TINJAUAN PUSTAKA
Kardus Bekas
Kardus atau Corrugated Paper sebagai sebuah bahan dasar kemasan
memiliki daur hidup yang sangat singkat, dihargai hanya selama proses distribusi
produk dari produsen kekonsumen berlangsung. Material kardus untuk saat ini
dipandang sebagai kebutuhan sekunder dalam suatu proses produksi industri.
Kenyataannya kardus sangat rasionil dan potensial dalam satu rekayasa desain,
memenuhi kriteria untuk digunakan sebagai bahan baku utama. Bahan dasar
utama kertas kardus berasal dari limbah industri pemotongan kayu (sisa potongan,
serutan, serbuk gergaji). Karena sifatnya merupakan bahan-bahan organik
membuat kardus mudah untuk diolah kembali atau di daur ulang beberapa kali,
baik untuk bahan pembuatan kardus baru atau papan daur ulang seperti MDF atau
Medium-Density Fibre Board (Willy dan Yahya, 2001).
Kardus sebagai bahan dasar kemasan yang memiliki daur hidup singkat,
memiliki kelebihan dan kelemahan, diantaranya yaitu :
a. Proses cetak dilakukan dengan sistem cetak sablon (silk-screen printing),
masking, atau hand-painting. Teknik pencetakan sablon cukup sulit untuk
diterapkan karena permukaan material ini tidak begitu rata, disebabkan alur
gelombang atau flute; sehingga bagian yang cekung tidak dapat tercapai oleh
screen sablon dan tinta tidak dapat tercetak dengan merata.
b. Kertas sebagai bahan dasar tidak tahan terhadap air, dan kelembaban; baik
yang disebabkan oleh zat cair, atau kelembaban udara. Sehingga harus
keadaan kadar air tinggi, sangat mudah terjadi perubahan permukaan, atau
kekuatan struktur gelombang, dan yang paling parah, terbukanya rekatan
antar lapisan.
c. Ketebalan material yang tersusun dari lapisan-lapisan kardus berdampak
langsung terhadap kekuatan struktur material. semakin banyak lapisan; atau
semakin tebal material, maka semakin kuat pula struktur material tersebut.
ketebalan material dapat disesuaikan dengan kebutuhan kekuatan struktur
untuk aplikasi pembuatan produk.
d. Penyusunan lapisan dengan menggunakan sistem modul pada saat perekatan,
mempermudah proses pembuatan material untuk menyesuaikan ukuran
material yang dibutuhkan untuk membuat sebuah produk. Hal ini dapat
menekan banyaknya material yang terbuang.
(Willy dan Yahya, 2001).
Plastik
Plastik adalah polimer rantai panjang atom mengikat satu sama lain.
Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau monomer. Berdasarkan
sifat kimia yang dimiliki, plastik dapat diklasifikasikan atas plastik yang bersifat
termoseting dan plastik yang bersifat termoplastik. Plastik yang bersifat
termosetting adalah bahan plastik yang tidak dapat dibentuk kembali oleh panas
setelah dibuat menjadi suatu produk akhir (tidak dapat kembali ke bentuk semula),
karena plastik jenis ini dibuat melalui proses crosslinking polymers. Pemanfaatan
limbah plastik dengan cara daur ulang umumnya dilakukan oleh industri. Secara
pellet, serbuk, pecahan), limbah harus homogen, tidak terkontaminasi, serta
diupayakan tidak teroksidasi. Untuk mengatasi masalah tersebut, sebelum
digunakan limbah plastik diproses melalui tahapan sederhana, yaitu pemisahan,
pemotongan, pencucian, dan penghilangan zat-zat seperti besi dan sebagainya
(Sasse et al.,1995).
Plastik daur ulang yang digunakan memiliki sifat dapat menolak air
(water resistant) diharapkan dapat meningkatkan kualitas papan komposit yang
akan dibuat. Dimana bahan dasar serat kardus yang bersifat menyerap air
(hidropobik) akan ditutupi oleh plastik, sehingga dalam pengujian fisis yang akan
dilakukan, hasil kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, dan kembang susut
papan komposit plastik yang dihasilkan sesuai dengan standar yang diacu
(Okamotto, 2000).
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
yang baru (Barone, 2005).
Polietilena
Polietilena adalah bahan termoplastik yang transparan, berwarna putih
mempunyai titik leleh bervariasi antara 110°C sampai 137°C. Umumnya
polietilena bersifat resisten terhadap zat kimia. Pada suhu kamar polietilena tidak
pada temperatur tinggi dengan sinar ultraviolet. Struktur rantai polietilena dapat
linear, bercabang atau berikatan silang (Bilmeyer, 1994)
Polyethylene (PE) adalah polimer yang termasuk golongan polyolefins
yang dibuat dengan polimerisasi gas etilena (CH2=CH2), etilena dapat dibuat
dengan memberi gas hidrogen pada hasil fraksi minyak bumi, gas alam atau
asetilen. PE mempunyai berat molekul rata-rata 50.000–300.000 dan tahan
terhadap air, bahan kimia, tetapi pada suhu di atas 60°C dapat bereaksi dengan
beberapa hidrokarbon organik dan tidak dipengaruhi oleh asam dan basa kuat
kecuali asam nitrat pada suhu tinggi. PE pada umumnya diklasifikasikan atas tiga
golongan, yaitu low density polyethylene (LDPE) dengan kerapatan 0,910 g/ cm³
paling banyak digunakan sebagai kantung dan harganya yang murah, dan high
density polyethylene (HDPE) dengan kerapatan 0,941 g/cm³–0,956 g/ cm³ bersifat
lebih kaku serta lebih tahan terhadap suhu tinggi mencapai 120°C dan medium
density polyethylene (MDPE) dengan kerapatan 0,926 g/cm³ - 0,940 g/cm³
(Birley et al. 1988).
Bahan Penambah (Aditif)
Bahan penambah (aditif) berfungsi untuk mencegah kerusakan pada
produk komposit polimer akibat pengaruh penyinaran sinar matahari yang dapat
memecah sebagian senyawa kimia pada produk komposit dan mengurangi
kerusakan akibat pengaruh oksidasi yang mengakibatkan pemutusan rantai-rantai
polimer. Menurut fungsi, aditif dapat dibedakan menjadi bahan penstabil, bahan
pelumas (lubricant), bahan pelunak (plasticizer), bahan pengisi, flame retardant,
Maleat Anhidrida (MAH)
Maleic anhydride (MAH) adalah senyawa vinil tidak jenuh yang
merupakan bahan mentah dalam sintesis resin polyester, pelapisan permukaan
karet, deterjen, bahan aditif, minyak pelumas, plastisizer dan kopolimer. Sifat
kimia yang khas dimiliki oleh MAH yaitu adanya ikatan etilenik dengan gugus
karboksil di dalamnya dan ikatan ini berperan dalam reaksi adisi. Berat molekul
dari MAH adalah 98,06, larut dalam air, meleleh pada temperatur 57-60°C dan
mendidih pada suhu 202°C (Adriana 2001). Dalam penelitian ini, MAH
diharapkan sebagai senyawa penghubung antara partikel dengan polyethylene
(PE). Adanya penambahan bahan aditif pada papan komposit plastik ini adalah
sebagai compatibilizer (bahan untuk meningkatkan kekompakan)
(Febrianto et al. 2006).
Dalam penelitian Stark dan Clemons (2002) menyebutkan manfaat
penggunaan maleat anhidrida adalah sebagai coupling agent, meningkatkan sifat
mekanis komposit dari daur ulang serat kayu dan polipropilena. MAH dapat
diberikan pada polimer seperti polipropilena, polietilen untuk membentuk
modifikasi polimer MAH dengan kehadiran peroxide.
Benzoil peroksida (BP)
Benzoil peroksida merupakan senyawa peroxide yang berfungsi sebagai
inisiator dalam proses polimerisasi dan dalam pembentukan ikatan silang dari
berbagai polimer dan material polimer. Senyawa peroxide ini dapat digunakan
sebagai pembentuk radikal bebas. Benzoil peroksida mempunyai waktu paruh
temperatur 1000C. Penambahan sejumlah tertentu zat pembentuk radikal akan
memberikan ikatan bagi bahan polimer (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). 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 Serat Plastik ( Fiber Plastic Composite)
Komposit serat adalah komposit yang terdiri dari fiber di dalam matriks.
Secara alami serat yang panjang mempunyai kekuatan yang lebih dibanding serat
yang berbentuk curah (bulk). Serat panjang mempunyai struktur yang lebih
sempurna karena struktur kristal tersusun sepanjang sumbu serat dan cacat
internal pada serat lebih sedikit dari pada material dalam bentuk curah. Bahan
pangikat atau penyatu serat dalam material komposit disebut matriks. Matriks
secara ideal seharusnya berfungsi sebagai penyelubung serat dari kerusakan antar
serat berupa abrasi, pelindung terhadap lingkungan (serangan zat kimia,
kelembaban), pendukung dan menginfiltrasi serat, transfer beban antar serat, dan
perekat serta tetap stabil secara fisika dan kimia setelah proses manufaktur.
Setyawati (2003) menyatakan bahwa komposit polimer adalah komposit
yang terbuat dari plastik sebagai matriks dan serbuk kayu sebagai pengisi (filler),
yang mempunyai sifat gabungan keduanya. Selain kayu yang digunakan sebagai
filler, bahan non kayu yang mengandung lignoselulosa seperti limbah hasil
pertanian dan perkebunan juga dapat digunakan. Penambahan filler ke dalam
matriks bertujuan mengurangi densitas, meningkatkan kekakuan, dan mengurangi
biaya perunit volume. Dari segi kayu, dengan adanya matrik polimer di dalamnya
maka kekuatan dan sifat fisiknya juga akan meningkat.
Pembuatan komposit dengan menggunakan komposit matriks dari plastik
yang telah didaur ulang, dapat mengurangi pembebanan lingkungan terhadap
limbah plastik. Keunggulan produk ini antara lain : biaya produksi lebih murah,
bahan bakunya melimpah, fleksibel dalam proses pembuatannya, dapat
diaplikasikan untuk berbagai keperluan, serta bersifat dapat didaur ulang
(recycleable). Pemanfaatan plastik daur ulang dalam pembuatan kembali barang –
barang plastik telah berkembang pesat. Hampir seluruh jenis limbah plastik dapat
diproses kembali menjadi barang semula walaupun dilakukan pencampuran
dengan bahan baku baru dan additive untuk meningkatkan kualitas. Empat jenis
limbah plastik yang populer dan laku di pasaran yaitu polietilena (PE), High
Density Polietylene (HDPE), polipropilena (PP), dan asoi. Ada beberapa cara
untuk meningkatkan kualitas yang terbuat dari bahan plastik antara lain dengan
menambahkan serat sebagai penguat pada proses pembuatan bahan plastik itu
Pengaruh Cuaca Terhadap FPC
Dalam penggunaannya, produk polimer komposit dipromosikan sebagai
suatu produk dengan tingkat pemeliharaan yang rendah dalam penggunaan
eksterior. Produk komposit polimer untuk keperluan eksterior melewati proses
pengujian ketahanan untuk memperoleh produk komposit polimer yang
berkualitas baik. Pengujian ketahanan tersebut dapat dilakukan melalui uji
ketahanan terhadap penyinaran cahaya matahari, curah hujan, angin dan debu.
Dapat dilihat terjadi perubahan warna, kehilangan berat, kekuatan dan penurunan
kualitas permukaan (Stark dan Matuana, 2003).
Deteriorasi yang cepat akibat pemaparan di lingkungan luar (outdoor)
merupakan suatu kerugian yang utama dari penggunaan kayu dan wood based
materials untuk aplikasi struktural dan teknik. Jika komposit serbuk kayu plastik
digunakan di luar ruangan akan terbuka terhadap radiasi ultra-violet, kelembaban
dan mikroorganisme (Sudiyani et al., 2003).
Adapun pengaruh cuaca tropis di Indonesia terhadap komposit
kayu/plastik daur ulang telah dilakukan Sulaeman (2003). Setelah pemaparan
terjadi perubahan warna pada permukaan komposit yang terkena langsung sinar
UV dan penurunan sifat-sifat mekanis dari komposit seperti kekuatan tarik,
elongasi patah dan modulus young. Hasil pengujian bagian melintang dengan
Scanning Electron Microscopy (SEM) memperlihatkan serbuk kayu dan plastik
polipropilen terpisah dan membentuk ronga-rongga. Setelah pemaparan terjadi
