## Karakterisasi Bionanofiller Dari Limbah Serbuk Kayu Meranti Sebagai Pengisi Pada Polimer Komposit
Maria Ulfah 1 , Sri Aprilia 2,* , Fauzi M. Djuned 2
1 Program Magister Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala
2 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jl. Tgk. Syech Abdul Rauf No. 7, Darussalam, Banda Aceh, Indonesia * Koresponden Email : sriaprilia@unsyiah.ac.id
Diterima: 25 Juli 2018                Disetujui: 1 Agustus 2018
Abstract . Utilization of wood powder is one of the alternative in waste wood prevention which has not been optimally utilized. Utilization of bionanofiller based on wood waste such as wood powder can also reduce dependence on raw materials such as silica, clay, bentonite, zeolite which diminished its existence. The sample used in this study is Meranti wood powder which is then prepared and characterized.  The  characterization  of  bionanofiller  waste  of  Meranti  wood  powder  is  done  by analyzing particle density, XRD, SEM, and FTIR. Particle density analysis showed Meranti wood powder having density of 0,044 gr/cm 3 . XRD analysis shows that the maximum peak at an angle of 2θ = 22,2 o indicates the presence of carbon phase. The results of SEM analysis of Meranti wood powder are suitable for use as fillers because they are 1 μm in size.  The result of functional group analysis shows the presence of functional groups -OH, -CH3, -CH2, C = C, C-H and C-O.
Keywords : bionanofiller, preparation, density
Abstrak. Pemanfaatan serbuk kayu adalah salah satu alternatif dalam penanggulangan limbah kayu yang  mana  selama  ini  belum  dapat  dimanfaatkan  secara  optimal.  Pemanfaatan  bionanofiller  yang berbasis limbah kayu seperti serbuk kayu juga dapat mengurangi ketergantungan terhadap bahan baku seperti silika, clay, bentonit, zeolit yang semakin berkurang keberadaannya. Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah serbuk kayu Meranti yang kemudian dipreparasi dan dikarakterisasi. Karakterisasi bionanofiller limbah serbuk kayu Meranti ini dilakukan dengan menganalisis densitas partikel, XRD, SEM, dan FTIR. Analisis densitas partikel menunjukkan serbuk kayu Meranti memiliki densitas sebesar 0,044 gr/cm 3 . Analisis XRD menunjukkan puncak maksimum  terdapat pada sudut 2θ = 22,2 o menunjukkan adanya fasa karbon. Hasil anlisis SEM dari serbuk kayu Meranti layak digunakan sebagai filler karena sudah berukuran 1 μm. Hasil analisis gugus fungsi menunjukkan adanya gugus fungsi –OH, -CH 3 , -CH 2 ,  C=C, C-H dan C-O.
Kata kunci : bionanofiller, preparasi, densitas

## 1.   Pendahuluan
Teknologi hijau atau teknologi ramah lingkungan pada saat ini semakin serius dikembangkan oleh negara-negara di dunia. Hal ini menjadikan suatu tantangan yang terus diteliti oleh para pakar untuk dapat mendukung kemajuan teknologi ini. Salah satunya adalah teknologi komposit yang berpenguat
biomassa. Tuntutan  teknologi ini disesuaikan juga dengan keadaan alam yang mendukung untuk pemanfaatannya secara optimal (Nurudin dkk., 2011).
Pemanfaatan limbah pertanian seperti limbah serbuk kayu sebagai penguat pada bionanokomposit disebabkan karena ketersediaan bahan baku

## hal 348-357

## Karakterisasi Bionanofiller Dari Limbah Serbuk
not been optimally utilized. Utilization of bionanofiller based on wood waste such as wood powder
characterized.  The  characterization  of  bionanofiller  waste  of  Meranti  wood  powder  is  done  by
. XRD analysis shows that the maximum peak at an angle of 2θ = 22,2 are suitable for use as fillers because they are 1 μm in size.  The result of functional group analysis shows the presence of functional groups -OH, -CH3, -CH2, C = C, C-H and C-O. bionanofiller, preparation, density
yang  mana  selama  ini  belum  dapat  dimanfaatkan  secara  optimal.  Pemanfaatan  bionanofiller  yang
Karakterisasi bionanofiller limbah serbuk kayu Meranti ini dilakukan dengan menganalisis densitas
. Analisis XRD menunjukkan puncak maksimum  terdapat pada sudut 2θ
= 22,2
sebagai filler karena sudah berukuran 1 μm. Hasil analisis gugus fungsi menunjukkan adanya gugus ,  C=C, C-H dan C-O. bionanofiller, preparasi, densitas
yang sangat melimpah di alam, biodegredable , mempunyai kekuatan dan modulus yang kuat, biaya rendah, ekspansi termal rendah dan sangat ramah lingkungan.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan riset diperlukan adanya penelitian yang terus menerus terhadap bahan komposit, baik itu dari segi analisis, perancangan dan proses pembuatannya sehingga menjadikannya sebagai suatu bahan yang unggul (Azwar, 2009).
Di samping itu perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan di segala bidang telah menuntut tersedianya bahan teknik sebagai faktor pendukung yang utama. Bahan-bahan teknik konvensional yang berasal dari alam yang  tidak dapat diperbaharui (non biodegradable) sangat terbatas persediaannya sehingga perlu dicari alternatif bahan-bahan teknik non konvensional yang dapat diperbaharui ( biodegradable ). Sebagian besar material konvensional mempunyai sifat yang homogen dan isontropik, sedangkan material non konvesional mempunyai sifat tidak homogen dan anisotropic. Bahan komposit adalah salah satu bahan non konvensioanal yang sifatnya tergantung dari arah dan posisi penyusunnya.
Penemuan bahan komposit adalah sebagai revolusi terbesar dalam dunia ilmu material, hal
ini disebabkan karena bahan komposit mampu bersaing dengan bahan konvensional lainnya. Bahan komposit mempunyai kekuatan dan kekakuannya sama dengan baja, akan tetapi bahan komposit lebih ringan hingga 70 %.
Kayu merupakan jenis tumbuhan tropis yang sangat banyak dijumpai di Indonesia. Hasil dari proses industri kayu (hasil penggergajian) sering menghasilkan limbah padat berupa serbuk kayu dan serpihan kayu. Limbah kayu ini selalu terbuang dan menumpuk di suatu tempat tertentu sehingga mengganggu kondisi lingkungan sekitar. Oleh sebab itu perlu dilakukan penanganan lebih lanjut terhadap limbah padat hasil penggergajian kayu tersebut.
Kayu adalah material yang  mempunyai sifat anisotropic dan higroskopis yang berperan penting dalam ilmu material dengan struktur makro yang berbentuk serat. Sebagian besar kayu terdiri dari selulosa (40-50 %), hemiselulosa (20- 30 %), dan lignin (20-30 %). Kayu mempunyai beberapa sifat yang tidak dapat ditiru oleh bahan lainnya. Serat kayu yang digunakan untuk filler sangat tergantung dari jenis kayu yang digunakan (Azwar., 2009).
Meranti adalah jenis kayu yang berasal dari marga sorea dari suku dipterocarpaceae . Meranti tergolong kayu keras berbobot ringan sampai berat  sedang yang mempunyai densitas berkisar antara 0,3–0,86 g/cm³ d e n g a n  kandungan air sekitar 15%  (berat jenis  adalah  perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan massa jenis air murni). Kayu terasnya berwarna merah muda pucat, merah muda kecoklatan, hingga merah tua atau bahkan merah tua kecoklatan. Berdasarkan berat jenisnya, kayu meranti terdiri dari meranti merah muda yang lebih ringan dan meranti merah tua yang lebih berat. Komposisi kimia kayu meranti dapat dilihat pada Tabel 1.
Di Indonesia ada tiga macam industri yang secara dominan mengkonsumsi kayu dalam jumlah yang relatif besar, yaitu : penggergajian, vinir atau kayu lapis, dan pulp atau kertas. Sejauh ini, limbah biomassa dari industri tersebut sebagian ada yang dimanfaatkan kembali dalam proses pengolahannya sebagai bahan bakar guna Gambar 1. Serbuk kayu/serbuk gergaji

## Tabel 1. Komposisi kimia kayu meranti
Sumber : Sari dkk (2009)
melengkapi kebutuhan energinya. Kenyataannya, saat ini masih ada limbah penggergajian kayu yang ditimbun dan sebagian dibuang ke aliran sungai sehingga terjadi pencemaran air. Selain itu ada juga yang membakarnya secara langsung sehingga menambah emisi karbon di atmosfer.
Produksi total kayu gergajian Indonesia mencapai 2,6 juta m 3 pertahun, dengan asumsi bahwa jumlah limbah yang terbentuk 54,24 persen dari produksi total. Oleh karena itu, maka dihasilkan limbah penggergajian kayu sebanyak 1,4 juta m 3 pertahun dan angka ini cukup besar karena mencapai sekitar separuh dari produksi kayu gergajian (Pari, G., 2002).
Melihat dari kondisi  tersebut dan  sejalan dengan  kebijakan yang  diterapkan oleh Kemen- terian  Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan,  maka diperlukan penanganan lebih lanjut terhadap limbah serbuk kayu atau serbuk gergaji tersebut. Pemanfaatan  limbah serbuk gergajian kayu secara optimal menghasilkan suatu produk yang lebih bermutu dan bernilai jual tinggi (Sudrajat dan Pari, 2011).
Pemanfaatan limbah serbuk kayu sebagai bionanofiller  merupakan  salah  satu  alternatif dalam meningkatkan daya guna suatu bahan. Pemanfaatan  bionanofiller  dari  serbuk  kayu juga dapat mengurangi ketergantungan terhadap bahan baku seperti silika, clay, bentonit, zeolit yang semakin berkurang keberadaannya. Selain  itu  juga  bionanofiller  dari  serbuk  kayu jika dipadukan dengan matriks polimer dapat menghasilkan  material komposit yang ramah
lingkungan (Slamet, 2013).
Di Provinsi Aceh khususnya Kabupaten Pidie serbuk kayu mempunyai potensi yang sangat  besar  untuk  dijadikan  sebagai  filler karena selama ini limbah serbuk kayu hasil gergajian pemanfaatannya masih belum optimal. Kebanyakan dari limbah kayu tersebut hanya digunakan sebagai bahan bakar yang memiliki nilai ekonomi yang rendah.
Filler adalah bahan pengisi yang digunakan dalam pembuatan komposit, biasanya berupa serat atau serbuk. Serat  yang sering digunakan dalam pembuatan komposit antara lain serat E-Glass, Boron, Carbon dan lain sebagainya. Bisa juga dari serat alam antara lain serat kenaf, jute, rami, cantula dan lain sebagainya.
Penggunaan  nanofiller sebagai penguat pada polimer komposit memiliki beberapa keuntungan yaitu biayanya rendah, sumber daya alam yang dapat diperbaharui, sifat-sifat khusus, density rendah, mudah dalam preparasi, membutuhkan energi yang rendah untuk proses, biodegradabel, penggunaan yang luas dan relatif non-abrasi dibandingkan dengan penguatan dengan bahan tradisional (Kim dkk, 2007; Menconen dkk, 2013).
Pada  awalnya  filler  yang  digunakan  sebagai penguat  pada  polimer  matrix  adalah berasal dari bahan anorganik (La Mantia, 2005). Alasan utama  penggunaan  filler  adalah  harga  yang murah atau untuk peningkatan sifat-sifat polimer matriks seperti; rigiditas, ketahanan terhadap
Gambar 2. Ilustrasi material penyusun komposit
Gambar 3.  Ikatan antar partikel yang terjadi pada material nanokomposit
terian  Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan,  maka
bionanofiller  merupakan  salah  satu  alternatif
Pemanfaatan  bionanofiller  dari  serbuk  kayu
Selain  itu  juga  bionanofiller  dari  serbuk  kayu
sangat  besar  untuk  dijadikan  sebagai  filler

## Penggunaan  nanofiller sebagai penguat pada
Pada  awalnya  filler  yang  digunakan  sebagai dari bahan anorganik (La Mantia, 2005). Alasan utama  penggunaan  filler  adalah  harga  yang
temperatur yang tinggi dan lain-lain. Akan tetapi karena bahan anorganik adalah sumber yang tidak dapat diperbaharui, dan alasan lingkungan maka  penggunaan  filler  dari  bahan  limbah pertanian perlu dipertimbangkan karena limbah pertanian berupa biomassa berlimpah di alam, harganya murah, dan tidak merusak lingkungan karena mudah didegradasi, tidak  merusak kesehatan bagi pekerja, dan densitasnya sedikit lebih  ringan  dari  pada  filler yang menggunakan mineral. Penggunaan organik filler lebih disukai karena mudah di peroleh, dapat diperbaharui keberadaannya dan dapat meningkatkan harga bahan baku serta energi.
Banyak peneliti yang telah mengembangkan bionano komposit dengan mengunakan biomassa yang lebih mengutamakan limbah pertanian yang mengandung biomassa. Hal ini disebabkan oleh banyak tersedianya bahan baku di alam secara komersial, dan telah dilakukan penelitan secara intensif (Hasan dkk., 2010).
Penggunaan biomassa sebagai penguat pada polimer komposit mempunyai banyak keuntungan seperti mempunyai kekuatan tarik dan  kekuatan  tensil  spesifik,  densitas  rendah, relatif tidak abrasif, tersedia secara luas, dan mudah  dimodifikasi  dengan  permukaan  fiber (Ribot dkk., 2011).
Komposit merupakan perpaduan antara dua material atau lebih yang mempunyai perbedaan bentuk, komposisi kimianya, dan tidak saling melarutkan antara materialnya dimana material yang satu berfungsi sebagai penguat dan material yang lainnya berfungsi sebagai   pengikat   untuk menjaga   kesatuan unsur-unsurnya (Gibson dan Ronald, 1994).
Komposit terdiri atas matrik sebagai pengikat dan filler sebagai pengisi komposit. Keunggulan dan keuntungan dari bahan komposit adalah dapat memberikan sifat–sifat mekanik terbaik yang dimiliki oleh komponen penyusunnya, memiliki bobot yang ringan, tahan terhadap korosi, ekonomis, dan tidak  sensitif terhadap bahan- bahan kimia (Matthews dan Rawling, 1994).
Sifat-sifat  fisika  dan  mekanika  dari  bionano komposit yaitu sangat tergantung pada jenis
matrik yang digunakan, pengisi dan sifat-sifat interaksi bionano filler dan bionano filler-matrik (Hardinnawirda dan Aisya., 2012). Sedangkan menurut Gozdecki, dkk (2012) sifat-sifat mekanika  dan  fisika  dari  penguatan  komposit biomassa tergantung dari banyak faktor. Misalnya efek pengisi, spesies, ukuran partikel dan coupling agent.
Perkembangan bionanokomposit polimer telah dikembangkan dan dikombinasikan dengan berbagai jenis filler sintetis yang tujuannya untuk meningkatkan sifat-sifat mekanik yang baik sesuai dengan aplikasi yang dikehendaki.
Material bionano komposit polimer yang diperkuat dengan biomassa telah diperlebar dan dikembangkan untuk pengembangan teknologi polimer. Sehingga dihasilkan bionano komposit yang memiliki densitas rendah, biaya yang relatif murah, tidak korosi, komparabel, dan ramah terhadap lingkungan (Hassan dkk, 2010).
Bionanokomposit yang berpenguat sumber biomassa biasanya digunakan untuk sifat-sifat modifikasi  optik,  mekanika  atau  permukaan bahan matrik, terutama untuk mengurangi biaya, peforma bahan, memperpanjang umur produk akhir, mengurangi biaya proses, dan meminimasi degradasi selama proses berlangsung (Shaikh dan Channdiwala, 2010), penguatan dan kelenturan, membantu sebagai penahan beban (Zaman dkk., 2011).
Keunggulan lain dari material komposit jika dibandingkan dengan material lainnya adalah penggabungan unsur-unsur yang unggul dari masing-masing unsur pembentuknya tersebut. Sifat material hasil penggabungan ini diharapkan dapat saling melengkapi kelemahan-kelemahan yang ada pada masing- masing material penyusunnya. Sifat-sifat yang dapat diperbaharui   antara lain; kekuatan ( strenght ), kekakuan ( stiffness ), ketahanan korosi ( corrosion  resistance ), ketahanan gesek/aus ( wear resistance ), berat ( weight ), meningkatkan konduktivitas panas dan tahan lama.
Selain  filler,  sifat  bionanokomposit  sangat dipengaruhi oleh jenis matriks yang digunakan, dimana  matriks berfungsi untuk mengikat
partikel  filler  menjadi  satu  struktur  komposit. Gibson (1994) mengatakan bahwa matriks dalam struktur komposit bisa  berasal dari  bahan polimer, logam, maupun  keramik. Matriks memiliki fungsi sebagai pengikat serat menjadi satu kesatuan struktur, melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi lingkungan, mentransfer dan mendistribusikan beban ke serat, memberikan beberapa sifat seperti: kekakuan, ketangguhan dan tahanan listrik. Ikatan antar partikel yang terjadi pada material nanokomposit mempunyai peran yang sangat penting dalam peningkatan dan pembatasan sifat material. Partikel-partikel yang berukukuran nano itu memiliki luas permukaan interaksi yang tinggi. Semakin banyak partikel yang berinteraksi, maka semakin kuat pula materialnya. Hal inilah yang membuat ikatan antar partikel semakin kuat, sehingga sifat mekanik materialnya akan meningkat. Akan tetapi penambahan partikel-partikel nano tidak selamanya akan meningkatkan sifat mekaniknya. Ada batasan tertentu dimana saat dilakukan penambahan, justru kekuatan material semakin berkurang. Namun yang umum terjadi material nanokomposit memperlihatkan perbedaan sifat mekanik, listrik, optik, elektrokimia, katalis, dan struktur jika dibandingkan dengan material penyusunnya (Hadiyawarman dkk., 2008).
Berdasarkan matriks yang digunakan, komposit dapat dikelompokkan atas :
1. MMC : Metal Matriks Composite (menggunakan matriks logam). Metal Matriks Composite adalah salah satu jenis komposit yang memiliki matriks logam.
MMC  mulai dikembangkan sejak tahun
1996.  Pada mulanya yang diteliti  adalah Continous  Filamen MMC yang digunakan dalam industri penerbangan.
2. CMC: Ceramic Matriks Composite (menggunakan matriks keramik). CMC merupakan material dua fasa dengan satu fasa sebagai  matriks  dimana matriksnya terbuat  dari keramik. Penguat yang umum digunakan pada CMC adalah; oksida, carbide, nitride.  Salah satu proses pembuatan  dari  CMC yaitu  dengan
proses DIMOX yaitu proses pembentukan komposit dengan reaksi oksidasi leburan logam untuk pertumbuhan matriks keramik di sekeliling daerah filler.
3. PMC: Polymer Matriks Composite (menggunakan matriks polimer). Polimer merupakan matriks yang paling umum digunakan pada material komposit. Karena memiliki sifat  yang lebih tahan terhadap korosi dan lebih ringan. Matriks polimer terbagi  dua yaitu termoset dan termoplastik. Perbedaannya polimer termoset tidak dapat didaur ulang sedangkan termoplastik dapat didaur ulang sehingga lebih banyak digunakan belakangan ini. Jenis-jenis termoplastik yang biasa digunakan adalah polypropylene (PP), polystryrene (PS), polyethylene (PE), dan lain-lain.
Material komposit mempunyai beberapa keuntung an diantaranya bobotnya ringan, mem- punyai kekuatan dan kekakuan yang baik, biaya produksi murah serta tahan korosi (Schwartz., 1997). Peter (2002) juga menjelaskan keuntungan dan kerugian dari komposit komersian antara lain : Keuntungan:
1. Berat berkurang
2. Rasio  antara kekuatan  atau rasio kekakuan dengan berat tinggi
3. Sifat-sifat          yang        mampu beradaptasi: Kekuatan  atau kekakuan dapat  beradaptasi terhadap pengaturan beban
4. L ebih tahan terhadap korosi
5. Kehilangan  sebagian sifat dasar material
6. Ongkos manufaktur rendah
7. Konduktivitas      termal      atau konduktivitas listrik meningkat atau menurun
Kerugian:
1. Biaya bertambah untuk bahan baku dan fabrikasi
2. Sifat-sifat bidang melintang lemah
3. Kelemahan     matrik,     kekerasan rendah
4. Matriks dapat menimbulkan degradasi lingkungan
5. Sulit dalam mengikat
6. Analisa  sifat-sifat  fisik  dan  mekanik  sulit
partikel  filler  menjadi  satu  struktur  komposit.
di sekeliling daerah filler.
6. Analisa  sifat-sifat  fisik  dan  mekanik  sulit

## dilakukan, analisis untuk efisiensi damping
tidak mencapai konsensus

## 2.   Metodelogi Penelitian

## 2.1.  Bahan dan Alat
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk kayu/ serbuk gergaji yang diperoleh dari industri furniture di Kabupaten Pidie. Peralatan yang digunakan adalah Ball mill dan ayakan ukuran 325 mesh ( Macross  Testing Sieve ).

## 2.2.   Pembuatan Bionanofiller Dipersiapkan  bahan  bionanofiller  yaitu
berupa limbah serbuk kayu Meranti. Serbuk kayu Meranti dicuci bersih dan dikeringkan di bawah sinar matahari untuk menghilangkan kadar air. Kemudian dicuci kembali menggunakan aquades dan dikeringkan dalam oven selama 24 jam pada temperatur 80 o C. Serbuk kayu meranti selanjutnya dihaluskan dengan menggunakan blender. Untuk memperoleh ukuran nano serbuk kayu digiling halus di dalam Ball mill sampai mencapai ukuran nano. Selanjutnya serbuk kayu Meranti yang sudah halus diayak dengan menggunakan sieving ukuran  325  mesh.  Nanofiller  yang  dihasilkan selanjutnya dilakukan karakterisasi. Karakterisasi dilakukan dengan FTIR, SEM,, XRD, dan densitas partikel.

## 2.3. Karakterisasi Filler

## 1.   Densitas
Densitas atau yang biasa disebut sebagai massa jenis merupakan ukuran kerapatan dari suatu material. Densitas juga merupakan salah sifat penting bagi suatu zat. Dimana densitas (ρ) dengan satuan kg/m 3 merupakan perbandingan massa zat, m dalam kg terhadap volume zat, V dalam m 3 (Callister, W.D., Jr., 2001).
Analisis densitas serbuk kayu meranti dimulai dengan menimbang sampel (serbuk kayu meranti) sekitar 2 gram. Lalu menimbang massa piknometer kosong sebagai (m1), menimbang massa air yang dimasukkan ke dalam piknometer sebagai (m2),  menimbang massa piknometer yang berisi serbuk sebagai (m3), dan menimbang
massa serbuk dan air yang terisi d idalam piknometer sebagai (m4). Setalah mendapatkan m 1 , m 2 , m 3 dan m 4 maka dilakukan perhitungan untuk mengetahui nilai densitasnya serbuk kayu meranti dengan menggunakan persamaan:
ρ= x ρ air., dimana :
ρ    = masssa jenis (gr/cm 3 ) m 1 = massa pikno kosong + tutup (gr) m 2 = massa pikno kosong + tutup + bahan
(gr) m 3 = massa pikono + tutup + fluida (gr)
m 4 = massa pikno + tutup + bahan + fluida
(gr)

## 2.  SEM
SEM ( Scanning Electron Microscopy ) adalah sebuah mikroskop elektron yang didesain untuk menyelidiki permukaan dari objek solid secara langsung.
Tujuan dilakukannya pengujian SEM adalah untuk mengetahui struktur morfologi pada suatu material dalam ukuran mikron. Jenis alat instrumen yang digunakan untuk analisa SEM dalam  penelitian  ini  adalah  JEOL  JSM  35-C dengan perbesaran 10.000 kali.
Analisis SEM dimulai dengan memasukkan sampel yang akan dianalisis ke vacum column, dimana udara akan dipompa keluar untuk menciptakan kondisi vakum.
Kondisi vakum ini  diperlukan agar tidak ada molekul gas yang dapat mengganggu jalannya elektron selama proses berlangsung, lalu elektron ditembakkan dan akan melewati berbagai lensa yang ada menuju ke satu titik di sampel. Selanjutnya sinar elektron tersebut akan dipantulkan  ke  detektor  lalu  ke  amplifier  untuk memperkuat sinyal sebelum masuk ke komputer untuk menampilkan gambar yang diinginkan.

## 3.  FTIR
Untuk  analisis  gugus  fungsi  filler  dilakukan dengan Fourier  Transform  Infra  Red (FTIR). Spektroskopi infra merah adalah suatu metode yang digunakan untuk mengetahui gugus
fungsional  dalam  mengidentifikasi  senyawa, untuk mengetahui kemurnian, menentukan struktur molekul, dan mempelajari reaksi yang sedang berjalan.
Analisa FTIR dalam penelitian ini dilakukan dengan  radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0.75 – 1000 μm. Untuk analisa gugus fungsi dengan sampel limbah serbuk kayu Meranti dilakukan dengan menggunakan alat Shimadzu Prestige FT-IR 6400 dengan panjang gelombang 4000 – 400 cm -1 . Langkah-langkah  yang  dilakukan  pada analisis FTIR yaitu sampel yang sudah halus ditimbang dan menimbang sampel padat (bebas air). Selanjutnya mencampur KBr dan sampel ke dalam mortar dan diaduk hingga keduanya rata. Disiapkan cetakan pellet, mencuci bagian sampel, base dan tablet frame  dengan kloroform. Selanjutnya memasukkan sampel KBr  yang telah dicampur dengan set cetakan pellet lalu dihubungkan dengan pompa vakum untuk meminimalkan kadar air.
Selanjutnya meletakkan cetakan pompa hidrolik dan memberikan tekanan sebesar 8 gauge. Dihidupkan pompa vakum selama 15 menit, lalu mematikan pompa vakum. Kemudian menurunkan tekanan dalam cetakan  dengan cara membuka keran udara. Setelah itu melepaskan pellet KBr yang telah terbentuk dan menempatkan pellet KBr pada tablet holder.
Selanjutnya menghidupkan alat dengan mengalirkan sumber arus listrik, alat  interferometer dan komputer. Mengklik “shortcut FTIR 8400” pada layar komputer yang menandakan  program interferometer. Selanjutnya menempatkan sampel dalam alat interferometer, dan mengklik FTIR 8400 pada komputer serta mengisi data. Mengklik “sampel start” untuk memulai, dan untuk memunculkan harga  bilangan gelombang mengklik “clac” pada menu, kemudian mengklik “peak  table” dan mengklik “OK”. Terakhir mematikan komputer, alat interferometer dan sumber listrik.

## 4.  XRD
Analisis XRD bertujuan untuk mengkarak-
terisasi struktur kristal,  ukuran kristal, parameter kisi dan lain-lain (Krisnawan, 2009). Pada penelitian  ini  analisis  struktur  kristal  filler dilakukan dengan menggunakan  alat Shimadzu Maxima XRD-7000. Analisis XRD dilakukan dengan menyiapkan sampel yang akan dianalisis, yaitu sampel yang sudah disinterring pada suhu 800 o C, 900 o C dan 1000 o C. Kemudian direkatkan pada kaca dan dipasang pada tempatnya berupa lempeng tipis berbentuk persegi panjang ( sampel holder ) dengan lilin perekat.
Memasang sampel yang telah disimpan pada sampel holder kemudian diletakkan pada sampel stand di bagian goniometer. Selanjutnya memasukkan parameter pengukuran pada software pengukuran melalui komputer pengontrol, yaitu meliputi penentuan scan mode, penentuan rentang sudut, kecepatan scan cuplikan, memberi nama cuplikan  dan  memberi  nomor  urut  file  data. Selanjutnya mengoperasikan alat difraktometer dengan perintah ”start” pada menu komputer, dimana sinar-x akan meradiasi sampel yang terpancar dari target Cu dengan panjang gelombang.
Melihat hasil difraksi pada komputer dan intensitas  difraksi  pada  sudut  2Ѳ  tertentu  dapat dicetak oleh mesin printer, kemudian mengambil sampel setelah pengukuran cuplikan selesai. Data  yang  terekam  berupa  sudut  difraksi  (2Ѳ), besarnya intensitas (I), dan waktu pencatatan per langkah (t). Setelah data diperoleh analisis kualitatif dengan menggunakan search  match analisys yaitu membandingkan data yang diperoleh dengan data standar (data base PDF = Powder Diffraktion File data Base).

## 4.   Hasil dan Pembahasan

## 4.1. Densitas
Hasil analisis densitas serbuk kayu Meranti yang diperoleh adalah sebesar 0,044 gr/cm 3 . Dari  hasil analisis tersebut dapat dikatakan bahwa serbuk kayu memiliki nilai densitas relatif kecil, dimana nilai densitas tersebut berpengaruh terhadap jumlah pori pada suatu bahan. Kecilnya nilai densitas yang diperoleh menjelaskan bahwa semakin besarnya rongga-rongga antar partikel (filler).
fungsional  dalam  mengidentifikasi  senyawa,

## μm. Untuk analisa gugus fungsi dengan sampel
Langkah-langkah  yang  dilakukan  pada
penelitian  ini  analisis  struktur  kristal  filler

## sampel
cuplikan  dan  memberi  nomor  urut  file  data.
intensitas  difraksi  pada  sudut  2Ѳ  tertentu  dapat
Data  yang  terekam  berupa  sudut  difraksi  (2Ѳ),

## search  match
analisys diperoleh dengan data standar (data base PDF = Powder Diffraktion File data Base).
(filler).

## 4.2.  Struktur Filler
Hasil analisa SEM serbuk kayu dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. menunjukkan struktur morfologi permukaan bionanopartikel serbuk kayu Meranti. Hasil SEM terlihat bahwa bionanopartikel sudah berukuran  1  μm,  dengan  demikian  partikel  dari serbuk kayu meranti layak digunakan sebagai pengisi pada polimer komposit. Bionanopartikel serbuk  kayu  Meranti  sukar  untuk  didefinisikan sebagai individual partikel karena ukurannya yang sangat halus dan berkelompok membentuk agregat.

## 4.3.  Gugus Fungsi Filler
Spektrum FTIR yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.
Hasil analisis FTIR serbuk kayu Meranti pada Gambar 2 memperlihatkan bahwa spektra bionanopartikel pada panjang gelombang 3331 cm -1 , dan 3305 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi ulur dari gugus fungsi –OH yang merupakan unsur penyusun di dalam ligniselulosa. Pada panjang gelombang 2927 cm -1 menunjukkan vibrasi ulur –CH 3 dan –CH 2 , perpanjangan gelombang 1597 cm -1 dan 1508 cm -1 menunjukkan adanya vibrasi C=C untuk cincin aromatik, dan juga deformasi C-H pada panjang gelombang 1455 cm -1 dan 1425 cm -1 . Pada panjang gelombang 1325 cm -1 dan 1232 cm -1 masing-masing menunjukkan adanya vibrasi cincin siringil dan vibrasi cincin guaiasil yang merupakan salah satu ciri khas dari kayu yang mempunyai sifat keras. Deformasi C-H dan C-O juga ditunjukkan pada panjang gelombang 1055 cm-1 dan 1037 cm -1 .

## 4.4.  Derajat Kristalinitas Filler
Hasil analisis XRD terlihat pada Gambar 3 sebagai berikut :
Dari Gambar 3. Terlihat adanya puncak- puncak tertinggi yaitu pada 2θ : 20,000 o , 20,700 o dan 22,200 o . Puncak maksimum  terdapat pada sudut  2θ  =  22,200 o dengan jarak 4,00110 Å,
Gambar 1 . Analisis SEM bionanopartikel serbuk kayu Meranti
Gambar 2 . Hasil analisa FTIR serbuk kayu Meranti.
Gambar 3 . Analisis XRD bionanopartikel serbuk kayu Meranti.
dimana menunjukkan adanya fasa karbon (C) yang juga merupakan unsur penyusun utama didalam serbuk kayu Meranti. Miller (1999) juga mengatakan bahwa serbuk C yang diperoleh dari proses pirolisa kayu Meranti berasal dari kandungan polimer yang terkandung pada sellulosa maupun lignin. Zat lain  yang ikut terbentuk selain C sebagai hasil proses pirolisa yang  diidentifikasi  oleh  proximate  analysis sebagai uap air ( moisture ), abu (ash), dan bahan mudah menguap ( volatile matter ) (Miller, 1999).

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat ditarik kesimpulan:
1.  Hasil SEM terlihat bahwa bionanopartikel sudah  berukuran  1  μm,  dengan  demikian partikel dari serbuk kayu Meranti layak digunakan  sebagai  pengisi  (filler)  pada polimer komposit.
2. Dari analisa gugus fungsi filler kayu Meranti menunujukkan adanya gugus fungsi –OH yang merupakan unsur penyusun di dalam ligniselulosa, dan juga terdapat gugus fungsi cincin siringil dan cincin guaiasil yang merupakan salah satu ciri khas dari kayu yang mempunyai sifat keras.
3. Hasil uji XRD juga menunjukkan adanya fasa karbon (C) yang juga merupakan unsur penyusun utama didalam serbuk kayu Meranti.
4. Hasil analisis densitas sebuk kayu yang diperoleh adalah sebesar 0,044 gr/cm 3 . Kecilnya nilai densitas yang diperoleh menjelaskan bahwa semakin besarnya rongga-rongga antar pertikel (filler).

## 6. Daftar Pustaka
Azwar (2009), ‘Studi Perilaku Mekanik Komposit
Berbasis Polyester Yang Diperkuat Dengan Partikel  Serbuk  Kayu  Keras  dan  Lunak’, Journal  of  Science  and  Technology , Jurusan Teknik Kimia: Politeknik Negeri Lhokseumawe, 7(16) Desember 2009 ISSN 1693-248X.
Callister, W, D, Jr, (2001), Fundamental    of
Materials  Science  and  Engineering Departement of  Metallurgical Engineering , John Wiley & Sons, inc, New York.
Gibson, Ronald, (1994), Principles of Composite Material , New York: Mc Graw Hill.
Gozdecki, C, A, Wilczynski, M, Kociszewski,
J, Tomazzewska, & Zajchowski, S,
(2012), Mechanical Properties  o f Wood- Polypropylene Composites With Industrial Wood  Particles  Of  Different  Sized, Wood and Fiber Science , 44 (1), pp.1-8. Hadiyawarman, Agus Rijal, Bebeh, W, Nuryadin, Mikrajuddin, Abdullah, & Khairurrijal, (2008), ‘Fabrikasi    Material Nanokomposit    Superkuat,    Ringan dan    Transparan Menggunakan Metode Simple  Mixing’, Jurnal  Nanosains  & Nanoteknologi , 1(1)
Hardinnawirda, K., & Aisha, I, S, (2012), ‘Effect
of Rice Husks as Filler In Polymer Matrix Composites’, Journal  of  Mechanical Engineering  and  Sciences  (JMES) , 2, pp.181-186.
Hasan, S, H, Ranjan, D, & Talat, M, (2010), ‘Agro-Industrial  Waste  ‘Wheat  Bran’  for The Biosorptive Remediation of Selenium Through Continuous Up-Flow Fixed-Bed Column’, Journal of Hazardous Materials ,
181, pp.1134-1142.
Kim,  H,  S.,  Choi,  S,  W,  Lee,  B,  H  ,  Kim,  S,
Kim, H, J, Cho C, W & Cho, D, (2007), ‘Thermal Properties Of Bio Flour Filled Polypropilene Bio-Composites With Different  Pozzolan  Contents’, Journal  of Thermal Analysis and Calorimetry , 89(3), pp.821–82.
Krisnawan, A, (2009), Karakterisasi  Sampel Paduan  Magnesium  Jenis  AZ9  1D dengan  Berbagai  Variasi  Waktu  Milling Menggunakan XRF dan XRD ,  Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah, Jakarta.
La  Mantia,  F.P.,  Morreale,  M,  &  Mohd  Ishak,
Z.A., (2005), ‘Processing and Mechanical Properties of  Organic  Filler–Polypropylene Composites’, Journal  of Applied  Polymer

## yang  diidentifikasi  oleh  proximate  analysis moisture volatile matter
sudah  berukuran  1  μm,  dengan  demikian digunakan  sebagai  pengisi  (filler)  pada
2. Dari analisa gugus fungsi filler kayu Meranti
rongga-rongga antar pertikel (filler).

## Berbasis Polyester Yang Diperkuat Dengan Partikel  Serbuk  Kayu  Keras  dan  Lunak’,
Journal  of  Science  and  Technology

## Lhokseumawe, 7(16) Desember 2009 ISSN
Fundamental    of
Materials  Science  and  Engineering

## Departement of  Metallurgical Engineering
John Wiley & Sons, inc, New York.

## Principles of Composite
Material , New York: Mc Graw Hill.
Wood  Particles  Of  Different  Sized, Wood and Fiber Science
Simple  Mixing’, Jurnal  Nanosains  & Nanoteknologi Hardinnawirda, K., & Aisha, I, S, (2012), ‘Effect
Composites’, Journal  of  Mechanical Engineering  and  Sciences  (JMES)
‘Agro-Industrial  Waste  ‘Wheat  Bran’  for

## Column’, Journal of Hazardous Materials
Kim,  H,  S.,  Choi,  S,  W,  Lee,  B,  H  ,  Kim,  S,
Different  Pozzolan  Contents’, Journal  of Thermal Analysis and Calorimetry
Karakterisasi  Sampel Paduan  Magnesium  Jenis  AZ9  1D dengan  Berbagai  Variasi  Waktu  Milling Menggunakan XRF dan XRD
La  Mantia,  F.P.,  Morreale,  M,  &  Mohd  Ishak,
Composites’, Journal  of Applied  Polymer
Science ,  96, pp.1906–1913. Matthews  F,  L  &.  Rawling,  R,D  (1994), ‘Composite Material’, Engineering Science Technology  and  Medicine’ , Chopman & Hall. London.
Menconen, T , Mussone, P, Alemaskin, K., Sopkow,  L.,  Wolodko,  J.,  Choi,  P.  & Bressler, D (2013), ‘Biocomposites From Hydrolyzed Waste Proteinaceous Biomass’, Mechanical,  Thermal  And  Moisture Absorption Performances , J. Mater. Chem.
A, 1, 13186–13196.
Miller, R, B, (1999), Wood  Handbook  –  Wood as  an  Engineering  Material , Madison: Department of Agriculture, Forest Service. Nurudin, A, Sonief, A, A, &  Atmodjo, Y, W, (2011), ‘Karakterisasi  Kekuatan  Mekanik  Komposit Berpenguat Serat  Kulit Waru  (Hibiscus Tiliaceus)    Kontinyu  Laminat  Dengan Perlakuan    Alkali  Bermatriks  Polyester’, Jurnal Rekayasa Teknik Mesin 2(3), pp.209- 217, Universitas Brawijaya Malang. Pari, G, (2002,) Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan  Kayu , Institut Pertanian Bogor. Peter, S, T (2002 ),  Composite  Material  and Process , In: Harper, C, A, Ed, Handbook of
Plastics, Elastomers, & Composite. 4th ed. N. Y.: McGraw-Hill Companies, Inc Ribot, N, M, H, Ahmad,  Z,  & Mustaffa, N, K.,
(2011), ‘Mechanical Properties Of Kenaf
Fiber Composite Using Co-Cured In-
Line  Fiber  Joint’, International  Journal
of  Engineering  Science  and  Technology (IJEST), 3 (4).
Sari, I, T., Dewi, U, R , & Hengky, (2009), ‘Pembuatan  Asap  Cair  Dari  Limbah Serbuk Gergajian Kayu Meranti Sebagai Penghilang  Bau  Lateks’, Jurnal  Teknik Kimia , 1(16), Januari 2009, Universitas Sriwijaya.
Schwart, M, M, (1984), Composit Material Hand Book , Mc. Graw-Hill Book Company, USA.
Shaikh,  A, A.,  & Channiwala,  S, A.,  (2010),
‘ To  Study  The  Characteristics  of Jute
Polyester Composite For Randomly Distributed
Fiber Reinforcement’, Proceedings  of  the  World  Congress on
Engineering , Vol II , WCE 2010. Slamet, S, (2013), ‘Karakterisasi Komposit Dari Serbuk Gergaji Kayu (Sawdust) Dengan Proses Hotpress Sebagai Bahan Baku Papan  Partikel’, Prosiding  SNST  Ke-4 ,
Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang, pp.1–9.
Sudrajat,  R,  &  Pari,  G,  (2011),  ‘Arang Aktif’, Teknologi Pengolahan dan Masa Depannya. Badan  Penelitian  dan  Pengembangan Kehutanan . Jakarta.
Zaman, H, U, Khan, R, A, Khan, M, A.,   & MD. D.H. Beg, (2011), ‘Jute-Reinforced Polymer Composite With HDDA Monomer By UV Radiation In The Presence Of Additives’, Journal  of  Thermoplastic composite materials , pp.1-16.