## PENGARUH ASAM STEARAT TERHADAP SIFAT KETEGUHAN PATAH/MODULUS OF RUPTURE PAPAN PARTIKEL TERMOPLASTIK BEKAS BERPENGISI TEMPURUNG KELAPA
Muh. Hendra S Ginting,  Rosdanelli Hasibuan Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Jl Almamater Kampus USU, Medan 20155, Indonesia
Email: hendragtg@yahoo.com

## Abstrak
Pemanfaatan  termoplastik  bekas  dan  tempurung  kelapa  sebagai  papan  partikel  merupakan  salah  satu  upaya mengurangi  limbah    plastik  pengemas,  rasio  termoplastik  bekas  sebagai  matriks  dan  tempurung  kelapa  sebagai pengisi  60:40.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  asam  stearat  terhadap  sifat  modulus  of rupture  papan  partikel  termoplastik  bekas  berpengisi  tempurung  kelapa.  Metode  pembuatan  papan  partikel  ini menggunakan  ekstruder,  dimulai  dengan  modifikasi  partikel  tempurung  kelapa  (ukuran  80  mesh)  dengan  asam stearat  (0  g,  3  g,  6  g,  dan  9  g  dalam  60  ml  etanol)  lalu  dikeringkan  dalam  oven  pada  suhu  70 o C.  Matriks  dan pengsisi  (60:40)  dicampurkan  dalam  ekstruder  lalu  dicetak  dengan  pengempa  panas  pada  suhu  170 o C  sehingga terbentuk  papan  partikel  dengan  ukuran  200  mm  x  200  mm  x  10  mm.  Papan  partikel  dianalisa    sifat  keteguhan patah/ modulus of rupture sesuai dengan SNI 03-2105-2006. Dari hasil penelitian menunjukkan terjadi peningkatan sifat modulus of rupture . Sifat modulus of rupture terbesar adalah 37,402 MPa.
Kata Kunc i : termoplastik, ekstruder, asam sterat, tempurung kelapa, papan

## Abstract
The  utilization  of  former  thermoplastic  and  coconut  shell  as  particle  board  is  one  way  to  reduce  plastic  waste packaging,  the  ratio  of  the  former  as  a  thermoplastic  matrix  and  coconut  shells  as  fillers  60:40.  Purpose  of  this study was to determine the effect of stearic acid on properties of modulus of rupture former thermoplastic particle board  filler  of  coconut  shell.  Method  of  shell  particle  board  manufacturing  using  the  extruder,  starting  with  the modification of coconut shell particles (size 80 mesh) with stearic acid (0 g, 3 g, 6 g and 9 g in 60 ml of ethanol ) and then dried in an oven at a temperature 70 o C . Matrix and coconut shell ( 60:40 ) mixed in the extruder and then printed with hot press at a temperature of 170 o C, until forming particle board with a size of 200 mm x 200 mm x 10 mm. Particle board analyzed the modulus of rupture in accordance with SNI 03-2105-2006. The results showed an increase in modulus of rupture properties. The modulus of rupture is 37.402 MPa greatest.
Keywords : thermoplastic, extruder, stearic acid, coconut shell, particle board
Pendahuluan Penggunaan plastik pengemas makanan/ minuman    menghasilkan  limbah  plastik  yang  sulit dibiodegradasi  [2],  salah  satu  upaya  untuk meningkatkan  nilai  plastik  pengemas  bekas  adalah dengan  membuat  papan  partikel  berpengisi  serat alam  [1,  10],  Serat  alam  yang  digunakan  sebagai pengisi misalnya serat nenas, rami padi, kulit salak serbuk  tempurung  kelapa  dan  lain-lain  [6],  Proses pembuatan    papan  partikel  termoplastik  berpengisi serat  alam,  biasanya  sulit  untuk  menghubungkan antara termoplastik sebagai matriks dengan pengisi (serat  alam)  karena  keduanya  mempunyai  sifat yang  berbeda,  untuk  itu  digunakan  penyerasi seperti  maleat  an  hidrat,  asam  akrilat,  asam  asetat 50%  [6,8,9].  Metode  yang  digunakan  pada pembuatan papan partikel diawali dengan modifikasi  kimia (proses esterifikasi) pada partikel tempurung  kelapa  dengan  asam  stearat  yang divariasikan sehingga diharapkan serbuk tempurung kelapa dapat teresterkan.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh  asam  stearat  terhadap  sifat  keteguhan
patah/modulus of rupture papan partikel termoplastik  bekas  berpengisi  tempurung  kelapa (60/40).

## Teori
Papan    partikel    adalah  papan  partikel  adalah hasil  pengempaan  panas  campuran  partikel  kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik  serta  bahan  lain  [1].  Penelitian  papan partikel  telah  banyak  dilakukan,  diantaranya membuat  papan  partikel  sekam  padi  dengan ketebalan 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm,  hasil penelitian didapat  sifat  isolator  panas  yang  baik  adalah dengan  ketebalan  papan  1  cm  memberikan  nilai konduktifitas panas, k sebesar 0.0798 W/m. 0 C) [9], papan  partikel  berbahan  baku  sabut  kelapa  dengan bahan  pengikat  alami  (lem  kopal),  campuran (berat)  antara  sabut  kelapa/lem  kopal  sebesar  1:  5; 1:6  dengan  perbandingan  kompresi  4:1.Dari  hasil pengujian  perbandingan  komposisi  berat  sabut kelapa/kopal  yang  terbaik  adalah  1:6,  modulus elastisitas  pecah  tertinggi  sebesar  89,2009  kg/mm 2 pada  perbandingan  volume  kompresi  1:4.  Berat
jenis  terbaik  terdapat  pada  komposisi  1:5  dengan nilai berat jenis yaitu 0,58728 g/cm 3 [13]. Kelemahan papan partikel komposit berpengisi serat  alami  adalah  ketidakserasian  diantara  sifat bahan  pengisi  yang  hidrofilik  dengan  bahan termoplastik  yang  bersifat  hidrofobik,  penghubung termoplastik dan pengisi digunakan lem antara lain urea  formaldehid  [12],  lem  kopal  [13],  Secara urgensi  modifikasi  serbuk  tempurung  kelapa dengan asam sterarat (0 g, 3 g, 6 g, dan 9 g masing- masing  terlarut  dalam  60  ml  etanol)  sebagai  agen penghubung  dapat  meningkatkan  adhesi  antar muka  serbuk  tempurung  kelapa  dengan  matriks termoplastik  bekas  (40:60)  dengan  temperatur 170 o C  menghasilkan  papan  partikel  memiliki  dan keteguhan patah  yang tinggi.

## Metodologi Penelitian
Bahan Baku
Bahan baku yang digunakan adalah termoplastik  bekas  (plastik  kemasan  cup)  sebagaii matriks  dan  partikel  tempurung  kelapa  sebagai pengisi  yang  diperoleh  disekitar  pajak  Marelan Pasar V Medan Labuhan.

## Prosedur Penelitian
Tempurung  kelapa  direndam  dengan  aquades selama  satu  jam  untuk  menghilangkan  kotoran- kotoran  seperti,  pasir  dan  tanah,  kemudian dikeringkan  dibawah  sinar  matahari.  Tempurung kelapa  yang  bersih  dimasukkan  kedalam ball  mill untuk  dihaluskan  menjadi  partikel  dengan  ukuran 80 mesh. Plastik kemasan cup  bekas dicuci dengan aquades  lalu  dikeringkan  dipotong-potong  dengan ukuran  ±1 cm x 1 cm.
Gambar 1. termoplastik bekas berukuran ±  1 cm

## Esterifikasi partikel Tempurung Kelapa
Partikel tempurung kelapa dimodifikasi dengan  larutan  asam  stearat  (0,  3,  6,  dan  9    gram asam  stearat  dilarutkan  dengan  30  ml  etanol) selama  satu  jam.Partikel  termodifikasi  dicuci,  dan dikeringkan  didalam  oven  pada  temperatur  70 o C selama satu jam.
Gambar 2. Partikel tempurung kelapa termodifikasi

## Pembuatan papan  partikel
Termoplastik  bekas/partikel  tempurung  kelapa termodifikasi (60:40) dimasukkan kedalam ekstruder pada temperatur 170 o C sehingga terbentuk  granular-granular,  lalu  dimasukkan kedalam alat pengempa panas untuk dicetak dengan spesimen  pada  temperatur  170 o C  selama  15  menit sehingga  menjadi  papan  partikel  dengan  ukuran 200 mm x 200 mm x 10 mm.
Tabel 1. Formulasi komposit termoplastik bekas/serbuk tempurung kelapa Bahan Komposit Termoplatik bekas (bps) 60% Serbuk tempurung kelapa (bps) 40% Asam stearat ( g) 0, 3, 6, 9 Etanol (ml) 60
Gambar  3.  Papan  partikel  termoplastik  bekas berpengisi tempurung kelapa.

## Pengujian Papan partikel
Papan  partikel  dengan  ukuran  200  mm  x  200 mm x 10 mm, diuji sifat Keteguhan Patah/Modulus of  Rupture  sesuai  dengan  SNI  03-2105-2006 dengan  memakai  alat servo  control  computer system universal testing machine model AI-7000 M Capacity 2000 kg, Power 1Φ 220 V 50 HZ.
Gambar  4.  Spesimen  papan  untuk  pengujian kekuatan patah

## Hasil dan Pembahasan
Pengaruh  asam  stearat  terhadap  sifat  keteguhan patah/modulus of rupture papan partikel termoplastik  bekas  berpengisi  tempurung  kelapa (60/40) terlihat pada Gambar 5 di bawah ini.
Gambar    5.  Pengaruh    asam  stearat  terhadap  sifat keteguhan papan partikel termoplastik bekas berpengisi  tempurung kelapa (60/40)
Dari Gambar 5 terlihat bahwa semakin banyak asam  stearat  yang  digunakan  sebagai  penyerasi pada  papan  partikel  termoplastik  bekas  berpengisi serbuk tempurung kelapa, sifat keteguhan patah/Modulus  of  Rupture  semakin  meningkat, sifat  keteguhan  patah/Modulus  of  Rupture  terkecil pada  tanpa  modifikasi  kimia  (asam  stearat  0  g) sebesar  23,013  MPa  dan  yang  terbesar  pada  asam stearat  9  g  yaitu 37,402  MPa. Peningkatan  sifat keteguhan  patah/Modulus  of  Rupture  disebabkan oleh  modifikasi  pengisi  partikel  tempurung  kelapa dengan  penyerasi  asam  stearat,  sehingga  terjadi
proses  esterifikasi  yang  menyebabkan  jumlah gugus  –OH  pada  selulosa  partikel  tempurung kelapa  yang  bersifat  hidrofilik  menjadi  berkurang. Dengan  berkurangnya  gugus  –  OH,  maka  serbuk tempurung  kelapa  akan  lebih  bersifat  hidrofobik sehingga  akan  meningkatkan  ikatan  antar  muka pengisi  dan  matriks.  Partikel  tempurung  kelapa memiliki  kandungan  lignin  lebih  tinggi  dari selulosa  [5].  Lignin  berfungsi  sebagai  bahan pengkaku  dan  meningkatkan  hidrofobitas  pada molekul-molekul  selulosa  dalam  dinding  sel partikel  organik.  Kehadiran  lignin  yang  bersifat non  polar  dalam  partikel  tempurung  kelapa  juga menambah  kenon-polaran  partikel  yang  telah dimodifikasi  sehingga  menyebabkan  peningkatan adhesi  antar  muka  di  antara  pengisi  dan  matriks (polietilena  densitas  rendah)  yang  bersifat  non polar [1].  Mwaikambo  dan  Ansell  (1999) menyebutkan  bahwa  modifikasi  kimia  juga bertujuan  untuk  menghilangkan  senyawa-senyawa pengotor  pada  permukaan  pengisi.  Hal  tersebut juga berpengaruh terhadap sifat mekanik dan reaksi pengikatan gugus hidroksil pada proses esterifikasi [11].

## Kesimpulan
Asam  stearat  sebagai  agen  penghubung  antara matriks (termoplastik bekas) dan pengisi tempurung  kelapa  dapat  meningkatkan  nilai  sifat keteguhan  patah/ Modulus  of  Rupture sebesar 37,402 MPa

## Ucapan Terima Kasih.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Reinaldi dan  juga  DP2M  Dikti  yang  telah  membiayai penelitian  ini  dalam  Program  Penelitian  Hibah Bersaing Tahun 2013.

## Daftar Pustaka.
[1] Anonim, Papan Partikel , SNI 03-2105-2006, Badan Standardisasi Nasional 2006 Jakarta .
[2] Febrianto,
F, Komposit Kayu Plastik:Komposit Hijau untuk Bahan Bangunan  Massa  Depan  :  Tinjauan  Teknik Bahan Baku, Proses, Sifat-Sifat, Penggunaan dan  Pemasaran,  Jurnal  Teknologi  Hasil Hutan, ISSN 0215-3351, Hal :102-114.2005, IPB
[3]    Ferris,  F,  Sintetis  Film  Kemasan  Ramah Lingkungan  dari  Komposit  Pati,  Khitosan dan  Asam  Polilaktat  dengan  Pemlastik Gliserol:  Studi  Morfologi  dan  Karakteristik Mekanik,    Logika,  Agustus  2008,  ISSN 1410-2315, Hal. 13-18, 2008
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 3 6 9 K e te gu h an Patah
/M o d u lu s o f R u p tu re (M Pa ) Asam Stearat (Gram)
Papan Partikel Termoplastik Bekas Berpengisi Tempurung Kelapa
(60/40)
[4] Ginting,  H, Kajian  Awal  Pembuatan Komposit  Termoplastik  Cup  Berpengisi
Serbuk Tempurung Kelapa dengan
Penyerasi Asam Akrilat”, Prosiding Seminar Nasional  Teknik  Kimia  2009  ISSN  1693- 881, Hal:108-115, 2009  Medan
[5] Ginting,  H;  Salmah;  Halimatuddahliana; Tengku Hamid, Effec of Acrylic Acid on the Mechanical  Properties  of  Coconut  Shell
Filled  Low  Density  Polyethylene  (LDPE) Composite, Proceedings The 1 ST Sustainable Technology Development
(ICSTD) Bali 2010 ISBN 978-602-8566-96-
4,  Hal  :C  44-C  4,2010  Universitas  Udayana
Bali
[6]    Ginting, H, Pengaruh Asam Asetat Terhadap Peningkatan  Sifat  kekuatan  Tarik  Komposit Termoplastik Bekas Berpengisi Serbuk Kulit
Salak,  Buletin  Ilmiah  STTH  ISSN  0853- 5175,  Hal:1-6,    Edisi  No  12,  Oktober  2011, Medan [7]    Ginting,  H,  Pengaruh  Maleat  an  Hidrat
Terhadap
Sifat
Mekanik
Komposit
Termoplastik  Bekas  Berpengisi  Serbuk Tempurung  Kelapa”,  Buletin  Ilmiah  STTH ISSN  0853-5175,  Edisi  No  13,  Maret  2011, Hal:58-63,2012 Medan
[8]    Ginting  H  dan  Rosdanelli,  Pengaruh  Asam Stearat  Terhadap  Sifat  Kekuatan  Tarik  dan Pemanjangan  Pada  Saat  Putus  Komposit Termoplastik  Bekas  Berpengisi  Serbuk
Tempurung  Kelapa,  Prosiding  Seminar Nasional Teknik
Kimia
Soebardjo
Brotohardjono  IX  2012  ISSN  1978-0427,
2012, UPN Surabaya.
[9]    Hari wibowo,Toto Rusianto, Manarul Ihksan Pengaruh Kepadatan dan Ketebalan
Terhadap Sifat Isolator Panas Papan Partikel
Sekam Padi”, Jurnal Teknologi, 2008
[10]  Kim,  H,  S;Lee,  B,  H;  Choi,  S,  W  dan  Kim, H,  J,The  Effect  of  types  of  maleic  an Hydride  Grafted  Polypropylene  (MAPP)  on the  Interfacial  Adhesion  Properties  of Bioflour-Filled  Polypropylene  Composite,
38(A) : 1473-1482, 2009
[11]  Mwaikambo,  L,Y;  dan  Ansell,  M.  P,  The effect  of  Chemical  Treatment  on  The Properties  of  Hemp,  Sisal,  Jute,  Kapok
Fibres  for  Composite  Reinforcement”,  2 nd
International  Wood  and  Natural  Fibre Composite  Symposium,  Kasell-Germany, 1999.
[12]  Noor  Mirad  Sari,  Sifat  Fisik  dan  Mekanik Papan  Partikel  dari  Limbah  Plastik/Jenis HDPE  (High  Density  Polyetyle)  dan Ranting/Cabang  Karet  (Hevea  brasiliensis Muell.Arg),  Jurnal  Riset  Industri  Hasil Hutan  Vol  3.No  1  Juni  2011:7-14,  2011 Banjarbaru.
[13]  Sudarsono,  Toto  Rusianto,  Yogi  Suryadi Pembuatan  Papan  Parikel  Berbahan  Baku Sabut Kelapa Dengan Bahan Pengikat Alami (Lem  Kopal, Jurnal  Teknologi, Volume  3 Nomor 1, Juni 2010 : 22-32, 2010