Feedback

Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Papan Partikel dari Bahan Polipropilen (PP) Daur Ulang dan Serbuk Tempurung Kelapa (STK)

Informasi dokumen
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT PAPAN PARTIKEL DARI BAHAN POLIPROPILEN (PP) DAUR ULANG DAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA (STK) TESIS Oleh : IRFANDI 097026015/FIS PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 Universitas Sumatera Utara PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT PAPAN PARTIKEL DARI BAHAN POLIPROPILEN (PP) DAUR ULANG DAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA (STK) TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana Fakultas FMIPA Universitas Sumatera Utara Oleh : IRFANDI 097026015/FIS PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011 Universitas Sumatera Utara PENGESAHAN Judul Penelitian : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT PAPAN PARTIKEL DARI BAHAN POLIPROPILEN (PP) DAUR ULANG DAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA (STK) Nama : IRFANDI NIM : 097026015 Program Studi : Magister Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Menyetujui : Komisi Pembimbing : Prof. Drs. Mohammad Syukur, M.S Ketua Ketua Program Studi, Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc. NIP. 19550706 1981 02 1002 Dr. Anwar Dharma Sembiring, M.S Anggota D e k a n, Dr. Sutarman, M.Sc NIP. 19631026 1991 03 1001 Universitas Sumatera Utara RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama lengkap berikut gelar : Irfandi, S.Pd Tempat dan tnaggal Lahir : P. Siantar, 14 Juni 1985 Alamat Rumah : Jl. Karya Jaya Gg Eka daya Telepon/Faks/HP : 0812 6463 3844 e-mail : irfandi_85@yahoo.co.id Instansi Tempat Bekerja : MTs. ‘Aisyiyah Sumatera Utara Alamat Kantor : Jl. Mesjid No. 806 Bandar Khalifah Telpon/Faks/HP :- DATA PENDIDIKAN SD : MIS Andalusia Dolok Maraja Tamat : 1997 SMP : MTs. Andalusia Dolok Maraja Tamat : 2000 SMA : MAN Pematang Siantar Tamat : 2003 Strata-1 : FMIPA UNIMED Tamat : 2009 Strata-2 : PSMF PPs FMIPA USU Tamat : 2011 Universitas Sumatera Utara PERNYATAAN ORISINALITAS PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT PAPAN PARTIKEL DARI BAHAN POLIPROPILEN (PP) DAUR ULANG DAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA (STK) TESIS Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar. Medan, 07 Juni 2011 I R F A N D I NIM. 097026015 Universitas Sumatera Utara PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama NIM Program Studi Jenis Karya Ilmiah : Irfandi : 097026015 : Magister Fisika : Tesis Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universtas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Ekslusif (Non-Ekslusif Free Right) atas Tesis yang berjudul : Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Papan Partikel dari Bahan Polipropilen (PP) Daur Ulang dan Serbuk Tempurung Kelapa (STK) Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEkslusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalihkan media, memformat mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini diperbuat dengan sebenarnya. Medan, 07 Juni 2011 I R F A N D I NIM. 097026015 Universitas Sumatera Utara Telah diuji pada Tanggal : 14 Juni 2011 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Drs. Mohammad Syukur, M.S Anggota : 1. Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS. 2. Dr . Kerista Sebayang, MS. 3. Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc. 4. Drs. Syahrul Humeidi, M.Sc. 5. Drs. Tua Raja Simbolon, M.Si Universitas Sumatera Utara KATA PENGANTAR Pertama kami panjatkan puji syukur kepada Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rakhmad dan karunia-Nya sehingga Tesis ini dapat terselesaikan. Dengan selesainya Tesis ini perkenankanlah Kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Progam Magister. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara Dr. Sutarman, M.Scatas kesempatan menjadi Mahasiswa Program Magister Pada Program Pacasarjana FMIPA Universitas Sumatera utara. Ketua Program Studi Magister Fisika Dr. Nasruddin MN, M.Eng. Sc. sekretaris Program Studi Magister Fisika, Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS. beserta seluruh Staf pengajar Pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kami ucapkan kepada Prof. Drs. Mohammad Syukur, MS. Selaku Pembimbing Utama yang penuh perhatian dan telah memberikan dorongan, bimbingan dan motivasi, demikian juga kepada Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS. selaku Pembimbing Lapangan yang penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami sehingga selesainya penelitian ini, Kepada Ayahanda Istadi, A.Ma, Alm. Kliwon dan Ibunda Rohniar dan Supiatik serta Istriku tercinta Nur Leli Larasati, A.Mf dengan Irfandi Junior yang masih dalam kandungan, Juga Abangda Irwan Fauzi dan Adinda-adindaku: M. Fadli, A.Md, Dinda Fadilla, Surya Tri Subakti. Yang tak terlupakan Pimpinan Yaspen Mulia Drs. H.E. Siregar, Juga Abangda Zulkarnain Rangkuti, S.Pd., M.Si. Terima kasih atas pengorbanan kalian baik berupa moril maupun materil budi baik ini tidak dapat dibalas hanya diserahkan kepada Allah SWT, Tuhan yang maha pengasih lagi penyayang. I R F A N D I NIM. 097026015 Universitas Sumatera Utara PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT PAPAN PARTIKEL DARI BAHAN POLIPROPILEN (PP) DAUR ULANG DAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA (STK) ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pengembangan pembuatan papan partikel komposit yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan kayu yang semakin meningkat. Bahan baku papan komposit yang berlignoselulosa (misalnya Serbuk tempurung Kelapa). Pada penelitian ini telah dievaluasi sifat fisis dari bahan tersebut diantaranya uji fisis yang dilakukan meliputi: Kerapatan, Kadar Air dan Pengembangan Tebal dan sifat mekanis meliputi: Kuat Lentur, Modulus Elastis, Kuat Rekat Internal dan Kuat Impak dengan perlakuan komposisi polipropilen dan serbuk tempurung kelapa bervariasi yaitu: 30 : 70, 40 : 60, 50 : 50, 60 : 40, 70 : 30 dengan menggunakan standar SNI 03 – 2105 – 2006. Dari hasil penelitian ditunjukkan bahwa nilai sifat fisis papan partikel komposit Polipropilena dan serbuk tempurung kelapa yang dihasilkan memenuhi standar SNI 03 – 2105 – 2006 sedangkan sifat mekanis nilai Modulus Elastis tidak memenuhi standar SNI 03 – 2105 – 2006. Secara keseluruhan perlakuan didapat dominasi dari komposisi 50 : 50 lebih baik dibandingkan dengan komposisi yang lain. Kata kunci : Papan Partikel, Serbuk Tempurung Kelapa, Polipropilena, Plastik Daur Ulang, sifat fisis dan sifat mekanik. Universitas Sumatera Utara PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF COMPOSITE MATERIALS FROM PARTICLE BOARD POLYPROPYLENE RECYCLING AND COCONUT SHELL POWDER ABSTRACT An investigation of composite particle had done that aims to meet the needs of the growing timber. Board materials can include wood composite boards and nontimber which has lignoselulosa (such as coconut shell powder). This study has been evaluated physical properties of such materials include physical tests conducted include: Density, and Development of Water Thickness and mechanical properties such as: Flexural Strength, Elastic Modulus, Internal and Strong Adhesive Strong Impact with the treatment composition of polypropylene and coconut shell powder varies namely: 30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30 by using the standard ISO 03-2105 - 2006. The results of the research indicated that the physical properties of particle board composite Polypropylene and coconut shell powder produced meet the standards of ISO 03-2105 - 2006, it was the mechanical properties of elastic modulus values do not meet the standards of ISO 03-2105 - 2006. Overall treatment gained dominance of the composition of 50:50 is beter than the other composition. Keywords: Particleboard, Coconut Shell Powder, Polypropylene, Plastic Recycling, physical properties and mechanical properties. Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI ABSTRAK Halaman i ABSTRACT ii DAFTAR ISI iii DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vii DAFTAR LAMPIRAN viii BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 5 1.3 Batasan Masalah 5 1.4 Tujuan Penelitian 5 1.5 Manfaat Penelitian 6 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 7 2.1 Papan Partikel 7 2.2 Polimer 8 2.2.1 Monomer 8 2.2.2 Berat Molekul dan Derajat Polimerisasi 9 2.3 11 Komposit 2.3.1 Klasifikasi Bahan Komposit 13 2.4 15 Polipropilen 2.4.1 Plastik 15 2.5 19 Potensi Kelapa 2.5.1 Kelapa 20 2.5.2 Tempurung Kelapa 21 2.5.3 Potensi Tempurung 23 Universitas Sumatera Utara 2.6 Karakterisasi Papan Partikel Komposit 23 2.6.1 Pengujian Sifat Fisik 24 2.6.2 Pengujian Sifat Mekanik 25 BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 30 3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian 30 3.2 Alat dan Bahan 30 3.2.1 AlatPenelitian 30 3.2.2 Bahan Penelitian 31 3.3 Variable Penelitian 31 3.4 Prosedur Penelitian 32 3.4.1 Persiapan Contoh Uji 32 3.4.1.1 Perlakuan Terhadap Tempurung Kelapa 32 3.4.1.2 Perlakuan Terhadap Polipropilen daur Ulang 33 3.4.1.3 Pembuatan Coupling Agent 33 3.4.2 Pembuatan Komposit 34 3.4.3 Pembuatan Sampel 35 3.5 Diagram Alir Penelitian 36 3.5.1 Penyiapan Polipropilena Daur Ulang 36 3.5.2 Penyiapan Serbuk Tempurung Kelapa 37 3.5.3 Pembuatan Papan Partikel 38 39 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis Papan Partikel 39 4.1.1 Hasil Pengujian Kerapatan 39 4.1.2 Hasil Pengujian Kadar Air 40 4.1.3 Hasil Pengujian Pengembangan Tebal 42 4.2 43 Sifat Mekanik Papan Partikel 4.2.1 Hasil Pengujian Modulus Of Rupture (MOR) 43 4.2.2 Hasil Pengujian Modulus Elastisitas 45 4.2.3 Hasil Pengujian Kuat Impak 46 Universitas Sumatera Utara 4.2.4 Hasil Pengujian Kuat Rekat Internal 47 4.3 48 Hasil Perankingan Kualitas Papan Partikel BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 50 5.1 Kesimpulan 50 5.2 Saran 51 DAFTAR PUSTAKA 52 LAMPIRAN L-1 Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Nomor Tabel 2.1 J u d u l Halaman 18 2.2 Karakteristik Polipropilena Sifat Fisis dan Mekanis dari Berbagai Standar 3.1 Komposisi Perbandingan Matriks Bahan 35 5.1 Perbandingan hasil yang didapat dengan SNI 03-2105- 50 24 2006 Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR Nomor Gambar 2.1 J u d u l Halaman Rantai Polietilen 9 2.2 Rantai Kombinasi Polipropilen 9 2.3 Klasifikasi bahan komposit 14 2.4 Polimerisasi Polipropilena 17 2.5 Struktur Isotaktik Polipropilena 18 2.6 Limbah Tempurung Kelapa 21 2.7 Bagan Pemanfaatan Kelapa 22 2.8 Universal Testing Machine (UTM) Alat Uji MoE/MoR 26 2.9 Pemasangan Sampel MOE dan MOR 27 2.10 Alat Uji Kuat Impak 28 2.11 Sketsa Pengujian Internal Bond 29 3.1 Alat Cetakan Papan Lembaran 34 3.2 Ukuran sampel Uji Berdasarkan SNI 03-2105-2006 35 3.3 Diagram Alir Penyiapan PP Hasil Daur Ulang 36 3.4 Diagram Alir Penyiapan Serbuk Tempurung Kelapa 37 3.5 Diagram Alir Pembuatan Papan Partikel 38 4.1 Grafik Nilai Kerapatan 39 4.2 Grafik Nilai Kadar Air 41 4.3 Grafik Nilai Pengembangan Tebal 42 4.4 Grafik Nilai Modulus of Rupture (MOR) 44 4.5 Grafik Nilai Modulus Elastisitas 45 4.6 Grafik Nilai Kuat Impak 47 4.7 Grafik Kuat Rekat Internal 48 Universitas Sumatera Utara DAFTAR LAMPIRAN Nomor Lampiran J u d u l Halaman A Data Hasil Pengujian Kerapatan L-1 B Data Hasil Pengujian Kadar Air L-2 C Data Hasil Pengujian Pengembangan Tebal L-3 D Data Hasil Pengujian Kuat Lentur L-4 E Data Hasil Pengujian Modulus Elastisitas L-5 F Data Hasil Pengujian Kuat Rekat Internal L-6 G Data Hasil Pengujian Kuat Impak L-7 H Kurva Tegangan – Regangan Pengujian Kuat Lentur L-8 I Tabel Hasil Perankingan Kualitas Papan Partikel L-9 J Dokumentasi Penelitian L-10 K Tabel perbandingan antara uji yang didapat dengan SNI 032105-2006 L-11 Universitas Sumatera Utara PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT PAPAN PARTIKEL DARI BAHAN POLIPROPILEN (PP) DAUR ULANG DAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA (STK) ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang pengembangan pembuatan papan partikel komposit yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan kayu yang semakin meningkat. Bahan baku papan komposit yang berlignoselulosa (misalnya Serbuk tempurung Kelapa). Pada penelitian ini telah dievaluasi sifat fisis dari bahan tersebut diantaranya uji fisis yang dilakukan meliputi: Kerapatan, Kadar Air dan Pengembangan Tebal dan sifat mekanis meliputi: Kuat Lentur, Modulus Elastis, Kuat Rekat Internal dan Kuat Impak dengan perlakuan komposisi polipropilen dan serbuk tempurung kelapa bervariasi yaitu: 30 : 70, 40 : 60, 50 : 50, 60 : 40, 70 : 30 dengan menggunakan standar SNI 03 – 2105 – 2006. Dari hasil penelitian ditunjukkan bahwa nilai sifat fisis papan partikel komposit Polipropilena dan serbuk tempurung kelapa yang dihasilkan memenuhi standar SNI 03 – 2105 – 2006 sedangkan sifat mekanis nilai Modulus Elastis tidak memenuhi standar SNI 03 – 2105 – 2006. Secara keseluruhan perlakuan didapat dominasi dari komposisi 50 : 50 lebih baik dibandingkan dengan komposisi yang lain. Kata kunci : Papan Partikel, Serbuk Tempurung Kelapa, Polipropilena, Plastik Daur Ulang, sifat fisis dan sifat mekanik. Universitas Sumatera Utara PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF COMPOSITE MATERIALS FROM PARTICLE BOARD POLYPROPYLENE RECYCLING AND COCONUT SHELL POWDER ABSTRACT An investigation of composite particle had done that aims to meet the needs of the growing timber. Board materials can include wood composite boards and nontimber which has lignoselulosa (such as coconut shell powder). This study has been evaluated physical properties of such materials include physical tests conducted include: Density, and Development of Water Thickness and mechanical properties such as: Flexural Strength, Elastic Modulus, Internal and Strong Adhesive Strong Impact with the treatment composition of polypropylene and coconut shell powder varies namely: 30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30 by using the standard ISO 03-2105 - 2006. The results of the research indicated that the physical properties of particle board composite Polypropylene and coconut shell powder produced meet the standards of ISO 03-2105 - 2006, it was the mechanical properties of elastic modulus values do not meet the standards of ISO 03-2105 - 2006. Overall treatment gained dominance of the composition of 50:50 is beter than the other composition. Keywords: Particleboard, Coconut Shell Powder, Polypropylene, Plastic Recycling, physical properties and mechanical properties. Universitas Sumatera Utara BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Terdapat semacam keharusan dewasa ini bagi insan pendidikan yang berkecimpung dalam ilmu pengetahuan untuk memberikan sebuah kontribusi yang positip dalam rangka perkembangan teknologi tepat guna dan bermanfaat dari segi keramahan lingkungan serta kebutuhan masyarakat (need assessment). Maka dari itu di butuhkan sebuah alternatif – alternative baru untuk menggagas serta meneruskan sebuah penelitian-penelitian baru tentang teknologi tepat guna yang bermamfaat bagi hajat hidup orang banyak serta ramah lingkungan. Dan selain itu juga dapat memanfaatkan mengganggu limbah masyarakat yang dianggap menjadi sebuah produk yang dapat berdaya guna tinggi bagi kebutuhan manusia. Dalam perkembangan teknologi bahan dewasa ini mengalami kemajuan yang sangat pesat, baik dibidang material logam dan bukan logam. Salah satu jenis bahan bukan logam yang banyak diteliti orang adalah material komposit. Perkembangan material komposit dengan serat alam dapat digunakan sebagai papan meja, kursi, jendela, pintu, plafond dan perabot rumah tangga lainnya. Lebih luas lagi banyak dimanfaatkan oleh produsen mobil sebagai penguat panel mobil, tempat duduk belakang, dashboard, dalam industri manufaktur. Universitas Sumatera Utara Karena bila kita lihat hari ini material yang sering digunakan adalah dari kayu alami yang semangkin lama jumlahnya semangkin berkurang. Karena pada akhir-akhir ini kebutuhan kayu semangkin terus meningkat sementara tidak diimbangi dengan kesediannya yang semakin sulit untuk didapat (Ansari Dedi., 2009). Mulai dari penanaman hingga dapat dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari material kayu membutuhkan waktu yang lama, sehingga diperlukan alternative yang lebih efektif dan efisiean untuk mengatasi permasalahan yang berkaitan dengan penggunaan kayu. Untuk mengatasi hal itu banyak cara yang dilakukan diantaranya yaitu pengembangan teknologi tentang Polimer yang telah dikembangkan dengan komposit . Komposit pada umumnya tersusun dari material pengikat (matrik) dan material penguat yang disebut juga material pengisi (filler). Pada dasarnya material komposit merupakan gabungan dari dua atau lebih material yang berbeda menjadi suatu bentuk mikroskopik, yang terbuat dari bermacam-macam kombinasi sifat atau gabungan antara serat dan matrik. Menurut Jones (1975) bahwa saat ini bahan komposit yang diperkuat dengan serat merupakan bahan tehnik yang banyak digunakan karena kekuatan dan kekakuan spesifik yang jauh diatas bahan teknik pada umumnya, sehingga sifatnya dapat didesain mendekati kebutuhan. Banyak penelitian telah dilakukan dan berhasil membuat komposit dengan penguat serat alam. Hal ini dilakukan karena bersifat lebih ringan, mudah dibentuk, tahan korosi, harga murah, mampu berfungsi sebagai peredam yang baik, dan memiliki kekuatan yang sama dengan material logam. Penelitian yang dilakukan Feris Firdaus dan Fajriyanto, 2005-2006 menyatakan bahwa sampah plastik (thermoplastik) jenisnya. Oleh karena itu panjang dan diameter sangat berpengaruh pada kekuatan maupun modulus komposit. Panjang serat berbanding diameter serat sering disebut dengan istilah aspect ratio. Bila aspect 15 ratio makin besar maka makin besar pula kekuatan tarik serat pada komposit tersebut. Serat panjang (continous fiber) lebih efisien dalam peletakannya daripada serat pendek. Akan tetapi, serat pendek lebih mudah peletakannya dibanding serat panjang. Panjang serat mempengaruhi kemampuan proses dari komposit serat. Pada umumnya, serat panjang lebih mudah penanganannya jika dibandingkan dengan serat pendek. Serat panjang pada keadaan normal dibentuk dengan proses filament winding, dimana pelapisan serat dengan matrik akan menghasilkan distribusi yang bagus dan orientasi yang menguntungkan. Ditinjau dari teorinya, serat panjang dapat mengalirkan beban maupun Universitas Sumatera Utara tegangan dari titik tegangan ke arah serat yang lain. Sedangkan komposit serat pendek, dengan orientasi yang benar, akan menghasilkan kekuatan yang lebih besar jika dibandingkan continous fiber. Hal ini terjadi pada whisker, yang mempunyai keseragaman kekuatan tarik setinggi 1500 kips/in2 (10,3 GPa). Komposit berserat pendek dapat diproduksi dengan cacat permukaan yang rendah sehingga kekuatannya dapat mencapai kekuatan teoritisnya (Schwartz, 1984 : 11). 4. Bentuk Serat Bentuk Serat yang digunakan untuk pembuatan komposit tidak begitu mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Pada umumnya, semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit yang lebih tinggi. Selain bentuknya kandungan seratnya juga mempengaruhi (Schwartz, 1984 : 1.4). 5. Faktor Matrik Matrik dalam komposit berfungsi sebagai bahan mengikat serat menjadi sebuah unit struktur, melindungi dari perusakan eksternal, meneruskan atau memindahkan beban eksternal pada bidang geser antara serat dan matrik, sehingga matrik dan serat saling berhubungan. Pembuatan komposit serat membutuhkan ikatan permukaan yang kuat antara serat dan matrik. Selain itu matrik juga harus mempunyai kecocokan secara kimia agar reaksi yang tidak diinginkan tidak terjadi pada permukaan kontak antara keduanya. Untuk memilih matrik harus diperhatikan sifat-sifatnya, antara lain seperti tahan terhadap panas, tahan cuaca yang buruk dan tahan terhadap goncangan yang biasanya menjadi pertimbangan dalam pemilihan material matrik. 6. Faktor Ikatan Fiber-Matrik Komposit serat yang baik harus mampu menyerap matrik yang memudahkan terjadi antara dua fase (Schwartz, 1984 : 1.12). Selain itu komposit serat juga harus mempunyai kemampuan untuk menahan tegangan yang tinggi, karena serat dan matrik berinteraksi dan pada akhirnya terjadi pendistribusian tegangan. Kemampuan ini harus dimiliki oleh matrik dan serat. Hal yang mempengaruhi ikatan antara serat dan matrik adalah void, yaitu adanya celah Universitas Sumatera Utara pada serat atau bentuk serat yang kurang sempurna yang dapat menyebabkan matrik tidak akan mampu mengisi ruang kosong pada cetakan. Bila komposit tersebut menerima beban, maka daerah tegangan akan berpindah ke daerah void sehingga akan mengurangi kekuatan komposit tersebut. Pada pengujian tarik komposit akan berakibat lolosnya serat dari matrik. Hal ini disebabkan karena kekuatan atau ikatan interfacial antara matrik dan serat yang kurang besar (Schwartz, 1984 : 1.13). 2.7 PENCAMPURAN POLIMER Proses pencampuran dalam pembuatan polimer secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu : 1. Proses fisika, terjadi pencampuran secara fisik antara dua jenis polimer atau lebih yang memiliki struktur yang berbeda, tidak membentuk ikatan ekivalen antara komponen-komponennya. 2. Proses kimia, menghasilkan kopolimer yang ditandai dengan terjadinya ikatan-ikatan kovalen antar polimer penyusunnya. Interaksi yang terjadi didalam campuran ini berupa ikatan vander walls, ikatan hidrogen atau interaksi dipol-dipol. Pencampuran polimer komersial dapat dihasilkan dari polimer sintetik dengan polimer alam. Pencampuran yang dihasilkan dapat berupa campuran homogen dan campuran heterogen. 2.7.1 Pencampuran Polipropilena dengan Serbuk Kayu Proses pencampuran antar matriks dengan filler mencakup dua jenis pencampuran yaitu pencampuran distributif dan pencampuran dispersif. Contoh pencampuran distributif diantaranya pencampuran bahan aditif pada seperti antioksidan, pengisi, pigmen atau penguat kedalam matriks polimer. Proses pencampuran ini memerlukan bahan pendispersi dan bahan penghubung untuk mendapatkan hasil campuran yang homogen. Bahan pengisi kayu dan serat Universitas Sumatera Utara (selulosa) yang ringan, murah, dan tersedia dalam jumlah besar dapat diolah secara distributif dengan matriks polimer. 2.7.2 Kompatibilitas Pencampuran Polipropilena dengan Serbuk Kayu Polipropilena dan serbuk kayu merupakan dua bahan polimer yang sukar bercampur homogen, karena sifat kopolarannya berbeda. Karena itu proses pencampurannya adalah distributif. Untuk mendapatkan campuran yang homogen, prosesnya tidak dapat dilakukan dengan cara konvensional, yang hanya melibatkan interaksi fisik antar komponen polimer. Campuran polimer yang dihasilkan dengan metode campuran lelehan (melt- mixing ) lebih baik dari pada pencampuran dalam larutan. Buruknya interaksi antara bagian-bagian molekul menyebabkan tingginya tegangan antar muka pada lelehan yang mengakibatkan sulitnya mendispersikan komponen penyusun sebagaimana mestinya selama pencampuran dan rendahnya adhesi antar muka dari komponen-komponen tersebut. Gejala ini berakibat dininya kegagalan mekanik dan kerapuhan polimer. Cara untuk mengatasi hal ini disebut kompatibilisasi (Al-Malaika, 1997). 2.8 PAPAN PARTIKEL 2.8.1 Pengertian Papan Partikel Menurut hygreen dan Bowyer (1990) papan partikel merupakan gabungan antara partikel kayu dengan penambahan matriks sebagi perekatnya dan dikempa secara hot press. Sedangakan Dumanaw (1990) menyatakan papan partikel adalah papan buatan yang terbuat dari serpihan kayu, tahan api dan merupakan bahan isolasi serta bahan akustik yang benar. Menurut (Han, 1990) filler yang ditambahkan kedalam matriks bertujuan meningkatkan sifat-sifat mekanis plastik melalui penyebaran tekanan diantara serat dan matriks. Selain itu penambahan filler akan mengurangi biaya disamping memperbaiki beberapa sifat produknya.Dengan memilih kombinasi material serat dan matriks yang tepat, kita dapat membuat suatu material komposit dengan sifat yang sama dengan kebutuhan sifat suatu struktur tertentu dan tujuan tertentu. Universitas Sumatera Utara Komposit serbuk kayu plastik adalah komposit yang terbuat dari plastik sebagai matriks dan serbuk kayu sebagai pengisi (filler), yang mempunyai sifat gabungan keduanya. Penambahan filler kedalam matriks bertujuan mengurangi densitas, meningkatkan kekakuan, dan mengurangi biaya per unit volume. Dari segi kayu, dengan adanya matrik polimer didalamnya maka kekuatan dan sifat fisiknya juga akan meningkat (Febrianto, 1999). Papan partikel menurut Tsoumis (1991) adalah salah satu produk komposit yang dapat dibuat dengan merekatkan partikel berupa potongan kayu yang kecil atau mineral lain yang mengandung lignoselulosa, dengan kata lain semua bahan yang mengandung lignoselulosa termasuk serbuk kayu dapat diguanakan sebagai bahan baku pembuatan papan komposit. Pembuatan papan partikel dengan menggunakan matriks dari plastik yang telah di daur ulang, selain dapat meningkatkan efisiensi pemanfaatan kayu, juga dapat mengurangi pembebanan lingkungan terhadap limbah plastik disamping menghasilkan produk inovatif sebagai bahan bangunan pengganti kayu. Keunggulan produk ini antara lain : Biaya produksi lebih murah, bahan bakunya melimpah, fleksibel dalam proses pembuatannya, kerapatannya rendah, lebih bersifat biodegradable (dibanding plastik), memiliki sifat-sifat yang lebih baik dibandingkan bahan baku asalnya, dapat diaplikasikan untuk berbagai keperluan, serta bersifat dapat didaur ulang (recycleable). Beberapa contoh penggunaan produk ini antara lain sebagai komponen interior kendaraan (mobil, kereta api, pesawat terbang), perabot rumah tangga, maupun komponen bangunan (jendela, pintu, dinding, lantai dan jembatan) (Febrianto, 1999 : Youngquist, 1995). Salah satu keuntungan material papan partikel adalah kemampuan material tersebut untuk diarahkan sehingga kekuatannya dapat diatur hanya pada arah tertentu yang kita kehendaki, hal ini dinamakan “tailoring properties”. Sifat ini merupakan salah satu sifat istimewa komposit yaitu, ringan, kuat, tidak terpengaruh korosi, dan mampu bersaing dengan logam, tidak kehilangan karakteristik dan kekuatan mekanisnya. Universitas Sumatera Utara Namun pada umumnya kelemahan papan partikel sebagai bahan bangunan adalah stabilitas dimensi yang rendah sehingga kebanyakan produk papan partikel ini hanya dipakai untuk interior. Bahan baku papan partikel Bahan utama papan partikel menurut Walker (1993), yaitu : 1. Sisa industry serbuk gergaji, pasahan dan 106,98 110,51 111,42 116,42 126,50 123,30 TKKS 0% 30 %  40 %  50 %  60 %  70 %  1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 (%) 0,29 0,45 0,77 0,94 1,19 1,09 1,55 1,33 1,83 1,59 2,16 1,97 0,37 0,86 1,14 1,44 1,71 2,07 L-2 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN C Data Hasil Pengujian Pengembangan Tebal Persentase Berat TKKS 0% 30 % 40 %  50 %  60 %  70 %  Pengujian Ke: Tebal Sampel Uji Sebelum Direndam ( cm ) Tebal Sampel Uji Sesudah Direndam ( cm ) Pengembangan Tebal (%) 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 0,946 0,946 1,070 1,075 1,086 1,084 1,101 1,105 1,155 1,155 1,215 1,218 0,979 0,970 1,088 1,094 1,119 1,115 1,145 1,150 1,210 1,211 1,278 1,283 0,03 0,05 1,68 1,74 3,04 2,86 4,00 4,07 4,76 4,85 5,19 5,34 Rata-rata Pengembangan Tebal (%) 0,04 1,71 2,95 4,04 4,81 5,27 L-3 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN D Data Hasil Pengujian Kuat Lentur Persentase Pengujian Berat Ke: TKKS 0% 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Jarak Sangga L ( cm ) Lebar Sampel Uji b ( cm ) Tebal Sampel Uji d ( cm ) Berat Beban Maks. P ( kgf ) Kuat Lentur σ ( kgf/cm2) 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 4,995 5,090 5,115 5,073 5,010 5,093 5,025 5,015 5,030 5,070 5,000 5,075 1,118 0,958 1,170 1,075 1,145 1,096 1,173 1,129 1,180 1,159 1,203 1,203 36,5 35,8 57,7 56,2 50,2 49,1 42,1 38,2 43,1 46,5 51,2 53,6 131,58 172,49 185,47 251,77 172,01 180,63 137,05 134,50 138,50 153,67 159,26 164,26 Rata-rata Kuat Lentur σ ( kgf/cm2) Rata-rata Kuat Lentur σ ( MPa) 152,03 14,90 218,62 21,43 176,32 17,28 135,78 13,31 146,09 14,32 161,97 15,87 L-4 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN E Data Hasil Pengujian Modulus Elastisitas Persentase Berat TKKS 0% 30 %  40 %  50 %  60 %  70 %  Pengujian Ke: Jarak Sangga L ( cm ) Tebal Sampel Uji d ( cm ) Lebar Sampel Uji b ( cm ) Perbandingan: P/δ ( kgf/cm ) Modulus Elastisitas Ef ( kgf/cm2) 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 15,005 1,118 0,958 1,170 1,075 1,145 1,096 1,173 1,129 1,180 1,159 1,203 1,203 4,995 5,090 5,115 5,073 5,010 5,093 5,025 5,015 5,030 5,070 5,000 5,075 90/2,8 90/3,9 90/1,9 90/2,0 90/2,0 90/1,8 90/1,8 90/1,6 90/1,6 90/1,5 90/1,1 90/1,2 4321,84 4355,20 4883,53 6030,60 5053,38 6298,24 5206,95 6582,85 5798,49 6420,12 7938,33 7169,32 Rata-rata Rata-rata Modulus Elastisitas Modulus Elastisitas Ef Ef 2 ( MPa) ( kgf/cm ) 4338,52 425,18 5457,07 534,79 5675,81 556,22 5894,90 577,70 6109,31 598,71 7553,83 740,28 L5 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN F Kurva Tegangan – Regangan Pengujian Kuat Lentur Persentase Berat TKKS Sampel Uji Ke: Gambar Kurva Perhitungan Kuat Lentur (σ) Perhitungan Modulus Elastisitas (E f ) Tegangan                Rumus : E F =                  Rumus  :   0% 1 = L d b P/δ x = 15,005 cm = 1,170 cm = 5,115 cm = 90/2,8 kgf/cm E F = 4321,84 kgf/cm2 Regangan P = 36,5 kgf L = 15,005 cm b = 4,95 cm d = 1,118 cm                        ,  kgf/cm L-6 Universitas Sumatera Utara Tegangan            Rumus : E F =                  Rumus  :   = P = 35,8 kgf L = 15,005 cm b = 5,090 cm d = 0,958 cm                        Persentase Berat TKKS Sampel Uji Ke: Gambar Kurva = 15,005 cm = 0,958 cm = 5,090 cm = 90/3,9 kgf/cm E F = 4355,20 kgf/cm2 2 Regangan L d b P/δ x ,  kgf/cm Perhitungan Kuat Lentur (σ) Perhitungan Modulus Elastisitas (E f ) L-7 Universitas Sumatera Utara Tegangan                Rumus : E F =                  Rumus  :   1 = L d b P/δ x = 15,005 cm = 1,170 cm = 5,115 cm = 90/1,9 kgf/cm E F = 4883,53 kgf/cm2 Regangan P = 57,7 kgf L = 15,005 cm b = 5,115 cm d = 1,170 cm 30 %                        ,  kgf/cm Tegangan 2            Rumus : E F = L d b x = 15,005 cm = 1,075 cm = 5,073 cm Universitas Sumatera Utara P/δ = 90/2,0 kgf/cm Regangan                  Rumus  :   = E F = 6030,60 kgf/cm2 P = 56,2 kgf L = 15,005 cm b = 5,073 cm d = 1,075 cm                        Persentase Berat TKKS Sampel Uji Ke: Gambar Kurva ,  kgf/cm Perhitungan Kuat Lentur (σ) Perhitungan Modulus Elastisitas (E f ) Tegangan                40 % Rumus : E F = 1                  Rumus  :   Regangan = L d b P/δ x = 15,005 cm = 1,145 cm = 5,010 cm = 90/2,0 kgf/cm E F = 5053,38 kgf/cm2 Universitas Sumatera Utara P = 50,5 kgf L = 15,005 cm b = 5,010 cm d = 1,145 cm                        ,  kgf/cm Tegangan            Rumus : E F =                  Rumus  :   2 Regangan = L d b P/δ x = 15,005 cm = 1,096 cm = 5,093 cm = 90/1,8 kgf/cm E F = 6298,24 kgf/cm2 P = 49,1 kgf L = 15,005 cm b = 5,093cm d = 1,096 cm L-8 Universitas Sumatera Utara                        Persentase Berat TKKS Sampel Uji Ke: Gambar Kurva ,  kgf/cm Perhitungan Kuat Lentur (σ) Perhitungan Modulus Elastisitas (E f ) Tegangan                50 % Rumus : E F =                  Rumus  :   1 = Regangan L d b P/δ x = 15,005 cm = 1,173 cm = 5,025 cm = 90/1,8 kgf/cm E F = 5206,95 kgf/cm2 P = 42,1 kgf L = 15,005 cm b = 5,025 cm d = 1,173 cm Universitas Sumatera Utara                        ,  kgf/cm Tegangan            2 Regangan Rumus : E F =                  Rumus  :   = L d b P/δ x = 15,005 cm = 1,129 cm = 5,015 cm = 90/1,6 kgf/cm E F = 6582,85 kgf/cm2 P = 38,2 kgf L = 15,005 cm b = 5,015 cm d = 1,129 cm                        ,  kgf/cm Universitas Sumatera Utara Persentase Berat TKKS Sampel Uji Ke: Perhitungan Kuat Lentur (σ) Gambar Kurva Perhitungan Modulus Elastisitas (E f ) Tegangan                Rumus : E F =                  Rumus  :   1 Regangan = L d b P/δ x = 15,005 cm = 1,180 cm = 5,030 cm = 90/1,6 kgf/cm E F = 5798,49 kgf/cm2 P = 43,1 kgf L = 15,005 cm b = 5,030 cm d = 1,180 cm 60 %                        ,  kgf/cm Tegangan 2            Rumus : E F = L x = 15,005 cm Universitas Sumatera Utara                  Rumus  :   d b = 1,159 cm = 5,070 cm = P/δ = 90/1,5 kgf/cm Regangan E F = 6420,12 kgf/cm2 P = 46,5 kgf L = 15,005 cm b = 5,070 cm d = 1,159 cm                        Persentase Berat TKKS Sampel Uji Ke: Gambar Kurva ,  kgf/cm Perhitungan Kuat Lentur (σ) Perhitungan Modulus Elastisitas (E f ) Tegangan 70 % 1                Rumus : E F = L d b P/δ x = 15,005 cm = 1,203 cm = 5,000 cm = 90/1,1 kgf/cm L-10 Universitas Sumatera Utara Regangan                  Rumus  :   E F = 7938,33 kgf/cm2 = P = 51,2 kgf L = 15,005 cm b = 5,030 cm d = 1,203 cm                        ,  kgf/cm Tegangan            2 Rumus : E F =                  Rumus  :   = Regangan L d b P/δ x = 15,005 cm = 1,203 cm = 5,075 cm = 90/1,2 kgf/cm E F = 7169,32 kgf/cm2 P = 53,6 kgf L = 15,005 cm Universitas Sumatera Utara b = 5,075 cm d = 1,203 cm                        ,  kgf/cm LAMPIRAN G L-11 Data Hasil Pengujian Kuat Rekat Internal Persentase Pengujian Luas Permukaan Berat Beban Kuat Rekat Internal Rata-rata Rata-rata Berat Ke: Sampel Uji Maksimum ( kgf/cm2 ) Kuat Rekat Internal Kuat Rekat Internal ( cm2 ) ( kgf ) ( kgf/cm2 ) ( MPa) 1 25,502 87,3 3,42 2 25,347 89,2 3,52 3,47 0,34 1 25,375 96,5 3,80 2 25,933 92,9 3,58 3,69 0,36 TKKS 0% 30 %  Universitas Sumatera Utara 40 %  50 %  60 %  70 %  1 24,949 106,9 4,27 2 25,422 172,5 4,56 1 25,501 156,5 6,14 2 25,323 138,1 5,45 1 25,250 166,8 6,61 2 26,598 115,8 6,49 1 25,857 79,7 3,08 2 25,528 83,4 3,27 4,41 0,43 5,80 0,57 6,55 0,64 3,18 0,31 LAMPIRAN H L-12 Data Hasil Pengujian Kuat Impak Persentase Berat TKKS 0% 30 %  Pengujian Ke: Luas Permukaan A ( cm2 ) Energi E ( joule ) Kuat Impak KI ( joule/cm2 ) 1 2 1 1,029 1,029 1,029 3,96 3,95 3,97 3,85 3,83 3,86 Rata-rata Kuat Impak KI ( joule/cm2 ) Rata-rata Kuat Impak KI ( joule/m2 ) x 104 3,84 3,84 3,85 3,85 Universitas Sumatera Utara 40 %  50 %  60 %  70 %  2 1 2 1 2 1 2 1 2 1,029 1,029 1,029 1,029 1,029 1,029 1,029 1,029 1,029 3,94 3,87 3,82 3,62 3,58 3,44 3,37 3,28 3,21 3,83 3,76 3,71 3,52 3,48 3,34 3,28 3,19 3,12 3,74 3,74 3,50 3,50 3,31 3,31 3,16 3,16 LAMPIRAN I DOKUMENTASI PENELITIAN HDPE dalam Bentuk Jerigen OLi HDPE yang Dicacah Berbentuk Pelet TKKS limbah dari Pabrik Kelapa Sawit TKKS telah di cacah Dalam Keadaan Kering L-13 Universitas Sumatera Utara Papan partikel telah dicetak Dengan alat Hot Press Bentuk Sampel Uji Pengembangan Tebal Sampel Uji Kerapatan Bentuk Sampel Uji Kuat Impak Sampel Uji Kadar Air Bentuk Sampel Uji Kuat Rekat Internal L-14 Universitas Sumatera Utara Ekstruder Alat Pembuat Polyblend Bentuk Sampel Uji Kuat Lentur dan Modulus Elastisitas Alat Kempa Panas ( Hot Press ) Oven Blower Sampel Uji Kuat Lentur dan Modulus Elastisitas Desikator L-15 Universitas Sumatera Utara       Pengujian Sampel dengan Universal Testing Machine Universal Testing Machine Alat Uji Kuat Impak Pengujian Sampel dengan Alat Uji Kuat Impak L-16     Universitas Sumatera Utara
Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Papan Partikel dari Bahan Polipropilen (PP) Daur Ulang dan Serbuk Tempurung Kelapa (STK) Hasil Pengujian Kuat Impak Hasil Pengujian Kuat Rekat Internal HASIL PERANKINGAN KUALITAS PAPAN PARTIKEL Klasifikasi Bahan Komposit KOMPOSIT LATAR BELAKANG KESIMPULAN DAN SARAN 50 PAPAN PARTIKEL C = C → ─ C ─ C ─ Pembuatan Komposit PROSEDUR PENELITIAN Pengujian Sifat Fisik Pengujian Sifat Mekanik Penyiapan Serbuk Tempurung Kelapa STK Pembuatan Papan Partikel PERUMUSAN MASALAH PEMBATASAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN POLIPROPILEN .1 Plastik KESIMPULAN DAN SARAN 50 SIFAT- FISIS PAPAN PARTIKEL .1 Hasil Pengujian Kerapatan Tempurung Kelapa Potensi Tempurung
Aktifitas terbaru
Penulis
Dokumen yang terkait
Upload teratas

Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Papan Partikel dari Bahan Polipropilen (PP) Daur Ulang dan Serbuk Tempurung Kelapa (STK)

Gratis