Kualitas Papan Partikel Dari Kayu Gmelina (Gmelina Arborea Roxb.) Dengan Perekat Urea Formaldehida (Uf) Yang Rendah Emisi

(1)

LAMPIRAN

Lampiran 1. Perhitungan kebutuhan bahan baku (KB) pembuatan papan partikel dari pasahan kayu gmelina adalah sebagai berikut:

Perhitungan Kebutuhan Pasahan Kayu gmelina

KB = 25_{x 25 x 1 x 0,75 x}100

108 = 0,9259 x 0,75 x 625

= _{434,016 g}

(KA 5%) = 434,016 x 105

100 + 5% spilasi = 434,016 x1,05 + 21,7 = 455,7168 + 21,7

= 477,4168 g untuk 1 papan

Kebutuhan bahan baku total untuk membuat 20 papan yaitu: = 477,4168 x 20

(2)

Lampiran 2. Perhitungansolid content perekat UF dan kebutuhan perekat (KP) dalam pembuatan papan partikel adalah sebagai berikut:

a. Perlakuan 0,95 mol Ulangan 1 = W1

Rata-rata solid content yaitu 52,4048+52,4706+52,0876 3

= 52,6543 %

(3)

Kebutuhan Perekat = 25_{x 25 x 1 x 0,75 x} 8

108 = 625 x 0,75 x 0,0741

= 34,734375 g ( dalam bentuk padat) Kebutuhan Perekat = 34,734375 x

SC 100

= 34,734375 x 52,6543

100

= 65,9666 g ( dalam bentuk cair)

Kebutuhan total perekat untuk membuat 5 papan yaitu: Kebutuhan Perekat Total = 65,9666 x 5

= 329,833 g = 330 g

(4)

b. Perlakuan 1,05 mol

Rata-rata solid content yaitu 48,7118 + 48,56+ 48,6337 3

= 48,6351 %

Perhitungan kebutuhan perekat UF dengan perbandingan mol formalin dan urea 1,05 mol

(5)

= 625 x 0,75 x 0,0741

SC 100

= 34,734375 x 48,6351

100

= 357,0905 g = 357 g

(6)

c. Perlakuan 1,15 mol

Rata-rata solid content yaitu 46,9674 + 46,9409 + 47,0674 3

= 46,9919 %

108 = 625 x 0,75 x 0,0741

(7)

Kebutuhan Perekat = 34,734375 x SC 100

= 34,734375 x 46,9919

100

= 369,5775 = 370 g

(8)

d. Perlakuan 2,0 mol

Rata-rata solid content yaitu 37,0714 + 37,0755 + 37,3617 3

= 37,1732 g

(9)

SC 100

= 34,734375 x 37,1732

100

= 467,196 g = 467 g

(10)

e. UF komersil

Perekat UF komersil memiliki nilai solid content 56,57% Perhitungan Kebutuhan Perekat UF Komersil

108 = 625 x 0,75 x 0,0741

SC 100

= 34,734375 x 56,57

100

= 307,003 g = 307 g

(11)

Lampiran 3. Perhitungan spring back papan partikel adalah sebagai berikut: Perlakuan Ulangan Tebal (cm) Tebal Target (cm) % Spring back

0,95 mol U1 1,389 1 38,9

U2 1,770 1 77,0

U3 1,386 1 38,6

U4 1,470 1 47,0

U5 1,413 1 41,3

Rata-rata 48,56

1,05 mol U1 1,619 1 61,9

U2 1,534 1 54,3

U3 1,544 1 54,4

U4 1,594 1 59,4

U5 1,507 1 50,7

Rata-rata 56,14

1,15 mol U1 1,529 1 52,9

U2 1,520 1 52,0

U3 1,530 1 53,0

U4 1,818 1 81,8

U5 1,533 1 53,3

Rata-rata 58,46

2,0 mol U1 1,364 1 36,4

U2 1,498 1 49,0

(12)

U4 1,420 1 42,0

U5 1,444 1 44,4

Rata-rata 41,2

Komersil U1 1,460 1 46,0

U2 1,463 1 46,3

U3 1,375 1 37,5

U4 1,535 1 53,5

U5 1,519 1 51,9

Rata-rata 47,04

(13)

Lampiran 4. Perhitungan compression ratio papan partikel adalah sebagai berikut: a. Berat jenis kayu gmelina

(14)

Rata-rata 2,268 1,984 2,149 9,6664 4,8721 0,5040

Sampel 5 2,222 2,101 2,038 2,282 2,082 2,042 2,226 2,051 2,055 2,237 2,062 2,061

Rata-rata 2,242 2,074 2,049 9,5265 4,7401 0,4976 Rata-rata berat jenis 0,4961

b. Perhitungan kerapatan papan partikel dari sampel yang digunakan untuk pengukuran nilai MOR dan MOE adalah sebagai berikut:

Perlakuan

1 2

Ulangan

3 4 5

Rata-rata

(15)

1,05 mol 0,4464 0,4464 0.5226 0,4911 0,5015 0,47135 1,15 mol 0,4529 0,4546 0,5553 0,4979 0,5286 0,49786 2,0 mol 0,5814 0,5048 0,5633 0,5414 0,5443 0,54704 Komersil 0,5376 0,5027 0,5487 0,4693 0,5050 0,51266

c. Nilai compression ratio dari papan partikel adalah sebagai berikut:

Perlakuan Rata-rata kerapatan (g/cm3)

Berat jenis kayu gmelina (g/cm3)

compression ratio

0,95 mol 0,49768 0,4961 1,00318

1,05 mol 0,47135 0,4961 0,95011

1,15 mol 0,49786 0,4961 1,00354

2,0 mol 0,54704 0,4961 1,10268

Komersil 0,51266 0,4961 1,03338

(16)

Lampiran 5. Perhitungan slenderness ratio dan aspect ratio pasahan kayu gmelina

Aspect Ratio Slenderness Ratio

(17)

23 2,2 1,7 0,071 1,294118 30,98592

24 2,2 1,6 0,073 1,375 30,13699

25 1,4 1,1 0,039 1,272727 35,89744

26 2,3 2,1 0,076 1,095238 30,26316

27 2,1 1,8 0,067 1,166667 31,34328

28 1,9 1,6 0,059 1,1875 32,20339

29 2,2 1,7 0,066 1,294118 33,33333

30 2,5 2,1 0,078 1,190476 32,05128

31 2,4 2,1 0,073 1,142857 32,87671

32 2,3 1,9 0,069 1,210526 33,33333

33 1,3 1 0,023 1,3 56,52174

34 1,5 1,2 0,038 1,25 39,47368

35 2,2 1,8 0,063 1,222222 34,92063

36 2,6 2,2 0,078 1,181818 33,33333

37 2,1 1,7 0,077 1,235294 27,27273

38 1,9 1,5 0,045 1,266667 42,22222

39 2,4 2 0,072 1,2 33,33333

40 2,6 2,1 0,081 1,238095 32,09877

41 1,8 1,4 0,053 1,285714 33,96226

42 2,1 1,7 0,063 1,235294 33,33333

43 2,4 2 0,071 1,2 33,80282

44 1,8 1,3 0,057 1,384615 31,57895

45 1,4 1,1 0,036 1,272727 38,88889

46 2,4 2,1 0,078 1,142857 30,76923

(18)

48 2,2 1,8 0,060 1,222222 36,66667

49 2,5 2,1 0,072 1,190476 34,72222

50 1,9 1,5 0,053 1,266667 35,84906

51 2,1 1,8 0,066 1,166667 31,81818

52 2,2 1,7 0,067 1,294118 32,83582

53 1,6 1,3 0,044 1,230769 36,36364

54 1,3 1 0,032 1,3 40,625

55 2,1 1,8 0,065 1,166667 32,30769

56 1,7 1,4 0,039 1,214286 43,58974

57 1,6 1,1 0,034 1,454545 47,05882

58 2,1 1,7 0,069 1,235294 30,43478

59 1,6 1,2 0,044 1,333333 36,36364

60 1,8 1,3 0,051 1,384615 35,29412

61 2,2 1,6 0,069 1,375 31,88406

62 1,7 1,2 0,041 1,416667 41,46341

63 1,9 1,3 0,046 1,461538 41,30435

64 2,2 1,6 0,070 1,375 31,42857

65 1,6 1,1 0,043 1,454545 37,2093

66 2,3 1,8 0,065 1,277778 35,38462

67 1,8 1,5 0,056 1,2 32,14286

68 1,7 1,2 0,057 1,416667 29,82456

69 2,5 1 0,079 2,5 31,64557

70 2,2 1,7 0,062 1,294118 35,48387

71 2,1 1,8 0,057 1,166667 36,84211

(19)

73 1,9 1,4 0,047 1,357143 40,42553

74 1,7 1,3 0,044 1,307692 38,63636

75 2,1 1,8 0,077 1,166667 27,27273

76 1,9 1,3 0,056 1,461538 33,92857

77 2,0 1,4 0,061 1,428571 32,78689

78 2,7 2,1 0,084 1,285714 32,14286

79 2,4 1,9 0,081 1,263158 29,62963

80 1,9 1,4 0,060 1,357143 31,66667

81 2,6 2 0,080 1,3 32,5

82 2,4 1,9 0,077 1,263158 31,16883

83 2,1 1,7 0,063 1,235294 33,33333

84 1,6 1,4 0,048 1,142857 33,33333

85 2,0 1,3 0,057 1,538462 35,08772

86 1,7 1,2 0,053 1,416667 32,07547

87 2,4 2,1 0,078 1,142857 30,76923

88 1,3 1,1 0,04 1,181818 32,5

89 1,6 1,1 0,038 1,454545 42,10526

90 1,7 1,4 0,046 1,214286 36,95652

91 2,2 1,8 0,078 1,222222 28,20513

92 2,0 1,7 0,077 1,176471 25,97403

93 1,8 1,3 0,055 1,384615 32,72727

94 2,3 1,8 0,073 1,277778 31,50685

95 2,1 1,6 0,062 1,3125 33,87097

96 1,6 1,3 0,056 1,230769 28,57143

(20)

98 1,4 1 0,039 1,4 35,89744

99 1,3 0,8 0,047 1,625 27,65957

100 2,5 2,2 0,082 1,136364 30,4878

(21)

Lampiran 6. Data hasil pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel

Kerapatan Perlakuan

1 2

Ulangan

3 4 5

Rata-rata

0,95 mol 0,53586 0,49118 0,51238 0,51125 0,50738 0,51161037 1,05 mol 0,48183 0,50336 0,5056 0,49307 0,48916 0,49460615 1,15 mol 0,50128 0,49624 0,52747 0,47085 0,52041 0,50325007 2,0 mol 0,57242 0,53944 0,59279 0,52280 0,54288 0,55406758 Komersil 0,52056 0,51093 0,58023 0,50845 0,54282 0,53259975

Kadar Air Perlakuan

1 2

Ulangan

3 4 5

Rata-rata

Pengembangan Tebal 2 Jam

(22)

1 2 3 4 5

(23)

Pengembangan Tebal 24 Jam Komersil 22,5088 36,3730 23,2520 30,8007 27,4585 28,0786

Daya Serap Air 2 Jam

Daya Serap Air 24 Jam

(24)

(25)

MOR Komersil 73,3314 42,3680 62,6091 34,2760 30,4370 48,6043

MOE

0,95 mol _6605,614 _{1416,55 4672,754 5863,766 7787,524 5269,242} 1,05 mol _{1663,990 3508,636 4017,115 5095,759 5691,773 3995,455} 1,15 mol _{1785,750 3104,845 7223,515 2065,907 7236,256 4283,255} 2,0 mol _{12208,30 8118,044 11808,74 10437,05 10275,44 10569,51} Komersil _{9578,209 6503,512 9634,011 6013,168 5796,508 7505,082}

(26)

(27)

Lampiran 7.Data sidik ragam (Anova) dan uji lanjut Duncan Multiple Range Test papan partikel berdasarkan molaritas formalin dalam perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel.

a. Kerapatan Komersil 0,52056 0,51093 0,58023 0,50845 0,54282 2,662999 Total 2,611964 2,541161 2,718459 2,50643 2,602655 12,98067

Jumlah perlakuan 5

Jumlah ulangan 5

Faktor koreksi 6,739911

Derajat bebas (db)

Jumlah kuadrat total 5,008576

Jumlah kuadrat perlakuan 6,46985

Jumlah kuadrat galat 11,47843

Kuadrat tengah perlakuan 1,61746

(28)

Analisis sidik ragam

Sumber Keragaman

Derajat Bebas

Jumlah Kuadrat

Kuadrat Tengah

F hitung F tabel

0,05 0,01 Perlakuan 4 6,46985 1,61746 2,81827 tn 2,86608 4,43069 Galat 20 11,47843 0,573921

Total 24 5,008576

Keterangan : * = berpengaruh nyata pada selangkepercayaan 95% tn = tidak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95% F hitung

(29)

b. Kadar Air Komersil 8,3363 9,35156 8,8852 7,76343 8,14297 42,47946 Total 42,76949 42,44364 43,0652 42,83703 41,48866 212,604

Jumlah perlakuan 5

Jumlah ulangan 5

Derajat bebas (db)

Kuadrat tengah galat 87,00693

F hitung

4,98551

(30)

Keragaman Bebas Kuadrat Tengah 0,05 0,01 Perlakuan 4 1735,1 433,774 4,98551 * 2,866081 4,43069 Galat 20 1740,139 87,00693

Total 24 5,041546

Keterangan : * = berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95% tn = tidak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%

Uji lanjut DMRT kadar air

Perlakuan Subset for alpha = 0.05

1 2 3

Notasi

0,95 7,3878040 c

1,05 8,1086420 8,1086420 ab

1,15 8,7917580 b

Komersil 8,4958920 b

2,00 9,5367080 a

Sig. 0,077 0,109 1,000

c. Daya Serap Air Perendaman 2 Jam

Ulangan Jumlah

Perlakuan U1 U2 U3 U4 U5

(31)

Total 439,5488 464,2092 426,0475 444,0146 439,3909 2213,211

Jumlah perlakuan 5

Jumlah ulangan 5

Derajat bebas (db)

Jumlah kuadrat perlakuan 187575

F hitung

(32)

Uji lanjut DMRT daya serap air perendaman 2 jam Perlakuan Subset for alpha = 0.05

1 2 3

Notasi

0,95 106,954300 c

1,05 106,821420 c

1,15 107,025980 c

2,00 55,698018 a

(33)

d. Daya Serap Air Perendaman 24 Jam

Ulangan Jumlah

0,95 135,8593 127,2696 125,9606 133,4275 121,9941 644,5111 1,05 131,6625 132,08 122,6323 126,8909 132,7499 646,0156 1,15 137,2764 138,8132 124,3401 133,535 121,9763 655,941 2,0 88,45098 95,3019 86,17756 80,60988 89,58426 440,1246 Komersil 93,76586 109,4775 92,89696 92,76438 95,03512 483,9398 Total 587,0151 602,9422 552,0074 567,2277 561,3397 2870,532

Jumlah perlakuan 5

Jumlah ulangan 5

Derajat bebas (db)

F hitung

4,99992

(34)

Keragaman Bebas Kuadrat Tengah 0,05 0,01 Perlakuan 4 316071 79017,7 4,9999 * 2,86608 4,4306 Galat 20 316076,1 15803,81

Total 24 5,13017

Uji lanjut DMRT daya serap air perendaman 24 jam Perlakuan Subset for alpha = 0.05

1 2 3

Notasi

0,95 128,9022200 c

1,05 129,2031200 c

1,15 131,1882000 c

2,00 88,0249160 a

(35)

e. Pengembangan Tebal Perendaman 2 Jam Komersil 14,3333 28,6648 15,732 23,0719 20,1163 101,9183 Total 198,448 189,1838 177,5435 194,2075 188,2264 947,6092

Jumlah perlakuan 5

Jumlah ulangan 5

Derajat bebas (db)

(36)

Sumber Keragaman

Derajat Bebas

Jumlah Kuadrat

Kuadrat Tengah

F hitung F tabel

0,05 0,01 Perlakuan 4 34161,5 8540,39 4,99911 * 2,86608 4,4306 Galat 20 34167,66 1708,383

Total 24 6,114481

Uji lanjut DMRT pengembangan tebal 2 jam Perlakuan Subset for alpha = 0.05

1 2 3

Notasi

0,95 54,865140 c

1,05 51,141360 c

1,15 50,943740 c

2,00 12,187940 a

(37)

f. Pengembangan Tebal Perendaman 24 Jam Komersil 22,5088 36,373 23,252 30,8007 27,4585 140,393 Total 249,9872 237,2244 227,8044 238,4605 236,5054 1189,982

Sumber Derajat Jumlah Kuadrat F hitung F tabel

Jumlah perlakuan 5

Jumlah ulangan 5

Derajat bebas (db)

Kuadrat tengah perlakuan 13497

F hitung

(38)

Total 24 5,85784

Uji lanjut DMRT pengembangan tebal perendaman 24 jam Perlakuan Subset for alpha = 0.05

1 2 3

Notasi

0,95 66,150260 c

1,05 61,070540 c

1,15 63,243660 c

2,00 19,465320 a

Sig. 1,000 1,000 0,146

g. Modulus of Rupture

Ulangan Jumlah

(39)

Komersil 73,3314 42,368 62,6091 34,276 30,437 243,0215 Total 205,4321 122,6189 229,8274 172,6153 175,9119 906,4055

Jumlah perlakuan 5

Jumlah ulangan 5

Derajat bebas (db)

F hitung

(40)

Uji lanjut DMRT MOR

1 2 3

Notasi

0,95 24,104912 a

1,05 17,838140 a

1,15 22,155904 a

2,00 70,121280 c

(41)

h. Modulus of Elasticity Komersil 9578,21 6503,51 9634,01 6013,17 5796,51 37525,408 Total 31841,86 22651,59 37356,14 29475,65 36787,5 158112,73

Jumlah perlakuan 5

Jumlah ulangan 5

Faktor koreksi 999985491

Derajat bebas (db)

Jumlah kuadrat galat 953962352

Kuadrat tengah perlakuan 238490586

F hitung

5

(42)

Keragaman Bebas Kuadrat Tengah 0,05 0,01 Perlakuan 4 953962346 238490586 5 * 2,86608 4,4306 Galat 20 953962352 47698117,6

Total 24 5,7529765

Uji lanjut DMRT MOE

1 2 3

Notasi

0,95 5269,242 497,85100 a

1,05 3995,455 a

1,15 4283,255 a

Komersil 7505,082 c

2,00 10569,51 b

(43)

i. Internal Bond Komersil 1,50784 2,3832 1,22766 0,47223 0,88463 6,475555 Total 4,186867 4,416721 3,952926 3,68835 3,08585 19,33071

Jumlah perlakuan 5

Jumlah ulangan 5

Derajat bebas (db)

F hitung

3,09363

(44)

Total 24 8,554628

Uji lanjut DMRT IB

1 2

j. Hasil sidik ragam(annova) sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan molaritas formalin dalam perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel.

Parameter F-Hitung F-tabel Kesimpulan

(45)

• Perendaman 2 jam

• Perendaman 24 jam Pengembangan tebal

4,99986 Keterangan : * = berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%

tn = tidak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%

Parameter F-Hitung F-tabel Kesimpulan

Modulus of Rupture (MOR) Modulus of Elasticity

(46)

Lampiran 8.Dokumentasi pada proses pembuatan papan partikel:

(47)

(48)

(49)

Laboratorium Kimia Analisis

(50)

(51)

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, B. 2001.Peluang Pengembangan Jati Putih (Gmelina arborea Roxb.) di Sumatera Utara. Optimasi Nilai Sumberdaya Hutan Untuk Meningkatkan Kesejahteraan Masyarakat. 12 November 2001, Pematang Siantar (Medan).pp.40-50.

Alghiffari, A.F. 2008.Pengaruh Kadar Resin Perekat Urea Formaldehidaa Terhadap Sifat-Sifat Papan Partikel dari Ampas Tebu.Skripsi.Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Bowyer, J.L, Shmulsky R, Haygreen J.G. 2003.Forest Products and Wood Science: An Introduction. Ed ke-4. Ames. Iowa State.

Conner, A.H. 1996. Urea Formaldehyde Adhesive Resins. Forest Product Laboratory USDA Forest Service.CRC Press.Amerika.

Departemen Kehutanan dan Perkebunan.1999. Panduan Kehutanan Indonesia.Departemen Kehutanan dan Perkebunan Republik Indonesia. Jakarta.

Dumanaw, J. F. 1990. Mengenal Kayu. Kanisius. Semarang.

EFSA. 2006. Use of Formaldehyde as a Preservative During the manufacture and Preparation of Food Additives. The European Food safety Authority journal.

Hadi, Y. S. 1998. Pengaruh Rendaman Panas Partikel Kayu Terhadap Stabilitas Dimensi Papan Partikel Meranti Merah. Buletin Jurusan Teknologi Hasil Hutan. Teknologi: II(1).

Haygreen, J. G. dan J. L. Bowyer.1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar.Gajah Mada University press.Yogyakarta.

IARC. 2006. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans: Formaldehyde, 2-Butoxyethanol and 1-tert-Butoxypropan-2-ol.Vol. 88. Lyon: WHO.

Iswanto, A.H. 2008. Kayu Lapis (Plywood). Karya Tulis. Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara. Medan.

Kementerian Perdagangan. 2011. Buletin Statistik Perdagangan.Jakarta: Kementerian Perdagangan Republik Indonesia.

(52)

Koch P. 1985. Utilization of The Southern Pines.Department of Agriculture Forest Service.Washington DC. United States.

Kollman, F.F.P.E.W., Kuenzi dan A.J. Stamm. 1975. Principles of Wood Science and Technology II. Springer- Verlag Berlin Heidelberg. New York.

Maloney, T.M. 1993. Modern particleboard and dry-process fiberboard manufacturing (updated edition). Miller Freeman, San Francisco.

Mikael, I. 2015. Kualitas Papan Partikel dari Campuran Ampas Tebu dan Partikel Mahoni Dengan Berbagai Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida.Skripsi. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Nuryawan, A., T. Sucipto dan I. Azhar. 2005. Biokomposit: Masa Depan Industri Perkayuan. Departemen Kehutanan. Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Medan.

Nuryawan, A., Singh, A.P.,Dae Park, B. 2014.Swelling Behaviour of Cured Urea-Formaldehyde Resin Adhesives with Different Formaldehyde to

Urea Mole Ratios.The Journal of Adhesion, 91 (9): 677-700.

Park Dae B and Causin V. 2012.Crystallinity and Domain Size of Cured Urea– Formaldehyde Resin Adhesives with Different Formaldehyde/Urea Mole Ratios.European Polymer Journal 49 (2013): 532–537.

Porsea. 1994. Plant Resources of South-East Asia 5(1). Bogor..

P3HH. 2008. Petunjuk Praktis Sifat-Sifat Dasar Jenis Kayu Indonesia.PT. Pustaka Semesta Persada.

Ruhendi, S., D. N. Koroh, F. A. Syamani, H. Yanti, Nurhaida, S. Saad, dan T. Sucipto. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Santoso, A. Dan Pari, G. 2015. Sifat Papan Partikel Daur Ulang Rendah Emisi Formaldehida.Penelitian Hasil Hutan Vol. 33 No. 1.

Setiawan, B. 2008.Kualitas Papan Partikel Sekam Padi.Skripsi. Departemen Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Standar Nasional Indonesia. 2006. Papan Partikel Standar Nasional Indonesia (SNI03-2105-2006). Badan Standarisasi Nasional. Jakarta.

(53)

Walker, J.C.F. 1993. Primary Wood Processing.The Alden Press Ltd. England. World Health Organization Environmental Health Criteria. 1989. Formaldehyde.

International Programme on Chemical Safety. Geneva.

(54)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisis Papan Partikel

Kerapatan dan Kadar Air

Penggunaan beberapa perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea pada papan partikel berbahan baku kayu gmelina mempengaruhi nilai kerapatan dan kadar air.Hasil pengujian kerapatan papan partikel kayu gmelina disajikanpada Gambar 5.

Gambar 5.Kerapatan dan kadar air papan partikel berbahan baku kayu gmelina menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea yang berbeda dalam setiap perekatnya.

Gambar 5 menunjukkan bahwa nilai rata-rata kerapatan papan partikel yang dihasilkan adalah 0,49 - 0,55 g/cm3. Nilai kerapatan papan partikel tertinggi dihasilkan pada papan partikel yang menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 2,0 moldengan nilai0,55 g/cm3.Sedangkan nilai kerapatan papan partikel terendah dihasilkan pada papan partikel yang menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 1,05 moldengan nilai0,49g/cm3. Tingginya nilai kerapatan papan partikel menggunaan perekat dengan

0,51 0,49 0,50 0,55 0,53

7,39c 8,11ab _8,79b _9,54a 8,50b

0,00

0,95 1,05 1,15 2 komersil

K

(55)

perbandingan mol formalin dan urea 2,0 mol dikarenakan semakin tinggi formalin dalam perekat maka kadar padatan semakin rendah sehingga daya rekatnya semakin kuat.Nuryawan et al (2014) menyatakan pada mol rendah (F/U=1,0) perekat UF mengandungkadar padatan yang lebih tinggi. Sebaliknya, kadar padatanlebih rendah terdapat padaperekat UF dengan rasio mol lebih tinggi. Sehingga papan partikel yang menggunakan perekat dengan kadar formalin tinggi dapat merekat dengan kuat partikel pada papan.

Kerapatan papan partikel yang dihasilkan pada penelitian ini telah memenuhi standar yang dipersyaratkan dalam SNI 03-2105-2006 yaitu 0,40 – 0,90 g/cm3.Papan partikel yang dihasilkan masih belum mencapai nilai kerapatan awal yang ditargetkan yaitu sebesar 0,75g/cm3

(56)

penambahanperbandingan mol formalin dan ureapada perekat yang digunakan tersebut tidak berpengaruh secara nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan.

Nilai rata-rata kadar air papan partikel adalah 7,39- 9,54%. Kadar air papan partikel tertinggi dihasilkan pada papan yang menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea2,0 mol. Sedangkan papan partikel dengan kadar air yang terendah dihasilkan pada papan partikel yang menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 0,95 mol. Rendahnya nilai kadar air yang dihasilkan papan partikel dengan perlakuan 0,95 mol dikarenakan semakin rendah rasio mol F/U menghasikan air melalui reaksi/ proses hidrolisis yang rendah sesuai pernyataan Park dan Causin (2012) bahwarasio molar F/U lebih rendah memungkinkan untuk menghasilkan kerangka kristal, yang cukup

menghambat penetrasi air di sebagian besar material, sehingga membuat gugus

reaktif kurang tersedia untuk dihidrolisis.Kadar air papan partikel yang dihasilkan

telah memenuhi standar yang dipersyaratkan dalam SNI 03-2105-2006 yaitu nilai kadar air papan partikel tidak diperkenakan lebih dari 14%. Nilai kadar air papan partikel juga dipengaruhi oleh kadar air partikel sebelum dikempa panas, jumlah air yang terkandung di dalam perekat dan jumlah uap air yang keluar dari dalam papan saat kempa panas. Selain itu juga bergantung pada kelembaban udara disekelilingnya karena papan partikel terbuat dari bahan berlignoselulosa dan bersifat higroskopis sehingga dapat menyerap dan mengeluarkan uap air ke udara sekelilingnya (Bowyer et al. 2003).

(57)

partikel menunjukkan bahwapenambahanperbandingan mol formalin dan ureapada perekat yang digunakan tersebut berpengaruh secara nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test menunjukkan bahwapapan partikel dengan perlakuan 2,0 mol berbeda nyata dengan papan partikel yang menggunakan perekat dengan perlakuan lainnya.

Daya Serap Air

Daya serap air merupakan kemampuan papanmenyerap air selama direndam dalam jangka waktu tertentu.Hasil pengujian daya serap air papan partikel disajikan pada Gambar 6.

Gambar 6. Daya serap air papan partikel berbahan baku kayu gmelina menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea yang berbeda dalam setiap perekatnya.

Gambar 6 menunjukkan bahwa nilai rata-rata daya serap air setelah perendaman dalam air dingin selama 2 dan 24 jam adalah 55,58 - 107,03% dan 88,02 - 131,19%.Nilai daya serap air tertinggi pada perendaman selama 2 dan 24 jam yang dihasilkan papan partikel yang menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 1,15 mol dengan nilai 107,03 dan131,19%. Sedangkan nilai daya serap air terendah pada perendamanselama 2 dan 24 jam

106,95c _106,82c _107,03c 55,58a 66,26b

128,90c 129,20c 131,19c

0,95 1,05 1,15 2 Komersil

D

(58)

yang dihasilkan papan partikel yang menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 2,0 mol dengan nilai 55,58 dan 88,02 %.

Tingginyanilai daya serap air papan partikel perlakuan0,95; 1,05 dan 1,15 mol diakibatkankarena penurunan perbandingan mol formalin dan urea membentuk pola ikatan jaringan(cross-linking)lebih lambat, dalam proses pengempaan waktu yang digunakan belum cukup untuk perekat UF tersebut untuk membentukcross-linking mengakibatkan ikatan antara partikel lemah dan menghasilkan papan partikel yang renggang sehingga pada proses perendaman papan partikel lebih mudah dimasuki air. Sesuai dengan pernyataan Nuryawan et al (2014) mengatakan bahwa penurunan rasio mol F/U mengakibatkan cross-linking terbentuk lebih lambat, sebaliknya cross-cross-linking terbentuk lebih cepat pada perekat UF dengan perbandingan mol tinggi.

(59)

Nilaisidik ragam dan uji lanjut DMRT pada pengujian daya serap air perendaman selama 24 jam pada papan partikeldapat dilihat pada Lampiran 7d, dari hasil sidik ragam daya serap air papan partikel menunjukkan bahwa penambahan perbandingan mol formalin dan urea pada perekat yang digunakan tersebut berpengaruh secara nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai daya serap air papan partikel yang dihasilkan. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test menunjukkan bahwapapan partikel dengan perlakuan 2,0 mol dan perekat UF komersil berbeda nyata dengan perlakuan lainnya.

Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal disebabkan karena adanya perendaman sehingga air akan masuk melalui pori-pori papan dan permukaan partikel sampai penyerapan air maksimal dan pengembangan tebal konstan. Hasil pengujian pengembangan tebal perendaman air selama 2 jam dan 24 jam disajikan pada Gambar 7.

Gambar 7. Pengembangan tebal papan partikel berbahan baku kayu gmelina menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea yang berbedadalam setiap perekatnya.

Gambar 7 menunjukkan bahwa nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel pada perendaman selama 2 dan 24 jam yaitu antara 12,19 - 54,86%dan

54,87c 51,14c 50,94c 12,19a

0,95 1,05 1,15 2 Komersil

P

(60)

19,45 - 66,15%.Nilai pengembangan tebal tertinggi yang dihasilkan pada perendaman 2 dan 24 jam yaitu pada papan partikel yang menggunakan perekatdengan perbandingan mol formalin dan urea 0,95 mol dengan nilai 54,86 dan 66,15%.Sedangkan nilai pengembangan tebal terendah yang dihasilkan pada perendaman 2 dan 24 jam yaitu pada papan partikel yang menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 2,0 mol dengan nilai 12,19dan19,45%.

(61)

sebaliknya cross-linkingterbentuk lebih cepat pada perekat UF dengan perbandingan mol tinggi.

Secara keseluruhan nilai pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan semuanya masih belum memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai pengembangan tebal papan partikel yaitu maksimal 12%.Nilai sidik ragam dan uji lanjut DMRT pada pengujian pengembangan tebal perendaman 2 jamdapat dilihat pada Lampiran 7e. Hasil sidik ragam pengembangan tebal dengan perendaman 2 jam pada papan partikel menunjukkan bahwa penambahanperbandingan mol formalin dan ureapada perekat yang digunakan tersebut berpengaruh secara nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test menunjukkan bahwapapan partikel dengan perlakuan 2,0 mol dan perekat UF komersil berbeda nyata dengan papan partikel dengan perlakuan lainnya.

(62)

Sifat Mekanis Papan Partikel

Modulus Patah (Modulus of Rupture)

Hasil nilai dari Modulus of Rupture (MOR) dan Modulus of Elasticity (MOE) pada papan partikel.Hasil pengujian MOR papan partikel disajikan pada Gambar 8.

Gambar 8. MOR dan MOE papan partikel berbahan baku kayu gmelina menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea yang berbedadalam setiap perekatnya.

(63)

Nilai MOR papan yang dihasilkan masih belum memenuhi standar yang dipersyaratkan pada standar SNI03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOR dengan nilai >80 kgf/cm2.Rendahnya nilai MOR disebabkan oleh rendahnya compression ratio dalam pembuatan papan partikel. Dengan berat jenis rata-rata bahan baku sebesar 0,49 g/cm3 serta kerapatan papan berkisar 0,47 – 0,55 g/cm3

Rendahnya nilai MOR papan partikel menggunaan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 0,95; 1,05 dan 1,15 mol dikarenakan perekat UF dengan F/U rasio mol rendah (0,97-1,27) menghasilkan emisi formaldehida rendah dengan hasil sifat mekanik papan partikel yang buruk sesuai dengan pernyataanQue et al (2007) dalam Park dan Causin (2012) menyatakan bahwa UF resin dengan F/U rasio mol rendah (0,97-1,27) menghasilkan emisi formaldehida rendah dengan hasil sifat mekanik (MOR) papan partikel yang buruk.

maka compression ratio berkisar antara 0,95 sampai 1,102. Maloney (1993) menyatakan bahwa compression ratio yang optimal adalah 1,3. Compression ratio yang rendah akan menghasilkan nilai sifat mekanis yang rendah. Menurut Koch (1985) yang menyatakan bahwa faktor yang mempengaruhi nilai MOR papan partikel adalah berat jenis kayu, geometri partikel, orientasi partikel, kadar perekat, kadar air papan, dan prosedur pengempaannya. Haygreen dan Bowyer (1993) menyebutkan bahwa semakin tinggi kerapatan papan partikel maka, sifat keteguhan papan partikel akan meningkat.

(64)

pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test menunjukkan bahwapapan partikel dengan perlakuan 2,0 mol dan perekat UF komersil berbeda nyatadengan perlakuan lainnya.

MOE adalah nilai yang menunjukkan sifat kekakuan yang mana merupakan ukuran dari kemampuan papan dalam menahan perubahan bentuk ataupun lenturan yang terjadi akibat adanya pembebanan sampai pada batas proporsi. Gambar 8 menunjukkan bahwa rata-rata nilai MOE papan partikel yang dihasilkan adalah3995,45 – 10569,45kgf/cm2. Hasil pengujian MOE papan partikel yang tertinggi dihasilkan pada papan partikel yang menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 2,0 mol yaitu dengan nilai 10569,45kgf/cm2. Sedangkan hasil pengujian MOE papan partikel yang terendah dihasilkan pada papan partikel yang menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 1,05 mol dengan nilai 3995,45kgf/cm2

Rendahnya nilai MOE papan partikel menggunaan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea 0,95 mol; 1,05 mol dan 1,15 mol dikarenakan perekat UF dengan F/U rasio mol rendah (0,97-1,27) menghasilkan emisi formaldehida rendah dengan hasil sifat mekanik papan partikel yang buruk sesuai dengan pernyataanQue et al (2007) dalam Park dan Causin (2012) menyatakan bahwa UF resin dengan F/U rasio mol rendah (0,97-1,27) menghasilkan emisi formaldehida rendah dengan hasil sifat mekanik (MOE) papan partikel yang buruk. Hasil pengujian MOE papan partikel masih belum memenuhi persyaratan pada standar SNI03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOE papan partikel >20400 kgf/cm

.

2

(65)

partikel yang dihasilkan pada penelitian ini adalah nilaislenderness ratio (SR) yang merupakan perbandingan panjang dan lebar dari partikel sebagai bahan baku pembuatan papan. Nilai SR dari serutan kayu yang dipergunakan sebesar 34,46. Nilai ini jauh dari nilai ideal SR sebagaimana yang dikemukakan oleh Maloney (1993) yang menyatakan bahwa nilai ideal SR untuk partikel sebesar 150 yang dimiliki oleh partikel dalam bentuk flake.Sementara pada penelitian ini partikel yang diperlakukan berupa pasahan. Nilai SR akan memberikan pengaruh terhadap kemudahan didalam pengorientasian. Partikel dengan selenderness ratio yang tinggi akan lebih mudah diorientasikan sehingga kekuatan papan yang dihasilkan akan dihasilkan akan meningkat serta memerlukan sedikit perekat perluasan permukaan untuk mengikat partikel.

Hasil sidik ragam dan uji lanjut DMRT pada pengujian modulus of elasticity papan partikeldapat dilihat pada Lampiran 7h. Hasilsidik ragam

Modulus of elastisicity papan partikel menunjukkan bahwa penambahanperbandingan mol formalin dan urea pada perekat yang digunakan

tersebut berpengaruh secara nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test menunjukkan bahwa papan partikel dengan perlakuan 2,0 mol dan UF komersil berbeda nyata denganperlakuan lainnya.

Internal Bond (IB)

IB adalah keteguhan tarik tegak lurus permukaan lembaran papan partikel.Dari nilai IB dapat diperoleh gambaran tentang kekuatan ikatan antar partikel.Hasil pengujian Internal bond papan partikel disajikan pada Gambar 9.

(66)

Gambar 9.Internal bond papan partikel berbahan baku kayu gmelina menggunakan perekat dengan perbandingan mol formalin dan urea yang berbedadalam setiap perekatnya.

(67)

(IB) papan partikel yang buruk. Hasil pengujian IB papan partikel masih belum memenuhi persyaratan standar SNI03-2105-2006, hanya papan partikel yang menggunakan perekat dengan molaritas formalinnya 2,0 mol yang sudah

mensyaratkan IB papan partikel yaitu >1,5 kg/cm2

Hasil sidik ragam dan uji lanjut DMRT pada pengujian internal bond papan partikeldapat dilihat pada Lampiran 7i, dari hasil sidik ragam IB pada papan partikel menunjukkan bahwa penambahan perbandingan mol formalin dan urea pada perekat yang digunakan tersebut berpengaruh secara nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test menunjukkan bahwa papan partikel dengan perlakuan 2,0 mol dan perekat UF komersil berbeda nyata dengan perlakuan lainnya.

(68)

Tabel 2. Rekapitulasi skoring dari nilai sifat fisis dan mekanis papan partikel.

Daya serap air 24 jam Nilai rata-rata

SNI 03-2105-2006 ( - )

Pengembangan tebal 2 jam Nilai rata-rata

SNI 03-2105-2006 ( < 12% )

Pengembangan tebal 24 jam Nilai rata-rata Nilai rata-rata : 1-5

Standar SNI 03-2105-2006 : Memenuhi = 1, Tidak Memenuhi = 0

(69)

(70)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

(71)

Saran

(72)

TINJAUAN PUSTAKA

Papan Partikel

Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan perekat atau bahan pengikat lain kemudian dikempa panas. Dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan diantaranya yaitu bebas mata kayu, ukuran dan kerapatannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan, mempunyai sifat isotropis, kemudian sifat dan kualitasnya dapat diatur (Maloney, 1993). Menurut Dumanauw (1990) papan partikel adalah papan buatan yang terbuat dari serpihan kayu dengan bantuan perekat sintetis kemudian di kempa panas sehingga memiliki sifat seperti kayu, tahan api dan merupakan bahan isolasi serta bahan akustik yang baik.

Berdasarkan Haygreen dan Bowyer (1996), tipe – tipe utama partikel yang digunakan untuk papan partikel ialah;

1. Pasahan yaitu partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebabalan kayu. Bervariasi dalam ketebalannya dan sering tergulung.

2. Serpih yaitu partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang telah dikhususkan. Seragam ketebalan, dengan orientasi serat sejajar permukaannya

(73)

4. Tatal yaitu sekeping kayu yang dipotong dari suatu balok dengan pisau yang besar atau pemukul, seperti dengan mesin pembuat tatal kayu pulp.

5. Serbuk gergaji yaitu partikel yang dihasilkan oleh pemotongan gergaji. 6. Untaian yaitu pasahan panjang, tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar. 7. Kerat yaitu hampir persegi potongan melintangnya, dengan panjang paling sedikit 4 kali ketebalannya.

8. Wol kayu (ekselsior) yaitu kerataan yang panjang, berombak, ramping. Juga digunakan sebagai kasuran pada pengepakan.

Dalam penelitian ini jenis partikel yang digunakan adalah pasahan (shaving) dari kayu gmelina (Gmelina arborea Roxb.) yang diambil dari ranting dan percabangan pohon gmelina.

Maloney (1993) menyatakan bahwa berdasarkan kerapatannya papan partikel dibagi menjadi beberapa golongan, yaitu:

a. Papan partikel berkerapatan rendah (low density particleboard), yaitu papan

yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4g/cm

b. Papan partikel berkerapatan sedang (medium density particleboard), yaitu

papan yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm 3

c. Papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard), yaitu papan

yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm

3

Selanjutnya dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti:

3

1. Papan partikel bebas mata kayu, pecah, dan retak.

(74)

4. Mempunyai sifat isotropis. 5. Sifat dan kualitasnya dapat diatur

Beberapa faktor yang mempengaruhi sifat papan komposit antara lain jenis kayu, tipe bahan baku, tipe partikel, perekat, jumlah dan distribusi lapisan, aditif (parafin untuk menghasilkan papan yang tahan terhadap penyerapan air), kadar air dan kerapatan (Iswanto, 2008).

Nuryawan et al.(2005) menyatakan bahwa papan partikel adalah suatu lembaran papan tiruan yang terbuat dari potongan-potongan kecil kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya yang digabungkan dengan perekat sintesis disertai penambahan perlakuan seperti panas, katalisator, dan sebagainya. Selain itu, menurut Walker (1993) terdapat 3 kategori utama dari bahan baku untuk pembuatan papan partikel yaitu :

1. Kayu di sekitar seperti sisa penebangan, penjarangan, dan kayu non-komersil. 2. Kayu sisa industri seperti serbuk gergaji, tatal, dan potongan kayu sisa.

3. Bahan serat non-kayu seperti jerami, bagase, dan bambu.

(75)

Perekat Urea Formaldehida (UF)

Dalam pembuatan papan partikel, perekat merupakan salah satu bagian penting.Perekat yang digunakan disesuaikan dengan kegunaan papan partikel.Perekat UFdigunakan untuk bagian interior. Menurut Iswanto (2008), perekat UF merupakan hasil reaksi polimer kondensasi dari formaldehida dengan urea. Keuntungan dari perekat UF antara lain keras, tidak mudah terbakar, sifat panasnya baik, tidak berwarna ketika mengeras serta harganya murah.

UF dalam proses pengerasannya akan terbentuk pola ikatan jaringan (cross-link). UFakan cepat mengeras dengan naiknya temperatur dan atau turunnya pH.Perekat ini juga dalam penggunaannya dapat menggunakan kempa panas atau kempa dingin dengan syarat pengaturan keasaman.Kelebihan perekat UF yaitu warnanya putih sehingga tidak memberikan warna gelap pada waktu penggunaannya.Perekat UF ini juga dapat dicampur dengan perekat MF agar kualitas perekatnya lebih baik. Harga perekat UF relatif lebih murah dibandingkan dengan perekat sintetis lainnya serta tahan terhadap biodeteriorasi dan air dingin. Kekurangan UF yaitu kurang tahan terhadap pengaruh asam dan basa serta pengunaannya terbatas untuk interior saja (Ruhendi et al., 2007).

(76)

Kelebihan dari perekat UF adalah harganya lebih murah, waktu untuk perekat UF bereaksi saat dikempa dengan kempa panas lebih cepat, dan perekat UF mudah digunakan dalam penggunaannya.Sedangkan kelemahan dari UF adalah tidak cocok digunakan untuk keperluan kepentingan eksterior (Maloney, 1993).

Semakin tinggi kadar UF pada papan partikel maka nilai kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal semakin menurun. Sedangkan nilai modulus of elasticity (MOE), modulus of rupture (MOR), internal bond (IB), dan kuat pegang sekrup semakin meningkat. Khusus untuk kerapatan, nilainya tidak dipengaruhi oleh peningkatan kadar resin UF (Alghiffari, 2008).

Emisi Formaldehida

Perekat merupakan salah satu bahan utama yang penting dalam industri pengolahan kayu khususnya panel atau komposit kayu. Jenis perekat yang umum digunakan adalah perekat sintetis berbasis formaldehida seperti UF, MF dan PF. Bahan baku perekat ini bukan berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui (renewable), melainkan dari minyak bumi yang keberadaannya semakin terbatas dan dapat habis. Penggunaan perekat sintetis juga berdampak negatif bagi lingkungan karena tidak terurai di alam (non-biodegradable).Perekat berbasis formaldehida jugadapat mengeluarkan emisi formaldehida pada saat produk digunakan (Kementerian Perdagangan, 2011).

(77)

apabila terpapar oleh zat ini. Hal ini hanya terjadi pada individu – individu yang sensitif terhadap zat kimia formaldehida ( World Health Organization, 2002).

Telah banyak penelitian mengenai efek formaldehida terhadap kesehatan. Formaldehida dapat menimbulkan beberapa reaksi pada bagian tubuh yang terpapar, antara lain:

a. Mata

Pada kebanyakan orang, mata adalah salah satu organ yang paling sensitif terhadap formaldehida di udara. Mata akan mulai terasa pedih bila terpapar formaldehidadengan konsentrasi 0,3 mg/L hingga 1,1 mg/L, sedangkan formaldehida pada konsentrasi 1,2 mg/L hingga 2,4 mg/L akan menyebabkan iritasi pada mata. Pada konsentrasi yang lebih tinggi dapat menyebabkan mata yang terus berair, korosi pada mata, penglihatan ganda dan konjungtivitis (WHO Environmental Health Criteria, 1989).

b. Saluran pernapasan bagian atas atau bawah

(78)

c. Kulit

Kontak langsung formaldehida pada kulit akan mengakibatkan iritasi kulit, dermatitis, dan hipersensivitas. Pada kisaran konsentrasi berapa formaldehida mulai menyebabkan iritasi masih belum diketahui, namun pada aplikasi 1 % larutan formaldehida dalam air mengakibatkan iritasi pada kulit (WHO Environmental Health Criteria, 1989).

d. Saluran Pencernaan

Formaldehida dapat merusak saluran pencernaan terutama terjadi pada esofagus dan lambung.Dalam kasus akut, konsumsi oral formaldehida dapat menyebabkan luka pada lambung, mual, muntah, dan pendarahan. Batas konsentrasi maksimum formaldehida yang tidak menimbulkan efek pada konsumsi oral formaldehida adalah 0,02 % (EFSA, 2006). Kematian dapat terjadi pada konsumsi 30 ml formalin (WHO Environmental Health Criteria, 1989). e. Sistem Saraf Pusat

Formaldehida menimbulkan gejala nonspesifik yang berkaitan dengan sistem saraf pusat, yaitu menimbulkan rasa haus, sakit kepala, pusing, apatis, tidak mampu berkonsentrasi, sulit tidur dan lemah (WHO Environmental Health Criteria, 1989).

Gmelina (Gmelina arborea Roxb.)

(79)

Super Divisi : Spermatophyta Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Sub Kelas : Asteridae Ordo : Lamiales Famili : Verbenaceae Genus : Gmelina

Spesies : Gmelina arborea

Gmelina atau jati putih merupakan salah satu kayu yang digolongkan sebagai kayu hutan tanaman.Kayu gmelina berwarna pucat, kuning jerami sampai putih krem dan tidak ada perbedaan warna atas kayu teras dan kayu gubal.Teksturnya agak kasar dengan arah serat agak berpadu, bervariasi dari lurus sampai ikal. Berat jenis berkisar 0,46-0,63 dan merupakan kelas kuat III (P3HH, 2008).

Pohon gmelina berukuran kecil hingga sedang atau perdu, tingginya hingga 30 - 40 m. Batang utama berbentuk silinder dengan diameter hingga 100 – 250 cm, batang bebas cabang 9-20 m kadang 25 m, tidak berbanir tetapi kadang - kadang berusuk. Tajuk luar licin atau bersisik, coklat muda hingga kelabu.Tajuk berbentuk payung dengan percabangan melebar (Sutisna et al, 1998).

(80)

(81)

METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analisis, Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara untuk pembuatan papan partikel dan Laboratorium Teknologi Hasil Hutan (THH) Progran Studi Kehutanan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara untuk pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel. Penelitian ini dilakukan pada bulan Agustus 2015 sampai dengan bulan Oktober 2016.

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah pasahan kayu gmelina, ammonium clorida (NH4Cl), perekat Urea Formaldehida (UF) komersil dan UF yang telah disintesis di Laboratorium Polimer, Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan IPA, Universitas Sumatera Utara. Alat yang digunakan adalah oven, compressor, spray gun, plat besi, ketam, mesin kempa panas, alat tulis, timbangan digital, caliper dan Universal Testing Mechine (UTM).

Prosedur Penelitian 1. Persiapan Bahan Baku

(82)

baku berupa pasahan kayu dan kebutuhan perekat yang digunakan untuk pembuatanpapan partikel. Perhitungan bahan bakupasahankayu dibuat berdasarkan pada ukuran papan, jumlah papan, kerapatan target,dan kadar perekat. Untuk perhitungan perekat yang digunakan ditentukan berdasarkan pada kebutuhan pasahan kayu, kadarair pasahan dan kadar perekatnya.

2. Percampuran Pasahan (Blending)

Pasahan dimasukkan ke dalam mesin pengaduk atau blending sesuai kebutuhan. Perekat UF dengan kadar 8% yang dicampurkan dengan hardener (NH4Cl) sebanyak 3% disemprotkan secara merata ke dalam mesin pengaduk menggunakan spray gun. Penyemprotan perekat dilakukan secara perlahan saat mesin blending berputar agar pasahan tercampur merata dengan perekat.

3. Proses Pembuatan Papan Partikel

(83)

urea 0,95 mol; 1,05 mol; 1,15 mol; 2,0mol dan perekat UF komersil yang serta ulangan yang dibuat sebanyak 5 ulangan.

4. Pengkondisian (Conditioning)

Papan yang telah dicetak dengan menggunakan kempa panas (hot press) selanjutnya memasuki masa pengkondisian selama ±2 minggu untuk menyeimbangkan kadar air sehingga kestabilitas dimensi dapat tercapai dan tidak mempengaruhi pemotongan contoh uji.

5. Pemotongan Contoh Uji

Setelah melalui tahap pengkondisian selama ±2 minggu, tahapan berikutnya adalah pemotongan papan menjadi contoh uji dengan berbagai ukuran masing-masing berdasarkan dengan standar SNI 03-2105-2006. Dimensi pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis antara lain kerapatan dan kadar air (10 cm x 10 cm), daya serap air, pengembangan tebal dan internal bond (5 cm x 5 cm), serta MOE dan MOR (20 cm x 5 cm). Pola pemotongan contoh uji papan partikel dari pasahan kayu diilustrasikan seperti pada Gambar 1. 25 cm

25 cm

Gambar 1. Pola contoh uji papan partikel Keterangan gambar :

A = contoh uji MOE & MOR (5 x 20)cm

B= contoh uji kerapatan dan kadar air (10 x 10)cm 2

C = contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air (5x 5)cm 2

D= contoh uji internal bond (5 x 5)cm

(84)

Analisis Statistik

Pengujian ini menggunakan analisis statistik Rancangan Acak Lengkap (RAL).Rancangan acak lengkap digunakan untuk percobaan yang diasumsikan seragam atau homogen, sehingga RAL banyak digunakan untuk percobaan laboratorium. Karena media homogen maka media atau tempat percobaan tidak memberikan pengaruh pada respon yang diamati dan model untuk RAL adalah sebagai berikut:

= Respon atau nilai pengamatan dari perlakuan ke-i dan ulangan ke-j.

Ti €

= Pengaruh perlakuan ke-i. ij

Pengujian Contoh Uji

= Pengaruh galat percobaan dari perlakuan ke-i dan ulangan ke-j.

Parameter pengujian papan partikel berdasarkan standar SNI 03-2105-2006, yaitu parameter sifat fisis dan mekanis. Adapun sifat fisis yang diuji terdiri atas kerapatan, kadar air (KA), daya serap air (DSA) dan pengembangan tebal (PT). Sifat mekanis yang diuji terdiri atasinternal bond (IB), Modulus of Elasticity (MOE) dan Modulus of Rupture (MOR).Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel pada penelitian ini mengacu pada standar SNI 03-2105-2006.

1. Kerapatan

(85)

menentukan volume (V) contoh uji nya. Nilai kerapatan dapat dihitung dengan rumus:

ρ

= B/V Keterangan :

ρ

= kerapatan (g/cm3

B = berat contoh uji kering udara (g) )

V = volume contoh uji kering udara (cm3 2. Kadar air (KA)

)

Contoh uji kadar air berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm yang digunakan adalah sama dengan contoh uji kerapatan. Contoh uji ditimbang (Bawal

Keterangan:

), selanjutnya contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (103±2)°C selama 24 jam hingga beratnya konstan. Contoh uji didinginkan dalam desikator selama 1 jam kemudian ditimbang (BKO). Nilai kadar air papan dihitung dengan rumus:

��(%) = �� − ��

3. Pengembangan tebal (PT) dengan perendaman dalam air dingin selama 2 dan 24 jam

= berat kering oven contoh uji (g)

Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm. Contoh uji dalam kondisi kering udara diukur rata-rata dimensi tebal pada 4 titik pengukuran (T0).Selanjutnya contoh uji direndam dalam air dingin selama 2 dan 24 jam, lalu diukur kembali rata-rata dimensi tebal pada 4 titik pengukuran (T1

Keterangan:

). Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus:

�� (%) =�� − ��

�� %

(86)

T0 T

= tebal contoh uji sebelum perendaman (g) 1

4. Daya serap air (DSA) dengan perendaman dalam air dingin selama 2 dan 24 jam

= tebal contoh uji setelah perendaman (g)

Daya serap air papan dilakukan dengan mengukur selisih berat sebelum (B1) dan setelah perendaman (B2

Keterangan:

) dalam air dingin selama2 dan 24 jam. Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm sama dengan contoh uji pengembangan tebal. Daya serap air tersebut dihitung dengan rumus:

�� (%) = �� − ��

�� %

DSA = daya serap air (%) B1

B

= berat contoh uji sebelum perendaman (g) 2

5. Keteguhan rekat internal

= berat contoh uji setelah perendaman (g)

Contoh uji keteguhan rekat internal (internal bond) berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm. Contoh uji diukur dimensi panjang dan lebar untuk mendapatkan luas permukaan. Kemudian contoh uji dilekatkan pada dua blok besi dengan perekat epoksi dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Cara pengujian internal bond seperti pada Gambar 2.

Arah beban

Balok besi

Contoh uji

Arah beban

(87)

IB = P/A Keterangan:

IB = keteguhan rekat internal (kg/cm2 P = beban maksimum (kg)

) A = luas permukaan contoh uji (cm2)

6. Modulus of rupture (MOR)

Modulus patah (MOR) adalah sifat mekanis papan yang menunjukkan kekuatan dalam menahan beban.Untuk memperoleh nilai MOR, maka pengujian pembebanan dilakukan sampai contoh uji patah.Pengujian MOR dilaksanakan bersamaan dengan pengujian MOE. Contoh uji berukuran 20 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) diilustrasikan seperti pada Gambar 3.

P

L

Gambar 3. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) Nilai MOR dihitung dengan rumus:

3PL MOR =

2bh2

Keterangan:

MOR = modulus of rupture (kgf/cm2 P = beban maksimum (kgf)

) b = lebar contoh uji (cm)

(88)

7. Modulus of elasticity (MOE)

Pengujian modulus elastisitas dilakukan bersama-sama dengan pengujian modulus patah, sehingga contoh ujinya sama. Pengujian MOE dilakukan untuk melihat kekuatan lentur contoh uji papan partikel menggunakan Universal Testing Machinedengan jarak sangga 15 cm dan kecepatan 10 mm/menit. Untuk menghitung nilai MOE digunakan rumus:

ΔPL

MOE = modulus of elasticity (kg/cm2

ΔP = perubahan beban yang digunakan (kg) )

L = jarak sangga (15 cm)

ΔY = perubahan defleksi pada setiap perubahan beban (cm) b = lebar contoh uji (cm)

h = tebal contoh uji (cm) Standar Pengujian

Standar pengujian adalah suatu acuan yang digunakan dalam penetapan kualitas yang layak digunakan ataupun dapat dipakai dengan tingkat kerusakan yang minimal dan dapat ditolerir keberadaannya.Standar yang digunakan sebagai acuan dalam pengujian papan pertikel ini yaitu standar SNI 03-2105-2006 yang disajikan pada Tabel 1.

(89)

Prosedur pembuatan papan partikel dari partikel kayu gmelina dengan perekat Urea Formaldehida (UF) yang rendah emisi disajikan dalam bagan pada Gambar 4.

Pasahan kayu gmelina

Perhitungan kebutuhan bahan baku (pasahan dan perekat)

Pengeringan pasahan hingga KA 5 %

Blending (pasahankayu gmelina +perekat UF + NH4Cl 3%)

Pemotongan contoh uji

Pengujian sifat fisis dan mekanis berdasarkan SNI 03-2105-2006 Pembentukan lembaran pada cetakan ukuran (25 x 25 x 1) cm

Pengempaan panas dengan suhu 130ºC dan tekanan 30 kgf/cm2, dilakukan pengepressan 3 kali dan dikempa selama 10 menit

Pengkondisian lembaran pada suhu ruangan selama ±2 minggu

Papan partikel yang berbahan pasahan gmelina + perekat UF dengan molaritas formalin 0,95 mol; 1,0

(90)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Pada saat ini permintaan konsumen akan produk-produk berbahan baku kayu terus mengalami peningkatan, sementara suplai bahan baku untuk industri baik dari hutan alam, hutan tanaman, hutan tanaman rakyat belum mampu untuk memenuhi permintaan kebutuhan industri perkayuan, sehingga perlu ada langkah optimasi pemenuhan kebutuhan bahan baku kayu tersebut. Salah satu solusi yang ditawarkan adalah melalui pemanfaatan ranting dan percabangan dari kayu yang terkadang menjadi limbah pada hutan alam, hutan tanaman maupun hutan tanaman rakyat untuk menjadi bahan baku pembuatan papan partikel.

Dalam penelitian ini bahan yang digunakan adalah kayu gmelina.Kayu gmelina adalah kayu hutan tanaman cepat tumbuh yang banyak dibudidayakan

dan dapat digunakan sebagai bahan bakupapan partikel (Kemenhut, 2013). Bagian

kayu gmelina yang dimanfaatkan dalam penelitian ini adalah bagian ranting dan

(91)

banyak, sehingga perlu dilakukan pengolahan ranting dan percabangan kayu gmelina.

Perekat yang umum digunakan dalam pembuatan papan partikel dan produk panel lainnya adalah perekat sintetis diantaranya urea formaldehida (UF), melamin formaldehida (MF), fenol formaldehida (PF) dan sebagainya.UF merupakan salah satu jenis perekat yang paling banyak digunakan, karena harganya yang lebih murah dan memiliki sifat pengerasan yang lebih cepat dibandingkan PF pada suhu yang sama.

Menurut Santoso dan Pari (2015) salah satu kelemahan dari perekat yang

mengandung formaldehida adalah emisi formaldehida dari produk perekatannya,

karena dalam jumlah tertentu dapat mengganggu kesehatan. Berdasarkan hal

tersebut, maka perlu dilakukan pengujian kualitas papan partikel dengan

menggunakan perekat yang rendah emisi formaldehida.Sehingga diharapkan dapat

menghasilkan papan partikel yang berkualitas, ditinjau dari sifat fisik dan mekanis

kayu sesuai dengan standar nasional Indonesia.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi kualitas papan partikel berperekat UF yang rendah emisi berbahan baku kayu gmelina (Gmelina arborea Roxb.).

Manfaat Penelitian

(92)

ABSTRAK

SAFRIZAL SARAGIH.Kualitas Papan Partikel dari Kayu Gmelina Menggunakan Perekat Urea Formaldehida (UF) yang Rendah Emisi.Dibimbing oleh ARIF NURYAWAN dan APRI HERI ISWANTO.

Pada umumnya papan partikel sangat banyak menggunakan perekat UF dalam industri komposit, dikarenakan berbagai keunggulan UF dibandingkan perekat lainnya dengan pemanfaatan yang sama. Namun, perekat UF memiliki kelemahan yaitu melepaskan emisi formaldehida. Untuk itu, dilakukan penelitian ini dengan tujuan untuk mengevaluasi kualitas papan partikel berperekat UF yang rendah emisi berbahan baku kayu gmelina (Gmelina arborea Roxb.). Papan terbuat dari pasahan kayu gmelina dengan menggunakan perekat UF dengan perbandingan mol formalin dan urea 0,95; 1,05; 1,15 dan 2,0 mol serta perekat UF komersil. Papan dibuat berukuran 25×25 cm2 dengan ketebalan dan target kerapatan masing-masing sebesar 1 cm dan 0,75 kg/cm3. Kadar perekat yang digunakan pada penelitian ini sebesar 8% berdasarkan berat kering partikelnya.Pengempaan panas dengan suhu 130ºC dan tekanan 30 kgf/cm2 selama 10 menit.

(93)

(94)

ABSTRACT

SAFRIZAL SARAGIH. Quality of Particle board from Wood Gmelina Using Adhesives Urea Formaldehyde (UF) Low Emissions. Supervised by ARIF NURYAWAN and APRI HERI ISWANTO.

In general, particle board using an adhesive UF is very much in the composites industry, due to various advantages UF compared to other adhesive with the utilization of the same. However, adhesive UF has the disadvantage of releasing formaldehyde emissions. For that reason, this research with the aim to evaluate the quality of particle board adhesive UF low-emission wood raw material Gmelina (Gmelina arborea Roxb.). Boards made of wood Gmelina shaving using adhesives UF with formalin and urea molar ratio of 0,95; 1,05; 1,15 and 2,0 mol and commercial UF adhesives. Board made measuring 25 × 25cm2 in thickness and targets density respectively in 1 cm and 0.75 kg/cm3. Levels of adhesives used in this study is 8% based on the dry weight of the particles. compression heat with temperatures 130ºC and a pressure of 30 kgf/cm2 for 10 minutes.

The results showed that the particle board using adhesive UF by comparison molar of formaldehyde and urea 2,0 molar gives better response in terms of density, thickness swelling, water absorption, modulus of rupture (MOR), modulus of elastisicity (MOE) and internal bond (IB) particle board when compared to other treatments. Increasing the molar ratio of formaldehyde and urea at UF adhesives give a negative response to water content. Overall the physical properties of particle board that has met the standard of SNI 03-2105-2006 ie density and moisture content, whereas for mechanical properties testing only on the internal bond particle board by using adhesive with a mole ratio of formaldehyde and urea 2,0 molar.

(95)

KUALITAS PAPAN PARTIKEL DARI KAYU

GMELINA (Gmelina arborea Roxb.) DENGAN PEREKAT UREA FORMALDEHIDA (UF) YANG RENDAH EMISI

SKRIPSI

Oleh: Safrizal Saragih

121201048

PROGRAM STUDI KEHUTANAN

FAKULTAS KEHUTANAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(96)

KUALITAS PAPAN PARTIKEL DARI KAYU

GMELINA (Gmelina arborea Roxb.) DENGAN PEREKAT UREA FORMALDEHIDA (UF) YANG RENDAH EMISI

SKRIPSI

Oleh: Safrizal Saragih

121201048

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Kehutanan

Universitas Sumatera Utara

PROGRAM STUDI KEHUTANAN

FAKULTAS KEHUTANAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(97)

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : Kualitas Papan Partikel dari Kayu Gmelina (Gmelina arborea Roxb.) Dengan Perekat Urea Formaldehida (UF) yang Rendah

Emisi

Nama : Safrizal Saragih NIM : 121201048 Fakultas : Kehutanan Program Studi : Kehutanan

Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing

Arif Nuryawan, S.Hut., M.Si., Ph.D

Ketua Anggota

Dr. Apri Heri Iswanto, S.Hut., M.Si

Mengetahui,

Dekan Fakultas Kehutanan Siti Latifah, S.Hut., M.Si., Ph.D

(98)

ABSTRAK

SAFRIZAL SARAGIH.Kualitas Papan Partikel dari Kayu Gmelina Menggunakan Perekat Urea Formaldehida (UF) yang Rendah Emisi.Dibimbing oleh ARIF NURYAWAN dan APRI HERI ISWANTO.

Pada umumnya papan partikel sangat banyak menggunakan perekat UF dalam industri komposit, dikarenakan berbagai keunggulan UF dibandingkan perekat lainnya dengan pemanfaatan yang sama. Namun, perekat UF memiliki kelemahan yaitu melepaskan emisi formaldehida. Untuk itu, dilakukan penelitian ini dengan tujuan untuk mengevaluasi kualitas papan partikel berperekat UF yang rendah emisi berbahan baku kayu gmelina (Gmelina arborea Roxb.). Papan terbuat dari pasahan kayu gmelina dengan menggunakan perekat UF dengan perbandingan mol formalin dan urea 0,95; 1,05; 1,15 dan 2,0 mol serta perekat UF komersil. Papan dibuat berukuran 25×25 cm2 dengan ketebalan dan target kerapatan masing-masing sebesar 1 cm dan 0,75 kg/cm3. Kadar perekat yang digunakan pada penelitian ini sebesar 8% berdasarkan berat kering partikelnya.Pengempaan panas dengan suhu 130ºC dan tekanan 30 kgf/cm2 selama 10 menit.

(99)