BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Batang Kelapa
Kelapa (Cocos nucifera) adalah sat
dan adalah anggota tunggal dalamCocos. Tumbuhan ini dimanfaatkan hampir
semua bagiannya oleh manusia sehingga dianggap sebagai tumbuhan serba guna,
khususnya bagi masyarakat
tumbuhan ini (Sukamto, 2001).
Pohon kelapa merupakan pohon yang paling banyak kegunaannya karena hampir
tiap bagian dari pohon tersebut dapat dimanfaatkan. Tidak berlebihan bila pohon kelapa
dikenal pula sebagai pohon kehidupan (tree of life). Berbagai ragam industri berbahan
baku kelapa telah berkembang mulai dari yang tradisional seperti minyak kelapa dan kopra
sampai pada pengolahan minyak menjadi senyawa-senyawa kimia yang mempunyai nilai
tambah yang tinggi serta pengolahan batang kelapa sebagai salah satu produk mebel
(Tenda, 2004).
Secara fisis batang kelapa memiliki kerapatan yang sangat beragam baik dari
pangkal ke ujung maupun dari tepi ke dalam. Pada bagian pangkal dan tepi memiliki
kerapatan yang tinggi dan didominasi oleh ikatan pembuluh dewasa sedangkan bagian
tengah dan ujung lebih banyak mengandung jaringan dasar berupa parenkim serta ikatan
pembuluh muda dengan kerapatan yang lebih rendah. Kerapatan yang beragam dalam satu
pohon kemungkinan diikuti oleh variasi kandungan kimia (Wardhani, 2004).
Menurut Wardhani, (2004) menyatakan bahwa batang kelapa berbeda bila
dibandingkan dengan jenis-jenis kayu keras lainnya, dimana:
1. Batang kelapa tidak mempunyai kambium sehingga diameter batang tidak
2. Pada bagian penampang lintang, berkas pembuluh tidak seragam dan tersebar
secara acak
3. Kelapa tidak membentuk lingkaran tumbuh karena tidak ada pertumbuhan tahunan
pada diameter batang
4. Kelapa tidak mempunyai cabang, artinya batang kelapa bebas mata kayu.
5. Batang kelapa tidak dapat beregenerasi, terlihat pada bekas pijakan saat pemanenan
buah kelapa yang tidak pernah hilang sepanjang hidupnya.
6. Bagian kulit bagian batang tidak dapat dibedakan dengan jelas
Menurut Anonim (1985) dan Rojo,(1988) menyatakan holoselulosa batang kelapa
sebesar 66.7% dan lebih tinggi dari bagian lain seperti kulit, serabut dan pelepah daun.
Kisaran kandungan selulosa pada batang kelapa adalah 28.10 ~ 36.55% dan nilai rataannya
sebesar 31.95%.Pada ketinggian 7 m hingga 15 m dalam batang, kandungan selulosa lebih
tinggi dibandingkan bagian pangkal dan ujung, serta pada 2/3 bagian ke dalam juga
mengandung selulosa yang lebih tinggi dari bagian tepi. Hal ini disebabkan batang kelapa
bagian pangkal dan tepi telah mengalami proses lignifikasi sehingga tidak seluruh selulosa
dapat terisolasi.
2.1.1. Kelapa Hibrida
Kelapa hibrida merupakan kelapa hasil persilangan atau hibrida antara dua tanaman kelapa
sejenis yang memiliki perbedaan sifat (Wijaya 2007). Berdasarkan jumlah perbedaan yang
dimiliki oleh kedua tanaman yang disilangkan, hasil hibrida dapat menjadi:
1. Monohibrida, yakni hibrida dengan satu perbedaan sifat, misalnya perbedaan
bentuk buah
2. Di- atau trihibrida dengan dua atau tiga perbedaan sifat, misalnya warna buah,
bentuk buah, dan umur mulai berbuah
3. Polihibrida, yakni hibrida dengan banyak perbedaan sifat, namun tetap dalam satu
jenis.
Persilangan antara kelapa dalam dengan kelapa genjah dapat digolongkan ke dalam
jenis polihibrida karena memiliki perbedaan sifat yang cukup banyak (Wijaya, 2007).
Kelapa hibrida bersifat unik karena mempunyai keseragaman susunan genetik dan secara
hibrida, satu tanaman terserang penyakit, maka 999 tanaman lain mempunyai peluang yang
sama untuk terserang. Hal ini berbeda dengan kelapa tipe jangkung dan genjah yang secara
genetik beragam (Wijaya, 2007). Sedangkan menurut Wijaya (2007), kelapa hibrida
memiliki sifat unggul yang diwariskan oleh tetuanya, antara lain:
(1) berbuah cepat (4-5 tahun),
(2) potensi berbuah rata-rata mencapai 120 butir per pohon per tahun,
(3) daging buah tebal,
(4) kandungan minyak tinggi,
(5) habitus tanaman sedang, serta
(6) relatif serangan hama dan penyakit.
2.2 Plastik
Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka terbentuk
dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain untuk
meningkatkan performa atau ekonomi
Plastik adalah bahan polimer yaitu suatu bahan yang terdiri dari ratusan bahkan
ribuan atom yang terbentuk dari rangkaian berulang beberapa molekul yang kecil yang
membentuk rangkaian (Hall,1990)
2.2.1. Termoplastik
Polimer-polimer yang tidak berikat silang (linear atau bercabang biasanya bisa larut dalam
beberapa pelarut, dan dalam banyak hal, mereka akan melebur atau mengalir.
Materi-materi demikian dikatakan sebagai termoplastik.
Dari golongan ini ada 4 bahan komoditas yang terkenal yaitu polietilena (PE),
polipropilena (PP), poli vinil klirida (PVC), dan polistirena (PS). (Stevens.2001).
2.2.2 Polipropilena
Polipropilena (PP) adalah sebuah polimer termoplastik yang dibuat oleh industry kimia dan
alat tulis, perlengkapan laboratorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas
polimer
Polimer juga merupakan polimer hidrokarbon yang termasuk kedalam polimer
termoplastik yang dapat diolah pada suhu tinggi. Polipropilena merupakan jenis bahan
baku plastik yang ringan, mempunyai titik leleh 165-170 0C, densitas 0,90 – 0,92, memiliki
kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil terhadap panas
dikarenakan adanya hydrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan penguat
memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan polimer dan
tahan terhadap pemecahan karena tekanan (stress-cracking) walaupun pada temperature
tinggi. Kerapuhan polipropilena dibawah 0 0C dapat dihilangkan dengan penggunaan
bahan pengisi (Gatcher, 1990)
2.2.3 Sifat-Sifat Polipropilena
Polipropilena mempunyai tegangan (tensile) yang rendah, kekuatan benturan yang tinggi
dan ketahanan yang tinggi terhadap berbagai pelarut organik. Polipropilena juga
mempunyai sifat isolator yang baik mudah diproses dan sangat tahan terhadap air karena
sedikit sekali menyerap air dan sifat kekakuan yang tinggi. Seperti polyolefin,
polipropilena juga mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia
anorganik non pengoksidasi, deterjen, alcohol, dan sebagainya. Sifat kristalinitasnya yang
tinggi menyebabkan data regangnya tinggi, kaku dan keras (Al Malaika, 1983).
Sifat-Sifat utama dari Polipropilena yaitu :
1. Ringan (kerapatan 0,9 g/cm3), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih dalam
bentuk film.
2. Mempunyai kekuatan tarik lebih besar daripada polietilena. Pada suhu rendah akan
rapuh, dalam bentuk murni pada suhu -30 0C mudah pecah sehingga polietilena
atau bahan lain perlu ditambahkan untuk mempertahankan terhadap benturan.
3. Lebih kaku dari polietilena dan tidak gampang sobek sehingga lebih mudah dalam
penanganannya.
4. Permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang
5. Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 150 0C
7. Tahan terhadap asam kuat, basa dan berminyak. Tidak terpengaruh oleh pelarut
pada suhu kamar kecuali HCl
8. Pada suhu tinggi polipropilena akan bereaksi dengan benzene, siklena, toluene.
Terpentin dan asam nitrat kuat (Syarief , 1989)
2.2.4. Kegunaan Polipropilena
Polipropilena (PP) adalah merupakan salah satu jenis plastik yang penggunaannya secara
luas digunakan karena factor harganya yang murah dan memiliki sifat spesifik yang
berkualitas tinggi. Polipropilena memiliki sifat yang sulit berikatan dengan zat lain karena
gugus ujungnya tertutup untuk gugus lain yang mengakibatkan diharuskannya melakukan
modifikasi terhadap polipropilena agar mendapatkan hasil sesuai yang diharapkan. Untuk
mendapatkan hasil homogeny dari polipropilena dengan zat lain tersebut biasanya dengan
ditambahkan maleat anhidrida kepada polipropilena agar polipropilena tersebut dapat
berikatan dengan bahan pengisi untuk mendapatkan hasil modifikasi yang baik (Hong,
2007)
Produk polipropilena lebih tahan terhadap goresan daripada produk polietilena.
Polipropilena digunakan untuk bagian dalam mesin pencuci, komponen mobil, kursi,
tangkai pegangan, kotak, keranjang, pipa, isolator listrik, kemasan (berupa lembaran tipis)
makanan dan barang (Cowd,1991).
2.3. Proses Grafting
Proses grafting pada permukaan bahan polimer adalah variasi tekhnologi yang digunakan
untuk meningkatkan sifat dari permukaan bahan polimer tersebut. Teknologi seperti ini
menawarkan fungsi serbaguna dalam berbagai bidang misalnya pada serat kaca dengan
fungsi-fungsi baru seperti kestabilan termal, ketahanan air dan minyak dan daya deterjensi
(Saihi. 2002).
Grafting maleat anhidrida ke dalam polipropilena bertujuan untuk meningkatkan kompatibilitas dan kereaktifan dari polipropilena. Grafting polipropilena akan
grafting polpropilena telah banyak dilakukan tetapi dengan metode lelehan lebih baik bila
dibandingkan dengan metode pencampuran dalam larutan (Gracia-Martinez,,1997)
Mekanisme penempelan gugus fungsi pada polipropilena diawali dengan hilangnya
satu atom H dari atom C tersier dengan adanya inisiator benzoil peroksida menghasilkan
radikal polipropilena, selanjutnya akan berinteraksi dengan gugus maleat anhidrida.
Tahapan reaksinya adalah seperti (gambar 2.1 berikut)
Dekomposisi peroksida
Benzoil peroksida
100 – 110oC
BPO radikal
Inisiasi
BPO radikal Polipropilena
.
PP radikal
Asam benzoat
Propagasi
PP radikal Maleat anhidrat
Gambar 2.1. Reaksi PP-g-MA (Sumber : Bettini, 1999)
2.4 Interaksi PP-g-MA dengan Serbuk Batang
Coupling agent maleat anhidrida banyak digunakan untuk meningkatkan kekuatan
komposit yang mengandung pengisi dimana seratnya diperkuat. Penguatan kimia maleat
Transfer Rantai
PP-g-MA radikal
Polipropilena
PP-g-MA
PP radikal
Terminasi
PP-g-MA radikal
PP radikal
disproporsinasi
PP-g-MA radikal
PP radikal
anhidrida tidak hanya dipakai untuk modifikasi serat tetapi juga membuat permukaan
komposit matriks PP dengan serat dapat lebih baik sehingga meningkatkan kekuatan tarik
komposit. Rantai PP dan maleat anhidrida menjadi terikat dan menghasilkan grafting
maleat anhidrida polipropilena, Kemudian penguatan serat selusosa dengan grafting maleat
anhidrida polipropilena menghasilkan permukaan dengan ikatan kovalen (Bledzki, 2002).
Mekanisme reaksi serbuk kayu dengan PP-g-MA seperti pada gambar 2.2.
Gambar 2.2. Mekanisme reaksi serbuk kayu dengan PP-g-MA
(sumber : Caulfield, 2005)
2.5 Benzoil Peroksida (BPO)
Benzoil peroksida merupakan peroksida yang paling umum digunakan sebagai inisiator
dalam proses polimerisasi dan dalam pembentukan ikatan silang dari berbagai polimer.
Benzoil peroksida tidak stabil terhadap panas dan mengalami homolis termal untuk
membentuk radikal-radikal benzoiloksi. Benzoil peroksida (waktu paruhnya 30 menit pada
100 oC) mempunyai keuntungan yaitu radikal benzoiloksi yang cukup stabil sehingga
cenderung bereaksi dengan molekul-molekul yang lebih reaktif sebelum mengeliminasi
karbondioksida (Stevens., 2001). Adapun Penguraian Benzoil Peroksida dapat dilihat pada
gambar 2.3.
Benzoil Peroksida Radikal bebas Benzoil Karbondioksida
radikal bebas
Gambar 2.3. Penguraian Benzoil Peroksida (sumber: Steven. 2001)
2.6 Maleat Anhidrida
Maleat anhidrida larut dalam aseton dan air tidak berwarna atau berwarna putih padat
dalam keadaan murni dengan bau yang tajam. Maleat anhidrida adalah senyawa vinil tidak
jenuh merupakan bahan mentah dalam sintesa resin polyester, pelapisan permukaan karet,
deterjen, bahan aditif dan minyak pelumas, plastisizer dan kopolimer. Maleat anhidrida
mempunyai sifat kimia khas yaitu adanya ikatan etilenik dengan gugus karbonil
didalamnya, ikatan ini berperan dalam reaksi adisi. Maleat anhidrida juga dikenal sebagai
2,5-furandione (Parker., 1984). Proses pembentukan Maleat Anhidrida dapat dilihat pada
gambar 2.4.
2CH2CH2CH2CH3 + 7O2 2C2H2(CO)2O + 8H2O
Gambar 2.4. Proses Pembentukan Maleat Anhidrida
Tabel 2.1. Sifat-sifat maleat anhidrida
Deskripsi Tidak berwarna atau padatan putih
Bentuk molekul C4H2O3
Berat molekul 98,06 g/mol
Densitas 1,314 g/cm3
Titik didih 202 0C
Titik nyala 102 0C
Titik cair 52,8 0C
Tekanan 0,1 torr 25 0C
Kelarutan Larut dalam air, eter.asetat,
Kloroform, aseton, etil asetat,
benzena
(Sumber : Parker., 1984)
2.7 Divinilbenzena (DVB)
Divinilbenzena (DVB) terdiri dari satu cincin benzene yang diikat dua gugus vinil.
Biasanya divinilbenzena ditemui dalam bentuk campuran dengan perbandingan 2:1 antara
bentuk meta-divinilbenzena dan para-divinilbenzena, juga mengandung isomer
etilvinilbenzena yang sesuai. Bila direaksikan bersama-sama dengan stirena,
divinilbenzena dapat dipergunakan sebagai monomer reaktif dalam resin polyester.
Polimer crosslink yang dihasilkan umumnya dipergunakan sebagai penghasil resin penukar
ion. Dimana struktur divinilbenzene dapat dilihat pada gambar 2.5.
2.8 Papan Partikel
Papan partikel adalah papan buatan yang terbuat dari partikel (chips) kayu atau bahan
selulosa lainnya yang diikat dengan perekat organic dengan bahan penolong lainnya dan
dengan bantuan tekanan dan panas (hot press) dalam waktu tertentu.
Berdasarkan dari kerapatannya papan partikel ini ada 3 jenis :
1. Papan partikel berkerapatan rendah dengan kerapatan 0,24 – 0,40 g/cm3
2. Papan partikel berkerapatan sedang dengan kerapatan 0,40 – 0,80 g/cm3
3. Papan partikel berkerapatan tinggi dengan kerapatan 0,80 – 1,20 g/cm3
2.8.1. Sifat-sifat papan partikel
- Penyusutan dianggap tidak ada
- Keawetan terhadap jamur tinggi, karena adanya bahan pengawet
- Merupakan isolasi bahan panas yang baik
- Merupakan bahan akustik yang baik
2.8.2. Penggunaan papan partikel
- Untuk perabot
- Dinding dalam rumah, dinding antara
- Flafon dan lantai
- Dan macam-macam kegunaannnya dalam permebelan
2.8.3. Keuntungan papan partikel
- Papan partikel merupakan bahan konstruksi yang sangat baik
- Bahan isolasi dan akustik yang baik
- Dapat menghasilkan bidang yang luas
- Pengerjaan mudah dan cepat
- Tahan api
- Mudah di-finishing, dilapisi kertas dekor, dilapisi finir dan lain sebagainya
2.8.4. Mutu Papan Partikel
Mutu papan partikel meliputi cacat, ukuran, sifat fisis, sifat mekanis, dan sifat kimia.Dalam
standar papan partikel yang dikeluarkan oleh beberapa Negara masih mungkin terjadi
perbedaan dalam hal criteria, cara pengujian, dan persyaratannya. Walaupun demikian,
secara garis besarnya sama.
a. Cacat
Pada Standar Indonesia Tahun 198 tidak ada pembagian mutu papan partikel berdasarkan
cacat, tetapi pada standar tahun 1996 ada 4 mutu penampilan papan partikel menurut cacat,
yaitu : A, B, C, dan D, Cacat yang dinilai adalah partikel kasar di permukaan, noda serbuk,
noda minyak, goresan, noda perekat, rusak tepi dan keropos.
b. Ukuran
Penilaian panjang, lebar, tebal dan siku terdapat pada semua standar papan partikel. Dalam
hal ini, dikenal adanya toleransi yang tidak selalu sama pada setiap standar. Dalam hal ini
toleransi telah dibedakan untuk papan partikel yang dihaluskan kedua permukaannya,
dihaluskan satu permukaannya dan tidak dihaluskan permukaannya.
c. Sifat Fisis Papan Partikel
- Kerapatan papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar,
tetapi persyaratannya tidak selalu sama. Menurut standar Indonesia tahun 1983
persyaratannya 0,50 – 0,70 g/cm3, sedangkan menurut Standar Indonesia tahun
1996 persyaratannya 0,50 -0,90 g/cm3. Ada standar papan partikel yang
mengelompokkan menurut kerapatannya, yaitu rendah, sedang, dan tinggi
- Kadar air papan partikel ditetapkan dengan cara yang sama pada semua standar,
yaitu metode oven (metode pengurangan berat). Walaupun persyaratan kadar air
tidak selalu sama pada setiap standar, perbedaannya tidak besar (kurang dari 5%).
- Pengembangan tebal papan partikel ditetapkan setelah uji direndam dalam air
dilakukan terhadap papan partikel interior dan eksterior, sedangkan cara kedua
untuk papan partikel eksterior saja. Menurut Standar Indonesia tahun 1983, untuk
papan partikel eksterior, pengembangan tabal ditetapkan setelah direbus 3 jam, dan
setelah direbus 3 jam kemudian dikeringkan dalam oven 100 0C sampai berat
contoh uji tetap. Ada papan partikel yang tidak diuji pengembangan tebalnya,
misalnya tipe 100 menurut Standar Indonesia Tahun 1996, sedangkan untuk tipe
150 dan tipe 200 diuji pengembangan tebalnya. Menurut standar FAO, pada saat
mengukur pengembangan tebal ditetapkan pula penyerapan airnya (absorbsi)
d. Sifat Mekanis Papan Partikel
- Keteguhan (kuat) lentur umumnya diuji pada keadaan kering meliputi modulus
patah dan modulus elastisitas. Pada Standar Indonesia tahun 1983 hanya
modulus patah saja, sedangkan pada Standar Indonesia Tahun 1996 meliputi
modulus patah dan modulus elastisitas. Selain itu, pada standar ini ada
pengujian modulus patah pada keadaan basah, yaitu untuk papan partikel tipe
150 dan 200. Bila papan partikelnya termasuk tipe I (eksterior), pengujiannya
modulus patah dalam keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam
dalam air mendidih (2 jam) kemdian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1
jam. Untuk papan partikel tipe II (interior) pengujian modulus patah dalam
keadaan basah dilakukan setelah contoh uji direndam dalam air panas (70 oC)
selama 2 jam kemudian dalam air dingin (suhu kamar) selama 1 jam.
- Keteguhan rekat inernal (kuat tarik tegak lurus permukaan) umumnya diuji
pada keadaan kering, seperti pada Standar Indonesia tahun 1996. Pada Standar
Indonesia tahun 1983 pengujian tersebut dilakukan pada keadaan kering untuk
papan partikel mutu I (eksterior) dan mutu II ( interior). Pengujian pada
keadaan basah, yaitu setelah direndam dalam air mendidih (2 jam) dilakukan
hanya pada papan partikel mutu I saja
- Keteguhan (kuat) pegang skrup diuji pada arah tegak lurus permukaan dan
sejajar permukaan serta pada keadaan kering saja. Menurut Standar Indonesia
tahun 1996 pengujian tersebut dilakukan pada papan partikel yang tebalnya
e. Sifat Kimia Papan Partikel
Emisi (lepasan) formaldehida dapat dianggap sebagai sifat kimia dan papan partikel.
Pada standar Indonesia tahun1983, belum disebutkan mengenai emisi formaldehida
dari papan aprtikel. Pada standar Indonesia tahun1996, disebutkan bahwa bila
diperlukan dapat dilakukan penggolongan berdasarkan emisi formaldehida. Pada
standar Indonesia tahun 1999 mengenai emisi formaldehida pada panel kayu terdapat
pengujian dan persyaratan emisi formaldehida pada papan komposit (Sutigno,2006) .
2.9 Tekhnik Penarikan Sampel Secara Acak
Secara garis besarnya metode penarikan sampel dapat dipilih menjadi dua, yaitu pemilihan
sampel dari populasi secara acak (random atau probability sampling) dengan pemilihan
sampel dari populasi secara tidak acak (nonrandom atau non probability sampling), dalam
penelitian ini pengambilan sampel dilakukan secara acak. Tekhnik pengambilan sampel
secara acak dapat dilakukan dengan cara :
1. Undian / lotre
2. Kalkulator
3. Computer
4. Tabel angka random (Cochran. 1991)
2.10 Scanning Elektron Mikroskopi (SEM)
Skanning Elektron Mikroskopi (SEM) merupakan alat yang dapat membentuk bayangan
permukaan. Struktur permukaan suatu benda uji dapat dipelajari dengan mikroskop
electron pancaran karena jauh lebih mudah untuk mempelajari struktur permukaan itu
secara langsung.
Pada dasarnya SEM menggunakan sinyal yang dihasilkan electron untuk
dipantulkan atau berkas sinar electron sekunder. SEM menggunakan prinsip scanning
dengan prinsip utamanya adalah berkas electron diarahkan pada titik-titik permukaan
specimen. Gerakan electron diarahkan dari satu titik ke titik lain pada permukaan
Jika seberkas sinar electron ditembakkan pada permukaan specimen maka sebagian
dari electron itu akan dipantulkan kembali dan sebagian lagi diteruskan. Jika permukaan
specimen tidak rata, banyak lekukan, lipatan atau lubang-lubang maka tiap bagian
permukaan itu akan memantulkan electron dengan jumlah dan arah yang berbeda dan jika
ditangkap detector akan diteruskan ke system layer dan akan diperoleh gambaran yang
