PENGARUH FAKTOR JENIS KERTAS, JENIS PEREKAT DAN KERAPATAN KOMPOSIT TERHADAP KEKUATAN IMPAK PADA KOMPOSIT PANEL SERAP BISING BERBAHAN DASAR LIMBAH KERTAS

Kertas merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia. Konsumsi kertas di Indonesia pada tahun 2003 mencapai 5,31 juta ton, tahun 2004 mencapai 5,40 ton, tahun 2005 mencapai 5,61 juta ton dan tahun 2009 mencapai 7,90 juta ton. Indonesia saat ini menduduki peringkat ke-9 di dunia untuk kategori industri pulp dan mengisi 2,4% pangsa pasar dunia serta peringkat ke-12 untuk kategori industri kertas dengan pangsa pasar sebesar 2,2% (Pusat Grafika Indonesia, 2010). Peningkatan konsumsi kertas berdampak pada peningkatan permintaan bahan baku kayu dan peningkatan sampah kertas. Komposisi sampah di Indonesia terdiri dari sampah kompos sekitar 65%, kertas 13%, plastik 11%, dan 11% lain-lain (BPS dalam Wibowo, 2001). Sampah kertas menduduki peringkat ke-2 dari komposisi total sampah di Indonesia dan merupakan jenis sampah yang dapat didaur ulang. Saat ini pemanfaatan daur ulang sampah kertas belum optimal. Kebanyakan sampah kertas didaur ulang menjadi pembungkus makanan atau bahan kertas baru. Kertas karton (cardboard paper) sebagai produk daur ulang sampah, digunakan sebagai core pada industri kertas, sampah kertas rumah tangga didaur ulang menjadi kertas untuk surat kabar (newspaper) dan fine paper seperti kertas tissue (Peltola, 2004). Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengoptimalkan pemanfaatan daur ulang sampah kertas adalah dengan mengkombinasikan daur ulang sampah kertas dengan perekat menjadi sebuah alternatif material baru yaitu natural komposit sebagai bahan panel/papan. Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material, dimana sifat mekanik dari material pembentuknya berbeda-beda (Jones, 1975). Umumnya dalam komposit terdapat bahan yang disebut sebagai bahan dispersi dan matrik. Bahan dispersi dapat berupa partikel tetapi pada umumnya berupa serat. Alasan-alasan dipilihnya serat sebagai bahan komposit diantaranya karena sifatnya yang elastis, kuat, melimpah, ramah lingkungan dan biaya produksi yang rendah. Bahan dasar alami seperti daur ulang sampah kertas, disusun dari beberapa jenis kertas murni atau dikombinasikan dengan serbuk kayu atau serat lainnya dan direkatkan menggunakan perekat organik maupun anorganik (Grigoriou, 2003). Karena sifatnya yang lunak, bahan-bahan semacam ini berpotensi untuk dijadikan bahan panel serap bising yang baik. Penelitian Miasa dan Rachmat (2004) menunjukkan bahwa kertas dapat meredam kebisingan hingga 20 dB pada frekuensi 8000 Hz. Matrik atau perekat berfungsi mengikat serat menjadi satu kesatuan struktur, melindungi serat dari kerusakan akibat kondisi lingkungan, mendistribusikan beban ke filler dan memberikan sifat seperti: kekakuan, ketahanan dan tahanan listrik (Gibson, 1994). Berdasarkan bahan penyusunnya, perekat dibedakan menjadi dua macam yaitu perekat organik dan anorganik. PVAc merupakan perekat anorganik yang diperoleh dari polimerisasi vinyl acetate dengan cara polimerisasi massa, polimerisasi larutan, maupun polimerisasi emulsi (Fajriani, 2010). PVAc biasa digunakan sebagai lem kayu dan kertas. Salah satu perekat organik adalah lem kanji, terbuat dari pati kanji. Dalam industri, lem kanji digunakan sebagai komponen perekat dan campuran kertas. Melihat fungsi dari dua jenis perekat tersebut, PVAc dan lem kanji memiliki potensi sebagai matrik yang baik untuk sebuah komposit panel serap bising. Komposit tersebut dapat diaplikasikan menjadi papan sekat ruangan/dinding dan bahan box speaker. Selain pengaplikasian secara berdiri sendiri, komposit ini juga dapat digunakan sebagai core dalam komposit sandwich. Sebagaimana bahan-bahan konstruksi pada umumya, panel komposit dapat diuji melalui pengujian mekanik untuk mengetahui ketahanan terhadap beban yang diterimanya karena panel yang kuat akan memiliki keuntungan dalam kemudahan dan fleksibilitas instalasi. Untuk mengetahui karakteristik mekanik komposit panel serap bising, penelitian ini difokuskan pada pengujian impak sesuai dengan standar ASTM D 5942 - 96 yang bertujuan mengukur ketangguhan komposit terhadap beban kejut/impak karena salah satu beban yang dominan untuk aplikasi panel sebagai sekat ruangan/dinding adalah beban impak berupa getaran pintu yang terpasang pada dinding saat ditutup atau terkena lemparan benda yang keras, untuk box speaker beban impak berupa getaran suara yang ditimbulkan oleh speaker. Sedangkan untuk core komposit sandwich perlu adanya uji impak karena penyerapan energi terbesar adalah pada bagian core. Pada saat penelitian ini diusulkan, Laboratorium Material Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta mengembangkan komposit serap bising berbahan dasar campuran sampah kertas dan perekat PVAc serta lem kanji. Karakteristik komposit dari pemanfaatan daur ulang sampah kertas ini perlu dikaji lebih lanjut secara empiris melalui eksperimen. Eksperimen ini bertujuan untuk menentukan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap nilai impak komposit. Sesuai dengan bahan dasar dari komposit yang dikembangkan, faktor-faktor tersebut meliputi: jenis kertas dan jenis perekat. Penelitian Grigoriou (2003) tentang waste paper-wood untuk pembuatan panel dengan menggunakan tiga jenis kertas yaitu: kertas koran (newspaper), office paper dan majalah (magazine paper) menunjukkan bahwa jenis kertas dan persentase perekat berpengaruh terhadap sifat mekanik komposit. Kekuatan mekanik yang baik diperoleh pada panel berbahan kertas koran (newspaper) dan office paper sehingga penelitian ini menggunakan kedua jenis kertas tersebut. Penelitian Muehl dkk. (2004) tentang panel berbahan dasar serat kenaf, salah satu biofiber dan office wastepaper menunjukkan bahwa jenis perekat berpengaruh terhadap sifat mekanik komposit. Selain itu, faktor kerapatan juga merupakan faktor yang perlu dikaji karena sifat mekanik bahan secara umum sangat dipengaruhi oleh faktor ini. Penelitian Arbintarso dan Hary (2008) menunjukkan bahwa kerapatan dengan ratio pemadatan mempengaruhi sifat mekanik komposit. Dengan memvariasikan dan menginteraksikan level-level faktor jenis kertas, jenis perekat dan kerapatan maka dapat diketahui variasi manakah yang menghasilkan nilai impak terbaik