PENGARUH WAKTU PENGEMPAAN PADUAN PAPAN PARTIKEL
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT FORMALDEHYDE
FAKULTAS TEKN
TUGAS AKHIR
PENGARUH WAKTU PENGEMPAAN DAN VARIASI KOMPOSISI PAPAN PARTIKEL DENGAN MENGGUNAKAN
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DAN PEREKAT FORMALDEHYDE 1001 TERHADAP NILAI IMPAK
Oleh :
REZKI FIRMANSYAH
BP : 08 109 13 088
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK – UNIVERSITAS ANDALA
PADANG, 2013
DAN VARIASI KOMPOSISI MENGGUNAKAN SERAT
AN PEREKAT UREA NILAI IMPAK
KEMENTRIAN PENDIDIKAN NASIONAL
Tugas Akhir ini diberikan kepada : Nama
Tugas Akhir ini diberikan kepada :
: Rezki Firmansyah : 0810913088
: Prof. Dr. -Ing. H. Hairul Abral Pendamping : Ilhamdi, M. Eng
Jangka Waktu Penyelesaian : 6 Bulan
: Pengaruh Waktu Pengempaan d Paduan Papan Partikel dengan Tandan Kosong Kelapa Sawit
Formaldehyde 1001 Terhadap Nilai Impak :
1. Studi literatur
2. Penyiapan serat tandan kosong kelapa pembuatan papan partikel.
3. Pembuatan spesimen uji impak
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH WAKTU PENGEMPAAN DAN VARIASI KOMPOSISI PADUAN PAPAN PARTIKEL DENGAN MENGGUNAKAN SERAT
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DAN PEREKAT UREA FORMALDEHYDE 1001 TERHADAP NILAI IMPAK
Oleh :
REZKI FIRMANSYAH
NBP : 081 091 3088
Disetujui Oleh :
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
Prof. Dr. -Ing. H. Hairul Abral Ilhamdi, M.Eng
i
ABSTRAK
komposit merupakan salah satu material teknik yang banyak dimanfaatkan pada dua dekade terakhir. Hal Ini disebabkan karena komposit memiliki sifat ringan dan relatif kuat. Salah satunya papan partikel dengan serat alami (serat sawit) dengan pengikat urea formaldehyde. Selain ketersediaan bahan baku yang sangat berlimpah, bahan ini juga mudah di dapat.
Untuk mendapatkan papan partikel yang baik, maka diperlukan pengujian sifat fisik dan mekanik. Salah satu pengujian mekanik yang jarang dilakukan peneliti pada dua dekade terakhir ini ialah pengujian impak. Maka dari itu, fokus penelitian kali ini ialah pengaruh waktu pengempaan dan variasi komposisi papan partikel terhadap harga impak.
Untuk pengaruh waktu pengempaan, penulis memvariasikan waktu mulai dari 5, 10, 15, dan 20 menit dengan komposisi paduan partikel tersebut 80:20%. Dan untuk pengaruh variasi komposisi paduan papan partikel penulis membandingkan komposisi 70:30, 75:25, dan 80:20% dengan waktu pengempaan yang diberikan ialah 15 menit.
Dari hasil pengujian didapatkan komposisi paduan yang tepat antara 70:30, 75:25, 80:20% ialah komposisi 80:20% dimana serat tandan kosong kelapa sawit yang digunakan sebanyak 80% dan urea formaldehyde sebanyak 20%. Untuk variasi waktu pengempaan pada komposisi paduan yang tepat (80:20%) yaitu pada waktu pengempaan 15 menit. Kadar air dan kerapatan untuk penelitian kali ini memenuhi standar baik itu dari variasi waktu dan variasi komposisi. Untuk nilai pengembangan tebal hanya pada komposisi paduan 70:30% yang memenuhi standar SNI 03-2105-2006, karena semakin banyak urea formaldehyde yang terkandung dalam serat, maka akan semakin kuat ikatan antara fiber dan matrix, sehingga air akan susah untuk masuk kedalam papan partikel.
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat
rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan
judul “Pengaruh waktu pengempaan dan variasi komposisi paduan papan
partikel dengan menggunakan serat tandan kosong kelapa sawit dan perekat urea formaldehyde 1001 terhadap nilai impak” yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan tahap sarjana pada Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Andalas.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua, kakak, adik, dan keluarga tercinta serta orang-orang
terdekat atas perhatian, motivasi, do’a dan kasih sayang yang tak
henti-hentinya diberikan kepada penulis.
2. Bapak Dr.-Ing. H. Hairul Abral sebagai pembimbing utama Tugas Akhir
yang telah meluangkan waktu untuk memberikan motivasi, dorongan,
bimbingan, dan nasehat untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sebaik
mungkin.
3. Bapak Ilhamdi M.Eng sebagai pembimbing kedua Tugas Akhir dan
sekaligus telah banyak berjasa dalam membimbing akademik penulis,
sehingga dapat melangkah ke Tugas Akhir ini dan menyelesaikannya
dengan baik.
4. Bapak Mastariyanto yang juga telah membantu penulis dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Rekan-rekan tim papan partikel atas kebersamaan, motivasi dan
kerjasamanya dalam penyelesain Tugas Akhir ini.
6. Keluarga besar paitua-MTU atas do’anya dalam penyelesaian Tugas
Akhir ini.
7. Rekan-rekan asisten Metallurgyyang telah membantu dalam penyelesaian
Tugas Akhir ini.
8. Teman-teman mesin angkatan 2008 dan semua mahasiswa Jurusan Teknik
iii 9. Seluruh staf pengajar di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Andalas.
10. Seluruh karyawan di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Andalas.
11. Dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang
telah banyak membantu penulis dalam pembuatan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kekurangan, untuk
itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sangat membangun.
Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua, terutama
bagi penulis dan lingkungan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Andalas, Amin.
Padang, Juli 2013
iv DAFTAR ISI
PENETAPAN TUGAS AKHIR LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK... i
KATA PENGANTAR... ii
DAFTAR ISI... iv
DAFTAR TABEL... vi
DAFTAR GAMBAR... vii
DAFTAR NOTASI... ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1
1.2. Tujuan Penelitian ... 2
1.3. Manfaat Penelitian ... 2
1.4. Batasan Masalah ... 2
1.5. Sistematika Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tinjauan Tentang Material Komposit... 4
2.1.1 Klasifikasi Material ... 4
2.1.2 Material Komposit ... 4
2.1.3 Klasifikasi Komposit ... 5
2.1.4 Unsur Penyusun Komposit ... 8
2.1.5 Serat Sebagai Penguat komposit (Fiber Reinforced Composites).. 9
2.2. Tinjauan tentang Serat... 10
2.2.1 Serat Alam (Natural Fiber)... 10
2.2.2 Jenis-Jenis Serat Alam... 11
2.2.3 Pengaruh Panjang Serat ... 12
2.3 Tinjauan Tentang Bahan Baku Papan Partikel... 13
2.3.1 Perekat ... 13
v
2.3.1.1 Perekat Sintetis... 13
2.3.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) ... 14
2.4 Produk Papan Partikel ... 14
BAB III METODOLOGI 3.1. Skema Penelitian... 16
3.2. Alat dan Bahan ... 17
3.2.1 Peralatan Penelitian... 17
3.2.2 Bahan Penelitian... 19
3.3. Prosedur Pembuatan Produk... 20
3.3.1 Penyiapan Serat... 20
3.3.2 Pembuatan Papan Partikel... 21
3.3.3 Spesimen/Benda Uji... 21
3.4. Pengujian Spesimen Papan Partikel... 23
3.4.1 Pengujian Impact... 23
3.4.2 Uji Pengembangan Tebal ... 23
3.4.3 Uji Kadar Air... 24
3.4.4 Uji Kerapatan ... 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengaruh Variasi Waktu Pengempaan & Variasi Komposisi Paduan Papan Partikel ... 25
4.2. Pengaruh komposisi papan partikel pada lama pengempaan 15 menit .. 31
BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ... 37
5.2. Saran ... 37
vi
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 3.1 Dimensi spesimen uji impak berdasarkan ASTM 5942-96 ... 24
Tabel 3.2 Dimensi spesimen uji kadar air berdasarkan SNI 03-2105-2006 ... 24
Tabel 3.3 Dimensi spesimen uji kerapatan berdasarkan SNI 03-2105-2006... 24
Tabel 3.4 Dimensi spesimen uji pengembangan tebal berdasarkan SNI ... 24
Tabel 4.1 Pengaruh waktu pengempaan papan partikel komposisi 80 : 20 %... 28
Tabel 4.2 Pengaruh variasi komposisi paduan papan partikel dengan waktu pengempaan 15 menit ... 28
Tabel 4.3 Nilai ketangguhan impak papan partikel akibat variasi waktu pengempaan papan partikel pada komposisi 80 : 20 % ... 31
Tabel 4.4 Nilai ketangguhan impak papan partikel akibat variasi komposisi paduan dengan waktu pengempaan 15 menit ... 32
Tabel 4.5 Nilai kadar air papan partikel variasi waktu pengempaan dengan komposisi 80 : 20 % ... 33
Tabel 4.6 Nilai kadar air papan partikel variasi komposisi paduan dengan waktu pengempaan 15 menit ... 33
Tabel 4.7 Nilai kerapatan papan partikel akibat pengaruh variasi waktu pengempaan dengan komposisi 80 : 20 %... 34
Tabel 4.8 Nilai kerapatan papan partikel akibat pengaruh variasi komposisi papan partiken dengan waktu pengempaan 15 menit ... 34
Tabel 4.9 Nilai pengembangan tebal papan partikel variasi waktu pengempaan dengan komposisi paduan 80 : 20 % ... 35
vii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1. Skematis klasifikasi material... 4
Gambar 2.2. Klasifikasi komposit berdasarkan penguatnya ... 5
Gambar 2.3. Susunan serat unidirectional... 6
Gambar 2.4. Susunan serat bidirectional... 6
Gambar 2.5. Susunan serat discontinues... 6
Gambar 2.6. Susunan serat random... 7
Gambar 2.7. Struktur laminate... 7
Gambar 2.8. Struktur sandwich... 7
Gambar 2.9. Komposit yang diperkuat partikel ... 8
Gambar 2.10.Parameter fiberdalam pembuatan komposit ... 10
Gambar 2.11.Jenis-jenis serat alam... 11
Gambar 2.12.Skema serat... 12
Gambar 2.13.Resin urea formaldehyde... 13
Gambar 2.14.Serat tandan kosong kelapa sawit... 14
Gambar 2.15.Papan partikel ... 15
Gambar 3.1. Flowchartpenelitian... 16
Gambar 3.2.Mesin presshidrolik ... 18
Gambar 3.3.Electronic impact testing machine... 19
Gambar 3.4.Serat tandan kosong kelapa sawit ... 19
Gambar 3.5.Urea Formaldehyde1001... 20
Gambar 3.6. Proses peyiapan serat (a) perebusan serat, (b) pengeringan serat, (c) pemotongan serat yang telah kering (d) serat yang siap digunakan ... 21
Gambar 3.7.Spesimen Uji Impak Menurut ASTM D 256 – 02... 22
Gambar 4.1.Kondisi fisik papan partikel dan benda uji ... 25
Gambar 4.2.Pengaruh lama kempa terhadap harga impak ... 26
viii Gambar 4.4. Pengaruh lama waktu pengempaan terhadap nilai kadar air
papan partikel ... 28
Gambar 4.5. Pengaruh variasi waktu kempa terhadap kerapatan papan
partikel... 29
Gambar 4.6. Pengaruh variasi waktu kempa terhadap pengembangan tebal
papan partikel ... 30
Gambar 4.7.Kondisi fisik papan partikel dan benda uji ... 31
Gambar 4.8.Pengaruh variasi komposisi terhadap harga impak ... 32
Gambar 4.9. Bentuk patahan hasil pengujian impak papan partikel variasi
komposisi... 33
Gambar 4.10.Pengaruh variasi komposisi terhadap kadar air ... 34
Gambar 4.11. Pengaruh variasi komposisi terhadap kerapatan papan
partikel ... 35
Gambar 4.12. Pengaruh variasi waktu kempa terhadap pengembangan tebal
ix DAFTAR SIMBOL
Simbol Arti Satuan
lc Panjang kritis mm
d diameter serat mm
σf* kekuatan ultimat serat MPa
τc kekuatan ikatan fiber-matrix MPa
B0 Berat awal g
B1 Berat akhir g
T0 Tebal awal mm
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Penggunaan material komposit sebagai bahan konstruksi ataupun komponen suatu produk telah berkembang sangat pesat dua dekade terakhir (Mastariyanto Perdana 2011). Ini dikarenakan keunggulan-keunggulan yang dimiliki oleh material komposit, diantaranya massa jenis dan kekuatan yang bisa diatur, ramah lingkungan dan nilai ekonomis yang tinggi.
Material komposit telah banyak mengalami perkembangan. Umumnya material penguat komposit berasal dari serat sintetis. Tapi dengan berkembangnya isu ramah lingkungan, para peneliti mulai mencoba menggunakan serat alam (natural fiber) sebagai unsur pembentuk komposit. Ini dikarenakan serat alam lebih ramah lingkungan dan ketersediaannya melimpah. Salah satunya ialah serat tandan kosong kelapa sawit.
Serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah padat yang
dihasilkan pabrik/industri pengolahan minyak kelapa sawit. Produksi minyak kelapa sawit di Indonesia mencapai 6 juta ton per tahun. Secara bersamaan dihasilkan pula limbah TKKS dengan potensi sekitar 2,5 juta ton per tahun (Anonim, 1999). Di pabrik minyak kelapa sawit, TKKS hanya dibakar dan sekarang telah dilarang karena adanya kekhawatiran pencemaran lingkungan, atau dibuang sehingga menimbulkan keluhan/masalah karena dapat menurunkan kemampuan tanah menyerap air. Di samping itu, TKKS yang membusuk di tempat akan menarik kedatangan jenis kumbang tertentu yang berpotensi merusak pohon kelapa sawit hasil peremajaan di lahan sekitar tempat pembuangan (Anonim, 1998).
Tugas Akhir Pendahuluan
Rezki Firmansyah (0810913088) 2
partikel juga tidak terlepas dari pengaruh-pengaruh beban eksternal secara tiba-tiba.
Dari uraian di atas menunjukkan bahwa dengan pesatnya penelitian mengenai komposit dua dekade terakhir ini, salah satunya ialah papan partikel, serta ketersediaan bahan pendukung berupa serat tandan kosong kelapa sawit yang berlimpah, maka penelitian ini menarik untuk dilakukan. Dimana pemaduan antara serat tandan kosong kelapa sawit (fiber) dan urea formaldehyde (matrix), disertai dengan melakukan pengujian impak sebagai akibat dari pengaruh waktu pengempaan dan variasi komposisi papan partikel, menjadi fokus pada penelitian kali ini.
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini diantaranya sebagai berikut;
a) Mengetahui pengaruh waktu pengempaan dan variasi komposisi papan partikel terhadap harga impak.
b) Mengetahui nilai kadar air, kerapatan, dan pengembangan tebal papan partikel dari pengaruh waktu pengempaan dan variasi komposisi papan partikel.
1.3. Manfaat Penelitian
Manfaat yang hendak dicapai dari penelitian ini diantaranya adalah;
a) Dapat menemukan material alternatif baru dengan sifat mekanik yang baik dan nilai ekonomis rendah.
b) Dapat meningkatkan nilai guna dari serat tandan kosong kelapa sawit.
1.4. Batasan masalah
Fokus penelitian papan partikel kali ini yaitu sebagai berikut;
a) Variasi waktu pengempaan panas yang digunakan yaitu 5, 10, 15 dan 20 menit.
b) Variasi komposisi paduan serat tandan kosong kelapa sawit dan urea formaldehyde ialah 70 : 30, 75 : 25, dan 80 : 20 %.
Tugas Akhir Pendahuluan
Rezki Firmansyah (0810913088) 3
1.5. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini secara garis besar terbagi atas lima bagian, yaitu:
a) Bab I Pendahuluan, menjelaskan mengenai latar belakang, batasan masalah, tujuan, manfaat, serta sistematika penulisan.
b) Bab II Tinjauan Pustaka, menjelaskan tentang teori-teori yang berhubungan dengan penulisan laporan.
c) Bab III Metodologi, menguraikan langkah-langkah yang dilakukan selama penelitian berlangsung.
d) Bab IV Hasil Dan Pembahasan, menjelaskan tentang hasil yang didapatkan serta analisanya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Tentang Material Komposit
Pada bagian ini akan meninjau tentang material, klasifikasinya dan sifat –
sifat penting material komposit.
2.1.1 Klasifikasi Material
Material adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa.
Adapun klasifikasi material secara garis besar terlihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Skematis klasifikasi material
2.1.2 Material Komposit
Komposit adalah suatu material yang terdiri dari campuran atau kombinasi
dua atau lebih material baik secara mikro atau makro, dimana sifat material yang
tersebut berbeda bentuk dan komposisi kimia dari zat asalnya [1]. Material
fiber-reinforced composite Terdiri atas fiber dengan kekuatan dan modulus tinggi yang
melekat atau berikatan dengan matrix dengan lapisan berbeda diantara keduanya.
Kedua pernyataan diatas memiliki pengertian yang sama yaitu komposit
merupakan gabungan material yang berbeda sifat asli dan membentuk sifat baru. Material
Organik Anorganik
Non Logam Logam
Logam Ferro Logam Non
Ferro Polimer
Tugas Akhir Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088 5
2.1.3 Klasifikasi Komposit
Secara umum komposit dapat diklasifikasikan atas dua macam yaitu,
berdasarkan matrix dan penguatnya (reinforcement). Berdasarkan matrix terbagi
atas 3 macam yaitu Metal Matrix Composites (MMC), Polymer Matrix Compsites
(PMC) dan Ceramics Matrix Coposites (CMC) [2]. Perbedaan ketiganya adalah
matrix yang digunakan sesuai dengan namaya yaitu matrix logam, polimer, dan
keramik. MMC yang umum digunakan adalah aluminium paduan dengan fiber
boron atau Silicon Carbide, sedangkan PMC yang umum digunakan adalah
polimer dari jenis thermosetting. Untuk CMC biasanya digunakan Si3N4 dan
Al2O3.
Berdasarkan penguatnya (reinforcement), komposit terbagi atas tiga
macam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah 0810913088 1) Fiber Reinforced Composites
Terdiri dari dua
penyusunan serat dapat dibagi menjadi 2 :
a) Continues, terbagi 2
unidirectional
bidirectional
Gamba
Gambar 2
b) Discontinues
serat kontinu. Susunan seratnya dapat dilihat pada Gambar
Gambar 2
c) Random,
kemungkinan
arah di bidang lapisan. Susunan sera
Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088
Fiber Reinforced Composites
Terdiri dari dua komponen penyusun yaitu matrix dan
penyusunan serat dapat dibagi menjadi 2 :
, terbagi 2 yaitu lapisan yang menggunakan tipe susunan
unidirectional dan lapisan yang menggunakan tipe susunan
bidirectionaldapat dilihat pada Gambar 2.3 dan 2.4 .
Gambar 2.3. Susunan serat unidirectional[3]
Gambar 2.4. Susunan serat bidirectional [3]
Discontinues, memiliki kekuatan dan modulus paling rendah
serat kontinu. Susunan seratnya dapat dilihat pada Gambar
Gambar 2.5. Susunan serat discontinues [3]
, lapisan menggunakan tipe susunan serat
kemungkinan memiliki sifat mekanik dan fisik yang sama
arah di bidang lapisan. Susunan seratnya dapat dilihat pada Gambar Tinjauan Pustaka
6 dan serat. Skema
ng menggunakan tipe susunan serat
menggunakan tipe susunan serat
modulus paling rendah dari pada
serat kontinu. Susunan seratnya dapat dilihat pada Gambar 2.5.
susunan serat random
fisik yang sama dalam segala
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah 0810913088
Gambar 2
2) Laminated (structural) Reinforced Composites
Komposit jenis ini
berbeda dan digabung secara
lapisan-lapisan dengan
yang disebut laminat
yaitu struktur laminate
komposit tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.7 dan 2.8
Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088
Gambar 2.6. Susunan serat random [3]
Laminated (structural) Reinforced Composites
Komposit jenis ini terdiri dari sekurang-kurangnya dua lapis m
dan digabung secara bersama-sama. Laminated composite
lapisan dengan berbagai macam arah penyusunan serat
laminate. Yang termasuk Laminated composites (komposit
laminate dan struktur sandwich, perbedaan dari kedua
komposit tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.7 dan 2.8.
Gambar 2.7.Struktur laminate[4]
Gambar 2.8.Struktur sandwich[5]
Tinjauan Pustaka
7 kurangnya dua lapis material yang
composite dibentuk dari
penyusunan serat yang ditentukan
(komposit berlapis)
Tugas Akhir
b) Material komposit partikel logam di dalam
c) Material komposit partikel
d) Material komposit partikel logam di dalam
Bentuk komposit yang diperkuat partikel dapat dilihat pada Ga
Gambar
2.1.4 Unsur Penyusun Komposit
Komposit tersusun
dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian utama, yaitu
1) Matrixs
Matrixs adalah unsur
dan pengikat struktur
epoxide,dan lain-lain)
2) Material pengisi (
Filler dan additive
sifat dari resin dan mengurangi
pada persentase yang ditambahkan pada resin.
Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088
Particulate Composite Material
Particulate composite material (material komposit partikel)
lebih partikel yang tersuspensi di dalam matrix dari
logam dan non-logam dapat digunakan sebagai matrix. Empat
dapat digunakan sebagai matrixskomposit partikel;
Material komposit partikel non-logam di dalam matrix non
Material komposit partikel logam di dalam matrix non-logam
Material komposit partikel non-logam di dalam matrixlogam
Material komposit partikel logam di dalam matrixlogam
Bentuk komposit yang diperkuat partikel dapat dilihat pada Ga
Gambar 2.9.Komposit yang diperkuat partikel [2
Penyusun Komposit
Komposit tersusun atas berbagai unsur pembentuk, secara
dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian utama, yaitu;
adalah unsur pokok pada komposit yang menjadi bagian
pengikat struktur komposit. Matriks dapat terdiri atas resin
) dan filleratau additive.
Material pengisi (filler) dan material penambah (additive)
additive pada prinsipnya adalah bertujuan untuk mem
mengurangi biaya pembuatan. Perbedaan keduanya
pada persentase yang ditambahkan pada resin.
Tinjauan Pustaka
8 komposit partikel) terdiri dari
dari matrix lainnya.
Bentuk komposit yang diperkuat partikel dapat dilihat pada Gambar 2.9.
2]
pembentuk, secara garis besar
yang menjadi bagian penutup
terdiri atas resin (Polyester,
bertujuan untuk memodifikasi
Tugas Akhir Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088 9
a) Filler : penambahan zat ≥ 10 %dari massa matriks
b) Additive : penambahan zat < 10% dari massa matriks
Filler/additive yang dicampur dengan resin nantinya akan menjadi suatu
kesatuan yang utuh (homogen).
3) Material penguat (reinforcement)
Reinforcement pada komposit juga biasa disebut dengan fiber atau serat.
Serat ini yang akan menentukan karakteristik material komposit, seperti
kekakuan, serta sifat-sifat mekanik lainnya. Syarat suatu material dapat dijadikan
sebagai reinforcement atau serat yaitu mempunyai sifat mekanik yang baik,
stabilitas thermal yang bagus, tahan terhadap korosi, ringan, ekonomis, dan
mudah didapatkan.
Hadi [8] menerangkan bahwa pada material komposit, serat berfungsi
untuk menahan sebagian besar gaya-gaya yang bekerja. Sedangkan matrix
bertugas mentransmisikan gaya-gaya yang bekerja pada serat serta melindungi
dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik. Salah satu keuntungan
material komposit adalah kemampuan material tersebut untuk “diarahkan”
sehingga kekuatannya dapat diatur hanya pada arah tertentu yang kita kehendaki.
Hai ini dinamakan dengan “tailoring properties” dan ini merupakan salah satu
sifat istimewa komposit dibandingkan dengan material konvensional lainnya.
2.1.5 Serat sebagai Penguat Komposit(Fiber Reinforced Composites)
Fungsi utama dari serat adalah sebagai penopang kekuatan dari komposit,
sehingga tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang
digunakan, karena tegangan yang diberikan pada komposit mulanya diterima oleh
matrix akan diteruskan kepada serat, sehingga serat akan menahan beban sampai
beban maksimum. Oleh karena itu serat harus mempunyai tegangan tarik dan
Tugas Akhir
kesadaran akan lingkungan
makhluk hidup mulai
ditemukan.
2.2.1. Serat Alam (Natural Fiber
Alam telah banyak
sampai bahan bangunan. Salah
mempunyai banyak
tinggi sehingga dapat digunakan sebagai pengganti
[9]. Dalam bidang teknologi
kandidat sebagai bahan
ringan, kuat, ramah lingkungan
penggunaan serat alam
dari serat ijuk sebagai bahan
bahan sandang dan serat
Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088
fiber dalam pembuatan komposit dapat dilihat
.10. Parameter fiberdalam pembuatan komposit
entang Serat
Material komposit yang banyak dijumpai pada tahun-tahun belakangan
menggunakan serat sintetis sebagai bahan penguatnya seperti
Tetapi dengan semakin gencarnya isu global yang menitik
akan lingkungan hidup, maka pemakaian serat alam yang
hidup mulai dikembangkan dan penggunaannya semakin
Natural Fiber)
Alam telah banyak menyediakan kebutuhan manusia mulai dari
sampai bahan bangunan. Salah satunya adalah bahan-bahan serat alam.
banyak keuntungan seperti ekonomis, kerapatan rendah,
sehingga dapat digunakan sebagai pengganti serat sintetis seperti
alam bidang teknologi material, bahan-bahan serat alam
sebagai bahan penguat untuk dapat menghasilkan bahan komposit
kuat, ramah lingkungan serta ekonomis. Sepanjang kebudayaan
penggunaan serat alam sebagai salah satu material pendukung kehidupan,
ijuk sebagai bahan bangunan, serat nanas atau tanaman
penguatnya seperti halnya fiber
yang menitik beratkan
serat alam yang berasal dari
penggunaannya semakin banyak
manusia mulai dari makanan
bahan serat alam. Serat alam
atan rendah, kekuatan
serat sintetis seperti fiber glass
bahan serat alam merupakan
menghasilkan bahan komposit yang
Sepanjang kebudayaan manusia
pendukung kehidupan, mulai
atau tanaman kayu sebagai
Tugas Akhir Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088 11
Seiring dengan perkembangan teknologi bahan, peran serat-serat alam mulai
tergantikan oleh jenis bahan serat sintetik seperti serat gelas atau serat karbon.
Serat alam dapat diklasifikasikan berdasarkan asalnya yakni berasal dari
tumbuhan, hewan dan berasal dari mineral. Serat tumbuhan meliputi serat pada
tumbuhan dikotil dan pembuluh pada tumbuhan monokotil (misalnya rami, jute,
benang goni), rambut (misalnya kapas, kapuk), serat kasar (sabut kelapa,
henequen) dan serat-serat lain (kelapa sawit, nenas, pisang abaca dan lain-lain).
2.2.2. Jenis – Jenis Serat Alam
Serat alam dibagi berdasarkan keadaan sifat aslinya berasal dari tumbuhan,
hewan atau mineral. Umumnya serat tumbuhan dan sayur-sayuran digunakan
sebagai penguat plastik. Serat tumbuhan meliputi wood dan non-wood fibers.
untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.11.Jenis-jenis serat alam
Pada penggunaannya serat alam harus mengalami proses perlakuan dengan
cara yang serupa. Penggantian fiber glass dengan serat alam adalah hal utama
Tugas Akhir
Panjang kritis serat
material menjadi lebih
serat (d) dan kekuatan ultimate (atau tensile) σ
(atau kekuatan yield
jumlah kombinasi fiber
Bila tegangan sama dengan σ
memiliki panjang kritis,
di atas. Dari gambar
serat terjadi hanya di bagian
maka penguatan serat menjadi
saat tegangan diberikan
menunjukkan bentuk
Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088
Pengaruh Panjang Serat
Karakteristik mekanik dari komposit dengan penguatan serat
properties dari serat, namun juga dipengaruhi oleh
yang diberikan dapat diteruskan ke serat oleh bagian matrix
dapat dilihat pada gambar 2.12.
Gambar 2.12.Skema serat [5]
Panjang kritis serat dibutuhkan agar penguatan dan kekakuan
menjadi lebih efektif. Panjang kritis (lc) ini dipengaruhi oleh
serat (d) dan kekuatan ultimate (atau tensile) σf*dan kekuatan ikatan
yield geser matrix, jika lebih kecil) τc yang berdasarkan
panjang kritis, bentuk (profile) stress-position ditunjukkan
ambar 2.12 dapat diketahui bahwa pembebanan maksimum
terjadi hanya di bagian pusat axialdari serat. Jika panjang serat
penguatan serat menjadi lebih efektif , bentuk stress-position
tegangan diberikan sama dengan kekuatan serat. Gambar di bawah
menunjukkan bentuk stress-positionuntuk l < lc .
Tinjauan Pustaka
12 penguatan serat tidak hanya
dipengaruhi oleh bagaimana
matrix. Pengaruh
penguatan dan kekakuan pada
dipengaruhi oleh diameter
kekuatan ikatan fiber-matrix
yang berdasarkan pada
pada suatu serat yang hanya
ditunjukkan pada gambar
pembebanan maksimum pada
jang serat ditingkatkan
position untuk l > lc
Tugas Akhir Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088 13
2.3. Tinjauan Tentang Bahan Baku Papan Partikel
Berikut ini ialah bahan baku dari material komposit pada penelitian kali ini :
2.3.1 Perekat
Berdasarkan asalnya dikenal adanya perekat alami dan perekat sintetis.
2.3.1.1 Perekat Alami
Perekat alami dapat dibagi menjadi perekat nabati yaitu berasal dari
tumbuhan, contohnya tapioka, kedelai, tanin. Berasal dari hewani
contohnya kasein, galatin.
2.3.1.2 Perekat Sintetis
Merupakan perekat yang dibuat dengan mereaksikan beberapa bahan
yang bersifat termosetting, contohnya urea formadehyde (UF), Melamine
Formadehida(MF) dan Phenol Formadehida(PF)
- Urea Formadehyde
Perekat ini merupakan hasil reaksi antara urea dengan formaldehyde
dijual dalam bentuk cair dan tepung berwarna jernih sampai putih.
Pengempaan dapat dilakukan secara dingin dan panas (110-120o C).
Untuk urea formaldehyde berbentuk tepung perlu dilarutkan dahulu
dalam air. Perekat ini termasuk perekat interior yang tahan terhadap
kelembaban tinggi dan air. Semua pabrik kayu lapis di indonesia
memakai perekat ini, dan sebagian besar kayu lapis dibuat dengan
perekat urea formaldehyde. Contoh gambar urea formadehyde dapat
dilihat pada gambar 2.13.
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah 0810913088
2.3.2 Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)
Tandan kosong
dihasilkan pabrik/industri
minyak kelapa sawit
bersamaan dihasilkan pula
tahun (Anonim, 1999
sekarang telah dilarang karena
dibuang sehingga menimbulkan
kemampuan tanah menyer
tempat akan menarik kedatangan j
pohon kelapa sawit hasil
(Anonim, 1998).
Salah satu usaha
TKKS menjadi produk
papan partikel. Limbah
keuntungan seperti seratnya
baik (good formability
kosong kelapa sawit yang
perlakuan yang dapat meningkatkan
serat tandan kosong kelapa
minyak sawit dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2.
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan limbah
pabrik/industri pengolahan minyak kelapa sawit. Produksi
kelapa sawit kasar Indonesia mencapai 6 juta ton per tahun.
dihasilkan pula limbah TKKS dengan potensi sekitar 2,5
1999). Di pabrik minyak kelapa sawit, TKKS hanya
sekarang telah dilarang karena adanya kekhawatiran pencemaran lingkungan, atau
sehingga menimbulkan keluhan/masalah karena dapat
kemampuan tanah menyerap air. Di samping itu, TKKS yang membusuk
tempat akan menarik kedatangan jenis kumbang tertentu yang berpotensi
kelapa sawit hasil peremajaan di lahan sekitar tempat
Salah satu usaha dalam mengatasi hal tersebut adalah memanfaatkan
produk berguna dan bernilai tambah, antara lain diolah
Limbah tandan kosong kelapa sawit memiliki
keuntungan seperti seratnya yang ringan (low density), dan mampu
formability). Namun demikian untuk membuat komposit
kelapa sawit yang mempunyai sifat mekanik yang tinggi,
yang dapat meningkatkan ikatan antara serat dan matri
tandan kosong kelapa sawit yang terdapat di industri-industri
it dapat dilihat pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14.Serat tandan kosong kelapa sawit
Papan Partikel
Papan partikel adalah salah satu jenis kayu pabrikan.
dari campuran keping kayu (wood chips)yang dicampur dengan
Tinjauan Pustaka
14 merupakan limbah padat yang
sawit. Produksi Indonesia
juta ton per tahun. Secara
potensi sekitar 2,5 juta ton per
sawit, TKKS hanya dibakar dan
pencemaran lingkungan, atau
sawit memiliki beberapa
), dan mampu bentuk lebih
membuat komposit tandan
mekanik yang tinggi, diperlukan
matrixnya. Adapun
industri pengolahan
Serat tandan kosong kelapa sawit
. Papan partikel
Tugas Akhir Tinjauan Pustaka
Rezki Firmansyah 0810913088 15
sintetis dan dipres atau ditekan menjadi lembaran-lembaran keras dalam ketebalan
tertentu. Selain keping kayu, papan partikel juga sering digunakan sebagai bahan
baku dan menghasilkan papan yang disebut sebagai flex board. Papan partikel
cenderung lebih ringan dan tidak sekuat papan berbahan dasar kepingan kayu.
Adapun produk papan partikel dapat dilihat pada Gambar 2.15.
Gambar 2.15.Papan Partikel
Papan partikel cenderung lebih berat dari kebanyakan material kayu
lainnya karena konten lemnya cenderung lebih banyak. Lebih jauh lagi, papan
partikel memiliki serat yang panjang dan karenanya memiliki kekuatan pengikat
yang lemah dan cenderung mudah remuk di ujungnya apabila diperlakukan
dengan kasar.
Papan partikel cenderung stabil dan tidak mudah berubah bentuknya
(menyusut, membelok, dan lain lain). Papan partikel juga dapat dipotong,
dibentuk, dan dibor dengan mudah menggunakan peralatan standar.
Papan partikel tidak dapat digunakan untuk bagian eksterior karena
ujung-ujungnya mudah menyerap embun dan mudah lembap. Meskipun demikian,
beberapa produsen kini menyertakan emulsi lilin di lemnya untuk melindungi
papan dari kelembapan pada tingkat tertentu. Papan partikel lebih banyak
BAB III
METODOLOGI
3.1. Skema Penelitian
Penelitian ini dilengkapi dengan flowchart penelitian. Adapun flowchart
penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Perebusan Tandan Kosong Kelapa Sawit Selama 6 Jam
Pembuatan Komponen Alat Kempa panas Studi Literatur
Pembuatan Panel Listrik Alat Kempa Panas
Pemesanan Urea
Formaldehyde1001 (matrix)
Penyiapan Alat dan Bahan
Pengeringan
Pemotongan Serat Sepanjang 1-3 cm Pemesanan Tandan Kosong
Kelapa Sawit (fiber)
Serat Dikeringkan Kembali Sampai Masanya Konstan
Pembuatan Cetakan Papan Partikel
UFP70 gr + Air ଵ mufp
A
Tugas Akhir Metodologi
Rezki Firmansyah (0810913088) 17
Gambar 3.1. Flowchartpenelitian
3.2. Alat dan Bahan
Pada bagian ini dijelaskan tentang peralatan dan bahan yang dibutuhkan selama penelitian.
3.3.1 Peralatan Penelitian
a) Sarung tangan
Sarung tangan digunakan sebagai pelindung tangan dari kontaminasi zat kimia urea formaldehyde1001.
b) Wadah tempat mengaduk serat dan pengikat
Wadah tempat mengaduk serat sawit dan perekat urea formaldehyde
sebelum masuk ke dalam cetakan papan partikel adalah ember plastik.
c) Spraykomersial
Spray komersial digunakan untuk menyemprotkan urea formaldehyde
yang telah cair (matrix) ke dalam ember plastik yang berisi serat sawit. A
Pembuatan Sampel
Pengujian Impact Pengujian Kadar
Air Pengujian
Density
Pengujian Pengembangan
Tebal
Hasil dan Pembahasan
Laporan
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah (0810913088)
d) Timbangan Digital Timbangan digital
massa dari bahan yang akan digunakan.
e) Grinding Machine
Grinding machine
uji. Dengan peralatan ini
pengontrolan ukuran maupun dalam bekerja. f) Mesin presshidrolik
Mesin presshidrolik
panas, dimana memiliki kapasitas 75 ton seperti pada Gambar 3.2.
g) Mesin Uji Impack
Ada dua standar Metoda Charphy
metoda izod. Sedangkan
machine user manual
Timbangan digital dengan ketelitian 0,01 gram digunakan untuk massa dari bahan yang akan digunakan.
Grinding Machinedan Amplas Belt
Grinding machine dan amplas belt digunakan dalam pembuatan
uji. Dengan peralatan ini spesimen dapat dibuat dengan mudah, baik n ukuran maupun dalam bekerja.
hidrolik
hidrolik yang digunakan untuk proses pengempaan din mana memiliki kapasitas 75 ton seperti pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2.Mesin presshidrolik
Impack
Ada dua standar pengujian yang dapat dilakukan pada uji
dan metoda Izod. Dalam penelitian kali ini menggunakan . Sedangkan mesin yang digunakan ialah electronic impact
user manual, buatan Chengde Precision Testing Machine
model XC-5.5D Electronic Impact Testing Machine,
mana memiliki kapasitas 75 ton seperti pada Gambar 3.2.
dilakukan pada uji impak yaitu penelitian kali ini menggunakan
electronic impact testing
Testing Machine CD, LTD
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah (0810913088)
Gambar
3.2.2 Bahan Penelitian
Adapun bahan
a) Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai penguat
Gambar 3.3.Electronic impact testing machine.
Bahan Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit
Sebagai penguat (natural fiber) yang digunakan adalah kosong kelapa sawit (oil palm empty fruit bunch fiber) ya
dengan TKKS. Dalam penelitian ini serat TKKS akan dikumpulkan pabrik pengolah kelapa sawit yang terdapat di luar kota Padang. tandan kosong kelapa sawit ini dapat dilihat pada Gambar 3.4
mbar 3.4.Serat tandan kosong kelapa sawit
ormaldehyde 1001
1001 adalah resin urea formaldehyde yang khusus dalam bentuk tepung (powder), untuk memudahkan terutama pemakai dipulau lain dan luar negeri, dimana pengapalan dan
urea formaldehyde cair merupakan salah satu contoh
Metodologi
19
ng digunakan dalam penelitian ini adalah :
digunakan adalah serat tandan ) yang disingkat TKKS akan dikumpulkan dari di luar kota Padang. Serat
ambar 3.4.
Tugas Akhir
pada komposit dilakukan beberapa tahapan berikut : 1. Serat TKKS yang telah
2. Kemudian dilakukan
4. Serat dipisahkan dari tandan dengan mengambilny 5. Serat yang telah diambil kemudian dicuci kembali
menggunakan
massa serat menggunakan
apabila tidak ada pengurangan berat lagi maka serat dianggap kering. 6. Setelah serat kering kemudian dilakukan pemotongan
Adapun proses penyiapan serat tersebut
Rezki Firmansyah (0810913088)
banyak keunggulan UFP 1001. UFP 1001 memiliki masa simpan sedikit 6 sampai 12 bulan pada temperatur 32o C dalam
Urea formaldehyde 1001 dapat dilihat pada Gambar 3.5
Gambar 3.5.Urea Formaldehyde1001
Prosedur Pembuatan Produk
Penyiapan Serat
Untuk mendapatkan serat yang siap digunakan sebagai penguat pada komposit dilakukan beberapa tahapan berikut :
Serat TKKS yang telah diambil dan dibersihkan durinya. Kemudian dilakukan proses pencucian dengan air mengalir ya untuk membersihkan kotoran-kotoran yang melekat pada TKKS. Setelah bersih dilanjutkan dengan proses perebusan selama Perebusan serat TKKS dilakukan untuk mempermudah pengambilan serat, serta untuk menghilangkan kandungan masih terdapat pada serat.
Serat dipisahkan dari tandan dengan mengambilnya secara memanjan Serat yang telah diambil kemudian dicuci kembali dan dikeringkan de menggunakan hair dryer. Pengeringan dilakukan dengan
massa serat menggunakan timbangan digital sampai beratnya apabila tidak ada pengurangan berat lagi maka serat dianggap kering. Setelah serat kering kemudian dilakukan pemotongan serat
Adapun proses penyiapan serat tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.6.
Metodologi
20
memiliki masa simpan paling C dalam kemasan asli dapat dilihat pada Gambar 3.5.
digunakan sebagai penguat (fiber)
air mengalir yang bertujuan kotoran yang melekat pada TKKS.
perebusan selama 6 jam. mempermudah proses menghilangkan kandungan minyak yang
Serat dipisahkan dari tandan dengan mengambilnya secara memanjang. Serat yang telah diambil kemudian dicuci kembali dan dikeringkan dengan
dilakukan dengan mengontrol sampai beratnya konstan, apabila tidak ada pengurangan berat lagi maka serat dianggap kering.
Tugas Akhir Metodologi
Rezki Firmansyah (0810913088) 21
Gambar 3.6. Proses peyiapan serat (a) perebusan serat, (b) pengeringan serat, (c) pemotongan serat yang telah kering (d) serat yang siap digunakan 3.3.2 Pembuatan Papan Partikel
Campuran perekat dibuat dengan mencampurkanUrea Formaldehyde dan air dengan perbandingan 10:7 dari berat Urea Formaldehyde. Kemudian campuran tersebut disemprotkan dengan menggunakan sprey pada serat yang telah dipotong, proses pengadukan antara serat tandan kosong kelapa sawit dan perekat urea formaldehyde dilakukan sampai merata. Pencetakan dilakukan pada suhu ruang, dengan cetakan ukuran 25 x 20 cm dan dilakukan kempa dingin hingga campuran serat dan perekat memiliki tinggi ± 4cm. Selanjutnya dilakukan kempa panas (150oC) dengan variasi waktu.
3.3.3 Spesimen/Benda Uji
Spesimen atau benda uji pada penelitian ini terdiri dari spesimen uji impak, uji density, uji kadar air dan uji pengembangan tebal. Pengujian yang dilakukan adalah pengaruh waktu pengempaan dan variasi komposisi terhadap sifat papan partikel. Pengaruh waktu pengempaan dan variasi komposisi pada komposit terdiri dari empat variasi pengujian. Spesimen untuk impak dibuat masing-masing 3 buah pada masing-masing variasi pengujian.
a) Spesimen Uji Impak
Pada pengujian impak, spesimen dibuat menurut standar ASTM D 256 – 02 seperti Gambar 3.7.
Tugas Akhir Metodologi
Rezki Firmansyah (0810913088) 22
Gambar 3.7.Spesimen Uji Impak Menurut ASTM D 256 – 02 b) Spesimen Uji Kadar Air, Kerapatan, dan Pengembangan Tebal
Pada pengujian kadar air dan kerapatan, ukuran dimensinya sama 10 x10 cm, sedangkan untuk pengembangan tebal dibuat dengan ukuran 5 x 5 cm. Sampel pengujian ini mengacu pada SNI 03-2105-2006. Adapun bentuk dari spesimen pengujian seperti yang ditampilkan pada Gambar 3.8.
Gambar 3.8.Spesimen Uji Kadar Air Kerapatan, dan Pengembangan Tebal
Tugas Akhir Metodologi
Rezki Firmansyah (0810913088) 23
3.4 Pengujian Spesimen Papan Partikel
3.4.1 Pengujian impak
Pengujian impak pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ketangguhan dari papan partikel yang merupakan ketahanan bahan dari beban kejut. Metode pengujian impak yang dilakukan pada penelitian ini adalah jenis
izod.
3.4.2 Uji Pengembangan Tebal
Sifat pengembangan tebal papan partikel merupakan salah satu sifat fisis yang akan menentukan suatu papan komposit yang digunakan untuk keperluan interior dan eksterior. Apabila pengembangan tebal suatu papan komposit tinggi berarti stabilitas dimensi produk tersebut rendah, sehingga produk tersebut tidak dapat digunakan untuk keperluan eksterior dan sifat mekanisnya akan menurun dalam jangka waktu yang tidak lama.
Pengembangan tebal papan partikel ditetapkan setelah contoh uji berukuran kecil yaitu sebesar 5 x 5 cm. Sampel diukur tebalnya (T1), lalu direndam dalam air dingin (suhu kamar) secara horizontal kurang lebih 3 cm dibawah permukaan air atau setelah direndam dalam air mendidih selama 24 jam. Setelah itu diukur kembali tebalnya (T2). Cara pertama dilakukan terhadap papan partikel interior dan eksterior, sedangkan cara kedua untuk papan partikel eksterior saja. Untuk papan partikel eksterior, pengembangan tebal ditetapkan setelah direbus 3 jam, kemudian dikeringkan dalam oven 100 °C sampai berat contoh uji tetap. Ada papan partikel interior yang tidak diuji pengembangan tebalnya, misalnya tipe 100, sedangkan untuk tipe 150 dan tipe 200 diuji pengembangan tebalnya.
Tugas Akhir Metodologi
Rezki Firmansyah (0810913088) 24
3.4.3 Uji Kadar Air
Pengujian kadar air papan partikel bertujuan untuk mengetahui besarnya kadar air dari papan partikel. Kadar air papan partikel tergantung pada kondisi udara disekelilingnya (kelembaban udara & temperatur dicatat), karena papan partikel ini terdiri atas bahan-bahan yang mengandung lignoselulosa sehingga bersifat higroskopis. Kadar air mempengaruhi daya tahan papan partikel. Semakin rendah kadar air maka daya tahan papan partikel akan semakin kuat. Kadar air papan partikel akan semakin rendah dengan semakin banyaknya perekat yang digunakan, karena kontak antara partikel akan semakin rapat sehingga air akan sulit untuk masuk diantara partikel kayu.
Kadar air papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar, yaitu metode oven (metode pengurangan berat) selama 24 jam. Sampel yang digunakan berukuran 10 x 10 cm. Contoh uji ditimbang terlebih dahulu, kemudian direndam selama 24 jam dalam air dan setelah itu ditimbang lagi.
3.4.4 Uji Kerapatan
Kerapatan adalah suatu ukuran kekompakan suatu partikel dalam lembaran. Nilainya sangat tergantung pada kerapatan serat digunakan dan besarnya tekanan kempa yang diberikan selama proses pembuatan lembaran. Makin tinggi kerapatan papan pertikel yang akan dibuat akan semakin besar tekanan yang digunakan pada saat pengempaan. Semakin tinggi kerapatan papan partikel penyusunnya maka akan semakin tinggi sifat keteguhan dari papan partikel yang dihasilkan.
4.1 Pengaruh lama pengempaan
partikel komposisi 80 % serat : 20 %
a) Kondisi fisik papan partikel dan benda uji
Setelah dilakukan
dengan bentuk kondisi
Hal ini dikarenakan
diberikan. Papan partikel
dibentuk menjadi
mengetahui nilai ketangguhan
menunjukkan bentuk kondisi fisik papan partikel dan benda uji.
Gambar 4.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh lama pengempaan terhadap karakteristik komposit
partikel komposisi 80 % serat : 20 % ufp
Kondisi fisik papan partikel dan benda uji
Setelah dilakukan proses pencetakan, maka dihasilkan sampel
dengan bentuk kondisi fisik yang sama, tetapi berbeda dari segi
ini dikarenakan adanya pengaruh dari variasi waktu pengempaan
Papan partikel yang dihasilkan dari proses pencetakan
dibentuk menjadi benda uji sesuai standar ASTM D 256
mengetahui nilai ketangguhan impak dari papan partikel tersebut.
menunjukkan bentuk kondisi fisik papan partikel dan benda uji.
Gambar 4.1.Kondisi fisik papan partikel dan benda uji
25 karakteristik komposit papan
dihasilkan sampel penelitian
berbeda dari segi dimensinya.
variasi waktu pengempaan yang
proses pencetakan kemudian
D 256 – 02 untuk
artikel tersebut. Gambar 4.1
menunjukkan bentuk kondisi fisik papan partikel dan benda uji.
Tugas Akhir Hasil dan Pembahasan
Rezki Firmansyah 0810913088 26
b) Ketangguhan impak
Ketangguhan impak papan partikel didapat dari pengujian impak yang
dilakukan dengan menggunankan metoda izod. Gambar 4.2 menunjukkan
data hasil pengujian impak papan partikel akibat pengaruh variasi waktu
pengempaan papan partikel.
Gambar 4.2.Pengaruh lama kempa terhadap harga impak
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa variasi waktu pengempaan
mempengaruhi ketangguhan impak. Variasi waktu pengempaan 5, 10, dan 15
menit mengindikasikan ketangguhan impak naik seiring dengan penambahan
waktu pengempaan. Tetapi, pada waktu pengempaan 20 menit terjadi penurunan
ketangguhan impak pada papan partikel. Penurunan ketangguhan impak papan
partikel tersebut dikarenakan pada waktu pengempaan 20 menit papan partikel
menjadi getas. Hal ini dibuktikan oleh kondisi fisik papan partikel pada waktu
pengempaan 20 menit lebih mengkilap dibandingkan dengan yang lainnya. Selain
itu, ketika diuji dengan menjatuhkan papan partikel dari ketinggian yang sama,
papan partikel dengan waktu kempa 20 menit memantul lebih tinggi dan berbunyi
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah 0810913088 Dari keempat data
15 menit pada komposisi
ketangguhan impak yang
4.3 memperlihatkan bentuk patahan hasil pengujian impak.
Gambar 4.3. Bentuk patahan
80:20
c) Kadar Air
Kadar air papan
mengikuti metoda
menunjukkan data
pengaruh variasi
metoda SNI 03
Hasil dan Pembahasan
0810913088
ri keempat data tersebut, dapat disimpulkan bahwa pada
pada komposisi 80:20% (serat sawit dan urea formaldehyde
ketangguhan impak yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang lainn
4.3 memperlihatkan bentuk patahan hasil pengujian impak.
Bentuk patahan hasil pengujian impak papan partikel
:20% (serat sawit dan urea formaldehyde)
papan partikel didapat dari pengujian kadar
mengikuti metoda yang ada pada SNI 03-2105-2006
menunjukkan data hasil pengujian kadar air papan partikel
variasi waktu pengempaan papan partikel dengan menggunakan
03-2105-2006.
Hasil dan Pembahasan
27 bahwa pada waktu kempa
urea formaldehyde) mempunyai
dengan yang lainnya. Gambar
papan partikel komposisi
kadar air dengan
2006. Gambar 4.4
papan partikel akibat
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah 0810913088
Gambar 4.4. Pengaruh lama
partikel
Setelah dilakukan
pada waktu pengempaan
dibandingkan dengan
partikel yang mempunyai
waktu 20 menit sebesar
semakin lama waktu pengempaan
kandungan air yang terdapat
waktu pengempaan 15 menit,
partikel kali ini. Dimana
kandungan air yang terdapat di dalamnya ialah sebesar 11,98 %.
Terlepas dari analisa
penelitian kali ini memenuhi
kadar air yang terkandung dalam papan partikel tidak boleh lebih dari 14%
d) Uji Kerapatan
Hasil penelitian
panjang, lebar dan tebalnya
penimbangan dan menghitung
Gambar 4.5.
Pengaruh lama waktu pengempaan terhadap nilai kadar
partikel
Setelah dilakukan pengujian air, didapatkan hasil bahwa papan
waktu pengempaan 5 menit mempunyai nilai kadar air yang
dibandingkan dengan waktu yang lainnya. Sedangkan variasi waktu
yang mempunyai kandungan kadar air yang paling rendah
menit sebesar 11,73 %. Penurunan nilai kadar air ini terjadi
lama waktu pengempaan panas yang diberikan, maka semakin
kandungan air yang terdapat dalam papan partikel menguap. Nilai kadar
pengempaan 15 menit, merupakan nilai kadar air yang cocok
kali ini. Dimana dengan nilai ketangguhan impak sebesar
kandungan air yang terdapat di dalamnya ialah sebesar 11,98 %.
Terlepas dari analisa di atas, papan partikel yang dihasilkan
kali ini memenuhi syarat yang ada pada SNI 03-2105
kadar air yang terkandung dalam papan partikel tidak boleh lebih dari 14%
Uji Kerapatan
Hasil penelitian kali ini untuk pengujian kerapatan papan partikel,
lebar dan tebalnya 10 cm x 10 cm x 0.5 cm setelah
penimbangan dan menghitung kerapatannya, maka didapatkan
10 15 20
Sedangkan variasi waktu papan
paling rendah ialah pada
kadar air ini terjadi karena,
diberikan, maka semakin banyak
Nilai kadar air pada
air yang cocok pada papan
impak sebesar 0,021 J/mm2,
partikel yang dihasilkan pada
2105-2006 dimana
kadar air yang terkandung dalam papan partikel tidak boleh lebih dari 14% .
papan partikel, dengan
cm setelah dilakukan
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah 0810913088
Gambar 4.5. Pengaruh variasi waktu kempa terhadap kerapatan papan parti
Dari gambar di
pada waktu kempa 15 menit
nilai kerapatan yang paling
itu papan partikel yang
dengan semakin tingginya
sifat ketangguhan dari papan partikel
Dari penelitian papan
2105-2006 bahwa kerapatan
penelitian papan partikel
semua variasi waktu kempa papan partikel.
e) Uji Pengembangan Tebal
Sifat pengembangan
yang akan menentukan
interior dan eksterior. Apabila
berarti stabilitas dimensi
dapat digunakan untuk
dalam jangka waktu yang tidak lama.
Pada penelitian
Pengaruh variasi waktu kempa terhadap kerapatan papan parti
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa nilai kerapatan
waktu kempa 15 menit lebih tinggi dibandingkan dengan yang
kerapatan yang paling rendah terdapat pada waktu kempa 20
partikel yang baik digunakan ialah waktu kempa 15 menit
semakin tingginya kerapatan papan partikel maka akan semakin
uhan dari papan partikel.
Dari penelitian papan partikel untuk uji kerapatan, mengacu pada
kerapatan papan partikel antara 0,40 g/cm³ - 0,90
papan partikel untuk kerapatan memenuhi SNI 03-2105
semua variasi waktu kempa papan partikel.
Uji Pengembangan Tebal
Sifat pengembangan tebal papan partikel merupakan salah satu
menentukan suatu papan komposit yang digunakan untuk
dan eksterior. Apabila pengembangan tebal suatu papan komposit
stabilitas dimensi produk tersebut rendah, sehingga produk tersebut
digunakan untuk keperluan eksterior dan sifat mekanisnya akan
dalam jangka waktu yang tidak lama.
Pada penelitian kali ini pengujian pengembangan tebal papan
berukuran kecil yaitu sebesar 5 x 5 cm. Sampel diukur tebalny
5 10 15 20
Variasi Waktu (menit)
Hasil dan Pembahasan
29 Pengaruh variasi waktu kempa terhadap kerapatan papan partikel
nilai kerapatan papan partikel
dengan yang lain, dimana
waktu kempa 20 menit. Untuk
digunakan untuk keperluan
suatu papan komposit tinggi
sehingga produk tersebut tidak
mekanisnya akan menurun
engembangan tebal papan partikel
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah 0810913088 lalu direndam dalam air
dibawah permukaan air
Setelah semua proses
pengembangan tebal papan partikel variasi wakt
Gambar 4.6. Pengaruh
partikel
Untuk pengujian pengembangan
kategori pada SNI 03
1. Untuk papan partikel tipe 8 dengan perekat tipe U tidak dipersyaratkan.
2. Untuk papan partikel
maksimum 25% dan bila tebalnya > 12,7 mm, maksimum 20%.
3. Untuk papan partikel lainnya maksimum 12%.
Kategori papan partikel
yang ke-3, maka untuk
teliti kali ini untuk variasi
2105-2006.
Hasil dan Pembahasan
0810913088
direndam dalam air dingin (suhu kamar) secara horizontal kurang
permukaan air selama 24 jam. Setelah itu diukur kembali tebalnya
semua proses itu dilakukan, maka didapatkan hasil
pengembangan tebal papan partikel variasi waktu pengempaan seperti gambar 4.6
Pengaruh variasi waktu kempa terhadap pengembangan
partikel
pengujian pengembangan tebal setelah direndam air,
SNI 03-2105-2006yaitu ;
Untuk papan partikel tipe 8 dengan perekat tipe U tidak dipersyaratkan.
papan partikel tipe 24 – 10 dan 17,5 – 10,5 bila tebalnya
maksimum 25% dan bila tebalnya > 12,7 mm, maksimum 20%.
Untuk papan partikel lainnya maksimum 12%.
Kategori papan partikel pada penelitian kali ini termasuk kepada
3, maka untuk pengujian pengembangan tebal papan partikel
ini untuk variasi waktu pengempaan tidak termasuk ke
Hasil dan Pembahasan
30 horizontal kurang lebih 3 cm
diukur kembali tebalnya (T2).
didapatkan hasil bahwa nilai
u pengempaan seperti gambar 4.6.
pengembangan tebal papan
direndam air, terdapat 3
Untuk papan partikel tipe 8 dengan perekat tipe U tidak dipersyaratkan.
10,5 bila tebalnya ≤ 12,7 mm,
maksimum 25% dan bila tebalnya > 12,7 mm, maksimum 20%.
termasuk kepada kategori
tebal papan partikel yang di
03-Tugas Akhir
Rezki Firmansyah 0810913088
4.2 Pengaruh komposisi papan partikel pada lama pengempaan 15 menit
a) Kondisi fisik papan partikel dan benda uji
Setelah dilakukan
dengan bentuk kondisi
Hal ini dikarenakan
Papan partikel yang
menjadi benda uji sesuai
ketangguhan impak
bentuk kondisi fisik papan partikel dan benda uji.
Gambar 4.
Hasil dan Pembahasan
0810913088
Pengaruh komposisi papan partikel pada lama pengempaan 15 menit
Kondisi fisik papan partikel dan benda uji
Setelah dilakukan proses pencetakan, maka dihasilkan sampel
dengan bentuk kondisi fisik yang sama, tetapi berbeda dari segi
ini dikarenakan adanya pengaruh dari variasi komposisi
partikel yang dihasilkan dari proses pencetakan kemudian
menjadi benda uji sesuai standar ASTM D 256 – 02 untuk mengetahui
ketangguhan impak dari papan partikel tersebut. Gambar 4.7
bentuk kondisi fisik papan partikel dan benda uji.
Gambar 4.7.Kondisi fisik papan partikel dan benda uji
Hasil dan Pembahasan
31
Pengaruh komposisi papan partikel pada lama pengempaan 15 menit
dihasilkan sampel penelitian
berbeda dari segi dimensinya.
komposisi yang diberikan.
pencetakan kemudian dibentuk
untuk mengetahui nilai
Gambar 4.7 menunjukkan
Tugas Akhir
pengempaan sangat mempengaruhi
bahwa nilai impak yang
menunjukkan nilai harga
75:25, dan 70:30%
ketangguhan impak dari
komposisi serat dan pena
memperlihatkan bentuk patahan hasil pengujian impak.
Hasil dan Pembahasan
0810913088
Ketangguhan impak
Ketangguhan impak papan partikel didapat dari pengujian
dilakukan pada penelitian. Gambar 4.8 menunjukkan data hasil
papan partikel akibat pengaruh variasi komposisi papan
8.Pengaruh variasi komposisi terhadap harga impak
Dari grafik yang ditampilkan diatas dapat kita lihat bahwa variasi
pengempaan sangat mempengaruhi ketangguhan impak, dimana dapat
nilai impak yang didapatkan dari tiga variasi komposisi
menunjukkan nilai harga impak yang berbeda. Untuk variasi komposisi
(serat sawit dan urea formaldehyde) menunjukkan
ketangguhan impak dari papan partikel semakin menurun dengan
komposisi serat dan penambahan komposisi perekat, tetapi pada variasi ko
(serat sawit dan urea formaldehyde) memperlihatkan bahwa
a papan partikel paling baik. Maka dari ketiga data tersebut
variasi komposisi 80:20% mempunyai nilai ketangguhan impak
baik dibandingkan dengan yang lainnya, dengan kata lain
komposisi 80:20% energi yang diserap oleh papan partikel
dibandingkan dengan variasi komposisi 75:25 dan 70:30 %.
memperlihatkan bentuk patahan hasil pengujian impak.
Hasil dan Pembahasan
32 dari pengujian impak yang
menunjukkan data hasil pengujian
papan partikel.
dengan kata lain bahwa pada
papan partikel lebih besar
Tugas Akhir
Rezki Firmansyah 0810913088
Gambar 4.9. Bentuk
komposisi
c) Kadar Air
Untuk pengaruh
masih menggunakan cara
papan partikel,
Gambar 4.10.
Hasil dan Pembahasan
0810913088
Bentuk patahan hasil pengujian impak papan partikel
komposisi
Untuk pengaruh variasi komposisi, pengujian kadar air ya
masih menggunakan cara yang sama dengan pengaruh waktu pen
papan partikel, dimana hasil dari pengujian tersebut disa
Gambar 4.10.
Hasil dan Pembahasan
33 impak papan partikel variasi
kadar air yang dilakukan
dengan pengaruh waktu pengempaan