Pengaruh Perendaman Serutan Kayu pada Beberapa Konsentrasi Larutan Asam Asetat terhadap Kualitas Papan Partikel

Teks penuh

(1)

DAFTAR PUSTAKA

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

Amelia, S. 2009. Pengaruh Perendaman Panas dan Dingin Sabut Kelapa terhadap Kualitas Papan Partikel yang Dihasilkannya. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Bongers, H.P.M. dan Beckers, E.P.J. 2003. Mechanical Properties of Acetylated Solid Wood Treated on Pilot Plant Scale. In : Van Acker J. Hill CAS editors. Proceeding of the First.

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

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

Endriadilla, D.W. 2014. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Bambu Betung dengan Perlakuan Perendaman Asam Asetat. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Fengel, D. dan Wegener, G. 1995. Kimia Kayu dan Reaksi-Reaksi Ultrasruktur (terjemahan). Hardjono Sastrohamidjojo, penerjemah. Yogyakarta. Universitas Gajah Mada Press.

Hadi, Y.S. 1991. Pengaruh Perendaman Dingin Selumbar terhadap Sifat Fisis Papan Partikel Meranti Merah. Teknolog 4 (1) : 13-16.

Haygreen, J.G. dan J.L. Bowyer. 1993. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar. Gajah Mada University press. Yogyakarta.

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

Iswanto, A.H. 2014. Karakteristik Kulit Buah Jarak (Jatropha cureas I) dan Pemanfaatannya Sebagai Bahan Baku Papan Partikel Berkualitas. Disertasi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

[JSA] Japanese Standar Association. 2003. Particleboard. Japanese Industrial Standard JIS A 5908. Japan.

(2)

Kelly, M.W. 1977. Critical Literature Review of Relationship Between Processing Parameter and Physical Properties of Particleboard. General Technical Report FPL-10. Department of Agriculture Forest. Wisconsin

Kementerian Kehutanan. 2015. Kesenjangan Persediaan Kayu Legal dan Implikasinya terhadap Peningkatan Kapasitas Industri Kehutanan di Indonesia. Kementerian Kehutanan. Jakarta.

Krisdianto. 2012. Pengaruh Asetilasi terhadap Penyerapan Uap Air pada Dua Jenis Kayu Tropis. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 30(2) : 94-99.

Larsson, P. dan R. Simonson. 1994. A Study of the strength, hardeness and deformation of acetylated Scandinivian softwoods. Holz als Roh-und Werkstoff 52(2) : 83-86.

Malanit, P., M.C. Barbu, A. Fruhwald. 2009. The Glubality and Bonding Quality of an Asian Bamboo (Dendrocalamus asper) for the Production of Composite Lumber. J. Mokchae Konghak 31(3) : 42-49.

Maloney, T. M. 1993. Modern Paritcleboard and Dry-Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Inc. San Fransisco.

Militz, H. 1991. The Improvement of Dimensional Stability and Durability of Wood Through Treatment with non-catalysed Acetic Acid Anhydride. Holz als Roh-und Werkstoff 49(4) : 147-152.

Muharam, A. 1995. Pengaruh Ukuran Partikel dan Kerapatan Lembaran terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Ampas Tebu. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Murtianah, S. 2014. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Bambu Ampel dengan Perlakuan Perendaman Asam Asetat. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Nuryawan, A., M.Y. Massijaya, Y.S. Hadi. 2008. Sifat Fisis dan Mekanis Oriented Strand Board (OSB) dari Akasia, Eukaliptus dan Gmelina Berdiameter Kecil : Pengaruh Jenis Kayu dan Macam Aplikasi Perekat. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan 1(2) : 60-66.

Nuryawan, A., I. Risnasari, dan P.S. Sinaga. 2009. Sifat Fisis-Mekanis Papan Partikel dari Limbah Pemanenan Kayu. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan 2(2) : 57-63

Paridah, M.T., A.M.E. Chin, A. Zaidon. 2001. Bonding Properties of

(3)

Rowell, R.M. dan Norimoto, M. 1988. Dimensional stability of bamboo particleboards made from acetylated particles. Mokuzai Gakkaishi 34(7) : 627-629.

Rowell, R.M. 2006. Acetylation of wood. Journey from analytical technique to commercial reality. Forest Products Journal. 56(9) : 4-12.

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.

Ruhendi, S. dan Hadi, Y. S. 1977. Perekat dan Perekatan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Sedayu, B.B., T.N. Widianto, J. Basmal, B.S.B. Utomo. 2008. Pemanfaatan Limbah Padat Pengolahan Rumput Laut Gracilaria sp. untuk Pembuatan Papan Partikel. Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan, DKP. Jurnal Pascapanen dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan 3(5) : 12-25.

Sjostrom E. 1991. Kimia Kayu, Dasar-dasar dan Penggunaan. Hardjono Sastrohamidjojo, penerjemah. Universitas Gajah Mada Press. Yogyakarta Wulandari, F.T. 2012. Deskripsi Sifat Fisika dan Mekanika Papan Partikel

Tangkai Daun Nipah (Nypa fruticans Wurmb) dan Papan Partikel Batang Bengle (Zingiber cassumunar Roxb). Media Bina Ilmiah. 6(6) : 7-11. Xing, C., S.Y. Zhang, J. Deng. 2006. Medium Density Fiberboard Performance as

(4)

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada Juli–Agustus 2015. Penelitian pembuatan papan partikel dan pengujian sifat fisis dilakukan di Work Shop (WS) dan Laboratorium Teknologi Hasil Hutan (THH) Progran Studi Kehutanan, Fakultas Petanian, Universitas Sumatera Utara, Medan, sementara pengujian sifat mekanis dilakukan di Laboratorium Keteknikan Kayu IPB.

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah oven, compressor, spray gun, plat besi, mesin kempa, timbangan digital, kaliper digital, moisture meter dan Universal Testing Mechine (UTM). Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah limbah serutan kayu yang diambil dari industri penggergajian sekitar kota Medan. Perekat yang digunakan yaitu urea formaldehida (UF) diperoleh dari PT. Palmolite Adhesive Indusrty (PT. PAI) Probolinggo, Jawa Timur dan asam asetat sebagai bahan peningkatan stabilisasi dimensi diperoleh dari Toko Kimia Rudang Jaya.

Prosedur Penelitian 1. Persiapan Bahan Baku

Pembuatan larutan asam asetat pada konsentrasi 1, 2, 3, dan 4% berdasarkan metode pengenceran dengan mengguakan rumus :

V1M1 = V2M2 Keterangan :

V1 : volume asam asetat

M1 : molaritas/konsentrasi asam asetat V2 : volume larutan asam asetat

(5)

Serutan kayu direndam ke dalam larutan asam asetat untuk masing-masing konsentrasi selama 24 jam. Selanjutnya serutan ditiriskan dan dikeringkan dalam oven hingga mencapai kadar air 5%.

Tahap berikutnya dilakukan perhitungan bahan baku berupa serutan kayu campuran dan kebutuhan perekat yang digunakan untuk pembuatan partikel. Perhitungan bahan baku serutan kayu dibuat berdasarkan pada ukuran papan, jumlah papan, kerapatan target, dan kadar perekat. Untuk perhitungan perekat yang digunakan ditentukan berdasarkan pada kebutuhan serutan kayu, kadar perekat, dan kadar padatannya. Papan dibuat berukuran 25 x 25 x 1 cm3 dengan target kerapatan sebesar 0,75 g/cm3. Hasil perhitungan kebutuhan bahan baku yang digunakan dalam pembuatan partikel disajikan dalam Tabel 1 berikut.

Tabel 1. Perhitugan kebutuhan bahan baku papan partikel

Bahan Baku Kebutuhan (gr/papan) Total (gr/15 papan)

Partikel (serutan kayu) 439,46 6.591,90

Perekat UF 83,71 1.339,36

2. ProsesPencetakan Papan

(6)

3. Pengkondisian (Conditioning)

Papan yang telah dicetak dengan menggunakan kempa panas (hot press) selanjutya memasuki masa pengkondisian selama ±1 minggu untuk menyeimbangkan kadar air sehingga stabilitas dimensi dapat tercapai dan tidak mempengaruhi pemotongan contoh uji.

4. Pemotongan Contoh Uji

Setelah melalui tahap pengkondisian selama ±1 minggu, tahapan berikutnya adalah pemotongan papan menjadi contoh uji dengan berbagai ukuran masing-masing sesuai dengan standar JIS A 5908 (2003). Dimensi pemotongan contoh uji untuk pengujian sifat fisis dan mekanis antara lain kerapatan dan KA

(10 cm x 10 cm), DSA, PT dan IB (5 cm x 5 cm), MOE dan MOR (20 cm x 5 cm). Pola pemotongan contoh uji papan partikel dari serutan kayu

diilustrasikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Pola contoh uji papan partikel Keterangan gambar :

A = contoh uji MOE & MOR (5 x 20) cm2 B = contoh uji kerapatan dan KA (10 x 10) cm2 C = contoh uji PT dan DSA (5x 5) cm2

A

B

(7)

D = contoh uji IB (5 x 5) cm2

Prosedur pembuatan papan partikel dari serutan kayu campuran dengan perlakuan perendaman dalam berbagai kosentrasi asam asetat disajikan dalam bagan pada Gambar 2.

Gambar 2. Bagan alir prosedur pembuatan papan partikel Pengujian Contoh Uji

Parameter pengujian papan partikel terdiri dari pengujian sifat fisis berupa kerapatan dan kadar air (KA), daya serap air (DSA), pengembangan tebal (PT)

Serutan kayu campuran (shaving)

Perhitungan kebutuhan bahan baku (partikel dan perekat)

Perendaman partikel dalam konsentrasi asam asetat (0% (kontrol), 1%, 2%, 3% dan 4%) Pengeringan partikel/serutan hingga KA 5 %

Blending (serutan + perekat UF)

Pemotongan contoh uji

Pengujian contoh uji

Pembentukan lembaran pada cetakan ukuran (25 x 25 x 1) cm

Pengempaan panas dengan suhu 130ºC dan tekanan 30 kg/cm2 selama 10 menit

Pengkondisian lembaran pada suhu ruangan selama ±1 minggu

Pengujian sifat fisis berdasarkan JIS A 5908

(2003)

Pengujian sifat mekanis berdasarkan JIS A 5908

(8)

dan pengujian sifat mekanis berupa internal bond (IB), modulus of elasticity

(MOE), dan modulus of rupture (MOR). Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel pada penelitian ini mengacu pada standar JIS A 5908 (2003).

1. Pengujian Sifat Fisis Papan Berdasarkan Standar JIS A 5908 (2003) Kerapatan

Kerapatan dihitung berdasarkan berat dan volume kering udara contoh uji. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm ditimbang beratnya (B), lalu diukur rata-rata panjang, lebar, dan tebalnya untuk menentukan volume (V) contoh ujinya. Nilai Kerapatan dapat dihitung dengan rumus:

ρ = B/V

Contoh uji kadar air berukuran 10 cm x 10 cm yang digunakan adalah sama dengan contoh uji kerapatan. Contoh uji ditimbang berat awalnya (BA), selanjutnya contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (103±2)0C selama 24 jam hingga beratnya konstan. Contoh uji didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang (BKO). Nilai kadar air papan dihitung dengan rumus:

BA- BKO

BKO = berat kering oven contoh uji (g)

(9)

Contoh uji pada pengujian ini dibuat dengan ukuran 5 cm x 5 cm dalam kondisi kering udara. Pengujian dilakukan dengan mengukur 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). Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus:

T1-T0

PT (%) = x 100 T0

Keterangan:

PT = pengembangan tebal (%)

T0 = tebal contoh uji sebelum perendaman (g)

T1 = tebal contoh uji setelah perendaman (g)

Daya serap air (DSA)

Daya serap air papan dilakukan dengan mengukur selisih berat sebelum (B0) dan setelah perendaman (B1) dalam air dingin selama 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:

B0 = berat contoh uji sebelum perendaman (g)

B1 = berat contoh uji setelah perendaman (g)

2. Pengujian Sifat Mekanis Papan Berdasarkan Standar JIS A 5908 (2003)

Internal bond (IB)

(10)

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 3.

Arah beban

Balok besi

Contoh uji

Arah beban

Gambar 3. Pengujian keteguhan rekat internal Keteguhan rekat tersebut dihitung dengan rumus:

IB = P/A Keterangan:

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

A = luas permukaan contoh uji (cm2)

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. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) diilustrasikan seperti pada Gambar 4.

(11)

L

Gambar 4. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) Nilai MOR dihitung dengan rumus:

3PL

Modulus of elasticity (MOE)

Pengujian modulus elastisitas dilakukan bersama-sama dengan pengujian modulus patah, sehingga contoh ujinya sama. Pada saat pengujian MOE, dicatat besarnya defleksi yang terjadi pada setiap perubahan beban tertentu.

Rumus yang digunakan adalah:

ΔPL3 MOE =

4bh3 ΔY Keterangan:

MOE = modulus of elasticity (kgf/cm2)

ΔP = perubahan beban yang digunakan (kgf) L = jarak sangga (cm)

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

h = tebal contoh uji (cm)

Analisis Data

(12)

Yij = µ + αi + ∑ij

Keterangan:

Yij = respon pengamatan pada papan partikel dengan perlakuan perendaman partikel dalam larutan asam asetat ke-i dan ulangan ke-j

µ = nilai rata-rata umum

αi = pengaruh perlakuan perendaman partikel dalamlarutan asam asetat ke-i

∑ij = sisaan acak dari satuan percobaan perlakuan perendaman partikel dalam

larutanasam asetat ke-i ulangan ke-j i = 1,2,3,4,5

j = 1,2,3

Hipotesis yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

H0 = tidak terdapat pengaruh perbedaan perlakuan perendaman partikel dalam

beberapa konsentrasi larutan asam asetat terhadap sifat fisis-mekanis papan partikel.

H1 = terdapat pengaruh perbedaan perlakuan perendaman partikel dalam

beberapa konsentrasi larutan asam asetat terhadap sifat fisis-mekanis papan partikel.

Untuk mengetahui pengaruh perendaman partikel/serutan kayu campuran dalam beberapa konsentrasi larutan asam asetat terhadap sifat fisis dan mekanis papan maka dilakukan analisis keragaman (analysis of variance). Analisis keragaman tersebut menggunakan kriteria uji sebagai berikut:

a. Jika Fhitung < Ftabel maka H0 ditolak atau perbedaan perlakuan

perendaman partikel dalam beberapa konsentrasi asam larutan asetat tidak berpengaruh nyata terhadap sifat fisis-mekanis papan partikel.

b. Jika Fhitung > Ftabel maka H1 diterima atau perbedaan perlakuan

(13)

Selanjutnya untuk mengetahui perbedaan perlakuan perendaman dalam beberapa konsentrasi larutan asam asetat terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel maka dilanjutkan pengujian dengan menggunakan uji wilayah berganda

(14)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisis Papan Partikel 1. Kerapatan

Nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan pada penelitian ini disajikan pada Gambar 5. Nilai kerapatan papan yang tertinggi dan terendah masing-masing terdapat pada perlakuan perendaman partikel serutan kayu dalam asam asetat pada konsentrasi 1% dan 2%. Nilai kerapatan rata-rata papan partikel tersebut berkisar antara 0,52–0,55 g/cm3.

Gambar 5. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap kerapatan papan partikel

Kerapatan papan partikel yang dihasilkan tidak sesuai dengan kerapatan target sebesar 0,75 g/cm3. Sesuai dengan penelitian Nuryawan et al. (2008) dan (2009) terjadi kerapatan yang di bawah kerapatan target. Hal ini diakibatkan oleh adanya sping back atau usaha pembebasan dari tekanan yang dialami pada waktu pengempaan. Nilai rata-rata spring back papan partikel pada penelitian ini sebesar

0,53 0,55 0,52 0,55 0,54

(15)

36,5%. Hal ini mengakibatkan nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan dibawah kerapatan target. Hubungan antara spring back dengan kerapatan papan partikel tersebut ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6. Hubungan antara spring back dengan kerapatan

Berdasarkan Gambar 6 tersebut, menunjukkan bahwa semakin kecil nilai

spring back pada suatu papan partikel maka nilai kerapatan akan semakin besar dan mendekati kerapatan target. Menurut Kelly (1977) bahwa salah satu faktor penting yang mempengaruhi nilai kerapatan papan partikel adalah tekanan mesin kempa. Kondisi ini juga memungkinkan kerapatan papan partikel yang dihasilkan menjadi rendah.

Kerapatan papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini termasuk dalam kategori kerapatan sedang, sebab kerapatan yang dihasilkan masuk dalam syarat kerapatan 0,40-0,80 g/cm3. Hal ini sesuai dengan Maloney (1993) yang menyatakan bahwa papan partikel berkerapatan sedang (medium density particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm

(16)

Hasil sidik ragam terhadap kerapatan papan partikel pada penelitian ini disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Sidik ragam kerapatan papan partikel

Sumber Keragaman Db F-Hitung Probabilitas Keterangan

Perlakuan 4 1,312 0,330 tn

Galat 10 - - -

Total terkoreksi 14 - - -

Keterangan : tn = Tidak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%

Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan papan partikel dengan perendaman serutan kayu dalam beberapa konsentrasi larutan asam asetat tidak berbeda nyata terhadap nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan pada selang kepercayaan 95%. Secara keseluruhan nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan pada penelitian ini telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai kerapatan partikel sebesar 0,4-0,9 g/cm3.

2. Kadar Air

Nilai kadar air papan partikel dengan perlakuan perendaman partikel serutan kayu dalam berbagai konsentrasi asam asetat disajikan dalam Gambar 7.

Gambar 7. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap KA papan partikel

(17)

Berdasarkan Gambar 7 nilai rata-rata kadar air pada papan partikel tersebut berkisar antara 5,21–5,96%. Menurut Maloney (1993) variasi kadar air awal bahan baku menjadi bagian penting yang menentukan hasil akhir kadar air papan partikel. Nilai kadar air papan partikel dipengaruhi oleh jenis spesies yang digunakan, daerah tempat bahan baku diperoleh, bagian bahan baku yang dipakai, spesies bahan baku yang digunakan, dan cara penyimpanan bahan baku. Nilai kadar air papan partikel pada penelitian ini cukup rendah, hal ini didasarkan pada kadar air serutan kayu yang cukup rendah yaitu sebesar 5−6% dan penyimpanan papan partikel di dalam wadah dan ruangan yang agak tertutup selama proses pengkondisian. Hasil sidik ragam kadar air papan partikel dengan berbagai konsentrasi perendaman partikel tersebut ditunjukkan pada Tabel 3.

Tabel 3. Sidik ragam kadar air papan partikel

Keterangan : tn = Tidak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%

Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan perendaman partikel dalam beberapa konsentrasi larutan asam asetat tidak berbeda nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap parameter kadar air papan partikel. Papan partikel pada penelitian ini secara keseluruhan telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai kadar air sebesar 5−13% .

3. Pengembangan Tebal (PT)

Nilai pengembangan tebal papan partikel dengan berbagai konsentrasi perendaman partikel dengan larutan asam asetat disajikan pada Gambar 8 berikut.

Sumber Keragaman Db F-Hitung Probabilitas Keterangan

Perlakuan 4 1,241 0,354 tn

Galat 10 - - -

(18)

Gambar 8. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap PT papan partikel

Keterangan :

a, ab, dan b : Notasi uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT)

Berdasarkan Gambar 8 nilai pengembangan tebal tertinggi terdapat pada perlakuan perendaman konsentrasi asam asetat 0% (kontrol) dengan nilai 17,67% pada pengukuran 2 jam dan 19,76% pada pengukuran 24 jam. Nilai pengembangan tebal terendah ditunjukkan pada perlakuan perendaman asam asetat 1% dengan nilai 10,01% pada perendaman 2 jam dan 11,03% pada perendaman 24 jam. Tingginya nilai PT pada papan partikel tanpa perlakuan perendaman dalam larutan asam asetat dikarenakan nilai internal bond (IB) pada papan partikel tersebut menunjukkan kecenderungan yang paling rendah. Hubungan antara parameter internal bond dengan pengembangan tebal papan partikel tersebut disajikan pada Gambar 9.

(19)

Gambar 9. Hubungan antara internal bond dengan pengembangan tebal

Berdasarkan Gambar 9 dapat dilihat bahwa hubungan antara IB dengan PT menunjukkan kecenderungan negatif, yaitu nilai IB yang tinggi akan memperkecil/menurunkan nilai PT papan partikel. Secara keseluruhan perlakuan perendaman partikel dalam larutan asam asetat dapat menurunkan jumlah zat ekstraktif dan meningkatkan keasaman serutan kayu, sehingga dapat meningkatkan daya rekat antara partikel serutan kayu dengan perekat yang digunakan. Hal ini sesuai dengan Sjostrom (1991) yang menyatakan bahwa kondisi asam dapat mendegradasi komponen kimia kayu. Terdegradasinya beberapa komponen kimia seperti hemiselulosa dan pati yang menghambat proses perekatan dan pematangan perekat tersebut dapat menigkatkan daya rekat papan partikel, sehigga mengurangi absorbsi air yang masuk ke dalam papan partikel dan membuat pengembangan tebal papan partikel menjadi lebih rendah. Menurut Fengel dan Wegener (1984) hemiselulosa bersifat non kristalin dan tidak bersifat serat, mudah mengembang, lebih mudah larut dalam alkali dan mudah terhidrolisis dengan asam. Terdegradasinya hemiselulosa dan pati menyebabkan

(20)

berkurangnya gugus OH dalam polimernya, karena hemiselulosa dan pati adalah senyawa polihidroksi. Hal ini menyebabkan sifat higroskopis partikel serutan kayu menjadi menurun sehingga kapasitas pengikatan air berkurang dan pengembangan tebalnya menurun.

Hasil sidik ragam pengembangan tebal papan partikel dengan berbagai konsentrasi perendaman asam asetat terhadap serutan kayu ditunjukkan pada Tabel 4.

Tabel 4. Sidik ragam pengembangan tebal papan partikel

Parameter F-Hitung Probabilitas Keterangan

Pengembangan Tebal 2 Jam 4,41 0,026 *

Pengembangan Tebal 24 Jam 3,897 0,037 *

Keterangan : * = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%

(21)

4. Daya Serap Air (DSA)

Nilai daya serap air papan partikel dengan berbagai perlakuan perendaman konsetrasi asam asetat menunjukkan perbandingan yang selaras dengan parameter pengembangan tebal. Nilai DSA tertinggi terdapat pada papan partikel dengan perlakuan perendaman asam asetat 0% (kontrol) sebesar 84,36% untuk pengukuran 2 jam dan 91,05% untuk pengukuran 24 jam. Untuk nilai DSA terendah terdapat papan pada partikel dengan perlakuan perendaman partikel dalam konsentrasi asam asetat 1% dengan nilai sebesar 41,65% pada pengukuran 2 jam dan 80,96% pada pengukuran 24 jam. Nilai daya serap air papan partikel tersebut disajikan dalam Gambar 10.

Gambar 10. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap DSA papan partikel

Keterangan :

a, ab, b dan c : Notasi uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT)

Pada Gambar 10 terlihat bahwa pemberian perlakuan perendaman serutan kayu dengan larutan asam asetat dapat menurunkan persentase daya serap air. Hal ini terlihat dari persentase DSA pada papan partikel dengan konsentrasi asam

(22)

asetat 1%, 2%, 3%, dan 4% lebih rendah dibandingkan pada papan partikel tanpa perlakuan perendaman asam asetat. Perendaman partikel serutan kayu dengan asam asetat mengakibatkan terjadinya proses pendegadasian zat ekstraktif dan beberapa komponen kimia lainnya. Fengel dan Wegener (1984) menyatakan bahwa perlakuan asam dapat mendegadasi polisakarida kayu terutama hemiselulosa penyusun dinding sel dan pati dalam zat ekstraktif. Menurut Sjostrom (1991) hemiselulosa adalah fraksi polisakarida amorf yang mudah terdegadasi dan bersifat polihidroksi. Oleh sebab itu, terdegadasi dan terlarutnya sebagian hemiselulosa beserta pati akan mengurangi kelimpahan gugus hidroksil dalam papan yang memiliki kemampuan mengikat air.

Proses pendegradasian tersebut mengakibatkan terjadinya proses perekatan antara partikel dengan perekat UF menjadi lebih baik, sebab dapat membantu proses pematangan perekat. Perendaman asam asetat meningkatkan keasaman partikel sehingga pengerasan perekat UF menjadi lebih baik. Ruhendi dan Hadi (1997) menyatakan bahwa resin urea formaldehida akan cepat mengeras dengan meningkatnya keasaman. Hal ini menyebabkan ikatan rekat antar partikel semakin kuat sehingga mengurangi akses air ke dalam papan partikel. Muharam (1995) mengemukakan bahwa kontak antar partikel semakin rapat, maka uap air akan sulit masuk ke dalam papan partikel.

(23)

dengan papan partikel tanpa perlakuan perendaman asam asetat (kontrol). Hal ini diakibatkan konsentrasi asam asetat pada papan partikel dengan konsentrasi asam asetat 1% masih bertahan kuat pada pengukuran 2 jam, sehingga DSA pada pengukuran 2 jam jauh lebih rendah dibandingkan dengan papan partikel tanpa perlakuan perendaman asam asetat. Nilai DSA terendah terdapat pada perlakuan perendaman asam asetat 1% dikarenakan daya rekat papan partikel pada kondisi ini yang paling baik dibanding perlakuan lainnya.

Salah satu hal yang dapat mempengaruhi daya serap air yaitu kerapatan papan partikel itu sendiri, seperti yang dikemukakan oleh Sedayu et al. (2008) bahwa daya serap air dari papan partikel yang dihasilkan berkorelasi kuat dengan tingkat kerapatannya. Kerapatan papan partikel yang tinggi akan menyebabkan rendahnya daya serap air, demikian pula sebaliknya. Hasil sidik ragam daya serap air papan partikel pada penelitian ini ditunjukkan pada Tabel 5.

Tabel 5. Sidik ragam daya serap air papan partikel

Parameter F-Hitung Probabilitas Keterangan

Daya serap air 2 Jam 12,497 0,001 *

Daya serap air 24 Jam 0,710 0,603 tn

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

(24)

asam asetat 3% serta berbeda nyata dengan papan partikel tanpa perlakuan perendaman asam asetat.

Nilai daya serap air papan partikel tidak disyaratkan dalam standar JIS A 5908 (2003). Oleh karena itu pengunaan papan partikel terbaik berdasarkan parameter DSA dianjurkan pada hasil uji lanjut jika berpengaruh nyata dan nilai DSA terkecil jika tidak berpengaruh nyata berdasarkan hasil uji sidik ragam.

Sifat Mekanis Papan Partikel 1. Internal Bond (IB)

Internal Bond atau keteguhan rekat menunjukkan daya adhesi dari struktur internal papan partikel per satuan luas. Nilai internal bond dari papan partikel serutan kayu dengan perlakuan perendaman berbagai konsentrasi asam asetat disajikan dalam Gambar 11.

Gambar 11. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap IB papan partikel

(25)

Nilai rata-rata IB papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 1,36 - 4,27 kgf/cm2. Berdasarkan Gambar 11, kecendrungan perlakuan perendaman partikel dengan menggunakan larutan asam asetat hingga konsentrasi 3% menghasilkan perbaikan terhadap parameter IB. Pada kondisi pengempaan panas yang sama, perlakuan konsentrasi asam asetat di atas 3% menyebabkan penurunan nilai IB sehingga lebih rendah dibandingkan dengan kontrol, hal ini diduga karena kondisi partikel yang semakin asam menyebabkan terjadinya overcuring pada saat proses pengempaan.

Menurut Iswanto (2014) bahwa partikel yang semakin asam akan membutuhkan waktu pengempaan yang singkat dan suhu kempa yang lebih rendah. Jika pengempaan panas dilakukan pada suhu dan waktu yang berlebih maka akan memberikan pengaruh negatif terhadap keteguhan rekat. Xing et al. (2006) menyatakan bahwa perbedaan pH menyebabkan terjadinya perbedaan waktu pematangan perekat selama proses pengempaan panas.

(26)

Tabel 6. Sidik ragam internal bond papan partikel

Sumber keragaman Db F-Hitung Probabilitas Keterangan

Perlakuan 4 22,584 0,000 *

Galat 10 - - -

Total terkoreksi 14 - - -

Keterangan : * = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%

Berdasarkan hasil sidik ragam, papan partikel dengan perlakuan perendaman pada beberapa konsentrasi larutan asam asetat berbeda nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai IB. Hasil uji lanjut DMRT menunjukkan bahwa perlakuan perendaman dalam konsentrasi asam asetat 4% dan 1% berbeda nyata terhadap kontrol. Perendaman 2% dan 3% tidak menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap kontrol. Secara keseluruhan nilai IB papan partikel yang dihasilkan pada penelitian ini telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan nilai minimal 1,50 kgf/cm2 (JSA, 2003).

2. Modulus of Rupture (MOR)

Nilai modulus patah (MOR) papan partikel dengan perlakuan perendaman partikel dengan asam asetat disajikan pada Gambar 12.

(27)

Gambar 12. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap MOR papan partikel

Nilai rata-rata MOR papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 48,31-73,75 kgf/cm2. Berdasarkan Gambar 11, secara keseluruhan perlakuan perendaman partikel dengan menggunakan larutan asam asetat hingga konsentrasi 3% menghasilkan perbaikan terhadap parameter MOR dibandingkan dengan kontrol, namun terdapat kecenderungan bahwa semakin tinggi konsentrasi dari larutan asam asetat menyebabkan penurunan nilai MOR. Dugaan terjadinya hidrolisis selulosa akibat perlakuan asam menyebabkan terjadinya kecenderungan penurunan nilai MOR. Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa perlakuan asetilasi dapat menurunkan nilai MOE dan MOR (Larsson dan Simonson 1994, Militz 1991, Bongers dan Beckers 2003, Jorissen et al. 2005).

Hasil sidik ragam terhadap nilai MOR papan partikel dengan perlakuan perendaman serutan kayu dalam berbagai konsentrasi asam asetat ditunjukkan oleh Tabel 7.

Tabel 7. Sidik ragam MOR papan partikel

Sumber Keragaman Db F-Hitung Probabilitas Keterangan

Perlakuan 4 1,748 0,216 tn

Galat 10 - - -

Total terkoreksi 14 - - -

Keterangan : tn = Tidak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%

(28)

3. Modulus of Elasticity (MOE)

Nilai MOE papan partikel dengan pengaruh perlakuan perendaman partikel serutan kayu disajikan dalam Gambar 13. Nilai MOE papan partikel tersebut menunjukkan pengaruh yang berbeda tiap perlakuannya. Nilai modulus elastisitas yang tertinggi ditunjukkan oleh papan partikel dengan perlakuan perendamaan partikel dalam konsentrasi larutan asam asetat 1% yang menghasilkan nilai MOE sebesar 8.738,64 kgf/cm2, sedangkan nilai MOE terendah ditunjukkan oleh papan partikel dengan perlakuan perendaman partikel dalam konsentrasi asam asetat 4% dengan nilai MOE sebesar 5.309,70 kgf/cm2.

Gambar 13. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap MOE papan partikel

Nilai rata-rata MOE papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 5.309,70−8.738,64 kgf/cm2. Kecenderungan serupa parameter MOR juga ditunjukkan pada nilai MOE. Perlakuan perendaman dalam konsentarsi 1% menunjukkan nilai peningkatan, namun pada konsentrasi diatas 1% menunjukkan penurunan nilai MOE papan partikel. Rendahnya nilai MOE yang dihasilkan

(29)

selain diakibatkan oleh hidrolisis asam sebagaimana dijelaskan pada parameter MOR, faktor lain yang menjadi penyebab rendahnya nlai MOE ini adalah geometri partikel.

Berdasarkan tinjauan geometri partikelnya, nilai slenderness ratio (SR) yaitu perbandingan dimensi panjang dengan tebal partikel dan aspect ratio (AR) yaitu perbandingan dimensi panjang dengan lebar untuk partikel/serutan kayu pada penelitian ini masing-masing sebesar 27,00 dan 1,69. Nilai SR partikel dalam penelitian ini jauh dari nilai SR ideal sebagaimana dikemukakan oleh Maloney (1993) yang menyatakan bahwa nilai ideal SR untuk partikel berupa

flake sebesar 150. Nisbah SR ini menggambarkan orientasi partikel dan kekuatan papan partikel, partikel dengan SR yang tinggi akan lebih mudah diorientasikan sehingga kekuatan papan yang dihasilkan akan meningkat serta memerlukan sedikit perekat per luasan permukaan untuk mengikat partikel (Maloney 1993).

Hasil sidik ragam MOE papan partikel dengan perlakuan berbagai konsentrasi perendaman partikel serutan kayu dengan asam asetat ditunjukkan oleh Tabel 8.

Tabel 8. Sidik ragam MOE papan partikel

Sumber Keragaman Db F-Hitung Probabilitas Keterangan

Perlakuan 4 2,627 0,098 tn

Galat 10 - - -

Total terkoreksi 14 - - -

Keterangan : tn = Tidak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95%

(30)
(31)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Perendaman serutan kayu dalam konsentrasi larutan asam asetat 1% memberikan hasil yang paling baik pada parameter pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel. Hampir secara keseluruhan perlakuan perendaman serutan kayu campuran dalam beberapa konsentrasi asam asetat dapat memperbaiki nilai sifat fisis dan mekanis papan partikel. Perlakuan perendaman dalam beberapa konsentrasi larutan asam asetat dapat meningkatan stabilitas dimensi papan partikel. Perendaman partikel dalam konsentrasi asam asetat 1% dan 2% dapat menurunkan daya serap air dan bahkan pengembangan tebal hingga memenuhi standar JIS A 5908 (2003). Nilai sifat mekanis papan partikel yang dihasilkan pada pengujian MOE dan MOR pada penelitian ini tidak memenuhi standar JIS A 5908 (2003).

Saran

(32)

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 papan partikel 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) menyatakan bahwa papan partikel adalah papan buatan yang terbuat dari serpihan kayu dengan bantuan perekat sintetis kemudian mengalami kempa panas sehingga memiliki sifat seperti kayu, tahan api dan merupakan bahan isolasi serta bahan akustik yang baik.

Berdasarkan Haygreen dan Bowyer (1996), salah tipe partikel yang digunakan untuk bahan baku pembuatan papan partikel adalah pasahan (shaving) yang merupakan partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu. Dalam penelitian ini jenis partikel yang digunakan adalah pasahan (shaving) campuran yang diambil dari industri penggergajian untuk penggunaan mebel.

(33)

a. Papan partikel berkerapatan rendah (low density particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 gr/cm

3

.

b. Papan partikel berkeraptan sedang (medium density particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 gr/cm

3

.

c. Papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 gr/cm3.

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

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

2. Ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan. 3. Tebal dan kerapatannya seragam serta mudah untuk dikerjakan.

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

Perekat Urea Formaldehida (UF)

Dalam pembuatan papan partikel, perekat merupakan salah satu bagian yang terpenting. Perekat yang digunakan disesuaikan dengan kegunaan papan partikel. Perekat penol formaldehidadigunakan untuk bagian eskterior sedangkan urea formaldehida digunakan untuk bagian interior. Menurut Pizzi (1994) dalam

(34)

UF disesuaikan dengan perlakuan perendaman asam asetat yang dapat menaikkan pH partikel serutan kayu sehingga berkolerasi terhadap perekatan partikel dengan perekat.

Urea formaldehida larut dalam air dan proses pengerasannya akan terbentuk pola ikatan jaringan (cross-link). Urea formaldehida akan cepat mengeras dengan naiknya temperatur dan atau turunnya pH. Perekat ini dalam penggunaanya menggunakan kempa panas (hot press) untuk mematangkan perakat hingga merekat dengan partikel yang digunakan. Kelebihan perekat urea formaldehida yaitu warnanya putih sehingga tidak memberikan warna gelap pada waktu penggunaannya. Perekat urea formaldehida ini juga dapat dicampur dengan perekat melamin formaldehida agar kualitas perekatnya lebih baik. Harga perekat urea formaldehida relatif lebih murah dibandingkan dengan perekat sintetis lainnya serta tahan terhadap biodeteriorasi dan air dingin. Kekurangan perekat urea formaldehida yaitu kurang tahan terhadap pengaruh asam dan basa serta pengunaannya terbatas untuk interior saja (Ruhendi et al. 2007).

Resin UF merupakan salah satu dari kelas resin thermosetting yang paling banyak digunakan, resin ini biasa disebut sebagai resin amino. Penggunaan UF sebagai perekat untuk industri papan partikel (61%), papan serat (27%), kayu lapis (5%), dan sebagai perekat dalam laminasi sebesar (7%) dimana peruntukan penggunaannya adalah untuk perabot rumah tangga, lapisan panel, dan pintu -pintu interior (Conner, 1996).

(35)

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).

Stabilitas Dimensi Papan Partikel

Perlakuan asetilasi merupakan mekanisme stabilitas dimensi yang dihasilkan dari proses mengeliminasi gugus hidroksil dan menambahkan gugus asetil pada dinding sel kayu, dimana semakin banyak gugus asetil pada kayu akan membuat kemampuan kayu dalam menyerap air berkurang sehingga kayu akan lebih stabil dimensinya dan kayu akan lebih tahan terhadap serangan organisme perusak kayu (Rowell, 2006).

Kayu yang telah mengalami proses asetilasi akan menyerap uap air lebih sedikit dibandingkan dengan kayu yang tidak diasetilasi. Perilaku penyerapan uap air pada kayu yang diasetilasi juga tergantung pada jenis kayu yang digunakan dalam pembuatan papan (Krisdianto, 2012). Dalam hal ini dilakukan penggunaan asam asetat sebagai pelapis partikel limbah serutan kayu sebagai pengganti gugus asetil yang memiliki karakteristik yang sama sebagai pelapis untuk meningkatkan stabilitas dimensi papan partikel.

(36)

menyatakan bahwa pengujian pengembangan tebal dilakukan untuk mengetahui perubahan dimensi papan dengan bertambahnya ketebalan dari papan tersebut. Pengembangan tebal ini menentukan suatu papan dapat digunakan untuk eksterior atau interior. Pengembangan tebal yang tinggi pada papan partikel tidak dapat digunakan untuk keperluan eksterior karena memiliki stabilitas dimensi produk.

Perlakuan Pendahuluan Partikel

Perlakuan pendahuluan merupakan suatu usaha untuk memperbaiki sifat papan partikel melalui pemberian perlakuan tertentu terhadap selumbar sebelum diberi perlakuan lebih lanjut. Perlakuan pendahuluan menyebabkan sifat papan partikel kayunya berubah, misalnya keasamannya berubah, zat ekstraktifnya berkurang, atau partikel kayunya lebih stabil terhadap pengaruh air. Dengan adanya perubahan sifat partikel kayu tersebut, maka papan partikel yang dihasilkan memiliki sifat-sifat tertentu yang lebih baik (Hadi, 1991).

(37)

Asam asetat

Asam asetat adalah pemberi r empiris C2H4O2. Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk CH3-COOH,

CH3COOH, atau CH3CO2H. Asam asetat murni (disebut

adal

Asam asetat merupakan salah sat setelah

+ dan CH3COO-. Asam

asetat merupaka asetat digunakan dalam

Atom −COOH) dalam

+

memberikan sifat asam. Asam asetat adalah asam lem pKa=4.8. Basa konjugasinya adala3COO−). Sebuah larutan 1.0

(38)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dewasa 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 tidak mampu untuk memenuhi permintaan kebutuhan industri perkayuan. Berdasarkan data Kementerian Kehutanan (2015) bahwa antara tahun 2007-2014 target pasokan kayu Kementerian Kehutanan ialah sebanyak 630 juta m3. Namun, sektor kehutanan hanya mampu memenuhi setengah dari target Kemenhut yaitu sekitar 308 juta m3 (49%). Hal ini juga diakibatkan oleh suplai kayu tanaman atau juga kayu alternatif dari kebun tidak mampu mencapai target 192 juta m3

Solusi alternatif dalam rangka memenuhi kebutuhan bahan baku kayu tersebut sangat diperlukan untuk saat ini. Salah satu solusi yang ditawarkan adalah melalui pemanfaatan limbah industri penggergajian sebagai bahan baku pembuatan papan partikel. Serutan kayu sebagai salah satu limbah dari industri penggergajian merupakan material yang berpotensi menghasilkan papan partikel dengan kualitas yang cukup baik. Menurut Haygreen dan Bowyer (1993) serutan (shaving) adalah partikel yang memiliki ukuran yang tidak menentu yang dihasilkan dari proses pengetaman sisi tebal atau lebar kayu.

(39)

Secara umum, produk papan partikel terutama yang menggunakan perekat urea formaldehida (UF) memiliki kelemahan dalam hal stabilitas dimensinya yang rendah, sebagaimana dikemukakan oleh Haygreen dan Bowyer (1993) yang menyatakan bahwa papan partikel mempunyai kelemahan stabilitas dimensi yang rendah yaitu pengembangan tebal papan partikel sekitar 10-25% dari kondisi kering ke basah melebihi pengembangan kayu utuh, serta pengembangan liniernya sampai 0,35%. Pengembangan panjang dan tebal pada papan partikel ini sangat besar pengaruhnya pada setiap pemakaiannya.

Fokus penelitian ini adalah memperbaiki stabilitas dimensi papan partikel yang rendah melalui perlakuan pendahuluan terhadap partikel serutan kayu dengan teknik perendaman menggunakan larutan asam asetat pada beberapa konsentrasi. Beberapa riset yang telah dilakukan sebelumnya dalam rangka peningkatan stabilitas dimensi melalui perlakuan pendahuluan perendaman partikel diantaranya adalah Amelia (2009) yang melaporkan bahwa perlakuan perendaman panas pada serat sabut kelapa dapat menurunkan pengembangan tebal papan partikel sekitar 2,62% dari kontrol pada kadar perekat UF 12%. Selanjutnya Endriadilla (2014) dan Murtinah (2014), melaporkan bahwa perlakuan pendahuluan perendaman partikel bambu betung dan ampel pada konsentrasi asam asetat 1-3% mampu memperbaiki nilai pengembangan tebal dan daya serap air papan partikel yang dihasilkan. Berdasarkan uraian tersebut, dalam rangka peningkatan stabilisasi dimensi papan partikel dari serutan kayu dengan menggunakan perekat urea formaldehida (UF) maka penelitian ini dilakukan.

Tujuan Penelitian

(40)

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh perlakuan pendahuluan perendamanlimbah serutan kayu dalam beberapa konsentrasi larutan asam asetat terhadap stabilitas dimensi papan partikel yang dihasilkan dan membandingkan dengan standar JIS A 5908 (2003).

Manfaat Penelitian

Diharapkan penelitian ini dapat meningkatkan nilai ekonomis limbah serutan kayu dan perlakuan pendahuluan perendaman dalam beberapa konsentrasi larutan asam asetat sebagai informasi teknis dalam rangka upaya perbaikan stabilitas dimensi papan partikel.

Hipotesis

(41)

ABSTRACT

SAMUEL HERMANTO SIRAIT : Effect of Immersing Wood Shavings in Varied Acetic Acid Concentration on the Particleboard Quality. Under supervised APRI HERI ISWANTO and TITO SUCIPTO.

In generaly, the particleboard using urea formaldehyde (UF) resin for binding had low dimensional stability. The objective of this research was to evaluate the effect of particle immersing treatments in varied consentration of acetic acid solution to improve dimensional stability particleboard. The methods in this research included of particle immersing in varied consentration namely 0, 1, 2, 3, 4% acetic acid solution for 24 hours. After that, particles were oven dried reach of 5% moisture content. Amount of 12% UF resin content used for binding in particleboard manufacturing. Board size, thickness and density target in this experiment were 25 x 25 cm2, 1 cm, and 0,75 g/cm3 respectively. After mat forming, board was pressed by hot press machine at 1300C temperatuer for 10 minutes, and 30 kg/cm2 pressure. Furthermore, boards were conditioned for 7 days at room temperature. The results showed that immersing treatment of particles in acetic acid solution caused of improvement of thickness swelling (TS) and water absorption (WA) of particleboard, 1% acetic acid solution was the best treatment to improve of dimensional stability. Overall the physical properties had fulfill JIS A 5908 (2003). For mechanical properties, internal bond (IB) parameter showed that 1% acetic acid solution resulted the best internal bond value. However, the excess of 1% concentration acetic acid resulted of decreasing IB value. Similar trend also occured in Modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE). Overall, the mechanical properties parameter had fulfill JIS A 5908 (2003).

(42)

ABSTRAK

SAMUEL HERMANTO SIRAIT : Pengaruh Perendaman Serutan Kayu Pada Beberapa Konsentrasi Larutan Asam Asetat Terhadap Kualitas Papan Partikel. Di bawah bimbingan APRI HERI ISWANTO dan TITO SUCIPTO.

Pada umumnya kelemahan dari papan partikel yang menggunakan perekat urea formaldehida (UF) terletak pada stabilitas dimensinya yang rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh perendaman limbah serutan kayu dalam beberapa konsentrasi asam asetat terhadap stabilitas dimensi papan partikel yang dihasilkan. Metode penelitian ini menggunakan sistem perendaman partikel selama 24 jam untuk tiap jenis konsentrasi asam asetat yang dibuat. Konsentrasi asam asetat yang dibuat untuk merendam limbah serutan yaitu 0% (kontrol), 1%, 2%, 3%, dan 4%. Partikel yang telah direndam selanjutnya dikeringkan dengan menggunakan oven hingga KA 5%. Kadar perekat UF yang digunakan dalam penelitian yaitu 12%. Papan partikel dibuat dengan kerapatan target sebesar 0,75 g/cm3 menggunakan kempa panas dengan suhu 1300C dan tekanan 30 kg/cm2 selama 10 menit. Pengujian terhadap contoh uji papan partikel mengacu pada standar JIS A 5908 (2003) untuk pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel. Hasil pengujian menunjukkan bahwa perlakuan perendaman partikel dalam beberapa konsentrasi asam asetat dapat menurunkan pengembangan tebal (PT) dan daya serap air (DSA) papan partikel. Peningkatan stabilitas dimensi yang terbaik ditunjukkan oleh konsentrasi asam asetat 1%. Hasil pengujian sifat mekanis menunjukkan peningkatan nilai internal bond (IB) dengan perlakuan perandaman asam asetat dan hampir secara keseluruhan memenuhi standar JIS A 5908 (2003). Pengujian terhadap modulus of elasticity (MOE) dan

modulus of rupture (MOR) menunjukkan nilai yang terbaik pada perendaman konsentrasi asam asetat 1%, namun secara keseluruhan nilai MOE dan MOR papan partikel belum memenuhi standar JIS A 5908 (2003).

(43)

PENGARUH PERENDAMAN SERUTAN KAYU PADA

BEBERAPA KONSENTRASI LARUTAN ASAM ASETAT

TERHADAP KUALITAS PAPAN PARTIKEL

SKRIPSI

Oleh:

Samuel Hermanto Sirait 111201045

PROGRAM STUDI KEHUTANAN

FAKULTAS PERTANIAN

(44)

PENGARUH PERENDAMAN SERUTAN KAYU PADA

BEBERAPA KONSENTRASI LARUTAN ASAM ASETAT

TERHADAP KUALITAS PAPAN PARTIKEL

SKRIPSI

OLEH:

SAMUEL HERMANTO SIRAIT

Skripsi sebagai satu diantara beberapa syarat untuk

memperoleh gelar sarjana di Program Studi Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara

PROGRAM STUDI KEHUTANAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(45)

ABSTRACT

SAMUEL HERMANTO SIRAIT : Effect of Immersing Wood Shavings in Varied Acetic Acid Concentration on the Particleboard Quality. Under supervised APRI HERI ISWANTO and TITO SUCIPTO.

In generaly, the particleboard using urea formaldehyde (UF) resin for binding had low dimensional stability. The objective of this research was to evaluate the effect of particle immersing treatments in varied consentration of acetic acid solution to improve dimensional stability particleboard. The methods in this research included of particle immersing in varied consentration namely 0, 1, 2, 3, 4% acetic acid solution for 24 hours. After that, particles were oven dried reach of 5% moisture content. Amount of 12% UF resin content used for binding in particleboard manufacturing. Board size, thickness and density target in this experiment were 25 x 25 cm2, 1 cm, and 0,75 g/cm3 respectively. After mat forming, board was pressed by hot press machine at 1300C temperatuer for 10 minutes, and 30 kg/cm2 pressure. Furthermore, boards were conditioned for 7 days at room temperature. The results showed that immersing treatment of particles in acetic acid solution caused of improvement of thickness swelling (TS) and water absorption (WA) of particleboard, 1% acetic acid solution was the best treatment to improve of dimensional stability. Overall the physical properties had fulfill JIS A 5908 (2003). For mechanical properties, internal bond (IB) parameter showed that 1% acetic acid solution resulted the best internal bond value. However, the excess of 1% concentration acetic acid resulted of decreasing IB value. Similar trend also occured in Modulus of rupture (MOR) and modulus of elasticity (MOE). Overall, the mechanical properties parameter had fulfill JIS A 5908 (2003).

(46)

ABSTRAK

SAMUEL HERMANTO SIRAIT : Pengaruh Perendaman Serutan Kayu Pada Beberapa Konsentrasi Larutan Asam Asetat Terhadap Kualitas Papan Partikel. Di bawah bimbingan APRI HERI ISWANTO dan TITO SUCIPTO.

Pada umumnya kelemahan dari papan partikel yang menggunakan perekat urea formaldehida (UF) terletak pada stabilitas dimensinya yang rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh perendaman limbah serutan kayu dalam beberapa konsentrasi asam asetat terhadap stabilitas dimensi papan partikel yang dihasilkan. Metode penelitian ini menggunakan sistem perendaman partikel selama 24 jam untuk tiap jenis konsentrasi asam asetat yang dibuat. Konsentrasi asam asetat yang dibuat untuk merendam limbah serutan yaitu 0% (kontrol), 1%, 2%, 3%, dan 4%. Partikel yang telah direndam selanjutnya dikeringkan dengan menggunakan oven hingga KA 5%. Kadar perekat UF yang digunakan dalam penelitian yaitu 12%. Papan partikel dibuat dengan kerapatan target sebesar 0,75 g/cm3 menggunakan kempa panas dengan suhu 1300C dan tekanan 30 kg/cm2 selama 10 menit. Pengujian terhadap contoh uji papan partikel mengacu pada standar JIS A 5908 (2003) untuk pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel. Hasil pengujian menunjukkan bahwa perlakuan perendaman partikel dalam beberapa konsentrasi asam asetat dapat menurunkan pengembangan tebal (PT) dan daya serap air (DSA) papan partikel. Peningkatan stabilitas dimensi yang terbaik ditunjukkan oleh konsentrasi asam asetat 1%. Hasil pengujian sifat mekanis menunjukkan peningkatan nilai internal bond (IB) dengan perlakuan perandaman asam asetat dan hampir secara keseluruhan memenuhi standar JIS A 5908 (2003). Pengujian terhadap modulus of elasticity (MOE) dan

modulus of rupture (MOR) menunjukkan nilai yang terbaik pada perendaman konsentrasi asam asetat 1%, namun secara keseluruhan nilai MOE dan MOR papan partikel belum memenuhi standar JIS A 5908 (2003).

(47)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Porsea pada 18 April 1993. Penulis merupakan anak pertama dari ayah Maruba Sirait dan ibu Rismawati Pasaribu.

Penulis menempuh pendidikan formal di Sekolah Dasar (SD) Negeri 014716 Simodong dan lulus pada tahun 2005. Penulis kemudian melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 2 Medang Deras dan lulus tahun 2008. Pada tahun 2011 penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Sei Suka, dan pada tahun yang sama penulis diterima sebaga mahasiswa Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara melalui jalur ujian tertulis Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) 2011.

(48)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Perendaman Serutan Kayu pada Beberapa Konsentrasi Larutan Asam Asetat terhadap Kualitas Papan Partikel” ini dengan baik. Penulisan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana kehutanan dari Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.

Skripsi ini berisi tentang pengaruh perendaman serutan kayu dalam beberapa konsentrasi larutan asam asetat terhadap kualitas papan partikel, khususnya stabilitas dimensi papan partikel yang dihasilkan. Dalam pembuatan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan arahan serta bantuan dalam proses penyelesaiannya. Oleh karena itu penulis mengucapkan rasa trimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Dr. Apri Heri Iswanto, S.Hut., M.Si dan Tito Sucipto, S.Hut., M.Si. selaku ketua dan anggota komisi pembimbing penelitian yang telah membimbing dan memberi masukan dalam penyusunan skripsi ini.

2. Ayahanda M. Sirait dan Ibu R. Pasaribu yang memberikan dukungan moril dan materi hingga saat ini.

3. Keluarga besar Sirait dan Pasaribu yang selalu memberikan dorongan serta bantuan. Adik-adikku Friska Sirait dan Josua Sirait yang selalu menyemangati

(49)

6. Staf Pengajar dan Tata Usaha Kehutanan USU serta kepada teman-teman satu kos Sutinem, angkatan 2011 yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu serta adik-adik angkatan 2012 yang ikut dalam membantu penelitian saya.

Penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan khususnya ilmu kehutanan. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

Medan, September 2015

(50)

DAFTAR ISI

Stabilisasi Dimensi Papan Partikel ... 7

Perlakuan Pendahuluan Partikel ... 8

Asam Asetat ... 9

Pengkondisian (Conditioning) ... 11

Pemotongan Contoh Uji ... 12

Pengujian Contoh Uji ... 14

Pengujian Sifat Fisis Berdasarkan Standar JIS A 5908 (2003) ... 13

Kerapatan ... 14

Kadar Air (KA) ... 14

Pengembangan Tebal (PT) ... 15

Daya Serap Air (DSA) ... 15

Pengujian Sifat Mekanis Berdasarkan Standar JIS A 5908 (2003) ... 16

(51)

Kerapatan ... 20

Kadar Air (KA) ... 22

Pengembangan Tebal (PT) ... 24

Daya Serap Air (DSA) ... 27

Sifat Mekanis Papan Partikel ... 30

Internal Bond (IB) ... 32

Modulus of Rupture (MOR) ... 33

Modulus of Elasticity (MOE) ... 34

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 36

Saran ... 36 DAFTAR PUSTAKA

Figur

Tabel 1. Perhitugan kebutuhan bahan baku papan partikel

Tabel 1.

Perhitugan kebutuhan bahan baku papan partikel p.5
Gambar 1. Pola contoh uji papan partikel

Gambar 1.

Pola contoh uji papan partikel p.6
Gambar 2. Bagan alir prosedur pembuatan papan partikel

Gambar 2.

Bagan alir prosedur pembuatan papan partikel p.7
Gambar 3. Pengujian keteguhan rekat internal

Gambar 3.

Pengujian keteguhan rekat internal p.10
Gambar 5. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap kerapatan papan partikel

Gambar 5.

Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap kerapatan papan partikel p.14
Gambar 6. Hubungan antara spring back dengan kerapatan

Gambar 6.

Hubungan antara spring back dengan kerapatan p.15
Tabel 2. Sidik ragam kerapatan papan partikel

Tabel 2.

Sidik ragam kerapatan papan partikel p.16
Gambar 7. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap KA papan partikel

Gambar 7.

Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap KA papan partikel p.16
Tabel 3. Sidik ragam kadar air papan partikel

Tabel 3.

Sidik ragam kadar air papan partikel p.17
Gambar 8. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap PT papan partikel

Gambar 8.

Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap PT papan partikel p.18
Gambar 9. Hubungan antara internal bond dengan pengembangan tebal

Gambar 9.

Hubungan antara internal bond dengan pengembangan tebal p.19
Tabel 4. Sidik ragam pengembangan tebal papan partikel

Tabel 4.

Sidik ragam pengembangan tebal papan partikel p.20
Gambar 10. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap DSA papan partikel

Gambar 10.

Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap DSA papan partikel p.21
Tabel 5. Sidik ragam daya serap air papan partikel

Tabel 5.

Sidik ragam daya serap air papan partikel p.23
Gambar 11. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap IB papan partikel

Gambar 11.

Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap IB papan partikel p.24
Tabel 6. Sidik ragam internal bond papan partikel

Tabel 6.

Sidik ragam internal bond papan partikel p.26
Tabel 7. Sidik ragam MOR papan partikel

Tabel 7.

Sidik ragam MOR papan partikel p.27
Gambar 13. Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap MOE papan partikel

Gambar 13.

Pengaruh konsentrasi asam asetat terhadap MOE papan partikel p.28
Tabel 8. Sidik ragam MOE papan partikel

Tabel 8.

Sidik ragam MOE papan partikel p.29

Referensi

Memperbarui...

Outline : TINJAUAN PUSTAKA