Sifat Fisis Papan PartikelKerapatan
Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata dari kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,63-0,71 g/cm3 dengan rata-rata keseluruhan sebesar 0,66 g/cm3. Rekapitulasi rata-rata nilai kerapatan papan partikel dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Kerapatan papan partikel
Pada Gambar 5. terlihat bahwa nilai kerapatan papan partikel sangat bervariasi. Nilai kadar air terendah terdapat pada papan partikel komposisi 90:10 sebesar 8,16% sedangkan nilai kadar air papan partikel tertinggi terdapat pada komposisi 100:0 sebesar 9,78%.
Berdasarkan Gambar 5. terlihat bahwa semua papan partikel yang dihasilkan dengan kadar air 8,16-9,78% memenuhi satandar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai kadar air ≤14%. Kondisi lingkungan (kelembapan) tempat dimana papan partikel ditempatkan juga berpengaruh terhadap sifat higrokopis uap air papan partikel. Menurut Nuryaman et al,(2009) menyatakan bahwa pada saat pengkondisian, papan partikel yang masih tersusun atas partikel-partikel masih
0.63 0.62 0.65
Perbandingan kotoran gajah : serbuk gergaji SNI 03-2105 2006
(p = 0,4-0,9 g/cm3)
17
memiliki sifat higrokopis, artinya dapat menyerap atau melepaskan air dari lingkungannya pada saat pengkondisisan kelembapan udara diruang pengkondisian cukup tinggi, papan partikel akan menyerap uap air dari lingkungannya dan mengisi kekosongan rongga partikel dan antar partikel.
Nilai kadar air papan partikel dari campuran kulit pinang dan serbuk kayu mahang berkisar 8,8-10,6% (Tifani dan Pulihulawa 2018), hal ini cenderung sama dengan nilai kadar air yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar 8,16-9,78%
kadar air pada papan partikel yang dipengaruhi oleh tingkat kadar air bahan baku yang digunakan. Penambahan perekat juga turut mempengaruhi tingkat kadar air papan partikel yang dihasilkan. Hali ini diperkuat oleh pernyataan Prasetyani dan Ruhendi (2009), kadar air papan partikel dipengaruhi oleh kadar air awal partikel, jumlah air yang menguap selama proses kempa dan jumlah air dalam perekat.
Kadar Air
Hasil penelitian ini memperlihatkan kadar air papan partikel memiliki nilai yang berkisar antara 8,16 – 9,78% dengan nilai rata-rata keseluruhan sebesar 8,54%. Rekapitulasi rata-rata nilai kadar air papan patikel dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Kadar air papan partikel
Pada Gambar 5. terlihat bahwa nilai kadar air papan partikel sangat bervariasi. Nilai kadar air terendah terdapat pada papan partikel komposisi 90:10
9.78
Perbandingan kotoran gajah : serbuk gergaji
SNI 03-2105 2006 (KA = <14%)
18
sebesar 8,16% sedangkan nilai kadar air papan partikel tertinggi terdapat pada komposisi 100:0 sebesar 9,78%.
Berdasarkan Gambar 5. terlihat bahwa semua papan partikel yang dihasilkan dengan kadar air 8,16-9,78% memenuhi satandar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai kadar air ≤14%. Kondisi alam (kelembaban) di mana papan partikel diatur juga mempengaruhi sifat higroskopis kelembaban papan partikel. Sesuai Nuryaman et al, (2009) menyatakan bahwa selama pencetakan, papan molekul yang masih terbuat dari partikel sebenarnya memiliki sifat higroskopis, yang berarti dapat menahan atau mengalirkan air dari keadaannya saat ini saat pencetakan di ruang pencetakan cukup tinggi, papan molekul akan menelan air. uap air dari iklim dan menutupi kekurangan antar partikel dan antar partikel.
Nilai kadar air papan partikel dari campuran kulit pinang dan serbuk kayu mahang berkisar 8,8-10,6% (Tifani dan Pulihulawa 2018), hal ini cenderung sama dengan nilai kadar air yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar 8,16-9,78%
kadar air pada papan partikel yang dipengaruhi oleh tingkat kadar air bahan baku yang digunakan. Penambahan perekat juga turut mempengaruhi tingkat kadar air papan partikel yang dihasilkan. Hali ini diperkuat oleh pernyataan Prasetyani dan Ruhendi (2009), kadar air papan partikel dipengaruhi oleh kadar air awal partikel, jumlah air yang menguap selama proses kempa dan jumlah air dalam perekat.
Daya Serap Air
Dalam penelitian ini dilakukan perendaman untuk pengujian daya serap air selama 2 jam dan 24 jam. Nilai rata-rata hasil pengujian daya serap air untuk perendaman 2 jam berkisar 23,29%-46,42% dengan rata-rata 35,56% sedangkan untuk perendaman 24 jam berkisar antara 53,39%-81,89% dengan rata-rata 69,49%.
Nilai daya serap air papan partikel dapat dilihat pada Gambar 6.
19
Gambar 6. Daya serap air papan partikel 2 jam dan 24 jam
Pada Gambar 6. terlihat bahwa nilai daya serap air terendah pada perendaman 2 jam terdapat pada papan partikel komposisi 80:20 yaitu 23,29%.
Sedangkan nilai daya serap air tertinggi terdapat pada papan partikel komposisi 60:40 %. Nilai daya serap air terendah pada perendaman 24 jam terdapat pada papan partikel komposisi 80:20 yaitu 53,39%. Sedangkan nilai daya serap air tertinggi terdapat pada papan partikel komposisi 60:40 yaitu 81,89%.
Nilai daya serap air cukup tinggi tetapi dalam standar SNI tidak memiliki nilai daya serap air sehingga tidak dapat dilakukan perbandingan Nilai daya serap air yang dihasilkan papan partikel dari ampas sagu berkisar 72,5-127,44% (Lestari et al.,2012). Nilai daya serap air yang dihasilkan papan partikel pada perendaman 24 jam yaitu 53,39-81,89% ,Nilai ini lebih kecil dibandingkan dengan papan partikel dari ampas sagu dan memiliki nilai yang lebih tinggi dari nilai daya serap air papan partikel campuran kulit buah jarak dan serutan kayu 36,81-113,31%
Perbandingan kotoran gajah : serbuk gergaji
DSA 2 jam
DSA 24 jam
20
Pengembangan Tebal
Pengukuran pengembangan tebal dilakukan bersamaan dengan pengukuran DSA sehingga PT diukur setiap 2 jam dan 24 jam per contoh uji. Hasil rata-rata pengembangan tebal papan partikel dapat dilihat pada Gambar 7. Nilai hasil pengujian pengembangan tebal untuk perendaman 2 jam berkisar 11,83-25,26%
dengan rata-rata 17,28% sedangkan untuk perendaman 24 jam berkisar antara 18,31-36,5% dengan rata-rata 24,24%. Rekapitulasi rata-rata nilai pengembangan tebal papan partikel dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Pengembangan tebal papan partikel 2 jam dan 24 jam
Berdasarkan Gambar 7. terlihat bahwa waktu perendaman berpengaruh terhadap pengembangan tebal papan partikel. Waktu perendaman 2 jam pengembangan tebalnya lebih rendah dari pengembangan tebal 24 jam. Semakin lama papan partikel direndam, maka akan semakin banyak penyerapan air sehingga pengembangan tebal akan semakin tinggi pula. Maharani et al., (2001) mengatakan bahwa air yang masuk tersebut akan mengubah dimensi papan menjadi lebih besar dan akhirnya mempengaruhi ikantan antar partikel dan ikatan partikel dengan
25.26
Perbandingan kotoran gajah : serbuk gergaji SNI 03-2105 2006
TS = ≤12 %
PT 2 jam PT 24 jam
21
perekat. Semakin tinggi penyerapan air, maka akan meningkatnya pengembangan papan partikel.
Berdasarkan gambar 7 terlihat nilai hasil pengujian pengembangan tebal untuk perendaman 2 jam berkisar 11,83-25,26% dengan rata-rata 17,28%
sedangkan untuk perendaman 24 jam berkisar antara 18,31-36,5% dengan rata-rata 24,24%. Mengacu pada standart SNI 03-2105-2006, syarat nilai pengembangan tebal untuk produk papan ≤12%, sedangkan nilai yang diperoleh pada penelitian ini waktu untuk perendaman 2 jam berkisar 11,83-25,26% dan untuk perendaman 24 jam berkisar antara 18,31-36,5%. Papan partikel komposisi 70:30 pada perendaman 2 jam sudah memenuhi standar, sedangkan papan partikel yang lain belum memenuhi standar.
Pada Gambar 7 terlihat papan partikel dengan komposisi bahan baku 60:40 antara serat kotoran gajah dan serbuk kayu menghasilkan pengembangan tebal paling rendah. Penambahan komposisi serbuk kayu memiliki berat jenis yang lebih tinggi dibandingkan serat kotoran gajah yang menambah stabilitas kayu.
Dirhamsyah (2008) berpendapat kalau pengembangan tebal adalah campuran 2 komponen dari partikel tersebut . Pembebasan tegangan tekanan terjadi karena kadar air tidak mampu kembali ketika papan partikel sudah mengalami pengurangan air. Semakin kecil nilai pengembangan tebal maka diperoleh hasil yang paling bagus. Hal tersebut bisa mengantisipasi proses penyerapan air lewat pori-pori rongga kosong antar partikel (Widianto, 2002). Air yang semakin banyak diabsorbsi dan masuk ke struktur partikel menyebabkan semakin banyak perubahan dimensi pada papan partikel (S. Ruhendi, 2011).
Sifat Mekanis Papan Parikel
Keeteguhan lentur atau Modulus of Elasticity(MOE)
Dalam penelitian ini dilakukan pengujian dengan menggunakan alat Universal Testing Machine (UTM) untuk memperoleh nilai MOE papan partikel yang dihasilkan. Nilai hasil pengujian MOE berkisar antara 17742-22322 kg/cm3, dengan rata-rata 20260 kg/cm3. Rekapitulasi rata-rata MOE papan partikel dapat dilihat pada Gambar 8.
22
Gambar 8. Keteguhan lentur papan partikel
Pada Gambar 8 terlihat bahwa nilai MOE terendah papan partikel terdapat pada papan dengan perbandingan 70:30 yaitu 17742 kg/cm2. Sedangkan nilai MOE tertinggi terdapat pada papan dengan perbandingan 60:40 yaitu 22322 kg/cm2. Berdasarkan standar SNI 03-2105-2006 persyaratan nilai MOE ≥ 20400 kg/cm 2. Perlakuan yang memenuhi syarat menghasilkan nilai MOE papan partikel pada komposisi 80:20 yaitu 21392 kg/cm2 dan papan partikel 60:40 yaitu 22322kg/cm2 sedangkan papan partikel lainnya belum memenuhi syarat SNI 03-2105-2006.
Nilai MOE yang diperoleh memiliki nilai yang bervariasi hal ini disebabkan oleh beberapa factor yang diduga mempengaruhi kekuatan lentur papan partikel yang dihasilkan. Serat kotoran gajah yang digunakan memiliki ukuran yang tidak seragam sama hal dengan ukuran dari bahan baku serbuk kayu. Nilai keteguhan patah (MOE) pada penelitian ini berkisar 17742-22322 kg/cm2 ini lebih besar dibandingkan dengan nilai keteguhan patah (MOE) papan partikel dari serbuk gergajian kayu dengan limbah penyulingan kulit kayu gemor berkisar antara 137,46-351,50 kg/cm2 (Budi Cahyana, 2013)
Penambahan serbuk kayu dalam berbagai variasi komposisi papan partikel diduga mempengaruhi nilai MOE papan partikel yang dihasilkan. Partikel serbuk
19520 20301 21392
Perbandingan kotoran gajah : serbuk gergaji SNI 03-2105 2006
MOE = ≥ 20.400kg/cm2
23
kayu yang digunakan memiliki ukuran yang kecil. Lias et al., (2014) menambahhkan, penggunaan partikel berupa serutan (shaving) yang kasar menghasilkan kekuatan lentur (MOE) yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang halus. Abdurachman dan Nurwaty (2011) menyatakan bahwa partikel kasar mempunyai nilai MOE yang lebih tinggi dibandingkan papan partikel dari partikel halus. Wulandari et al. (2020) menyatakan bahwa, komposisi bahan baku menggunakan kayu lebih baik dibanding papan partikel menggunakan seluruhnya non kayu.
Keteguhan Patah atau Modulus of Rufture (MOR)
Nilai MOR papan partikel memiliki yang berkisar antara 189,97-233,67 kg/cm2 dengan nilai rata-rata sebesar 209,081 kg/cm2. Rekapituasi MOR papan partikel dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Keteguhan patah papan partikel
Pada Gambar 9 diperoleh nilai MOR papan partikel terendah terdapat pada papan partikel komposisi 70:30 sebesar 190 kg/cm2 sedangkan nilai kerapatan papan partikel yang tertinggi terdapat pada papan partikel komposisi 60:40 sebesar 233 kg/cm2. Persyaratan nilai MOR sesuai SNI 03-2105-2006 yaitu ≥ 82 kg/cm2 . Seluruh perlakuan menghasilkan nilai MOR yang memenuhi standar.
Dalam pengujian keteguhan patah (MOR) diperoleh variasi nilai yang realtif sama dengan keteguhan lentur (MOE) pada setiap variasi komposisi papan papan
204 198
Perbandingan kotoran gajah : serbuk gergaji SNI 03-2105 2006
MOR = ≥ 82 kg/cm2
24
partikel. Dimana pada variasi komposisi (serat kotoran gajah dan serbuk kayu) 100:0 dan 60:40 terjadi peningkatan MOR namun pada komposisi 90:10 dan 70:30 terjadi penurunan MOR dan peningkatan kembali pada komposisi 80:20 variasi ini juga terjadi pada pengujian keteguhan lentur (MOE). Pengujian keteguhan patah (MOR) menghasilkan nilai yang bervariasi, hal ini diduga dikarenakan pengaruh berbagai factor. Jenis perekat dan panjang partikel yang digunakan turut mempengaruhi nilai keteguhan patah papan partikel yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Maloney (1993), daya ikat perekat, panjang serat dan kandungan serta jenis bahan perekat mempengaruhi nilai MOR yang dihasilkan.
Papan partikel yang dibuat dengan menggunakan satu jenis bahan baku menghasilkan nilai kuat patah yang lebih tinggi dibandingkan dengan menggunakan campuran dua jenis bahan baku yang berbeda. Kondisi ini dimungkinkan oleh homogenitas sifat fisik dan bahan baku yang digunakan untuk membuat partikel. Nuryaman dkk. (2009), menyatakan bahwa kekuatan patah produk kayu termasuk papan cenderung menurun seiring dengan berkurangnya unsur-unsur pembuatan kayu, dalam hal ini membuat papan partikel. Lias dkk.
(2014) menyatakan bahwa ukuran partikel 2,0 mm memiliki MOR, MOE, dan ekspansi ketebalan yang lebih dari dari ukuran partikel 1,0 mm.
Keteguhan Rekat atau Internal Bond (IB)
Dalam penelitian ini menunjukkan nilai keteguhan rekat (IB) papan partikel memiliki rata-rata yang berkisar antara 1,69-3,81 kg/cm2 dengan nilai rata-rata keseluruhan sebesar 2,4 kg/cm2. Nilai keteguhan rekat papan partikel dapat dilihat pada Gambar10.
25
Gambar 10. Keteguhan rekat papan partikel
Pada Gambar 10 diperoleh bahwa nilai IB papan partikel terendah terdapat pada papan partikel pada komposisi 100:0 sebesar 1,683 kg/cm2 sedangkan nilai IB tertinggi terdapat pada papan partikel komposisi 60:40 sebesar 3,803 kg/cm2, kecendrungan semakin rendah persentase kotoran gajah dan semakin tinggi persentase serbuk kayu, maka nilai keteguhan rekat (IB) yang di hasilkan semakin meningkat. Berdasarkan standar SNI 03-2105-2006 nilai IB seluruh variasi papan partikel telah memenuhi standar, dimana standar minimal IB sebesar 1,5 kg/cm2.
Hasil pengukuran menunjukkan seluruh variasi komposisi papan partikel memiliki kerapatan nilai keteguhan rekat yang baik karena telah memenuhi standar.
Nilai keteguhan rekat memiliki variasi yang baik. Hal ini dapat diakibatkan meratanya penyebaran perekat dan ikatan antara perekat yang digunakan dan bahan baku yang direkat. Nuryawan et al.(2009) menyatakan bahwa rendahnya nilai IB dapat terjadi akibat rendahnya ikatan perekat dengan sirekat juga diduga kurang meratanya distribusi saat pencampuran perekat.
Keteguhan rekat papan partikel dipengaruhi oleh berbagai factor. Hal ini diduga menyebabkan diperolehnya nilai IB yang berbanding lurus dengan peningkatan ataupun penurunan komposisi bahan baku. Peningkatan nilai
1.69
Perbandingan kotoran gajah : serbuk gergaji SNI 03-2105 2006
IB = ≥ 1,5kg/cm2
26
keteguhan rekat (IB) diduga disebabkan karena partikel serutan kayu yang besar sehingga beban yang diterima dapat disebar keseluruh sampel uji dengan cukup baik. Prayitno dan Ringgar (2011) menyatakan, bahwa ikatan internal adalah ukuran tunggal terbaik tentang kualitas pembuatan suatu papan karena menunjukkan ikatan antar partikel. Semakin seimbang komposisi partikel yang digunakan, maka keteguhan internal bondingnya semakin baik.
Rekapitulasi Kualitas Papan Partikel
Berdasarkan hasil pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel diperoleh rekapitulasi kualitas papan laminasi seperti pada Tabel 4.
Tabel 4. Rekapitulasi hasil pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel
No
Pada Tabel 4 terlihat bahwa pada perlakuan 60 : 40 memiliki nilai kadar air, MOE, MOR, dan IB yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan yang lain. Semua pengujian pada perlakuan 60 : 40 sudah memenuhi standar SNI 03-2105 2006 sehingga dapat kita simpulkan bahwa perlakuan 60 : 40 adalah perlakuan yang terbaik pada penelitian ini.
27