## Pengujian Sifat Fisik Dan Mekanik Pada Komposit Papan Partikel Berbahan Dasar Limbah Serbuk Kayu, Serbuk Ban Bekas Dan Resin Polyester
Fardillah Anwar 1) , Lukas Kano Mangalla 2) , Raden Rinova Sisworo 3)
¹ Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo 2,3 Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A Makadompit, Kampus Hijau Bumi Tridarma Andounohu, Kendari 93232
Email: anwarfardillah@gmail.com Article Info Abstrak Available online May 22, 2022 Papan partikel adalah papan yang dibuat dari partikel kayu atau bahan partikel lainnya yang  diikat  dengan  perekat  organik  atau  sintesis  dan  dengan  bantuan  satu  atau  lebih unsur  panas,  tekanan,  kelembaban,  katalis  dan  lain-lain.  Tujuan  pada  penelitian  ini adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  campuran  komposisi  material  komposit  papan partikel  berbahan  dasar  serbuk  kayu,  serbuk  ban  bekas  dan  resin polyester terhadap kemampuan  lentur  dan  daya  serap  air.  Perbandingan  komposisi  material  komposit papan partikel limbah serbuk kayu, serbuk ban bekas dan resin polyester berturut-turut yaitu 30% : 20% : 50%, 40% : 10% : 50%, 45%: 5%: 50%  dan 50% : 0% : 50%. Standar pengujian berdasarkan SNI 03-2105-2006. Hasil penelitian menunjukkan nilai kekuatan bending terbesar diperoleh  pada komposisi    50% : 0%  : 50% sebesar 186,223 Kgf/cm² dan  nilai  daya  serap  air  terbesar  diperoleh  pada  komposisi  45%  :  5%  :  50%  sebesar 2,581%.
Kata kunci : Bending, daya serap air,  papan partikel, serbuk kayu, serbuk ban bekas

## Abstract
Particle board is a board made of wood particles or other particle materials bonded with organic  or  synthetic  adhesives  and  with  the  help  of  one  or  more  elements  of  heat, pressure, humidity, catalyst and others. particleboard  composites made from sawdust, waste  tire  powder  and  polyester  resin  on  Bending  and  Water  Absorption  Tests. Comparison  of  composite  material  composition  of  particleboard  waste  wood  powder, waste tire powder and polyester resin, namely 30% : 20% : 50%, 40% : 10% : 50%, 45%: 5%:  50%  and  50%  :  0%  :  50%.  The  test  standard  is  based  on  SNI  03-2105-2006.  The results  showed  that  the  greatest  bending  strength  value  was  obtained  at  the composition  of  50%:  0%:  50%  of  186.223  Kgf/cm².  and  the  largest  water  absorption value was obtained at the composition of 45%: 5%: 50% at 2.581%.
Keywords: Bending, water absorption, particle board, wood powder, used tire powder

## 1. Pendahuluan
Papan  partikel  adalah  papan  yang dibuat dari partikel kayu atau bahan partikel lainnya  yang  diikat  dengan  perekat  organik atau sintesis dan dengan bantuan satu atau lebih  unsur  panas,  tekanan,  kelembaban, katalis  dan  lain-lain.  Proses  pembuatan papan partikel yaitu dengan mencampurkan bahan perekat seperti resin dengan partikel kayu seperti serbuk kayu kemudian ditekan dengan  pemanasan.  Papan  partikel  banyak digunakan  sebagai  bahan  baku  furnitur,
dekorasi  dan  konstruksi.  Untuk  itu,  diperlukan kualitas  papan  partikel  yang  baik  yang  dapat menjamin kekuatan papan partikel tersebut. Salah satu  faktor  yang  mempengaruhi  kualitas  papan partikel  adalah  perbandingan  komposisi  yang tepat antara bahan penguat dan perekat sehingga diharapkan  menghasilkan  papan  partikel  yang berkualitas tinggi .
Material  kayu  merupakan  salah  satu kebutuhan pokok  manusia  yang  memiliki penggunaan sangat luas dalam kehidupan sehari - hari.  Kayu  sebagai  kebutuhan  papan  biasanya digunakan untuk bahan bangunan, perabot rumah
ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
tangga  maupun  perabot  pendidikan.  Untuk memenuhi tuntutan tersebut tentunya kayu harus  melalui  berbagai  tahapan  proses pengolahan.  Proses  pengolahan  kayu diawali  dengan  proses  pemotongan  pohon, pengangkutan, pembelahan, penggergajian, pengetaman  dengan  berbagai  peralatan mesin,  ke  dalam  bentuk  tertentu  sesuai ukuran yang diinginkan [1]
Karet  ban  bekas (tyre) merupakan limbah dari roda kendaraan bermotor   yang sudah   tidak layak pakai. Limbah ban bekas di Indonesia   saat  ini  masih dimanfaatkan untuk      beberapa  keperluan      seperti      tali, tempat sampah dan kerajinan  kursi. Namun dalam    beberapa   tahun  ke   depan  limbah ban    bekas    akan    menjadi    sangat  besar dibanding  dengan  pemakaian  di  atas  yang relatif    statis,    sehingga    kedepannya  akan timbul  masalah  besar, sehingga  bila  tidak dicari    terobosan    solusinya,    hal    ini  akan menjadi  masalah  yang  cukup  rumit [2].

## Tinjauan Pustaka
Pada  penelitian  terdahulu  pertama tentang “efek variasi perbandingan komposisi  perekat  resin  limbah  gergajian kayu  jabon  ( anthocephalus  cadamba )  dan kayu  sengon  ( paraserianthes  falcataria ) terhadap  sifat  fisika  dan  mekanika  papan partikel” .  Dimana  Spesimen  uji  dibuat  dari limbah  gergajian  kayu  jabon  dan  kayu sengon  dengan  perekat  resin  polyester sebanyak  18  buah  dengan  perincian  15 buah  untuk  uji  tarik  dan  3  buah  untuk  uji kekerasan.  Standar  pengujian  berdasarkan SNI  03-2105-2006  seperti  sifat  fisik  dan mekanik  dari  papan  partikel  berupa  kadar air, kerapatan, pengembangan tebal, penyusutan,  keteguhan  lentur  ( Modulus  of Elastisity atau MOE )  dan  keteguhan  patah ( Modulus of Rupture atau MOR ). Sifat fisika papan  partikel  dengan  perekat epoxy resin serbuk  kayu  jabon  dan  sengon  telah memenuhi  SNI  03-2105-2006  dengan  nilai kadar  air  berkisar  antara  9.60%-  13.00%, nilai  kerapatan  pada  perekat  30%  dan  40% (B2  dan  B3),  penyusutan  berkisar  1.11% – 2.86%  dan  pengembangan  tebal  14.32%  - 19.82 [3].
Pada  penelitian  terdahulu  kedua
tentang “pengaruh komposisi resin terhadap  kekuatan  mekanik  papan  partikel yang  diper kuat  serbuk  kayu  akasia”.
tahapan penelitian ini di mulai dengan pembuatan alat hotpress dan  cetakan  untuk  pembuatan papan  partikel.  Kemudian  papan  partikel  dengan variasi  komposisi  resin  yang  berjumlah  18 spesimen  dibuat  specimen  uji  sesuai  standar ASTM .  Hasil  nilai  kekerasan  rata-rata  komposit papan partikel dengan komposisi resin 40%, 50%, dan  60  %  berturut  turut  adalah  67.8 HRR ,  40.2 HRR dan  56.4 HRR .  Dari  hasil  pengujian  ini  dapat disimpulkan  bahwa  nilai  optimal  didapat  pada komposisi  resin  40%  baik  kekerasan  maupun  uji tarik [4].

## Komposit
Komposit  merupakan  suatu  struktur  yang tersusun atas beberapa bahan pembentuk tunggal yang  digabungkan  menjadi  struktur  baru  dengan sifat yang lebih baik dibandingkan dengan masing- masing bahan pembentuknya [5].

## Sifat Mekanik Komposit
Sifat mekanik material merupakan salah satu faktor  terpenting  yang  mendasari  pemilihan bahan  dalam  suatu  perancangan.  Sifat  mekanik dapat  diartikan  sebagai  respon  atau  perilaku material  terhadap  pembebanan  yang  di  berikan, dapat berupa gaya, torsi atau gabungan keduanya. Dalam  prakteknya  pembebanan  pada  material terbagi dua yaitu beban statik dan beban dinamik. Perbedaan antara keduanya hanya pada perubahan  besar  beban  terhadap  waktu,  besar beban statik tidak dipengaruhi oleh fungsi waktu. Sifat  material  mencerminkan  hubungan  antara beban  atau  gaya  terhadap  deformasinya.  Sifat sifat  mekanik  diantaranya  adalah  kekuatan  (tarik, tekan,  gesek,  fleksural,  dan  tekuk),  impak, fatik/kelelahan,  keuletan/kerapuhan,  kekerasan ,dan ketahanan aus [6].

## Matriks
Matriks  dalam  teknologi  komposit  dapat didefinisikan  sebagai  suatu  material  yang berfungsi  sebagai  pengisi  dan  pengikat  yang mendukung, melindungi, dan dapat mendistribusikan  beban  dengan  baik  ke  material penguat komposit [7].

## Katalis
Katalis  merupakan  suatu  zat  atau  substansi yang  dapat  mempercepat  reaksi  (mengarahkan atau  mengendalikan),  tanpa  terkonsumsi  oleh reaksi,  namun  bukannya  tanpa  bereaksi.  Katalis sebagai suatu substansi yang mengubah laju suatu
reaksi  kimia  tanpa  mengalami  perubahan secara kimiawi pada akhir reaksi [8].

## Kayu
Pemanfaatan  serbuk  kayu  menjadi alternatif  baru  untuk  memperoleh  beton serat karbon yang diperoleh dari pembakaran  limbah  serbuk  kayu.  Hasil pembakaran  limbah  serbuk  kayu  akan menghasilkan  briket  arang  dan  arang  aktif yang mengandung karbon serta diharapkan dapat meningkatkan dan memperbaiki sifat mekanik dan sifat fisis beton yang jauh lebih baik  dari  beton  yang  tanpa  bahan  tambah tetapi  tidak  mengurangi  kualitas  bahan tersebut [9].

## Ban
Ban  terdiri  dari  bahan  karet  atau polimer yang sangat kuat diperkuat dengan serat-serat  sintetik  dan  baja  yang  sangat kuat  yang  menghasilkan  suatu  bahan  yang mempunyai sifat-sifat unik seperti kekuatan tarik yang sangat kuat, fleksibel, ketahanan pergeseran  yang  tinggi  [10].  Karet  ban memiliki  kandungan  karet  alam  44,32%, campuran  butadiene  15,24%,  minyak aromatic  1,85%,  unsur  karbon  hitam 30,47%,  stearic  acid  1,07%,  antioksidan 0,83%, dan sulfur 1,42% [11]

## Pengujian Bending
Pada perlakuan uji bending bagian atas spesimen mengalami proses penekanan dan bagian  bawah  spesimen  mengalami  proses tarik sehingga akibatnya spesimen mengalami  patah  bagian  bawah  karena tidak  mampu  menahan  tekanan  tarik. Spesimen  uji  bending  dibuat  sesuai  standar SNI 03-2105-2006 [12].
Perhitungan  kekuatan  bending  dapat menggunakan persamaan sebagai berikut:
Keteguhan lentur (kgf/cm² ) = 3 BS 2 LT² (1)
Dimana :
B = beban maksimum (kgf) S  = jarak sangga(cm)
L  = lebar(cm) T  = tebal(cm)

## Daya Serap Air
Pengujian  serapan  air  bertujuan  untuk mengetahui  kemampuan  komposit  untuk menyerap air. Dari pengujian ini juga dapat
dianalisa banyak sedikitnya rongga udara yang ada pada komposit, karena jika suatu komposit banyak menyerap air, maka kerapatan komposit tersebut kurang  atau  dengan  kata  lain  terdapat  banyak rongga  di  dalam  komposit.  Hal  ini  akan berpengaruh  terhadap  kekuatan  pada  komposit [13].  Untuk  menghitung  daya  serap  air menggunakan  persamaan  sesuai  SNI  03-2105- 2006 [14].
DSA(%) = B2−B1 B1 × 100% (2) Dimana : DSA (%) =daya serap air B1    =berat  contoh  uji  sebelum perendaman(g) B2 =berat contoh uji setelah perendaman 2 jam/24 jam(g )

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  ini  dilaksanakan  di  Laboratorium Teknologi Mekanik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik  Universitas  Halu  Oleo  Kendari.  Alat  yang digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  timbangan digital, cetakan material komposit, Sieve Analysis, gelas ukur, jangka sorong, gerinda dan alat  bantu lainnya. Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu  serbuk  kayu,  serbuk  ban  bekas,  resin polyester  dan  katalis.  Penelitian  ini  di  awali dengan  proses  pengambilan  limbah  serbuk  kayu dan ban bekas roda empat, dimana ban yang telah di  peroleh  kemudian  di  gurinda  sehingga menghasilkan  serbuk.  sebelum  memasuki  proses pembuatan  komposit,  kedua  bahan  ini  di  ayak terlebih  dahulu  menggunakan mesh 40.  Prosedur pembuatan  komposit  yang  dilakukan  pada penelitian  ini  adalah  membuat  cetakan  papan komposit ukuran panjang 21 cm, lebar 21 cm dan tinggi  2  cm  bertujuan  untuk  memperoleh  tebal sampel  yang  diingikan  yaitu  1  cm  maka dibutuhkan tebal sampel pada proses pencetakan yang  melebihi  tebal  sampel  setelah  ditekan. Menyiapkan  semua  bahan  baku  (limbah  serbuk kayu  dan  serbuk  ban  bekas)  dan  alat  yang  akan digunakan. Menyiapkan  dan  membersihkan cetakan. Melapisi dasar cetakan dengan aluminium  foil,  kemudian  mengolesi  permukaan cetakan  dengan  minyak  kelapa. Penentuan komposisi  bahan  komposit . Mencampur  semua bahan  yang  sesuai  komposisi  di  dalam  sebuah wadah  dan  diaduk  hingga  rata . Memasukkan bahan  kedalam  cetakan.  Setelah  adonan  dicetak, kemudian  menutup  kembali  adonan  dengan penutup  cetakan.  Proses  selanjutnya  dilakuakan proses pengeringan dengan suhu kamar .
Komposit yang telah di cetak kemudian di  potong-potong  menggunakan  gergaji sesuai ukuran standar uji bending dan daya serap air. Untuk jumlah spesimen uji di buat sebanyak 3  buah  pada  masing-masing  jenis pengujian.  Ukuran  spesimen  uji  bending yaitu panjang 20 cm, lebar 5 cm, dan tebal 1 cm.  Untuk  ukuran  spesimen  uji  daya  serap air  yaitu  panjang  5  cm,  lebar  5  cm,  tebal  1 cm.  Selanjutnya  tahapan finishing ,  dimana dilakukan  proses  pengamplasan  pada permukaan  masing-masing  spesimen  yang bertujuan  untuk  menghaluskan  spesimen sebelum dilakukan pengujian.
Prosedur  kerja  pengujian  ini  adalah sebagai berikut:
1. Menyiapkan spesimen uji bending
2. Membentangkan  spesimen  uji  pada mesin  uji  universal  ( universal  testing machine ) dengan jarak sangga 17 cm. 3. Memberikan  beban  di  tengah-tengah jarak sangga dan pembebanan dilakukan sampai  batas  titik  elastis  spesimen  uji dan  mengamati  kemudian  mencatat hasil pengamatan.
Prosedur pengujian berdasarkan standar  uji  SNI  03-2105-2006.  Secara  garis besar  adalah  menimbang  berat  kering komposit,  didata,  kemudian  komposit  yang sudah  ditimbang  dimasukkan  ke  dalam  air dan  direndam  selama  24  jam.  Setelah  itu komposit  ditimbang  lagi,  selisih  berat komposit  sebelum  dan  sesudah  direndam air ini lah yang nantinya akan dipakai untuk menentukan  kemampuan  serapan  air komposit.

## Metode Analisa Data
Data  diperoleh  dari  hasil  pengujian bending  dan  daya  serap  air  masing-masing dibuat  3  spesimen.  Kemudian  di  buatkan tabel hasil pengujian dan diambil nilai rata- rata  tiap  variasi.  Data  yang  telah  dibuat dalam bentuk tabel dibuatkan dalam bentuk grafik  untuk  dianalisa  dari  bahan  komposit dan  kemudian  di  buatkan  kesimpulan  dan hasil dari pembahasan .

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pengujian  bending  dilakukan  untuk mengetahui kekuatan bending pada material  komposit  papan  partikel  limbah serbuk  kayu,  serbuk  ban  bekas  dan  resin polyester .  Rata-rata  presentase  hasil  uji
bending  pada  material  komposit  berbahan  dasar limbah  serbuk  kayu,  serbuk  ban  bekas  dan  resin polyester seperti pada Gambar 1 sebagai berikut :
Gambar 1. Grafik nilai rata-rata persentase kekuatan uji bending terhadap komposisi material komposit limbah serbuk kayu, serbuk ban bekas dan resin polyester
Gambar 1  tersebut,  menunjukkan  grafik  nilai rata-rata  persentase  kekuatan  uji  bending terhadap  komposisi  material  komposit  papan partikel limbah serbuk kayu, serbuk ban bekas dan resin polyester. Dari Gambar 1 tersebut diperoleh nilai  kekuatan  bending  untuk  masing-masing komposisi  material  komposit  papan  partikel limbah  serbuk  kayu,  serbuk  ban  bekas  dan  resin polyester yaitu  untuk komposisi 30%  : 20%  : 50% sebesar  117,732  Kgf/cm²,  dan  untuk  komposisi 40% : 10% : 50% sebesar 151,273 Kgf/cm²,  untuk komposisi 45% : 5% : 50% sebesar 83,767 kgf/cm 2 dan  untuk  komposisi  50%  :  0%  :  50%  sebesar 186,223 Kgf/cm².

## Pengujian Daya Serap Air
Pengujian  daya  serap  air  dilakukan  untuk mengetahui  ketahanan  material  komposit  papan partikel  berbahan  serbuk  kayu,  serbuk  ban  bekas dan  resin polyester pada  lingkungan  yang  berair. Rata-rata persentase hasil uji daya  serap air pada material  komposit  papan partikel  berbahan  dasar serbuk kayu, serbuk ban bekas dan resin polyester seperti pada Gambar 2 sebagai berikut:
Gambar 2. Grafik nilai rata-rata presentase uji daya serap air terhadap komposisi material komposit papan partikel serbuk kayu, serbuk ban bekas dan resin polyester
Gambar  2  menunjukkan  grafik  nilai rata-rata  presentase  uji  daya  serap  air terhadap  komposisi  material  komposit limbah  serbuk  kayu,  serbuk  ban  bekas  dan resin  polyester.  Dari  Gambar  2  tersebut  di peroleh  nilai  rata-rata  persentase  untuk masing-masing komposisi material komposit papan  partikel  limbah  serbuk  kayu,  serbuk ban  bekas  dan  resin polyester yaitu  untuk komposisi 30% : 20% : 50% sebesar 1,408%, untuk  komposisi  40%  :  10%  :  50%  sebesar 1,290%,  untuk  komposisi  45%  :  5%  :  50% sebesar 2,581%  dan untuk komposisi  50% : 0% : 50% sebesar 1,150%.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  ini,  maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Nilai kekuatan bending terbesar material komposit papan partikel berbahan dasar limbah  serbuk  kayu,  serbuk  ban  bekas dan  resin polyester diperoleh  pada komposisi 50%  :  0%  :  50%  yaitu  sebesar 186,223 kgf/cm 2 . Sedangkan nilai kekuatan  bending  terkecil  diperoleh pada  komposisi  45%  :  5%  :  50%  yaitu sebesar 83,767 kgf/cm 2 . 2. Nilai  daya  serap  air  terbesar  pada material komposit papan partikel berbahan  dasar  limbah  serbuk  kayu, serbuk  ban  bekas  dan  resin polyester diperoleh  pada  komposisi  45%  :  5%  : 50%  yaitu  sebesar  2,581%.  Sedangkan nilai  daya  serap  air  terkecil  diperoleh pada  komposisi  50%  :  0%  :  50%    yaitu sebesar 1,150%.

## Daftar Pustaka
[1]  Alokabel,  K.,  &  Betan,  A.  D. Pengaruh Variasi  Serbuk  Kayu  Terhadap  Sifat Mekanis  Material  Komposit. Tapak
(Teknologi  Aplikasi  Konstruksi):  Jurnal Program  Studi  Teknik  Sipil , 8 (2),  150- 154. 2019.
[2] Edeskär,  T. Use  of  tyre  shreds  in  civil engineering applications: technical and environmental  properties ( Doctoral dissertation, Luleå tekniska universitet ). 2006.
[3]  Mustofa,  K,  Kurdiansyah,  &  Thamrin , G.A.  Efek  Fariasi  Komposisi  Perkat Resin  Limbah  Gergajian  Kayu  Jabon
(Anthacephalus  Cadamba)  Dan  Kayu  Sengon (Parasenriathes  Falcataria)  Terhadap  Sifat Fisik  Dan  Mekanika  Papan  Partike.  Jurnal Sylva Scientieae , 127-139. 2020.
[4]  Nugroho  E.,  &  Asroni. Pengaruh  Komposisi Resin  Terhadap  Kekuatan  Mekanik  Papan Partikel Yang Di Perkuat Serbuk Kayu Akasia .
Jurnal  Teknik  Mesin  Univ.Muhammadiyah Metro ,99-107. 2016.
[5]  Hartono,  Rifai,  M.,  &  Subawi,  H. Pengenalan Teknik  Komposit. Yogyakarta,  Indonesia: Deepublish. 2016.
[6]  Bondan,  T.  S. Pengantar  material  teknik . Jakarta: Salemba Teknika. 2010 .
[7]  Widyanpratama, S. Pengaruh Variasi
Penambahan  Jumlah  Layer  Fiber  Glass dengan  Perbandingan  Fraksi  Volume  Yang Tetap  Pada  Komposit  Epoxy-Hollow  Glass Microspheres Terhadap Karakteristik Bending . Institut Teknologi Sepuluh
Nopember , 1-107. 2016.
[8]  Setiawan,  A.  T.,  Salimin,  &  Edriatno,  N. Analisa  Sifat  Mekanik  Komposit  Serat  Gelas Pada  Lapisan  Yang  Berbeda . Jurnal  Ilmiah
Mahasiswa Teknik Mesin, 4 , 47-52. 2019.
[9]  Desi,  S.N. Uji  Kualitas  Material  Papan Komposit Bahan Dari Serbuk Kayu Dan Kertas Dengan  Perekat  Limbah  Plastik .  Makassar. Fakultas  Sains  Dan  Teknologi  Uin  Alauddin Makassar. 2016.
[10] Bujang  B.K.Huat.  “ Application  of  Scrap  Tires as Earth Reinforcement for Repair of Tropical Residual  Soil  Slope, Department  of  Civil Engineering.  University  Malaysia.  Serdang, Selangor, Malaysia, Vol.13. 2004.
[11] Balaguru, P., Krishna, M.N., dan Sathiyagnanam,  A.P., Neural  Network  Based Analysis of ThermalProperties Rubber Composite Material -Pneumatic Tire,
Proceedings  of  the  World  Congress  on Engineering, Vol-III, WCE. 2011.
[12]  Standar  Nasional  Indonesia  (SNI), Papan Partikel. SNI  03-2105-  2006,  Badan  Standar Nasional, Jakarta. 2006.
[13]  Hermawan,  M.  V  &  Anggono,  A.  D. Pengaruh  Variasi  Ukuran  Partikel  Sekam Padi  Pada  Komposit  Semen-Sekam  Padi Terhadap  Kekuatan  Tekan  Dan  Serapan
Air (Doctoral  dissertation,  Universitas Muhammadiyah Surakarta). 2017.
[14] Roihan, A., Hartono, R., & Sucipto, T. Kualitas papan partikel dari komposisi
partikel  batang  kelapa  sawit  dan mahoni  dengan  berbagai  variasi kadar perekat phenol formaldehida. Peronema Forestry Science Journal , 4 (2), 10-18. 2015.