IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Sifat Mekanis Papan Partikel .1 Modulus of Elasticity (MOE) .1 Modulus of Elasticity (MOE)
Modulus of Elasticity (MOE) atau modulus lentur merupakan ukuran
ketahanan papan terhadap pembengkokan yaitu berhubungan langsung dengan kekuatan papan dan sifat elastisitas suatu bahan atau material.
Gambar 10 MOE (kg/cm2) kombinasi kayu papan partikel kontrol dan rendaman dingin dibandingkan JIS A5908 (2003).
Pada grafik di atas, nilai MOE papan partikel berkisar antara 8.340 – 17.242 kg/cm2. Nilai MOE terendah (8.340 kg/cm2) terdapat pada papan partikel dengan kombinasi JY (Afrika:Mangium 75:25 yang diberi rendaman dingin), sedangkan nilai MOE papan partikel tertinggi (17.242 kg/cm2) terdapat pada papan partikel dengan kombinasi AY (Sengon murni kontrol).
Sebagian besar papan partikel dengan perlakuan rendaman dingin mempunyai nilai MOE yang lebih rendah. Hal ini diduga karena pada saat partikel kayu diberi perlakuan perendaman dingin, banyak partikel kayu yang mengalami kerusakan pada dimensi panjang, tebal maupun lebar sehingga menyebabkan penurunan kualitas partikel kayu. MOE papan partikel yang rendah juga diduga disebabkan oleh rendahnya kerapatan yang dihasilkan, sehingga ikatan antar partikel menjadi kurang rapat dan kompak yang dapat menyebabkan kecilnya nilai keteguhan papan. Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa semakin tinggi tingkat kerapatan papan partikel yang dihasilkan, maka akan semakin tinggi sifat keteguhan papan partikel yang dihasilkan. Nilai MOE yang kecil juga diduga karena partikel yang digunakan sebagai bahan baku belum seragam ukuranya. Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa partikel ideal untuk mengembangkan kekuatan dan stabilitas dimensi adalah partikel serpih tipis dengan ketebalan seragam dengan perbandingan tebal ke panjang yang tinggi.
Berdasarkan tabel anova terhadap nilai MOE papan partikel pada taraf nyata (alpha) 5%, diperoleh bahwa faktor kombinasi kayu dan faktor perlakuan berpengaruh nyata, sedangkan interaksi antar keduanya tidak berpengaruh nyata. Pengaruh yang nyata tersebut terlihat dari nilai Pr>F kurang dari 0,05. Anova dari MOE papan partikel disajikan pada Tabel 10.
Tabel 10 Analisis sidik ragam MOE papan partikel. Sumber
Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Jumlah Kuadrat Tengah F-hitung Pr > F Kayu perlakuan interaksi Galat Total 15 1 15 64 95 281002697,5 63063384,0 74434521,0 281688215,3 700188817,8 18733513,2 63063384,0 4962301,4 4401378,4 4,26 14,33 1,13 0,0001* 0,0003* 0,3515 Keterangan : * : berpengaruh nyata
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95% terhadap MOE disajikan pada Lampiran 9. Pada Lampiran 9, kombinasi kayu terbagi lima kelompok yang mempunyai pengaruh hampir sama atau tidak berbeda nyata terhadap MOE papan partikel. Kombinasi sengon murni mempunyai pengaruh yang berbeda dari afrika:mangium 75:25 terhadap MOE papan partikel. Pada pengaruh perlakuan mempunyai dua kelompok. Berdasarkan hasil uji lanjut Duncan MOE untuk kombinasi kayu terdapat dua kombinasi kayu yang memberikan pengaruh positif terhadap MOE, yaitu pada grup A. Kombinasi kayu tersebut salah satunya adalah A (Sengon murni) dan D (Sengon:Afrika 75:25), dimana memberikan nilai rata-rata MOE yang tinggi yaitu 16.767 kg/cm2 dan 15.579 kg/cm2 dibandingkan dengan kombinasi-kombinasi kayu lainya. Pengaruh perlakuan menjelaskan bahwa papan partikel kontrol mempunyai rata – rata nilai yang lebih tinggi dibandingkan rendaman dingin.
Semua papan partikel dari berbagai kombinasi belum memenuhi standar JIS 5908-2003, yang mensyaratkan nilai MOE minimal 20.400 kg/cm2. Nilai MOE yang tidak memenuhi standar tersebut, maka tidak disarankan papan partikel dari 3 jenis kayu ini digunakan sebagai bahan bangunan structural, karena tidak mampu mempertahankan bentuknya. Setiawan (2008) menyatakan bahwa semakin tinggi nilai MOE maka papan akan semakin tahan terhadap perubahan bentuk.
4.2.2 Modulus of Rupture (MOR)
Modulus of Rupture (MOR) atau modulus patah merupakan kemampuan
papan untuk menahan beban hingga batas maksimum. Nilai rata-rata MOR papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 97,59 – 196,89 kg/cm2. Nilai MOR papan partikel terendah (97,59 kg/cm2) terdapat pada papan partikel dengan kombinasi JY (Afrika:Mangium 75:25 rendaman dingin), sedangkan nilai MOR tertinggi (196,89 kg/cm2) terdapat pada papan partikel dengan kombinasi AY ( Sengon murni rendaman dingin).
Gambar 11 MOR (kg/cm2) kombinasi kayu papan partikel kontrol dan rendaman dingin dibandingkan JIS A5908 (2003).
Faktor yang mempengaruhi MOR papan partikel adalah berat jenis kayu, geometri partikel, kadar perekat, kadar air lapik, prosedur kempa (Koch 1972
dalam Nurywan 2007). Maloney (1993) menyatakan bahwa nilai MOR
dipengaruhi oleh kandungan dan jenis perekat yang digunakan, daya ikat perekat, dan ukuran partikel. Selain itu, semakin tinggi kerapatan papan partikel maka akan semakin tinggi sifat keteguhan dari papan yang dihasilkan (Haygreen dan Bowyer 1996).
Berdasarkan tabel anova terhadap nilai MOR papan partikel pada taraf nyata (alpha) 5%, diperoleh bahwa faktor kombinasi kayu dan faktor perlakuan berpengaruh nyata, sedangkan interaksi antar keduanya tidak berpengaruh nyata. Pengaruh nyata tersebut terlihat pada nilai Pr>F kurang dari 0,05. Anova dari MOR papan partikel disajikan pada Tabel 11.
Tabel 11 Analisis sidik ragam MOR papan partikel. Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah F-hitung Pr > F Kayu perlakuan interaksi Galat Total 15 1 15 64 95 34625,4680 2408,3072 74434521,0 33868,3197 82295,3477 2308,3645 2408,3072 759,5502 529,1925 4,36 4,55 1,44 0,0001* 0,0367* 0,1586 Keterangan : * : berpengaruh nyata
Hasil uji lanjut Duncan pada selang kepercayaan 95% terhadap MOR disajikan pada Lampiran 10. Berdasarkan uji lanjut Duncan kombinasi kayu terbagi empat kelompok yang mempunyai pengaruh hampir sama atau tidak berbeda nyata terhadap MOR papan partikel. Kombinasi sengon murni mempunyai pengaruh yang berbeda dari afrika:mangium 75:25 terhadap MOR papan partikel. Ada satu kombinasi kayu yang memberikan pengaruh positif terhadap MOR, yaitu pada grup A. Kombinasi kayu tersebut dalah A (Sengon murni), dimana sengon murni memberikan nilai rata-rata MOR yang tinggi (194,90 kg/cm2) dibandingkan dengan kombinasi-kombinasi kayu lainya. Pada pengaruh perlakuan mempunyai dua kelompok. Pada pengaruh perlakuan papan partikel kontrol mempunyai rata – rata nilai yang lebih tinggi dibandingkan rendaman dingin.
Berdasarkan standar JIS A 5908-2003, semua nilai MOR papan partikel dari kombinasi 3 jenis kayu memenuhi sntadar tersebut, yang mensyaratkan nilai MOR papan partikel minimal 82 kg/cm2.
4.2.3 Internal Bond (IB)
Internal Bond atau keteguhan rekat internal merupakan keteguhan tarik
tegak lurus permukaan papan. Sifat ini merupakan ukuran terbaik tentang kualitas pembuatan suatu papan karena menunjukan kekuatan ikatan antar partikel.
Hasil pengujian IB didapatkan nilai keteguhan rekat internal berkisar antara 2,83 – 10,53 kg/cm2. nilai IB papan partikel terendah (2,83 kg/cm2) terdapat pada papan partikel dengan kombinasi BY (Afrika murni yang diberi perlakuan rendaman dingin), sedangkan nilai IB papan partikel tertinggi (10,53 kg/cm2) terdapat pada papan partikel dengan kombinasi JX (Afrika:Mangium 75:25 kontrol).
Pada grafik di bawah dapat dilihat bahwa secara umum nilai IB papan partikel kontrol lebih tinggi dibandingkan dengan nilai IB papan partikel rendaman dingin. Terdapatnya kadar air yang masih diatas 5% pada partikel dapat menyebabkan kurangnya ikatan antar perekat dengan partikel. Perendaman dingin dapat menyebabkan larutnya zat ekstraktif, akan tetapi masih ada komponen zat ekstraktif yang menempel pada permukaan partikel kayu sehingga perekat tidak
dapat berikatan langsung dengan partikel kayu. Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa ikatan internal adalah ukuran tunggal terbaik tentang kualitas pembuatan suatu papan karena menunjukkan kekuatan ikatan antara partikel-partikel, kebaikan pencampuranya, pembentukan lembaranya dan proses pengempaanya. Maloney (1993) menyatakan bahwa dengan semakin meningkatnya kerapatan lembaran, partikel akan mengalami kehancuran pada waktu pengempaan sehingga akan meningkatkan penyebaran perekat persatuan luas, yang akhirnya akan menghasilkan keteguhan rekat internal yang lemah. Distribusi perekat yang kurang bagus juga diduga sangat berpengaruh terhadap tinggi rendahnya nilai IB.
Gambar 12 Internal bond (kg/cm2) kombinasi kayu papan partikel kontrol dan rendaman dingin dibandingkan JIS A5908 (2003).
Berdasarkan standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan nilai minimal Internal Bond suatu papan partikel adalah 1,5 kg/cm2, semua papan partikel dari kombinasi 3 jenis kayu telah memenuhi standar tersebut.
Berdasarkan tabel anova terhadap nilai IB papan partikel pada taraf nyata (alpha) 5%, diperoleh bahwa faktor kombinasi kayu, faktor perlakuan dan interaksi keduanya tidak berpengaruh nyata. Hal tersebut terlihat dari nilai Pr>F lebih dari 0,05. Anova dari IB papan partikel disajikan pada Tabel 12.
Tabel 12 Analisis sidik ragam IB papan partikel. Sumber
Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Jumlah Kuadrat Tengah F-hitung Pr > F Kayu perlakuan interaksi Galat Total 15 1 15 64 95 34625,4680 2408,3072 74434521,0 33868,3197 82295,3477 2308,3645 2408,3072 759,5502 529,1925 4,36 4,55 1,44 0,1536 0,0523 0,3862 Keterangan : * : berpengaruh nyata
4.2.4 Kuat Pegang Sekrup (KPS)
Kuat pegang sekrup menunjukkan kemampuan papan partikel untuk menahan sekrup yang ditanamkan pada papan partikel. Hasil pengujian kuat pegang sekrup didapatkan nilai kuat pegang sekrup papan partikel berkisar antara 78,47 – 114,98 kg. Nilai kuat pegang sekrup papan partikel terendah (78,47 kg) terdapat pada papan partikel dengan kombinasi LY (Afrika:Mangium 25:75 yang diberi perlakuan rendaman dingin), sedangkan nilai kuat pegang sekrup tertinggi (114,98 kg) terdapat pada papan partikel dengan kombinasi NX (Sengon:Afrika:Mangium 25:50:25 kontrol).
Gambar 13 Kuat pegang sekrup (kg) kombinasi kayu papan partikel kontrol dan rendaman dingin dibandingkan JIS A5908 (2003).
Tingginya nilai kuat pegang sekrup yang dihasilkan diduga disebabkan oleh partikel kayu yang mempunyai luas bidang rekat yang besar sehingga kontak antara partikel dengan perekat menjadi lebih besar. Hal tersebut menyebabkan
papan yang dihasilkan menjadi lebih kompak dan padat sehingga nilai kuat pegang sekrupnya menjadi lebih tinggi.
Berdasarkan tabel anova terhadap nilai kuat pegang sekrup papan partikel pada taraf nyata (alpha) 5%, diperoleh bahwa faktor kombinasi kayu, faktor perlakuan dan interaksi keduanya tidak berpengaruh nyata. Hal tersebut terlihat dari nilai Pr>F lebih dari 0,05. Anova dari KPS papan partikel disajikan pada Tabel 13.
Tabel 13 Analisis sidik ragam KPS papan partikel. Sumber Keragaman Derajat Bebas Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah F-hitung Pr > F Kayu perlakuan interaksi Galat Total 15 1 15 64 95 2451,29 264,71 3472,05 13199,73 19387,79 163,4194 264,71 231,47 206,2458 0,79 1,28 1,12 0,6812 0,2615 0,3558 Keterangan : * : berpengaruh nyata
Berdasrkan standar JIS A 5903-2003, dimana mensyaratkan nilai kuat pegang sekrup yang diijinkan minimal 31 kg, sehingga seluruh papan partikel dari kombinasi tiga jenis kayu telah memenuhi standar papan partikel tersebut.
4.3 Penentuan Papan Partikel Terbaik
Berdasarkan Lampiran 12, terdapat 9 kombinasi papan partikel terbaik dari 32 kombinasi papan partikel. Kombinasi papan partikel terbaik apabila dilihat dari Lampiran 11 dan Lampiran 12, maka kombinasi CY (Mangium murni rendaman dingin) merupakan papan partikel terbaik diantara papan partikel lainya. Papan partikel CY mendapat peringkat ke-3 terbaik pada penilaian terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel dan memiliki nilai 7 pada penilaian terhadap standar JIS A 5908 (2003). Kombinasi Iy (sengon:mangium (25:75) rendaman dingin) merupakan papan partikel terbaik untuk papan kombinasi campuran. Kombinasi Iy mendapat peringkat ke-2 terbaik terhadap sifat fisis dan mekanis walaupun mendapat nilai 6 terhadap standar JIS A 5908 (2003).