ANALISA PENGARUH KOMPOSISI POLIESTER TAK

1

Alan Tedja Kusuma

1

, Dr.Prantasi Harmi Tjahjanti.Ssi.,MT.

2

1_{Penelitian tentang analisa pengaruh komposisi polyester tak jenuh terhadap sifat papan partikel berbahan dasar limbah}

media tanam jamur.

2_{Pembimbing penelitian tentang analisa pengaruh komposisi polyester tak jenuh terhadap sifat papan partikel berbahan}

dasar limbah media tanam jamur.

Dewasa ini permintaan akan bahan baku kayu terus meningkat, sedangkan pasokan kayu dari alam terus menurun akibat kebakaran hutan, perluasan lahan, pembalakan liar, dll. Oleh sebab itu perlu adanya bahan alternatif pengganti kayu. Salah satunya adalah dengan melakukan penelitian pembuatan papan partikel yang bernilai ekonomis dari limbah yang tak terpakai.

Limbah yang dipakai dalam penelitian ini adalah limbah media tanam jamur. Kemudian limbah dikeringkan selama 2 hari dengan bantuan panas matahari. Kemudian dicampurkan dengan perekat resin poliester tak jenuh (dengan variasi 19%, 24% dan 29%) dan katalis 1%. Aduk campuran tersebut hingga merata dengan baik kemudian dikempa panas dengan mesin hot press pada suhu 130C, tekanan 50kgf/cm2 selama ±30 menit. Kemudian dibalik dan dikempa panas lagi selama ±30 menit. Setelah jadi, perlu adanya pengkondisian selama ±14 hari. Kemudian dilakukan pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air, pengembangan tebal dan daya serap air) dan pengujian sifat mekanis (MOR, MOE, IB dan kuat pegang sekrup).

Pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada SNI 03-2105-1996 danJIS A 5908-2003. Nilai rata-rata kerapatan papan partikel 0,81-0,87 g/cm3. Nilai rata kadar air papan partikel 4,81-5,14%. Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel 3,43-6,09%. Nilai rata-rata-rata-rata daya serap air papan partikel 39,32-53,18%. Nilai rata-rata MOR papan partikel 89,56-123,11 kgf/cm2. Nilai rata-rata MOE papan partikel 7740,24-22228,52 kgf/cm2. Nilai rata-rata IB papan partikel 2,33-5,67 kgf/cm2. Nilai rata-rata kuat pegang sekrup papan partikel 41,95-80,06 kgf. Dari hasil uji sifat fisis dan sifat mekanis maka komposisi papan partikel yang dapat memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003 adalah papan partikel yang mengandung 75% limbah media tanam jamur, 24% perekat resin poliester tak jenuh dan 1% katalis.

Kata kunci ;papan partikel, baglog jamur, poliester tak jenuh, sifat fisis, sifat mekanis

Alan Tedja Kusuma kuliah di fakultas

teknik jurusan mesin universtas Muhammadiyah sidoarjo. Dibawah bimbingan Dr. Prantasi Harmi Tjahjanti, S.Si.,MT. Melakukan penelitian tentang analisa pengaruh komposisi polyester tak jenuh terhadap sifat papan partikel berbahan dasar limbah media tanam jamur.

PENDAHULUAN

Semakin meningkatnya taraf hidup manusia, semakin meningkat pula kebutuhan hidup manusia. Salah satunya adalah kebutuhan akan kayu yang dimanfaatkan untuk pembuatan funiture, dll. Akan tetapi hal ini berbanding terbalik dengan kondisi hutan Indonesia yang

prokduktivitasnya semakin menurun. “Industri

woodworking kebutuhan bahan baku kayu kita proyeksi 13,9 juta pada tahun 2013 dan naik menjadi 15,4 juta pada

tahun 2014,” ujar Emil Satria. Awriya Ibrahim, Direktur

Bina Usaha Hutan Alam Kementrian Kehutanan, menuturkan tegakan yang siap panen di areal HPH

mencapai 14 juta m3 pada tahun 2013. Namun, realisasi tebangan hingga November 2013 tercatat hanya 2,69 juta m3 atau 635.973 batang kayu log. Dengan adanya kondisi ini, secara tidak langsung kita dituntut untuk mencari bahan alternatif pengganti kayu yang bernilai ekonomis. Karena jika tidak, dengan semakin langkanya kayu akan memicu meningkatnya harga.

Limbah adalah suatu bahan sisa dari suatu proses produksi atau aktivitas manusia yang belum dimanfaatkan karena berbagai pertimbangan. Limbah yang tak termanfaatkan dapat menjadi sumber penyakit dan polusi lingkungan bagi kehidupan bersih dan nyaman. Pada masa sekarang dengan semakin berkembangnya kesadaran masyarakat akan hal ini. Maka semakin banyak pula cara – cara yang digunakan untuk memanfaatkan limbah tersebut. Salah satu limbah yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah limbah jamur tiram berupa media tanam baglog. Dengan cara memanfaatkannya sebagai serat komposit pembuatan papan partikel.

Box speaker adalah salah satu komponen yang penting dalam menghasilkan suara yang baik. Pada saat

ANALISA PENGARUH KOMPOSISI POLYESTER TAK JENUH

TERHADAP SIFAT PAPAN PARTIKEL BERBAHAN DASAR

LIMBAH MEDIA TANAM JAMUR.

2

ini bahan dasar pembuatan box speaker

hanyamenggunakan papan kayu ataupun papan partikel tanpa ada klasifikasi khusus yang dapat mendukung agar mendapatkan hasil suara yang baik. Pada penelitian ini pembuatan papan partikel berbahan dasar limbah media tanam jamur sebagai serat komposit dan poliester tak jenuh sebagai pengikatnya. Papan partikel ini difungsikan untuk pembuatan box speaker. Dan tujuan penelitian ini untuk mengetahui komposisi yang tepat dalam pembuatan papan partikel yang nantinya digunakan untuk pembuatan box speaker dengan melakukan uji sifat fisis dan mekanis.

METODE PENELITIAN Alat dan bahan

 Oven  Timbangan

 Cetakan ukuran 40 x 40 cm  Mesin hot press

 Gergaji  Obeng

 Ayakan dengan mesh 2,5 mm  Mesin uji tekan

 Ember

 Sarung tangan karet  Kaliper

 Terpal  Desikator  Meteran  Spidol

Pertama-tama limbah tanam jamur yang berupa partikel serbuk gergaji dipilah-pilah untuk diambil yang masih dalam kondisi bagus, karena sering kali banyak bagian luar yang ditumbuhi jamur karena serbuk gergaji dalam kondisi lembab. Kemudian partikel serbuk gergaji tersebut dijemur dengan bantuan panas matahari selama 2 hari.media tanam jamur yang telah dijemur kering diayak untuk memisahkan partikel dengan kotoran saat proses pengeringan dan juga untuk mendapatkan hasil partikel yang berukuran merata.Kemudian timbang partikel dan perekat sesuai dengan kebutuhanMasukkan pratikel kedalam bak kemudian tambahkan perekat dan juga katalis sebanyak 1%. Kemudian campur dengan cara diaduk hingga tercampur merata.Partikel, perekat dan juga katalis yang telah tercampur rata dituang ke dalam cetakan ukuran 40 x 40 cm yang telah dialasi dengan kertas sampul lalu diberi tekanan pendahulu untuk memadatkan lembaran papan partikel. Kemudian lembaran tersebut dikempa panas dengan tekanan 50 kgf/cm2 pada suhu 130C selama ± 30 menit pada mesin hot press,setelah itu dibalik dan dipres lagi selama ±30 menit. Hal ini bertujuan untuk mematangkan perekat secara merata dan juga membentuk papan dengan ketebalan 1,5 cm.

Setelah itu proses pengkondisian contoh uji dilakukan selam ± 14 hari, hal ini untuk menyeragamkan kadar air

dan membebaskan tegangan sisa yang terbentuk pada permukaan papan saat terjadi proses pengempaan panas. Proses pengkondisian ini dilakukan di udara bebas

Adapun komposisi dalam pembuatan papan partikel ini dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini.

Tabel 1 Komposisi papan partikel

No. Papan patikel

Baglog (%)

Resin (%)

Katalis (%)

1 A 79 20 1

2 B 74 25 1

3 C 69 30 1

Dan sebaiknya campuran dilebihkan massanya sebesar 10% dikarenaan adanya penyusutan disaat proses kempa panas.flow chart yang secara umum menerangkan alur pengerjaan penelitian ini.bisa dilihat dalam gambar 1.

3

MACAM PENGUJIAN

 Modulus of Rupture (MOR)

Potong contoh uji sesuai pola pemotongan dengan ukuran 5 cm x 20 cm pada kondisi kering udara, seperti terlihat pada Gambar 2 berikut ini.

Gambar 2 Contoh uji MOR dan MOE

Pengujian dilakukan dengan mesin uji tekan yang ada di kampus ITS jurusan perkapalan. Alat ini dapat dilihat pada Gambar 3 berikut ini.

Gambar 3. Mesin uji tekan

Kemudian bentangkan dengan jarak sangga 10 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Pembebanan dilakukan di tengah-tengah jarak sangga. Pilih mandrel dengan diameter 10 mm

Kemudian catat beban maksimum yang diperoleh dari pengujian tersebut. Sesuai dengan SNI 03-2105-2006 maka nilai MOR dapat dihitung dengan rumus:

� = _�ℎ�� (2.1)

Keterangan :

� = keteguhan patah (kgf/cm2) = beban maksimum (kgf) = panjang bentang (cm) = lebar contoh uji (cm)

ℎ = tebal contoh uji (cm)

 Modulus of Elasticity (MOE)

Pengujian MOE dilakukan secara bersamaan dengan pengujian MOR. Pada saat pengujian, besarnya nilai defleksi dan beban dicatat. Sesuai dengan SNI 03-2105-2006 maka nilai MOE dapat dihitung dengan rumus:

� = ∆��_∆��ℎ (2.2)

Keterangan :

� = keteguhan lentur (kgf/cm2) ∆ = perubahan beban (kgf)

= jarak sangga (cm) ∆� = perubahan defleksi (cm)

= lebar contoh uji (cm) ℎ = tebal contoh uji (cm)

 Internal Bond (IB)

Potong contoh uji sesuai pola pemotongan dengan ukuran 5 cm x 5 cm dalam kondisi kering udara, seperti terlihat pada Gambar 4 berikut ini.

Gambar 4 Sampel uji IB

Kemudian contoh uji direkatkan pada blok kayu dengan perekat epoxy dan dibiarkan selama ±24 jam hingga mengeras, seperti terlihat pada Gambar 5 dan Gambar 6 berikut ini.

4

Gambar 6 Proses perekatan sampel IB

Setelah itu kedua plat besi tersebut ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum (contoh uji rusak), seperti pada Gambar 7 berikut ini.

Gambar 7 Uji IB

Amati nilai uji yang keluar pada presure gauge lalu catat nilai yang keluar (dalam kgf/cm2), seperti terlihat pada Gambar 8 berikut ini.

Gambar 8 Presure gaugeuji IB

HASIL DAN PEMBAHASAN

 Hasil Uji Modulus of Rupture (MOR)

Menurut Maloney (1993) MOR adalah keteguhan patah dari suatu balok yang dinyatakan dalam besarnya tegangan per satuan luas, yang mana dapat dihitung dengan menentukan besarnya tegangan pada

permukaan bagian atas dan bagian bawah dari balok pada beban maksimum.

Adapun sebuah contoh dari perhitungan dari uji MOR pada penelitian ini sebagai berikut:

Contoh uji : papan

partikel dengan perekat 20%.

Beban maksimum : 30 kgf

Panjang bentang : 15 cm

Lebar contoh uji : 4,75 cm

Tebal contoh uji : 1,01 cm

Maka didapatkan hasil sebagai berikut:

� = ℎ

� = _{× ,7 × ,}× ×

� = 9, � ⁄ _�

Untuk hasil lainnya dilakukan dengan perhitungan yang sama untuk tiap variannya dan pengujian dilakukan secara triplo. Hasilnya dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini.

Tabel 1Data hasil uji MOR papan partikel

 Hasil Uji Modulus of Elasticity (MOE)

MOE adalah nilai yang menunjukkan sifat kekakuan yang mana merupakan ukuran dari kemampuan balok maupun tiang dalam menahan perubahan bentuk maupun lenturan yang terjadi akibat adanya pembebanan sampai pada batas proporsi (Bodig dan Jayne, 1982).

Adapun sebuah contoh dari perhitungan dari uji MOE pada penelitian ini sebagai berikut:

Contoh uji : papan partikel dengan perekat 20%.

Perubahan beban : 30 cm Panjang bentang : 15 cm Perubahan defleksi : 0,5 cm Lebar contoh uji : 4,75 cm Tebal contoh uji :1,01 cm Maka didapatkan hasil sebagai berikut:

� = ∆_{∆� ℎ}

� = _{× , × ,7 × ,}×

5

Untuk hasil lainnya dilakukan dengan perhitungan

yang sama untuk tiap variannya dan pengujian dilakukan secara triplo. Hasilnya dapat dilihat pada tabel 2 di bawah ini.

 Hasil Uji Internal Bond (IB)

Bowyer, et al, (2003) menyatakan bahwa IB adalah keteguhan tarik tegak lurus permukaan lembaran papan partikel. Nilai IB dapat diketahui langsung dari alat uji tarik. Pengujian IB dilakukan secara triplo. Hasilnya dapat dilihat pada tabel 3 di bawah ini.

Tabel 3 Data hasil uji IB papan partikel

No. Material IB

(kg/cm2)

Rata-rata IB (kgf/cm2)

1

Perekat 20%

Run 1 ₂

2,33

2 Run 2 2

3 Run 3 3

4

Perekat 25%

Run 1 ₄

4,00

5 Run 2 3

6 Run 3 5

7

Perekat 30%

Run 1 ₅

5,67

8 Run 2 7

9 Run 3 5

PEMBAHASAN

Pembahasan dari penelitian ini meliputi nilai dari sifat fisis dan sifat mekanis papan partikel yang terbuat dari limbah media tanam jamur dengan perekat resin polyester tak jenuh dengan kerapatan tinggi dan juga dengan komposisi perekat 20%, 25% dan 30%.

Modulus of Rupture (MOR)

Menurut Maloney (1993) MOR adalah keteguhan patah dari suatu balok yang dinyatakan dalam besarnya tegangan per satuan luas, yang mana dapat dihitung dengan menentukan besarnya tegangan pada permukaan bagian atas dan bagian bawah dari balok pada beban maksimum.Adapun nilai rata-rata yang didapat dari penelitian ini sebagai berikut.

Gambar 9 Nilai rata-rata MOR papan partikel

Dari gambar 9 di atas dapat diketahui nilai rata-rata MOR berkisar antara90,22 – 120,73 kgf/cm2. Nilai tertinggi MOR dimiliki oleh papan partikel dengan kadar perekat 25%. Sedangkan nilai terendah MOR dimiliki oleh papan partikel dengan kadar perekat 20%. Jika ditinjau dengan SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003 maka semua varian papan partikel yang dibuat dinyatakan memenuhi standar, dimana nilai MOR yang diperbolehkan harus melebihi 80 kgf/cm2.

Nilai MOR dipengaruhi oleh kandungan dan jenis bahan perekat yang digunakan, daya ikat perekat dan ukuran partikel (Maloney, 1993).

Modulus of Elasticity (MOE)

MOE adalah nilai yang menunjukkan sifat kekakuan yang mana merupakan ukuran dari kemampuan balok maupun tiang dalam menahan perubahan bentuk maupun lenturan yang terjadi akibat adanya pembebanan sampai pada batas proporsi (Bodig dan Jayne, 1982). Sedangkan Bowyer, et al (2003) menyatakan bahwa MOE adalah ukuran ketahanan terhadap pembengkokan yang berhubungan langsung dengan kekuatan gelagar.Adapun nilai rata-rata yang didapat dari penelitian ini sebagai berikut.

Gambar 10 Nilai rata-rata MOE papan partikel

6

Jika ditinjau dengan SNI 03-2105-2006 dan JIS A

5908-2003 maka hanya papan partikel dengan kadar perekat 25% yang dapat memenuhi standar dengan nilai rata-rata MOE sebesar 21798,73 kgf/cm2. Dimana nilai terendah SNI 03-2105-2006 sebesar 15000 kgf/cm2 dan nilai terendah JIS A 5908-2003 sebesar 20000 kgf/cm2.

Internal Bond (IB)

Bowyer, et al, (2003) menyatakan bahwa IB adalah keteguhan tarik tegak lurus permukaan lembaran papan partikel. Dari nilai IB dapat diperoleh gambaran tentang kekuatan ikatan antar partikel dan juga dapat digunakan sebagai petunjuk yang baik dalam menentukan kwalitas lembaran sehubungan dengan sistem pembuatan papan partikel yang dilakukan. Adapun nilai rata-rata yang didapat dari penelitian ini sebagai berikut.

Gambar 11 Nilai rata-rata IB papan partikel

Dari gambar 4.17 di atas dapat diketahui nilai rata-memenuhi standar. Dimana nilai terendah SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003 sebesar 1,5 kgf/cm2.

Kesimpulan

Dari penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa papan partikel yang terbuat dari campuran limbah media tanam jamur dengan perekat resin poliester tak jenuh dapan digunakan sebagai bahan alternatif pengganti kayu. memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003. Dan semakin tinggi kadar perekat maka semakin tinggi pula nilai IB-nya.

4. Nilai rata-rata kuat pegang sekrup dari semua varian contoh uji memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003. Dan semakin tinggi kadar perekat maka semakin tinggi pula nilai kuat pegang sekrupnya.

Dari hasil uji sifat fisis dan sifat mekanis maka komposisi papan partikel yang dapat memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003 adalah papan partikel yang mengandung 69% limbah media tanam jamur, 25% perekat resin poliester tak jenuh dan 1% katalis.

DAFTAR PUSTAKA

Bowyer JL, Shmulsky R, Haygreen JG. 2003. Forest Products and Wood Science An Introduction 4thED. LOwa State Press a B’ackwell Publ, USA.

Djalal, M. 1981. Pengaruh Orientasi Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat-Sifat Flakeboard Dari Kayu Albazzia dan Getah Perca (Tesis). Institut Pertanian Bogor. Fakultas Pasca Sarjana, Bogor.

Djalal, M. 1984. Pengaruh Kerapatan Kayu dan Kerapatan Lembaran Dalam Usaha Perbaikan Sifat-Sifat Mekanik dan Stabilisasi Dimensi Papan Partikel dari Beberapa Jenis Kayu dan Campurannya [Disertasi]. Program Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Dyatro. 2010. Papan Partikel.

http://dyatrodoank.blogspot.com/2010/11/papan -partikel.html?m=1, Diakses tanggal 1 Februari 2015.

Fauzan, L. 2013. Rumus Kerapatan Zat.

http://lukmanfauzan.blogspot.com/2013/09/ rumus-kerapatan-zat.html?m=1, Diakses tanggal 1 Februari 2015.

Feldman, D. 1995. Bahan polimer Konstruksi Bangunan. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Hendridunan, A. 2013. Komposit Partikel.

http://aantekuk28.blogspot.com/2013/

05/komposit-partikel.html?m=1, Diakses tanggal 1 Februari 2015.

Humaidi, S. 1998. Bahan Komposit Polimer. Universitas Sumatera Press. Medan

Iskandar. 2009. Proses Pembuatan Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Departemen Kehutanan, Bogor.

Japanese Imdutrial Standard. 2003. JIS A 5908-2003, Japan.

Koch P. 1985. Utilization of The Southern Pines. Washington DC: U.S.Department of Agriculture Forest Service.