PEMANFAATAN LIMBAH TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT SEBAGAI PAPAN KOMPOSIT BAHAN ALTERNATIF FURNITURE DENGAN VARIASI KOMPAKSI

PEMANFAATAN LIMBAH TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

SEBAGAI PAPAN KOMPOSIT BAHAN ALTERNATIF FURNITURE

DENGAN VARIASI KOMPAKSI

Rizky Kurnia Putra, Sunardi, Moh Fawaid

Jurusan Teknik Mesin Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

Jl. Jendral Sudirman km 03, Cilegon 42435

Email : [email protected]

ABSTRAK

Industri kelapa sawit selain menghasilkan produk utama berupa minyak kelapa sawit, juga

menghasilkan limbah padat, berupa tandan kosong dan serabut kelapa sawit. Limbah serat kelapa

sawit dapat dimanfaatkan sebagai komposit bahan dasar meubelair, diantaranya dengan cara diolah

menjadi papan serat berkerapatan sedang. Material komposit terdiri dari beberapa jenis bahan

penyusun, antara lain serat tandan kosong kelapa sawit 15%, resin epoxy 15%, lem PVAc 20%,

serbuk kayu 50%. Proses pencetakan dilakukan menggunakan metode kompaksi cold press single

punch dengan variasi kompaksi 10 bar, 30 bar dan 50 bar. Karakteristik yang diteliti berupa

pengujian kerapatan, kekerasan, kuat impak, bending, batas elastisitas, pengembangan tebal serta

pengamatan struktur mikro. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kualitas papan komposit

dengan variasi kompaksi yang berbeda. Berdasarkan hasil penelitian, menunjukkan bahwa

komposit dengan variasi kompaksi 50 bar menghasilkan nilai terbaik dari tiap pengujian yang

dilakukan, diantaranya nilai kerapatan yang terbaik adalah 1.023 g/cm3, kekerasan 27 N/mm2, kuat

impak 7.340 kJ/m2, bending 41.8504 N. Sedangkan untuk pengembangan tebal dan batas

elastisitas didapat nilai masing-masing sebesar 0.90% dan 684.164 N/mm2.

Kata kunci : Limbah, Tandan kosong kelapa sawit, Papan komposit, Resin epoxy, Kompaksi

Palm oil industry generate the main product palm oil, also solid waste such as empty bunches and

palm fiber. To overcome with utilize waste into useful products and value-added, which can

include processed into middle fibers board. The composite materials was made by compaction

method. Composite materials made up 15% palm fiber, epoxy resin 15%, PVAc 20%, and sawdust

50%. The making process carried out by the method of cold press single punch with the pressure

variation 10, 30, and 50 bar. In the research will studied the density, hardness, impact strength,

bending, elasticity limit, change dimension and the micro structure. The results indicate that the

composite with the compacting of 50 bar, generate the best value of each test performed, the

density value is equal to 1.023 gr/cm3, hardness 27 N/mm

2, impact strength 7.340 kJ/m

2 and

bending 41.804 N. The change dimension and elasticity limit result 0.90%, and 684.164 N/mm2.

Keyword : Waste, palm fiber, fibers board, epoxy resin, compation

1. Pendahuluan Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)

merupakan limbah padat yang dihasilkan

pabrik/industri pengolahan minyak kelapa

sawit. Jumlah produksi kelapa sawit di

Indonesia dari tahun ke tahun mengalami

peningkatan. Pada tahun 2010 sebesar

21.958.120 ton dan pada tahun 2011

meningkat menjadi 22.508.011 ton. Di

provinsi Banten sendiri produksi kelapa

sawit tahun 2008 mencapai 25.865 ton

sampai tahun 2012 mencapai 26.561 ton

(BPS 2013). Di pabrik minyak kelapa sawit,

TTKS hanya dibakar dan sekarang telah

dilarang karena adanya kekhawatiran

pencemaran lingkungan atau dibuang

sehingga menimbulkan keluhan dan masalah

karena dapat menurunkan kemampuan tanah

menyerap air. Disamping itu, TTKS yang

membusuk ditempat akan membusuk dan

menarik kedatangan jenis kumbang tertentu

yang berpotensi merusak pohon kelapa sawit

hasil peremajaan di lahan sekitar tempat

pembuangan (Anonim, 1998).

Salah satu usaha dalam mengatasi hal

tersebut adalah memanfaatkan limbah TKKS

menjadi produk berguna dan bernilai

tambah, diantaranya dengan cara diolah

menjadi papan serat berkerapatan sedang.

Papan berkerapatan sedang banyak

digunakan untuk keperluan meubelair atau

furniture rumah tangga, bahkan konstruksi,

peralatan listrik, dan produk-produk panel

lainnya.

Pengembangan komposit dengan

material yang ramah lingkungan,

dimaksudkan antara lain adalah untuk

mensubtitusi bahan dasar yang dapat

mengganggu kelestarian hutan. Produk

komposit berkonsep ramah lingkungan

karena tidak menghasilkan limbah yang

merusak alam, dengan memanfaatkan

limbah alam seperti tandan kelapa sawit dan

serbuk gergajian kayu sengon yang belum

termanfaatkan sebagai bahan dasar

komposit. Berperan sebagai penguat dan

matriksnya adalah polimer. Penggunaan

komposit ini ditujukan untuk memanfaatkan

limbah tandan kelapa sawit dan serbuk

gergajian.

Dalam penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui kekuatan karakteristik papan

komposit dengan memanfaatkan limbah dari

industri kelapa sawit. Sehingga dapat

dimanfaatkan sebagai material meubel atau

furniture untuk mengurangi penggunaan

bahan dasar kayu. Dengan adanya komposit

ini, diharapkan member peluang usaha IKM

meubel lebih kreatif dan inovatif dalam

berkreasi, dan ikut serta melestarikan alam.

1.1 Tujuan Penelitian 1. Untuk mengetahui pengaruh variasi

kompaksi terhadap sifat mekanik

papan komposit bahan alternatif

furniture dengan penguat serat

tandan kosong kelapa sawit dan

serbuk gergajian kayu sengon.

2. Untuk mendapatkan nilai hasil uji

dari papan komposit dengan

penguat serat tandan kelapa sawit

sebagai bahan altenatif furniture.

2. Tinjauan Pustaka Komposit adalah material rekayasa yang

terdiri dari dua (atau lebih) bahan yang

berbeda yang membentuk suatu kesatuan,

sehingga diperoleh sifat bahan yang tidak

dimiliki komponen penyusun secara

individu.

2.1 Klasifikasi Komposit Secara umum komposit dapat

diklasifikasikan atas dua macam yaitu,

berdasarkan matriks dan penguatnya

(reinforcement). Berdasarkan matriks terbagi

atas 3 macam yaitu

a. Komposit matriks polimer

(Polymer Matrix

Composites/PMC), polimer sebagai

matrix.

b. Komposit matriks logam (Metal

Matrix Composites/MMC), logam

sebagai matrix.

c. Komposit matriks keramik

(Ceramic Matrix

Composites/CMC), keramik sebagai

matrix.

Berdasarkan penguatnya (reinforcement),

komposit terbagi atas tiga macam :

a. Fiber Reinforced Composites

Terdiri dari dua komponen

penyusun yaitu matriks dan serat.

b. Laminated (structural) Reinforced

Composites

Komposit jenis ini terdiri dari

sekurang-kurangnya dua lapis

material yang berbeda dan

digabung bersama-sama.

c. Particulate Composite Material

material komposit partikel terdiri

dari satu atau lebih partikel yang

tersuspensi di dalam matriks dari

matriks lainnya

Gambar 1. Klasifikasi komposit berdasarkan

penguatnya

2.2 Unsur Penyusun Komposit

Komposit tersusun atas berbagai unsur

pembentuk, secara garis besar dapat

dikelompokkan menjadi 3 bagian utama,

yaitu :

1) Matriks

Matriks adalah unsur pokok pada

komposit yang menjadi bagian penutup

dan pengikat struktur komposit. Matriks

dapat terdiri atas resin (Polyester,

epoxide, dan lain-lain) dan filler atau

additive.

2) Material pengisi (filler) dan

material penambah (additive)

Filler dan additive pada prinsipnya

adalah bertujuan untuk memodifikasi

sifat dari resin dan mengurangi biaya

pembuatan.

3) Material penguat (reinforcement)

Reinforcement pada komposit juga

biasa disebut dengan fiber atau serat.

Serat ini yang akan menentukan

karakteristik material komposit, seperti

kekakuan, serta sifat-sifat mekanik

lainnya. Syarat suatu material dapat

dijadikan sebagai reinforcement atau

serat yaitu mempunyai sifat mekanik

yang baik, stabilitas thermal yang

bagus, tahan terhadap korosi, ringan,

ekonomis, dan mudah didapatkan.

2.3 Bahan Penyusun

2.3.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit

(TKKS)

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)

merupakan limbah padat yang dihasilkan

pabrik/industri pengolahan minyak kelapa

sawit. Di pabrik minyak kelapa sawit, TKKS

hanya dibakar dan sekarang dilarang karena

adanya kekhawatiran pencemaran

lingkungan.

Hasil sisa olahan limbah pabrik kelapa

sawit berbentuk padatan dan umumnya

berbentuk tandan kosong, cangkang dan

serat buah. Tandan kosong kelapa sawit

memiliki banyak kandungan serat atau

selulosa, terdapat pada bagian pangkal atau

bagian ujung yang runcing dan keras.

Adapun komposisi kimia tandan kosong

kelapa sawit terdiri atas lignin 22.23%,

selulosa 37,76%, holoselulosa 68.88%, dan

abu 6.59%.

2.3.2 Serbuk Kayu Sengon

Sengon (Paraserianthes falcataria)

merupakan jenis tanaman kayu yang pada

penggunaannya sebagai bahan baku lokal

berdampak posif pada masa-masa yang akan

datang. Tanaman sengon dapat tumbuh pada

sebaran kondisi iklim apa saja, sehingga

sengon dapat tumbuh dengan baik di

sembarang tempat. Tinggi tanaman sengon

dapat mencapai 39 m dengan diameter lebih

dari 60 cm pada umur 12 tahun.

2.3.3 Resin Epoxy

Resin epoxy adalah bahan termoset

yang digunakan secara luas dalam aplikasi

komposit struktural karena memiliki

kombinasi unik dan sifat yang berbeda

dengan resin termoset lainnya. Resin epoxy

memiliki kekuatan tinggi, penyusutan

rendah, adhesi yang sangat baik untuk

berbagai pengunaan, baik isolasi listrik,

kimia dan ketahanan pelarut. Resin epoxy

juga bisa digunakan pada permukaan yang

basah, sehingga sangat cocok untuk

aplikasikan pada komposit. Resin epoxy

biasa digunakan sebagai perekat, pelapis dan

pengikat.

2.3.4 Lem PVAc Polimer polyvinyl acetate (PVAc), PVAc

ini merupakan polimer yang mempunyai

sifat kerekatan yang sangat kuat sehingga

sering digunakan sebagai bahan daasar lem,

kain, kertas dan kayu.

2.4 Proses Kompaksi Proses kompaksi adalah menempatkan

serbuk sehingga serbuk akan saling melekat

dan rongga udara antar partikel akan

terdorong keluar. Semakin besar tekanan

kompaksi, jumlah udara antar partikel akan

semakin sedikit, namun porositas tidak

mungkin nol. Hasil kompaksi biasa disebut

green body.

Berdasarkan temperatur, kompaksi dibagi

menjadi 2 cara, yaitu:

1. Hot compaction (kompaksi dengan

temperatur)

2. Cold compaction (kompaksi tanpa

temperatur)

Kompaksi dapat dilakukan dengan satu

arah sumbu atau dua arah sumbu. Kompaksi

dua arah ini bisa dengan arah berlawanan.

Kebanyakan proses kompaksi menggunakan

penekan atas dan bawah. Pada (Gambar 2)

terlihat berbagai jenis kompaksi yaitu (a)

single punches (b) dan (c) double punches

(d) multiple punches. Penekan bawah

sekaligus berfungsi sebagai injektor untuk

mengeluarkan benda yang telah dicetak.

Permukaan dalam cetakan (dies) harus halus

untuk mengurangi gesekan.

(a) (b) (c) (d)

Gambar 2. Jenis-jenis kompaksi

(Preparation) (Start compaction) (Completed) compaction)

Gambar 3.Tahapan proses kompaksi

(Groover, 2007)

Pada penelitian ini proses kompaksi

yang dilakukan menggunakan cold

compaction satu arah, dimana punch bagian

atas bergerak menekan ke bawah, sementara

punch bagian bawah tetap.

3. Metode Penelitian

3.1 Diagram Alir Penelitian Penelitian ini dilengkapi dengan

diagram alir penelitian. Adapun diagram alir

penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.

3.2 Bahan yang digunakan a. Serat tandan kelapa sawit

b. Serutan kayu sengon

c. PVAc (lem Fox)

d. Resin epoxy

e. NaOH

f. Aquades

3.3 Alat yang digunakan a. Gunting dan pisau

b. Gelas ukur

c. Timbangan digital

d. Mixer

e. Mesin press

f. Cetakan

g. Ayakan (screening)

h. Alat uji kekerasan

i. Alat uji impak

j. Alat uji bending

k. Alat uji struktur mikro

l. Stopwatch

Gambar 4.Diagram alir penelitian

4 Hasil dan Pembahasan

4.1 Hasil Pembuatan Spesimen

Pembuatan material komposit terdiri

dari beberapa jenis bahan penyusun, antara

lain serat tandan kosong kelapa sawit 15%,

resin epoxy 15%, lem PVAc 20%, serbuk

kayu 50%. Proses pencetakan dilakukan

dengan variasi kompaksi 10 bar, 30 bar dan

50 bar. Setelah dilakukan proses pencetakan,

maka dihasilkan sampel penelitian dengan

bentuk kondisi fisik yang sama, tetapi

berbeda dari segi dimensinya, dikarenakan

adanya pengaruh variasi kompaksi saat

proses pencetakan. Papan partikel yang

dihasilkan dari proses pencetakan kemudian

dibentuk menjadi benda uji sesuai dengan

standar pengujian untuk mengetahui nilai

dan karakteristik dari papan partikel

tersebut. Gambar 5 merupakan bentuk

kondisi fisik benda uji setelah dilakukan

pengujian.

Gambar 5. Kondisi fisik benda uji

4.2 Pengujian Densitas Densitas atau massa jenis secara teoritis

merupakan hasil dari massa per satuan

volume. Bahan komposit yang dikompaksi

dengan variasi kompaksi 10 bar, 30 bar, dan

50 bar akan mempengaruhi nilai kerapatan.

Pada proses pencetakan bahan yang

memiliki komposisi dan massa yang sama

jika diberikan kompaksi yang bervariasi

maka akan menghasilkan volume spesimen

yang bervariasi juga. Semakin besar

kompaksi maka struktur bahan akan semakin

padat dan volume spesimen akan mengecil.

Hasil penelitian untuk pengujian

kerapatan papan komposit dengan ukuran

panjang, lebar dan tebalnya 7 cm x 3 cm x 1

cm setelah dilakukan penimbangan dan

menghitung kerapatannya, maka didapatkan

hasil seperti pada Tabel 1 dan Gambar 6.

Tabel 1. Data perhitungan uji densitas

Gambar 6. Grafik pengaruh variasi

kompaksi terhadap nilai kerapatan

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa

nilai kerapatan papan komposit pada variasi

kompaksi 50 bar yaitu sebesar 1.023 gr/cm3,

lebih besar dibandingkan dengan yang lain,

dimana nilai kerapatan yang paling rendah

terdapat pada variasi kompaksi 10 bar

sebesar 0.928 gr/cm3. Penurunan densitas

pada variasi kompaksi 10 bar dipengaruhi

oleh tekanan yang lebih rendah saat proses

pengempaan, sehingga proses ikatan antar

partikel saat pencetakan kurang maksimal.

Untuk itu spesimen papan komposit

yang baik untuk digunakan adalah variasi

kompaksi 50 bar dimana tekanan tinggi

menghasilkan ikatan yang lebih solid,

struktur bahan akan semakin padat dan

volume bahan akan semakin mengecil,

dikarenakan jarak antar partikel semakin

dekat, porositas menurun, densitas

meningkat. Dengan semakin tingginya nilai

density atau kerapatannya maka akan

semakin tinggi sifat ketangguhan dari papan

partikel.

4.3 Pengujian Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal pada papan

komposit merupakan salah satu sifat fisis

yang menentukan suatu papan komposit

akan digunakan untuk keperluan interior dan

eksterior. Apabila pengembangan tebal

suatu papan komposit tinggi maka stabilitas

dimensi dari produk tersebut rendah,

sehingga produk tersebut tidak cocok

digunakan untuk keperluan eksterior dan

sifat mekanisnya akan menurun dalam

jangka waktu yang tidak lama.

0.88

0.9

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

1.04

10 30 50

Ker

apat

an (

gr/

cm3)

Variasi Kompaksi (Bar)

1.023

0.973

0.928

No Variasi

Kompaksi (Bar)

Kerapatan

(gr/cm3)

1 10 0.928

2 30 0.973

3 50 1.023

4 Papan Partikel Di

Pasaran

0.654

Pada penelitian kali ini pengujian

pengembangan tebal papan komposit

memiliki ukuran spesimen uji yaitu sebesar

7 cm x 3 cm x 1 cm. Sampel diukur tebal

awalnya (T1), lalu direndam dalam air (suhu

ruang) secara horizontal kurang lebih 3 cm

dibawah permukaan air selama 24 jam.

Setelah itu diukur kembali tebal

pengembangan pada spesimen benda uji

(T2). Setelah semua proses dilakukan, maka

didapatkan nilai pengembangan tebal papan

komposit dari variasi kompaksi seperti pada

Tabel 2 dan Gambar 7.

Tabel 2. Data perhitungan uji pengembangan

tebal.

Gambar 7. Grafik pengaruh variasi

kompaksi terhadap pengembangan tebal

papan komposit

Untuk pengujian pengembangan tebal

setelah dilakukan perendaman, terdapat 3

kategori pada SNI 03-2105-2006 yaitu :

1. Untuk papan komposit tipe 8

dengan perekat tipe U tidak

dipersyaratkan.

2. Untuk papan komposit tipe 24

– 10 dan 17.5 – 10.5 bila

tebalnya ≤ 12.7 mm,

maksimum 25% dan bila

tebalnya > 12.7 mm,

maksimumnya 20%.

3. Untuk papan partikel lainnya

maksimum 12%.

Mengacu pada SNI, untuk uji

pengembangan tebal terdapat 3 kategori.

Dimana pada penelitian ini termasuk

kategori ke-3 dengan ketentuan maksimum

dari nilai pengembangan tebal adalah 12%.

Dari hasil uji pengembangan tebal didapat

nilai pengembangan tebal terbesar pada

variasi kompaksi 10 bar yaitu sebesar

2.45%, dan untuk variasi kompaksi 30 bar

dan 50 bar hanya mengalami pengembangan

tebal sebesar 1.19% dan 0.9 %. Sedangkan

pada papan partikel pabrikan pengembangan

tebal mencapai 18.91%. Maka dari grafik uji

pengembangan tebal terhadap variasi

tekanan kompaksi memenuhi syarat SNI 03-

2105-2006.

4.4 Pengujian Kekerasan

Pengujian kekerasan dilakukan dengan

metode ball indentation menggunakan

indentor bola baja berdiameter 5 mm,

diberikan beban pada spesimen dengan

beban awal sebesar 9.8 N dan bertambah

hingga beban tertentu selama 30 detik.

Benda uji memiliki ukuran dengan standar

uji kekerasan ball indentation ISO 2039-1.

Data hasil uji kekerasan dapat dilihat pada

Tabel 3 di bawah ini.

Tabel 3. Data pengujian kekerasan (ball

indentation)

No Variasi

Kompaksi (Bar)

Ball Indentation

Hardness

(N/mm2)

1 10 24

2 30 25

3 50 27

4 Papan Partikel

Di Pasaran 21

Dari hasil pengujian kekerasan dapat

dilihat pengaruh variasi kompaksi terhadap

nilai kekerasan papaan komposit. Pada

variasi kompaksi 50 bar memiliki nilai

kekerasan ball indentation tertinggi seiring

dengan besarnya kompaksi, nilai kekerasan

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

10 30 50

Pen

gem

ban

gan

Teb

al %

Variasi Kompaksi (Bar)

2.52

1.20

0.94

No Variasi

Kompaksi (Bar)

Pengembangan

Tebal

(T2-T1/T2) %

1 10 2.52

2 30 1.20

3 50 0.94

4 Papan Partikel

Di Pasaran 23.33

ball indentation tertinggi yaitu sebesar 27

N/mm2. Sedangkan untuk nilai kekerasan

terendah pada variasi kompaksi 10 bar, yaitu

sebesar 24 N/mm2. Penurunan nilai

kekerasan ini disebabkan oleh kerapatan

papan komposit yang rendah, kerapatan

papan komposit dipengaruhi oleh variasi

kompaksi yang diberikan. Dengan

meningkatnya kompaksi akan semakin

mendorong partikel serbuk mengisi pori-

pori, sehingga akan menghasilkan struktur

bahan yang padat. Besarnya kompaksi

berbanding lurus dengan nilai kekerasan

komposit, sehingga rendahnya kompaksi dan

kerapatan papan komposit berpengaruh

menurunkan nilai kekerasan pada variasi

kompaksi 10 bar. Gambar grafik yang

menunjukan pengaruh variasi kompaksi

terhadap nilai kekerasan papan komposit

dapat dilihat pada Gambar 8.

Pengujian kekerasan ball indentation

untuk papan partikel pabrikan diperoleh nilai

kekerasan sebesar 21 N/mm2. Nilai

kekerasan papan partikel di pasaran yang

mendekati yaitu variasi kompaksi 10 bar

dengan nilai kekerasan sebesar 24 N/mm2.

Gambar 8. Grafik pengaruh variasi

kompaksi terhadap nilai kekerasan

4.5 Pengujian Impak

Hasil uji ketangguhan impak papan

komposit dilakukan dengan metode charpy

(ISO 179/1eU). Benda uji dengan ukuran

spesimen yang telah ditentukan

mendapatkan beban dari pendulum sebesar 2

Joule. Data hasil pengujian dapat dilihat

pada Tabel 4 di bawah ini.

Tabel 4. Data pengujian impak (charpy)

Dari hasil pengujian impak di atas dapat

dilihat bahwa variasi kompaksi berpengaruh

terhadap ketangguhan impak, dimana dapat

dilihat bahwa nilai impak yang didapat dari

tiga variasi kompaksi tersebut menunjukan

nilai harga impak yang berbeda. Variasi

kompaksi 10 bar, 30 bar dan 50 bar

mengindikasi ketangguhan impak naik

seiring dengan penambahan variasi

kompaksi yang diberikan saat proses

pembuatan papan komposit. Sedangkan

penurunan ketangguhan impak disebabkan

oleh nilai kekerasan papan komposit yang

rendah, nilai kekerasan dipengaruhi oleh

variasi kompaksi yang diberikan, sehingga

pada variasi kompaksi 10 bar papan

komposit lebih getas dan memiliki ikatan

partikel yang kurang maksimal.

Hal ini dibuktikan oleh nilai yang

didapat dari hasil uji, dengan nilai kekuatan

impak pada variasi kompaksi 10 bar, 30 bar,

dan 50 bar masing-masing sebesar 5.998

kJ/m2, 6.560 kJ/m

2 dan 7.340 kJ/m

2.

Sedangkan untuk papan partikel dipasaran

diperoleh nilai impak sebesar 3.201 kJ/m2.

Hasil uji ketangguhan impak dapat dilihat

pada Gambar 9.

Gambar 9. Grafik pengaruh variasi

kompaksi terhadap kekuatan impak

22.5

23

23.5

24

24.5

25

25.5

26

26.5

27

27.5

10 30 50

Ba

ll I

nd

enta

tion H

ard

nes

s (N

/mm

2)

Variasi Kompaksi (Bar)

27

25

24

0

1

2

3

4

5

6

7

8

10 30 50

Imp

act

Cha

rpy

Str

eng

th (

kJ/

m3)

Variasi Kompaksi (Bar)

7.340

6.560

5.998

No Variasi

Kompaksi (Bar)

Impact Charpy

Strength (kJ/m3)

1 10 5.998

2 30 6.560

3 50 7.340

4 Papan Partikel

Di Pasaran 3.201

Dari grafik tersebut, dapat disimpulkan

bahwa pada variasi kompaksi 50 bar

mempunyai ketangguhan impak yang lebih

tinggi dibandingkan dengan yang lainnya.

Hal ini disebabkan besarnya kompaksi

berbanding lurus dengan nilai ketangguhan

impak papan komposit.

4.6 Pengujian Bending Pengujian kekuatan bending dilakukan

dengan metode three point bending pada

spesimen balok dengan standar pengujian

ASTM D790. Hasil pengujian kekuatan

bending terhadap variasi kompaksi

ditampilkan pada Gambar 10 dan Gambar

11.

Gambar 10. Grafik pengaruh kompaksi

terhadap kekuatan bending

Gambar 11. Grafik pengaruh variasi

kompaksi terhadap batas elastisitas

Dari grafik di atas, nilai didapat setelah

dilakukan pengujian kekuatan bending,

dengan penambahan variasi kompaksi nilai

kekuatan bending rata-rata mengalami

kenaikan yang signifikan terhadap kekuatan

bending material papan komposit. Hal ini

disebabkan oleh kerapatan papan komposit

yang solid, semakin tinggi kompaksi,

semakin baik nilai kerapatannya. Namun

dalam hasil pengujian ini didapat nilai batas

elastisitas yang berbanding terbalik dengan

kekuatan bending. Dimana penurunan

kekuatan bending akibat rendahnya

kompaksi yang diberikan, justru memiliki

nilai batas elastisitas yang lebih besar,

sehingga pada variasi tekanan 10 bar papan

komposit memiliki nilai kekuatan bending

yang lebih rendah namun batas elastisitas

tinggi.

Hal ini dibuktikan oleh nilai yang

didapat dari hasil uji dengan nilai kekuatan

bending pada variasi kompaksi 10 bar, 30

bar dan 50 bar sebesar 35.2329 N, 39.9192

N dan 41.8504 N. Sedangkan untuk nilai

batas elastisitas variasi tekanan 10 bar, 30

bar dan 50 bar sebesar 840.052 N/mm2,

781.873 N/mm2 dan 684.164 N/mm2. Untuk

papan partikel pabrikan diperoleh nilai uji

bending sebesar 17.4893 N dan nilai batas

elastisitas sebesar 704.563 N/mm2. Data

hasil uji bending dapat dilihat pada Tabel 5

di bawah ini.

Tabel 5. Data pengujian bending

Maka dari data di atas dapat

disimpulkan, nilai kekuatan bending

tertinggi pada variasi kompaksi 50 bar,

sedangkan untuk nilai batas elastisitas

tertinggi pada variasi kompaksi 10 bar,

dimana nilai kekuatan bending berbanding

terbalik dengan batas elastisitas.

4.7 Pengamatan Struktur Mikro

Pengamatan struktur mikro bahan

komposit dilakukan menggunakan

mikroskop optik dengan pembesaran 200x

dan 50x, namun pada perbesaran 200x hasil

yang ditunjukkan bahan penyusun papan

komposit tidak terdistribusi dengan baik,

30

32

34

36

38

40

42

44

10 30 50

Ma

x.F

orc

e (N

)

Variasi Kompaksi (Bar)

41.85

39.91

35.23

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10 30 50

Ba

tas

Ela

stis

(N

/mm

2)

Variasi Kompaksi (Bar)

840.05

781.87

684.16

No

Variasi

Kompaksi

(Bar)

Elastic

(N/mm2)

Max.Force

(N)

1 10 840.052 35.2329

2 30 781.873 39.9192

3 50 684.164 41.8504

4

Papan

Partikel Di

Pasaran

704.563 17.4893

sehingga digunakan perbesaran 50x. bahan

penyusun papan komposit terdiri dari serat

kelapa sawit, serbuk kayu sengon, lem

PVAc dan resin epoxy. Pembuatan bahan

komposit dilakukan dengan variasi

kompaksi 10, 30 dan 50 bar, kemudian

dilakukan holding time selama 2 jam tanpa

proses sintering. Foto mikro bahan komposit

dapat dilihat pada Gambar 12.

Gambar 12. Hasil uji struktur mikro

Dapat dilihat pada gambar 12, foto

struktur mikro menunjukan ikatan antar

bahan penyusun diantaranya, resin yang

terlihat berwarna hitam, lem berwarna putih

menggumpal, serbuk kayu (filler) terlihat

keabu-abuan, dan serat berwarna putih

mengkilap. Pada gambar ini menunjukan

ikatan berupa traping antara resin epoxy,

lem PVAc dengan serat kelapa sawit dan

serbuk kayu, yang menguatkan hubungan

antar partikel sehingga memiliki nilai

kekuatan yang lebih baik dari sifat bahan

penyusun secara individual. Selain itu hasil

dari pengamatan struktur mikro pada ketiga

variasi spesimen yang diuji yaitu variasi

kompaksi 10, 30 dan 50 bar, hampir tidak

terlihat porositas, dikarenakan resin yang

mendominasi ikatan partikel papan

komposit. Namun sesungguhnya jumlah

porositas tidak mungkin nol, dikarenakan

adanya udara yang terjebak diantara ikatan

partikel penyusun saat proses pembuatan

papan komposit. Variasi kompaksi 50 bar

berpengaruh terhadap kerapatan dan

porositas, semakin besar tekanan akan

menghasilkan kerapatan tinggi dan porositas

rendah. Hasil pengujian ini sebanding

dengan hasil uji kerapatan (Density).

5 Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang sudah

dilakukan yaitu pengaruh variasi kompaksi

terhadap karakteristik komposit berpenguat

serat tandan kosong kelapa sawit sebagai

bahan alternatif papan komposit yang ada

dipasaran, diperoleh kesimpulan sebagai

berikut:

1. Pada hasil pengujian ini dapat dilihat

pengaruh variasi kompaksi terhadap

sifat mekanik, diantaranya pada variasi

kompaksi 50 bar memiliki nilai rata-rata

tertinggi dari hasil tiap-tiap pengujian.

Sedangkan pada variasi kompaksi 10

dan 30 bar didapatkan nilai yang lebih

rendah. Hal ini disebabkan oleh

pengaruh kompaksi saat proses

pembuatan, dimana semakin besar

tekanan yang diberikan maka akan

menghasilkan ikatan antar bahan

penyusun yang lebih solid. Sehingga

didapatkan pula nilai kekuatan papan

komposit yang baik seperti yang

diharapkan.

2. Diperoleh nilai dari hasil pengujian

yang telah dilakukan :

a. Nilai kerapatan (density) komposit

yang paling tinggi diperoleh dengan

variasi kompaksi 50 bar sebesar

1.023 g/cm3, variasi tekanan 10 dan

30 bar sebesar 0.928 g/cm3

dan

0.973 g/cm3. Sedangkan papan

komposit pabrikan diperoleh nilai

sebesar 0.654 g/cm3.

b. Nilai kekerasan (ball indentation)

yang paling tinggi diperoleh dengan

variasi kompaksi 50 bar sebesar 27

N/mm2. Sedangkan variasi

kompaksi 10 dan 30 bar diperoleh

nilai 24 N/mm2 dan 25 N/mm

2.

Papan komposit pabrikan diperoleh

nilai 21 N/mm2.

c. Didapat nilai terbesar pada uji

impak dengan variasi kompaksi 50

bar sebesar 7.340 kJ/m3,

sedangkan

variasi kompaksi 10 dan 30 bar

diperoleh 5.998 kJ/m3 dan 6.560

kJ/m3. Papan komposit pabrikan

diperoleh sebesar 3.139 kJ/m3.

d. Diperoleh nilai dari hasil uji dengan

nilai kekuatan bending terbesar

pada variasi kompaksi 50 bar yaitu

41.8504 N. Pada variasi kompaksi

10 dan 30 bar didapat nilai 35.2329

Serbuk Sengon Serat TKKS Resin Epoxy Lem Fox

N dan 39.9192 N. Sedangkan untuk

nilai batas elastisitas variasi

kompaksi 10 bar memiliki nilai

terbesar yaitu 840.052 N/mm2.

Variasi kompaksi 30 dan 50 bar

sebesar 781.873 N/mm2. Untuk

papan komposit pabrikan diperoleh

nilai uji bending 17.4893 N dan

nilai batas elastisitas sebesar

704.563 N/mm2.

e. Nilai pengembangan tebal terbesar

pada variasi kompaksi 10 bar

sebesar 2.52%. untuk variasi

kompaksi 30 dan 50 bar diperoleh

1.19% dan 0.90%. Sedangkan nilai

uji pengembangan tebal pada papan

komposit pabrikan didapat nilai

sebesar 23.33%.

f. Dari hasil pengamatan struktur

mikro, pada ketiga variasi spesimen

yang diuji hampir tidak terlihat

porositas. Dikarenakan resin yang

mendominasi ikatan partikel papan

komposit. Maka variasi kompaksi

berpengaruh pada kerapatan dan

porositas, semakin besar tekanan

akan menghasilkan kerapatan tinggi

dan porositas rendah.

5.2 Saran

Adapun saran yang diberikan untuk

penelitian lebih lanjut adalah sebagai

berikut:

1. Diperlukan alat bantu pemotong

serat tandan kosong kelapa sawit

untuk memudahkan dan efisiensi

waktu dalam pengerjaan bahan

dasar komposit.

2. Untuk penelitian selanjutnya

disarankan dalam pembuatan

cetakan atau dies agar lebih presisi,

sehingga tidak terjadi kebocoran

saat melakukan proses kompaksi.

3. Dalam proses mixing atau

pencampuran disarankan untuk

lebih teliti dalam mencampurkan

bahan penyusun, agar seluruh

bahan penyusun dapat tercampur

secara merata dan memiliki nilai

kekuatan yang seragam saat

dilakukan pengujian.

4. Untuk memenuhi standar kualitas

papan komposit yang ada di

pasaran, diperlukan pengujian

tambahan, seperti uji tarik skrup

dan lain-lain.

DAFTAR PUSTAKA

1. Dina S., 2010, Sifat-sifat Papan

Komposit Dari Serabut Kelapa,

Limbah Plastik Dan Perekat Urea

Formaldehida, Pontianak: Universitas

Tanjungpura.

2. Firmansyah R., 2013, Pengaruh Waktu

Pengempaan Dan Variasi Komposisi

Paduan Papan Partikel Dengan

Menggunakan Serat Tandan Kosong

Kelapa Sawit Dan Perekat Urea

Formaldehyde 1001 Terhadap Nilai

Impak, Padang: Universitas Andalas.

3. Gibson R.F., 1994, Principles Of

Composite Material Mechanics,

McGraw-Hill Book Co New York.

4. Groover P., 2007, “Fundamentals of

Modern Manufacturing”, Second

edition, John Wiley & Sons.

5. Haryo W., 2012, Pengaruh

Penambahan Carbon Nanotube Pada

Kekuatan Mekanik Komposit Serat

Tandan Kosong Kelapa Sawit Dengan

Resin Epoxy, Depok: Universitas

Indonesia.

6. Paulus A., 2010, Pengaruh Tekanan

Kompaksi Dan Waktu Penahanan

Temperatur Sintering Terhadap Sifat

Magnetik Dan Kekerasan Pada

Pembuatan Iron Soft Magnetic Dari

Serbuk Besi, Surabaya: ITS.

7. Shafnur H., 2013, Pengaruh Variasi

Tekanan Kompaksi Terhadap

Karakteristik Komposit Bahan

Alternatif Kampas Rem Berpenguat

Serat Bambu, Cilegon: UNTIRTA.

8. Siti A., 2009, Pemanfaatan Limbah

Kelapa Sawit Sebagai Komposit Untuk

Meubel, Jakarta: Balai Besar Kimia

Dan Kemasan.

9. Slamet S., 2013, Komposit Partikel

Serbuk Gergajian Kayu Dengan Resin

Urea Formalidehid Sebagai Bahan

Baku Utama Box Speaker, Kudus:

Universitas Muria Kudus.

10. SNI Handbook ICS 79.060.20, 2004,

Standar Nasional Indonesia 03-2105-

2006 Papan Partikel.