Papan Komposit Plastik Dari Limbah Padat Pengolahan Kayu Putih.

(1)

PAPAN KOMPOSIT PLASTIK DARI LIMBAH PADAT

PENGOLAHAN KAYU PUTIH

NOPITASARI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Papan Komposit Plastik dari Limbah Padat Pengolahan Kayu Putih adalah benar karya saya denganarahan 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, September 2015

Nopitasari

(4)

ABSTRAK

NOPITASARI. Papan Komposit Plastik dari Limbah Padat Pengolahan Kayu Putih. Dibimbing oleh DEDE HERMAWAN dan SUBYAKTO.

Papan komposit plastik merupakan papan yang terbuat dari limbah padat pengolahan kayu putih sebagai pengisi, plastik High Density Polyethylene

(HDPE) sebagai matriks, dan Maleic Anhydride (MAH) sebagai Copling Agent.

Tujuan penelitian ini yaitu untuk menganalisis kualitas papan komposit plastik berdasarkan sifat fisis dan mekanisnya. Parameter penelitian ini yaitu perbedaan penambahan MAH (1%, 3%, dan 5% dari berat plastik), dan rasio bahan pengisi dengan matriks (40:60, 50:50,dan 60:40). Suhu yang digunakan dalam proses ini yaitu 170oC selama 15 menit. Standar pengujian sifat fisis dan mekanis yang digunakan, yaitu berdasarkan JISA 5908-2003 untuk papan partikel. Sifat fisis terbaik yang dihasilkan dari papan komposit plastik dengan komposisi bahan pengisi:matriks 40:60, sedangkan sifat mekanis terbaik dihasilkan dari komposisi bahan pengisi:matriks 60:40. Penambahan MAH sampai dengan 5% dapat meningkatkan nilai baik sifat fisis maupun mekanis papan komposit plastik. Sifat fisis dan mekanis papan komposit plastik sudah memenuhi kriteria standar JIS A 5908-2003, kecuali keteguhan lentur.

Kata kunci: HDPE, MAH, limbah kayu putih, papan komposit plastik.

ABSTRACT

NOPITASARI. Wood Plastic Composite Made from Solid WasteProcessing ofCajuput Oil. Supervised by DEDE HERMAWAN and SUBYAKTO.

(5)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan

pada

Departemen Hasil Hutan

PAPAN KOMPOSIT PLASTIK DARI LIMBAH PADAT

PENGOLAHAN KAYU PUTIH

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

(7)

(8)

(9)

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 April 2015 ini ialah Pemanfaatan limbah, dengan judul Papan Komposit Plastik dari Limbah Padat Pengolahan Kayu Putih.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Dede Hermawan, MSc dan Prof Dr Ir Subyakto, MSc selaku pembimbing, serta Bapak Sudarmanto, ST yang telah banyak membantu dalam penelitian ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, dan seluruh keluarga, atas segala doa, dukungan, motivasi, dan kasih sayangnya, serta semua pihak yang telah membantu yang tidak bía penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu segala kritik dan saran akan ditampung guna memperbaiki penelitian ini. Penulis juga berharap semoga penelitian ini bermanfaat.

Bogor, September 2015

(10)

(11)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR LAMPIRAN vi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

Manfaat Penelitian 2

METODE 2

TempatdanWaktuPenelitian 2

Bahan 2

Alat 2

Prosedur Penelitian 3

Prosedur Analisis Data 5

HASIL DAN PEMBAHASAN 5

SIMPULAN DAN SARAN 12

Simpulan 12

Saran 12

DAFTAR PUSTAKA 13

LAMPIRAN 15

(12)

DAFTAR GAMBAR

1 Diagram rata-rata kadar air papan komposit plastik 6 2 Diagram rata-rata kerapatan papan komposit plastik 6 3 Diagram rata-rata daya serap air papan komposit plastik 7 4 Diagram rata-rata pengembangan tebal papan komposit plastik 9 5 Diagram rata-rata keteguhan lentur papan komposit plastik 10 6 Diagram rata-rata keteguhan patah papan komposit plastik 10

7 Ikatan kimia antara HDPE, MAH, dan kayu 11

DAFTAR LAMPIRAN

1 Hasil pengukuran sifat fisis dan mekanis papan komposit plastik 15 2 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan kadar air papan komposit

plastik 15

3 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan kerapatan papan

komposit plastik 16

4 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan daya serap air papan

komposit plastik 17

5 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan pengembangan tebal

papan komposit plastik 18

6 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan keteguhan lentur papan

komposit plastik 19

7 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan keteguhan patah papan

komposit plastik 20

(13)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Penggunaan bahan baku dalam produk komposit tidak harus berasal dari bahan yang berkualitas tinggi tetapi juga dapat menggunakan limbah seiring dengan timbulnya isu lingkungan, kelangkaan sumber bahan baku, dan penguasaan teknologi yang semakin maju, salah satunya yaitu limbah plastik. Plastik merupakan suatu polimer karbon bercabang atau linier yang dapat dilelehkan atau dilunakkan pada suhu tinggi (Ratna 2010).Menurut data BPS pada tahun 2010 menunjukkan bahwa penggunaan plastik berkembang secara luas hingga mencapai 250 juta ton/tahun. Indonesia menduduki peringkat kedua penghasil jenis sampah plastik, yaitu sebesar 5.4 juta ton/tahun atau 14% dari total produksi sampah.Jumlah ini diperkirakan terus meningkat karena hampir seluruh sektor kehidupan mulai dari pengemasan berbagai jenis produk, peralatan rumah tangga, hingga bangunan maupun otomatif menggunakan plastik.Limbah plastik menimbulkan masalah lingkungan yaitu penumpukannya dalam jumlah besar di alam yang sekaligus juga mengganggu kelestarian lingkungan, sehingga perlu dilakukan upaya untuk memanfaatkan limbah plastik yang semakin banyak. Jenis plastik yang umum digunakan yaitu High Density Polyethylene (HDPE) dan

Polypropylene (PP).

HDPE merupakan salah satu bahan plastik yang sedikit lebih aman untuk digunakan karena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara kemasan plastik berbahan HDPE dengan makanan atau minuman yang dikemas dengan plastik jenis ini. Plastik jenis ini diberi kode 2 dan biasanya dipakai untuk botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon air minum, dan lain-lain. Sifat-sifat plastik HDPE secara umum adalah tahan terhadap zat kimia (misalkan minyak, deterjen), ketahanan impak cukup baik, memiliki ketahanan terhadap suhu 130-137 o

C, memiliki kerapatan 0.95–0.96 g cm-3_{, dan} _{tidak tahan terhadap sinar} matahari(Billmeyer1994). Jenis plastik ini dapat digunakan sebagai matriks papan komposit plastik, dan filler yang umum digunakan yaitu menggunakan kayu.

(14)

2

dan plastik HDPE sebagai matriks untuk pembuatan papan komposit plastik. Aplikasi produk WPC (Wood Plastic Composite) sangat luas mulai dari sektor bangunan dan kontruksi, perabotan, otomotif, pertamanan dan eksterior, serta sektor infrastruktur lainnya (Wardani et al. 2013).

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kualitas papan komposit plastik dari limbah padat pengolahan kayu putih dan plastik HDPE dengan menggunakan MAH sebagai Coupling Agent berdasarkan uji sifat fisis dan mekanisnya, khususnya untuk mengetahui pengaruhnya komposisi limbah dari plastik serta persentase penambahan MAH.

Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pemanfaatan limbah padat kayu putih dan plastik HDPE dengan menggunakan MAH sebagai Coupling Agent agar dapat digunakan secara tepat guna dan diharapkan akan menghasilkan suatu produk papan komposit yang memilki sifat fisis dan mekanis yang baik.

METODE

TempatdanWaktuPenelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit, dan Laboratorium Kimia Hasil Hutan Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, serta Pusat Penelitian Biomaterial, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Cibinong dalam waktu 3 bulan, dari April hingga Juni 2015.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian berupa ranting limbah padat pengolahan kayu putih dari PMKPJatimunggul KPH Indramayu, plastik daur ulang HDPE, dan Coupling Agent MAH.

Alat

Alat yang digunakan desikator,pencetak papan, oven,saringan 40-60 mesh, kempa panas, disflaker, willey mill, Universal Testing Machine (UTM) merk

(15)

3 Prosedur Penelitian

Persiapan bahan

Limbah padat kayu putih dicacah secara manual, kemudian dilakukan dua kali penggilingan.Pertama menggunakan disflaker kemudian diperhalus lagi menggunakan willey mill.Setelah itu serbuk disaring dengan saringan 40-60 mesh.Serbuk di oven pada suhu 103±2oC selama 24 jam hingga mencapai kadar air 5.6%. Jenis plastik yang digunakan yaitu HDPE dengan masing-masing rasio kayu:plastik (40:60, 50:50, dan 60:40). Plastik HDPE dihancurkan dengan

crussher sampai ukuran 40-60mesh. Banyaknya Coupling Agent yang digunakan untuk pembuatan WPC dengan ukuran 10 cm x 15 cm x 0.3 cm adalah 1%, 3%, dan 5% dari berat serbuk plastik yang digunakan dengan target kerapatan 0.9 g cm3.

Pembuatan Papan Komposit Plastik

Serbuk kayu, HDPE, dan MAH dicampurdan diaduk secara manual sampai merata. Adonan tersebut dimasukkan ke dalam cetakan dengan ukuran 10 cm x 15 cm x 0.3 cm. Setelah adonan dicetak, kemudian diletakkan diantara dua plat alumunium. Adonan tersebut dikempa pada suhu 170o_{C dengan tekanan 40} kgcm-2selama 15 menit. Setelah pengempaan selesai, papan yang dihasilkan dibiarkan selama 30 menit agar lembaran panil mengeras. Pengondisian dilakukan selama satu minggu untuk melepaskan tegangan sisa dan distribusi kadar air merata. Setelah komposit kayu plastik dibuat, maka dilakukan pengujian. Pengujian yang dilakukan yaitu pengujian sifat fisis (kadar air, kerapatan, pengembangan tebal, dan daya serap air), dan pengujian sìfat mekanis (keteguhan lentur dan keteguhan patah).

Pengujian

Pengujian sifat fisis (kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal) dan mekanis (keteguhan lentur dan keteguhan patah) dilakukan dengan mengacu pada standar JIS A 5908-2003.

Kerapatan

Contoh uji berukuran (5 x 5 x 0.3) cm ditimbang berat awalnya (M) dan dilakukan pengukuran dimensinya (panjang, tebal, dan lebar). Besar nilai kerapatan ditentukan dengan rumus:

Kerapatan

=

(16)

4

Setelah itu ditimbang menggunakan timbangan elektrik. Besar nilai kadar air dihitung dengan rumus: ditimbang berat awalnya (BA) lalu direndam dalam air selama 24 jam kemudian ditimbang kembali beratnya (BB).

DSA= BB - BA_BA � %

Contoh uji pada kondisi kering udara berukuran (5 x 5 x 0.3) cm ditimbang tebal awalnya (T1) lalu direndam dalam air selama 24 jam kemudian diukur

Modulus of Elasticity (MOE)

Contoh uji berukuran (2.5 x 15 x 0.3) cm diuji dengan beban terpusat berada di tengah bentang papan. Besar MOE ditentukan dengan rumus:

(17)

5

Modulus of Rupture (MOR)

Contoh uji berukuran (2.5 x 15 x 0.3) cm diuji dengan beban terpusat berada ditengah bentang papan. Pengujian dilakukan sampai contoh uji mengalami kerusakan. Besar MOR ditentukan dengan rumus:

MOR= 3.Pmax.L

Proses pengolahan data penelitian ini menggunakan program microsoft excel 2007, SPSS versi 22, rancangan acak lengkap (RAL) Faktorial dengan dua faktor yaitu faktor A adalah rasio serbuk kayu:plastik (A1 = 40:60, A2 = 50:50, dan A3 = 60:40), dan faktor B adalah persentase penambahan MAH yang digunakan (B1 = 1%, B2 = 3%, dan B3 = 5%) dengan ulangan sebanyak 4 kali. Model umum yang digunakan untuk menganalisis kualitas papan komposit plastik yaitu:

Yijk = µ + Ai+ Bj + (AB)ij + εijk keterangan:

μ = Nilai rata-rata pengamatan

Ai = Pengaruh proporsi campuran filler dengan matriks ke-i Bj = Pengaruh penambahan MAH ke-j

(ABij) = Pengaruh interaksi kombinasi filler dengan matriks ke-i dan penambahan MAH ke-j

εijk =Pengaruh acak campuran filler dengan matriks ke-i, penambahan MAH ke-j, dan ulangan ke-k.

Yijk =Nilai pengamatan sifat fisis dan mekanis pada filler dengan matriks ke-i, penambahan MAH ke-j, dan ulangan ke-k

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kadar air

(18)

6

yaitu 1.80%, rasio 50:50 yaitu 2.32%, dan untuk rasio 60:40 yaitu 3.17% (Lampiran 1).

Gambar 1 Diagram rata-rata kadar air papan komposit plastik

Secara garis besar nilai kadar air yang dihasilkan dalam penelitian ini sudah memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan maksimal 13%. Selain itu, penambahan MAH dapat menurunkan nilai kadar air sekitar 10.6% dari standar yang digunakan. Berdasarkan penelitian Wardaniet al. (2013), yang menyebutkan bahwa nilai kadar air tanpa penggunaan MAH yaitu 3.00-4.90%. Rendahnya nilai kadar air dikarenakan banyaknya jumlah matriks yang ditambahkan ke dalam partikel yang menyebabkan permukaan dan rongga-rongga partikel pada papan komposit akan lebih merata tertutupi oleh plastik. Hal ini dikarenakan HDPE bersifat hidrofobic sehingga menghalangi masuknya uap air ke dalam papan partikel (Hasni 2008). Hal ini sesuai dengan pernyataan Massijaya et al. (2000), yang menyebutkan bahwa pada umumnya kadar air papan plastik menjadi lebih rendah daripada bahan bakunya karena adanya perlakuan papan dan matriks plastik sebagai perekat yang digunakan dapat menurunkan kemampuan penyerapan air. Berdasarkan hasil pengujian analisis keragaman (anova) kadar air papan komposit menunjukkan bahwa rasio antara filler dengan matriks dan penambahan MAH memberikan pengaruh yang signifikan terhadap nilai kadar air papan komposit plastik yang dihasilkan (Lampiran 2).

Kerapatan

Kerapatan merupakan perbandingan antara berat papan dengan volumenya. Semakin tinggi kerapatan papan partikel maka akan semakin tinggi sifat keteguhannya (Haygreen dan Bowyer 1996). Gambar 2 menunjukkan bahwa nilai kerapatan yang diperoleh berkisar 0.92-1.02 g cm-3. Berdasarkan hasil penelitian nilai kerapatan tertinggi yaitu pada rasio 40:60, MAH 5% yaitu 1.02 g cm-3dan yang terendah yaitu pada rasio 60:40, MAH 1% yaitu 0.92 g cm-3. Secara umum nilai rata-rata kerapatan papan komposit plastik untuk rasio 40:60 yaitu 0.99 g cm -3_{, untuk rasio 50:50 yaitu 0.98 g cm}-3_{, dan untuk rasio 60:40 yaitu 0.94 g cm}-3 (Lampiran 1). Semakin banyak jumlah matriks yang ditambahkan nilai kerapatan yang dihasilkan juga semakin tinggi. Hal ini mengakibatkan permukaan papan seluruhnya tertutupi oleh matriks (HDPE) dan filler seluruhnya terikat dengan

(19)

7 matriks. Hal ini disebabkan oleh nilai dari kerapatan plastik yang digunakan juga tinggi yaitu sekitar 0.95-0.96 g cm-3, sedangkan kerapatan target papan komposit juga 0.9 g cm-3. Penambahan MAH 5% jika dilihat dari grafik menunjukkan peningkatan, tapi secara statistik tidak berpengaruh nyata (Lampiran3).

Gambar 2 Diagram rata-rata kerapatan papan komposit plastik

Berdasarkan penelitian Febrianto et al. (2010), menyebutkan bahwa dengan rasio yang sama nilai kerapatan tanpa MAH yaitu 0.77-0.87 g cm-3. Papan dengan kerapatan yang tinggi memiliki ikatan antara molekul partikel dengan molekul perekat yang kuat, sehingga molekul air sulit mengisi rongga yang terdapat dalam papan (Massijaya et al. 2000). Densifikasi yang tinggi akan menghasilkan ikatan antar partikel yang lebih kuat, penutupan pori yang lebih baik, serta memendeknya jarak antar serbuk. Secara umum, dengan meningkatnya komposisi filler maka kerapatan akan semakin menurun. Menurut Han (1990), menyebutkan bahwa penggunaan MAH meningkatkan jumlah ikatan tak jenuh yang bertemu dengan permukaan filler kayu pada tingkat tertentu. Penambahan bahan additif pada papan komposit berfungsi sebagai Coupling Agent yaitu bahan untuk meningkatkan kekompakan. Hal ini didukung dengan pendapat Sumule dan Untung (1994) yang menjelaskan bahwa dengan penambahan additif bertujuan untuk memperbaiki sifat-sifat pada papan plastik tersebut.

Daya serap air

Daya serap air merupakan sifat kemampuan papan untuk menyerap air selama perendaman di dalam air. Proses perendaman air akan mengisi ruang-ruang kosong yang ada dalam papan partikel dan mengakibatkan berkurangnya kontak atau kekompakan antara matriks dengan filler, sehingga air atau uap air mudah masuk ke dalam papan.

Gambar 3 menunjukkan bahwa hasil pengujian daya serap air diperoleh nilai berkisar 7.39-20.89%. Daya serap air tertinggi yaitu pada 60:40, MAH 1% yaitu 20.89%, sedangkan terendah pada rasio 40:60, MAH 5% yaitu 7.39%. Nilai rata-rata daya serap air secara umum untuk rasio 40:60 yaitu 8.27%, untuk rasio 50:50 yaitu 11.93%, dan untuk rasio 60:40 yaitu 17.23% (Lampiran 1). Nilai daya

(20)

8

serap air papan komposit meningkat seiring bertambahnya jumlah filler kayu dan berkurangnya jumlah matriks plastik yang digunakan. Jika dibandingkan dengan hasil penelitian Jamilah (2009) hasil yang diperoleh lebih besar. Hasil penelitian Jamilah (2009) yaitu berkisar 5.28-7.66%, dimana bahan yang digunakan yaitu limbah batang kelapa sawit dan plastik PE dengan penambahan MAH 5%.

Gambar 3 Diagram rata-rata daya serap air papankomposit plastik

Berdasarkan hasil penelitian, nilai daya serap air yang tinggi kemungkinan disebabkan karena adanya tegangan sisa setelah pengempaan belum sepenuhnya hilang selama pengkondisian, sehingga menyebabkan celah sebagai keluar masuknya air. Selain itu tingginya nilai daya serap air disebabkan oleh tidak seluruh serbuk kayu tertutup oleh matriks, apalagi proses pencampuran dilakukan secara manual, namun penambahan MAH 5% dapat menurunkan nilai daya serap air papan komposit plastik. Hal ini sejalan dengan penelitian Fathanah (2011) yang menyebutkan bahwa penambahan MAH sampai dengan 8% dapat menurunkan nilai daya serap air hingga 5.8-6.9%. Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa selulosa yang terdapat pada filler mampu menyerap air saat proses perendaman air, karena adanya gaya absorpsi yang merupakan gaya tarik molekul air pada ikatan hidrogen yang terdapat dalam selulosa tersebut. Sehingga semakin tinggi kerapatan papan maka ikatan antar partikel akan semakin kompak dan menyebabkan rongga udara dalam lembaran papan akan semakin kecil.

Nilai daya serap air papan tidak disyaratkan oleh standar JIS A 5908-2003. Namun demikian pengujian ini dilakukan untuk melihat bagaimana ketahanan papan terhadap pengaruh cuaca jika papan digunakan untuk penggunaan eksterior. Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh papan komposit plastik ini tidak cocok digunakan untuk penggunaan eksterior karena memiliki daya serap air yang tinggi. Hasil pengujian daya serap air papan komposit menunjukkan bahwa rasio antara filler dengan matriks dan penambahan MAH memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kadar air papan komposit plastik yang dihasilkan (Lampiran

4).

Pengembangan tebal

Pengembangan tebal merupakan sifat fisis untuk mengetahui perubahan dimensi tebal papan akibat perendaman dalam air dan untuk mengetahui papan ini dapat digunakan untuk penggunaan eksterior atau interior (Iswanto 2005).

(21)

9 Gambar 4 menunjukkan bahwa nilai pengembangan tebal rata-rata berkisar 4.13-10.14%. Nilai pengembangan tebal tertinggi pada rasio 60:40, MAH 1% yaitu 10.14% dan terendah pada rasio 40:60, MAH 5% yaitu 4.13%. Selain itu nilai rata-rata secara umum untuk rasio 40:60 yaitu 5.54%, untuk rasio 50:50 yaitu 6.20%, dan untuk rasio 60:40 yaitu 7.96% (Lampiran 1).

Gambar 4 Diagram rata-rata pengembangan tebal papan komposit plastik Hasil pengujian pengembangan tebal papan komposit menunjukkan bahwa rasio antara filler dengan matriks dan penambahan MAH memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai kadar air papan komposit plastik yang dihasilkan (Lampiran 5). Nilai pengembangan tebal yang dihasilkan dalam penelitian ini sudah memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan maksimal 12%. Jika dibandingkan dengan penelitian Jamilah (2009) yang menunjukkan bahwa pengembangan tebal yang diperoleh yaitu berkisar 0.58-1.22%. Hasil yang diperoleh nilainya jauh lebih kecil dibandingkan dengan hasil penelitian yang telah dilakukan. Gambar 4 menunjukkan bahwa penambahan tebal meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah filler kayu yang ditambahkan dan berkurangnya jumlah matriks plastik yang ditambahkan. Semakin tinggi nilai stabilitas dimensi maka kualitas papannya rendah, sehingga papan tersebut tidak dapat digunakan untuk penggunaan eksterior atau untuk jangka waktu yang lama. Hal ini dikarenakan sifat mekanis yang dimilikinya akan segera menurun secara drastis dalam jangka waktu yang tidak terlalu lama (Massijaya et al. 2000). Menurut Bowyer et al. (2007) menyebutkan bahwa penyerapan air terjadi karena adanya gaya absorbsi yang merupakan gaya tarik molekul air pada ikatan hidrogen yang terdapat dalam selulosa, hemiselulosa, dan lignin.

Keteguhan lentur (MOE)

Keteguhan lentur merupakan ukuran kemampuan kayu untuk mempertahankan bentuk aslinya akibat adanya beban yang cenderung mengubah bentuk dan ukuran benda. Nilai MOE ini hanya berlaku sampai dengan batas proporsi dimana kayu masih bersifat elastis (Bahtiaret al. 2011).

(22)

10

16387.38 kg cm-2 _{dan terendah pada rasio 40:60, MAH 1% yaitu 8098.57 kg cm}-2_. Berdasarkan Gambar 5 menunjukkan bahwa nilai keteguhan lentur rata-rata rasio 40:60 yaitu 10 654.06 kg cm-2, untuk rasio 50:50 yaitu 12 702.22 kg cm-2, dan untuk rasio 60:40 yaitu 14 133.35 kg cm-2 (Lampiran 1).

Gambar 5 Diagram rata-rata keteguhan lentur (MOE) papan komposit plastik Standar JIS A 5908-2003 mensyaratkan nilai minimum keteguhan lentur untuk papan komposit yaitu 20 400 kg cm-2. Nilai keteguhan lentur yang dihasilkan oleh penelitian ini masih di bawah standar yang telah ditetapkan, sehingga papan komposit ini tidak cocok digunakan sebagai bahan bangunan struktural. Hal ini diduga terjadi karena kurang sempurnanya saat pencampuran bahan pada saat pengempaan dalam pembuatan papan komposit. Berdasarkan hasil pengujian MOE, penambahan MAH sampai dengan 5% dapat meningkatkan sifat mekanis papan secara signifikan (Lampiran 6). Hal ini sesuai dengan penelitian Fathanah (2011) yang menyebutkan bahwa, penambahan MAH 8% dapat meningkatkan nilai MOE dibanding dengan penambahan MAH 4%. Menurut penelitian Febrianto et al. (2010) dengan rasio yang samapapan komposit plastik tanpa penambahan konsentrasi MAH diperoleh nilai MOE 3 200-4 900 kg cm-2. Semakin tinggi jumlah filler yang ditambahkan, maka nilai MOE yang dihasilkan akan semakin tinggi, hal ini dikarenakan nilai MOE kayu lebih tinggi dibanding plastik. Han (1990) posisi MAH pada komposisi tertentu dalam matriks resin dapat merusak atau menjaga keseimbangan yang memadai pada perbandingan kuantitatif antara resin matriks yang mengakibatkan menurunnya kekuatan komposit.

Keteguhan patah (MOR)

Keteguhan patah merupakan kapasitas beban maksimum yang dapat diterima oleh papan tersebut. Tegangan patah terjadi saat papan menerima beban maksimum dan pada saat itu kayu mengalami kerusakan, sifat ini disebut dengan

Modulus of Rupture (Bahtiar et al. 2011).

(23)

11 rasio 40:60 yaitu 167.51 kg cm-2_{, untuk rasio 50:50 yaitu 170.67 kg cm}-2_{, dan} untuk rasio 60:40 yaitu 172.15 kg cm-2 (Lampiran 1). Nilai MOR yang diperoleh dari setiap sampel uji sudah memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan minimum 82 kg cm-2.

Gambar 6 Diagram rata-rata keteguhan patah (MOR) papan komposit plastik Hal ini dikarenakan semakin bertambahnya jumlah matriks dalam suatu papan menyebabkan lemahnya interaksi antar bahan, berkurangnya adhesi papan, akibatnya kekompakan antar bahan semakin rendah. Hal ini menyebabkan kemampuan papan untuk menahan beban maksimum yang lebih tinggi akan semakin rendah (Setyawati 2005). Secara umum keteguhan patah menurun seiring berkurangnya jumlah matriks dan bertambahnya jumlah filler. Penambahan MAH sampai dengan 5% dapat meningkatkan keteguhan patah sebesar 118.80kgcm-2 (Lampiran 1). Hal ini dikarenakan ikatan antara bahan pengisi dengan matriks semakin kompak. Berdasarkan penelitian Febranto et al. (2010) menunjukkan bahwa nilai MOR tanpa MAH yaitu berkisar 7.90–13 kg cm-2. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa rasio antara filler dengan matriks tidak memberikan pengaruh yang nyata, sedangkan penambahan MAH memberikan pengaruh yang signifikan terhadap nilai keteguhan patah (Lampiran 7). Penambahan MAH pada komposit kayu plastik berfungsi untuk meningkatkan daya rekat dan kekompakkan antara partikel kayu dengan plastik. Menurut Widyasari (2010) mekanisme ikatan yang terbentuk antara kayu dengan plastik dan penambahan MAH terlihat pada Gambar 7.

(24)

12

Gambar 7 Ikatan kimia antara HDPE, MAH, dan kayu

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Limbah padat pengolahan kayu putih dapat digunakan sebagai bahan pengisi pada pembuatan papan komposit plastik dan plastik HDPE sebagai matriks. Berdasarkan hasil penelitian, sifat fisis terbaik yang dihasilkan dari papan komposit plastik dengan komposisi bahan pengisi: matriks 40:60, sedangkan sifat mekanis terbaik yaitu dengan komposisi 60:40. Penambahan MAH sampai dengan 5% dapat meningkatkan kualitas sifat fisis dan mekanis papan komposit plastik. Hasil pengujian papan komposit plastik baik fisis maupun mekanis sudah memenuhi standar JIS A 5908-2003 kecuali keteguhan lentur.

Saran

(25)

13

DAFTAR PUSTAKA

Bahtiar ET, Karlinasari L, Mardikanto TR. 2011. Sifat Mekanis Kayu. Bogor. IPB Press.

Billmeyer FW, JR. 1994. Textbook of Polymer Science. 3-rd edition. New York: John Wiley & Sons, Inc.

Bowyer JL. Schmulsky R, Haygreen JG. 2007. Forest Products and Wood Science : An Introduction. 5th Ed. Iowa (US): Iowa State Press.

[BPS] Badan Pusat Statistik. 2010. Jumlah Produksi Kayu Bulat oleh Perusahaan Hak Pengusahaan Hutan Tahun 2009. Jakarta : BPS.

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

Fathanah U. 2011. Kualitas papan komposit plastik dari sekam padi dan plastik HDPE daur ulang menggunakan maleic anhydride (MAH) sebagai

compatibilizer. Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan 8(2):53-59

Febrianto F, Lubis MJ, Nuryawan F, Risnasari I. 2010. Kualitas papan komposit dari limbah batang kelapa sawit (Elaesis guineensis Jacq) dan polyethylene (PE) daur ulang. Jurnal Teknologi Industri Pertanian 19(2):16-20.

Han GS, Shirasih N. 1990. Composite of Wood and Polypropylene IV. In: Wood Research Society 36(11):976-982

Hasni R. 2008. Pembuatan Papan Partikel dari Limbah Plastik dan Sekam [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Haygreen JG, Bowyer JL. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar Terjemahan Hadikusumo SA dan Prawirohatmodjo S. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University Press.

Iswanto AH. 2005. Upaya pemanfaatan serbuk gergaji kayu sengon dan limbah plastik polyprophylene sebagai langkah alternatif untuk mengatasi kekurangan kayu sebagai bahan bangunan. Jurnal Komunikasi Penelitian

17(3):24-27.

Jamilah M. 2009. Kualitas papan komposit dari limbah batang kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) dan polyethylene (PE) daur ulang skripsi. Sumatera Utara (ID): Universitas Sumatera Utara.

[JIS] Japanese Industrial Standard. 2003. Japanese Standard Association Particleboard. JIS A 5098-2003.

Klason C, Kubat J, Stromvall HE. 1984. The efficiency of cellulosic fillers in common thermoplastics. Part I. Filling without processing aids or coupling agents. Inter. J. Polim. Mater 10:159-187.

Massijaya MY, Hadi YS, Tambunan B, Subari WA. 2000. Penggunaan limbah plastik sebagai komponen bahan baku papan partikel. Jurnal Teknologi Hasil Hutan 8(2):18-24.

Perum Perhutani. 2013. Kajian Nilai Sumberdaya Hutan Tak Produktif. Cirebon (ID): SPH IV Perum Perutani Unit III Jawa Barat dan Banten.

Ratna. 2010. Definisi Plastik. [Internet]. [diunduh 2015 Februari 25]. Tersedia pada www.chem-is-try.org

(26)

14

Setyawati D. dan Massijaya YM. 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.

Sumule O dan Untung S. 1994. Bioplastik: Produk Teknologi Tinggi Berwawasan Lingkungan. Staf Peneliti pada Direktotar Pengkajian Ilmu Dasar dan

Terapan, BPP Teknologi

http://www.hamline.edu/apakabar/basisdata/1994/10/31/0012.html[9 Maret 2015].

Wardani L. Massijaya MY, Faisal M. (2013).Pemanfaatan Limbah Sawit dan Plastik Daur Ulang (RPP) Sebagai Papan Komposit Plastik.Jurnal Hutan Tropis1 (1):46-53.

(27)

15 Lampiran 1 Hasil pengukuran sifat fisis dan mekanis papan komposit plastik

No Contoh Lampiran 2 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan kadar air papan

komposit plastik

Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Kadar air

(28)

16

Kadar air Duncana,b

Jenis Perlakuan N Subset

1 2 3

1 12 1.79508

2 12 2.31825

3 12 3.22317

Sig. 1.000 1.000 1.000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. Based on observed means.

The error term is Mean Square(Error) = .315. a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 12.000. b. Alpha = .05.

Lampiran 3 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan kerapatan papan komposit plastik

Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Kerapatan

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model .032a ₈ _.004 _1.023 _.443

Intercept 33.962 1 33.962 8571.497 .000

Perlakuan *

Additif .001 4 .000 .090 .985

Perlakuan .024 2 .012 3.047 .064

Additif .007 2 .003 .866 .432

Error .107 27 .004

Total 34.101 36

Corrected Total .139 35

a. R Squared = .233 (Adjusted R Squared = .005)

Kerapatan Duncana,b

Kadar Additif N Subset

1

1 12 .95500

3 12 .97008

5 12 .98875

(29)

17

The error term is Mean Square(Error) = .004. a. Uses Harmonic Mean Sample Size = 12.000. b. Alpha = .05.

Lampiran 4 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan daya serap air papan komposit plastik

Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Daya serap air

Source Type III Sum

Corrected Model 642.560a 8 80.320 17.508 .000

Intercept 5782.360 1 5782.360 1260.424 .000

Perlakuan *

Additif 20.195 4 5.049 1.100 .376

Perlakuan 556.298 2 278.149 60.630 .000

Additif 66.068 2 33.034 7.201 .003

Error 123.866 27 4.588

Total 6548.787 36

Corrected Total 766.426 35

DSA Duncana,b

1 2 3

1 12 8.27267

2 12 11.93258

3 12 17.81567

Sig. 1.000 1.000 1.000

(30)

18

Lampiran 5 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan pengembangan tebal papan komposit plastik

Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Pengembangan tebal

Source Type III Sum

Corrected Model 122.833a ₈ _15.354 _3.849 _.004

Intercept 1611.246 1 1611.246 403.926 .000

Perlakuan *

Additif 5.419 4 1.355 .340 .849

Perlakuan 51.029 2 25.515 6.396 .005

Additif 66.385 2 33.193 8.321 .002

Error 107.702 27 3.989

Total 1841.782 36

Pengembangan tebal Duncana,b

1 2

1 12 5.53783

2 12 6.20292

3 12 8.32942

Sig. .422 1.000

(31)

19 Lampiran 6 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan keteguhan lentur papan

komposit plastik

Tests of Between-Subjects Effects

Dependent Variable: MOE

Source Type III Sum of

Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 191924489.478a ₈ _23990561.185 _12.501 _.000

Intercept 5621633303.913 1 5621633303.913 2929.303 .000

Perlakuan * Additif 7781035.372 4 1945258.843 1.014 .418

Perlakuan 73390091.227 2 36695045.614 19.121 .000

Additif 110753362.879 2 55376681.439 28.856 .000

Error 51815766.523 27 1919102.464

Total 5865373559.914 36

MOE Duncana,b

1 2 3

1 12 10654.05625

2 12 12701.37233

3 12 14133.34742

Sig. 1.000 1.000 1.000

(32)

20

Lampiran 7 Data hasil analisis keragaman dan uji Duncan keteguhan patah papan komposit plastik

Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: MOR

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig. Corrected Model 23285.306a ₈ _2910.663 _14.306 _.000 Intercept 1041620.618 1 1041620.618 5119.501 .000 Perlakuan *

Additif 2209.854 4 552.464 2.715 .051

Perlakuan 328.949 2 164.474 .808 .456

Additif 20746.503 2 10373.252 50.984 .000

Error 5493.457 27 203.461

Total 1070399.381 36

MOR Duncana,b

1

1 12 166.14692

2 12 170.66617

3 12 173.48600

Sig. .245

(33)

21 Lampiran 8 Gambar papan komposit plastik

keterangan:

A1 = Serbuk:plastik (40:60) A2 = Serbuk:plastik (50:50) A3 = Serbuk:plastik (60:40)

(34)

22

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Tuban pada tanggal 19 Oktober 1992. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Juri dan Ibu Rusni. Penulis lulus dari pendidikan dasar di SDN WotsogoIV tahun 2005, lalu melanjutkan ke SMPN 1 Jatirogo dan lulus tahun 2008, dan melanjutkan ke tingkat SMA di SMAN 1 Jatirogo dan lulus pada tahun 2011. Pada tahun 2011 penulis diterima di Mayor Teknologi Hasil Hutan, Institut Pertanian Bogor melalui jalur SNMPTN Undangan dan memperoleh beasiswa Bidik Misi.

Penulis mengikuti organisasi mahasiwa yaitu Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) tahun 2012 sebagai anggota Kelompok Minat Biokomposit. Penulis juga aktif mengikuti berbagai kepanitiaan yang ada di Fakultas Kehutanan, diantaranya divisi konsumsi Bina Corps Rimbawan (BCR) 2012/2013, divisi acara Forester Cup 2012/2013, Sekretaris KOMPAK DHH 2012/2013, HIMASILTAN Care divisi konsumsi tahun 2012/2013 dan 2013/2014, Up Grading HIMASILTAN sebagai bendahara I tahun 2013/2014, The 5th Fortex 2013 sebagai divisi konsumsi dan The 6th Fortex 2014 sebagai divisi acara dan lain sebagainya. Penulis pernah melaksanakan Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) 2013 di Cilacap-Baturaden dan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) 2014 di Hutan Pendidikan Gunung Walat Sukabumi, Taman Nasional Halimun Salak (TNGHS), KPH Cianjur, Pabrik Gondorukem Sindangwangi, serta Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Kutai Timber Indonesia Probolinggo (PT. KTI) pada 19 Januari–19 Maret 2015.