TINJAUAN PUSTAKA
Serat (Fiber)
Serat alami merupakan bahan baku yang ramah lingkungan, karena mudah
terdegradasi dan serat alami tanaman juga memiliki kemampuan menyerap CO2
yang cukup besar. Serat alam banyak digunakan sebagai bahan baku untuk produk
komposit seperti fiberboard untuk interior mobil, dan setiap serat alam memiliki
ciri dan kegunaan yang spesifik. Pada akhir-akhir ini komoditas serat alam banyak
mendapat perhatian dari beberapa kalangan industri, terutama dari industri
otomotif, elektronik, pulp, dan kertas (Sudjindro, 2011).
Kardus atau corrugated paper sebagai sebuah bahan dasar kemasan
memiliki daur hidup yang sangat singkat, dihargai hanya selama proses distribusi
produk dari produsen ke konsumen berlangsung. Material kardus untuk saat ini
dipandang sebagai kebutuhan sekunder dalam suatu proses produksi industri.
Bahan dasar utama kertas kardus berasal dari limbah industri pemotongan kayu
(sisa potongan, serutan, serbuk gergaji) (Willy dan Yahya, 2001).
Serat kertas daur ulang lebih lemah dari serat awal, yang merupakan akibat
dari perubahan yang terjadi pada fase pengeringan ketika serat pertama kali dibuat
menjadi kertas. Pengeringan menyebabkan pengerasan pada permukaan serat dan
penyusutan pada pori yang menyebabkan air bergerak di antara serat. Perubahan
ini mengurangi fleksibilitas dari serat kayu dan mengurangi kemampuan untuk
saling mengikat, yang mengakibatkan pulp daur ulang lebih pendek, lebih kaku
Plastik
Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar
biasa. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut
monomer. Jika monomernya sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya
berbeda akan menghasilkan kopolimer. Secara garis besar, plastik dapat
dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu: plastik termoplast dan plastik
termoset. Plastik termoplast adalah plastik yang dapat dicetak berulang-ulang
dengan adanya panas, diantaranya: PE (Polyetylene), PP (Polypropylene), PS
(Polystyrene), ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene), nylon (Poliamida), PET
(Polyethylene Perephtalate), POM (Polyacetal atau Poloxymethylene), PC
(Polycarbonate) dll. Sedangkan palstik termoset adalah plastik yang apabila telah
mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun
polimernya berbentuk jaringan tiga dimensi. Yang termasuk plastik termoset
adalah: PU (Poly Urethene), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine
Formaldehyde), polyester, epoksi dll (Mujiarto, 2005).
Perekat termoplastik seperti polietilena dan polipropilena pada umumnya
berbentuk semi kristalin. Pada suhu kamar kedua plastik ini dapat bersifat amorf
sehingga bersifat kaku. Kedua plastik ini akan mencair pada kondisi suhu yang
tinggi. Sifat plastik yang mencair pada suhu tinggi tersebut, apabila digabungkan
dengan bahan baku pengisi atau filler akan menghasilkan sebuah produk panel
Polipropilena
Polipropilena merupakan polimer kristalin yang dihasilkan dari proses
polimerisasi gas propilena. Termoplastik polipropilena penggunaannya sangat
luas dikarenakan sifat mekanisnya yang menonjol dan harganya yang murah.
Namun polipropilena juga mempunyai sifat yang kurang menguntungkan dimana
pada suhu rendah menjadi rapuh atau brittle hal ini disebabkan oleh suhu transisi
dan kristalinitasnya yang tinggi (Astrini, 2007).
Propilena mempunyai specific gravity rendah dibandingkan dengan jenis
plastik lain. Polipropilena mempunyai titik leleh yang cukup tinggi (190-200oC), sedangkan titik kristalisasinya antara 130–135˚C. Polipropilena mempunyai
ketahanan terhadap bahan kimia (chemical resistance) yang tinggi, tetapi
ketahanan pukul (impact strength) rendah (Mujiarto, 2005).
Polipropilena (PP) adalah polimer sintesis yang penggunaannya sangat
luas, merupakan polimer termoplastik yang diproduksi secara polimerisasi addisi
dengan katalis Zeigler-Natta, menghasilkan polipropilena yang isotaktis. Selain
mempunyai massa yang ringan, PP mempunyai kekuatan tarik, tegangan dan
kekerasan yang tinggi. Sifat elektriknya baik, tahan terhadap kelembaban karena
PP bersifat hidrofobik. Stabil dalam berbagai kondisi lingkungan, tetapi kurang
stabil terhadap panas, serangan oksidatif dan sinar ultraviolet karena adanya
hidrogen tersier (Sukatik, 2011).
Polipropilena merupakan salah satu polimer yang paling banyak
digunakan dalam industri, tetapi karena sifatnya yang non polar, maka
keterbatasan ini, PP umumnya difungsionalisasi dengan berbagai monomer
termasuk maleat anhidrida (Al Malaika, 1997).
Maleated Anhidrida dan Benzoil Peroksida
Maleat anhidrida adalah senyawa vinil tidak jenuh yang merupakan bahan
mentah dalam sintesa resin poliester, bahan aditif dan minyak pelumas. Maleat
anhidrida masih digunakan dalam penelitian polimer. Maleat anhidrida dengan
berat molekul 98,06, larut dalam air, meleleh pada temperatur 57-60oC, mendidih pada suhu 202oC (Al-Malaika, 1997).
Benzoil peroksida adalah paling umum digunakan sebagai inisiator.
Biasanya jumlah peroksida yang ditambahkan berkisar dari 0%, 2%, 3% oleh
berat dari monomer (Klyosov, 2007 dalam Batubara 2012). Peran BP sebagai
inisiator pada reaksi antara rantai polipropilena dengan maleat anhidrida.
Han et al., (1990), mengemukakan bahwa inisiator diperlukan dalam pembuatan
papan partikel berbahan baku limbah serbuk kayu dan limbah plastik
polipropilena, karena tanpa adanya inisiator maka kinerja dari compatibilizer
dalam hal ini maleat anhidrida hanya bisa terjadi reaksi esterifikasi dengan gugus
OH dari bahan baku sedangkan reaksi gabungan dengan polipropilena tidak
terjadi.
Papan Komposit
Komposit kayu merupakan istilah yang digunakan untuk menggambarkan
setiap produk kayu yang terbuat dari potongan yang lebih kecil dan direkat
bersama-sama. Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau
lainnya, yang diikat dengan menggunakan perekat sintetis atau bahan pengikat
lain dan dikempa panas (Maloney 1993).
Komposit merupakan bahan yang terdiri atas serat yang diselubungi oleh
matriks, biasanya berupa polimer, logam, atau keramik. Serat (penguat) biasanya
berupa bahan dengan kekuatan dan modulus yang tinggi yang berperan sebagai
penyandang beban utama. Sedangkan matriks harus menjaga serat tetap dalam
lokasi dan orientasi yang dikehendaki. Matriks juga berfungsi sebagai media
transfer beban antar serat, pelindung serat dari kerusakan karena pengaruh
lingkungan (environtment damage) sebelum, ketika, dan setelah proses pembuatan
komposit, serta melindungi dari pengaruh abrasif antar serat (Khaerudini dan
Muljadi, 2007). Kayu-plastik komposit umumnya dianggap secara inheren lebih
tahan terhadap kelembaban serapan dari kayu solid (Wang dan Morell, 2003).
Sifat fisis papan komposit merupakan sifat yang tidak berhubungan
dengan pengaruh gaya luar. Menurut penelitian yang dilakukan Tampubolon
(2012) perbedaan sifat fisis papan dipengaruhi oleh faktor penambahan zat aditif
yaitu kadar maleat anhidrida yang berbeda-beda (5% dan 7%). Sifat mekanis
papan FPC penting karena memiliki pengaruh besar terhadap gaya luar yang
bekerja pada papan tersebut. Gaya luar yang dimaksud diberikan untuk
mengetahui batas maksimum pembebanan papan. Gaya luar yang diberikan ini
juga dilakukan untuk mengetahui batas maksimum pencengkraman terhadap alat
sambung dan untuk mengetahui daya rekat antar komponen papan.
Cuaca (Weathering)
Cuaca adalah keadaan atmosfer pada suatu waktu dan tempat tertentu.
Unsur-unsur yang terkandung dalam cuaca dan iklim antara lain temperatur udara,
tekanan udara, kelembapan udara, angin, awan, hujan dan lain-lain
(Tjasyono dan Bayong, 2006).
Radiasi surya merupakan gelombang elektromagnetik, dibangkitkan dari
proses fusi nuklir yang mengubah hydrogen menjadi helium. Permukaan matahari
bersuhu 6000˚K meskipun bagian dalamnya bersuhu jutaan derajat Kelvin.
Dengan suhu tersebut, radiasi yang sampai dipancarkan berupa gelombang
elektromagnetik sebesar 73.5 juta watt tiap m2 permukaan matahari. Dengan jarak rata-rata matahari ke bumi sejauh 150 juta km (Trewartha & Horn 1980), radiasi
yang sampai di permukaan bumi (daratan atau lautan) hanya sekitar setengah dari
yang diterima di puncak atmosfer, karena sebagian akan diserap dan dipantulkan
kembali ke angkasa luar oleh atmosfer khususnya oleh awan. Rata-rata sebesar
30% radiasi surya yang sampai di bumi dipantulkan kembali ke angkasa luar
(Wallace dan Hobbs 1977).
Sebagai salah satu negara yang berada di daerah tropis, Indonesia
berpotensi mengalami cuaca ekstrim yang merupakan kejadian transien (sesaat)
pada berbagai skala gangguan. International Panel on Climate Change
menyatakan kejadian cuaca ekstrim adalah kejadian yang jarang terjadi pada
tempat dan waktu tertentu, atau dengan kata lain merupakan suatu kejadian cuaca
yang secara ekstrim berbeda dari keadaan biasanya, terutama menyangkut cuaca
yang bukan pada musimnya (IPCC, 2007).
Kota Medan secara geografis terletak di antara 2˚27'-2 47' Lintang Utara
dan 98˚35'-98˚44' Bujur Timur. Posisi Kota Medan ada di bagian Utara Sumatera
2,5-37,5 m di atas permukaan laut. Dikaitkan dengan lintang dan bujurnya,
dibatasi oleh Selat Malaka di sebelah timur dan Samudera Hindia di sebelah barat.
Posisi geografis ini mengakibatkan gangguan cuaca ekstrim regional yang terjadi
di perairan yang berdampak signifikan terhadap kondisi cuaca lokal di Sumatera
Utara (Handayani, 2010).
Pengaruh Pemaparan Cuaca Terhadap Papan Komposit
Sudiyani et al. (2003) menyatakan deteriorasi yang cepat akibat
pemaparan pada lingkungan luar (outdoor) merupakan kerugian utama dari
penggunaan kayu dan wood based materials untuk aplikasi struktural dan teknik,
penyinaran matahari yang mengandung ultraviolet adalah faktor dominan yang
menyebabkan depolimerisasi lignin dalam matariks dinding sel yang kemudian
hilang atau tercuci karena hujan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Johnson et.al
(1999) yang menyatakan ketika suatu FPC digunakan di luar ruangan maka FPC
akan mendapat paparan radiasi ultraviolet, air dari hujan, salju, kelembaban,
membeku dan gangguan jamur.
Terjadi perubahan pada sifat fisis dan mekanis pada komposit yang
dipapari cuaca. Perubahan sifat mekanis setelah pemaparan cuaca dapat berupa
perubahan oksidasi permukaan komposit, perubahan kristalinitas matriks dan
degradasi ikatan dalam permukaan (Stark dan Gardener, 2008). Perubahan sifat
fisis setelah pemaparan diantaranya perubahan kerapatan, kadar air,
