PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT PAPAN PARTIKEL DARI BAHAN POLIPROPILEN DAN SERBUK TEMPURUNG KELAPA MEDAN LABUHAN DENGAN MENGGUNAKAN UJI FISIS

Irfandi*, Deo Demonta Panggabean, Mukti Hamjah Harahap 

 Jurusan Fisika, Fakultas FMIPA, Universitas Negeri Medan 

Jl. Willem Iskandar Pasar V – Kotak Pos No. 1589 – Medan 20221 

*Penulis Korespodensi : irfandi@unimed.ac.id

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 YANG didapat dari Kampung Lalang Medan. Pada penelitian ini telah dievaluasi sifat fisis dari bahan tersebut diantaranya uji fisis yang dilakukan meliputi: Kerapatan, Kadar Air dan Pengembangan Tebal dengan perlakuan komposisi polipropilen dan serbuk tempuru yang ng 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.

Kata Kunci : Papan Partikel, Plastik Daur Ulang, Serbuk Tempurung Kelapa, sifat fisis

PENDAHULUAN  

Kesadaran akan sampah memang belum menjadi sebuah hal yang dianggap penting oleh masyarakat maupun aparatur Negara sendiri. Jangankan memilah-milah jenis sampah, membuang pada tempat yang benar pun rasanya enggan. Sumber sampah  paling banyak, menurut MEIP, berasal dari permukiman atau rumah tangga.  Di Bogor misalnya, sampah rumah tangga mencapai 62%, dan dari pasar- pasar berjumlah 24,42%. Di Jakarta, 67,86% berasal  dari rumah tangga, 9,15% dari pasar-pasar, 4,5% dari pertokoan, 3,2% dari kantor-kantor, 2,92% dari jalanan,  8% dari pabrik. Dari semua itu, paling banyak adalah  jenis organik, bahkan bisa mencapai 75% dari jumlah sampah yang ada. Walaupun yang organik bisa didaur ulang dan dimanfaatkan untuk menyuburkan tanah atau pupuk kompos, namun sayangnya belum dikelola secara maksimal dan profesional. Penelitian yang dilakukan Irfandi, 2015 menyatakan bahwa sampah plastik (High Density Polyethylene) dari botol bekas oli kendaraan bermotor dan limbah serbuk tempurung kelapa (STK) memiliki potensi sangat besar sebagai bahan baku produksi papan komposit. Dengan penngujian secara mekanis didapatkan yaitu, pada pengujian kuat lentur dengan menggunakan standar SNI 03 – 2105 – 2006 mensyaratkan yaitu minimal 80 Kgf/cm2 sedangkan yang didapat pada penelitian sebesar 103,619 Kgf/ cm– 292,451 Kgf/ cm2, untuk nilai Modulus elastisitas tidak memenuhi standart SNI 03 – 2105 – 2006, karena interval Modulus elastistisitasnya dari hasil penelitian didapat pada interval 6196,698 Kgf/ cm2 – 9684,816 Kgf/cm2, sedangkan pada nilai kuat rekat internal  yang disyaratkan  SNI 03 – 2105 – 2006 yaitu minimal  1,5 Kgf/cm2 pada penelitian didapatkan yaitu 8,412 Kgf/ cm2 - 11,622 Kgf/ cm2 dan pada uji impak didapatkan nilai teringgi 3,858 joule/ cm2 dan nilai terendah 1,808 joule/ cm2. Dari hasil perankingan kualitas papan partikel yang lebih baik adalah perlakuan pada komposisi limbah plastik sebesar 50% banding  50 % serbuk tempurung kelapa. Dari penelitian sebelumnya ada upaya untuk melakukan sebuah gerakan efisiensi penggunaan kayu dan alternativ pencarian bahan baku  sebagai pengganti kayu yang mempunyai sifat sama atau minimal hampir sama dengan kayu perlu ditingkatkan. Upaya ini didasari oleh pemikiran bahwa masih banyak jenis tanaman yang mempunyai karakteristik serta sifat yang hampir sama bahkan menyerupai dengan karakteristik kayu yang bila dilihat dari dimensi dan teksturnya memenuhi syarat bagi industri pengolahan kayu. Beberapa varietas tumbuhan yang bisa dibudidayakan  diluar hutan dapat berasal dari tanaman perkebunan dan pertanian. Tanaman perkebunan dan pertanian yang ada di Indonesia yang bahan karakteristiknya dan teksturnya menyerupai kayu adalah tempurung kelapa  dan Negara Indonesia merupakan penghasil kelapa (kopra) terbesar ketiga dunia, dengan total produksi mencapai 14 milyar butir pertahun. Komponen utama buah kelapa berupa sabut kelapa dan tempurung kelapa belum dimanfaatkan optimal dan dianggap tidak mempunyai nilai ekonomis. 

METODE PENELITIAN  

Pada penelitian ini menggunakan serbuk tempurung kelapa dengan  ukuran 80 mess  sebagai bahan baku yang diambil dari tempurung kelapa dari kecamatan Medan Labuhan Kota Medan. Dalam pembuatan papan komposit digunakan perekat polipropilen (pp) daur ulang dari Aqua cup bekas. dengan berbagai tingkat skala perbandingan antara bahan dan perekat Polipropilen daur ulang  dengan Persentase 70%:30%, 60%:40%, 50%:50%, 40%:60%, 30%:70%. Beberapa alat yang dipergunakan dalam proses pembuatan papan komposit adalah hot and cold press. Proses pembuatannya yaitu polipropilena  aqua gelas bekas dibersihkan, setelah kering dipotongpotong dengan ukuran  ± 0,5 cm x 0,5 cm , serbuk tempurung kelapa yang telah disaring dengan ayakan 80 mess dikeringkan dengan oven blower 500C sampai benar kering. Lalu diuapkan pelarutnya dalam oven. Selanjutnya diektrusi dalam alat ekstruder pada suhu 170oC hingga terbentuk polyblend. Selanjutnya  coupling  agent siap digunakan. Selanjutnya untuk pembuatan sampel papan komposit dilakukan dengan pengempaan panas (hot press) sebesar 1700C dengan tekanan sebesar 40 bar selama 15 menit, dengan 2 kali pengulangan papan komposit diujikan dengan berdasarkan SNI 03-21052006 untuk papan partikel. Untuk mengetahui  sifatsifat fisik  papan partikel komposit dilakukan beberapa  pengujian  sebagai berikut :  Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volome kering udara, sampel  berukuran 10cm x 10cm x 1cm ditimbang beratnya, lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volumenya. Kerapatan sampel papan partikel komposit  dihitung dengan rumus :      ρ  =  m/V   ....................  ( 2.1 ) Dimana :  ρ   : kerapatan (gr/cm3) m  : massa  sampel (gr) v  : volume sampel (cm3) Selanjutnyan Kadar air dihitung dari massa sampel  sebelum dan sesudah di oven dari sampel berukuran 5cm x 5cm x 1cm dengan rumus : KA =    (m_1- m_(2 ))/m_2 × 100%  ................  ( 2.2 ) Dimana : KA  : kadar air (%) m1  : massa  awal sampel (gr) m2  : massa  akhir sampel (gr) Terakhir Pengembangan tebal dihitung  atas  tebal sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 24 jam  pada samper berukuran 5cm x 5cm x 1cm, dengan rumus :   PT = (T_2- T_(1 ))/T_1 ×100%  ..................... ( 2.3 ) Dimana  : PT  : pengembangan tebal (%) T1  : tebal sampel sebelum perendaman (cm) T1  : tebal sampel sesudah  perendaman (cm) 

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.       Hasil Pengujian Kerapatan 

Kerapatan merupakan salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat per satuan volume. Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0.80 gr/cm3 sampai dengan 0,91 gr/cm3, nilai kerapatan tertinggi pada komposisi 30:70 dan yang terendah  pada komposisi 70:30 perbandingan antara Plastik daur ulang dengan serbuk tempurung kelapa. 

Gambar 1. Grafik Nilai Kerapatan       

Kerapatan yang dihasilkan sudah mencapai kerapatan yang telah menjadi standart yang diinginkan yaitu 0,8 gr/cm3. Akan tetapi pada perbandingan 30:70, dan 40:60 untuk Polipropilen banding serbuk tempurung kelapa terjadi kerapatan yang cukup tinggi 0.90 - 0.91 gr/cm3. Hal tersebut  menunjukkan bahwa distibusi Serbuk Tempurung Kelapa (STK) cukup dominan sehingga terjadi penguatan pada papan partikel tersebut, hal ini menyebabkan penguatan terjadi cukup tinggi. Dan pada komposisi 50:50 – 70:30 terjadi pendistribusian sedikit lebih merata dalam hal rekatan dari plastic daur ulang dan partikel-partikel tempurung kelapa dapat terikat dengan baik ini  menghasilkan hasil kerapatan yang didapat lebih optimal yaitu 0.80 – 0.86 gr/cm3 sehingga sesuai dengan (SNI) 03- 2105 – 2006 . 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan termasuk dalam kategori kerapatan sedang dan kerapatan tinggi. Untuk  komposisi 30:70, 40:60 dikategorikan kerapatan tinggi dan komposisi, 50:50, 60:40, 70:30 dikategorikan kerapatan sedang. Kategori  ini disesuaikan dengan penggolongan menurut Tsoumis (1991) yang membagi papan partikel menjadi papan partikel dengan kerapatan rendah (0,25 gr/cm3 – 0,40gr/cm3) kerapatan sedang (0,40gr/cm3 -0,80gr/cm3) dan kerapatan tinggi (0,80gr/cm3 – 1,20gr/cm3). Standar Nasional Indonesia (SNI) 03- 2105 – 2006, papan partikel, mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel sebesar (0,50 – 0,90) gr/cm3. Jadi sebagian besar  papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan yang di tetapkan. 

2.       Hasil Pengujian Kadar Air 

Kadar air menunjukkan besarnya kandungan air yang tersimpan dalam suatu benda  yang  dinyatakan dalam persen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,24% untuk komposisi papan partikel   70:30 sampai dengan 0,69 % untuk komposisi papan partikel dengan perbandingan 30:70 untuk plastik daur ulang Polipropilen yang dicampur dengan serbuk tempurung kelapa (STK).  

Gambar 2. Grafik Nilai Kadar Air   

Hasil penelitian menunjukkan nilai kadar air rendah. Hal ini disebabkan plastik polipropilena yang digunakan sebagai matrik  bersifat hidropobik, sehingga papan partikel tidak mudah menyerap uap air dari lingkungannya, berdasarkan perlakuan komposisi bahan menunjukkan bahwa semakin banyak serbuk tempurung kelapa (STK) maka kadar air juga semakain tinggi. Hal ini disebabkan oleh sifat dari Serbuk tempurung kelapa adalah  sebagai salah satu bahan berlegnisellulosa yang hidrofinik.

Standar Nasional  Indonesia (SNI) 03 – 2105 – 2006, papan partikel, mensyaratkan  nilai kadar air papan partikel < 14%. Dari hasil pengujian semua papan komposit yang dihasilkan tidak mencapai kadar air minimum yang disyaratkan. Rendahnya kadar air papan komposit  yang dihasilkan diduga disebabkan perlakuan panas pengempaan dengan menggunakan suhu 170 0C yang membuat kadar air pada papan komposit mengalami penguapan serta tercampur secara meratanya antara serbuk tempurung kelapa dengan polipropilena pada saat di campuran dengan menggunakan eksruder, penjemuran serta penguapan yang kontiniu juga mempengaruhi kadar air bahan. Hasil tersebut sangat baik untuk penggunaan interior dan eksterior karena nilai kadar air sangat rendah. Hasil Pengujian Pengembangan Tebal Pengembangan tebal adalah besaran yang menyatakan pertambahan  tebal contoh uji dalam persen  terhadap tebal awalnya setelah contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 24 jam. Hasil rata-rata  pengembangan tebal berfariasi antara 0.35 % untuk komposisi 60:40 hingga 1,64% untuk komposisi 30:70 untuk variasi polipropilen dengan serbuk tempurung kelapa (STK). Pada Variasi 30:70 sangat tinggi dikarenakan jumlah persentase plastik polipropilen lebih sedikit, sehingga plastik polipropilen tidak dapat mengikat secara sempurna serbuk tempurung kelapa, hal ini mengakibatkan penyerapan air lebih tinggi sehingga pengembangan tebal juga sangat dominan.

  Gambar 3. Grafik Nilai Pengembangan Tebal 

Standar Nasional Indonesia (SNI) 03 –2105 – 2006, Papan Partikel, nilai pengembangan tebal yang di isyaratkan maksimum 12%. Sedangkan nilai pengembangan tebal papan komposit yang dihasilkan dari pengujian dibawah 12%, sehingga papan komposit memenuhi standar. Dengan demikian papan komposit cenderung memiliki sifat hidrofobik  sehingga lebih tahan terhadap air. Terjadinya perbedaan yang sangat ekstrim pada grafik adalah dikarenakan tidak merataannya campuran antara serbuk tempurung kelapa dengan plastik daur ulang polipropilena sehingga pada variasi volume plastik polipropilen daur ulang  dan serbuk tempurung kelapa 30:70 terjadi kenaikan yang tinggi sampai melewati batas yaitu: 1,64 %, ini merupakan persetase yang tertinggi dibandingkan dengan persentase komposisi yang lain. Hal ini dikarenakan  sedikitnya jumlah plastik daur ulang dan tidak merata pencampurannya maka uji pengembangan tebal sangat tinggi bila di bandingkan dengan variasi-variasi yang lainnya.   

KESIMPULAN 

Secara umum  papan komposit serbuk tempurung kelapa dengan  plastic daur ulang didapat nilai sifat fisis dari hasil penelitian papan komposit yang dihasilkan tergolong baik dan memenuhi standar yang ditetapkan SNI 03 – 2105 – 2006 kecuali nilai modulus elastis yang masih jauh dibawah standar. Untuk Pengujian fisis didapatkan hasil antara lain : Pada uji kerapatan didapatkan berkisar antara 0.80 gr/cm3 sampai dengan 0,91 gr/cm3 sedangkan kerapatan menurut SNI 03 – 2105 – 2006 ditetapkan sebesar 0,4 gr/cm3 sampai dengan 0,9 gr/cm3, Nilai kadar air yang ditetapkan SNI 03 – 2105 – 2006 sebesar 5-13% sedangkan hasil penelitian didapat 0,24- 0,69 %, dan nilai pengembangan tebal menurut SNI 03 – 2105 – 2006 yaitu maksimum 12% komposisi sedangkan yang dihasilkan dari penelitian ini adalah 0,35 % - 1,64%. Dari hasil penelitian ini dapat direkomendasikan kualitas papan  partikel serbuk tempurung kelapa dan polipropilen daur ulang dapat dijadikan sebagai alternative bahan baku papan komposit pengganti kayu.

DAFTAR PUSTAKA 

Allorerung, D., dan A. Lay. 1998. Kemungkinan pengembangan pengolahan buah kelapa secara terpadu skala pedesaan. Prosiding Konperensi Nasional Kelapa IV. Bandar Lampung 21 – 23 April 1998 Pp.327 – 340.

Arya fatta, Meningkatkan Arang Tempurung Kelapa jadi Karbon Aktif. http://aryafatta.wordpress.com/, di akses 26 Desember 2010

Bil Meyer, W. F, 1994. Text Book of Polymer Science  3rd edition, Jhon Wiley & Sons, New York. Firdaus F dan Fajriyanto, 2006. Karakteristik Mekanik Produk Fiberboard dari Komposit Sampah Plastik (Thermoplastik)-Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Jurnal TEKNOIN ISSN 0853-8697 (Terakreditasi) Edisi September 2006, Vol.11,No.3. Penelitian yang dibiayai dalam program Riset Unggulan Terpadu (RUT XII) 20052006 oleh Menristek RI.

Fajriyanto dan Firdaus F, 2008. Panel Dinding Bangunan Ramah Lingkungan dari Komposit Limbah Pabrik Kertas (SLUDGE), Sabut Kelapa dan Sampah Plastik : Pengaruh Komposisi Bahan dan Beban Pengempaan Terhadap Kuat Lentur (Bending). Prosiding Seminar Nasional  TEKNOIN 2008 ISBN : 978-979-3980-15-7. Bidang Teknik Mesin. Pusat Penelitian Sain dan Teknologi, Direktorat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat. Universitas Islam Indonesia. Yogyakarta.

Irfandi, I. (2013). Preparation and Characterization of Composite Materials from Particle Board Polypropylene Recycling and Coconut Shell Powder with Physical Propertis. EINSTEIN, 1(1).

Kusnadi, A. 2003. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Komposit dari Berbagai Limbah Serbuk Kayu dan Non-Kayu dengan Plastik Polyethylene dan Polyprophylene Daur Ulang [skripsi]. Bogor : Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

Nurmalita, 2010. Pengaruh Orientasi Serat sabut Kelapa dengan Resin polyester terhadap Karakteristik Papan lembaran. [Thesis], Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. 

Mahmud Zainal dan yulius Ferry, 2005. Prospek Pengolahan Hasil Samping Buah Kelapa. Perspektif-Volum 4 Nomor 2 Edisi Desember 2005. Pusat  Penelitian dan Pengembangan Perkebunan. Indonesian Center for Estate Crops and Developmen. Bogor. 

UNTUK LEBIH LENGKAP DAPAT DI DOWNLOAD DI SINI .....!!! (JURNAL EJPP BALITBANG PEMKO MEDAN)