BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kemajuan teknologi plastik membuat aktivitas produksi plastik terus meningkat. Hampir setiap produk menggunakan plastik sebagai kemasan atau bahan dasar. Material plastik banyak digunakan karena memiliki kelebihan dalam sifatnya yang ringan, transparan, tahan air serta harganya relatif murah dan terjangkau semua kalangan masyarakat. Segala keunggulan ini membuat plastik digemari dan banyak digunakan dalam setiap aspek kehidupan manusia, akibatnya jumlah produk plastik yang akan menjadi sampah pun terus bertambah. Setiap tahunnya limbah plastik menunjukkan peningkatan yang signifikan. Data dari Kementerian Negara Lingkungan Hidup tahun 2007 menunjukkan, volume timbunan sampah di 194 kabupaten dan kota di Indonesia mencapai 666 juta liter atau setara 42 juta kilogram, di mana komposisi limbah plastik mencapai 14 persen atau 6 juta ton. Dari sumber yang sama di tahun 2012, jumlah sampah di 14 kota besar di Indonesia mencapai 1,9 juta ton. Adapun, jumlah limbah plastik secara umum pada tahun 2013 sebanyak 53% dari jumlah sampah yang ada. Meningkatnya jumlah limbah plastik ini menjadi sebuah hal yang dapat mengancam kestabilan ekosistem lingkungan, mengingat plastik yang digunakan saat ini adalah nonbiodegradable (plastik yang tidak dapat terurai secara biologis). Plastik merupakan jenis sampah atau limbah yang proses penguraiannya membutuhkan waktu yang lama dan tidak ramah lingkungan (Syamsiro, 2013). 1
Belum ada data pasti tentang prosentase jumlah sampah plastik yang dikelompokkan berdasarkan jenisnya. Berdasarkan data Kementerian Perindustrian tentang impor produk plastik dapat diprediksikan jumlah limbah yang akan timbul. Data dari Kementerian Perindustrian, impor produk polietilena (PE) dan polipropilena (PP) terus meningkat seiring dengan tumbuhnya konsumsi bahan kimia. Dalam data tersebut disebutkan, pada 2012 konsumsi PE di Indonesia sekitar 955.000 ton per tahun, yang meningkat menjadi sekitar 1,03 juta ton di tahun 2013, dan diprediksi di tahun 2014 meningkat menjadi 1,11 juta ton. Sama halnya dengan PE, konsumsi PP juga terus meningkat. Pada 2012, konsumsi PP sebesar 1,3 juta ton per tahun dan meningkat di tahun 2013 menjadi 1,46 juta ton. Pada 2014, konsumsi PP di prediksi meningkat menjadi 1,58 juta ton (Sadiman, 2013). Berbagai usaha mengatasi limbah plastik terus diupayakan diantaranya dengan 3R ( reuse, reduce, recycle) (Sulaiman, 2012). Upaya reuse diantaranya dengan menggunakan kembali kantong plastik untuk berbelanja, memanfaatkan tempat cat plastik untuk pot atau ember dan sebagainya. Upaya reduce dengan cara mengurangi penggunaan plastik. Upaya recycle salah satunya dengan memanfaatkan limbah plastik menjadi komposit. Perkembangan teknologi, khususnya di bidang komposit, telah menghasilkan produk komposit yang merupakan gabungan antara serbuk kayu dengan plastik daur ulang. Penelitian-penelitian mengenai komposit plastik telah banyak dilakukan, diantaranya oleh Setyawati (2012 ) dan Firdaus & Fajriyanto (2006) yang membuat komposit dari serbuk kayu dan plastik PP daur ulang, 2
sedangkan Sari (2011) dan Satito (2012) membuat komposit dari serbuk kayu dan plastik HDPE daur ulang. Komposit kayu plastik memiliki keunggulan dimana kayu dan plastik saling mendukung. Kayu sebagai pengisi bermanfaat untuk meningkatkan kekakuan, mengurangi densitas dan juga biaya per unit volume sedangkan plastik sebagai matriks akan meningkatkan kekuatan dan sifat fisik komposit yang terbentuk sehingga tahan terhadap air dan rayap (Febrianto, 2005). Di Indonesia, bahan baku pembuatan komposit plastik yang berupa limbah plastik di alam potensinya sangat besar, dan belum termanfaatkan secara optimal bahkan menjadi problematika serius bagi bangsa Indonesia. Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan limbah jenis PP dan HDPE sebagai matriks, dengan pertimbangan jumlahnya yang cukup banyak dan dengan melihat perbedaan sifat fisik antar keduanya. Bahan pengisi ( filler) yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk kayu sengon. Berdasarkan data Dinas Kehutanan Jawa Tengah, produksi kayu pada tahun 2011 mencapai lebih dari 1,39 juta m 3 yang didominasi oleh tanaman sengon (Anonim, 2011). Komposisi limbah pada kegiatan pemanenan kayu berupa serbuk gergaji sekitar 10,6% dan pada industri kayu lapis sekitar 0,7% (Purw anto, 1994 dalam Setyawati, 2010). Limbah serbuk kayu sengon pemanfaatannya masih belum optimal. Untuk industri besar dan terpadu, limbah serbuk kayu sudah dimanfaatkan menjadi bentuk briket arang dan arang aktif yang dijual secara komersial, sebagai media jamur, atau dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Namun untuk industri penggergajian dan kayu lapis skala industri kecil, limbah ini belum dimanfaatkan secara optimal seperti yang ada di Kabupaten Wonosobo dan Temanggung Jawa Tengah. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan 3
menggali dan memanfaatkan potensi limbah serbuk kayu sengon tersebut untuk dikompositkan dengan limbah plastik. Hasil penelitian ini diharapkan memberikan kontribusi terhadap pengurangan volume sampah atau limbah yang dihasilkan oleh kegiatan industri dan lingkungan hidup. Penelitian ini sangat penting untuk dilakukan karena dirancang untuk memberdayakan potensi limbah serbuk kayu sengon dan limbah plastik yang melimpah dan menjadi problem lingkungan. Limbah-limbah tersebut berpotensi sebagai bahan baku pembuatan komposit papan panel yang diharapkan dapat menggantikan peranan kayu yang mulai terbatas sediaannya. Harapan dari terealisasinya penelitian ini adalah dapat ditumbuhkembangkan industri papan panel yang dapat meningkatkan persediaan bahan bangunan perumahan yang ekonomis/terjangkau oleh masyarakat Indonesia secara luas dengan memanfaatkan sepenuhnya local resources yang ramah lingkungan. Perlu kiranya juga kajian secara khusus mengenai sustainability untuk kegiatan pembuatan komposit serbuk kayu sengon dan limbah plastik yang meliputi aspek ekonomi, aspek sosiokultural dan aspek lingkungan. 1.2 Batasan Masalah Dalam penelitian ini, permasalahan dibatasi pada : 1. Komposit yang dibuat menggunakan limbah plastik PP dan HDPE sebagai matriks dan serbuk gergaji kayu sengon sebagai pengisi (filler). 2. Limbah plastik PP yang digunakan adalah bekas gelas cup air mineral dan limbah plastik HDPE yang digunakan adalah bekas botol jerigen. 4
3. Jenis pengujian meliputi sifat fisik ( kadar air, kerapatan, penyerapan air dan pengembangan tebal), dan sifat mekanik (keteguhan lengkung statik dinyatakan dengan menggunakan nilai modulus patah atau Modulus of Rupture (MoR), dan nilai modulus elastisitas atau Modulus of Elastisity (MoE), dan keteguhan tarik tegak lurus permukaan atau internal bond strength). 1.3 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan masalah sebagai berikut: 1. Apakah limbah plastik jenis PP dan HDPE dapat dibuat komposit dengan serbuk kayu sengon yang memenuhi standar JIS A5903:2003. 2. Bagaimana sifat fisik dan mekanik komposit plastik dengan berbagai variasi komposisi plastik dan serbuk kayu sengon pada jenis plastik PP dan HDPE. 1.4 Keaslian Penelitian Hasil kajian pustaka yang penulis lakukan terhadap penelitian-penelitian sebelumnya, didapatkan bahwa penelitian tentang komposit berbahan dasar limbah plastik dengan berbagai jenis kayu pernah dilakukan oleh beberapa peneliti yang tersaji pada Tabel 1.1 berikut ini: 5
Tabel 1.1 Penelitian tentang Komposit Berbahan Dasar Limbah Plastik No Nama Peneliti Publikasi Judul Hasil 1 Partini IPB, Skripsi. Tahun 2003 2 Setyawati, dkk. Jurnal Perennial, 2(2), hal 5-11. Tahun 2006 Daya tahan papan partikel dari limbah serbuk kayu sengon dan plastik PP daur ulang terhadap serangan jamur Schizophyllum commune. Kualitas papan komposit berlapis finir dari sabut kelapa dan plastik polietilena daur ulang: Variasi ukuran partikel sabut kelapa Perlakuan dengan berbagai konsentrasi Maleic Anhydride (MAH) sampai 12% memberikan pengaruh terhadap sifat fisik dan mekanik papan. Kadar MAH tertinggi (12%) menunjukkan serangan jamur terbanyak karena MAH bersifat asam (kondisi baik untuk pertumbuhan jamur. Papan partikel dengan konsentrasi MAH 12% menunjukkan sifat fisik dan mekanik terendah. Secara umum perbedaan ukuran partikel sabut kelapa tidak berpengaruh nyata terhadap kualitas papan komposit. Sifat fisis papan komposit seperti kerapatan dan pengembangan tebal, serta sifat mekanis yang meliputi modulus elastisitas, keteguhan patah, dan kekuatan tarik tegak lurus permukaan 6
telah memenuhi standar JIS A 5908 (1994). 3 Firdaus & Jurnal Teknoin, Karakteristik mekanik produk Hasil penelitian menunjukkan karakteristik mekanik yang Fajriyanto Vol. 11, No.3, hal. fiberboard dari komposit sampah memuaskan baik kuat lentur, kuat desak, kuat geser maupun 184-197. Tahun plastik PP dan limbah kosong kelapa kuat tarik. Perbandingan 50:50% menunjukkan kondisi 2006 sawit (TKKS). optimum dengan nilai kuat lentur 116,25kg/cm 2, kuat desak 119,25kg/cm 2, kuat geser 39,45kg/cm 2 dan kuat tarik 25,5kg/cm 2. 4 Firdaus & Jurnal Logika, Karakteristik mekanik dinding dari Perlakuan contoh uji dengan perbandingan 50:50% pada Fajriyanto Vol.4 No.1, hal 3- komposit sabut kelapa (coco fiber) keadaan kering dan basah menunjukkan pengaruh yang 13. Tahun 2007 sampah plastik PP. signifikan terhadap sifat mekanik komposit (kuat lentur, kuat tekan, kuat geser dan kuat tarik). Contoh uji basah dilakukan dengan merendam komposit dalam air panas 70ºC selama 2 jam kemudian dimasukkan dalam air dingin suhu kamar selama 1jam. Contoh uji kering dilakukan tanpa perlakuan 7
5 Setyawati, dkk. Jurnal ilmu dan teknologi hasil hutan, vol.1, no.1, hal 18-26. Tahun 2008 6 Sari Jurnal Riset Industri Hasil Hutan, Vol. 3, No.1, hal 7-14. Tahun 2011 7 Fathanah Jurnal rekayasa kimia dan Karakteristik papan komposit dari serat serabut kelapa dan plastik polipropilena daur ulang berlapis anyaman bambu. Sifat fisik dan mekanik papan partikel dari limbah plastik jenis HDPE dan ranting/cabang karet. Kualitas papan komposit dari sekam padi dan plastik HDPE daur ulang perendaman. Penggunaan bahan pelapis bambu pada bagian muka dan belakang papan komposit dapat meningkatkan sifat mekanis papan komposit. Papan komposit berlapis anyaman bambu memenuhi standar JIS A 5908 1994 untuk sifat pengembangan tebal dan kuat pegang sekrup. Perlakuan penambahan komposisi plastik sampai 15% pada papan partikel akan meningkatkan sifat fisik (kadar air, kerapatan, penyerapan air dan pengembangan tebal) secara signifikan tetapi akan menurunkan sifat mekanik papan. Hasil analisis sidik ragam tidak menunjukkan perbedaan nyata pada sifat mekaniknya (modulus patah dan modulus elastisitas). Penambahan MAH sampai konsentrasi 8% meningkatkan sifat fisik komposit (kerapatan dan daya serap air) sehingga 8
lingkungan, vol.8, no.2, hal 53-59. Tahun 2011 8 Satito Jurnal rekayasa mesin, volume 6, no.4, hal 19-25. Tahun 2012 9 Setyawati, dkk. Jurnal Tengkawang, vol.2, no.2, hal 94-103. Tahun 2012 menggunakan Maleic Anhydride (MAH) sebagai compatibilizer. Pengujian sifat mekanik komposit serbuk kayu dan sampah plastik HDPE Sifat-sifat papan komposit dari sabut kelapa, limbah plastik PP dan perekat urea formaldehida memenuhi SNI 032105-1996, namun belum meningkatkan sifat mekanik pada konsentrasi MAH 4%. Pengujian secara keseluruhan menunjukkan semakin tinggi komposisi plastik (sampai 50%) akan menaikkan kekuatan komposit, dengan komposisi terbaik pada perbandingan 70% serbuk kayu dan 30% plastik. Secara umum penambahan perekat UF meningkatan sifat papan komposit meskipun secara statistik pengaruhnya tidak terlalu signifikan. Untuk uji sifat fisik (kadar air, kerapatan, penyerapan air dan pengembangan tebal) telah memenuhi JIS A 5908-2003 sedangkan uji sifat mekanik hanya kekuatan rekat internal dan modulus patah ( MoR) yang memenuhi JIS A 5908-2003. 9
Penelitian yang akan dilakukan ini tentang pembuatan komposit berbahan limbah plastik PP dan HDPE dengan serbuk kayu sengon dengan perbandingan komposisi bahan masing-masing adalah 2:1, 1:1 dan 1:2. Dalam penelitian ini juga akan mengkaji potensi keberlanjutan ( sustainability) usaha pembuatan komposit dari contoh uji yang terbaik. 1.5 Tujuan Penelitian Tujuan dalam penelitian ini adalah : 1. Memanfaatkan limbah plastik PP, HDPE dan serbuk kayu sengon sebagai bahan komposit. 2. Mengetahui sifat fisik dan mekanik komposit plastik dengan berbagai variasi komposisi plastik dan serbuk kayu pada jenis plastik PP dan HDPE. 3. Mengkaji potensi keberlanjutan ( sustainability) usaha pembuatan komposit berbahan campuran limbah plastik dan serbuk kayu sengon. 1.6 Manfaat Penelitian Manfaat yang akan dihasilkan dari penelitian ini adalah : 1. Menghasilkan komposit berbahan dasar limbah plastik dan limbah kayu sengon yang dapat diterapkan sebagai bahan substitusi panel kayu. 2. Mengurangi limbah kayu khususnya sengon dan limbah plastik yang terbuang ke lingkungan. 10
3. Memberi pengetahuan dan menumbuhkembangkan industri panel kayu yang dapat meningkatkan persediaan bahan bangunan perumahan yang ekonomis/terjangkau oleh masyarakat Indonesia secara luas. 11