METODE PENELITIAN
D. Prosedur Penelitian
1. Pembuatan Perekat Likuida Bambu
Pembuatan perekat mengacu pada metode Pu (1991) dalam Masri (2005). Bahan baku bambu dicacah terlebih dulu, dikeringkan kemudian digiling sehingga diperoleh serbuk bambu berukuran 20-60 mesh. Serbuk bambu diukur sampai KA ± 5 %. Kemudian dipersiapkan phenol dengan perbandingan 5 : 1 dari berat serbuk bahan likuida, H2SO4 98 % sebanyak 5 % dari berat phenol. Ketiga bahan tersebut dicampur lalu dimasak dengan pemanas elektrik pada suhu 100 oC selama 30 menit sampai larutan homogen. Larutan yang sudah homogen didinginkan. Lalu ditambahkan NaOH 40% sampai pH 8, selanjutnya ditambahkan formalin (HCHO) dengan perbandingan molar F/P 0,5. Perekat likuida tersebut siap diuji sebelum ditambahkan dengan fortifikasi MF yang kemudian digunakan untuk aplikasi papan partikel.
2. Pengujian Perekat Likuida Bambu (SNI 06-4567-1998)
Pengujian kualitas perekat likuida berdasarkan SNI 06-4567-1998. Faktor – faktor yang diuji meliputi :
a. Kenampakan
Kenampakan merupakan pengamatan secara visual terhadap warna dan benda asing dalam perekat. Prosedur pengujian kenampakan adalah sebagai berikut :
• Contoh uji dituangkan sedikit contoh uji di atas gelas yang datar. • Contoh uji dialirkan hingga terbentuk lapisan film yang tipis.
• Contoh uji diamati secara visual adanya butiran padat, debu dan benda lain yang mengurangi kualitas contoh uji.
b. Keasaman / pH
Keasaman / pH merupakan tingkat keasaman berdasarkan banyaknya konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan berair yang diukur dengan menggunakan pH meter. Prosedur pengujian pH adalah sebagai berikut :
• pH meter distandarisasikan dengan menggunakan larutan bufer pH 8 pada suhu 25 °C.
• Contoh uji dituangkan ke dalam gelas piala 200 ml secukupnya. • Pengukuran dilakukan dengan pH meter pada suhu 25 °C.
c. Kekentalan
Kekentalan merupakan gesekan internal yang disebabkan adanya kohesi molekul dalam suatu aliran yang diukur dengan menggunakan viskotester. Prosedur pengujian kekentalan adalah sebagai berikut :
• Contoh uji dituangkan secukupnya ke dalam gelas piala 200 ml.
• Rotor yang terpasang pada viskotester dicelupkan ke dalam contoh uji, dimana rotor akan berputar dengan kecepatan yang sesuai hingga nilai viskositasnya dapat diketahui.
d. Berat jenis
Berat jenis merupakan perbandingan berat contoh dengan berat air pada volume dan suhu yang sama. Prosedur pengujian berat jenis perekat likuida diperoleh dengan cara sebagai berikut:
• Piknometer ditimbang kosong (W1).
• Air suling dengan suhu 25 °C dimasukkan ke dalam piknometer hingga penuh dan tutup, tidak boleh ada gelembung udara.
• Bagian luar piknometer dibersihkan dan kemudian ditimbang (W2).
• Air dari dalam piknometer dikeluarkan, kemudian dibersihkan dan dikeringkan.
• Contoh uji dimasukan ke dalam piknometer hingga penuh dan tutup, tidak boleh ada gelembung udara.
• Piknometer yang berisi contoh uji ditimbang (W3).
• Berat jenis contoh uji dihitung dengan menggunakan rumus : BJ = 1 2 1 3 W W W W − − Keterangan : BJ = Berat jenis.
W1 = Berat piknometer dalam keadaan kosong (gram). W2 = Berat piknometer setelah diisi air (gram).
W3 = Berat piknometer setelah diisi contoh uji (gram).
e. Sisa penguapan / kadar padatan
Sisa penguapan merupakan perbandingan antara berat contoh sebelum dipanaskan dengan berat contoh setelah dipanaskan pada suhu tertentu hingga berat konstan. Prosedur pengujian sisa penguapan adalah sebagai berikut :
• Contoh uji ditimbang 1,5 gram dalam cawan penguap (W1). • Dikeringkan dalam oven dengan suhu 103±2 °C selama 24 jam.
• Contoh uji dimasukkan dalam desikator hingga suhu kamar dan ditimbang (W2). S (%) = 1 2 W W x 100 Keterangan : S = Sisa penguapan (%). W1 = Berat contoh awal (gram).
W2 = Berat contoh setelah dikeringkan (gram).
f. Waktu Gelatinasi
Waktu gelatinasi merupakan waktu yang dibutuhkan perekat untuk membentuk gelatin pada suhu tertentu. Tahapan pengujian waktu gelatinasi adalah sebagai berikut :
• Contoh uji ditimbang ± 10 gram dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi.
• Dipanaskan di atas penangas air pada suhu 100 °C, permukaan contoh uji diletakkan 2 cm di bawah permukaan air.
• Diamati waktu yang dibutuhkan contoh tersebut tergelatin dengan cara memiringkan tabung reaksi dan terlihat contoh tidak mengalir lagi. 3. Pembuatan Papan Partikel
Sebelum dibuat papan partikel, partikel yang digunakan berupa chips dengan ukuran (2 – 3 x 2) cm heterogen. Partikel – partikel tersebut diberikan perlakuan pendahuluan dengan direndam menggunakan air dingin selama + 24 jam untuk menghilangkan kotoran – kotoran dan pati yang ada pada partikel tersebut. Setelah direndam, partikel – partikel bambu tersebut diangin – anginkan + 24 jam kemudian dioven sampai kadar air partikel kurang dari 10 %.
Proses pembuatan papan partikel dengan ukuran (30x30x1) cm yaitu pencampuran (blending) partikel dan perekat dalam blender. Perekat disemprotkan ke dalam blender dengan menggunakan spray gun. Kemudian dilakukan pembentukan lembaran (mat forming) yaitu pembentukan lembaran panil dengan menyusun partikel yang sudah tercampur dengan perekat pada cetakan yang sudah ada dengan kerapatan sasaran 0,7 g/cm3. Setelah lembaran terbentuk maka dilakukan pengempaan dengan menggunakan mesin kempa pada suhu 160 oC selama 15 menit dengan tekanan sebesar 26 kg/cm2(dalam Setiawan, 2004). Setelah pengempaan maka dilakukan pengkondisian selama 7 hari untuk menghilangkan tegangan-tegangan pada papan setelah pengepresan. Selain itu untuk memberikan waktu tambahan agar perekat lebih mengeras.
4. Pengujian Papan Partikel (JIS A 5908-2003)
Papan partikel dari bambu tali setelah perlakuan pengkondisian, maka dipotong-potong menjadi contoh uji sifat fisis dan mekanis. Contoh uji dan pengujiannya mengacu pada standar JIS A 5908-2003. Pola pemotongan contoh uji seperti terlihat pada Gambar 1 dibawah ini :
Gambar 1. Pola pemotongan contoh uji Keterangan :
a. Contoh uji kerapatan dan kadar air berukuran (10x10) cm.
b. Contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air berukuran (5x5) cm.
c. Contoh uji kuat pegang sekrup berukuran (5x10) cm
d. Contoh uji keteguhan elastisitas dan keteguhan patah berukuran (5x20) cm.
e. Contoh uji keteguhan rekat internal berukuran (5x5) cm. f. Contoh uji emisi formaldehida ( 2,5 cm x 2,5 cm )
( i ) Sifat Fisis : a. Kerapatan
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya kemudian diukur panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji. Kerapatan papan dihitung menggunakan rumus : Kerapatan = ) ( ) ( 3 cm Volume g Berat b. Kadar air
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm ditimbang untuk mendapatkan berat
kering udara (BKU) kemudian di oven pada suhu 103±2 0C selama 24 jam kemudian didesikator dan ditimbang. Selanjutnya dimasukan dalam oven
a c b e d 30 cm 30 cm f
kembali selama ± 3 jam kemudian didesikator dan ditimbang. Demikian selanjutnya dihitung sampai beratnya konstan yaitu beret kering tanur (BKT). Nilai kadar air dihitung menggunakan rumus :
Kadar air (%) =
BKT BKT BKU −
x 100
Keterangan : BKU = berat kering udara (gram) BKT = berat kering tanur (gram) c. Pengembangan tebal
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm diukur tebalnya (pada kondisi kering udara), tebal diukur pada tiap sudut kemudian dirata - ratakan (T1). Selanjutnya contoh uji direndam dalam air dingin selama 24 jam. Pengukuran dimensi dilakukan pada tiap – tiap sudut kemudian dirata – ratakan (T2). Nilai pengembangan tebal dihitung menggunakan rumus :
Pengembangan (%) = 1 1 2 T T T − x 100 Keterangan : T1 = tebal awal (cm)
T2 = tebal setelah perendaman (cm) d. Daya serap air
Pengujian daya serap air dilakukan bersamaan dengan pengujian pengembangan tebal panil. Contoh uji ditimbang (D1) kemudian direndam dalam air dingin selama 24 jam. Kemudian contoh uji ditimbang kembali (D2). Nilai daya serap air dapat dihitung menggunakan rumus :
Daya serap air (%) =
1 1 2 D D D − x 100
Keterangan : D1 = berat awal (gram)
D2 = berat setelah direndam (gram)
( ii ) Sifat Mekanis :
a. Keteguhan elastisitas / kekakuan (Modulus of Elasticity / MOE)
Kekakuan merupakan ukuran kemampuan suatu bahan menahan lentur tanpa terjadi perubahan bentuk yang tetap. Pengujian akan dilakukan menggunakan mesin Universal Testing Machine (UTM) dengan merk
Instron. Contoh uji berukuran 5 cm x 20 cm pada kondisi kering udara dibentangkan dengan pembebanan dilakukan di tengah-tengah jarak sangga (Lihat Gambar 2). Kecepatan pembebanan 10 mm/menit yang selanjutnya diukur besarnya beban yang dapat ditahan oleh contoh uji tersebut.
P = Posisi dan arah pembebanan
Contoh Uji
L/2 L/2
L ≥ 15 cm
Gambar 2. Pengujian MOE dan MOR
Nilai MOE dihitung menggunakan rumus :
MOE = 3 3 4 ybh PL Δ Δ
Keterangan : MOE = Modulus of Elasticity (kg/cm2)
ΔP = Perubahan beban yang digunakan (kg) L = Jarak penyangga (cm)
Δy = Perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) b = Lebar contoh uji (cm)
h = Tebal contoh uji (cm)
L/2 = Panjang bentang dari titik sangga ke titik pembebanan (Konversi MOE dalam N/mm2 sebesar 0.0980665)
b. Keteguhan patah (Modulus of Rupture / MOR)
Keteguhan patah merupakan ukuran kekuatan suatu bahan pada saat menerima beban maksimum yang menyebabkan terjadinya kerusakan. Pengujian dilakukan bersamaan dengan pengujian keteguhan elastisitas. Nilai MOR dapat dihitung menggunakan rumus :
MOR= 2 2
3 bh
PL
Keterangan : MOR = Modulus of Rupture (kg/cm2) P = Berat beban sampai patah (kg) L = Panjang bentang (cm)
b = Lebar contoh uji (cm) h = Tebal contoh uji (cm)
(Konversi MOR dalam N/mm2 sebesar 0.0980665)
c. Keteguhan rekat internal (Internal Bond / IB)
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm direkatkan pada dua buah blok kayu dengan menggunakan perekat epoxy dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok besi ditarik lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum (Lihat Gambar 3).
Gambar 3. Pengujian internal bond
Nilai keteguhan rekat internal dapat dihitung menggunakan rumus :
IB= A P
Keterangan : IB = Keteguhan rekat internal (kg/cm2)
P = Beban saat ikatan partikel lepas (kg) A = Luas permukaan contoh uji (cm2) (Konversi IB dalam N/mm2 sebesar 0.0980665)
Blok kayu
Blok kayu Contoh uji
Beban tarik Beban tarik
d. Kuat pegang sekrup
Pengujian kuat pegang sekrup secara tegak lurus permukaan dengan memasang sekrup yang berdiameter 3,1 mm masuk kedalam contoh uji pada bagian tengah hingga kedalaman 8 mm. Contoh uji diapit kanan kiri kemudian sekrup ditarik keatas hingga beban maksimum sampai sekrup tercabut (Lihat Gambar 4). Besarnya beban maksimum yang dicapai dalam satuan kilogram (kg) yang kemudian dikonversi dalam satuan Newton (N) sebesar 9,80665.
Gambar 4. Pengujian kuat pegang sekrup Posisi sekrup
5 cm