BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan dibidang teknologi dan sains mendorong material komposit banyak digunakan pada berbagai macam aplikasi produk. Secara global material komposit dikembangkan untuk menggantikan material logam yang banyak digunakan sebelum berkembangnya material komposit. Dewasa ini perkembangan teknologi bahan sangat maju dengan pesat terutama non logam yang banyak dilirik orang dalam pemanfaatannya saat ini adalah komposit. Pada dasarnya material komposit adalah gabungan dari dua atau lebih material yang berbeda bentuknya, komposisi kimianya, dan tidak saling melarutkan antara materialnya dimana yang satu berfungsi sebagai penguat dan material yang lainnya berfungsi sebagai pengikat untuk menjaga kesatuan unsurunsurnya. Komposit terdiri dari matrik sebagai pengikat dan filler sebagai pengisi komposit. Keunggulan dan keuntungan bahan komposit diantaranya adalah dapat memberikan sifat-sifat mekanik terbaik yang dimiliki oleh komponen penyusunnya, bobotnya yang ringan, tahan terhadap korosi, ekonomis dan tidak sensitif terhadap bahan-bahan kimia (Matthews F.L,1994 dalam Nurudin,A,2011). Perkembangan komposit dengan memanfaatkan serat alam dan limbah rumah tangga dapat digunakan sebagai bahan alternatif pembuatan papan meja, kursi dan alat furniture lain dan lebih luas lagi dimanfaatkan sebagai assesoris mobil seperti dashboard, bamfer mobil dan lain-lainnya (Rangkuti. Z, 2011). Hal tersebut mendorong teknologi ramah lingkungan semakin serius dikembangkan oleh negara-negara didunia yang saat ini menjadi suatu tantangan yang terus diteliti oleh para pakar. Untuk dapat mendukung kemajuan teknologi ini salah

2 satunya adalah teknologi komposit dengan serat alam (natural fiber). Serat alam yang belum memiliki nilai jual, masih banyak dialam dan memiliki karakteristik yang sama dengan serat-serat alam lainnya yaitu serat kulit waru (Simatupang.R, 2011). Penelitian ini dilakukan seiring dengan majunya eksploitasi penggunaan serat alam sebagai matrik komposit. Keuntungan mendasar yang dimiliki oleh serat alam adalah jumlahnya berlimpah, memiliki specific cost yang rendah, dapat diperbaharui, serta tidak mencemari lingkungan (Nurudin,A et al, 2011). Sehingga upaya penebangan hutan secara liar dapat terselamatkan secara alamiah minimal 1 pohon per hari. Mengingat kebutuhan manusia akan kayu sebagai bahan bangunan baik untuk keperluan konstruksi, dekorasi, maupun furniture terus meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Sedangkan realisasi produksi kayu dari perusahaan hutan tanaman industri (HTI) dan hak pengusahaan hutan (HPH) sangat rendah yaitu hanya tercapai 1,6 juta meter kubik atau baru 17 persen dari total target produksi 9,1 juta meter kubik (Supriati.E, 2012). Hal ini menunjukkan bahwa sebenarnya daya dukung hutan sudah tidak dapat memenuhi kebutuhan kayu. Beranjak dari kondisi tersebut, telah banyak upaya meningkatkan penggunaan bahan berlignoselulosa non kayu, dan pengembangan produk-produk inovatif sebagai bahan baku furniture pengganti kayu. Penelitian yang dilakukan Widodo, B (2008) menyatakan bahwa komposit dengan bahan pengisi ijuk didapatkan kekuatan tarik komposit tertinggi sebesar 5,538 kgf/mm 2 (54,3 MPa) pada fraksi berat ijuk 40%. Rata-rata kekuatan tarik sebesar 5,128 kgf/mm 2 (50,3 MPa). Kekuatan impak komposit tertinggi sebesar 33,395 joule/mm 2 (33,40x10 6 J/m 2 ) dengan kekuatan impak rata-rata sebesar 11,132 joule/mm 2 (11,132 x 10 6 J/m 2 ) pada fraksi berat ijuk 40%. Hasil penelitian Rianto, A (2011) menyatakan bahwa biokomposit dengan menggunakan kulit waru berhasil meningkatkan kekuatan bending cukup signifikan dibanding dengan bioplastik dari pati (13,57 MPa) dengan hasil tertinggi didapat pada variasi 3 layer dan 5% gliserol sebesar 50,58 MPa. Selanjutnya penelitian yang dilakukan Simatupang, R (2011) bahwa komposit dengan serat berbentuk lembaran memiliki

3 nilai modulus young lebih kecil dibandingkan dengan komposit berbentuk serbuk yaitu sebesar 687,37 MPa dan 2142,025 MPa. Menurut Hiban, I (2010) menyatakan bahwa pengaruh fraksi volume terhadap kekuatan bending pada komposit serat gelas menggunakan matrik poliester yaitu sebesar 17,813 N/mm 2 (17,813 MPa). Penelitian Diharjo, K (2006) dalam Dyah, E.S et al (2012) tentang pengaruh perlakuan alkali 0, 2, 4, 6 dan 8 jam terhadap sifat tarik bahan komposit serat rami-poliester menunjukkan bahwa mechanical bonding komposit yang diperkuat serat alam dapat ditingkatkan dengan perlakuan kimia serat atau menggunakan coupling agent. Selanjutnya menurut Wahyu, F (2010) menggunakan pelepah kelapa dengan matrik poliester menyatakan bahwa pada panjang 2 cm dengan fraksi volume 10% kekuatan impaknya sebesar 4087,5 J/m. Hasil penelitian Sulistijono (2008) tentang analisa pengaruh fraksi volume serat kelapa pada komposit matrik poliester terhadap kekuatan, impak, dan bending menunjukkan bahwa serat kelapa yang dikombinasikan dengan poliester sebagai matrik akan dapat menghasilkan komposit alternatif yang salah satunya berguna sebagai dudukan bantal mobil, papan/meja. Penggunaan serat kulit waru sebagai penguat pada komposit karena serat kulit waru memiliki struktur serat yang kontinyu dan anyaman alami yang kuat serta mempunyai ketebalan rata-rata perlembarnya 0,115 mm dan kekuatan tarik 334 Mpa tetapi pemanfaatannya masih sangat terbatas. Oleh sebab itu dibutuhkan pemanfaatan yang lebih baik lagi terutama serat kulit waru sebagai alternatif untuk bahan dasar komposit dan secara tidak langsung nilai tambah dari tanaman ini bisa ditingkatkan dan tanaman waru bisa dijadikan sebagai tanaman industri (Nurudin, A et al,2011). Adapun penambahan kalsium karbonat (CaCO 3 ) dalam komposit adalah (1) sebagai pewarna, (2) untuk meningkatkan ketahanan panas, dan (3) untuk meningkatkan daya tahan terhadap abrasi (Surdia, T, 1985:1:250). Maka untuk memenuhi target pembangunan rumah yang cepat, kuat, dan ekonomis dibutuhkan teknologi bahan alternatif khususnya penyediaan panel dinding bangunan yang ringan, efisien, hemat waktu dalam pengerjaan, ramah lingkungan, kuat dan tahan 2

4 gempa serta tidak mudah terbakar. Waktu pemasangan lebih singkat, karena rumah dari panel dinding ini dikemas supaya cepat dipasang, dapat cepat pula dibongkar atau dipindahkan (Nurmaulita, 2010). Berdasarkan uraian tersebut diatas maka perlu dilakukan penelitian tentang pembuatan bahan komposit dengan memadukan kalsium karbonat (CaCO 3 ) dan serat kulit waru sebagai pengisi serta resin poliester sebagai matriknya. Perlakuan terhadap bahan komposit ini yaitu dengan cara memvariasikan persentase jumlah pengisi serbuk kalsium karbonat (CaCO 3 ) dan serat kulit waru dengan susunan serat hibrid (panjang 2 cm dan 5 cm ) serta matrik resin poliester sebagai pengikat yang kuat dan tahan dengan pengujian mekanik terhadap produk yang dihasilkan. Sehingga diperoleh data tentang kemampuan fisis dan mekanis dari papan partikel (karakteristik papan partikel) berupa uji kerapatan, uji daya serap air, uji pengembangan tebal, uji kuat lentur (MOR), uji modulus elastisitas (MOE), uji kuat impak, uji tekan, uji tarik, analisa DTA dan XRD serta uji nyala api Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah : 1. Bagaimana cara mengolah serbuk CaCO 3 dan serat kulit waru dengan menggunakan resin poliester menjadi papan partikel (partikecleboard)? 2. Bagamana pengaruh perbandingan komposisi serbuk CaCO kulit waru dengan resin poliester terhadap karakteristik papan partikel sebagai panel dinding agar menghasilkan sifat mekanik yang lebih optimal? 3. Bagaimana peranan serbuk CaCO3 dan serat kulit waru terhadap papan partikel yang dihasilkan dengan bahan poliester? 3 dan serat 1.3. Batasan Masalah Dalam penelitian ini dilakukan batasan masalah yang diteliti, yaitu : 1. Komposit yang akan dibuat menggunakan resin poliester sebagai matrik dengan serbuk CaCO 3 dan Serat kulit waru sebagai filler.

5 2. Susunan serat kulit waru secara hibrid (serat lurus dan serat acak). 3. Panjang serat acak dan serat lurus yang digunakan sebagai filler masingmasing adalah 2 cm dan 5 cm. 4. Ukuran berat resin poliester adalah (75%), sedangkan variasi persentase berat serat kulit waru dimulai dari 0 %, 5%, 10%, 15%, 20% dan 25%, dengan variasi persentase CaCO 3 adalah 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, dan 0%. 5. Pengujian sifat fisis komposit meliputi : kerapatan, daya serap air, pengembangan tebal, dan sifat mekanik adalah berupa : kuat lentur (MOR), modulus elastisitas (MOE), kuat impak, uji tekan, uji tarik, analisa DTA, analisa XRD dan nyala api Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah : 1. Mengolah resin poliester menjadi papan partikel dengan penambahan serbuk kalsium karbonat (CaCO 3 ) dan serat kulit waru. 2. Mengetahui pengaruh perbandingan komposisi serbuk CaCO kulit waru dengan resin poliester terhadap papan partikel sebagai panel dinding. 3. Mengetahui peranan serbuk CaCO3 dan serat kulit waru terhadap karakteristik papan partikel dengan penambahan resin poliester. 3 dan serat 1.5. Hipotesis Penelitian Hipotesis penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Karakteristik papan partikel sebagai panel dinding sangat dipengaruhi oleh perbandingan komposisi serbuk CaCO 3 dan serat kulit waru dengan resin poliester. 2. Serbuk CaCO3 dan serat kulit waru sangat berperan terhadap karakteristik papan partikel sebagai panel dinding.

6 1.6. Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini dilakukan adalah : 1. Memberi informasi tentang pemanfaatan serbuk CaCO 3 dan serat kulit waru sebagai bahan pembuatan papan partikel. 2. Memberi informasi mengenai perbandingan komposisi serbuk CaCO serat kulit waru dengan resin poliester yang dihasilkan terhadap uji kerapatan, uji daya serap air, uji pengembangan tebal, uji kuat tarik, uji kuat lentur, uji tekan, uji impak, analisa DTA, dan analisa XRD serta uji nyala api. 3. Mendapatkan bahan komposit yang kuat dan ramah lingkungan. 3 dan