BAHAN DAN METODE

Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli sampai November 2020.

Pembuatan papan dilakukan di Laboratorium Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dan pengujian sifat fisis dan mekanis papan dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel ini adalah pisau/gunting, timbangan, rotary blender, kertas indikator pH, cetakan besi ukuran 20 cm x 20 cm dengan ketebalan 1 cm, mesin kempa, oven, kertas label, kaliper, dan mesin Universal Testing Machine (UTM). Sedangkan bahan yang di gunakan adalah feses gajah (Elephas maximus sumatranus), serbuk kayu, dan perekat isosianat.

Prosedur Penelitian 1. Pengambilan bahan baku

Persiapan bahan baku dilakukan dengan mengambil feses gajah Aek Nauli, Kabupaten Simalungun. Sedangkan limbah serbuk kayu yang kasar diperoleh dari panglong.

2. Persiapan bahan baku

Feses gajah yang telah diambil kemudian cuci hingga bersih dan kemudian dijemur hingga kering. Serbuk kayu yang telah diambil juga dijemur hingga kering.

3. Pengovenan

Pengovenan dilakukan selama 24 jam dengan suhu 100 ⁰C, sampai kadar air pada partikel feses gajah dan serutan kayu mencapai ±8 %

4. Pencampuran (blending)

Kedua jenis partikel dicampurkan dengan perekat isosianat dengan kadar perekatnya adalah 7%. Perbandingan partikel feses gajah dan partikel serutan

10

kayu adalah 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, dan 60:40. Kebutuhan bahan baku dan perekat pada pembuatan papan partikel dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Kebutuhan bahan baku papan partikel Komposisi

5. Pembentukan lembaran

Partikel yang telah dicampur dengan perekat dimasukkan ke dalam pencetakan lembaran. Pembentukan lembaran dilakukan dengan menggunakan alat pencetak lembaran ukuran 20 cm x 20 cm x 1 cm dengan kerapatan 0,8 g/cm³.

6. Pengempaan panas (hot pressing)

Pengempaan panas dilakukan dengan menggunakan alat kempa panas (hot press). Tekanan kempanya adalah 30 kg/cm². Suhu yang di gunakan adalah 160 °C, dalam waktu 5 menit.

7. Pengkondisian (conditioning)

Pengkondisian selama 7 hari pada suhu kamar dilakukan untuk menyeragamkan kadar air papan komposit mencapai kesetimbangan dan menghilangkan tegangan sisa yang terbentuk selama proses pengempaan panas.

8. Pemotongan contoh uji

Pemotongan contoh uji papan partikel yang telah mengalami conditioning kemudian dipotong sesuai dengan tujuan pengujian yang dilakukan. Ukuran contoh uji disesuaikan dengan standar pengujian JIS A 5908 (2003) tentang

11

papan partikel. Pola pemotongan untuk pengujian seperti terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Pola pemotongan permukaan contoh uji Keterangan:

A : contoh uji pengembangan tebal, daya serap air (5 x 5 cm² ) B : contoh uji kerapatan dan contoh uji kadar air (10 x 10 cm² ) C : contoh uji internal bond (5 x 5 cm²)

D : contoh uji MOE dan MOR (5 x 20 cm² ) Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel

Pengujian ini meliputi pengujian kerapatan papan partikel, kadar air papan partikel, dan pengembangan tebal

a. Kerapatan

Uji kerapatan papan partikel dilakukan pada kondisi kering udara dan kemudian ditimbang beratnya (m) dengan uji 10 cm x 10 cm. Selanjutnya, diukur panjang, lebar dan tebal untuk menentukan volume contoh uji (V). Besar kerapatan papan partikel dihitung dengan rumus:

ρ

=

^𝑀

𝑉

Keterangan:

ρ : kerapatan (g/cm³)

M : berat contoh uji kering udara (g) V : volume contoh uji kering adm (cm³)

D A

C

B

12

b. Kadar air

Contoh uji ukuran 10 cm x 10 cm yang digunakan adalah bekas contoh uji kerapatan. Contoh uji terlebih dahulu ditimbang untuk memperoleh berat awal (BA), kemudian dioven pada suhu 103 ± 2 °C selama 24 jam. Contoh uji didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang untuk mengetahui berat kering oven (BKO) Nilai kadar air dihitung menggunakan rumus:

KA (%) = ^{𝐵𝐴−𝐵𝐾𝑂}

𝐵𝐾𝑂 x 100%

Keterangan:

KA : Kadar air (%) BA : Berat awal (g) BKO : berat kering oven (g) c. Daya Serap Air

Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm. Perhitungan daya serap air didasarkan pada selisih berat sebelum (B1) dan berat setelah perendaman (B2) dengan air dingin selama 24 jam kemudian diukur pengembangan tebal contoh uji. Nilai daya serap air dihitung dengan rumus:

DSA = ^B2-B1

B1 x 100%

Keterangan:

DSA : daya serap air (%)

B1 : berat sebelum perendaman (g) B2 : berat setelah perendaman (g) d. Pengembangan Tebal

Contoh Uji berukuran 5 cm x 5 cm. Perhitunganngan pengembangan tebal didasarkan pada selisih tebal sebelum (T 1) dan setelah perendaman (T2) dengan air dingin selama selama 24 jam kemudian diukur pengembangan tebal contoh ujn.

Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus:

TS (%) = ^{𝑇2 – 𝑇1}

𝑇1 x 100%

13

Keterangan :

TS : daya serap air (%)

T1 : tebal sebelum perendaman (g) T1 : tebal setelah perendaman (g)

Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel

a. MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture)

Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian MOR dengan pengujian 20 cm x 5 cm pada kondisi kering udara dibentangkan dengan pembebanan dilakukan di tengah-tengah jarak sangga. Kecepatan pembebanan sebesar 10 mm/menit yang selanjutnya diukur besarnya beban yang dapat ditahan oleh contoh uji tersebut sampai batas proporsi. Pola pembebanan dalam pengujian digambarkan pada Gambar 3.

P

h

L b

Gambar 2. Pengujian MOE dan MOR

Nilai MOE dan MOR dihitung dengan rumus berikut:

MOE = ^∆𝑃𝐿

3

4∆𝑦𝑏ℎ³

^{MOR = 3𝑃𝑚𝑎𝑥𝐿}

2𝑏ℎ² Keterangan :

MOE : modulus of elasticity (kg/cm² ) MOR : madulus of rupture ( kg/cmz)

∆P : perubahan beban yang di gunakan (kg) Pmax : beban maksimum (kgf) _

14

L : jarak sangga (16 cm)

∆y : perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) b : lebar contoh uji (cm)

h : tebal contoh uji (cm)

b. Keteguhan rekat Internal

Contoh uji ukuran 5 cm x 5 cm terlebih dahulu diukur dimensi panjang dan lebar untuk mendapatkan luas permukaannya, kemudian contoh uji direkatkan pada dua buah blok besi dengan perekat epoksi dan dibiarkan mengering selama 24 jam.

Kedua blok ditarik tegak lurus pennukaan contoh uji sampai beban maksimum menggunakan universal testing machine (UTM). Cara pengujian internal bond disaiikan pada Gambar 3.

Arah

Blok besi

Contoh uji Blok bsi

Arah

Gambar 3. Pengujian keteguhan rekat (internal bound)

Keteguhan rekat tersebut dihitung dengan menggunakan rumus : IB = ^{𝑃𝑚𝑎𝑘𝑠}

𝐴

Keterangan:

IB : keteguhan rekat internal (kg/cm²) Pmax : beban maksimum yang bekerja (kg) A : luas contoh uji

15

Analisis Data

Analisis data dilakukan dengan membandingkan hasil penelitian dengan SNI 03-2105 2006 pada tabel berikut.

Tabel 3. Sifat fisis dan mekanis papan partikel menurt SNI 03-2105 2006 No Parameter Sifat Fisis Mekanis Standar SNI 03-2105 2006

1 Kerapatan (g/cm³) 0,4 - 0,9

2 Kadar air (%) 5 – 13

3 Daya serap air (%) -

4 Pengembangan tebal (%) ≤ 12

5 MOR (kg/cm²) ≥ 82

6 MOE (kg/cm²) ≥ 20400

7 Internal Bond (kg/cm²) ≥ 1,5

8 pegang sekrup (kg) ≥ 31

Setelah hasil dari penelitian dibandingkan dengan standar SNI 03-2105 2006 pada setiap perlakuan. Untuk mendapatkan perlakuan terbaik dapat dilihat dengan cara melihat nilai sifat fisis dan mekanis yang tertinggi dari seluruh perlakuan yang diuji.

16