Fabrication of Palm Leaf Fiber Board Biocomposite for Thermal Insulation Material

Intan Kusmawati; Debi Yana; Ropiqotul Husna; Nurul Aisah; Romi Fadli Syahputra; Delovita Ginting

doi:10.20527/flux.v21i2.17003

Fabrication of Palm Leaf Fiber Board Biocomposite for Thermal Insulation Material

Intan Kusmawati, Debi Yana, Ropiqotul Husna, Nurul Aisah, Romi Fadli Syahputra, Delovita Ginting

Abstract

Utilizing palm frond biomass for the production of composite materials will have a positive impact on managing palm oil plantation waste. Palm frond fiber biocomposite products have been proven to have good mechanical properties. However, exploration of other physical properties, especially thermal insulation properties, has not been widely studied. As a non-conducting material, palm frond fiber has the potential to have good thermal insulation properties. This study aims to fabricate palm frond biocomposite fiberboard, which has potential as a thermal biocomposite material. Fiberboard is made using the manual hand lay-up technique and cold compaction using a press machine. The characteristics under consideration for the fiberboard in concern encompass its physical, mechanical, and thermal properties. The main ingredients utilized in the fabrication of fiberboard predominantly comprise palm frond fiber and epoxy resin, with five distinct sample variants denoted as PSP-1 (84% fiber:16% resin), PSP-2 (83% fiber:17% resin), PSP-3 (82% fiber:18% resin), PSP-4 (81% fiber:19% resin), and PSP-5 (80% fiber:20% resin). The experimental results obtained from the testing of physical parameters indicated that the density of fiberboard exhibited a range of values spanning from 0.28 g/cm³ to 0.55 g/cm³. Similarly, the fiberboard's water absorption capacity varied between 107.25% and 194.00%. The water absorption abilities display significant variability, as indicated by a large standard deviation ranging from 28.15% to 80.35%. When the density of fiberboard is high, its water absorption capacity tends to be low. Furthermore, the mechanical tests revealed that the fiberboard's flexural strength showed a range of values spanning 1.10-5.42 MPa. The magnitude of specific heat capacity for fiberboard is calculated to be between 2.1-3.5 J/g ̊C, while the thermal conductivity lies within the range of 0.001-0.0020 W/mK

Keywords

mechanical properties; palm frond; physical properties; thermal properties

Full Text:

PDF (Bahasa Indonesia)

References

Abu-Jdayil, B., Mourad, A. H., Hittini, W., Hassan, M., & Hameedi, S. (2019). Traditional, state-of-the-art and renewable thermal building insulation materials: An overview. In Construction and Building Materials (Vol. 214, pp. 709–735). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.04.102

Afrizal, Sutrisna, R., & Muhtarudin. (2014). Pontensi Hijauan Sebagai Pakan Ruminasia Dikecamatan Bumi Agung Kabupaten Lampung Timur. Jurnal Ilmiah Peternakan Terpadu, 2(2), 93–100.

Apriani, E. (2017). Analisa Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Limbah Dari Serat Kelapa Muda,Batang Pisang dan Kertas Bekas Terhadap Bending Sebagai Papan Komposit. Jurnal Engine, 1(2), 38–46.

Asroni, & Handono, S. D. (2018). Kaji eksperimen variasi jenis serat batang pisang untuk bahan komposit terhadap kekuatan mekanik. Jurnal Teknik Mesin, 7(2), 214–222.

Azhar, Melita, A. S., Doyan, A., Susilawati, Ayub, S., & Hudha, L. S. (2022). Digital calorimeter for measuring the specific heat of liquids. Journal of Physics: Conference Series, 2165(1), 012034. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2165/1/012034

Berrehail, T., Zemmouri, N., & Agoudjil, B. (2018). Thermal conductivity of cement stabilized earth bricks reinforced with date palm fiber. AIP Conference Proceedings, 19(1). https://doi.org/10.1063/1.5039223

Dea, A., Hidayat, S., Farid, M., & Wibisono, T. (2017). Karakterisasi Morfologi Sifat Akustik dan Sifat Fisik Komposit Polypropylene Berpenguat Serat Dendrocalamus Asper untuk Otomotif. Jurnal Teknik ITS, 6(2).

Dziob, D., & Čepič, M. (2020). Simple method for measuring thermal conductivity. Physics Education, 55(4), 045004. https://doi.org/10.1088/1361-6552/ab8100

Ellayawan Arbintarso, S. (2009). Tinjauan Kekuatan Lengkung Papan Serat Sabut Kelapa Sebagai Bahan Teknik. Jurnal Teknologi, 2(1), 53–60.

Haniel, H., Bawono, B., & Anggoro, P. W. (2023). Perilaku Penyerapan Air Terhadap Sifat Mekanik Biokomposit Serat Kenaf/Rami. Jurnal Rekayasa Mesin, 18(1). https://doi.org/10.32497/jrm.v18i1.3997

Hasan, M., Rahmadi, A., & Arryati, H. (2021). Sifat Fisis Dan Mekanis Papan Komposit Dari Serat Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) Dengan Berbagai Komposisi Perekat PVAC. Jurnal Sylva Scienteae, 4(3), 460. https://doi.org/10.20527/jss.v4i3.3746

Hendronursito, Y. (2015). Uji Sifat Fisis Papan Partikel Akar Alang-Alang Sesuai Standar SNI-03-2105-2006. Jurnal Teknologi, 08(01), 37–43.

Hisyam, M., & Widyawati, F. (2021). Analisis Pengaruh Massa Serat Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanik Papan Komposit Gipsum Berpenguat Sisal (Agave Sisalana). Hexagon Jurnal Teknik Dan Sains, 2(1), 16–21. https://doi.org/10.36761/hexagon.v2i1.872

Ikumapayi, O. M., Akinlabi, E. T., Majumdar, J. D., & Akinlabi, S. A. (2020). Applications Of Coconut Shell Ash/Particles In Modren Manufacturing: A Case Study Of Friction Stir Processing. In K. Kumar & J. paul. Davim (Eds.), Modern Manufacturing Processes (1st ed., pp. 69–95). Matthew Deans. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819496-6.00004-X

Intang, N., Maryoto, A., & Haryanto, Y. (2008). Teknologi Papan Partikel dan Komposit dari Limbah Pohon Aren (Kayu dan Serat) dan Limbah Karet Ban Bekas. Badan Penelitian Dan Pengembangan Provinsi Jawah Tengah, 6(1), 23–37.

Irwan, M. (2019). Isolasi Dan Karakterisasi Selulosa: Review. Jurnal Saintika UNPAM-Sains Dan Matematika UNPAM, 1(2), 2–7. https://doi.org/10.32493/jsmu.v1i2.2381

Maulina, S., Nurtahara, & Fakhradila. (2018). Pirolisis pelepah kelapa sawit untuk menghasilkan fenol pada asap cair. Jurnal Teknik Kimia, 7(2), 12–16.

Nayan, A., & Hafli, T. (2022). Analisa Struktur Mikro Material Komposit Polimer Berpenguat Serbuk Cangkang Kerang. Malikussaleh Journal of Mechanical Science and Technology, 6(1), 15–24.

Nopriantina, N., & Astuti. (2013). Pengaruh Ketebalan Serat Kepok (Musa paradisiaca) Terhadap Sifat Mekanik Material Komposit Poliester-Serat Alam. Jurnal Fisika UNAND, 2(3), 195–203.

Said, M. L., Fuadi, N., & Dzikriansyah, M. F. (2021). Karakterisasi Sifat Fisis Papan Partikel Sabut Kelapa-Serat Pelepah Lontar. Jurnal Fisika , Terapannya, 8(2), 1–12. https://doi.org/10.24252/jft.v8i1.24814

Savic, A., Antonijevic, D., Jelic, I., & Zakic, D. (2020). Thermomechanical behavior of bio-fiber composite thermal insulation panels. Energy and Buildings, 229. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110511

Suryani, R., Muldarisnur, M., & Yetri, Y. (2019). Pengaruh Variasi Panjang Serat Ampas Tebu dan Serbuk Kulit Buah Kakao Terhadap Sifat Fisis, Mekanis, dan Konduktivitas Termal Papan Partikel. Jurnal Fisika Unand, 8(3), 199–204. https://doi.org/10.25077/jfu.8.3.199-204.2019

Susilowati, A., Imam, A. C., Sipil, J. T., & Jakarta, P. N. (2022). Pengaruh Ground Granulated Blast Furnace Slag Sebagai Pengganti Sebagian Semen Pada Papan Serat Ringan. Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan, 9(1), 27–37.

Syamani, F. A., Notowiharjo, Ismadi, Munawar, S. S., & Subyakto. (2012). Pemanfaatan Pelepah kelapa Sawit Untuk Produk Komposit dan Analisa Finansialnya. Prosiding Seminar Nasional Dan Kongres Maksi 2012, 420–428.

Thebora S., M. E., Ningsih, K. N., & Shalihin, M. I. (2019). Sintesis Grafena Dari Limbah Pelepah Sawit(Elaeis Sp.) Dengan Metode Reduksi Grafit Oksida Menggunakan Pereduksi Zn. Khazanah Intelektual, 3(2), 462–476.

Triwulandari, E., & Ghozali, M. (2013). Pembuatan Epoksi Termodifikasi Poliuretan Dari Poliola Akrilik Dengan Variasi Suhu Dan Komposisi Poliuretan. Jurnal Sains Materi Indonesia, 14(2), 120–124.

Umam, M. K., Noerochim, L., & Wicaksono, T. (2019). Pengaruh Komposisi Filler Limbah Cangkang Kerang dan Fiberglass terhadap Sifat Fisis dan Mekanik Komposit untuk Aplikasi Papan Partikel Semen. Jurnal Teknik ITS, 8(2), 118–123.

Vidaya Anggun Mentari, Gewa Handika, S. M. (2018). Karbon Aktif Dari Pelepah Kelapa Sawit Menggunakan Aktivator Asam Fosfat(H3P04) Dan Asam Nitrat(HNO3). Jurnal Teknik Kimia USU, 7(1), 16–20.

Wardani, L., Massijaya, M. Y., & Machdie, M. F. (2012). Pemanfaatan Limbah Batang Kelapa Sawit dan Plastik Daur Ulang sebagai Bahan Baku Papan Plastik Komposit. Jurnal Hutan Tropis, 10, 51–59.

Wicaksono, S. T., & Purbawanto Hidayat, M. I. (2019). Pengaruh Komposisi Filler Limbah Polypropylene dan Sekam Padi terhadap Sifat Fisis dan Mekanik Komposit untuk Aplikasi Papan Semen Partikel. Jurnal Teknik ITS, 8(2). https://doi.org/10.12962/j23373539.v8i2.44579

Widyorini, R., Yudha, A. P., Lukmandaru, G., & Prayitno, T. A. (2016). Sifat Fisika Mekanika dan Ketahanan Papan Partikel Bambu dengan Perekat Asam Sitrat terhadap Serangan Rayap Kayu Kering. Jurnal Ilmu Kehutanan, 9(1), 12. https://doi.org/10.22146/jik.10180

Yusriani, Sahara, & Said Lanto, M. (2022). Uji Sifat Mekanik Papan Komposit Berbahan Tongkol Jagung Dan Serat Batang Pisang. Teknosains-Media Informasi Sains Dan Teknologi, 16(1), 65–73. https://doi.org/10.24252/teknosains.v16i1.24490

Zainuri, Z., Yanti, G., & Megasari, S. W. (2018). Penggunaan Serat Pelepah Kelapa Sawit Asal Dumai sebagai Bahan Tambah Pembuatan Batako Serat. Sainstek, 5(2), 52–58.

DOI: http://dx.doi.org/10.20527/flux.v21i2.17003