SERBUK
GERGAJIAN KAYU KARET SEBAGAI BAHAN BAKU (FILLER) DALAM INDUSTRI KOMPOSIT
TERMOPLASTIK
Sheikh Abdul Karim Yamani,
Jamaludin Kasim, Hanapiah Mohd Abidin, dan Mohd Faisal Mohd Arif
ABSTRAK
Serbuk gergajian kayu karet yang
digunakan dalam studi ini dikumpulkan dari portable sawmill, di Jengka 16
selama penanaman kembali pohon karet ini. Pertama-tama limbah gergajian
dikumpulkan, dikeringkan dalam sebuah oven, lalu disaring untuk memisahkan atau
menghilangkan ukuran serbuk yang terlalu besar. Studi ini dilakukan untuk
menganalisis efek yang terkonduksi dari ukuran-ukuran partikel dan pemuatan
bahan baku. Polypropylene dilelehkan terlebih dahulu dalam mesin yang kemudian
menambahkan serbuk gergajian dalam mesin dispersion mixer. Lalu Hasil campuran
itu dibentuk menggunakan cetakan sebagai sampel uji. Sampel ini akan diuji
secara mekanis dan penyerapan air berdasarkan kepada standard inggris (BS
2872). Ukuran-ukuran partikel dan bahan baku yang ditemukan ber-efek secara
signifikan terhadap semua sifat-sifat komposit termoplastik. Partikel yang
lebih besar membuat sifat mekaniknya lebih jelek. Tingginya berat/muatan bahan
baku menunjukkan penurunan kekuatan
sementara modulusnya meningkat dan penyerapan airnya meningkat secara
signifikan. Campuran termoplastik ini dapat digunakan sebagai material awal
dalam produksi akan produk-produk yang tidak membutuhkan sifat kekuatan yang
tinggi.
PENDAHULUAN
Sejak awal tahun 1980_an, telah ada
ketertarikan yang menggenerasi terhadap penggunaan limbah kayu ini sebagai
bahan baku berbasis termoplastik. Terknologi sekarang membatasi pemuatan bahan
baku untuk termoplastik sebanyak 50% dari berat awalnya. Penambahan bahan baku
kayu pada termoplastik biasanya untuk mengurangi biaya dan meningkatkan
kekakuan. Sifat kunci yang diusahakan meliputi ukuran dan kualitas partikel
yang konsisten, warna yang bagus, kekerasan rendah, daya serap minyak yang
rendah, dan kemampuan membuat ikatan polimer.
Kemampuan dalam mengkombinasikan bahan
baku kayu dalam termoplastik mengarahkan kapada produksi komposit-komposit yang
baru sehingga dapat memberikan keuntungan yaitu ringan dan meningkatkan akustik,
dampak dan perubahan sifat panas
Industri furniture Malaysia adalah
sebuah industri jutaan dolar dengan produk-produk mereka yang memiliki
permintaan sangat tinggi dari dalam negeri maupun internasional. Masalahnya
selama memproduksi produk-produk furnitur menghasilkan banyak limbah dan belum
ada ide untuk memanfaatkannya secara maksimal. Maka daripada itu, penggunaan
yang optimal dari sumberdaya ini adalah diproduksi kembali seperti papan
komposit plastic. Laporan/tulisan ini membahas kesesuaian limbah kayu karet ini
sebagai bahan baku komposit termoplastik dan efek dari berbagai ukuran partikel
dan sifat komposit termoplastik memuat bahan baku.
BAHAN
DAN METODE.
Pengumpulan sampel dan persiapan
Sisa kayu/limbah kayu dikumpulkan dari
tempat penggergajian kayu karet di Jengka 16. Limbah tadi dikering udarakan
terlebih dahulu lalu dioven pada suhu 60 derajat Celcius selama 48 jam. Limbah
tadi selanjutnya dibentuk menjadi bubuk pembentuk pada sebuah perusahaan Wiley
dan selanjutnya disaring ke dalam ukuran yang dibutuhkan.
Proses pencampuran
Sampel yang biasa digunakan adalah
polypropylene (PP) dengan titik leleh/lebur 8.0 g/10 min, dan
kerapatan/kepadatan 0.90 g/cm3. MAPP digunakan sebagai kompatibiliser. Sebelum
PP dan MAPP di tambahkan, panaskan terlebih dahulu mesin pencampur hingga suhu
180 C. Saat PP dan MAPP sudah meleleh/melebur, masukkan tepung kayu dan biarkan
sampai campurannya tercampur dengan baik. Waktunya sekitar 10-15 menit.
Campuran yang dicampur dituangkan ke dalam bagian tipis/cetakan dan berikan
pada mesin penghancur. Campuran dituang ke dalam hot press pada suhu 180C sekitar
10 menit, lalu didinginkan sampai suhu lingkungan menggunakan mesin cold press
dengan air mengalir mengalir mengelilingi mesin. Ketegangan/kekakuan dan daya
serap air sampel yang diproduksi dapat menggunakan sebuah sepuhan krom yang
dibentuk dengan dimensi 150 x 25 x 2 mm. Pembengkokan sampel dihasilkan
menggunakan cetakan dengan dimensi 150 x 25 6 mm. Total papannya sebanyak
delapan dan 12 potong pembengkokan yang dihasilkan dari setiap pencampuran.
Pengujian dan eavaluasi
Pengujian specimen dipersiapkan dan
disesuaikan dengan BS 2782 (Anon, 1992). Pengujian specimen yang diuji pada
sifat mekaniknya dengan menggunakan mesin testrometik. Standard pengujian yang
diaplikasikan pada pengujian specimens: BS 2728: bagian 3: metode 335 A (1993),
untuk MOR dan modulusnya, BS2782: bagian 3: metode 321 dan 322 (1994) untuk
sifat kekakuan dan BS 2872: bagian 4: metode 430A (1983) untuk penyerapan air.
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Data statistic Penting
Tabel 1 memperlihatkan analisis mengenai
perbedaan (ANOVA) pada efek dari ukuran-ukuran partikel dan pemuatan bahan baku
pada komposit termoplastik. Dari tabel ini, ukuran partikel dan dan pemuatan
baha baku berdampak secara signifikan pada setiap sifat mekanik dan daya serap
airnya. Interaksi dari efek-efek ukuran partikel dan pemuatan bahan baku ini
juga penting ditunjukkan pada semua pengujian sifat-sifatnya.
Tabel 1. Analisis atas perbedaan efek
dari ukuran partikel(PS) dan pemuatan bahan baku(FL) pada sifat komposit
termoplastik.
Sov
|
Df
|
Mor
|
Fmoe
|
Ten
|
Tmoe
|
Elong
|
Wa
|
ps
|
2
|
3,43
|
6,3
|
5,11
|
0,26 ns
|
23,17
|
12,74
|
fl
|
2
|
20,24
|
37,08
|
233,69
|
63,3
|
182,8
|
218,17
|
Ps x fl
|
4
|
3,21
|
4,25
|
3,26
|
4,09
|
35,61
|
13,24
|
Catatan: SOV: sumber pembeda, df: kadar
kebebasan, mor: modulus of ruptyre, fmoe: flexural modulus of elasticity, TEN:
kekuatan tarik, tmoe: tensile modulus of elasticity, elong: panjang keretakan,
wa: penyerapan air.
Efek dari ukuran-ukuran partikel
Ukuran dari serbuk gergaji kayu dengan
pasti mempengaruhi sifat mekanis dari bahan baku kayu komposit termoplastik.
Ferrigno (1978) mengatakan dampak yang paling menonjol dari ukuran partikel
adalah pengerasan komposit itu sendiri. Gambar 1 menunjukkan efek secara
berturut-turut dari ukuran partikel terhadap sifat mekaniknya dan pada
pemanjangan, penyerapan air.
Ukuran
partikel yang lebih kecil menunjukkan dengan signifikan MOR,TEN, FMOE, TMOE,dan
Elongation lebih baik. Sifat yang lebih baik yang benar adalah kecocokan yang
lebih baik dengan polypropylene sejak partikel yang lebih kecil menyarankan
permukaan lebih lebar pada area komposit dibandingkan dengan berat yang sama
dari pertikel yang lebih besar. Selanjutnya, distribusi dari partikel-partikel
ecil ini adalah lebih homogen dibandingkan dengan partikel yang lebih besar.
Nielsen (1974) juga menetapkan bahwa jumlah tekanan yang dibentuk partikel yang
lebih besar memungkinkan kasus berbeda pada penurunan kekuatan. Dimana partikel
yang lebih kecil pada permukaan yang lebih tinggi lebih significan menyerap
lebih air pada komposit. Pengurangan/penurunan dari ukuran partikel pada 60 mesh
menaikkan pengambilan air sebanyak 26%.
Gambar 1. Efek dari ukuran partikel pada
sifat mekanik
Efek dari pemuatan bahan baku
Efek pemuatan bahan baku pada sifat
mekanik dari komposit termoplastik ditunjukkan pada gambar 3. Zaini et.
Al(1996) mengatakan bahwa penggabungan bentuk bahan baku yang tidak ditentukan
dengan polypropylene akan mengurangi sifat mekanisnya. Limbah kayu yang tidak
memiliki bentuk yang tidak ditentukan secara alami akan menurunkan TEN dan MOR
komposit ketika pencampuran dengan plastic. Dari gambar, kenaikan pemuatan
bahan baku ditunjukkan penurunan MOR dan TEN secara significan. Dengan kenaikan
pemuatan bahan baku dari 10% ke 50%, MOR menurun sebanyak 27% dan TEN 36%, yang
membuat kecacatan kekerasan/kekuatan antar fase antara bahan baku dan perekat.
MOE
berhubungan dengan kekakuan dan tujuan utama penyatuan/penggabungan bahan baku
yaitu untuk menaikkan kekakuan/kekuatan yang dihasilkan komposit. Dari sifat
FMOE dan TMOE, gambar nomor 2 menunjukkan kenaikannya secara signifikan sama
dengan kenaikan pemuatan bahan baku(berbanding lurus). Kenaikan pemuatan bahan
baku dari 10% ke 50% menaikkan FMOE dan TMOE berurut sebanyak 14% dan 39 %.
Berdasarkan Fuad et, al (1985), kenaikan modulus dengan kenaikan pemuatan bahan
baku fenomena yang biasa pada komposit termoplastik.
Gambar 2. Efek dari pemuatan bahan baku
pada sifat mekanik
Gambar
nomor 2 menunjukkan efek pemuatan bahan baku dengan Elong fan WA. Zaini et, al
(1996) juga mengatakan bahwa Elong mengikuti trend sifat yang dibentuk oleh TEN
dan MOR, Elongnya menurun. Dengan naiknya pemuatan bahan baku dari 10% ke 50%
membuat Elong turun sebanyak 69%. Penyerapan air meningkat dengan meningkatnya
pemuatan bahan baku sebanyak 770%. Kenaikan WA yang tinggi ini dapat membuat
masalah pada komposit dengan kandungan bahan baku yang lebih tinggi. Kenaikan
WA dapat dijelaskan dari kenaikan permukaan bahan baku, yang mana hisgoskopis
itu alami.
KESIMPULAN
Dari laporan/penelitian itu ditunjukkan
bahwa limbah serbuk gergaji dapat digunakan dengan bagus sebagai bahan baku
pada manufacture dari komposit termoplastik. Partikel yang lebih besar menurunkansifat
mekanis dari sifat komposit termoplastik. Meningkatkan kadar/isi/kandungan
selama memproduksi komposit membuat rendahnya kekuatan tapi emnigkatkan
kelenturan, sementara penyerapan air juga meningkat pada kealamian higroskopik
yang tinggi.
No comments:
Post a Comment