) merupakan kekuatan lentur yang dapat diterima oleh papan tersebut hingga mencapai kapasitas beban maksimum. Hasil pengujian MOR papan plastik disajikan pada Gambar 6. Nilai MOR papan berkisar antara 37.96 kg/cm2-272.62 kg/cm2 dengan nilai rata-rata sebesar 144.75 kg/cm2. Dari Gambar 5 terlihat bahwa papan komposit plastik yang dihasilkan secara keseluruhan telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003), yang mensyaratkan nilai modulus patah papan partikel sebesar 82 kg/cm². Namun pada jenis bahan filler cangkang yang menggunakan MAH dan BPO tidak sesuai standar.

Berdasarkan Hasil analisis keragaman perlakuan jenis bahan filler berpengaruh nyata terhadap MOR. Hasil analisis keragaman perlakuan penambahan MAH dan BPO berpengaruh nyata terhadap MOR. Secara keseluruhan penambahan MAH dan BPO ini menurunkan sifat mekanisnya ini disebabkan karena tidak terjadinya ikatan antara bahan tersebut. Hal ini disebabkan karena pada plastik polipropilena dan inisiator BPO cenderung relatif tidak memiliki stabilitas thermal. Sedangkan pada penelitian ini menggunakan suhu yang tinggi pada proses pengempaan. Pada kondisi tertentu penambahan MAH dan BPO pada papan komposit plastik dapat memperbaiki kualitas sifat fisik, namun tidak sejalan dengan sifat mekanisnya (Wardani et al. 2013).

Berdasarkan hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi antara jenis bahan filler dengan penambahan MAH dan BPO terhadap MOR tidak berpengaruh yang nyata.

Gambar 5 MOR papan komposit plastik berdasarkan interaksi jenis bahan filler dan Penambahan MAH & BPO

Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity, MOE)

Keteguhan lentur (MOE) menunjukkan perbandingan antara tegangan dan regangan dibawah batas elastis sehingga benda akan kembali ke bentuk semula apabila beban dilepaskan. Nilai rata-rata MOE berkisar antara 3.09 x103 kg/cm2 sampai 18.71 x103 kg/cm2 dengan nilai rata-rata sebesar 11.45 x103 kg/cm2 (Gambar 6). Nilai MOE yang dihasilkan tidak sesuai standar JIS A 5908 (2003) karena dibawah 20.4 x103 kg/cm2. Oleh karena itu, papan komposit plastik ini

142.0 261.4 137.2 123.5 157.9 46.6 0 50 100 150 200 250 300 Batang TKKS Cangkang M O R ( k g /c m2 ) Bahan filler

B1(Tanpa MAH & BPO) B2 (Dengan MAH & BPO) JIS A 5908 (2003)

12

tidak cocok digunakan sebagai bahan konstruksi bangunan. Hal ini diduga karena kurang sempurnanya pencampuran plastik (manual) dengan filler pada saat pengempaan dalam pembuatan papan komposit sehingga sifat keteguhan lentur hanya terdapat pada beberapa bagian papan komposit. Secara keseluruhan penambahan MAH dan BPO ini menurunkan sifat mekanisnya ini disebabkan karena tidak terjadinya ikatan antara bahan tersebut. Hal ini disebabkan karena pada plastik polipropilena dan inisiator BPO cenderung relatif tidak memiliki stabilitas thermal (Gacther 1996)(BPOM 2011).

Gambar 6 MOE papan komposit plastik berdasarkan interaksi jenis bahan filler dan penambahan MAH & BPO

Berdasarkan Hasil analisis keragaman perlakuan jenis bahan filler tidak berpengaruh nyata terhadap MOE. Hasil analisis keragaman perlakuan penambahan MAH dan BPO tidak berpengaruh nyata terhadap MOE. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa interaksi antara jenis bahan filler dengan penambahan MAH dan BPO terhadap MOE tidak memberikan pengaruh yang nyata. 13.16 12.59 8.21 14.48 12.41 7.85 0 5 10 15 20 Batang TKKS Cangkang M O E ( k g /c m2 ) x 103 Bahan filler

B1(Tanpa MAH & BPO)

B2 (Dengan MAH & BPO)

JIS A 5908 (2003)

13

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Pembuatan papan komposit plastik dapat menggunakan limbah kelapa sawit (batang, TKKS, dan cangkang) sebagai bahan pengisi (filler) dan plastik polipropilena (PP) daur ulang sebagai matriks. Berdasarkan standar JIS A 5098 (2003), contoh uji yang memenuhi standar yaitu pada nilai sifat fisis (kerapatan, kadar air, dan pengembangan tebal) dan nilai sifat mekanis (MOR). Penambahan MAH dan BPO pada papan komposit plastik dapat memperbaiki kualitas sifat fisik, namun tidak sejalan dengan sifat mekanisnya.

Saran

Penelitian selanjutnya perlu dilakukan pencampuran matrik dan filler dengan cara injection molding system agar menghasilkan campuran yang lebih homogen.

14

DAFTAR PUSTAKA

Bakar ES. 2003. Kayu Sawit sebagai Substitusi Kayu dari Hutan Alam. Bogor (ID). Forum Komunikasi Teknologi dan Industri Kayu Jurusan Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB Volume 2/1/Juli 2003.

Chun I , Woodhams. 1984. Use of processing aids and coupling agents in mica-reinforced polypropylene. Polym. Comp. 5(4): 250-257.

Clemons C. 2002. Wood-plastic Composites in the United States. Forest Products Journal 52(6): 10-18.d

Departemen Pertanian. 2006. Pedoman Pengelolaan Limbah Industri Kelapa Sawit. Jakarta (ID): Departemen Pertanian.

Febrianto F. 1999. Preparation and Properties Enhancement of Moldable Wood – Biodegradable Polymer Composites. [Disertasi]. Kyoto (JP).Division of Forestry and Bio-material Science. Faculty of Agriculture.

Gacther, M. 1996. Plastic Additives. 3rd edition. Hanser Publisher;New York. Hartono ACK. 1998. Daur Ulang Limbah Plastik dalam Pancaroba : Diplomasi

Ekonomi dan Pendidikan. Jakarta. Dana Mitra Lingkungan.

Han GS. 1990. Preparation and Physical Properties of Moldable Wood-Plastic Composites. [Disertation], Kyoto (JP): Graduate School of Agriculture. Iswanto AH. 2002. Peningkatan mutu papan partikel dengan penggunaan dicumyl

peroxide (DCP) sebagai inisiator. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Kishi H, Yoshioka M, Yamanoi A, Shiraishi N. 1988. Composites of Wood and Polypropilen I. Tokyo (ID) Mokuzai Gakkaishi. 34 (2): 133-139. Original Article.

Massijaya MY, Tambunan B, Hadi YS, Bakar ES, Sunarni I. 1999. Studi Pembuatan Papan Partikel dari Limbah Kayu dan Plastik Polystyrene. Jurnal Teknologi Hasil Hutan. Bogor (ID). Fakultas Kehutanan IPB.

Mulana F, Hisbullah, Iskandar. 2011. Pembuatan papan komposit dari plastik daur ulang dan serbuk kayu serta jerami sebagai filler. Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan. 8 (1):17-22.

Pritchard RD. (1998). Handbook of industrial and organizational psychology.Vol 3. Delhi (IN) : Jaico Publishing House

Raju G, Ratnam CT, Ibrahim NA, Rahman MZA, Yunus WMZW. 2008. Enhancement of PVC/ENR blend properties by polymethyl acrylate grafted oil palm empty fruit bunch. J.Appl. Polym. Sci. 110: 368–375.

Setyawati D. 2003. Sifat Fisis dan Mekanis Komposit Serbuk Kayu Plastik Polipropilena Daur Ulang [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Setyawati D, Massijaya MY. 2005. Pengembangan papan komposit berkualitas

tinggi dari sabut kelapa dan polipropilena daur ulang (I): Suhu dan waktu kempa panas. Jurnal Teknologi Hasil Hutan. 18(2): 91-101.

Sreekala MS, George J, Kumaran MG, Thomas S. 2001. Water-sorption kinetics in oil palm.. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys.39, 1215–1223.

Tsoumis G. 1991. Science and Technology Wood. Structure, Properties, Utilization. Van Vostrand Reinhold Inc. USA.

Wardani L. Yusram MY, Faisal M. 2013. Pemanfaatan Limbah Sawit dan Plastik Daur Ulang (RPP) Sebagai Papan Komposit Plastik, Jurnal Hutan Tropis, 1 (1): 46-53.

15

17

Lampiran 1 Dokumentasi

Papan bahan filler batang Papan bahan filler cangkang

Papan bahan filler tandan kosong Sampel pengujian

18

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor tanggal 28 September 1991 yang merupakan putra ke dua dari tiga bersaudara pasangan bapak Ir Heru Sumaryanto, MSi dan Ir Dwi Titik Adjarini. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 6 Bogor dan pada tahun yang sama diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI). Penulis memilih Mayor Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan.

Selama menempuh pendidikan di Fakultas Kehutanan, penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang antara lain Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Hutan Mangrove Sancang Barat dan Gunung Kamojang pada tahun 2011, Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) dengan lokasi Hutan Pendidikan Gunung Walat, Kesatuan Pemangkuan Hutan (KPH) Cianjur, Taman Nasional Gunung Halimun Salak, dan Pabrik pengolahan Gondorukem dan Terpentin (PGT) Sindangwangi pada tahun 2012, dan Praktek Kerja Lapang (PKL) pada tahun 2013 di PT Corinthians Industries Indonesia, Bogor, Jawa Barat.

Selain aktif mengikuti perkuliahan, penulis juga aktif berorganisasi dan pernah menjadi Ketua Umum Perkumpulan Mahasiswa Pecinta Alam (LAWALATA IPB) (2012-2013), Koordinator Divisi Rumah Tangga Asrama Sylvapinus IPB pada tahun 2011, anggota Divisi Kelompok Minat Biokomposit pada tahun 2011, dan anggota Taekwondo IPB pada tahun 2009. Selain dibidang akademik dan organisasi, penulis juga berhasil mendapatkan prestasi antara lain yaitu lolos PKM-K sebagai peserta Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) XXV pada tahun 2012, lolos dana hibah Program Mahasiswa Wirausaha 2012, Juara 3 Lomba Lari Estafet Olimpiade Mahasiswa IPB tahun 2012, Juara 1 Lomba Lari estafet FORCUP 2011, dan Juara 1 Lomba Lari 400 m FORCUP 2011.

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan dari Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dan menyelesaikan skripsi yang berjudul “Kualitas Papan Komposit Plastik dari Limbah Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) dan Polipropilena (PP) Daur Ulang” dibawah bimbingan Prof Dr Ir Muh. Yusram Massijaya, MS dan Ir Lusita Wardani, MP.