BOGOR
2008
8
Judul Tesis : Pengembangan Oriented Strand Board dari Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne)
Nama : Sahriyanti Saad
NIM : E051060321
Disetujui Komisi Pembimbing,
Prof.Dr. Ir. Muh.Yusram Massijaya, MS Prof.Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr Ketua Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Iman Wahyudi, MS Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS
10
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan anugerah-Nya sehingga penelitian dan penulisan tesis ini dapat diselesaikan. Tesis ini berjudul “Pengembangan Oriented Strand Board dari Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne)” dapat diselesaikan berkat bantuan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Untuk itu penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS dan Bapak Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr sebagai ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing dan memberikan masukan dan saran yang terkait dengan penelitian ini. Bapak Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc. sebagai penguji luar komisi yang juga memberikan masukan dan saran demi kesempurnaan tesis ini.
2. Staf di Laboratorium Bio-komposit, Laboratorium Kayu Solid, Laboratorim Kimia Hasil Hutan dan Laboratorium Keteknikan Kayu yang telah banyak memberikan bantuan selama penulis melaksanakan penelitian, Bapak Abdullah, Ibu Esti Prihatini, Bapak Kadiman, Bapak Amin Suroso, ST, Bapak Supriatin.
3. Teman-teman Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan angkatan 2006, terima kasih atas kebersamaan, dorongan dan bantuannya selama perkuliahan, penelitian dan penyelesaian tesis ini. Ibu Syahidah yang menjadi teman sekaligus Ibu selama di Bogor, Sahabatku Yuliana Susanti, Liana dan Diah Mustika serta Muh. Asgaf, S. Hut, MP atas segala dukungan dan bantuannya. 4. Bapak Prof. Dr. Ir. Musrizal Muin, M.Sc, Bapak Prof. Dr. Ir. Djamal Sanusi,
dan Bapak Ir. Beta Putranto, M.Sc yang telah memberikan rekomendasi untuk melanjutkan studi di IPB.
5. Dosen-dosen di Fakultas Kehutanan Universitas Hasanuddin, terima kasih atas dukungan dan dorongannya selama ini.
6. Ayahanda Amiruddin Saad, Ibunda Hj. Djahrah, Bapak Mertua H. Bohari, terima kasih setulus hati penulis ucapkan atas doa yang tiada putusnya. Saudara-saudaraku Muh. Sahriyuddin Saad dan Muh. Sahruddin Saad, kakak- kakal ipar serta keluarga besar di Parepare dan Makassar atas segala doa dan kasih sayangnya.
7. Suami tercinta Muh. Ansar Bohari, S.Hut, M.Si dan anakku tersayang yang masih berada dalam kandungan dan berumur 5 bulan (Insya Allah lahir dengan selamat dan sehat), terima kasih atas doa, kasih sayang, pengorbanan dan dukungannya selama penulis menjalani studi selama 2 tahun dan melaksanakan penelitian. Keberadaan mereka adalah anugerah terindah dalam hidup penulis.
Dengan segala kerendahan hati, penulis mohon maaf atas segala kekurangan yang terdapat dalam tesis ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2008
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Parepare pada tanggal 5 Juli 1982 dari pasangan yang berbahagia ayahanda Amiruddin Saad dan Ibunda Hj. Djahrah. Penulis adalah anak ketiga dari tiga bersaudara.
Pendidikan dasar penulis selesaikan di Sekolah Dasar Negeri 3 Parepare tahun 1994, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri 1 Parepare tahun 1997, kemudian penulis melanjutkan ke Sekolah Menengah Atas Negeri 4 Parepare dan lulus tahun 2000. Pada tahun yang sama, penulis melanjutkan pendidikan di Jurusan Kehutanan, Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Pertanian dan Kehutanan, Universitas Hasanuddin Makassar sejak September 2000 dan lulus pada Maret 2005.
Setelah menyelesaikan pendidikan sarjana, penulis menjadi asisten dosen di tempat yang sama dan penulis menjadi anggota Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI). Penulis juga bergabung dengan PT. Properindo Jasatama, Yayasan Ikatan Alumni Kehutanan Universitas Hasanuddin dan CV. Intranusa EM untuk beberapa pekerjaan sebelum penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Pascasarjana IPB pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan (IPK) dengan Minat Teknologi Hasil Hutan pada tahun 2006.
Pada 19 Agustus 2007 penulis menikah dengan Muh. Ansar Bohari, S.Hut, M.Si dan sekarang dikaruniai anak yang masih berada dalam kandungan dan berumur 5 bulan. Semoga lahir dengan selamat, sehat dan tiada kekurangan apapun, Amin.
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan penulis menyusun tesis dengan judul “Pengembangan Oriented Strand Board dari Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne)” dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS sebagai ketua Komisi Pembimbing dan Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr. sebagai anggota Komisi Pembimbing.
Selama mengikuti program S2, penulis membuat buku “Analisis Perekatan Kayu” bersama tim (Prof. Dr.Ir.Surdiding Ruhendi, M.Sc., Desy Natalia Koroh, Firda Aulya S, Hikma Yanti, Nurhaida, Tito Sucipto) yang telah diterbitkan tahun 2007.
12
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... xii DAFTAR GAMBAR ... xiii DAFTAR LAMPIRAN ... xiv PENDAHULUAN ... 1 Latar Belakang ... 1 Perumusan Masalah ... 3 Tujuan Penelitian ... 3 Manfaat Penelitian ... 3 Hipotesis Penelitian ... 4 TINJAUAN PUSTAKA ... 5 Oriented Strand Board ... 5 Perekat Isocyanate ... 7 Bambu... 9 Biodeteriorasi oleh Rayap ... 13 BAHAN DAN METODE ... 17 Waktu dan Tempat Penelitian ... 17 Alat dan Bahan ... 17 Metodologi Penelitian ... 17 Analisis Data ... 30 HASIL DAN PEMBAHASAN... ... 32 Karakteristik Bahan Baku ... 32 Bambu Betung ... 32 Perekat ... 33 Sifat Fisis OSB ... 33 Kerapatan ... 33 Kadar Air ... 35 Pengembangan Tebal ... 36 Pengembangan Linier ... 38 Daya Serap Air ... 39 Sifat Mekanis OSB ... 40 Keteguhan Tarik Tegak Lurus Permukaan (Internal Bond) .... 40 Modulus Elastisitas (MOE) Kering Sejajar Panjang dan Lebar OSB ... 43 Modulus Elastisitas (MOE) Basah Sejajar Panjang dan Lebar OSB ... 45 Modulus Patah (MOR) Kering Sejajar Panjang dan Lebar OSB ... 46 Modulus Patah (MOR) Basah Sejajar Panjang dan Lebar OSB 47 Kuat Pegang Sekrup ... 48 Retensi kekuatan (Strength Retention) OSB ... 50
Perbandingan Sifat Fisis dan Mekanis OSB ... 51 Ketahanan OSB terhadap Rayap Coptotermes curvignathus Holmgren ... 54 KESIMPULAN DAN SARAN ... 58 DAFTAR PUSTAKA ... 59 LAMPIRAN ... 63
14
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Sifat fisis OSB dari bambu ... 34 2 Sifat mekanis OSB dari bambu ... 41 3 Retensi kekuatan MOE dan MOR pada sejajar panjang dan
lebar OSB... 50 4 Perangkingan sifat fisis dan mekanis OSB berdasarkan JIS A
5908-2003 ... 53 5 Hasil perhitungan ketahanan OSB dari bambu ... 54
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Batang bambu betung di Kebun Raya Bogor ... 12 2 Rayap kasta pekerja (a); kasta prajurit (b); kasta reproduktif (c) ... 14 3 Sketsa konstruksi OSB dari bambu ... 18 4 Sketsa pembuatan dan strand yang dihasilkan ... 22 5 Pola pemotongan contoh uji OSB ... 23 6 Pengujian keteguhan lentur (MOE) dan keteguhan patah (MOR) ... 26 7 Pengujian keteguhan rekat (Internal Bond) ... 27 8 Bentuk skrup pengujian ... 28 9 Kotak dan contoh uji untuk pengujian ketahanan OSB terhadap
rayap tanah di laboratorium ... 29 10 Bentuk-bentuk kerusakan contoh uji keteguhan rekat pada rasio
face-core yang berbeda a) 40:60; b) 50:50; c) 60:40; d) 70:30. ... 42 17 Contoh uji OSB yang sedang diserang rayap tanah ... 56
16
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Hasil pengukuran berat jenis dan kadar air bambu betung ... 64 2 Hasil pengujian sifat mekanis bambu betung ... 65 3 Hasil pengukuran nisbah kelangsingan (slenderness ratio) dan
nisbah aspek (aspect ratio) ... 66 4 Hasil pengukuran sudut kontak pada strand bambu ... 68 5 Nilai solid content perekat isocyanate ... 69 6 Nilai viscositas perekat isocyanate ... 70 7 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut kerapatan OSB ... 71 8 Hasil analisis sidik ragam uji lanjut kadar air ... 72 9 Hasil analisis sidik ragam pengembangan tebal 2 jam ... 73 10 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut pengembangan tebal 24 jam 74 11 Hasil analisis sidik ragam pengembangan linier 2 jam ... 75 12 Hasil analisis sidik ragam pengembangan linier 24 jam ... 76 13 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut daya serap air 2 jam ... 77 14 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut daya serap air 24 jam ... 78 15 Hasil analisis sidik ragam internal bond ... 79 16 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut MOE kering sejajar panjang 80 17 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut MOE kering sejajar lebar ... 81 18 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut MOE basah sejajar panjang . 82 19 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut MOE kering sejajar lebar ... 83 20 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut MOR kering sejajar panjang 84 21 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut MOR kering sejajar lebar .... 85 22 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut MOR basah sejajar panjang . 86 23 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut MOR basah sejajar lebar ... 87 24 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut kuat pegang sekrup ... 88 25 Hasil analisis sidik ragam kehilangan berat OSB ... 89 26 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut mortalitas rayap ... 90 27 Data hasil pengujian sifat fisis OSB bambu ... 91 28 Data hasil pengujian sifat mekanik OSB bambu ... 93 29 Data ketebalan OSB yang dihasilkan ... 95
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Salah satu cara mengatasi kekurangan bahan baku kayu adalah pengembangan produk-produk inovatif yang menggunakan jenis kayu yang belum dimanfaatkan serta bahan berlignoselulosa lain yang dapat mensubtitusi bahan kayu yang selama ini digunakan. Produk komposit kayu sangat potensial dikembangkan karena produk komposit kayu tidak mensyaratkan mutu bahan baku yang tinggi dan memiliki sifat unggul yaitu flexibel dalam ukuran, kerapatan papan dapat dibuat sesuai tujuan penggunaannya dan bersifat homogen dibandingkan dengan kayu solid. Menurut Youngquist (1999), bentuk-bentuk produk komposit kayu diantaranya adalah papan serat, papan partikel, wafer board, flake board, Oriented Strands Board (OSB) dan com-ply.
OSB merupakan komposit struktural dan salah satu produk panel-panel kayu yang didesain untuk menggantikan kayu lapis (Nishimura et al. 2004). OSB dapat digunakan secara luas seperti untuk dinding, panel atap, sub-lantai, pelapis lantai, lantai, panel penyekat, lantai I-joint, papan dan OSB merupakan produk pilihan yang ekonomis dan ramah lingkungan (SBA 2005).
Bahan berlignoselulosa lain yang memiliki potensi yang cukup besar dan dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku alternatif adalah bambu. Kelebihan dari penggunaan bambu adalah batangnya lurus, elastis, kuat, cepat tumbuh, ketersediaannya banyak dan penyebarannya luas, sehingga memungkinkan untuk produksi secara massal dan kontinu. Dengan demikian bambu sangat potensial digunakan sebagai bahan baku untuk produk OSB disamping itu dapat meningkatkan nilai tambah bambu. Dari beberapa jenis bambu yang tumbuh di Indonesia, bambu betung (Dendrocalamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne) merupakan salah satu jenis bambu yang umum digunakan untuk bahan bangunan, jembatan dan bahan dasar perabotan serta banyak dijumpai di alam.
Meskipun banyak penelitian yang memanfaatkan bambu sebagai bahan baku untuk komposit, namun sangat sedikit yang mencoba untuk membuat komposit yang berbahan strands. Penelitian mengenai OSB bambu telah
2
dilakukan Sumardi et al. (2005) yang meneliti pengaruh kerapatan dan struktur lapisan terhadap sifat mekanis OSB dari bambu. Hasilnya menunjukkan bahwa sifat mekanis dan stabilitas dimensi struktur OSB tiga lapis yang saling tegak lurus pada tiap lapisannya lebih baik dibanding struktur yang acak dan yang arahnya seragam. Nilai MOE dan MOR meningkat dengan semakin tingginya kerapatan.
Konstruksi yang umum digunakan dalam pembuatan OSB adalah 1/3:1/3:1/3 pada tiap lapisannya. Pada prinsipnya bagian terluar papan akan menerima beban terbesar. Dalam hal ini, pada saat digunakan untuk memikul beban-beban lentur, bagian terluar papan akan menerima beban tarik dan beban tekan maksimal sehingga untuk menghasilkan produk yang memiliki kekuatan yang optimal, maka lapisan face dan core harus dibuat dengan perbandingan tertentu.
Dalam pembuatan OSB, perekat yang umumnya digunakan adalah phenol formaldehida (PF) dan isocyanate/polymeric diphenylmethane diisocyanate. PF adalah perekat yang mengandung senyawa formaldehida yang mudah lepas ke udara dan dapat mengganggu kesehatan. Untuk menanggulangi bahaya emisi formaldehida dan semakin meningkatnya perhatian masyarakat dalam dan luar negeri terhadap masalah lingkungan, maka penggunaan perekat non formaldehida yaitu isocyanate menjadi sangat penting. Penelitian OSB dalam skala laboratorium di Indonesia telah beberapa kali dilakukan dengan berbagai bahan baku kayu dan perekat, namun penggunaan perekat isocyanate baru dilakukan oleh Nuryawan (2007) yang merekomendasikan penggunaan perekat isocyanate sebanyak 7% untuk kayu cepat tumbuh. Mengingat harga perekat ini lebih mahal dibandingkan jenis perekat berbasis formaldehida, maka kadar perekat optimal yang digunakan pada penelitian ini juga perlu diteliti.
Negara kita adalah surga bagi kehidupan rayap. Kelembaban yang tinggi dan suhu yang hangat sepanjang tahun merupakan lingkungan yang digemari rayap. Rayap tanah diketahui merupakan rayap perusak dengan tingkat serangan paling ganas. Oleh karena itu selain mengamati kualitas OSB dari parameter sifat
fisis dan mekanis, ketahanan OSB terhadap serangan rayap tanah juga perlu diketahui.
Perumusan masalah
Bambu dapat menjadi bahan subtitusi bagi kayu untuk dapat dibuat OSB. Dari penelitian OSB yang telah dilakukan, belum tersedia informasi mengenai kualitas OSB dari bambu dan informasi mengenai pengaruh rasio face-core papan terhadap kualitas OSB dari bambu juga belum tersedia. Selain itu informasi mengenai kadar perekat isocyanate optimum yang menghasilkan OSB dari bambu dengan kualitas yang memenuhi standar juga belum tersedia. Seperti halnya dengan kayu, bambu sangat rentan terserang organisme perusak dan daya tahan produk OSB terhadap organisme perusak masih jarang dilaporkan. Dengan penelitian ini diharapkan dapat menjawab permasalahan-permasalahan tersebut di atas.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Menganalisis pengaruh rasio face-core terhadap kualitas OSB dari bambu 2. Menganalisis pengaruh kadar perekat terhadap kualitas OSB dari bambu 3. Menganalisis ketahanan OSB dari bambu terhadap serangan rayap tanah
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan bermanfaat sebagai data dasar dalam rangka pengembangan industri OSB di Indonesia dan sebagai promosi bambu sebagai salah satu alternatif bahan baku industri pengolahan kayu. Penelitian ini juga diharapkan dapat meningkatkan diversifikasi pemanfaatan bambu dan menjadi salah satu upaya pengembangan komposit ramah lingkungan.
HipotesisPenelitian
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah :
1. Rasio face-core berpengaruh nyata terhadap sifat fisis mekanis OSB dari bambu.
4
2. Kadar perekat berpengaruh nyata terhadap sifat fisis mekanis OSB dari bambu.
TINJAUAN PUSTAKA
Oriented Strands Board (OSB)
Oriented Strands Board (OSB) merupakan panel untuk penggunaan struktural terbuat dari strands kayu tipis yang diikat bersama menggunakan perekat resin tahan air (waterproof) dan dikempa panas (Lowood 1997). Youngquist (1999) melengkapi bahwa OSB dibuat dari strands kayu yang tipis, panjang dan sempit yang diarahkan sejajar satu sama lain, direkat dengan resin waterproof dibawah panas dan tekanan.
OSB merupakan panel tiga lapis, terbuat dari strandss dengan lapisan permukaan ditempatkan sejajar searah produksi panel sementara bagian intinya tegak lurus. Konstruksi OSB mirip dengan kayu lapis, karena itu sifat-sifat kekuatan lengkung (bending), kekakuan (MOE) dan stabilitas dimensinya juga hampir sama dengan kayu lapis (Tsoumis 1991). OSB bisa dibuat dengan arah serat sejajar dan tidak sejajar. OSB dengan arah tidak sejajar dapat berupa OSB lapisan luar sejajar sedangkan lapisan tengahnya acak, atau lapisan luar tegak lurus dengan lapisan tengah. Berdasarkan jumlah lapisannya, OSB terdiri dari satu lapis, tiga lapis atau lebih (Blomquist et al. 1983).
OSB merupakan perkembangan dari waferboard yaitu suatu produk panel yang pertama kali dibuat di Amerika Utara pada tahun 1954. Dibandingkan dengan kayu lapis, waferboard mempunyai banyak keunggulan diantaranya dapat menggunakan bahan baku dari jenis yang kurang dikenal, sifat kekuatannya tinggi sehingga sangat cocok digunakan sebagai subtitusi terhadap kayu lapis dalam beberapa aplikasi (Walter 1993). Saat ini waferboard sudah dieliminasi dan digantikan oleh OSB yang termasuk golongan panel struktural bersama kayu lapis (Bowyer et al. 2003).
Ukuran dimensi strands menurut Marra (1992) adalah panjang 0,5-3 inchi (1,27-7,62 cm), lebar 0,25-1 inchi (0,64-2,54), dan tebal 0,010-0,025 inchi (0,02- 0,06 cm). Strands pada OSB itu sendiri memiliki dimensi panjang paling sedikit tiga atau empat kali lebih besar dibanding lebarnya. Perbandingan ini mendukung
6
pelurusan strands-strands dalam rangka usaha pembentukan lembaran (Koch 1985).
Dua perbandingan yang harus dipertimbangkan dalam hal pengarahan partikel. Yang pertama adalah slenderness ratio (rasio kelangsingan) yaitu perbandingan antara panjang partikel dengan tebalnya. Partikel dengan nilai perbandingan yang lebih dari satu akan mempunyai dimensi panjang yang lebih besar dari tebalnya dan dengan demikian, partikel akan mudah untuk diarahkan. Nilai perbandingan yang lebih tinggi berarti partikel lebih langsing. Perbandingan yang kedua adalah aspect ratio yaitu perbandingan antara panjang partikel dengan lebarnya. Nilai perbandingannya satu berarti partikelnya persegi empat dengan demikian tidak dapat diarahkan. Aspect ratio minimal bernilai tiga agar diperoleh arah yang cukup baik (Maloney 1993).
Dari hasil penelitian Nishimura et al. (2004) luasan strands yang besar dengan aspect ratio yang tinggi menghasilkan OSB dengan orientasi strands dan sifat mekanis yang optimum. Youngquist (1999) menyarankan agar menghasilkan OSB dengan kekuatan lengkung (bending) dan kekakuan yang lebih besar, maka strands kayu yang dibuat harus memiliki aspect ratio paling sedikit tiga.
Pada umumnya bahan berlignoselulosa dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan OSB, kayu yang memiliki berat jenis 0,35-0,65 lebih disukai dan disarankan (Tambunan, 2000). Menurut Caesar (1997), OSB dapat diproduksi dengan menggunakan kayu berkerapatan rendah yang berkisar 350-700 kg/m3. Kayu yang mempunyai kerapatan kurang dari 350 kg/m3 tidak cukup hanya dimampatkan untuk mendapatkan kekuatan yang baik, sedangkan kerapatan papan yang sangat tinggi dapat menyebabkan blow, karena uap pada bagian uap air bagian dalam papan yang dihasilkan selama proses pengempaan tidak dapat dilepaskan.
OSB telah dikembangkan secara luas untuk bahan konstruksi perumahan dan bangunan komersial utamanya adalah untuk keperluan dinding, atap dan lantai pada bangunan rumah tinggal (Lowood 1997). OSB dapat digunakan untuk komponen rumah dari lantai yang paling dasar hingga ke bagian atasnya seperti dinding, panel atap, sub-lantai, lantai berlapis tunggal, pelapis, panel insulasi struktural, papan sisi dan lantai joint (Youngquist 1999).
Perekat Isocyanate
Perekat tahan air seperti phenol formaldehyde (PF), isocyanate dan melamin urea formaldehyde (MUF) dapat digunakan sebagai perekat pada pembuatan OSB karena umumnya aplikasi OSB untuk bangunan dan penggunaan exterior (Caesar 1997). Tipe dan jumlah resin perekat yang dipakai akan berpengaruh terhadap kualitas OSB yang diproduksi. Perekat yang umum digunakan dalam produksi OSB adalah resin PF dan Metane diisocyanate (MDI) (SBA 2005).
Perekat berbasis isocyanate memainkan peran yang relatif kecil dari jumlah total perekat yang digunakan di dunia, akan tetapi isocyanate serbaguna karena dapat diaplikasikan pada kempa panas maupun kempa dingin (Weaver dan Owen 1992). Perekat isocyanate telah menarik perhatian yang luas dalam pembuatan kayu komposit. Hal tersebut disebabkan oleh reaktifitas yang tinggi, kekuatan ikatan yang tinggi, daya tahan yang tinggi, serta merupakan perekat yang tidak berbasis formaldehida (Kawai et al. 1998).
Polymeric methylene diphenyl diisocyanat (pMDI) dikembangkan sebagai perekat kayu dengan kekuatan yang tinggi dan tahan lama. Perekat ini sekarang digunakan secara luas dalam pembuatan produk komposit (Vick 1999).
Perekat isocyanate tersebut berbasis pada reaktifitas yang tinggi dari radikal isocyanate, -N = C = O. Ikatan dengan polaritas yang kuat dari senyawa yang membawa radikal ini tidak hanya mempunyai potensi daya rekat yang baik tetapi juga potensial untuk membentuk ikatan kovalen dengan substrat yang mempunyai gugus hidrogen reaktif. Jika molekul memuat 2 radikal isocyanate seperti dalam diisocyanate, kombinasi perekat akan memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan kohesi melalui polimerisasi. Reaksi bifungsional isocyanate dengan bifungsional alkohol menghasilkan molekul-molekul linear, dimana molekul-molekul tri- dan tetrafungsional memungkinkan terjadinya ikatan silang. Sifat material ini dapat bervariasi dengan kisaran yang luas dari elastomer ke rigid, yang memungkinkannya untuk dibuat berbagai macam produk (Marra 1992).
8
Ikatan kayu dengan isocyanate tidak sama dengan resin PF dan UF. Kebanyakan resin kayu konvensional mengalir pada permukaan kayu yang kasar dan mengeras. Segera setelah mengeras, dia akan melekat secara mekanis dan mengeras untuk menarik permukaan kayu yang lebih luas. Ini serupa dengan velcro (bahan untuk fastening pakaian, yaitu terdiri dari 2 strip nilon, satu kasar dan satunya halus dimana akan melekat satu sama lain ketika dikempa bersama- sama) dimana terjadi adhesi tetapi tidak ada interaksi kimia. Tipe adhesi demikian disebut adhesi mekanik. Pada isocyanate disamping terjadi adhesi mekanik, juga terjadi ikatan kimia. Secara kimia isocyanate bereaksi dengan hydroxyl group yang terdapat dalam kayu membentuk ikatan poliuretan diantara partikel kayu. Secara fisik, isocyanate bereaksi dengan air yang terdapat dalam kayu membentuk lem (glue) poliurea yang membentuk ikatan fisik dengan partikel kayu (Galbraith and Newman 1992).
Gugus hydroxyl pada kayu berikatan secara kimia dengan sistem ikatan yang menghasilkan ikatan yang sangat baik. Ikatan tersebut tahan terhadap air, cairan asam, dan liquors (Maloney 1993).
Massijaya (1997) menyatakan bahwa kadar perekat yang umum digunakan untuk perekat isocyanate sekitar 4%, namun demikian berdasarkan hasil penelitian yang dilakukannya pada pembuatan papan partikel limbah kertas koran, kadar perekat 2% menghasilkan keteguhan lentur yang lebih besar dari perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida dengan kadar 10%. Fenomena ini disebabkan oleh perbedaan mekanisme ikatan antara PF dan UF dengan isocyanate. PF dan UF berikatan secara mekanik dengan partikel kertas koran sementara pada perekat isocyanate, disamping terjadi ikatan secara mekanis juga terjadi ikatan secara kimia.
Menurut Marra (1992) keuntungan menggunakan perekat isocyanate dibandingkan dengan perekat lain adalah dibutuhkan dalam jumlah sedikit saja untuk memproduksi papan dengan kekuatan yang sama, dapat menggunakan suhu yang lebih rendah, memungkinkan penggunaan kempa yang lebih cepat, lebih