dalam bentuk terikat, dan 15% bahan koloid yang tidak mengandung air. Bagian ini bersifat
koloid hidrofilik yang terdiri dari ±80% pectin dan ±20% gula. Bagian buah yang terletak
antara daging buah dengan biji (endosperm) disebut kulit tanduk. Densitas serbuk kulit kaca
kopi ±0.65 g/m3(Baon, 2005). Berikut komposisi kimia kulit kaca pada biji kopi dapat dilihat
pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Persentase komponen–komponen Yang Terkandung Dalam Kulit Kaca Kopi
Komponen Kandungan (%)
Kulit tanduk berperan sebagai pelindung biji kopi dari kerusakan mekanis yang mungkin
terjadi pada waktu pengolahan (Sifat – sifat Kopi .pdf. Universitas Negeri Sebelas Maret, 2011).
2.2. Polimer
2.2.1. Sifat–sifat Polimer
Polimer alam umumnya mudah menyerap air, tidak stabil karena pemanasan dan
sukar dijadikan berbagai macam bentuk. Polimer sintetik mempunyai sifat yang berbeda
dengan polimer alam. Polimer sintetik sukar diuraikan mikroorganisme, dan tahan terhadap
air atau tidak menyerap air.
Sifat – sifat polimer ditentukan oleh empat hal, yaitu: panjangnya rantai, gaya antar
molekul, percabangan, dan ikatan silang anatar rantai polimer. Kekuatan dan titik leleh
polimer naik dengan bertambah panjangnya rantai polimer. Bila gaya antar molekul pada
rantai polimer besar, makapolimer menjadi kuat dan sukar meleleh. Rantai polimer yang
Makin banyak ikatan silang makin kaku polimer dan mudah patah. Polimer yang
mempunyai ikatan silang bersifat termoset artinya hanya dapat dipanaskan satu kali yaitu
pada saat pembuatannya, selanjutnya apabila pecah tak dapat disambung lagi dengan
pemanasan, karena susunan molekul– molekulnya pada ikatan silang antar rantai akan rusak
apabila dipanaskan lagi. Sebaliknya polimer yang tidak memiliki ikatan silang bersifat
termoplastik artinya dapat dipanaskan berulang – ulang. Ketika dipanaskan, polimer yang
bersifat termoplastik meleleh dan kembali mengeras ketika didinginkan. Jadi apabila pecah
polimer termoplastik dapat disambung kembali dengan cara dipanaskan atau dapat dicetak
ulang dengan cara dipanaskan. Contoh polimer termoset ialah bakelit, sedangkan polimer
termoplastik ialah polietilena dan polipropilena (Hartomo, 1993).
2.3. Hemiselulosa
Hemiselulosa merupakan suatu polisakarida lain yang terdapat dalam tanaman dan
tergolong senyawa organik. Kandungan hemiselulosa pada kulit tanduk kopi sebesar 11,60%.
Hemiselulosa bersifat nonkristalin dan tidak bersifat serat, mudah mengembang karena itu
hemiselulosa sangat berpengaruh terhadap terbentuknya jalinan antara serat pada saat
pembentukan lembaran, lebih mudah larut dalam pelarut alkali dan lebih mudah dihidrolisis
dengan asam menjadi komponen monomernya yang terdiri dari glukosa, Dmanosa,
D-galaktosa, D-silosa dan L-arabinosa (Humala Simanjuntak, 2007).
Hemiselulosa berfungsi sebagai bahan pendukung dalam dinding sel dan berlaku
sebagai perekat antara sel tunggal yang terdapat didalam kulit tanduk kopi dan tanaman
lainnya. Perbedaan Hemiselulosa dengan Selulosa yaitu : Hemiselulosa mudah larut dalam
alkali tapi sukar larut dalam asam, sedangkan selulosa adalah sebaliknya.
Hemiselulosa bukan merupakan serat-serat panjang seperti selulosa. Hasil hidrolisis
selulosa akan menghasilkan D-glukosa, sedangkan hasil hidrolisis hemiselulosa
menghasilkan D-xilosis dan monosakarida. Kandungan hemiselulosa yang tinggi
memberikan kontribusi pada ikatan antara serat, karena hemiselulosa bertindak sebagai
perekat dalam setiap serat tunggal. Hemiselulosa kayu lunak tersusun atas
galaktoglukomanan (15-20%) dan xylan (7-10%).
Komposit adalah penggabungan dua atau lebih material yang berbeda sebagai suatu
kombinasi yang menyatu. Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu serat
(fiber) sebagai pengisi dan bahan pengikat serat yang disebut matrik. Didalam komposit unsur utamanya serat, sedangkan bahan pengikatnya polimer yang mudah dibentuk.
Penggunaan serat sendiri yang utama adalah menentukan karakteristik bahan
komposit, seperti kekakuan, kekuatan serta sifat mekanik lainnya. Sebagai bahan pengisi,
serat digunakan untuk menahan gaya yang bekerja pada bahan komposit, matrik berfungsi
melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang
terjadi. Oleh karena itu untuk bahan serat digunakan bahan yang kuat, kaku dan getas,
sedangkan bahan matrik dipilih bahan-bahan yang liat, lunak dan tahan terhadap perlakuan
kimia.
Pembuatan komposit plastik dengan memanfaatkan polipropilena bekas dari
kumpulan limbah aqua gelas sebagai matriksnya dan serbuk kulit kaca kopi sebagai filler atau
pengisinya. Penelitian mengenai pemanfaatan plastik polipropilena daur ulang sebagai
substitusi perekat termoset dalam pembuatan papan partikel telah dilakukan oleh febrianto,
2001. Pada proses pembuatan komposit plastik, polipropilena bekas dimodifikasi terlebih
dahulu, kemudian bahan pengisi dicampur secara bersamaan didalam alat pengadon dan
dibentuk menjadi komposit plastik (Han dan Shiraishi, 1990)
2.5. Polipropilena
Polipropilena adalah merupakan suatu komoditas yang menarik dari polimer
termoplastik. Ketertarikan terhadap polipropilena ini ditimbulkan karena adanya aplikasinya
dalam bidang komposit, bioteknologi, teknologi serbuk, bidang elektronik dan pendukung
katalisasi untuk bioreaktor dan pada pengeringan air ( Paik, 2007).
Polipropilena atau polipropilena (PP) adalah sebuah polimer termo plastik yang dibuat
oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil
(contohnya tali, pakaian, dan karpet), alat tulis, berbagai tipe wadah yang dapat dipaki
berulang-ulang, perlengkapan laboratorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang
kertas polimer. Polimer adisi yang terbuat dari monomer polipropilena pada permukaannya
tidak rata serta memiliki sifat resistan yang tidak biasa terhadap kebanyakan pelarut kimia,
Polipropilena biasanya didaur ulang, dan symbol daur ulangnya adalah nomor 5.
Pengolahan lelehan polipropilena bisa dicapai melalui ekstruksi dan pencetakkan. Metode
ekstruksi (pelelehan) yang umum menyertakan produksi serat pintal ikat dan tiup (hembus)
leleh untuk membentuk yang panjang buat nantinya diubah menjadi beragam produk yang
berguna sekali dalam kehidupan masyarakat seperti masker muka, penyaring, lap, dan popok
(http://en.wikipedia.org.wiki.Polypropylene).
2.5.1 Sifat-sifat polipropilena
Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang ringan,dengan densitas
0,90-0,92g/ml dan memiliki kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil
terhadap panas dikarenakan adanya hidrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan penguat
memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan polimer dan
tahan terhadap pemecahan karena tekanan (strees-cracking) walaupun pada temperatur tinggi.
Kerapuhan Polipropilena dibawah 0oC dapat dihilangkan dengan penggunaan bahan pengisi.
Dengan bantuan pengisi dan penguat, akan terdapat adhesi yang baik (Gacther,1990).
2.6. Asam Akrilat
Asam akrilat (acrylic acid atau prop-2-enoic acid) mempunyai nama lain acroleic
acid, Ethilenecarboxylic acid, Propene acid, propenoic acid dan vinylformic acid. Rumus
molekulnya CH2=CHCOOH dan rumus kimianya C3H4O2. Asam akrilat dapat bercampur
dengan air, alcohol, eter, dan kloroform dan diproduksi dari propena dengan proses
penyulingan.
Massa molar asam akrilat adalah 72,06 g/mol dengan densitas: 1,051 g/mL, titik
leburnya 12oC (285 K, 54oF), titik didihnya 139oC (412 K, 282 oF), konstanta dissosiasinya
5,50 x 10-5, viskositasnya 1,1 cp pada suhu 25oC (Kirk Othmer, 2001).
Asam akrilat merupakan senyawa vinil karboksilat, berbau tajam dan menyengat,
merupakan asam lemah tetapi lebih korosif disbanding asam asetat, sehingga perlu penangan
yang hati – hati, dan harus dihindarikontak langsung dengan kulit. Sama dengan monomer
lainnya, asam akrilat dapat berpolimerisasi dalam keadaan tak terhambat sehingga
penyimpanannya harus dihindari dari banyak monomer pada temperature tertentu. Juga harus
dihindari terjadinya polimerisasi prematur sehingga dalam penyimpanan dan
2.7. Benzoil Peroksida
Benzoil peroksida mempunyai nama IUPAC: diphenylperoxyanhydride dengan
rumus strukturnya adalah C6H5-COO-OOC-C6H5, PhCO-O-O-COPh, dan (PhCO)2O2,
disingkat dengan Bz2O2. Rumus molekul benzoil peroksida adalah C14H10O4 dan massa
molarnya 242,227 g/mol. Densitasnya 1,334 g/cm3(Kirk Othmer, 2001).
Benzoil peroksida merupakan senyawa peroksida yang berfungsi sebagai inisiator
dalam proses polimerisasi dan dalam pembentukan ikatan silang berbagai polimer dan
materialnya. Senyawa peroksida ini dapat digunakan sebagai pembentuk radikal bebas
(Siriwardena, 2001).
Benzoil peroksida adalah golongan komia peroksida, terdiri dari dua gugus benzoil (asam
benzoic dan H dari asam karboxyl yang dipindahkan) yang dihubungankan oleh gugus
peroksida. Benzoil peroksida ini dapat diproleh dengan mereaksikan sodium peroksida dan
benzoil klorida yang menghasilkan benzoil peroksida dan sodium klorida (Al Malaika, 1997).
2.8. Modifikasi polipropilena
Polimer hidrokarbon jenuh seperti polipropilena dapat terfungsional dengan cara
pencangkokan menggunakan monomer reaktif, misalnya: anhidrida maleat, glisidil
metakrilat, akrilamida dan asam akrilat untuk menghasilkan polimer yang bergugus reaktif,
sehingga dapat bereaksi lebih lanjut dengan polimer yang sesuai (Al malaika, 1997)
Modifikasi polipropilena bertujuan untuk menurunkan hidrofobisitasnya dengan cara
penambahan bahan yang bersifat sebagai bahan pengikat, dilaporkan bahwa anhidrida malat
dapat ditempelkan ke matriks polietilena dan terikat secara kimiawi dengan bantuan inisiator
benzoil peroksida dan juga telah berhasil melakukan melakukan ikatan ester ke dalam matriks
polipropilena yang dapat berikatan kimia dengan serat selulosa (Joli, 1996).
Wirjosentono dan Guritno (1998) telah berhasil menempelkan gugus akrilat pada
matrik polipropilena mengunakan inisiator dikumil peroksida yang terikat secara kimia
sehingga dapat diisi serbuk kulit kaca kopi. Modifikasi polipropilena dapat meningkatkan
kepolarannya sehingga dapat berinteraksi dengan polimer lain yang bersifat polar seperti
Peroksida membentuk radikal yang memicu reaksi pengikat silangan. Penguraian
peroksida membentuk radikal yang memicu reaksi pengikat silangan dapat dilihat pada reaksi
dasar proses ikat silang sebagai berikut:
Disosiasi termal : I R + R
(atau R1 + R2 )
Penarikan hydrogen : R + PH RH + P
Rekombinasi/gabungan ulang : R + P R — P
Rekombinasi : R + R R —R
Ikat silang : P + P P —P
Dimana :
I =Peroksida
R /R1 / R2 =Radikalperoksida
P =Polimer
H =Hidrogen
P =Radikal polimer
Mekanisme penempelan gugus fungsi pada matriks polipropilena melalui
pembentukan radikal pada atom C tersier dengan adanya inisiator benzoil peroksida maka
atom H terlepas dan terbentuk radikal, selanjutnya akan berinteraksi melalui gugus vinil asam
Gambar 2.2 Skema Penempelan Gugus Akrilat Pada Polipropilena (Al Malaika, 1997)
2.9. Sifat mekanik Polimer
1. Pengujian Kuat Tarik (Tensile Strength).
Uji tarik adalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan mengetahui
kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dengan melakukan uji tarik kita mengetahui bagaimana
bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material
bertambah panjang. Bila kita terus menarik suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan
profil tarikan yang lengkap berupa kurva. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya
σ =
………(1)
Fmaks= Beban yang diberikan arah tegak lurus terhadap penampang spesimen (N)
Ao = Luas penampang mula-mula spesimen sebelum diberikanpembebanan (m2)
σ = Enginering Stress (Nm-2)
Enginering Strain (ε):
ε =
=
∆………. (2)
ε = Enginering Strain
lo= Panjang mula-mula spesimen sebelum pembebanan
Δ l = Pertambahan panjang
Hubungan antara stress dan strain dirumuskan:
E = ………..….……. (3)
E = Modulus Elastisitas atau Modulus Young (Nm-2)
σ = Enginering Stress (Nm-2)
ε = Enginering Strain
Dari gambar kurva hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan panjang kita dapat
Gambar 2.5 Kurva Tegangan dan Regangan Hasil Uji Tarik
Daerah Linear(elastic limit)
Bila sebuah bahan diberi beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan,
maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnya hampir kembali ke kondisi semula) yaitu regangan “nol” pada titik O. Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi berlaku dan terdapat perubahan permanen dari bahan tersebut.
Terdapat konvensi batas regangan permamen (permanent strain) sehingga disebut perubahan
elastis yaitu kurang 0.03%, tetapi sebagian referensi menyebutkan 0.005% .
Titik Luluhatau batas proporsional
Titik dimana suatu bahan apabila diberi suatu beban memasuki fase peralihan
deformasi elastis ke plastis. Yaitu titik sampai di mana penerapan hokum Hook masih bisa
ditolerir. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis.
Deformasi plastis(plastic deformation)
Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula, yaitu bila bahan
ditarik sampai melewati batas proporsional.
Ultimate Tensile Strength (UTS)
Merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.
Merupakan besar tegangan di mana bahan yang diuji putus atau patah.
2. Pengujian Kuat Lentur (Flexural Strength).
Kekuatan lentur atau kekuatan bending adalah tegangan bending terbesar yang dapat
diterima akibat pembebanan luar tanpa mengalami deformasi besar. Pengujian kuat lentur
dilakukan untuk mengetahui ketahanan suatu bahan terhadap pembebanan pada titik lentur
dan juga untuk mengetahui keeleksitasan suatu bahan. Cara pengujian kuat lentur ini dengan
memberikan pembebanan tegak lurus terhadap sampel dengan tiga titik lentur dan titik-titik
sebagai penahan berjarak tertentu. Titik pembebanan diletakkan pada pertengahan panjang
sampel. Pada pengujian ini terjadi perlengkungan pada titik tengah sampel dan besarnya
perlengkungan ini dinamakan defleksi (δ). Kemudian dicatat beban maksimum (Wmaks) dan
regangan saat specimen patah. Pada perhitungan untuk menentukan kekuatan lentur/bending,
digunakan persamaan sesuai standar ASTM D-790, yaitu :
K= ………..…… (4)
K = Tegangan lentur maksimum (N/m3)
W = Beban maksimum (N)
b = Lebar dari benda uji (m)
h = Tebal benda uji (m)
l = Jarak antara penyangga (m)
3. Pengujian Kuat Impak (Impact Strength)
Kekuatan impak adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tibatiba.
Polimer mempunyai kekuatan impak jika kuat saat dipukul dengan keras secara tiba-tiba.
Dasar pengujian impak ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang
berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji
