Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 11, No. 2, Desember 2021: 51-58 e-ISSN: 2715-9116 DOI: 10.37209/jtbbt.v11i2

## KARAKTERISTIK MATERIAL KOMPOSIT BERBASIS LIMBAH KAYU JATI DAN PATI UMBI GARUT TERMODIFIKASI SODIUM TRIPOLIFOSFAT (STTP)
CHARACTERISTICS OF COMPOSITE MATERIALS BASED ON TEAK WOOD WASTE AND ARROWROOT STARCH MODIFIED WITH SODIUM TRIPOLYPHOSPHATE (STPP)
Tri Widagdo * , Sujito, Imam Rofi’i
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Jember Jl. Kalimantan Tegalboto No.37, Krajan Timur, Sumbersari, Kecamatan Sumbersari, Kabupaten Jember, Jawa Timur 68121, Telepon: (0331) 330224
Diterima: 6 September 2021 Direvisi: 4 Oktober 2021 Disetujui: 1 November 2021

## ABSTRAK
Pengembangan  bahan  komposit  hingga  saat  ini  terus  dilakukan  untuk  mendapatkan  bahan  komposit  yang ramah  lingkungan,  guna  menggantikan  bahan  komposit  yang  terbuat  dari  bahan  plastik  dan  sintesis  yang  dinilai kurang ramah lingkungan. Pada penelitian ini dilakukan sintesis dan karakterisasi  bahan komposit berbasis limbah serbuk  gergaji  kayu  jati  dan  pati  umbi  Garut  termodifikasi  sodium  tripolifosfat  (STPP).    Dilakukan  variasi  pada konsentrasi  STPP  yang  digunakan  untuk  memodifikasi  pati  umbi  Garut  yaitu  0%,  1%,  3%  dan  5%.  Karakterisasi dilakukan  meliputi  kerapatan,  kadar  air,  pengembangan  tebal,  kekuatan  dan  modulus bending .  Hasil  karakterisasi didapatkan bahwa karakteristik bahan komposit terendah terdapat pada bahan komposit tanpa perlakuan modifikasi (STPP 0%). Hal ini menunjukkan bahwa modifikasi perekat berbasis pati umbi Garut menggunakan STPP mampu meningkatkan karakteristik bahan komposit. Karakteristik tertinggi didapatkan pada bahan komposit dengan perekat pati umbi Garut termodifikasi STPP 3%. Nilai karakteristik bahan komposit jenis ini yaitu kerapatan (0,83 ± 0,03) g/cm 3 , kadar air (13,26 ± 2,4) %, dan pengembangan tebal (14,98 ± 1,72) %, sementara sifat mekanik berturut-turut yaitu kekuatan bending (7,63 ± 0,49) MPa dan modulus bending (86,93 ± 24,02) MPa.
Kata kunci : komposit, pati umbi termodifikasi, karakteristik komposit.

## ABSTRACT
The  development  of  composite  materials  is  currently  being  carried  out  to  obtain  environmentally  friendly composite materials to replace composite materials made of plastic and synthetic materials that are considered less environmentally  friendly.  In  this  study,  the  synthesis  and  characterization  of  composite  materials  based  on  teak sawdust and modified arrowroot starch modified with sodium tripolyphosphate (STPP) were carried out. There were variations in the STPP concentration used to modify arrowroot starch, namely 0%, 1%, 3% and 5%. Characterization was  carried  out  including  density,  moisture  content,  thickness  swelling,  strength  and  bending  modulus. Characterization  results  showed  that  the  lowest  characteristics  of  composite  materials  were  found  in  composite materials without modification treatment (STPP 0%). This shows that the modification of the arrowroot starch-based adhesive  using  STPP  can  improve  the  characteristics  of  the  composite  material.  The  highest  characteristics  were obtained in the composite material with 3% STPP modified arrowroot starch adhesive. The characteristic values of this  type  of  composite  material  are  density  (0.83  ±  0.03)  g/cm 3 ,  moisture  content  (13.26  ±  2.4)  %,  and  thickness development (14.98 ± 1.72) %, while the mechanical characteristic, bending strength (7.63 ± 0.49) MPa and bending modulus (86.93 ± 24.02) MPa.
Keywords: composite material, modified arrowroot starch, characteristics of composite.

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  bahan  kayu  sebagai  produk struktural  atau  non-struktural  terus  mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya populasi dunia, akan tetapi tidak diiringi dengan peningkatan  ketersediaan  bahan  kayu  tersebut. Kondisi tersebut dapat berakibat pada terjadinya deforestasi  hutan.  Data  Badan  Pusat  Statistik (BPS)  Indonesia  menyatakan  bahwa  produksi kayu  bulat  perusahaan  Hak  Pengusahaan  Hutan (HPH)  mengalami  penurunan  pada  tahun  2016- 2017 yaitu dari 5.647.171 m 3 menjadi 5.473.814 m 3 [1]. Usaha yang dilakukan untuk menanggapi hal  tersebut  yaitu  pengembangan  teknologi  di bidang  material,  salah  satunya  adalah  bahan komposit [2].
Saat  ini  telah  banyak  diproduksi  bahan komposit dengan bahan perekat sintetis berbasis formaldehyde ,  dimana  perekat  jenis  ini  menurut International  Agency  for  Research  on  Cancer (IARC) dapat mengeluarkan emisi formaldehyde yang bersifat karsinogenik bagi manusia [3]. Oleh karena itu, saat ini banyak dikembangkan bahan komposit  yang  memanfaatkan  bahan  alam sebagai  penguat  dan  matriks.  Bahan  alam  telah banyak  digunakan  sebagai  penguat  seperti penggunaan  serat  bambu  [4],  pelepah  salak  [5], tongkol jagung dan serbuk gergaji [6]. Sementara penggunaan perekat alam yang bersifat biodegradable telah dilakukan dengan memanfaatkan  berbagai  jenis  pati,  seperti  pati jagung, pati ganyong dan pati umbi Garut [7].
Bahan  komposit  yang  terbuat  dari  bahan alam  pada  kenyataannya  belum  sepenuhnya mampu  menggantikan  bahan  konvensional karena  rendahnya  sifat  fisis  dan  mekanis  yang dimiliki.  Hal  tersebut  salah  satunya  disebabkan oleh  interaksi  yang  lemah  antara  bahan  penguat dan  matriks  serta  kecenderungan  bahan  alam yang  hidrofilik. Peningkatan karakteristik  bahan komposit  dapat  dilakukan  dengan  memodifikasi perekat  berbasis  pati.  Modifikasi  pati  dapat dilakukan  secara  kimia.  Metode  modifikasi  pati secara  kimia  dilakukan  dengan  menambahkan bahan kimia tertentu untuk menggantikan gugus hidroksil  (-OH)  pada  pati  guna  memperkuat ikatan rantai antar granula pati [8].
Sejumlah penelitian yang berkaitan dengan modifikasi  pati  secara  kimia  telah  dilakukan, seperti  modifikasi  pati  beras  [9,10],  pati  sagu [11],  dan  pati  umbi  jalar  [12].  Salah  satu  jenis reagen yang biasa digunakan untuk memodifikasi pati yaitu Sodium Tripolyphosphate (STPP) [13].
Modifikasi pati dengan STPP dapat menghasilkan  pati  dengan swelling  power yang kecil,  membuat  ikatan  pati  menjadi  kuat,  tahan terhadap pemanasan, kondisi asam dan perlakuan mekanis  sehingga  dapat  menurunkan  derajat pembengkakan  granula.  Selain  itu,  modifikasi pati  dengan  STPP  dapat  meningkatkan  tekstur, viskositas,  kekuatan  pasta,  dan  daya  rekat  pati serta  meningkatkan  stabilitas  adonan  karena adanya  ikatan  antara  pati  dengan  fosfat  diester atau  ikatan  silang  antar  gugus  hidroksil  (-OH) [12,14,15].
Penggunaan perekat berbasis pati termodifikasi  dalam  pembuatan  bahan  komposit telah banyak dilakukan oleh peneliti. Pembuatan bahan komposit berbasis partikel kayu karet dan pati beras dimodifikasi epichlorohydrin memiliki karakteristik yang lebih baik daripada penggunaan perekat pati beras alami [16]. Selain itu, pembuatan bahan komposit dengan penambahan  pati  jagung,  ganyong  dan  umbi Garut pada bahan komposit dengan perekat asam sitrat  dan  penguat  partikel  bambu  petung. Penambahan  pati  umbi  Garut  menghasilkan bahan  komposit  dengan  karakteristik  yang  lebih baik  daripada  pati  ganyong  dan  pati  jagung  [7]. Bahan  komposit  dengan  perekat  pati  singkong termodifikasi  dapat  digunakan  sebagai  panel dalam ruangan, partisi dan plafon [17].
Kekuatan bahan komposit yang dihasilkan selain  ditentukan  oleh  jenis  perekat  juga ditentukan  oleh  jenis  penguat  yang  digunakan. Telah  banyak  dikembangkan  material  penguat dalam  pembuatan  bahan  komposit  dengan menggunakan bahan alami berbasis selulosa yang berasal  dari  alam.  Beberapa  jenis  bahan  alam yang pernah digunakan diantaranya serat bambu [4], pelepah salak [5], tongkol jagung dan serbuk gergaji kayu [6]. Kayu jati merupakan salah satu jenis kayu yang banyak digunakan pada industri furnitur.  Peningkatan  industri  pengolahan  kayu saat  ini  menyebabkan  meningkatnya  jumlah limbah  yang  dihasilkan  dengan  jumlah  limbah dapat  mencapai  54,24%  dari  total  produksi. Sehingga  perlu  adanya  pemanfaatan  limbah untuk  dapat  dijadikan  produk  baru  yang  lebih bernilai,  salah  satunya  yaitu  dengan  pembuatan bahan komposit berbasis partikel kayu [18].
Penelitian yang dilakukan yaitu pembuatan bahan komposit berbasis limbah serbuk kayu jati dan perekat pati umbi Garut termodifikasi STPP. Di  dalam  tulisan  ini  akan  dipaparkan  hasil penelitian yang meliputi kerapatan, kadar air dan
Jurnal Teknologi Bahan dan Barang Teknik Vol. 11, No. 2, Desember 2021: 51-58 e-ISSN: 2715-9116 DOI: 10.37209/jtbbt
pengembangan tebal serta sifat mekanis meliputi kekuatan dan modulus bending bahan komposit.

## BAHAN DAN METODE

## Preparasi Bahan
Bahan  yang  digunakan  untuk  pembuatan sampel  bahan  komposit  adalah  serbuk  gergaji kayu jati yang diperoleh dari perusahaan mebel di Bondowoso. Serbuk kayu jati direndam di dalam larutan NaOH 5% selama 2 jam. Hasil rendaman kemudian  dicuci  dan  dikeringkan.  Serbuk  kayu jati  yang  diperoleh  kemudian  dihaluskan  dan diayak,  serbuk  yang  lolos  ayakan  40  mesh digunakan  sebagai  material  penguat  bahan komposit.

## Modifikasi Matriks Pati Umbi Garut
Pati  umbi  Garut  (100  g)  dilarutkan  ke dalam  akuades  (250  ml),  kemudian  sejumlah STPP sesuai variasi (0%, 1%, 3%, dan 5%) dari berat  pati  umbi  Garut  ditambahkan  ke  dalam larutan  pati.  pH  larutan  yang  terbentuk ditingkatkan  hingga  10,5  dengan  menggunakan NaOH  5%,  kemudian  larutan  diaduk  dengan magnetic stirrer pada  suhu 45 o C selama 1 jam. HCl  1N  ditambahkan  hingga  pH  mencapai  5,5 untuk mengakhiri reaksi. Endapan pati kemudian dicuci  dengan  akuades  dan  ditambahkan  NaOH 5%  untuk  menetralkan  pati.  Endapan  pati kemudian  dikeringkan  menggunakan  oven  pada suhu  50 o C  selama  8  jam. Pati  kering kemudian dihaluskan dan diayak dengan ukuran 80 mesh.

## Sintesis Bahan Komposit
Sintesis  bahan  komposit  dalam  penelitian ini dilakukan dalam dua tahapan. Tahap pertama yaitu  sintesis  bahan  komposit  dengan  variasi konsentrasi  STPP  0%,  1%,  3%,  dan  5%.  Tahap ini  dilakukan  untuk  mendapatkan  konsentrasi STPP  terbaik  untuk  modifikasi  pati  umbi  Garut sebagai matriks. Konsentrasi STPP terbaik untuk modifikasi pati umbi Garut selanjutnya digunakan  untuk  penelitian  tahap  kedua  dengan variasi fraksi massa penguat 25%, 50%, dan 75%.
Bahan  komposit  disintesis  dengan  berat total  10  g.  Pati  umbi  Garut  (5  g)  dilarutkan dengan akuades (10 ml) kemudian diaduk hingga rata. Matriks pati umbi Garut kemudian dicampur dengan  penguat  serbuk  kayu  jati  (5  g)  hingga tercampur  rata.  Campuran  yang  didapatkan kemudian dipanggang dalam oven pada suhu 100 o C selama 20 menit untuk mengurangi kandungan
air campuran. Campuran selanjutnya dimasukkan ke dalam cetakan logam dengan ukuran lebar 12 mm, panjang 100 mm dan tebal 20 mm. Cetakan dilakukan  proses  pengempaan  dengan  alat hot press  machine pada  tekanan  3  MPa  dan temperatur 80 o C selama 20 menit. Proses sintesis bahan  komposit  diakhiri  dengan  pengeringan sampel hasil sintesis dengan  dipanggang (dalam oven)  pada  suhu  65 o C  selama  12  jam.  Setiap sampel dilakukan 5 (lima) kali pengulangan.

## Karakterisasi Bahan Komposit
Karakterisasi  bahan  komposit  dibagi menjadi  dua  bagian,  yaitu  sebelum  dan  setelah sintesis  bahan  komposit.  Karakterisasi  sebelum sintesis  bahan  komposit  menggunakan  uji  FTIR ( Fourier  Transform  Infrared )  pada  pati  umbi Garut  termodifikasi.  Sementara  karakterisasi setelah sintesis bahan komposit menggunakan uji kerapatan,  kadar  air,  pengembangan  tebal, kekuatan dan modulus bending .
Uji FTIR dilakukan dengan menggunakan mesin  uji  FTIR  NICOLET  Is10.  Pengujian dilakukan dengan  proses scanning terhadap pati umbi  Garut  sebelum  dan  setelah  modifikasi menggunakan  STPP.  Hasil  dari  uji  FTIR  yaitu berupa  grafik  hubungan  antara  intensitas gelombang transmisi sebagai fungsi dari bilangan gelombang. Tanggapan spektrum yang diperoleh dari pati umbi Garut selanjutnya dianalisis untuk mengidentifikasi  gugus  fungsi  penyusun  pati umbi Garut sebelum dan setelah modifikasi.
Uji  kerapatan,  kadar  air,  pengembangan tebal,  kekuatan  dan  modulus bending dilakukan dengan mengacu pada standar SNI 03-2105-2006 [19].  Uji kerapatan  dilakukan  dengan  mengukur massa dan dimensi bahan komposit yang meliputi panjang, lebar dan tebal, yang selanjutnya dapat dianalisis  untuk  menentukan  kerapatan  bahan komposit menggunakan persamaan berikut:
Densitas ( g cm 3 ) ⁄ = M V (1)
dengan:
M  =  massa sampel (gram) V  =  volume sampel (cm 3 )
Pengujian kadar air dilakukan dengan mengukur massa  sampel  uji  kemudian  dikeringkan dengan oven  pada  suhu  100 o C  hingga  berat  bahan komposit  konstan.  Kadar  air  ditentukan  dengan persamaan berikut:
Kadar air (%)= m 1 -m 0 m 0 ×100                                    (2)
dengan:
m 1 =  massa sebelum dikeringkan (g) m 0 =  massa setelah dikeringkan (g)
Uji  pengembangan  tebal  bahan  komposit dilakukan  dengan  mengukur  tebal  bahan komposit, kemudian sampel direndam selama 24 jam dan diukur tebal setelah direndam. Penentuan nilai  pengembangan  tebal  ditentukan  dengan persamaan berikut:
Pengembangan Tebal (%) = t 2 -t 1 t 1 ×100 (3)
dengan: t 1 =  tebal sebelum direndam (mm) t 2 =  tebal setelah direndam (mm)
Uji  kekuatan dan  modulus bending bahan komposit dilakukan melalui uji bending menggunakan mesin Universal Testing Machine (UTM)  Tipe  HT2402-10kN.  Sampel  bahan komposit  diletakkan  di  antara  dua  penumpu dengan  jarak  5  cm.  Kemudian  data  lebar,  tebal, dan jarak antar penumpu diinput pada program uji bending , dilanjutkan dengan mengatur kecepatan pemberian  pembebanan  secara  berkala  dengan kecepatan  10  mm/menit  hingga  sampel  patah. Nilai  kekuatan  dan  modulus bending ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
σ b = 3PL 2bh 2 ( 4 ) E b = ∆PL 3 4∆ybh 3 ( 5 )
dengan: σ b =  kekuatan bending (MPa) E b =  modulus bending (MPa)
P =  beban tekan (N)
L =  jarak penyangga (mm)
b =  lebar sampel (mm)
h =  tebal sampel (mm)
y =  defleksi (mm)

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisis Uji FTIR
Uji  FTIR  dilakukan  terhadap  seluruh sampel  pati  umbi  Garut  alami  (STPP  0%),  dan pati umbi Garut termodifikasi STPP 1%, 3%, 5%. Hasil  uji  FTIR  dinyatakan  dalam  bentuk  grafik
hubungan  intensitas  transmitansi  sebagai  fungsi dari bilangan gelombang, yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Berdasarkan  Gambar  1,  terdapat  empat puncak  spektrum  IR  pada  daerah  bilangan gelombang  4000-800  cm -1 .  Setiap  daerah bilangan gelombang yang dihasilkan pada setiap puncak  spektrum  menunjukkan  keberadaan  dari suatu  gugus  fungsi  tertentu.  Spektrum  IR  pada keseluruhan jenis pati umbi  Garut menunjukkan adanya  puncak  pada  bilangan  gelombang  3300 cm -1 , yang menandakan adanya gugus hidroksil (- OH),  dan  berhubungan  dengan  sifat  hidrofilik pati. Puncak pada bilangan gelombang 3300 cm -1 yang  masih  terdeteksi  pada  pati  termodifikasi STPP menunjukkan bahwa modifikasi yang  dilakukan  belum  sepenuhnya  mampu menggantikan  gugus  hidroksil  pada  pati  dengan gugus fosfat dari STPP [20]. Puncak spektrum IR selanjutnya  teramati  pada  daerah  bilangan gelombang 1635 cm -1 , yang diduga berhubungan dengan keberadaan air yang terikat erat di dalam molekul pati [9].
Modifikasi  pati  umbi  Garut  dengan STPP akan berakibat pada terbentuknya gugus fosfat di dalam  pati.  Terbentuknya  gugus  fosfat  di  dalam pati akibat dari proses modifikasi yang dilakukan ditunjukkan  pada  daerah  bilangan  gelombang 1338  cm -1 dan  1000  cm -1 .  Pada daerah  bilangan gelombang ini, puncak spektrum pada pati tanpa modifikasi  (STPP  0%)  hanya  terdapat  pada bilangan gelombang 1000 cm -1 dengan intensitas yang  sangat  lemah,  sementara  pada  pati termodifikasi  menunjukkan  intensitas  yang sangat kuat pada bilangan gelombang 1338 cm -1 dan  1000  cm -1 .  Teramatinya  puncak  bilangan gelombang 1000 cm -1 pada pati tanpa modifikasi dimungkinkan  karena  ketidakmurnian  pati  yang digunakan,  sehingga  pada  daerah  puncak
Gambar 1. Spektrum FTIR Pati Umbi Garut pada Berbagai Konsentrasi STPP .
spektrum masih teramati kandungan gugus fungsi fosfat  dengan  intensitas  yang  sangat  lemah. Puncak spektrum pada daerah bilangan
gelombang 1338 cm -1 dan 1000 cm -1 , menunjukkan  bahwa  adanya  gugus  fungsi  P=O dan P-O-C yang merupakan gugus fosfat. Hal ini menunjukkan  adanya  keberhasilan  dari  proses modifikasi yang dilakukan [21].
Karakteristik Bahan Komposit dengan
Matriks Termodifikasi STPP
Berdasarkan  Gambar  2,  terlihat  bahwa nilai  kerapatan  tertinggi  terdapat  pada  bahan komposit  dengan  matriks  pati  umbi  Garut termodifikasi  STPP  3%  sebesar  (0,82  ±  0,03) g/cm 3 ,  dan  terendah  terdapat  pada  bahan komposit dengan matriks pati umbi  Garut alami (STPP 0%) sebesar (0,76 ± 0,03) g/cm 3 . Hal ini menunjukkan  bahwa  kerapatan  atau  densitas bahan komposit dalam penelitian ini dipengaruhi oleh  variasi  konsentrasi  STPP  yang  digunakan untuk  memodifikasi  matriks  pati  umbi  Garut. Nilai  kerapatan  yang  dihasilkan  pada  penelitian menunjukkan  bahwa  dengan  modifikasi  matriks pati Garut menggunakan STPP mampu meningkatkan kerapatan bahan komposit. Peningkatan  yang  terjadi  diduga  karena  dengan modifikasi  pati  Garut  menggunakan  STPP  akan membentuk  gugus  fosfat  di  dalam  pati.  Gugus fosfat  yang  terpenetrasi  ke  dalam  granula  pati membentuk ikatan kovalen dengan molekul pati menghasilkan molekul yang lebih besar sehingga meningkatkan berat molekul pati secara keseluruhan [22].
Nilai  kadar  air  masing-masing  bahan komposit  yang  dihasilkan  dalam  penelitian  ini memiliki  nilai  yang  bervariasi  sesuai  dengan variasi  konsentrasi  STPP  yang  digunakan  untuk modifikasi.  Modifikasi  pati  umbi  Garut  dengan STPP mampu menurunkan nilai kadar air bahan komposit. Berdasarkan Gambar 3, nilai kadar air tertinggi  terdapat  pada  bahan  komposit  dengan matriks pati umbi Garut alami (STPP 0%) sebesar (16,98  ±  0,57)%,  dan  terendah  pada  bahan komposit  dengan  konsentrasi  STPP  3%  sebesar (13,26 ± 2,4)%.
Sebagaimana  penelitian  yang  dilakukan oleh [16], perlakuan modifikasi matriks berbasis pati  dapat  menurunkan  nilai  kadar  air  bahan komposit  dibanding  dengan  pati  alami.  gugus fosfat dari STPP mampu bereaksi dengan gugus hidroksil  pada  pati  sehingga  membentuk  ikatan silang  yang  dapat  menghambat  penetrasi  air  ke dalam pati. Perlakuan modifikasi juga mengakibatkan bertambahnya kandungan amilosa di dalam pati yang memiliki rantai lurus. Bertambahnya kandungan amilosa yang berantai lurus  akan  menghasilkan  jaringan  yang  lebih rapat,  sehingga  mampu  menurunkan  sifat hidrofilik bahan komposit yang dihasilkan. Selain itu,  gugus  fosfat  yang  terbentuk  di  dalam  pati akan  menghasilkan  granula  pati  yang  dapat membatasi  penyerapan  air  dengan  membatasi mobilitas  rantai  pati  [9,11].  Akan  tetapi, penggunaan konsentrasi STPP yang makin tinggi akan  menghasilkan  gugus  fosfat  yang  terbentuk makin banyak. Gugus fosfat memiliki sifat polar yang  mudah  mengikat  air,  sehingga  pada penggunaan  konsentrasi  STPP  yang  tinggi  akan berakibat  pada  air  yang  diikat  oleh  gugus  fosfat makin banyak, sehingga meningkatkan kadar air bahan komposit [8].
Gambar 2. Kerapatan Bahan Komposit
Gambar 3. Kadar Air Bahan Komposit
Berdasarkan  Gambar  4,  terlihat  bahwa bahan  komposit  yang  menggunakan  matriks berbasis  pati  umbi  Garut  termodifikasi  STPP memiliki  nilai  pengembangan  tebal  yang  lebih rendah dibandingkan dengan yang menggunakan pati umbi Garut alami. Nilai pengembangan tebal tertinggi  terdapat  pada  bahan  komposit  dengan matriks pati umbi Garut alami (STPP 0%) sebesar (16,28  ±  1,24)%,  sedangkan  yang  terendah terdapat  pada  bahan  komposit  dengan  matriks pati umbi Garut termodifikasi STPP 3% sebesar (14,98  ±  1,72)%.  Nilai  pengembangan  tebal bahan  komposit  mengalami  penurunan  ketika menggunakan matriks pati umbi Garut termodifikasi  STPP  hingga  3%,  dan  mengalami kenaikan saat menggunakan STPP 5%. Modifikasi  pati  umbi  Garut  dengan  STPP  akan berakibat  pada  terbentuknya  gugus  fosfat  di dalam pati. Adanya gugus fosfat yang terbentuk di  dalam  granula  pati  akibat  dari  proses modifikasi  dengan  STPP  menghasilkan  pati dengan  ketahanan  yang  lebih  kuat  untuk terpenetrasi oleh air. Gugus fosfat yang terbentuk mampu  membentuk  semacam water  barrier sehingga mampu membatasi penyerapan air dari bahan  komposit  [23,  9].  Hal  ini  sesuai  dengan hasil  uji  FTIR,  dimana  modifikasi  pati  dengan STPP  mampu  membentuk  pati  fosfat  yang mampu  mengurangi  sifat  hidrofilik  bahan komposit.
Penggunaan  konsentrasi  STPP  sebagai reagen untuk modifikasi pati umbi Garut dengan konsentrasi yang terlalu tinggi akan menyebabkan penurunan stabilitas dimensi bahan komposit.  Pada  konsentrasi  reagen  yang  lebih tinggi  akan  menghasilkan  pati  dengan  ukuran granula  pati  yang  lebih  besar.  Kondisi  tersebut berakibat pada kemungkinan peningkatan sejumlah  volume  pati  bebas  di  dalam  bahan
komposit,  sehingga  air  akan  lebih  mudah terpenetrasi  ke  dalam  dan  meningkatkan  nilai pengembangan tebal bahan komposit [10]. Selain itu, penambahan senyawa fosfat yang berasal dari STPP  berpengaruh  terhadap  karakteristik  fisik molekul  pati  yaitu  meningkatkan  jumlah porositas  bahan.  Porositas  merupakan  jumlah pori-pori pada bahan, sehingga dengan meningkatnya  porositas  bahan  akan  berakibat pada semakin tingginya penyerapan air di dalam bahan tersebut [12].
Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh  pada Gambar  5,  kekuatan  dan  modulus bending tertinggi didapatkan pada bahan komposit dengan matriks pati umbi Garut termodifikasi STPP 3% dan  terendah  pada  bahan  komposit  dengan matriks pati umbi Garut alami (STPP 0%). Secara berurutan nilai kekuatan bending bahan komposit dengan konsentrasi STPP 3% dan 0% yaitu (6,82 ±  1,25)  MPa,  dan  (7,63  ±  0,49)  MPa,  serta modulus bending yaitu (66,57 ± 16,75) MPa, dan (86,93  ±  24,02)  MPa.  Kekuatan  dan  modulus bending yang  diperoleh  pada  penelitian  ini memiliki  nilai  yang  lebih  tinggi  daripada penelitian  yang  dilakukan  oleh  [17],  yaitu pembuatan  bahan  komposit  dengan  penguat partikel  kayu  ulin  dan  matriks  pati  singkong termodifikasi glutaraldehyde . Hasil yang diperoleh  yaitu  kekuatan bending mulai  dari 0,055  sampai  0,342  MPa, dan  modulus bending mulai 5,9 sampai 32,3 MPa. Penggunaan matriks berbasis  pati  Garut  termodifikasi  STPP  dapat meningkatkan  kekuatan  dan  modulus bending bahan komposit dibandingkan dengan menggunakan  matriks  pati  alami.  Hal  ini karena  penggunaan  pati  termodifikasi  STPP memungkinkan  terjadinya  ikatan  silang  antara gugus  fosfat  dari  STPP  dengan  gugus  hidroksil pada pati dan partikel kayu. Terbentuknya gugus
Gambar 4. Pengembangan Tebal Komposit
Gambar 5. Kekuatan Bahan Komposit
fosfat  di  dalam  granula  pati  dibuktikan  dengan adanya hasil uji FTIR. Adanya ikatan silang yang terjadi  dapat  meningkatkan  daya  ikat  antara matriks  dan  penguat,  meningkatkan  transfer tegangan  di  dalam  bahan,  dan  lebih  tahan terhadap perlakuan mekanik [16].
Berdasarkan  Gambar  5,  terlihat  bahwa penggunaan STPP dengan konsentrasi hingga 3% mampu  meningkatkan  kekuatan  dan  modulus bending , sedangkan pada penggunaan STPP 5% sifat  mekanis  bahan  komposit  mengalami penurunan.  Secara  keseluruhan,  konsentrasi STPP  yang  digunakan  untuk  modifikasi  pati menjadi  indikator  penting  untuk  meningkatkan kekuatan dan modulus bending bahan komposit. Pada konsentrasi yang rendah, ikatan silang yang terjadi di antara bahan penyusun menjadi sangat terbatas  karena  gugus  fosfat  tidak  dapat menggantikan  sejumlah  besar  gugus  hidroksil yang  terdapat  dalam  pati,  akibatnya  kekuatan mekanisnya  akan  menurun.  Sedangkan,  pada konsentrasi  yang  terlalu  tinggi  terjadi  ikatan silang  yang  berlebih  di  dalam  bahan  penyusun, hal  ini  akan  membatasi  mobilitas  dari  molekul pati  yang  dapat  berakibat  pada  menurunnya kekuatan  dan  modulus bending bahan  komposit [9].

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Modifikasi  pati  umbi  Garut  dengan berbagai  variasi  konsentrasi  larutan  STPP mengakibatkan  munculnya  puncak  spektrum FTIR pada daerah bilangan gelombang         1338 cm -1 dan  1000  cm -1 yang  masing-masing merupakan  gugus  fosfat  (P=O  dan  P-O-C).  Hal ini  yang  mengakibatkan  bahwa  karakteristik bahan  komposit  hasil  sintesis  dengan  fraksi massa  serbuk  kayu  jati  50%  berubah  dengan berubahnya  konsentrasi  STPP  yang  digunakan untuk memodifikasi pati umbi Garut.
Karakteristik  bahan  komposit  terbaik  diperoleh pada  bahan  komposit  dengan  matriks  pati  umbi Garut yang dimodifikasi STPP dengan konsentrasi  3%  dari  massa  pati  umbi  Garut. Bahan komposit dengan matriks pati umbi Garut termodifikasi STPP 3% memiliki nilai kerapatan (0,82  ±  0,03)  gr/cm 3 ,  kadar  air  (13,26  ±  2,4)%, pengembangan  tebal  (14,98  ±  1,72)%,  kekuatan bending (7,63 ± 0,49) MPa, dan modulus bending (86,93 ± 24,02) MPa.

## Saran
Variasi yang dilakukan dalam penelitian ini telah  menunjukkan  hasil  bahwa  setiap  variasi berpengaruh terhadap karakteristik bahan komposit.  Akan  tetapi,  perlu  dilakukan  uji internal bonding bahan komposit untuk mengetahui  lebih  detail  pengaruh  variasi  yang dilakukan terhadap karakteristik bahan komposit, hal  ini  karena  berkaitan  dengan  daya  ikat  antara penguat dan matriks yang digunakan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Biro Pusat Statistik, “Produksi Kayu Bulat Perusahaan  Hak  Pengusahaan  Hutan (HPH)  Menurut  Provinsi  (m3)” ,  2003- 2017, online: https://www.bps.go.
id/indicator/60/1723/1/, 2017.
[2] Satyanarayana, K., “Recent Developments in  Green  Composites  based  on  Plant Fibers-Preparation,  Structure  Property Studies,” J.  Bioprocess.  Biotech. ,  vol.  05, no. 02, 2015, doi: 10.4172/2155- 9821.1000206.
[3] “A  review  of  human  carcinogens. Part  F: Chemical agents and related occupations”,
IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic  Risks  to  Humans .  Lyon,
France, World Health Organization , 2009. [4] Sujito,  “Fabrication  and  Characterization of Short Single Bamboo Fibers Reinforced Poly-Lactic Acid (PLA)
Green Composites  (GC)”, International  Journal of Basic & Applied Sciences IJBAS-IJENS , vol. 14, no. 2, pp. 33-36, 2014.
[5] Widyorini, R., K. Umemura, D. K. Soraya, G.  K.  Dewi,  dan  W. D.  Nugroho,  “Effect of  Citric  Acid  Content  and  Extractives Treatment  on  The  Manufacturing  Process and  Properties  of  Citric  Acid-Bonded Salacca  Frond  Particleboard”. Journal BioResources ,  vol.  14,  no.  2,  pp.  4171- 4180, 2019.
[6] Akinyemi, A. B., J. Afolayan, dan E. O. G.
Oluwatobi, “Some Properties of Composite Corn Cob and Sawdust Particle Boards”, J Construction Building Materials , vol. 127, pp. 436-441, 2016.
[7] Widyorini,  R.,  K.  Umemura,  A.  R. Kusumaningtyas,  dan  T.  A.  Prayitno. “Effect of Starch Addition on Properties of
Citric  Acid-Bonded  Particleboard  Made
from  Bamboo”, J  BioResources ,  vol.  12, no. 4, pp. 8068-8077, 2017.
[8] Novitasari, S., I. W. R. Widarta, dan A. I.
S.  Wiadnyani,  “Pengaruh  Penambahan Sodium  Tripolifosfat  (Stpp)  Terhadap Karakteristik Pati Sente (Alocasia Macrorrhiza (L.) Schoot) Yang Dimodifikasi  Dengan  Metode  Cross- Linking”, Jurnal  Ilmu  Dan  Teknologi
Pangan  (ITEPA) ,  vol.  5,  no.  2,  pp.  103- 110, 2016.
[9] Detduangchan,  N.,  W.  Sridach,  dan  T. Wittaya,  “Enhancement  of  The  Properties of  Biodegradable  Rice  Starch  Films  by Using  Chemical  Crosslinking  Agents”, J International Food Research Journal , vol. 21, no. 3, pp. 1225-1235, 2014.
[10] Shen,  Y.,  N.  Zhang,  Y.  Xu,  J.  Huang,  D. Wu,  dan  X.  Shu,  “Physicochemical Properties  of  Hydroxypropylated  and Cross-linked Rice Starches Differential in Amylose  Content”, International  journal of  biological  macromolecules ,  vol.  128, pp. 775-781, 2019.
[11] Maharani,  Y.,  F.  Hamzah,  dan  R.
Rahmayuni, “Pengaruh Perlakuan Sodium Tripolyphosphate  (STTP)  Pada  Pati  Sagu Termodifikasi Terhadap Ketebalan, Transparansi  dan  Laju  Perpindahan  Uap Air Edible Film”, Jurnal Online Mahasiswa Fakultas Pertanian Universitas  Riau ,  vol.  4,  no.  2,  pp.  1-10, 2017.
[12] Yustiawan,  H.  P.  Hastuti,  dan  S.  Yanti, “Pengaruh Modifikasi Crosslink Terhadap Karakteristik  Tepung  Umbi  Jalar  Saat Dipanaskan”, Pro  Food  (Jurnal  Ilmu  dan Teknologi Pangan) , vol. 5, no. 1, pp. 420- 429, 2019.
[13] Chen, Y.-F., L. Kaur, dan J. Singh, “Starch in Food: Structure, Function and
Applications”, Woodhead Publishing,
2018.
[14] Raina,  C.,  S.  Singh,  A.  Bawa,  dan  D. Saxena, “Some Characteristics of Acetylated, Cross-Linked and Dual Modified  Indian  Rice  Starches”, J European Food Research Technology , vol. 223, no. 4, pp. 561-570, 2006.
[15] Latifah, H., dan Yunianta, “Modifikasi Pati
Garut  (Marantha  arundinacea)  Metode Ganda  (Ikatan  silang–Substitusi)  dan
Aplikasinya  sebagai  Pengental  pada
Pembuatan  Saus  Cabai” Jurnal  Pangan dan Agroindustri , vol. 5, no. 4, 2017.
[16] Sulaiman, N. S., R. Hashim, S. Hiziroglu, M. H. M. Amini, O. Sulaiman, dan M. E. Selamat, “Rubberwood  Particleboard Manufactured  Using  Epichlorohydrin- Modified  Rice  Starch  as  a  Binder”, J Cellulose  Chemistry  Technology ,  vol.  50, no. 2, pp. 329-338, 2016.
[17] Akpenpuun,  T.  D.,  dan  R.  Gbadeyanka, “Strength  and  Micro-structural  Properties of  Wood  Chips  Composite  Panel” J BioResources ,  vol.  15,  no.  1,  pp.  1861- 1876, 2020.
[18] Sutarman,  I.  W,  “Pemanfaatan  Limbah Industri  Pengolahan  Kayu  di  Kota Denpasar (Studi Kasus Pada CV Aditya)”, J  Penelitian  dan  Aplikasi  Sistem  dan Teknik  Industri ,  vol. 10,  no. 1,  pp. 15-22, 2016.
[19] Papan  Partikel ,  SNI  Standar  03-2105- 2006.
[20] Zuhra, C. F., M. Ginting, M. Marpongahtun, dan A. Syufiatun, “Modifikasi  Pati  Sukun  Dengan  Metode Ikat  Silang  Menggunakan  Trinatrium Trimetafosfat”, J Chimica et Natura Acta , vol. 4, no. 3, pp. 142-146, 2016.
[21] Mohamed,  M.,  J.  Jaafar,  A.  Ismail,  M. Othman,  dan  M.  Rahman,  “Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy”,
Dalam Membrane Characterization,
Elsevier B.V, 2017.
[22] Retnaningtyas, D. A., dan W. D. R. Putri, “Karakterisasi  Sifat  Fisikokimia  Pati  Ubi Jalar Oranye Hasil Perlakuan STPP (Lama Perendaman  dan  Konsentrasi)”, Jurnal Pangan dan Agroindustri , vol. 2, no. 4, pp. 68-77, 2014.
[23] Sulaiman,  N.  S.,  R.  Hashim,  M.  H.  M. Amini,  O.  Sulaiman,  dan  S.  Hiziroglu, “Evaluation  of  The  Properties  of Particleboard Made Using Oil Palm Starch Modified with Epichlorohydrin”, J
BioResources ,  vol.  8,  no.  1,  pp.  283-301,
2013