5 PENGARUH BERAT LABUR PEREKAT DAN WAKTU KEMPA TERHADAP SIFAT PAPAN BAMBU KOMPOSIT
5.2.2.6 Pengujian Emisi Formaldehida Papan Bambu Komposit
Penetapan emisi formaldehida dilakukan menurut cara WKI (Wilhelm Klauditz Institut) (Roffael 1993). Prinsip penetapan ini adalah gas formaldehida yang dilepaskan oleh papan bambu komposit dilarutkan dalam air suling. Formaldehida dalam air suling ditetapkan kadarnya secara spektrometri menggunakan pereaksi pewarna asetilaseton ammonium asetat yang menghasilkan warna kuning dan diukur pada panjang gelombang 412 nm. Papan bambu komposit dipotong menjadi ukuran 25 mm x 25 mm x tebal papan untuk dijadikan contoh uji, kemudian diikat menggunakan karet atau tali. Botol plastik berukuran 500 ml diisi dengan air suling sebanyak 50 ml. Contoh uji kemudian digantungkan di dalam botol ( ± 1 cm di atas permukaan air). Botol plastik lainnya berisi air suling tanpa sampel yang merupakan blanko disiapkan juga. Kemudian botol plastik dimasukkan dalam oven selama 24 jam pada suhu 40ºC. Emisi formaldehida yang dilepaskan dari sampel akan diserap oleh air suling yang merupakan larutan contoh. Setelah 24 jam botol plastik dikeluarkan, kemudian direndam dalam air selama setengah jam. Kemudian sampel dikeluarkan dan larutan contoh dipindahkan ke dalam wadah yang lebih kecil kemudian dilakukan pengujian kadar formaldehida. Gambar peletakan sampel uji disajikan pada Gambar 5.2.
Gambar 5.2 Peletakan contoh uji emisi formaldehida
Contoh uji
Pengujian kadar formaldehida dilakukan dengan membuat deret standar larutan formaldehida dari larutan baku formaldehida 3 mg/L. Standar larutan formaldehida tersebut dibuat dengan memipet sebanyak (0; 5; 10; 20; 50 dan 100) ml ke dalam 6 buah labu ukur 100 ml lalu ditambahkan air suling sampai tanda tera. Deret standar ini masing-masing mempunyai konsentrasi 0; 0.15; 0.3; 0.6; 1.5; 3 mg/L formaldehida. Selanjutnya dipipet masing-masing 25 ml larutan contoh dan deret standar larutan formaldehida ke dalam Erlenmeyer tutup asah 100 ml, dan ditambahkan 25 ml pereaksi asetilaseton-amonium asetat ke dalam Erlenmeyer tersebut, diaduk hingga homogen. Larutan tersebut lalu dipanaskan selama 10 menit dalam penangas air dengan suhu 650C dan didinginkan hingga mencapai suhu kamar. Prosedur yang sama dilakukan pada larutan blanko. Selanjutnya larutan tersebut diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 412 nm. Kadar emisi formaldehida dihitung dengan menggunakan persamaan :
Kadar Emisi Formaldehida (mg/L) = ( Absorbansi sampel – a )
b
Keterangan :
a = Intercept/faktor konsentrasi; b = Slope
Kadar emisi formaldehida yang diperoleh dibandingkan dengan persyaratan emisi formaldehida untuk kayu lamina menurut Standar Jepang (JAS. MAFF. Notification No. 234 Glued LaminatedTimber JPIC 2003a).
5.2.2.7 Analisis Data
Data hasil pengujian sifat fisis dan mekanis papan bambu komposit kemudian dianalisis secara statistik dengan menggunakan rancangan acak lengkap dengan percobaan faktorial 3 x 3. Faktor pertama berat labur (A) yang terdiri atas 3 taraf yaitu 200 g m-2 (A1), 250 g m-2 (A2) dan 300 g m-2 (A3), faktor kedua lama waktu
pengempaan (B) yang terdiri atas 3 taraf yaitu 30 menit (B1), 45 menit (B2), dan 60
menit. Banyaknya ulangan 4 buah. Hasil pengujian ketahanan papan bambu komposit terhadap serangan rayap tanah dibandingkan dengan kelas ketahanan dalam SNI 01.7207-2006 dan dianalisis secara diskriptif. Hasil pengujian kadar emisi formaldehida dibandingkan dengan persyaratan emisi formaldehida menurut Standar Jepang untuk kayu lamina (JAS. MAFF. Notification No. 234 Glued Laminated Timber JPIC 2003a).
5.3Hasil dan Pembahasan
5.3.1 Sifat Fisis dan Kualitas Perekatan Papan Bambu Komposit
Nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis dan kualitas perekatan papan bambu komposit dengan berbagai perlakuan tercantum dalam Tabel 5.3. Keragaan papan bambu komposit hasil penelitian ini disajikan pada Gambar 5.3. Untuk mengetahui
pengaruh berat labur perekat dan waktu kempa terhadap sifat fisis dan kualitas perekatan papan bambu komposit dilakukan analisa keragaman dan hasilnya disajikan pada Tabel 5.5, sedangkan hasil uji bedanya disajikan pada Tabel 5.6.
Kadar air rata-rata papan bambu komposit hasil penelitian ini adalah 10.8%. Secara keseluruhan, kadar air papan yang dihasilkan telah memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia untuk produk kayu olahan seperti kayu lapis penggunaan umum (BSN 2000a, SNI 01-5008.2-2000), venir lamina (BSN 2000b, SNI 01-6240- 2000), serta papan sambung dan bilah sambung untuk meja (BSN 2000c, SNI 01- 6243.2.2000), karena nilainya tidak lebih dari 14%, dan memenuhi persyaratan Standar Jepang untuk lantai (JAS MAFF Notification No.240 2003) dan kayu lamina (JAS MAFF Notification No. 2342003), karena nilainya tidak lebih dari 15%.
Gambar 5.3 Keragaan papan bambu komposit hasil penelitian
Kerapatan rata-rata papan bambu komposit hasil penelitian ini berkisar antara adalah 0.74 – 0.77 g cm-3 dengan rata-rata 0.76 g cm-3. Kerapatan papan bambu komposit seperti halnya kerapatan produk komposit lainnya dipengaruhi oleh kerapatan atau berat jenis bahan penyusunnya, adanya perekat dan proses pengempaan. Bilah bambu andong tanpa kulit (sudah diserut kedua permukaannya) yang digunakan dalam penelitian ini memiliki kerapatan rata-rata 0.73 g cm-3. Berdasarkan hasil analisa keragaman pada Tabel 5.5 kadar air dan kerapatan papan bambu komposit hanya dipengaruhi oleh berat labur perekat sedangkan waktu kempa tidak memberikan pengaruh yang nyata. Hasil uji beda pada Tabel 5.6 menunjukkan bahwa kadar air dan kerapatan papan bambu komposit yang dibuat dengan berat labur perekat 250 g m-2 tidak berbeda nyata dengan papan yang dibuat dengan berat labur perekat 300 g m-2.
Pengembangan tebal papan bambu komposit hasil penelitian ini berkisar antara 3.5 - 4.54% dengan rata-rata 4.19% (Tabel 5.3 dan Gambar 5.4). Hasil analisa keragaman pada Tabel 5.5 menunjukkan bahwa faktor berat labur dan waktu kempa tidak berdiri sendiri dalam mempengaruhi pengembangan tebal papan bambu komposit melainkan saling berinteraksi. Pada Tabel 5.3 dapat diketahui bahwa papan bambu komposit yang dibuat dengan berat labur 250 g m-2 dan waktu kempa 30 menit memiliki nilai pengembangan tebal yang sama (4.37%) dengan papan bambu komposit yang dibuat dengan berat labur 300 g m-2 dan waktu kempa 60 menit.
Demikian juga papan bambu komposit yang dibuat dengan berat labur 250 g m-2 dan waktu kempa 45 menit memiliki nilai pengembangan tebal yang sama dengan papan bambu komposit yang dibuat dengan berat labur 300 g m-2 dan waktu kempa 30 menit. Pada Tabel 3.5 dapat diketahui bahwa pada umumnya perbedaan nilai pengembangan tebal tersebut sangat kecil yaitu kurang dari 0.5%. Berdasarkan data tersebut dapat dikemukakan bahwa papan bambu komposit yang dibuat dengan berbagai kombinasi perlakuan berat labur perekat dan waktu kempa memiliki kestabilan dimensi yang cukup baik. Hal ini dapat dipahami karena bilah bambu andong sebagai elemen penyusun papan komposit memiliki kestabilan dimensi yang cukup baik sehingga papan komposit yang dihasilkan memiliki kestabilan dimensi yang baik pula.
Hasil penelitian Ahmad dan Kamke (2011)menunjukkan bahwa pengembangan tebal bambu komposit 7 lapis berupa Parallel Strand Lumber (PSL) yang dibuat dari bambu Dendrocalamus stricus dengan perekat fenol formaldehida, berat labur perekat 200 g m-2 dan dikempa panas pada suhu 120ºC selama 15 menit, adalah 2.85%. Sedangkan pengembangan tebal bambu komposit 4 lapis yang dibuat dari pelupuh (zephyr) bambu moso Phyllostachys pubescens dan direkat dengan perekat berbahan dasar resorsinol bervariasi antara 11.90% - 12.40% (Nugroho dan Ando 2001).
Tabel 5.3 Sifat fisis dan kualitas perekatan papan bambu komposit Sifat yang diuji Waktu
pengempaan
Berat labur perekat (g m-2)
200 250 300
Kadar air (%) 30 menit 10.7 10.8 10.7
45 menit 10.6 11.1 11.2 60 menit 10.7 10.9 10.9 Kerapatan (g cm-3) 30 menit 0.74 0.76 0.75 45 menit 0.74 0.76 0.76 60 menit 0.75 0.76 0.77 Pengembangan tebal (%) 30 menit 4.20 4.37 4.42 45 menit 3.50 4.41 4.03 60 menit 4.54 3.83 4.37 Pengembangan lebar (%) 30 menit 2.60 2.49 2.46 45 menit 2.47 2.43 2.47 60 menit 2.58 2.45 2.49 Keteguhan rekat (kg cm-2) (Kerusakan bambu (%) ) 30 menit 66.6 (85) 77.6 (85) 78.2 (80) 45 menit 69.6 (90) 82.1 (90) 74.4 (95) 60 menit 78.7 (95) 77.0 (95) 78.4 (95) Delaminasi (%) 30 menit 0 0 0 45 menit 0 0 0 60 menit 0 0 0
Hasil penelitian Roh dan Ra (2009) menunjukkan bahwa produk komposit 5 lapis dengan lapisan luar venir kayu keruing dan lapisan dalam dari pelupuh (zephyr) bambu Phyllostachys nigra var. henonis Stapf yang dibuat dengan perekat fenol formaldehida, berat labur perekat 320 g m-2 dan dikempa panas pada suhu 140 ºC selama 6 menit, memiliki nilai pengembangan tebal sebesar 8.7%. Pengembangan tebal lantai bambu yang diperdagangkan di pasaran Amerika Serikat dan bambu lamina 3 lapis yang dibuat di laboratorium dengan menggunakan bambu moso berturut-turut adalah 0.69% dan 0.96% (Lee dan Liu. 2003). Berdasarkan informasi tersebut dapat diketahui bahwa bambu komposit yang dibuat dari bilah bambu lebih stabil dibanding bambu komposit yang dibuat dari pelupuh bambu karena nilai pengembangan tebalnya lebih kecil. Di samping itu dapat diketahui pula bahwa lantai bambu hasil penelitian Lee dan Liu (2003) memiliki kestabilan dimensi terbaik dibandingkan dengan jenis bambu komposit lainnya. Hal ini terjadi karena produk lantai bambu tersebut sudah dilapisi bahan finishing sehingga air yang masuk ke dalam produk tersebut hanya dapat melalui bagian atau permukaan yang tidak difinishing.
Waktu kempa (menit)
A1 (30) A2 (45) A3 (60) P eng em ba ng an te ba l ( % ) 0 2 4 6 B1 (200 g m-2) B2 (250 g m-2) B3 (300 g m-2)
Gambar 5.4 Pengembangan tebal papan bambu komposit dengan variasi berat labur perekat dan waktu kempa
Pengembangan lebar papan bambu komposit hasil penelitian ini berkisar antara 2.43 - 2.60% dengan rata-rata 2.49% (Tabel 5.3 dan Gambar 5.5). Nilai pengembangan lebar papan bambu komposit hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian Sulastiningsih dan Santoso (2012) yang menunjukkan bahwa pengembangan lebar papan bambu lamina 3 lapis yang dibuat dari bilah bambu andong. direkat dengan perekat urea formaldehida dan dikempa dingin selama 4 jam dan 5 jam. bervariasi antara 2.04 – 2.70% dengan rata-rata 2.38%.
Hasil analisa keragaman pada Tabel 5.5 menunjukkan bahwa pengembangan lebar papan bambu komposit tidak dipengaruhi oleh berat labur dan waktu kempa
yang diterapkan dalam proses pembuatannya. Sementara itu hasil penelitian Ahmad dan Kamke (2011) menunjukkan bahwa bambu komposit 7 lapis berupa Parallel Strand Lumber (PSL) yang dibuat dari bambu Dendrocalamus stricus dengan perekat fenol formaldehida. berat labur perekat 200 g m-2 dan dikempa panas pada suhu 120ºC selama 15 menit, memiliki nilai pengembangan lebar sebesar 0.81%. Pengembangan lebar lantai bambu yang diperdagangkan di pasaran Amerika Serikat dan bambu lamina 3 lapis yang dibuat di laboratorium dengan menggunakan bambu moso berturut-turut adalah 0.12% dan 0.74% (Lee dan Liu 2003).
Waktu kempa (menit)
A1 (30) A2 (45) A3 (60) P eng em ba ng an le ba r ( % ) 0 1 2 3 4 B1 (200 g m-2) B2 (250 g m-2) B3 (300 g m-2)
Gambar 5.5 Pengembangan lebar papan bambu komposit dengan variasi berat labur perekat dan waktu kempa
Kualitas perekatan atau kekuatan garis rekat papan bambu komposit merupakan salah satu parameter penting yang harus diuji. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk menguji kualitas perekatan tersebut adalah dengan cara uji geser tekan. Dengan uji geser tekan ini kita bisa melihat besar kecilnya keteguhan geser tekan atau keteguhan rekat serta kerusakan bambu yang terjadi pada bidang geser contoh uji tersebut. Hasil pengujian keteguhan rekat uji kering papan bambu komposit hasil penelitian ini disajikan pada Tabel 5.3 dan Gambar 5.6. Nilai rata-rata keteguhan rekat uji kering dan persentase kerusakan papan bambu komposit berturut-turut adalah 75.8 kg cm-2 dan 90%. Berdasarkan nilai keteguhan rekat serta persentase kerusakan bambu yang terjadi maka dapat dikemukakan bahwa kualitas perekatan PBK hasil penelitian ini yang dibuat dengan berbagai perlakuan cukup baik dan memenuhi persyaratan kualitas perekatan kayu lamina menurut Standar Jepang (JAS. MAFF. Notification No. 234 Glued Laminated Timber JPIC 2003) karena nilai keteguhan geser tekan dan persentase kerusakan bambunya berturut-turut tidak kurang dari 55 kg kg-2 dan 70%.
Hasil analisa keragaman pada Tabel 5.5 menunjukkan bahwa keteguhan rekat PBK tidak dipengaruhi oleh berat labur dan waktu kempa yang diterapkan dalam proses pembuatannya. Namun demikian pada Tabel 5.3 dan Gambar 5.6 dapat
diketahui bahwa papan bambu komposit yang dibuat dengan berat labur perekat 250 g m-2 dan waktu kempa 45 menit memiliki nilai keteguhan rekat tertinggi (82.1 kg cm-2), sedangkan papan yang dibuat dengan berat labur perekat 200 g m-2 dan waktu kempa 30 menit memiliki nilai keteguhan rekat terendah (66.6 kg cm-2). Nilai perbedaan keteguhan rekat tersebut didukung oleh perbedaan tebal garis rekat pada papan bambu komposit yang dihasilkan. Semakin tebal garis rekat semakin tinggi nilai keteguhan rekatnya.
Waktu kempa (menit)
A1 (30) A2 (45) A3 (60) K ete g uh an re k at ( k g c m -2 ) 0 20 40 60 80 100 120 B1 (200 g m-2) B2 (250 g m-2) B3 (300 g m-2)
Gambar 5.6 Keteguhan rekat papan bambu komposit dengan variasi berat labur perekat dan waktu kempa
Tebal garis rekat papan bambu komposit yang dibuat dengan berat labur perekat 200 g m-2 dan waktu kempa 30 menit (A1B1) adalah 160.8 µm, sedangkan tebal garis
rekat papan bambu komposit yang dibuat dengan berat labur perekat 250 g m-2 dan lama waktu pengempaan 45 menit (A2B2) adalah 206.6 µm. Data hasil pengukuran
tebal garis rekat tersebut sejalan dengan pendapat Gardner (2005) yang menyatakan bahwa tebal garis rekat sebagai hasil interaksi antara kayu dan perekat berkisar antara 50 – 250 µm. Perbandingan penampang lintang garis rekat antara kombinasi perlakuan A1B1 dengan A2B2 dalam pembuatan papan bambu komposit disajikan
pada Gambar 5.7.
A1B1 A2B2
Kualitas perekatan produk komposit yang dibuat dengan cara laminasi dapat diuji dengan 3 cara yaitu dengan uji geser baik geser tekan maupun geser tarik, uji pisau dan uji delaminasi. Cara yang paling praktis adalah dengan uji delaminasi. Dalam uji delaminasi ini contoh uji papan bambu komposit (7.5 cm x 7.5 cm) diberi perlakuan sesuai dengan tipe perekatnya, meliputi perlakuan perendaman dalam air panas atau air mendidih dalam waktu tertentu kemudian pengeringan dalam oven pada suhu 60oC dalam waktu tertentu sesuai dengan standar pengujian yang diacu. Contoh uji delaminasi papan bambu komposit pada penelitian ini diberi perlakuan yang sesuai untuk perekat eksterior yaitu contoh uji direndam dalam air mendidih. Kualitas perekatan papan bambu komposit dengan uji delaminasi ditentukan dengan jalan mengukur panjang bagian yang mengelupas pada setiap garis rekat yang ada setelah contoh uji diberi perlakuan yang sesuai dengan tipe perekatnya.
Berdasarkan data hasil uji delaminasi pada Tabel 5.3 dapat diketahui bahwa PBK hasil penelitian ini yang dibuat dengan berbagai perlakuan semuanya memiliki kualitas perekatan yang baik karena tidak ada bagian yang mengelupas pada seluruh garis rekat contoh uji delaminasi papan bambu komposit tersebut yang ditunjukkan oleh nilai delaminasi = 0 cm atau 0%.