Makalah WPC Uhuy [PDF]

Citation preview

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Wood Plastic Composite merupakan bahan komposit hasil pencampuran limbah kayu berupa serbuk kayu dengan limbah plastik yang berupa biji-biji plastik yang dibentuk melalui proses ekstrusi. Hasil dari pencampuran kedua bahan ini menghasilkan bahan baru yang mewariskan keunggulan dan kelemahan dari masing-masing bahan tersebut. Keunggulan utama dari bahan ini adalah ramah lingkungan dan lebih tahan terhadap kondisi lingkungan daripada kayu yang berasal dari pohon. Kelemahannya adalah harganya relatif tidak murah dan bersifat getas. Pemanfaatan WPC untuk saat ini masih berupa sebatas pemakaian untuk penggunaan arsiterktural saja, misalnya digunakan untuk pagar, dinding, lantai dan langit-langit. Perkembangan teknologi yang pesat tentang bahan komposit menginisiasi dimulainya penelitian yang lebih lanjut mengenai karateristik dari WPC sendiri baik dari sifat fisiknya maupun sifat mekaniknya.



1.2 RUMUSAN MASALAH 1. Mengenal wood plastic composite 2. Mengetahui sifat dan aplikasi wood plastic composite 3. Mengetahui cara pembuatan wood plastic composite 4. Mengetahui kelebihan dan kelemahan wood plastic composite



1|TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA 2017



BAB 2 WOOD PLASTIC COMPOSITE (WPC)



2.1 PENGERTIAN WOOD PLASTIC COMPOSITE (WPC)



Wood Plastic Composite (WPC) yang merupakan komposit polimer yang terbuat dari termoplastik sebagai matrik dan serbuk kayu sebagai pengisi (filler). Kayu telah lama digunakan oleh industri plastik sebagai filler yang murah, dimana dapat meningkatkan kekuatan dan kekakuan termoplastik. Pada akhir tahun 1980, para peneliti dan industri mulai mencari filler yang berkualitas dan coupling agent untuk meningkatkan interaksi antara komponen kayu dan termoplastik. Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Wolcott dan Englund (1999) akhirnya mendapatkanWPC sebagai bahan alternatif sebagai pengganti penggunaan kayu solid Sifat kekuatan dan kekakuan WPC secara umum dipengaruhi oleh komposisi penggunaan filler dan metode pengadonan (pencampuran). Dengan adanya filler kayu dalam matrik plastik pada WPC dapat memberikan keuntungan seperti, biaya material yang lebih murah dibandingkan dengan hanya material plastik saja, juga dalam sifat-sifat kompresi untuk sebagian besar WPC lebih baik dibandingkan dengan hanya kayu saja. Plastik yang ada dalam WPC mengurangi absorpsi air dan serangan hama sehingga biaya maintenance WPC lebih rendah dibandingkan kayu. WPC juga bersifat mudah didaur ulang karena materi yang ada di dalamnya dapat dicairkan dan dibentuk kembali. WPC memberikan fleksibilitas yang besar dalam bentuk dan warna yang dihasilkan. Penggunaan produk WPC semakin berkembang disebabkan pemakaian chromated copper arsenate (CCA) sebagai pengawet kayu yang menggunakan copper (Cu) untuk mencegah pertumbuhan jamur sudah dilarang sejak tahun 2003 karena dapat merusak ekosistem.



WPC merupakan gabungan antara serat selulosa alam seperti serat atau serbuk kayu, sekam padi, batang tebu dan polimer atau plastik (vinyl) baik yang masih orsinil ataupun daur 2|TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA 2017



ulang. Dengan komposisi serat plastik 50% dan serbuk kayu 50%, WPC memberikan kekuatan dan keindahan menyerupai kayu dengan daya tahan dan kelebihan serta keunggulan polimer atau plastik.



WPC terbuat dari kayu-plastik dan dicampur dengan bahan-bahan seperti:



-



Anti UV



: membuat produk tahan terhadap panas matahari dan api.



-



Anti jamur : membuat produk tahan jamur atau lumut jika terjadi lembab pada saat terkena air dan hujan.



-



Anti rayap : membuat produk tahan terhadap serangan serangga, sehingga tidak keropos.



2.2 BAHAN BAKU WPC



Bahan baku utama dalam pembuatan WPC adalah termoplastik dan kayu. Termoplastik akan membentuk matriks yang akan membungkus biomassa (filler) untuk menghasilkan karakteristik yang keras, tangguh, dan kokoh. Pembuatan WPC menjadi sulit karena; a) lignin merupakan fraksi yang paling sensitif terhadap suhu, mudah terbakar dalam proses pencampuran, melepas CO2 dan gas lainnya, membuat densitas menjadi lebih rendah dan produk WPC yang dihasilkan akan menjadi mudah teroksidasi jika terkena paparan cahaya; b) kayu dapat teraglomerasi karena perbedaan sifat dengan termoplastik; c) meminimalkan kontak biomassa dengan panas pada proses pencampuran; d) komponen ekstraktif (penine, tannin, terpene dan senyawa karbonil) dalam biomassa dapat menghasilkan gas yang mudah menguap sehingga menurunkan densitas; e) hemiselulosa dapat terurai pada titik leleh termoplastik dan perubahan tekanan membentuk asam asetat.



3|TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA 2017



Termoplastik (PP) mulai meleleh pada suhu 161 oC, sedangkan kayu mulai menyala pada suhu 210 oC. Jika proses pengadukan dilakukan pada suhu dibawah 161 oC, sedikit kemungkinan kayu akan menyala namun termoplastik (PP) tidak meleleh. Sebaliknya jika suhu pencampuran dilakukan diatas 210 oC, termoplastik (PP) akan meleleh cukup baik namun sebagian besar kayu akan terdegradasi oleh suhu.



Oleh karena itu, proses pembuatan WPC dilakukan pada suhu



dibawah 200 oC untuk meminimalkan biomassa yang terdegradasi (Clemons, 2004).



 Termoplastik Plastik merupakan campuran bahan yang dapat dibentuk dan dicetak dengan kekuatan beraneka ragam. Bahan utama plastik adalah resin atau polimer sintetis dari proses polimerisasi senyawa hidrokarbon. Plastik termasuk senyawa organik dan sering disebut polimer sintetis. Jika polimer alam berasal dari tumbuh-tumbuhan, maka polimer sintetis dihasilkan dari proses petrokimia. Plastik mengandung beberapa bahan tambahan untuk meningkatkan kualitas sesuai dengan kebutuhan. Proses pencampuran dikenal sebagai compounding dilakukan agar bahan-bahan dapat tercampur merata (Syafitrie, 2001). Termoplastik dibagi kedalam dua kelompok, yaitu plastik komoditi dan plastik engineering. Plastik komoditi mencakup berbagai jenis plastik yang dikenal seperti poliolefin yang mencakup golongan polietilena (PE), polipropilena (PP), polivinil klorida (PVC), polistirena (PS) dan polietilen tereftalat (PET) (Moavenzadeh,dkk.,1995). Untuk mengetahui penggunaan plastik secara tepat, maka perlu diketahui bahan baku yang digunakan :



a. Polietilena (PE) Polietilena adalah polimer semikristalin yang memiliki titik leleh pada rentang 106-130 oC. Polietilena berbentuk kritstal dan amorf pada suhu kamar. Polietilena umumnya dibedakan dari densitasnya terdiri atas tiga golongan, yaitu low density polyethylene (LDPE), medium density polyethylene (MDPE) dan high density polyethylene (HDPE). Polietilena bersifat lunak sehingga dalam proses pembuatan komposit PE mudah untuk dipotong. Komposit polietilena atau polipropilena menghasilkan absorbsi mendekati nol setelah perendaman selama 24 jam dan tahan terhadap bahan kimia termasuk asam kuat seperti sulfur, hidroklorik dan nitrat (Klyosov, 2007).



4|TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA 2017



Polietilena tahan terhadap air namun tidak baik sebagai penghalang oksigen dan karbondioksida serta dapat bereaksi dengan beberapa hidrokarbon organik pada suhu diatas 60 oC. Tidak terpengaruh oleh asam dan basa kuat kecuali asam nitrat pada suhu tinggi. LDPE paling banyak digunakan sebagai kantung, harganya murah dan dapat dikelim (silling), MDPE bersifat lebih kaku daripada LDPE dan tahan terhadap suhu yang lebih tinggi daripada LDPE. HDPE bersifat lebih kaku dari MDPE serta lebih tahan terhadap suhu tinggi hingga 120 oC, HDPE dapat digunakan sebagai kemasan produk yang harus mengalami sterilisasi



b. Polipropilena (PP) Polipropilena lebih bersifat kaku, memiliki kekuatan tarik dan kejernihan yang lebih baik daripada polietilena, permeabilitas uap air rendah. Polipropilena sukar direkatkan dengan panas, lebih kaku dan lebih rapuh dibandingkan dengan polietilena. Struktur polipropilena dapat berupa ataktik, isotaktik dan sindiotaktik. Struktur polipropilena yang bercabang menyebabkan termoplastik ini lebih mudah teroksidasi jika terpapar cahaya dibandingkan polietilena. Titik leleh polipropilena berada pada rentang suhu 161 - 165 oC, densitas 0,9 - 0,91 gr/cm3 dan MFI 25 gr/10 min. Polipropilena banyak digunakan sebagai karung plastic.



c. Polistirena (PS) Polistirena dibuat dari minyak bumi dengan jalan polimerisasi stirena. Polistirena banyak digunakan sebagai pembungkus karena jernih dan mengkilap. Titik leleh polistirena ± 560 C, sehingga tidak dapat digunakan untuk produk yang perlu pemanasan tinggi, disamping itu polistirena sukar direkatkan dengan panas. Polistirena banyak digunakan untuk pengemasan buah-buahan, sayur-sayuran, daging, susu, yoghurt dan lain-lain. Secara umum polistirena digunakan dalam bentuk film. Film polistirena bersifat transparan, jernih, lentur dan berkilau .



d. Polivinil klorida (PVC) Bersifat keras dan kaku, mudah terpengaruh oleh panas dan sinar ultra violet. Polivinil klorida mempunyai sifat yang baik sebagai penghalang terhadap lemak, alkohol, dan pelarut lemak yang lain. PVC juga tahan terhadap asam dan basa kuat kecuai sulfat dan nitrat.



5|TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA 2017



 Kayu Jenis kayu yang biasa digunakan dalam pembuatan WPC adalah jenis Pine, Spruce, Fir dan Oak. Beberapa serat-serat alami pertanian seperti kenaf, rami, sisal, bambu dan batang sawit telah mulai dicoba dalam beberapa penelitian dan menunjukkan kesesuaian sebagai bahan pengisi material WPC. Kelebihan menggunakan serat alami adalah bersifat dapat diperbaharui, tersedia melimpah, murah, ringan, bersifat biodegradasi, tidak abrasif terhadap peralatan, tidak menyebabkan iritasi pada kulit dan penyerapan panas yang baik (Marutzky, 2004).



2.4 Perbandingan antara WPC dan Kayu Biasa Property



WPC



Kayu Tropis umum



Penyerapan air



0-1.5%



Up to 30%



Penarikan sekrup



Bisa



Bisa



Daya tahan terhadap jamur



Sangat Baik



Sedang



Daya tahan terhadap rayap



Sangat Baik



Tidak



Daya tahan terhadap bengkok



Sangat Baik



Sedang



Daya tahan terhadap bahan kimia



Sangat Baik



Sedang



PROSES PEMBUATAN Pembuatan kayu komposit dilakukan dalam 2 tahap. Awalnya, bahan-bahan yang digunakan dicampur melalui proses komponding atau dihancurkan seperti bubur. Setelah itu hasil kompon diproses dan dibentuk menjadi satu produk. Tujuan dilakukannya komponding adalah untuk mendispersikan filler dan bahan tambahan ke dalam polimer leleh. Beberapa pilihan tahap pencampuran adalah secara berkelanjutan atau batch. Jadi hasil kompon dapat dibentuk langsung sebagai produk akhir maupun hanya dalam bentuk pelet yang nantinya akan dijadikan produk saat diperlukan



6|TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA 2017



2.5 KEKURANGAN DAN KELEBIHAN WPC Kelebihan WPC 1. Dari segi estetika  



Memiliki beragam motif / design untuk mendukung keindahan rumah. Mampu untuk di finishing, seperti Melamin / Ducco.



2. Dari segi kekuatan    



Daya tahan yang tinggi terhadap benturan dan abrasi Kestabilan dimensi yang baik - tidak akan mengembang bila berada di area lembab. Kemungkinan retak yang sangat kecil WPC mempergunakan kayu yang dicampur dengan plastik sehingga diperoleh material yang lebih kaku dan lebih tahan tekan dibanding plastik.



3. Dari segi ketahanan  



Daya tahan yang baik terhadap air dan bahan kimia rumah tangga. Daya tahan yang baik terhadap rayap, jamur dan hama.



4. Dari segi biaya  Pada umumnya lebih murah dibanding pintu kayu  Daya tahan yang baik (awet/durability) sehingga menghemat untuk janka panjang.  Komponen plastik dapat mencegah absorpsi air atau serangan mikroba sehingga menurunkan biaya perawatan. 5. Ramah Lingkungan   



100% dapat di daur ulang. Menggunakan serat/serbuk kayu hingga 50% Penggunaan kayu dan bahan terbarukan akan menurunkan jejak karbon dari plastik karena dibutuhkan sedikit bahan dan energi fosil untuk memperoleh produk akhir



Kekurangan WPC 



Hanya memiliki sedikit pilihan warna



7|TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA 2017



Seperti yang terdapat pada poin di atas, WPC adalah bahan yang ramah lingkungan, karena WPC tidak akan merosot, melengkung atau memudar seperti kayu. Inilah yang dapat mengurangi siklus perbaikan dan penggantian yang boros. WPC juga dibuat dengan memanfaatkan limbah kayu sebagai bahan dasar pembuatannya. Bahan kayu yang digunakan bermacam-macam, mulai dari bambu, kayu jati, mahoni, atau bahkan serat ijuk. Kegunaan Wood Plastic Composite Wood Plastic Composite telah banyak digunakan saat ini. Berikut merupakan beberapa contoh penggunaan Wood Plastic Composite dalam kehidupan sehari-hari. a. Bahan bangunan dan konstruksi WPC digunakan sebagai bahan bangunan dan kontruksi karena sebagai alternatif pengganti kayu. WPC memberikan kekuatan dan keindahan menyerupai kayu dengan daya tahan dan kelebihan serta keunggulan polimer atau plastik. Bangunan dan kontruksi yang berbahan dasar WPC bukan hanya bangunan di darat saja, melainkan bangunan-bangunan yang ada di laut juga menggunakan WPC.



b. Manufaktur WPC komponen struktural WPC juga digunakan sebagai komponen struktural seperti tumpukan laut, dermaga rel, hambatan sekat-perlindungan, bagian kereta api dan bekisting untuk pekerjaan konstruksi.



8|TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA 2017



c. Bahan furniture dan interior Selain digunakan sebagai bahan bangunan dan konstruksi, WPC juga sering digunakan sebagai bahan furniture dan interior.



d. Dapat digunakan sebagai lantai, dinding, pagar, plafon di indoor maupun outdoor



9|TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS MERCU BUANA 2017



e. Industri



f. Infrastruktur



10 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



2.6 CARA PEMASANGAN WPC Cara Pemasangan lantai outdoor: 1. Pemasangan antara rangka atau joist diberi jarak 30-35cm 2. Bila pemasangan ingin dimatikan ke lantai, rangka (joist) langsung dibor atau disekrup ke lantai 3. Bila rangka atau joist sudah terpasang, kemudian pasang decking di atas rangka atau joist. Apabila rangka atau joist terpasang vertikal, maka decking harus terpasang horizontal, begitu juga sebaliknya. 4. Jarak antara decking dengan decking (Nat) harus diberi jarak 5-7 mm untuk menghindari kelembaban pada saat terkena air atau hujan. 5. Pemasangan plastic clip untuk decking diberi jarak 30 cm Cara Pemasangan dinding indoor: 1. Pasang terlebih dahulu besi hollow atau kayu kaso pada permukaan dinding dan beri jarak sekitar 40 cm 2. Pasang dinding panel ke besi hollow atau kayu kaso secara berlawanan. Jika pemasangan besi hollow atau kayu kaso vertical, maka pemasangan dinding panel horizontal. Begitu pula sebaliknya. 3. Pemasangan dinding panel ke besi hollow atau kayu kaso menggunakan paku atau baut, dengan cara mengaitkan paku pada dinding panel pertama (agar paku atau baut tidak terlihat) 4. Jika pemasangan dinding panel memakai lem kayu, maka lapisi dinding panel dengan lem kayu dan rekatkan pada besi hollow atau kayu kaso Catatan: Pemasangan dinding panel sama dengan pemasangan kayu biasa yang dapat dipotong dengan gergaji dan dapat dipaku. KESELAMATAN KERJA 1. Pakai pakaian dan atribut agar aman dalam melakukan pekerjaan. 2. Gunakan helm proyek (safety helm), Dan sepatu safety.



11 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



3. Hindari Bergurau dalam bekerja. 4. Hindari pemakaian alat yang tidak sesuai dengan kegunaannya. 2.7 BANGUNAN BERBAHAN BAKU WOOD PLASTIC COMPOSITE



Poin sebelumnya telah menguraikan tentang kegunaan WPC, salah satunya adalah sebagai bahan bangunan dan konstruksi. Secara umum bangunan-bangunan tersebut dibagi menjadi dua, yaitu bangunan darat dan bangunan pantai atau laut. Beberapa contoh bangunan di darat yang berbahan baku WPC adalah Rumah, Kantor, hotel, restoran, cafe, dan lain sebagainya. Sedangkan bangunan di laut yang menggunakan WPC adalah deck dermaga, interior kapal laut, lantai kapal, jembatan, dan lain sebagainya.



2.8 TEKNOLOGI DAN PROSES PEMBUATAN WOOD PLASTIC COMPOSITE



Bahan inti untuk membuat produk WPC adalah plastik dan kayu. Bahan pertama adalah plastik. Bahan utama plastic ada dua yaitu bijih pvc murni, produk sampingan dari pemurnian minyak dan gas alam, dan polietilen yang didapat dari daur ulang plastik pada hampir semua produk yaitu plastik pembungkus, tas belanja plastik, soda botol, bahkan film plastic yang ada pada permukaan styrofoam dan digunakan untuk menanamkan iklan. Plastik daur ulang ini dibersihkan dan diolah menjadi butiran bijih plastik. Selain itu, plastik didapat dari bahan plastik yang ditolak perusahaan. Kayu adalah komponen utama selain plastic dari WPC. Kayu tersebut sebelumnya diproses agar berbentuk tepung atau bijih-bijih kayu kecil. Secara teknis, semua jenis kayu dapat digunakan untuk membuat WPC, tetapi lebih baik digunakan kayu dari pohon yang berbatang keras dari pada kayu dari pohon berbatang lunak. Biasanya perusahaan menyuplai serbuk kayu dari sisa pemotongan kayu di pabrik pembuatan lantai kayu atau pembuat furniture kayu. Sangat jarang ditemukan perusahaan mengambil langsung kayu dari hutan. Hal ini disebabkan karena perusahaan menggunakan jenis kayu yang sesuai dengan karakteristik yang diinginkan dan kayu dipanen pada waktu yang berbeda. Hal ini menyebabkan perusahaan harus melakukan uji material yang tidak efisien yaitu setiap proses pembuatan dimulai.



12 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



Kemudian ditambahkan pula zat aditif .zat-zat aditif tersebut mencakup stabilizer (yang membantu bahan tercampur merata), waxes and lubricants (menolong produk bergerak dengan lancar melalui extruder) , stiffening agents ( menjaga hasil akhir tetap kaku sebelum benar-benar keras) , impact modifiers (mengurangi kerapuhan), blowing agents (mengurangi panas yang disebabkan oleh extruder) dan pewarna. Pembuatan WPC dapat tidak menggunakan zat aditif , tapi proses pembuatan akan sulit dan hasil akhir produk memiliki kualitas yang buruk. Proses pembuatan WPC adalah sebagai berikut :



1.



Persiapan dan Pencampuran Bahan



Tepung / bijih kayu yang digunakan dalam pembuatan WPC harus mengandung air dengan jumlah yang sangat sedikit jika dibandingkan dengan kayu di alam. Maka dari itu, sebelum dimasukkan ke dalam mesin pencampur kayu akan dipanaskan dan dikeringkan sampai tidak memiliki kandugan air. Pada saat yang sama, bijih plastik dipanaskan hingga mencair (yang disebut resin). Bahan-bahan tersebut dicampur bersama dengan zat aditif sampai plastik dianggap ditutupi (encapsulated) seluruhnya oleh tepung kayu. Jika anda membuat produk pvc , tidak ada kayu tepung digunakan , hanya plastik dan aditif dicampurkan. Bahan untuk lapisan WPC berbedabeda sesuai dengan perusahaan. Namun, secara umum bahan pelapis tersebut adalah plastik dan zat aditif seperti pewarna.



2.



Ekstrusi Campuran



Campuran yang telah dipanaskan didorong melalui saluran yang biasanya rangkaian yang berisi empat sampai delapan pelat logam pemotong. Alat ini berfungsi untuk membentuk produk menjadi bentuk yang diinginkan. Campuran pelapis diberikan pada saat saluran terakhir, dimana WPC telah terbentuk. WPC lebih besar ketika mereka meninggalkan yang saluran. Ekspansi ini dikenal sebagai freefoaming. Saat ini, beberapa produsen memindahkan produk yang baru diekstrusi segera ke kamar vakum. Hal ini menyebabkan proses ekspansi freefoam masih tetap



13 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



terjadi, menghindari terbentuknya kerak di permukaan dan melembutkan material. Proses ini digunakan untuk menghasilkan produk yang harus memenuhi standar yang tinggi.



3.



Mendinginkan WPC



Produk yang sudah memiliki bentuk yang benar tetapi masih sangat panas sehingga produk belum kaku. Kekakuan akan terjadi bila produk sudah dingin. Kebanyakan pabrik melakukan pendinginan dengan penyemprotan air pada produk saat melewati jalur produksi, tapi itu hal yang sulit karena satu kesalahan yang terjadi saat penyemprotan dapat menyebabkan bagian tertentu menembang. Sebagian produsen mendingin produk dengan udara (secara alami), pengiriman produk melalui beberapa jalur memutar yang berdekatan sehingga produk dapat mendingin di perjalanan. Belakangan ini diterapkan pendinginan radial untuk setiap sisi produk sehingga pendinginan merata. Namun, kegagalan tidak dapat dihindari. Produk yang gagal akan disiapkan untuk kemudian dicampur ke dalam campuran yang akan dilelehkan.



4.



Penyelesaian, Pemotongan, dan Penyimpanan



Sekarang, produk telah mendingin sampai titik di mana permukaan produk bisa mendapatkan cetakan akhir pada permukaannya. Proses mencetak ini menggunakan roda besar yang pada roda tersebut terdapat cetakan berbentuk serat kayu atau bentuk lain sesuai dengan karakteristik produk. Pada proses ini produsen menambahkan zat aditif lain, salah satunya adalah zat aditif yang digunakan untuk menjaga WPC agar tidak memudar jika terkena sinar matahari langsung. Setelah itu, dilakukan pengecekan ulang kepada produk untuk memastikan apakah produk sesuai dengan yang diinginkan, pemotongan produk sesuai dengan panjang yang diinginkan, serta penumpukan produk untuk dikemas dan disimpan. Namun, sering terjadi masalah yaitu produk tidak dibiarkan cukup lama untuk mendingin sehingga dibawa dan diedarkan dalam keadaan masih hangat. Sehingga dapat merubah sifat-sifat mekanik dari WPC itu sendiri.



14 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



2.9 SIFAT DAN KARAKTERISTIK WOOD PLASTIC COMPOSITE



Seperti yang telah dijelaskan pada poin-poin sebelumnya, WPC memiliki sifat perpaduan dari kayu dan polimer. Adapun karakteristik dari WPC adalah sebagai berikut :



1.



Lebih kaku dan lebih tahan tekan dibanding plastik



2.



Komponen plastik dapat mencegah absorpsi air atau serangan mikroba sehingga menurunkan biaya perawatan



3.



Mempunyai fleksibilitas produk dalam bentuk dan warna



4.



Untuk berbagai kondisi cuaca dan fluktuasi suhu (-50oC sampai 80oC)



5.



Daya tahan WPC sekitar 40 tahun sedangkan kayu hanya sekitar 10-15 tahun



6.



Tahan air dan tahan UV



7.



Fleksibel dalam proses pembuatannya



8.



Kerapatannya rendah



9.



Lebih bersifat biodegradable (dibanding plastik)



10. Memiliki sifat-sifat yang lebih baik dibandingkan bahan baku asalnya 11. Dapat diaplikasikan untuk berbagai keperluan 12. Daya tahan yang tinggi terhadap benturan dan abrasi



2.10 SIFAT MEKANIK WOOD PLASTIC COMPOSITE



Naiknya permintaan akan bahan komposit, termasuk wood-plastic (WPC), membuat perkembangan pada teknologi komposit. Dari perkembangan tersebut salah satu hal yang harus terpenuhi adalah kekuatan mekanik yang cukup dan ramah lingkungan.WPC memiliki komposisi dari polimer dan partikel lignocellulose (yaitu serbuk kayu atau kayu dari pohon). Dibandingkan dengan kayu WPC memiliki karakteristik yang lebih tinggi mengenai ketahanan terhadap perubahan lingkungan. Hal ini membuat WPC lebih baik dari pada kayu pada umumnya. Pada uji kekuatan, ukuran dari partikel kayu pada WPC mempengaruhi sifat mekaniknya. Hal ini dipelajari oleh Stark 1999, Stark dan Rowlands 2003, migneault et al.2008, bouafif et al.2009,



15 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



pan et al.2009, gozdecki et al.2011. Mereka telah menunjukkan bahwa menggunakan partikel kayu yang lebih besar akan memperkuat sifat mekanik dari WPC.



Faktor yang paling penting dalam menetukan kekuatan mekanik dari WPC adalah jenis polimer yang digunakan untuk membuat WPC. Polimer yang sering digunakan di dunia untuk membuat WPC adalah PP, PVC dan PE. Setiap polimer memberikan sifat yang berbeda pada WPC. Selain kekuatan mekanik, pemilihan bahan juga biasanya dipengaruhi oleh faktor ekonomi berupa harga bahan baku.



a.



Material dan Metode



Partikel yang digunakan dalam percobaan uji sifat mekanik inia dalah partikel dengan ukuran 0.25-4 mm. partikel yang ukurannya kurang dari 0.25 mm dan lebih dari 4 mm disaring dan tidak digunakan. Sebagai bahan pelekat ada 4 macam bahan polimer yang digunakan yaitu(1) - the polyethylene PE-LD (density 920 kg/m3), (2) – the polyethylene PE-HD Poliolefins (density 956 kg/m3), (3) - the polypropylene hompopolymer, (density 900 kg/m3), dan (4) - the PVC based. (bulk density 595 kg/m3). Partikel kayu dicampur dengan rasio 40-60% (kayu/polimer) dengan setiap polimer masing-masing. Pengujian dilakukan pada ruangan dengan temperature ruangan (21oC) dan pada keadaan kelembapan konstan (50%).



b.



Hasil



Dari hasil percobaan diperoleh bahwa kekuatan mekanik dari WPC bergantung pada polimer yang digunakan untuk membuat WPC tersebut. Saat menganalisis kuat tekan dan kuat tarik didapat bahwa WPC dengan bahan PVC memiliki kekuatan yang paling tinggi. Pada pengujian modulus elastisitas juga WPC dengan bahan polimer PVC memiliki modulus elastisitas tertinggi.



Kekuatan PVC sebagai bahan WPC juga merupakan yang paling unggul dengan rata rata kekuatan 1.5 sampai 3.8 kali kekuatan WPC dengan bahan lain. Namun, pada lain hal seperti pada pengujian gaya impact WPC dengan bahan dasar polimer PE-HD yang unggul mengalahkan WPC dengan bahan dasar PVC. 16 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



2.11 PERMASALAHAN YANG BERHUBUNGAN DENGAN WOOD PLASTIC COMPOSITE



Jika dilihat dari sudut pandang pembuatan, pemakaian WPC sebagai pengganti kayu dalam memenuhi kebutuhan bahan konstruksi memang sangat tepat. 90% proses pembuatan WPC merupakan daur ulang dari serbuk kayu yang dicampur dengan polimer. Walaupun bahan baku pembuatnya merupakan serbuk kayu, hal ini dapat menjadi masalah besar terhadap lingkungan ketika permintaan pasar terhadap WPC meningkat. Dengan adanya peningkatan tersebut dapat tidak menutup kemungkinan penggunaan kayu juga akan cenderung meningkat sehingga dapat menambah kasus illegal logging Data dari Konsorsium untuk Penelitian pada Bahan Industri Terbarukan, sebuah kemitraan publik-swasta yang berbasis di University of Washington di Seattle, menunjukkan bahwa emisi dari pembuatan kayu plastik 45-330% lebih tinggi daripada produksi redwood, tergantung pada apakah plastik didaur ulang dan sejauh mana itu dilengkapi dengan bahan kayu . Emisi yang ditimbulkan juga dapat berasal dari mesin pengolah WPC dan proses yang digunakan. Komposit yang berkualitas tinggi hanya dapat dicapai bila serbuk kayu terdistribusi dengan baik di dalam matriks. Dalam kenyataannya, afinitas antara serbuk kayu dengan plastik sangat rendah karena kayu bersifat hidrofilik sedangkan plastik bersifat hidrofobik. Akibatnya komposit yang terbentuk memiliki sifat-sifat pengaliran dan moldability yang rendah dan pada gilirannya dapat menurunkan kekuatan bahan.



17 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



2.12 JENIS-JENIS WOOD PLASTIC COMPOSITE



1.



Outdoor Floor



Empat tipe WPC diatas diaplikasikan untuk lantai outdoor, namun pengaplikasian WPC ini juga bisa digunakan untuk lantai indoor sesuai kebutuhan konsumen. WPC Tipe outdoor memiliki 2 varian warna, wood dan coffee. Tipe ini sangat cocok digunakan untuk pinggiran kolam, karena tahan terhadap air, tidak rusak jika terkena panas, mudah dalam perawatan sehingga dapat menghemat biaya dalam jangka waktu yang lama.



2.



Outdoor Wall & Fencing



18 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



Tipe WPC ini dominan digunakan untuk pagar, karena lebih tahan terhadap panas dan tidak cepat rusak walaupun terkena air. 2 Tipe ini memiliki 2 warna, wood dan coffee. Bentuk dan desain WPC ini membuat pagar terlihat lebih modern. Sama seperti produk WPC untuk lantai, untuk perawatan tidak terlalu sulit. 3.



Wall & Ceiling



Tipe ini digunakan untuk dinding dan plafon, sangat cocok diaplikasikan untuk Villa, Hotel, ataupun tempat tinggal pribadi. Plafon ini memiliki 4 variasi bentuk dan desain sehingga memudahkan konsumen dalam memilih tipe yang sesuai untuk digunakan. Salah satu keunggulan Plafon ini adalah kedap suara. 4.



Accesories



Accecories untuk WPC ini terdiri dari JOIST (DUC J300X & DUC JI300S), plastik clip (DUC SC304), Staring clip & screw (DUC SC300L), dll. seperti gambar di atas. Ini digunakan untuk bantalan, dan sambungan WPC dalam pengaplikasiannya. 19 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7



BAB 3 PENUTUP  KESIMPULAN 1. Wood Plastic Composite (WPC) merupakan salah satu produk alternatif pengganti kayu solid. Keunggulan utama dari bahan ini adalah ramah lingkungan dan lebih tahan terhadap kondisi lingkungan daripada kayu yang berasal dari pohon 2. Wood Plastic Composite (WPC) yang merupakan komposit polimer yang terbuat dari termoplastik sebagai matrik dan serbuk kayu sebagai pengisi (filler). 3. Jenis kayu yang biasa digunakan dalam pembuatan WPC adalah jenis Pine, Spruce, Fir dan Oak



20 | T E K N I K S I P I L U N I V E R S I T A S M E R C U B U A N A 2 0 1 7