LAMPIRAN
Lampiran 1. Bagan Alir Pembuatan Papan
Pengeringan partikel hingga KA 5 %
Penyaringan partikel eceng gondok dengan saringan 10 mesh
Blending (partikel + perekat UF) dengan kadar perekat 8%, 10%, 12%. Lalu
dilakukan pengujian pH
Pemotongan contoh uji
Pengujian contoh uji
Pembentukan lembaran pada cetakan ukuran (25 x 25 x 1) cm3
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) berdasarkan JIS A 5908
Lampiran 2. Perhitungan Kebutuhan Bahan Baku
Perhitungan kebutuhan bahan baku pembuatan papan partikel dari partikel eceng gondok adalah sebagai berikut :
1. Perhitungan Bahan Baku untuk Kadar Perekat 8%
Berat Partikel = ukuran papan x kerapatan target x (100/100 + kadar perekat) = (25 cm x 25 cm) x 0,8 g/cm3x (100/108) 2. Perhitungan Bahan Baku untuk Kadar Perekat 10%
Lampiran 2. Perhitungan Bahan Baku (Lanjutan) 3. Perhitungan Bahan Baku untuk Kadar Perekat 12%
Lampiran 3. Data Hasil Analisis Sidik Ragam (Ansira)
Hasil Analisis Sidik Ragam Kerapatan Papan Partikel
Sumber Keragaman Derajat Bebas Mean Square F Hitung F Tabel
Ukuran Partikel 1 0,003 2,951* 0,111
Keterangan : * = berpengaruh nyata
Hasil Uji Lanjut Duncan Kerapatan Papan Partikel
Perlakuan N Subset 1 Subset 2 Notasi
8 6 0,6873 a
10 6 0,7250 b
12 6 0,7000 0,7000 ab
Keterangan : notasi yang berbeda artinya berbeda nyata
Hasil Analisis Sidik Ragam Kadar Air Papan Partikel
Sumber Keragaman Derajat Bebas Mean Square F Hitung F Tabel
Ukuran Partikel 1 4,969 0,579tn 1.154
Keterangan : tn = tidak berpengaruh nyata
Hasil Analisis Sidik Ragam Daya Serap Air Papan Partikel
Sumber Keragaman Derajat Bebas Mean Square F Hitung F Tabel
Ukuran Partikel 1 156,291 0,045tn 0,836
Lampiran 3. Data Hasil Analisis Sidik Ragam (Lanjutan)
Hasil Analisis Sidik Ragam Pengembangan Tebal Papan Partikel
Sumber Keragaman Derajat Bebas Mean Square F Hitung F Tabel
Ukuran Partikel 1 36553,573 0,695tn 1,001
Kadar Perekat 2 659,422 0,698tn 1,517
Keterangan : tn = tidak berpengaruh nyata
Hasil Analisis Sidik Ragam Daya Serap Air Papan Partikel
Sumber Keragaman Derajat Bebas Mean Square F Hitung F Tabel
Ukuran Partikel 1 156,291 0,045tn 0,836
Keterangan : tn = tidak berpengaruh nyata
Hasil Analisis Sidik Ragam Internal Bond Papan Partikel
Sumber Keragaman Derajat Bebas Mean Square F Hitung F Tabel
Ukuran Partikel 1 2,769 0,075tn 0,105
Keterangan : tn = tidak berpengaruh nyata
Hasil Analisis Sidik Ragam Modulus of Elasticity Papan Partikel
Sumber Keragaman Derajat Bebas Mean Square F Hitung F Tabel
Ukuran Partikel 1 32504801,94 4,839tn 5,048
Kadar Perekat 2 5234833,588 0,779tn 4,481
Ukuran
Lampiran 3. Data Hasil Analisis Sidik Ragam (Lanjutan)
Hasil Analisis Sidik Ragam Modulus of Rupture Papan Partikel
Sumber Keragaman Derajat Bebas Mean Square F Hitung F Tabel
Ukuran Partikel 1 432,670 9,170* 0,011
Kadar Perekat 2 145,349 3,081* 0,083
Ukuran Partikel*Kadar
Perekat
2 270,692 5,737* 0,018
Galat 12 47,182
Total 17
Keterangan : * = berpengaruh nyata
Hasil Uji Lanjut Duncan Modulus of Rupture Papan Partikel
Perlakuan N Subset 1 Subset 2 Notasi
8 6 17,6383 a
10 6 274600 b
12 6 231200 231200 ab
Lampiran 4. Dokumentasi Penelitian
Eceng Gondok
Lampiran 4. Dokumentasi Penelitian (Lanjutan)
Proses Pengempaan
Papan Partikel Eceng Gondok Ukuran Kasar
Lampiran 4. Dokumentasi Penelitian (Lanjutan)
Papan Partikel Eceng Gondok Ukuran Kasar
Contoh Uji KA dan Kerapatan
Contoh Uji PT dan DSA
Contoh Uji Internal Bond
Pengujian MOE dan
DAFTAR PUSTAKA
Adeyemi. O, Chris C. Osubor. 2016. Assessment of Nutritional Quality of Water Hyacinth Leaf Protein Concentrate. Eugyptian Journal of Aquatic Research. 30 (3), 1-4.
Ahamad T, Saad M, Ashehri. 2014. Thermal Degradation and Evolved Gas Analysis: A Polymeric Blend of Urea Formaldehyde (UF) and Epoxy (DGEBA) Resin. Arabian Journal of Chemistry. 7, 1140–1147.
Aini, Nurul S, K. Bintani dan A. Haris. 2008. Papan Partikel dari Pelepah Kelapa Sawit. Universitas Wijaya Mukti. Malang.
Amin, Adi, Candra. 2002. Selulosa Cross And Bevan Tangkai Eceng Gondok Sebagai Bahan Baku Papan Partikel. IPB. Bogor.
Aras U, Hulya Kalaycglu, Husnu Yel, Gizen Bitek. 2015. Effects of Ammonium Nitrate on Physico-mechanical Properties and Formaldehyde Contents of
Particleboard. Procedia - Social and Behavioral Sciences. 195, 2130 – 2134.
Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Sumatera Utara. 2003. Eceng Gondok di Danau Toba. Medan.
Badan Pusat Statistik Kehutanan. 2013. Statistik Produksi Kehutanan. Jakarta. Bowyer JL, Shmulsky, Haygreen JG. 2003. Forest Products and Wood Science -
An Introduction, Fourth edition. Iowa State University Press.
Giertl G, Jarmila Schmidtova, Martina Daxnerova. 2015. Economic Aspects of Foamed Adhesives Using in Wood Processing Industry. Procedia Economics and Finance. 34, 284 – 289.
Gopal and Sharma. 1981. Structure Property Relation Ship in Polymer. New York Plenum Press.
Gultom. 2012. Sifat Fisik Mekanik Papan Partikel Jerami Padi. Universitas Tanjungpura. Kalimantan.
Hidayati, N. 2005. Fitoremediasi dan Potensi Tumbuhan Hiperakumulator. Hayati. 12 (1), 35-40.
Istirokhatun T, Nur Rokhati, Richa Rachmawaty, Metty Meriyani, Slamet Priyatno, Heru Susanto. 2015. Cellulose Isolation from Tropical Water Hyacinth for Membrane Preparation. Procedia Environmental Sciences. 23, 274 – 281.
Joedodibroto. 2000. Mutu Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengebangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan. Bogor.
Lubis, Y. 2015. Sifat Fisis dan Mekanis Papan Semen dari Limbah Industri Pensil dengan Berbagai Rasio Bahan Baku dan Target Kerapatan. Skripsi. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Luhan G, V Burhanuddin, dan Lusyiani. 2010. Sifat Fisika dan Mekanika Papan Partikel Kayu Mahang Dantandan Kosong Kelapa Sawit Dengan Perekat Polivinil Asetat. Skripsi. Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru. Banjarmasin.
Maloney TM. 1993. Modern Particleboard and Dry-Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Inc. California.
Massijaya, MY., YS. Hadi., B. Tambunan, ES. Bakar dan WA. Subari. 1999. Penggunaan Limbah Plastik Sebagai Komponen Bahan Baku Papan Partikel. Jurnal Teknologi Hasil Hutan. 10 (1), 51-59.
Maulana, D. 2015. Karakteristik Papan Partikel Dari Batang Pandan Mengkuang (Pandanus atrocarpus Griff) Berdasarkan Ukuran Partikel Dan Konsentrasi Ureaformaldehida. Universitas Tanjungpura. Kalimantan. 3 (2), 247-258.
Mawardi, I. 2009. Mutu Papan Partikel dari Kayu Kelapa Sawit (KKS) Berbasis Perekat Polystyrene. Jurnal Teknik Mesin. Politeknik Negeri hokseumawe. Banda Aceh. 11 (2), 91-96.
Nongman, Bahari, Abu Bakar. 2016. The Effect of Banana Leaves Lamination on the Mechanical Properties of Particle Board Panel. Procedia Chemistry. 19, 943 – 948.
Pizzi, A. 1983. Wood Adhesives, Chemistry of Technology. National Timber Research Institute Council for Scientific and Industrial Research. Pretoria South Africa.
Putra, BE. 2009. Pengaruh Kadar Perekat Urea FormaldehidaTerhadap Sifat Fisis dan Mekanis Plafon Papan dari Sabut Kelapa. Skripsi. Universitas Andalas. Padang.
Sucipto, T., AH, Iswanto., dan I, Azhar. 2010. Karaktristik Papan Partikel dari Limbah Batang Sawit dengan Menggunakan Tiga Jenis Perekat. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan. Univesitas Sumatera Utara. Medan. 3 (2), 337-339 .
Sulaeman. 2010. Pemanfaatan Limbah Industri Mebel Dan Kusen Sebagai Bahan Papan Partikel Konvensional. Universitas Riau. Pekanbaru.
Sulastiningsih, IM., Novitasari, dan A, Turoso. 2006. Pengaruh Kadar Perekat Terhadap Sifat Papan Partikel Bambu. http://forda-mof.org/files/Pengaruh%20Kadar%20Perekat%20Terhadap%20Sifat%20P apan%20Partikel%20Bambu.pdf diakses pada [1 September 2016]
Tan, Haiyan, Yanhua Zhang, Xiangli Weng. 2011. Preparation of the Plywood Using Starch-based Adhesives Modified with blocked isocyanates. Procedia Engineering. 15, 1171 – 1175.
Tsoumis. 1991. Science and Technology of Wood.Van Nostran. New York.
Walker, J.C.F. 1993. Primary Wood Processing. Principles and Practice. Published by Chapman & Hall. London.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan April 2016 – Agustus 2016. Penelitian ini
dilakukan dibagi menjadi dua bagian yaitu pembuatan papan dilakukan di Laboratorium Penelitian Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera
Utara. Pengujian sifat fisis dan mekanis papan dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan
Alat yang dipergunakan pada penelitian ini yaitu cetakan berukuran 25 cm x 25 cm, plat besi dengan ketebalan 1 cm, sprayer, mesin kempa panas, oven, kaliper, pisau/gunting, moisture meter, mesin pencacah, UTM, timbangan, saringan 10 mesh. Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah tanaman eceng gondok (Eichhornia crassipes). Jenis perekat yang akan dipergunakan pada penelitian ini yaitu urea formaldehida (UF) dengan kadar 8%, 10%, 12%.
Prosedur Penelitian
1. Persiapan Bahan Baku
untuk mendapatkan partikel kasar dan saringan lolos 10 mesh untuk mendapatkan partikel halus.
Tabel 1. Kebutuhan Bahan Baku
Kadar Perekat (%) Kebutuhan Bahan Baku
Kebutuhan Partikel (g) Kebutuhan Perekat (g)
8 (untuk 6 papan) 3055,6 210
10 (untuk 6 papan) 2970 270
12 (untuk 6 papan) 2803,5 321,42
Total (18 papan) 8829,1 801,42
2. Proses Pencetakan Papan
Partikel eceng gondok dicampur dengan perekat UF yang terdiri atas 3 perlakuan yaitu kadar perekat 8%, 10%, 12%. Perekat UF yang digunakan tidak dicampur dengan hardener karena partikel eceng gondok memiliki pH 5 (asam). Selanjutnya dilakukan pencetakan lembaran dalam cetakan berukuran 25 x 25 cm². Sesuai standard JIS A 5908 (2003) yang digunakan dalam penelitian sebelumnya, dilakukan oleh Maulana (2015) lembaran yang sudah dicetak dikempa panas pada suhu 130ºC, tekanan 30 kg/cm² selama 10 menit. Papan yang dicetak sebanyak 18 papan dengan perincian 2 perlakuan (kadar perekat dan ukuran partikel) dengan 3 ulangan untuk masing-masing perlakuan. Sampel papan dinotasikan dengan HA, HB, HC, KA,KB, KC.
Keterangan : HA = papan partikel ukuran halus, kadar perekat 8% HB = papan partikel ukuran halus, kadar perekat 10% HC = papan partikel ukuran halus, kadar perekat 12% KA = papan partikel ukuran kasar, kadar perekat 8% KB = papan partikel ukuran kasar, kadar perekat 10% KC = papan partikel ukuran kasar, kadar perekat 12%
3. Pengkondisian (Conditioning)
menyeimbangkan kadar air 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 kadar air (10 cm x 10 cm), daya serap air, pengembangan tebal dan dan keteguhan rekat internal (5 cm x 5 cm), modulus of elasticity dan modulus of rupture (20 cm x 5 cm). Pola pemotongan contoh uji papan partikel dari eceng gondok diilustrasikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Pola contoh uji papan partikel Keterangan gambar :
A : contoh uji modulus of elasticity dan modulus of rupture (5 x 20) cm2 B : contoh uji kerapatan dan kadar air (10 x 10) cm2
C : contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air (5x 5) cm2 D : contoh uji keteguhan rekat internal (5 x 5) cm2
5. Pengujian Contoh Uji
Parameter pengujian papan partikel terdiri atas kerapatan, kadar air (KA), daya serap air (DSA), pengembangan tebal (PT), internal bond (IB), modulus of
A
B D
elasticity (MOE), dan modulus of rupture (MOR). Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel pada penelitian ini mengacu pada standar JIS A 5908 (2003).
Tabel 2. Standar JIS A 5908-2003 pada pengujian papan partikel
No. Parameter Sifat Fisis Mekanis Standart JIS A 5908 (2003) 1 Kerapatan (g/cm3) 0,4-0,9
2 Kadar Air (%) 5-13 3 Daya Serap Air (%) - 4 Pengembangan Tebal (%) Maksimal 12 5 MOR (kg/cm2) Minimal 82 6 MOE (kg/cm2) Minimal 20400
7 Internal Bond (kg/cm2) Minimal 1,5
A. 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
Keterangan :
ρ = kerapatan (g/cm3)
B = berat contoh uji kering udara (g) V = volume contoh uji kering udara (cm3)
Kadar air (KA)
Nilai kadar air papan dihitung dengan rumus:
BA- BKO
KA (%) = x 100 BKO
Keterangan:
KA = kadar air (%)
BA = berat awal contoh uji (g)
BKO = berat kering oven contoh uji (g)
Pengembangan tebal (PT)
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 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 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)
berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm sama dengan contoh uji pengembangan tebal. Daya serap air tersebut dihitung dengan rumus:
B1 – B0
DSA (%) = x 100
B0
Keterangan:
DSA = daya serap air (%)
B0 = berat contoh uji sebelum perendaman (g) B1 = berat contoh uji setelah perendaman (g)
B. Pengujian Sifat Mekanis Papan Berdasarkan Standar JIS A 5908
(2003)
Internal bond (IB)
Contoh uji keteguhan rekat internal (internal bond) berukuran 5 cm x 5 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
Gambar 2. 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 3.
P
L
Gambar 3. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) Nilai MOR dihitung dengan rumus:
3PL MOR = 2bh2 Keterangan:
h = tebal contoh uji (cm) L = jarak sangga (cm)
Modulus of elasticity (MOE)
Pengujian modulus elastisitas dilakukan bersama-sama dengan pengujian modulus patah, sehingga contoh ujinya sama. Pada saat 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
Analisis data pada penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial. Perlakuan dalam penelitian ini terdiri atas 2 perlakuan yaitu
1. Kadar perekat UF terdiri atas 3 taraf yaitu 8%, 10%, 12% dengan tiga ulangan.
2. Ukuran partikel terdiri atas 2 taraf yaitu tertahan 10 mesh dan lolos 10
Model statistik linier dari rancangan percobaan ini dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:
Yij = µ + αi +βj + (αβij) + ∑ijk
Keterangan:
Yijk = respon pengamatan pada papan dengan perlakuan variasi kadar perekat UF ke-i ukuran partikel ke-j ulangan ke-k
µ = nilai rata-rata umum
αi = pengaruh variasi kadar perekat ke-i
βj = pengaruh ukuran partikel ke-j
αβij = pengaruh interaksi variasi kadar perekat ke- i dan ukuran partikel ke-j
∑ij = sisaan acak dari perlakuan variasi kadar perekat ke-iukuran partikel ke-j i = 8%, 10%, 12%
j = tertahan 10 mesh (kasar), lolos 10 mesh (halus) k = 1,2,3
Adapun hipotesis yang digunakan adalah : a. Variasi kadar perekat
H0= tidak terdapat pengaruh perbedaan perlakuan variasi kadar perekat terhadap kualitas papan partikel
H1 = terdapat pengaruh perbedaan perlakuan variasi kadar perekat terhadap kualitas papan partikel
b. Ukuran Partikel
H0 = tidak terdapat pengaruh perbedaan perlakuan ukuran partikel terhadap kualitas papan partikel
H1 = terdapat pengaruh perbedaan perlakuan ukuran partikel terhadap kualitas papan partikel
c. Interaksi antara variasi kadar perekat dan ukuran partikel
H1 = terdapat pengaruh pengaruh interaksi antara variasi kadar perekat dan ukuran partikel terhadap kualitas papan partikel
Untuk mengetahui pengaruh perlakuan variasi kadar perekat dan ukuran partikel sifat fisis dan mekanis papan maka dilakukan analisis sidik ragam (ansira). Analisis sidik ragam tersebut menggunakan kriteria uji sebagai berikut:
a. Jika Fhitung < Ftabel maka H0 ditolak atau perbedaan perlakuan variasi kadar perekat dan ukuran partikel tidak berpengaruh nyata terhadap kualitas papan partikel.
b. Jika Fhitung > Ftabel maka H1 diterima atau perbedaan perlakuan variasi kadar perekat dan ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap kualitas papan partikel.
Selanjutnya untuk mengetahui perbedaan perlakuan variasi kadar perekat dan ukuran partikel terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel maka dilanjutkan pengujian dengan menggunakan uji Duncan Multiple Range Test.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat Fisis Papan Partikel
a. Kerapatan
Nilai rata-rata kerapatan papan partikel eceng gondok yang dihasilkan berkisar antara 0,68 g/cm3-0,74 g/cm3. Hasil penelitian rata-rata kerapatan papan partikel disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4. Kerapatan Papan Partikel Eceng Gondok
Gambar 4 memperlihatkan nilai kerapatan tertinggi dan terendah masing-masing dihasikan dari papan dengan perlakuan ukuran partikel kasar dengan kadar perekat 12% (KC) dan ukuran partikel halus dengan kadar perekat 10% (HB). Nilai kerapatan papan partikel eceng gondok yang dihasilkan belum ada yang mencapai kerapatan target yang diinginkan yaitu 0,80 g/cm3. Nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini telah memenuhi standar yang dipersyaratkan dalam JIS A 5908-2003 (0.4 - 0.9 g/cm3). Papan partikel yang tidak mencapai target kerapatan karena adanya spring back. Nuryawan et al., (2009) menyatakan bahwa spring back merupakan usaha pembebasan dari
b ab a b ab a
tekanan yang dialami pada waktu pengempaan. Penyesuaian kadar air papan terjadi pada saat pengkondisian sehingga terjadi kenaikan tebal papan yang pada akhirnya menyebabkan menurunnya kerapatan papan partikel. Selain itu, pada umumnya bahan berlignoselulosa non kayu bersifat volumenous sehingga spring back yang dihasilkan tinggi.
Nilai kerapatan papan partikel bertambah tinggi dengan bertambahnya kadar perekat yang diberikan. Nilai kerapatan yang dihasilkan sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan Putra (2009) kadar perekat UF 8% menghasilkan nilai kerapatan papan partikel dari sabut kelapa sebesar 0,69 g/cm3, kadar perekat UF 18% menghasilkan nilai kerapatan papan partikel dari sabut kelapa sebesar 0,81 g/cm3. Sesuai juga dengan penelitian Sulastiningsih et al., (2006), kadar perekat UF 8% menghasilkan nilai kerapatan papan partikel bambu sebesar 0,68 g/cm3, kadar perekat UF 12% menghasilkan nilai kerapatan papan partikel bambu sebesar 0,71 g/cm3.
Tidak meratanya distribusi perekat akibat bahan baku yang volumenous dapat menyebabkan tekanan dan panas yang diterima oleh lembaran pada saat pengempaan tidak sama sehingga menyebabkan volume papan partikel yang didapat sama namun berat papan partikel yang didapat tidak sama. Hal ini sesuai dengan pernyataan yang dikemukakan Aini et al., (2008) bahwa pembentukan lembaran secara manual dapat mengakibatkan tidak meratanya pendistribusian partikel dan perekat pada pembentukan lembaran dalam cetakan.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam, dapat dilihat bahwa perlakuan kadar perekat dan ukuran partikel memberikan pengaruh nyata terhadap nilai kerapatan papan partikel. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa jumlah kadar perekat 10% tidak berbeda nyata dengan kadar perekat 8% dan 12%, namun kadar perekat 12% berpengaruh nyata dengan kadar 8%.
b. Kadar Air
Nilai rata-rata kadar air papan partikel eceng gondok yang dihasilkan berkisar anatara 10,33%-12,07%. Hasil penelitian rata-rata nilai kadar air papan partikel disajikan pada Gambar 5.
Gambar 5. Kadar Air Papan Partikel Eceng Gondok
0
Nilai kadar air tertinggi dan terendah masing-masing dihasilkan oleh papan partikel ukuran kasar dengan kadar perekat 10% (KB) yaitu 12,07% dan ukuran halus dengan kadar perekat 8% (HA) yaitu 10,33%. Nilai kadar air pada papan partikel yang dihasilkan semua perlakuan memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yaitu mensyaratkan nilai kadar air yang diperbolehkan yaitu sebesar 5-13%.
Kadar air papan partikel lebih rendah daripada kadar air bahan baku. Hal ini terjadi sebagai akibat dari perlakuan panas yang diterima papan pada saat pengempaan panas (Massijaya et al., 1999). Sama halnya seperti pada penelitian ini kadar air papan partikel (±10%) yang dihasilkan lebih rendah jika dibandingkan kadar air bahan baku papan partikel (±80%).
Hasil yang diperoleh pada Gambar 5 memperlihatkan bahwa kadar perekat 10% baik pada ukuran partikel kasar maupun halus memiliki nilai kadar air yang tinggi dan pada kadar perekat 12% kadar air papan turun kembali. Nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan nilai kadar air 5% - 13%. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan kadar perekat dan ukuran partikel tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air papan partikel eceng gondok.
c. Daya Serap Air
Gambar 6. Daya Serap Air Papan Partikel Eceng Gondok
Nilai daya serap air papan partikel dengan waktu perendaman selama 2 jam lebih rendah dibandingkan 24 jam. Hal ini disebabkan karena lamanya perendaman. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Lubis et al., (2015), yang menyatakan lamanya waktu perendaman mempengaruhi banyaknya air yang masuk melalui rongga papan dan permukaan partikel sampai penyerapan air maksimal.
Nilai daya serap air 2 jam papan partikel terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 8% dengan ukuran partikel halus dan tertinggi pada papan partikel dengan kadar perekat 12% dengan ukuran partikel halus. Sedangkan nilai daya serap air 24 jam lebih besar dari nilai daya serap air 2 jam. Nilai daya serap air 24 jam terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 10% dengan ukuran partikel halus dan tertinggi pada papan partikel dengan kadar perekat 8% dengan ukuran partikel halus.
JIS A 5908-2003 tidak menetapkan standar untuk daya serap air, tetapi perlu dilakukan pengujiannya karena untuk mengetahui ketahanan papan terhadap air dan dalam penggunaannya, jika ditempatkan dalam cuaca yang ekstrem dalam
0
Ukuran partikel dan kadar perekat UF
hal ini terkena hujan dan kelembaban tinggi. Air yang masuk ke dalam papan dibedakan menjadi dua macam, yaitu air yang masuk ke dalam papan dan mengisi ronga-rongga kosong di dalam papan serta air yang masuk ke partikel atau serat kayu penyusun papan (Massijaya et al., 1999).
Hasil analisis sidik ragam perlakuan menunjukkan bahwa perlakuan kadar perekat dan ukuran partikel dengan waktu perendaman 2 jam dan 24 jam tidak berpengaruh nyata terhadap nilai daya serap air papan partikel. Pada standar JIS A 5908-2003 tidak menetapkan nilai pengujian daya serap air papan partikel.
d. Pengembangan Tebal
Nilai rata-rata pengembangan tebal yang dihasilkan pada papan partikel dengan perendaman 2 jam adalah berkisar antara 99,69 %-248,12%. Sementara pada perendaman 24 jam nilai rata-rata pengembangan tebalnya adalah berkisar antara 175,28%-301,84%. Hasil penelitian rata-rata nilai pengembangan tebal pada perendaman 2 jam dan perendaman 24 jam dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Pengembangan Tebal Papan Partikel Eceng Gondok
0
Ukuran partikel dan kadar perekat UF
Nilai pengembangan tebal 2 jam papan partikel terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 8% dengan ukuran partikel halus dan tertinggi pada papan partikel dengan kadar perekat 8% dengan ukuran partikel kasar. Sedangkan nilai pengembangan tebal 24 jam lebih besar dari nilai daya serap air 2 jam. Nilai pengembangan tebal terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 8% dengan ukuran partikel halus dan tertinggi pada papan partikel dengan kadar perekat 10% dengan ukuran partikel kasar.
Pengembangan tebal terjadi karena eceng gondok bersifat volumenous dan kadar selulosa eceng gondok yang tinggi yang mampu menyerap air lebih banyak. Pengembangan dan penyusutan volume dipengaruhi oleh banyak faktor seperti kadar air, kerapatan, struktur anatomi, ekstraktif, dan komposisi kimia.
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan kadar perekat dan ukuran partikel pada perendaman selama 2 jam dan 24 jam tidak berpengaruh nyata terhadap nilai pengembangan tebal papan. Namun nilai pengembangan tebal yang dihasilkan memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan pengembangan tebal lebih kecil atau sama dengan 12%.
Sifat Mekanis Papan Partikel
a. Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond)
mensyaratkan nilai keteguhan rekat internal yang diperbolehkan minimal 1,5 kg/cm2. Hasil penelitian rata-rata nilai IB papan partikel disajikan pada Gambar 8.
Gambar 8. Keteguhan Rekat Internal Papan Partkel Eceng Gondok
Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan, makan nilai intenal bond
yang dihasilkan juga akan semakin tinggi. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Putra (2011), papan partikel dari batang bawah kayu jabon dengan kadar perekat UF 3% menghasilkan nilai internal bond sebesar 5,19 kg/cm2, dan papan partikel dari batang bawah kayu jabon dengan kadar perekat UF 5% menghasilkan nilai internal bond sebesar 5,91 kg/cm2. Sesuai juga dengan penelitian Iskandar dan Supriadi (2013), Nilai IB papan partikel ampas tebu dengan kadar perekat UF 6% sebesar 1,49 kg/cm2 dan nilai IB papan partikel ampas tebu dengan kadar perekat UF 10% sebesar 2,33 kg/cm2.
Nilai keteguhan rekat internal papan partikel juga dapat dipengaruhi oleh kerapatan pada papan partikel. Kadar perekat yang tinggi menghasilkan kerapatan yang tinggi dan internal bond yang tinggi. Papan partikel eceng gondok dengan
0,00
0,74 kg/cm3 dan nilai internal bond 2,12 kg/cm2, sedangkan papan partikel eceng gondok dengan kadar perekat UF 8% baik ukuran partikel halus maupun kasar menghasilkan nilai kerapatan dan nilai internal bond yang rendah.
Nilai internal bond ukuran partikel kasar lebih besar dibandingkan dengan nilai IB ukuran partikel halus. Hal ini disebabkan oleh ukuran partikel yang kasar memiliki serat lebih kuat dan mempermudah pematangan (curing) perekat saat pengempaan serta disebabkan oleh blending eceng gondok dengan perekat UF yang memiliki pH asam.
Bowyer et al., (2003) menyatakan keteguhan rekat mengindikasikan kekuatan ikatan antar partikel dan merupakan pengujian yang penting untuk pengendalian kualitas karena menunjukkan kemampuan pencampuran perekat, pembentukan lembaran dan proses pengempaan. Akan tetapi jumlah perekat yang berlebih tidak akan meningkatkan keteguhan rekat. Sesuai dengan pernyataan Mawardi (2009) bahwa jumlah perekat yang berlebih tidak akan meningkatkan kekuatan tarik dikarenakan perekat melewati batas optimum sehingga perekat terkonsentrasi pada satu daerah yang menyebabkan interface partikel dan perekat menjadi lemah.
b. Modulus Elastisitas (Modulus of Elasticity)
Nilai pengujian modulus elastisitas papan partikel dari eceng gondok berkisar anatara 2355,14-8763 kg/cm2. Hasil penelitian rata-rata nilai modulus elastisitas papan partikel disajikan pada Gambar 9.
Gambar 9. Modulus Elastisitas Papan Partikel Eceng Gondok
Gambar 9 memperlihatkan bahwa semakin tinggi kadar perekat maka hasil modulus elastisitas semakin tinggi. Pada papan halus dan kasar dengan perekat 12% mendominasi nilai MOE. Hal ini didukung juga dengan hasil penelitian Sucipto et al., (2010), nilai MOE papan partikel dari serbuk batang sawit dengan kadar perekat isosianat 7% sebesar 14.267,3 kg/cm2, dan nilai MOE papan partikel dari serbuk batang sawit dengan kadar perekat isosianat 10% sebesar 17.983,45 kg/cm2. Sesuai juga dengan penelitian yang dilakukan Iskandar dan Supriadi (2013), nilai MOE papan partikel dari ampas tebu dengan kadar perekat UF 6% sebesar 4.429,32 kg/cm2, dan nilai MOE papan partikel dari ampas tebu dengan kadar perekat UF 10% sebesar 10.976 kg/cm2.
0
Ukuran partikel mempengaruhi nilai MOE yang dihasilkan. Ukuran partikel yang kasar menghasilkan nilai MOE yang lebih tinggi dibandingkan papan dengan ukuran partikel halus. Hal ini sesuai dengan pendapat Maloney (1993) yang mengemukakan bahwa penggunaan partikel berupa serutan (shaving) yang kasar menghasilkan kekuatan lentur yang tinggi dan keteguhan rekat yang lebih rendah pada beberapa tingkat kerapatan papan, kadar perekat dan kadar parafin.
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan kadar perekat dan ukuran partikel tidak berpengaruh nyata terhadap nilai modulus elastisitas papan. Nilai modulus elastisitas yang dihasilkan juga tidak memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan nilai modulus elastisitas yaitu ≥20.000 kg/cm2. c. Modulus Patah (Modulus of Rupture)
Nilai pengujian modulus patah papan partikel dari eceng gondok berkisar anatara 15,0 kg/cm2-31,32 kg/cm2. Hasil penelitian rata-rata nilai modulus patah papan partikel disajikan pada Gambar 10.
Gambar 10. Modulus Patah Papan Partikel Eceng Gondok
a b ab a b ab
Gambar 10 menunjukkan bahwa nilai modulus patah yang tertinggi pada papan partikel eceng gondok terdapat pada papan dengan ukuran kasar dan kadar perekat 12%. Pada pengujian ini, ukuran partikel juga berpengaruh pada nilai MOR yang dihasilkan. Ukuran partikel yang kasar memiliki nilai MOR yang lebih tinggi dibandingkan dengan ukuran partikel yang halus. Hal ini didukung oleh pendapat Luhan et al., (2010) yang menggunakan ukuran partikel 10 mesh dan 5
mesh yaitu papan dengan volume partikel mahang lebih banyak memiliki jarak antar partikel lebih rapat, maka akan lebih kompak dan lebih kuat menahan beban, sehingga keteguhan patahnya akan lebih besar. Nilai modulus elastisitas dan modulus patah ditentukan juga oleh keadaan permukaan yang menyentuh alat UTM saat pengujian. Cara untuk meningkatkan nilai MOE dan MOR papan partikel adalah sala satunya dengan memggunakan pelapis pada permukaan papan.
Nilai modulus patah papan partikel yang dihasilkan akan semakin tinggi seiring dengan bertambahnya kadar perekat yang diberikan. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan Sinulingga (2009), papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar perekat UF 6% menghasilkan nilai MOR sebesar 67,80 kg/cm2, dan papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar perekat UF 12% menghasilkan nilai MOR sebesar 81,75 kg/cm2. Sesuai juga dengan penelitian yang dilakukan Sulasiningsih (2006), nilai MOR papan partikel bambu dengan kadar perekat UF 8% sebesar 56,86 kg/cm2, dan nilai MOR papan partikel bambu dengan kadar perekat UF 12% sebesar 187,56 kg/cm2.
antar partikel menjadi kurang rapat dan kompak yang dapat menyebabkan kecilnya nilai keteguhan papan. Semakin tinggi tingkat kerapatan papan partikel, maka akan semakin tinggi sifat keteguhan papan partikel yang dihasilkan (Haygreen dan Bowyer 1996).
Papan partikel non kayu seperti eceng gondok memerlukan kadar perekat yang cukup tinggi untuk menghasilkan sifat fisis dan mekanis yang baik sedangkan papan partikel berbahan kayu hanya memerlukan kadar perekat yang sedikit. Hal ini didukung oleh penelitian (Aras et al., 2015) yang mengatakan kadar perekat papan partikel dengan kulit kayu pinus sekitar 9-11%. Namun dengan penggunaan ammonium nitrat dapat memperbaiki daya serap air dan pengembangan tebal papan. Hasil yang diperoleh terhadap sifat mekanis papan yaitu MOE dan MOR yang tidak berpengaruh nyata namun berpengaruh nyata terhadap internal bond dan kuat pegang sekrup. Papan yang dicampur dengan ammonium nitrat memenuhi syarat dan standar untuk bahan bangunan.
Rekapitulasi hasil pengujian papan partikel
Nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis dan mekanis berdasarkan kadar perekat dan ukuran partikel pada papan partikel disajikan pada Tabel 3 dan Tabel 4. Nilai rekapitulasi skoring pengujian sifat fisis dan mekanis berdasarkan kadar perekat dan ukuran partikel pada papan partikel disajikan pada Tabel 5 dan Tabel 6.
Tabel 3. Nilai rata-rata pengujian papan terhadap pengaruh kadar perekat UF dan ukuran partikel kasar (tertahan 10 mesh)
Nilai rata-rata KA KB KC
Tabel 4. Nilai rata-rata pengujian papan terhadap pengaruh kadar perekat UF dan ukuran partikel halus (lolos 10 mesh)
Nilai rata-rata HA HB HC
Tabel 5. Rekapitulasi skoring papan partikel hasil penelitian (kadar perekat UF dan ukuran partikel kasar)
MOR (kg/cm2)
Keterangan: Nilai rata-rata = 3 ulangan
Skoring = 1 (rendah), 2 (sedang), 3 (tinggi)
Standar JIS A 5908 (2003) = 1 (memenuhi), 0 (tidak memenuhi)
Tabel 6. Rekapitulasi skoring papan partikel hasil penelitian (kadar perekat UF dan ukuran partikel halus)
Sifat fisis, mekanis papan partikel
Keterangan: Nilai rata-rata = 3 ulangan
Skoring = 1 (rendah), 2 (sedang), 3 (tinggi)
Dari hasil skoring pada tabel 5 dan tabel 6, dapat dilihat bahwa perlakuan KC (kadar perekat 12% dan ukuran partikel kasar) memiliki hasil skoring tertinggi. Hal ini berarti perlakuan KC merupakan perlakuan terbaik pada papan partikel eceng gondok yang dihasilkan. Kadar perekat 12% merupakan kadar perekat terbaik karena pada kadar perekat 12% terjadi pematangan (curing) yang baik sehingga papan yang dihasilkan bagus. Selain itu, semakin tinggi kadar perekat yang digunakan maka papan partikel yang dihasilkan semakin bagus.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Kadar perekat dan ukuran partikel berpengaruh terhadap sifat fisis papan yaitu kerapatan dan kadar air yang telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) sedangkan pengembangan tebal belum memenuhi standar. Sementara pada sifat mekanis kadar perekat dan ukuran partikel berpengaruh terhadap sebagian nilai keteguhan rekat internal yaitu hanya ukuran partikel kasar sedangkan nilai modulus patah dan modulus elastisitas belum memenuhi standar. Berdasarkan hasil skoring dan analisis sidik ragam papan eceng gondok terbaik yaitu papan dengan ukuran partikel kasar dan kadar perekat 12%.
Saran
TINJAUAN PUSTAKA
Papan Partikel
Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat menggunakan perekat sintesis atau bahan pengikat lain dan dikempa panas (Maloney, 1993). Sifat bahan baku kayu sangat berpengaruh terhadap sifat papan partikelnya. Sifat kayu tersebut antara lain jenis dan kerapatan kayu, penggunaan kulit kayu, bentuk dan ukuran bahan baku, tipe, ukuran dan geometri partikel kayu, kadar air kayu, dan kandungan ekstraktifnya (Bowyer et al., 2003).
Papan partikel mempunyai beberapa kelebihan dibanding kayu asalnya yaitu papan partikel bebas dari mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam dan mudah dikerjakan, mempunyai sifat isotropis, sifat dan kualitasnya dapat diatur. Kelemahan papan partikel adalah stabilitas dimensinya yang rendah (Sulaeman, 2010).
Peningkatan jumlah lapisan daun pisang meningkatkan sifat mekanis papan partikel dari daun pisang. Papan partikel dengan 4 lapisan menghasilkan modulus elastisitas dan keteguhan rekat internal yang tinggi. Hal ini diduga dipengaruhi oleh orientasi serat daun pisang yang sejajar dengan arah pengujian pada kekuatan tarik (Nongman et al., 2016).
Berdasarkan kerapatannya, Maloney (1993) membagi papan partikel ke dalam tiga golongan yaitu :
b) Papan partikel berkerapatan sedang (medium density particleboard), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,59-0,8 g/cm3
c) Papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3.
Eceng Gondok
Menurut Suprapti (2000), eceng gondok (Eichhornia crassipes) merupakan jenis tumbuhan air yang termasuk genus Eichhornia, famili Pontedericeae, kelas Monocotyledonae dan divisi Spermatophyta. Eceng gondok memiliki daun berbentuk bulat telur dan berwarna hijau segar mengkilat, berbunga ungu muda (nila), daun ditopang oleh bingkai daun (petioles) berbentuk silinder memanjang sampai 1 meter dengan diameter 1-2 cm yang berisi serat kuat dan lemas serta mengandung banyak air. Eceng gondok memiliki dua cara perkembangbiakan yaitu dengan biji dan tune (stolon) yang berada di atas akar. Di samping itu, eceng gondok memiliki kemampuan merubah pH air di lingkungan tempat tumbuhnya. Suhu ideal untuk pertumbuhannya berkisar antara 28°C-30°C dengan derajat keasaman (pH) antara 5-6.
Menurut Zerrudo (1979) tangkai daun (petioles) eceng gondok mengandung 34,6% fiber berdasarkan berat kering oven, dengan panjang fiber
ratarata 1,53 mm dan berdinding tipis, mengandung sedikit lignin, holoselulosa, pentosan yang tinggi. Kadar abu yang tinggi, tetapi mengandung sedikit silika, ekstraktif cukup larut dalam alkohol-benzena tetapi larut banyak dalam NaOH 1%.
sebagai bahan baku pembuatan papan partikel. Kandungan ekstraktifnya rendah, yaitu sekitar 6% dari berat total, sehingga tidak mengganggu perekatan. Pemanfaatan eceng gondok sebagai bahan baku pembuatan papan partikel merupakan salah satu alternatif manfaat yang memberikan nilai tambah eceng gondok bagi masyarakat.
Menurut Gopal dan Sharma (1981) eceng gondok mengandung 11,3% lignin, 13,3% pentosan, 21,9% selulosa, dan hanya 0,018% pati. Kadar selulosa dilaporkan ditemukan dalam kisaran nilai yang sangat besar yaitu 26,1%; 32%; 42%; dan 40-50%, selulosa yang dihasilkan sebaik kapas dengan karakteristik serat sebagai berikut: panjang 1,53 mm, lebar 0,023 mm, tebal dinding sel 3,5 µm dengan kadar abu yang tinggi.
Eceng gondok (water hyacinth) mengandung protein, karbohidrat, lemak, kadar abu dan serat. Daun eceng gondok merupakan sumber protein dengan konsentrasi yang baik. Eceng gondok mengandung asam amino, tripofan, glutamin dan asporagin. Dari analisis logam yang dilakukan menunjukan bahwa ada Cd, Cr, Hg, Pb, Sn, Fe, Cu, Zn, Ni, dan Co. Namun konsentrasi logam tersebut tidak menimbulkan ancaman yang berat dalam penggunaan eceng gondok maupun dalam lingkungan (Adeyemi et al., 2016). Eceng gondok dapat menyerap hingga 180 ppm Pb dan telah digunakan untuk membersihkan garam perak dari air limbah (Hidayati, 2005).
Perekat Urea Formaldehida (UF)
sebuah katalisator yang disebut hardener dan bersifat irreversible. Perekat jenis ini jika sudah mengeras tidak dapat menjadi lunak. Contoh jenis perekat yang termasuk golongan ini adalah urea formaldehyde (UF), melamine formaldehyde
(MF), phenol formaldehyde (PF), isocyanate, dan resolsinol formaldehide. Perekat thermoplastic adalah perekat yang dapat melunak jika terkena panas dan menjadi mengeras kembali apabila suhunya rendah. Contoh jenis perekat yang termasuk jenis ini polyvinyl adhesive, cellulose adhesive, dan acrylic resin
adhesive (Pizzi, 1983).
Menurut Walker (1993), UF merupakan perekat yang paling banyak digunakan dalam pembuatan papan partikel karena UF lebih murah harganya bila dibandingkan dengan perekat lainnya. UF lebih cepat kering pada saat dikempa dengan suhu yang rendah bila dibandingkan dengan PF.
Sifat-sifat UF yaitu mengeras pada suhu relatif rendah (115oC – 127oC), tahan kelembaban, berwarna terang, murah, tidak tahan pada suhu serta kondisi ekstrim serta umur penyimpanan pendek. Perekat ini juga tahan terhadap pelarut organik, jamur dan rayap tetapi tidak tahan terhadap basa dan asam kuat. Perekat UF mempunyai waktu pengerasan yang singkat dengan kempa panas kurang lebih 10 menit dan dalam pembuatan papan ditambahkan 10% dari serat kering oven partikel. Menurut Maloney (1993) perekat ini mempunyai karakteristik viskositas (25oC) (Cps) sebesar 30%, resin solid content 40-60%, pH sekitar 7-8, berat jenis (25oC) adalah 1,27-1,29.
campuran tidak ada emisi. Sifat formaldehida dapat ditingkatkan dengan menggunakan polimer lainnya agar dapat diaplikasikan sebagai indoor/outdoor
dalam industri kayu (Ahamad et al., 2014).
Faktor konsentrasi urea formaldehida dan interaksi hanya berpengaruh nyata terhadap kadar air papan partikel. Semua sifat fisik dan mekanik papan partikel yang diuji telah memenuhi standar JIS A 5908–2003, kecuali pada pengembangan tebal dan modulus elastisitas papan. Perlakuan terbaik untuk sifat
fisik dan mekanik papan partikel dari batang pandan mengkuang (Pandanus atrocarpus) adalah pada perlakuan ukuran partikel kasar dan konsentrasi urea formaldehida 14% (Maulana et al., 2015).
Peningkatan kadar perekat UF berpengaruh terhadap pengembangan tebal, penyerapan air, dan meningkatkan modulus patah, modulus elastisitas dan kuat cabut sekrup, tetapi tidak mengakibatkan perubahan terhadap kerapatan, kadar air dan keteguhan rekat. Kadar air dan modulus patah papan partikel yang memenuhi standar Indonesia dan standar Jepang baik secara parsial atau keseluruhan. Berdasarkan nilai kerapatan, papan partikel hasil percobaan ini lebih cocok untuk digunakan sebagai penyekat ruangan dan rangka meja (Iskandar, 2012).
struktur partikel maka semakin besar perubahan dimensi tebal yang dihasilkan (Gultom, 2012).
Produk komposit yang ramah lingkungan adalah dengan menggunakan perekat pati. Faktor yang mempengaruhi kekuatan ikat dan daya tahan air perekat pati adalah solid content yang berbeda dan penambahan aditif. Rasio optimum penambahan aditif yang baik yaitu sekitar 4% - 6% (Tan et al., 2011).
Perekat memiliki peran yang penting dalam industri pengolahan kayu. Perekat juga memberi kontribusi untuk meningkatkan kualitas produk dan merupakan dasar untuk pengembangan kayu. Perekat UF memiliki kelebihan efisiensi biaya dalam produksi panel kayu namun kualitas yang dihasilkan belum maksimal jika digunakan dalam industri besar (Giertl et al., 2015).
Ukuran Partikel
Papan partikel dengan ukuran partikel kasar memiliki nilai modulus elastisitas yang lebih besar. Hal ini dikarenakan dimensi partikel yang lebih besar dapat menyalurkan tekanan dari beban yang diterima lebih baik dibandingkan dengan ukuran partikel halus. Faktor ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap kadar air, modulus elastisitas, modulus patah, keteguhan rekat dan kuat pegang sekrup yang dihasilkan (Sinulingga, 2007).
PENDAHULUAN
Latar belakang
Kebutuhan kayu yang terus meningkat dan potensi hutan yang terus berkurang menuntut penggunaan kayu secara efisien dan bijaksana. Berdasarkan hasil pengumpulan Data Kehutanan Triwulanan Tahun 2013 kebutuhan industri perkayuan Indonesia diperkirakan 70 juta m3 pertahun dengan kenaikan rata-rata sebesar 14,2% per tahun. Produksi kayu bulat diperkirakan hanya sebesar 25 juta m3 per tahun atau dengan kata lain terjadi defisit sebesar 45 juta m3. Hal ini menunjukkan bahwa sebenarnya daya dukung hutan sudah tidak dapat memenuhi kebutuhan kayu (BPS, 2013).
Potensi hutan yang semakin menurun setiap tahunnya tidak menjadi penghambat bagi pihak industri yang harus tetap melakukan produksi untuk memenuhi permintaan maupun kebutuhan masyarakat terutama kebutuhan di bidang papan. Salah satu solusi yang dilakukan yaitu pemanfaatan tanaman non kayu untuk digunakan menjadi bahan baku dalam pembuatan papan. Berbagai macam tanaman non kayu yang dimanfaatkan sebagai bahan baku dalam pembuatan papan yaitu tanaman eceng gondok, jerami, bambu, kelapa sawit, dan lain-lain.
sulit dikendalikan populasinya karena pertumbuhannya sangat cepat dan daya tahan hidupnya tinggi. Pertumbuhan eceng gondok yang sangat cepat memerlukan penanganan yang serius. Pemberantasan secara mekanik, kimia, dan biologi di beberapa negara belum memberikan hasil yang optimal. Bahkan karena hal ini dapat berdampak negatif yakni permukaan dan isi air menjadi tercemar akibat penanganan yang dilakukan serta makhluk hidup yang hidup di sekitar air dapat punah (Amin et al., 2002).
Sumatera Utara merupakan daerah yang banyak ditumbuhi eceng gondok, salah satunya adalah daerah Danau Toba. Eceng gondok berkembangbiak dengan sangat cepat, baik secara vegetatif maupun generatif. Perkembangan dengan cara vegetatif dapat melipat ganda dua kali dalam waktu 7-10 hari. Hasil penelitian Badan Pengendalian Dampak Lingkungan Sumatera Utara di Danau Toba (2003) melaporkan bahwa satu batang eceng gondok dalam waktu 52 hari mampu berkembang seluas 1 m persegi. Kehadiran eceng gondok sebagai tanaman air menyebabkan masalah lingkungan. Upaya yang dikhususkan untuk mengatasi masalah tersebut yaitu pemanfaatan eceng gondok untuk produksi energi, pengolahan air, bahan pembuatan papan komposit, preparasi membrane yang dilakukan dengan isolasi selulosa (Istirokhatun et al., 2015).
bahan berlignoselulosa dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan papan partikel.
Kadar penggunaan perekat sangat berpengaruh terhadap distribusi perekatan pada papan. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan maka kualitas papan yang dihasilkan akan semakin baik karena distribusi perekat akan lebih merata namun menghasilkan emisi formaldehida tinggi dan boros bahan perekat. Kadar perekat yang digunakan dalam penelitian ini adalah 8%, 10% dan 12%. Hal ini mengacu kepada penelitian Maulana (2015) yang menggunakan kadar perekat UF 10%, 12% dan 14%. Modifikasi kadar perekat digunakan dengan asumsi kadar perekat 8%, 10% dan 12%, hal tersebut bertujuan untuk mengetahui perbedaan kualitas papan, efisiensi penggunaan perekat sehingga mengurangi biaya pembuatan papan partikel.
Ukuran partikel yang berbeda akan menghasilkan kualitas papan yang berbeda, ukuran partikel yang digunakan adalah ukuran partikel yang tertahan saringan 10 mesh untuk memperoleh ukuran partikel kasar dan lolos saringan 10
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi pengaruh kadar perekat urea formaldehida dan ukuran partikel terhadap kualitas papan partikel.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi alternatif unggul penggunaan bahan baku berlignoselulosa sebagai substitusi kayu dan dapat menjadi inovasi baru bagi kalangan akademis selanjutnya.
Hipotesis Penelitian
1. Variasi kadar perekat berpengaruh terhadap kualitas papan partikel 2. Ukuran partikel berpengaruh terhadap kualitas papan partikel
ABSTRAK
NOVITA OKTAVIANA: Kualitas Papan Partikel dari Eceng Gondok
(Eichhornia crassipes) dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Ukuran Partikel. Dibawah bimbingan ARIF NURYAWAN dan IWAN
RISNASARI.
Eceng gondok (Eichhornia crassipes) merupakan tumbuhan air yang mengandung lignoselulosa dan populasinya sangat melimpah. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh kadar perekat UF dan ukuran partikel terhadap kualitas papan partikel eceng gondok. Kadar perekat yang digunakan adalah 8%, 10% dan 12% serta ukuran partikel yang digunakan adalah partikel kasar (tertahan saringan 10 mesh) dan partikel halus (lolos saringan 10 mesh). Papan partikel dibuat dengan ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dengan target kerapatan yang ditetapkan adalah 0,8 g/cm3. Papan dikempa dengan dengan suhu 130oC selama 10 menit pada tekanan 30 kg/cm3.
Hasil penelitian menunjukkan pengaruh kadar perekat dan ukuran partikel terhadap sifat fisis papan partikel telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) sedangkan pengembangan tebal belum memenuhi standar. Sifat mekanis yang dihasilkan untuk MOE dan MOR belum memenuhi standar sedangkan IB (partikel kasar) telah memenuhi standar. Kadar perekat dan ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap kerapatan dan MOR papan partikel. Perlakuan yang paling optimal adalah perlakuan kadar perekat 12% dengan ukuran partikel kasar (KC).
ABSTRACT
NOVITA OKTAVIANA: Quality of Particleboard made of Water Hyacinth
(Eichhornia crassipes) with Variations on the Urea Formaldehyde Adhesive Content and Particle Size. Under the guidance of ARIF NURYAWAN and
IWAN RISNASARI.
Water hyacinth (Eichhornia crassipes) is water plant containing lignocelluloses and the population is very abundant. The purpose of this study was to evaluate the effect of formaldehyde adhesives content and size particle on the physical and mechanical properties of water hyacinth particleboard. The adhesive content in this study were 8%, 10% and 12% and the size particle were consisted of coarse particle (retained 10 mesh sieve) and sized fine particle (wriggle out 10 mesh sieve). Particleboard were made with size 25 cm x 25 cm x 1 cm with target density 0,8 g/cm3. The particleboards were pressed by 130oC temperature for 10 minutes with pressure 30 kg/cm3.
The results showed that adhesives content and size particle have influenced of physical properties and fulfilled the standard JIS A 5908 (2003) except the thickness swelling. However adhesives content and size particle have influenced of mechanical properties namely internal bond (IB), modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR). Adhesives content and size particle have significant influence on moisture content and modulus of rupture (MOR). Optimal condition was attained by combination adhesives content 12% and sized coarse particle (KC).
KUALITAS PAPAN PARTIKEL DARI ECENG GONDOK
(
Eichhornia crassipes
) DENGAN VARIASI KADAR PEREKAT
UREA FORMALDEHIDA DAN UKURAN PARTIKEL
SKRIPSI
OLEH:
NOVITA OKTAVIANA
121201160/TEKNOLOGI HASIL HUTAN
KUALITAS PAPAN PARTIKEL DARI ECENG GONDOK
(
Eichhornia crassipes
) DENGAN VARIASI KADAR PEREKAT
UREA FORMALDEHIDA DAN UKURAN PARTIKEL
SKRIPSI
OLEH:
NOVITA OKTAVIANA
121201160/TEKNOLOGI HASIL HUTAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Kehutanan Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS KEHUTANAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
NOVITA OKTAVIANA: Kualitas Papan Partikel dari Eceng Gondok
(Eichhornia crassipes) dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Ukuran Partikel. Dibawah bimbingan ARIF NURYAWAN dan IWAN
RISNASARI.
Eceng gondok (Eichhornia crassipes) merupakan tumbuhan air yang mengandung lignoselulosa dan populasinya sangat melimpah. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh kadar perekat UF dan ukuran partikel terhadap kualitas papan partikel eceng gondok. Kadar perekat yang digunakan adalah 8%, 10% dan 12% serta ukuran partikel yang digunakan adalah partikel kasar (tertahan saringan 10 mesh) dan partikel halus (lolos saringan 10 mesh). Papan partikel dibuat dengan ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dengan target kerapatan yang ditetapkan adalah 0,8 g/cm3. Papan dikempa dengan dengan suhu 130oC selama 10 menit pada tekanan 30 kg/cm3.
Hasil penelitian menunjukkan pengaruh kadar perekat dan ukuran partikel terhadap sifat fisis papan partikel telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) sedangkan pengembangan tebal belum memenuhi standar. Sifat mekanis yang dihasilkan untuk MOE dan MOR belum memenuhi standar sedangkan IB (partikel kasar) telah memenuhi standar. Kadar perekat dan ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap kerapatan dan MOR papan partikel. Perlakuan yang paling optimal adalah perlakuan kadar perekat 12% dengan ukuran partikel kasar (KC).
ABSTRACT
NOVITA OKTAVIANA: Quality of Particleboard made of Water Hyacinth
(Eichhornia crassipes) with Variations on the Urea Formaldehyde Adhesive Content and Particle Size. Under the guidance of ARIF NURYAWAN and
IWAN RISNASARI.
Water hyacinth (Eichhornia crassipes) is water plant containing lignocelluloses and the population is very abundant. The purpose of this study was to evaluate the effect of formaldehyde adhesives content and size particle on the physical and mechanical properties of water hyacinth particleboard. The adhesive content in this study were 8%, 10% and 12% and the size particle were consisted of coarse particle (retained 10 mesh sieve) and sized fine particle (wriggle out 10 mesh sieve). Particleboard were made with size 25 cm x 25 cm x 1 cm with target density 0,8 g/cm3. The particleboards were pressed by 130oC temperature for 10 minutes with pressure 30 kg/cm3.
The results showed that adhesives content and size particle have influenced of physical properties and fulfilled the standard JIS A 5908 (2003) except the thickness swelling. However adhesives content and size particle have influenced of mechanical properties namely internal bond (IB), modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR). Adhesives content and size particle have significant influence on moisture content and modulus of rupture (MOR). Optimal condition was attained by combination adhesives content 12% and sized coarse particle (KC).
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bekasi pada tanggal 6 Oktober 1994 dari Ayah Robinson Silaen dan Ibu Rosdinar Pane. Penulis merupakan anak pertama dari empat bersaudara.
Penulis lulus dari SD Negeri 1 Cinyosog, Cileungsi tahun 2006 dan pada tahun 2009 penulis lulus dari SMP Negeri 1 Habinsaran, Kabupaten Toba Samosir. Pada tahun 2012 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Habinsaran, Kabupaten Toba Samosir dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi Ujian Masuk Bersama (UMB) di USU. Penulis memilih Program Studi Kehutanan.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini berjudul “Kualitas Papan Partikel Dari Eceng Gondok (Eichhornia crassipes) dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Ukuran Partikel”.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Arif Nuryawan S.Hut, M.Si Ph. D sebagai ketua komisi pembimbing dan Dr. Iwan Risnasari, S.Hut., M.Si sebagai anggota komisi pembimbing yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
2. Dr. Deni Elfiati, SP., MP dan Dr. Nurdin Sulistiyono, S.Hut., M.Si sebagai dosen penguji dalam ujian sidang meja hijau.
3.
Ayah penulis, Robinson Silaen dan Ibunda tercinta Rosdinar Pane sertaketiga adik penulis (Fernando, Maruba dan Immanuel) dan segenap keluarga besar Silaen dan Sitorus (opung, bapatua, maktua, bapauda, tante, namboru, amangboru, tulang, nantulang, sepupu dan abang) yang senantiasa memberikan doa dan dukungan kepada penulis selama kuliah.
4. Budi Satria Sihite yang selalu memotivasi dan membantu penulis selama menyelesaikan skripsi ini.
5.
Teman-teman penulis, Dame Lasmaria, Elfrida Adlina, Juliani Situmeang,6.
Teman teman HUT D 2012, HIMAS USU, Teknologi Hasil Hutan 2012 dan seluruh pegawai tata usaha Fakultas Kehutanan, khususnya bang Robi.Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan khususnya di bidang kehutanan. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 4
Manfaat Penelitian ... 4
Hipotesis Penelitian ... 4
TINJAUAN PUSTAKA Papan Partikel... 5
Eceng Gondok ... 6
Perekat Urea Formaldehida (UF) ... 7
Ukuran Partikel ... 10
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat ... 11
Bahan dan Alat ... 11
Prosedur Penelitian... 11
1 Persiapan Bahan Baku ... 11
2 Proses Pencetakan Papan ... 12
3 Pengkondisian (Conditioning) ... 12
4 Pemotongan Contoh Uji ... 13
5 Pengujian Sifat Fisis Papan ... 14
6 Pengujian Sifat Mekanis Papan ... 16
Analisis Data ... 18
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikkel ... 21
Kerapatan ... 21
Kadar Air ... 23
Daya Serap Air ... 25
Pengembangan Tebal ... 26
Sifat Mekanik Papan Partikel ... 27
Internal Bond (IB) ... 27
Modulus of Elasticity (MOE) ... 30
Rekapitulasi Hasil Pengujian Papan Partikel ... 34 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ... 36 Saran ... 36 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Pola Contoh Uji Papan Partikel ... 13
2. Pengujian Keteguhan Rekat Internal ... 16
3. Pengujian Modulus of Rupture (MOR) dan Modulus of Elasticity (MOE) .... 17
4. Kerapatan Papan Partikel ... 21
5. Kadar Air Papan Partikel ... 23
6. Daya Serap Air ... 25
7. Pengembangan Tebal Papan Partikel ... 26
8. Internal Bond (IB) ... 28
9. Modulus of Elasticity (MOE) ... 30
DAFTAR TABEL
Halaman 1. Kebutuhan Bahan Baku... 12 2.Standar JIS A 5908-2003 pada Pengujian Papan Partikel ... 14 3. Nilai Rata-Rata Pengujian Papan terhadap Pengaruh Kadar Perekat UF dan
Ukuran Partikel Halus ... 34 4. Nilai Rata-Rata Pengujian Papan terhadap Pengaruh Kadar Perekat UF dan
Ukuran Partikel Kasar ... 34 5. Rekapitulasi Skoring Papan Partikel Hasil Penelitian (Kadar Perekat UF dan
Ukuran Partikel Kasar)………35 6. Rekapitulasi Skoring Papan Partikel Hasil Penelitian (Kadar Perekat UF dan
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Bagan Alir Pembuatan Papan... 41
2. Perhitungan Kebutuhan Bahan Baku ... 42
3. Data Hasil Analisis Sidik Ragam (Ansira)... 44
