Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti

(1)

iii

Lampiran 1. Perhitungan bahan baku papan partikel

Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 8%, 10%, 12%, 14%, dan 16% Ukuran sampel = 25 x 25 x 1 cm

Kerapatan target = 0,7 g/cm3

Solid content phenol formaldehida = 43%

A. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 8%

∑ partikel =(25 x 25 x 1)x 0,7 x = 405,1 + 40,51 = 445,599

g (KA 0%)

KA 5% = 445,6 + 5% (445,6) = 467,88g (kebutuhan bahan baku akhir)

Kadar perekat = 8% x 467,88 = 37,43 g

Kadar perekat akhir = 37,43 x = 87,04 + (10% spilasi) = 95,74 g

B. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 10%

∑ partikel = (25 x 25 x 1) x 0,7 x = 397,727 + 39,77 = 437,497 g

KA 5% = 437,497 + 5% (437,497) = 459,37 g Kadar perekat = 10% x 459,37 = 45,937 g

Kadar perekat akhir = 45,937 x = 106,83 + 10,683 = 117,513 g

C. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 12%

∑ partikel = (25 x 25 x 1)x 0,7 x = 390,62 + 39,06 = 429,68 g

D. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 14%

∑ partikel =( 25 x 25 x 1) x 0,7 x 383,771 + 38,37 = 422,141

g

(2)

E. Kadar perekat phenol formaldehida (PF) = 16%

∑ partikel =( 25 x 25 x 1) x 0,7 x = 377,155 + 37,715 = 414,87 g

(3)

iii

Lampiran 2. Rekapitulasi nilai kerapatan dan kadar air papan partikel

Kadar

(4)

(5)

iii

Lampiran 4. Rekapitulasi hasil pengembangan tebal papan partikel

(6)

Lampiran 5. Rekapitulasi nilai internal bond papan partikel P Max : beban maksimum yang diberikan

(7)

iii

Lampiran 6. Rekapitulasi nilai MOE papan partikel

Kadar

ΔP : beban sebelum batas proporsi ΔY : lenturan pada beban

(8)

Lampiran 7. Rekapitulasi nilai MOR papan partikel

(9)

iii

Lampiran 8. Analisis keragaman kerapatan dan hasil uji duncan papan partikel

** = Sangat berpengaruh nyata

Kadar Perekat

Ket: Notasi yang sama artinya tidak berbeda nyata Notasi yang tidak sama artinya berbeda nyata

Lampiran 9. Analisis keragaman kadar air dan hasil uji duncan papan partikel

Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F Sig Kadar Perekat 3.129 4 0.782 24.167** 0.000 Galad 0.324 10 0.032

Total 3.453 14

* = Berpengaruh nyata

(10)

Lampiran 10. Analisis keragaman daya serap air 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel

Total 1804.334 14

Kadar

Lampiran 11. Analisis keragaman daya serap air 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel

Total 2653.289 14

Kadar perekat

(11)

iii

Lampiran 12. Analisis keragaman pengembangan tebal 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel

Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 720.986 4 180.247 23.719** 0.000 Galad 75.993 10 7.599

Total 796.979 14

Kadar Perekat

Lampiran 13. Analisis keragaman pengembangan tebal 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel

Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 1092.559 4 273.140 36.195** 0.000 Galad 75.464 10 7.546

Total 1168.023 14

Kadar perekat

(12)

Lampiran 14. Analisis keragaman internal bond (IB) dan hasil uji duncan papan partikel

Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 1.709 4 0.427 0.778tn 0.564 Galad 5.494 10 0.549

Total 7.203 14

** = Sangat berpengaruh nyata tn = Tidak berpengaruh nyata

Lampiran 15. Analisis keragaman keteguhan lentur (MOE) dan hasil uji duncan papan partikel

Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 9390953.362 4 2347738.341 2.713tn 0.091 Galad 8654497.408 10 865449.741

Total 1.805E7 14

Lampiran 16. Analisis keragaman keteguhan patah (MOR) dan hasil uji duncan papan partikel

Sumber keragaman Jumlah kuadrat DB Kuadrat tengah F sig Kadar Perekat 5192.275 4 1298.069 4.901* 0.019 Galad 2648.360 10 264.836

Total 7840.635 14

Kadar Perekat

(13)

iii

DAFTAR PUSTAKA

Achmadi, S.S. 1990. Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Bakar, E.S. 2003. Kayu Sawit Sebagai Substitusi Kayu dari Hutan Alam.

Prosiding. Forum Komunikasi Teknologi dan Industri Kayu. 1 Juli 2003. Bogor. 5-6

[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2006. SNI 03-2105-2006. Papan Partikel. Badan Standardisasi Nasional Jakarta.

Endy, F. Diba, dan Muflihati. 2014. Sifat Fisik dan Mekanik Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) Berdasarkan Pada Posisi Ketinggian Batang. Fakultas Kehutanan. Universitas Tanjungpura. Pontianak.

Haygreen, J.G. dan J.L. Bowyer. 1993. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar. Edisi Kedua. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Iskandar, M.I. dan A. Supriadi. 2012. Pengaruh Kadar Perekat Terhadap Sifat Papan Partikel Ampas Tebu. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 31 (1) : 19-26

Iskandar, M.I. dan A. Supriadi. 2015. Peningkatan Mutu Papan Partikel Melalui Peningkatan Kadar Perekat. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 33 (2) : 145-151.

Kementerian Kehutanan Indonesia. 2014. Statistik Kementerian Kehutanan. 2013. Kementerian Kehutanan Indonesia. Jakarta.

Kliwon, S. dan M.I. Iskandar. 2008. Teknologi Kayu Lapis dan Produk Sekundernya. Badan Penelitian dan Perkembangan Kehutanan. Departemen Kehutanan. Jakarta.

Lubis, M. J. 2009. Kualitas Papan Komposit Dari Limbah Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dan Polyethylene (PE) Daur Ulang Dengan Penambahan Maleic Anhydride (mah) dan Dicumyl Peroxide (DCP). Skrispi. Universitas Sumatera Utara. Medan.

(14)

Martawijaya, A., I. Kartasujana, K. Kadir, dan S.A. Prawira. 2005. Atlas Kayu Indonesia. Jilid 1. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Departemen Kehutanan. Bogor.

Mawardi, I. 2009. Mutu Papan Partikel dari Kayu Kelapa Sawit (KKS) berbasis Perekat Polystyrene. Jurnal Teknik Mesin 11 (2)

Mustari, K. 2014. Racangan Percobaan Dengan SPSS. Penerbit Masagena. Universitas Hasanuddin. Makassar.

Nuryawan, A., A. Dalimunthe, dan R.N. Saragih. 2012. Sifat Fisik dan Kimia Ikatan Pembuluh Pada Batang Kelapa Sawit. Indonesian Journal of Forestry 1 (2) : 34-40

Pahan, I. 2008. Kelapa Sawit. Penebar Swadaya. Jakarta.

Pemerintah Provinsi Sumatera Utara. 2012. Perkebunan dan Kehutanan. Dinas Perkebunan Provinsi Sumatera Utara. Sumatera Utara. http://www.sumutprov.go.id/untuk-dunia-usaha/perkebunan-dan-kehutanan [20 November 2015]

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. 2008. Kualitas Papan Partikel Kenaf Menggunakan Perekat Likuida dengan Fortifikasi Melamin Formaldehid. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan 1 (1) : 34-44

Ruhendi, S. dan T. Sucipto. 2013. Pengembangan Perekat Likuid dan Papan Partikel dari Limbah Tandan Kosong Sawit. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia 18 (2) : 115-124

Sarumaha, P.S.B. 2008. Kualitas Komposit Plastik dari Limbah Serat Buah Sawit. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Setiawan, H.M. 2008. Pemanfaatan Limbah Cangkang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) dan Plastik Daur Ulang Sebagai Papan

Komposit. Skrispi. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Sinulingga, 2009. Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok. Skripsi. Universitas Sumatera Utara. Medan.

(15)

iii

Sutigno, P. 1994. Teknologi Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan. Bogor.

Syakir, M., D. Allorerung, Z. Poeloengan, Syafaruddin, dan W. Rumini. 2010. Budidaya Kelapa Sawit. Pusat Penelitien dan Pengembangan Perkebunan. ASKA MEDIA. Bogor.

Vademikum Dipterocarpaceae. 2007. Pemanfaatan Hasil Hutan – Meranti Merah.

(16)

METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari-Agustus 2015. Pengujian

sifat fisis dan mekanis papan partikel dilaksanakan di Laboratorium Teknologi

Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas Petanian, Universitas Sumatera

Utara, Medan.

B. Bahan dan Alat Penelitian

1. Bahan Penelitian

BKS yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh dari hasil penebangan

tanaman kelapa sawit di daerah Tuntungan. Kayu meranti diperoleh dengan cara

membeli dari toko kayu yang menjual kayu meranti. Perekat PF diperoleh dari

Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas

Pertanian, Universitas Sumatera Utara.

2. Alat Penelitian

Alat – alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mesin serut, serut

manual, sprayer, kompresor, cetakan papan partikel, universal testing machine

dan mesin kempa/hot press.

C. Metode

1. Persiapan partikel BKS dan serutan Meranti

Kelapa sawit ditebang kemudian kelapa sawit dibersihkan dari kotoran dan

(17)

23

Partikel BKS kemudian dikeringkan sampai kadar air 5%. Kayu meranti dibagi

menjadi ukuran 30x10x1,5 cm dan diserut menggunakan serut manual hingga

mendapatkan serutan kayu meranti.

2. Perhitungan Bahan Baku

Kebutuhan bahan baku papan partikel tergantung pada jumlah partikel dan

jumlah perekat yang digunakan, ukuran papan serta kerapatan sasaran yang

ditetapkan. Papan partikel yang dibuat berukuran 25 x 25 cm2 dengan tebal dan

kerapatan sasaran masing – masing sebesar 1 cm dan 0,7 gr/cm3. Jumlah

kebutuhan bahan baku yang digunakan dalam pembuatan papan partikel disajikan

secara lengkap pada Tabel 1 dan data perhitungan bahan baku selengkapnya dapat

dilihat pada Lampiran 1.

Tabel 1. Kebutuhan bahan baku papan partikel Kadar

perekat

Jumlah partikel (g) Jumlah perekat (g)

8%

Partikel BKS dan serutan meranti masing-masing ditambahkan perekat PF

dengan kadar 8, 10, 12, 14, 16 %. Setelah dicampur perekat, partikel BKS dan

serutan meranti kemudian disusun dengan komposisi dalam lapisan

face : core : back adalah 1 : 2 : 1 dimana partikel BKS sebagai core dan serutan

(18)

4. Pembentukan Lembaran

Setelah tercampur dengan baik, campuran partikel BKS dan serutan

meranti dengan perekat PF disusun kedalam cetakan kemudian ditekan hingga

campuran partikel BKS dan serutan meranti menjadi padat.

5. Hotpress / Pengempaan Panas

Setelah lembaran papan partikel terbentuk, kemudian dilakukan

pengempaan panas menggunakan mesin kempa dengan suhu 170oC, waktu 8

menit dan tekanan 30 kg/cm2.

6. Pengkondisian

Setelah dikempa panas, papan partikel dikeluarkan dari mesin kempa

kemudian dilakukan pengkondisian selama 1 minggu terhadap lembaran papan

partikel. Pengkondisian bertujuan untuk menghilangkan sisa-sisa stress papan

partikel akibat pengempaan panas.

7. Pemotongan Contoh Uji

Pemotongan contoh uji dilakukan untuk mendapatkan ukuran specimen

yang sesuai dengan SNI 03-2105-2006.

25 cm

Gambar 1. Pola pemotongan untuk contoh uji fisis dan mekanis papan A

(19)

25

Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel kombinasi partikel BKS

dan serutan meranti yang dilakukan meliputi sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya

serap air, dan pengembangan tebal) dan sifat mekanis (MOE, MOR dan IB)

berdasarkan SNI 03-2105-2006 disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Standar Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel

No. Sifat Fisis dan Mekanis SNI 03-2105-2006

1 Kerapatan (gr/cm3) 0,4 - 0,9

Pengujian sifat fisis dan mekanis

Adapun pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel yang diuji,

dilakukan sesuai dengan SNI 03-2105-2006.

a. Kerapatan

Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume

kering udara. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm ditimbang beratnya, lalu

diukur rata-rata panjang, lebar, dan tebalnya untuk menentukan volume contoh

uji. Nilai kerapatan dapat dihitung dengan rumus :

(20)

Keterangan:

K = kerapatan (g/cm3)

M = berat contoh uji kering udara (g) V = volume contoh uji kering udara (cm3)

b. Kadar Air

Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm yang digunakan adalah bekas contoh

uji kerapatan. Kadar air papan partikel dihitung berdasarkan berat awal (BA) dan

berat kering oven (BKO). BKO diperoleh setelah contoh uji dioven selama 24 jam

pada suhu (103±2oC). Penimbangan dilakukan sampai BKO nilainya konstan.

Nilai kadar air dihitung berdasarkan rumus:

KA (%) = x100%

BKO = berat kering oven contoh uji setelah pengeringan (g)

c. Daya Serap Air

Daya serap air dihitung dari berat sebelum (B1) dan berat sesudah (B2)

perendaman dalam air selama 2 jam dan 24 jam. Pengukuran berat dilakukan

setelah perendaman selama 2 jam kemudian direndam lagi, setelah direndam

selama 22 jam kemudian dilakukan pengukuran kedua. Nilai daya serap air

(21)

27

d. Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum (T1) dan tebal sesudah

perendaman (T2) dalam air selama 24 jam. Pengukuran tebal dilakukan setelah

perendaman selama 2 jam kemudian direndam lagi, setelah direndam selama 22

jam kemudian dilakukan pengukuran kedua. Pengembangan tebal dihitung dengan

rumus :

PT = pengembangan tebal (%)

T1 = tebal contoh uji sebelum perendaman (mm) T2 = tebal contoh uji setelah perendaman (mm)

e. Keteguhan Rekat Internal (internal bond)

Contoh uji diukur dimensi panjang dan lebar untuk mendapatkan luas

permukaan. Contoh uji keteguhan rekat internal berukuran 5 cm x 5 cm

direkatkan pada dua blok besi dengan perekat epoxy dan dibiarkan mengering

selama 24 jam dan. Kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji

sampai beban maksimum menggunakan UTM. Cara pengujian keteguhan rekat

internal dapat dilihat pada Gambar 2.

Arah beban

Balok besi

Contoh uji

Arah beban

(22)

Nilai keteguhan rekat dihitung dengan rumus:

IB =

A P

Keterangan:

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

A = luas permukaan contoh uji (cm)

f. MOE (Modulus of Elasticity) dan MOR (Modulus of Rupture)

Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan

patah (MOR) dengan menggunakan Universal Testing Machine (UTM). Cara

pengujian MOR dan MOE dapat dilihat pada Gambar 3.

P

L

Gambar 3. Cara pengujian MOR dan MOE

Nilai MOE dan MOR dihitung dengan rumus :

MOE = ₃

ΔY = selisih lenturan pada beban (cm) b = lebar contoh uji (cm)

(23)

29

Analisis Data

Penelitian ini menggunakan analisis Rancangan Acak Lengkap (RAL)

Non Faktorial. Perlakuan variasi kadar perekat terhadap papan partikel dengan

kadar 8%, 10%, 12%, 14%, dan 16%, masing-masing dengan jumlah ulangan

sebanyak tiga. Menurut Mustari (2014) model statistik linier dari rancangan

percobaan ini dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:

Yij =

Keterangan:

Yij : Respon pengamatan pada pengaruh kadar perekat phenol formaldehid (PF) pada papan partikel taraf ke-i dan ulangan ke-j

: Nilai rata-rata umum

: Pengaruh perlakuan kadar perekat phenol formaldehida (PF) pada papan taraf ke-i

: Sisaan acak dari satuan percobaan ulangan ke-j yang dikenai perlakuan kadar perekat taraf ke-i

i : 8%, 10%, 12%, 14%, 16% j : 1, 2, 3

Adapun hipotesis yang digunakan adalah

Ho : Komposisi kadar perekat phenol formaldehida (PF) tidak berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel.

H1 : Komposisi kadar perekat phenol formaldehida (PF) berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel.

Analisis keragaman dilakukan untuk mengetahui pengaruh kadar perekat

terhadap sifat fisis dan mekanis papan. Analisis keragaman tersebut menggunakan

kriteria uji sebagai berikut:

a. Jika Fhitung < Ftabel maka Ho diterima atau kadar perekat tidak berpengaruh

terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel.

b. Jika Fhitung > Ftabel maka Ho ditolak atau kadar perekat berpengaruh

(24)

Setelah data hasil pengujian untuk setiap respon yang diuji dianalisis, lalu

dibandingkan dengan persyaratan SNI 03-2105-2006 dengan maksud untuk

mengetahui apakah sifat-sifat papan yang dibuat memenuhi standar atau tidak.

Selain itu, Apabila kadar perekat berpengaruh nyata terhadap sifat fisis dan

mekanis papan partikel maka dilakukan uji lanjut yaitu uji wilayah berganda

(25)

Bagan alur penelitian papan partikel dari kombinasi partikel batang kelapa

sawit dengan serutan meranti dapat dilihat pada Gambar 4.

Serutan mesin Serutan manual

Gambar 4. Bagan alur penelitian

Batang kelapa sawit

Pencampuran partikel batang kelapa sawit dan serutan meranti dengan beberapa

i i k (k d k 8% 10% 12% 14% 16%)

Pembentukan lembaran papan

Face : Core : Back = Serutan Meranti : Partikel batang kelapa sawit : Serutan Meranti Ukuran Lembaran = 25 cm x 25 cm x 1 cm3

Target Kerapatan = 0,7 g/cm3

Pengempaan dengan suhu 170oC dengan tekanan 30 kg/cm2 selama 8 menit

Pengkondisian selama 7 hari dan dilakukan pemotongan contoh uji

Pengujian kualitas berdasarkan standar SNI 03-2105-2006

Pengujian sifat fisis yaitu kerapatan, kadar air, daya serap air, dan

pengembangan tebal

Pengujian sifat mekanis yaitu keteguhan rekat internal, keteguhan patah (MOR) dan

keteguhan lentur (MOE) Kayu meranti

Partikel batang kelapa sawit

Pengeringan hingga kadar air 5%

Perhitungan proporsi partikel batang kelapa sawit dengan serutan meranti yaitu 50:50

(26)

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sifat Fisis Papan Partikel

A.1. Kerapatan

Nilai kerapatan papan partikel berkisar antara 0,59-0,62 g/cm3.

Rata-rata nilai kerapatan papan partikel disajikan pada Gambar 5. Nilai kerapatan

papan partikel tertinggi dihasilkan pada perlakuan kadar perekat PF 16%

sebesar 0,62 g/cm3.

Gambar 5. Histogram rata-rata nilai kerapatan papan partikel

Maloney (1993) menyatakan bahwa terdapat beberapa faktor yang

mempengaruhi kerapatan papan partikel diantaranya adalah jenis bahan

yang digunakan, berat jenis bahan yang digunakan, ukuran partikel, proses

pengeringan bahan baku, perekat yang digunakan, peralatan yang digunakan

dan proses pengempaan. Gambar 5 menunjukkan bahwa nilai kerapatan

papan partikel yang dihasilkan meningkat seiring dengan penambahan kadar

perekat PF. Hal ini diduga karena semakin tinggi kadar perekat PF yang

digunakan maka ikatan antar partikel semakin kuat dan penetrasi perekat

(27)

iii

kedalam pori-pori kayu semakin baik. Sulastiningsih et al. (2008)

menyatakan bahwa semakin tinggi kadar perekat, maka semakin tinggi

kerapatan papan partikel. Hal ini juga sesuai dengan pernyataan Maloney

(1993) yang menyatakan peningkatkan kadar resin dalam pembuatan papan

partikel merupakan cara yang paling mudah untuk meningkatkan sifat-sifat

papan partikel.

Seluruh kerapatan yang dihasilkan masih berada dibawah target

kerapatan sebesar 0,7 g/cm3. Hal ini karena adanya spring back yang

mengakibatkan volume papan partikel meningkat sementara massanya tetap.

Spring back merupakan usaha pembebasan dari tekanan yang dialami pada

waktu pengempaan yang lebih besar sehingga tebal akhir papan yang

diinginkan kurang terpenuhi (Nurwayan et al., 2008). Nilai rata-rata

spring back papan partikel pada penelitian ini sebesar 23,46%. Rata-rata

nilai spring back papan partikel disajikan pada Gambar 6.

(28)

Selain faktor spring back, nilai kerepatan papan yang dihasilkan juga

dipengaruhi oleh kerapatan bahan baku yang digunakan dalam pembuatan

papan. Semakin tinggi kerapatan bahan baku yang digunakan, maka

semakin tinggi nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan. Bakar (2003)

menyatakan kerapatan BKS berkisar antara 0,28-0,35 g/cm3.

Hasil sidik ragam menunjukkan faktor kadar perekat PF berpengaruh

nyata terhadap kerapatan papan partikel (Lampiran 8). Hasil uji lanjut

Duncan menunjukkan bahwa perlakuan kadar perekat PF 16% tidak berbeda

nyata dengan kadar perekat 14%, namun berbeda nyata dengan kadar

perekat lainnya. Seluruh nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan

dalam penelitian ini telah memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang

mensyaratkan nilai kerapatan 0,4-0,9 g/cm3.

A.2. Kadar Air (KA)

Nilai kadar air papan partikel berkisar antara 4,65-5,94%. Rata-rata

kadar air papan partikel dapat dilihat pada Gambar 7. Nilai KA terbaik

dihasilkan pada kadar perekat PF 10% yaitu 4,65%.

Gambar 7. Histogram rata-rata nilai kadar air papan partikel

(29)

iii

Kadar perekat diatas 8% menunjukkan nilai KA yang lebih rendah.

Gambar 7 menunjukkan semakin tinggi kadar perekat, maka semakin rendah

nilai KA papan partikel yang dihasilkan. Penambahan kadar perekat dapat

meningkatkan ikatan antar partikel sehingga menurunkan nilai kadar air. Hal

ini sesuai dengan pernyataan Sulastiningsih et al. (2008) bahwa jumlah

perekat yang banyak akan meningkatkan ikatan antar partikel sehingga

papan partikel yang dibuat lebih tahan terhadap air dan lebih stabil. Pada

penelitian Iskandar dan Supriadi (2012) juga meperlihatkan hal

yang serupa, dimana penambahan kadar perekat menurunkan nilai KA

papan partikel. Nilai KA menurun seiring penambahan kadar perekat.

Rendahnya nilai kadar air yang dihasilkan pada penelitian ini diduga

akibat proses pengeringan partikel dan pengempaan panas papan. Bahan

baku dioven hingga mencapai KA ≤ 5% dan saat dibentuk menjadi papan.

Serta bahan baku kembali dikempa pada suhu 170oC selama 8 menit.

Menurut Maloney (1993) variasi kadar air awal bahan baku menjadi

bagian penting yang menentukan hasil akhir kadar air papan partikel.

Hasil sidik ragam KA papan partikel menunjukkan faktor kadar

perekat memberikan pengaruh yang nyata pada selang kepercayaan 95%

terhadap KA papan partikel (Lampiran 9). Hasil uji lanjut Duncan

menunjukkan bahwa kadar perekat 10% tidak berbeda nyata dengan kadar

perekat 16%, namun berbeda nyata dengan kadar perekat lainnya. Seluruh

nilai KA papan partikel yang dihasilkan dalam penelitian ini telah

memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai KA

(30)

A.3. Daya Serap Air (DSA)

Nilai DSA yang dihasilkan dari perendaman 2 jam sebesar

45,16-76,19% dan untuk perendaman 24 jam sebesar 61,05-95,14%. Nilai rata-rata

DSA perendaman selama 2 jam dan 24 jam dapat dilihat pada Gambar 8.

Nilai DSA terbaik dihasilkan pada kadar perekat 16% baik perendaman 2

jam maupun 24 jam yaitu 45,16% dan 61,05%.

Gambar 8. Histogram rata-rata nilai DSA pada perendaman 2 jam dan 24 jam

Gambar 8 menunjukkan peningkatan kadar perekat menurunkan

nilai DSA papan partikel. Faktor perekat mempengaruhi penurunan nilai

DSA. Ruhendi (2008) menyatakan bahwa dengan semakin

bertambahnya jumlah perekat maka daya serap air semakin menurun. Hal

ini mengindikasikan dengan semakin bertambahnya perekat maka partikel

akan semakin terlapisi dengan baik oleh perekat, sehingga kontak antara

partikel dan air menjadi lebih kecil. Sulastiningsih et al. (2008) serta

(31)

iii

menurunkan nilai DSA papan partikel yang dihasilkan. Selain faktor

perekat, nilai DSA juga berhubungan dengan nilai kerapatan papan partikel

yang dihasilkan. Ruhendi et al. (2007) menyatakan bahwa penyerapan air

papan partikel dipengaruhi oleh kerapatannya, papan yang berkerapatan

tinggi memiliki ikatan antara molekul partikel dengan molekul perekat

terbentuk sangat kuat sehingga molekul air sulit untuk mengisi rongga yang

terdapat di dalam papan partikel karena sudah terisi oleh molekul perekat.

Hasil sidik ragam DSA papan partikel menunjukkan faktor kadar

terhadap DSA papan partikel perendaman 2 jam dan 24 jam (Lampiran 10

dan 11). Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan pada perendaman 2 jam,

kadar perekat 16% berbeda nyata dengan kadar perekat lainnya. Sedangkan

untuk perendaman 24 jam kadar perekat 16% tidak berbeda nyata dengan

kadar 14%, namun berbeda nyata dengan kadar perekat lain. Nilai DSA

tidak disyaratkan didalam SNI 03-2105-2006, namun semakin rendah nilai

DSA suatu papan partikel maka papan partikel akan semakin baik.

A.4. Pengembangan Tebal (PT)

Nilai PT pada perendaman selama 2 jam sebesar 15,91-35,11% dan

perendaman 24 jam sebesar 19,31-43,63%. Rata-rata nilai PT papan partikel

disajikan pada Gambar 9. Nilai PT terbaik untuk perendaman 2 dan 24 jam

(32)

Gambar 9. Histogram rata-rata nilai PT pada perendaman 2 jam dan 24 jam

Gambar 9 menunjukkan peningkatan kadar perekat menurunkan

nilai PT papan partikel yang dihasilkan. Sutigno (1994) menyatakan bahwa

kadar perekat berpengaruh terhadap pengembangan tebal papan partikel.

Semakin tinggi kadar perekat, maka pengembangan tebal papan partikel

semakin menurun. Sementara itu Haygreen dan Bowyer (1993) menyatakan

bahwa semakin banyak perekat yang digunakan dalam pembuatan papan

partikel maka dimensi papan yang dihasilkan akan semakin stabil. Ruhendi

dan Sucipto (2013) menyatakan bahwa terjadi penurunan nilai PT seiring

dengan penambahan kadar perekat. Pengembangan tebal pada penelitian ini

masih cukup tinggi, hal ini disebabkan oleh jenis partikel yang

dipergunakan. Partikel sawit merupakan bahan lignoselulosa yang sangat

higroskopis. Semakin banyak partikel, semakin tinggi kemungkinan air

(33)

iii

Bowyer (1993) menyatakan bahwa tingginya nilai kadar air disebabkan sifat

papan partikel yang bersifat higroskopis karena mengandung lignin dan

selulosa. Semua bahan yang mengandung lignin dan selulosa sangat mudah

menyerap dan melepaskan air.

Hasil sidik ragam PT papan partikel menunjukkan faktor kadar

terhadap PT papan partikel perendaman 2 dan 24 jam (Lampiran 12 dan 13).

Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan baik perendaman 2 jam maupun 24

jam, kadar perekat 16% tidak berbeda nyata dengan kadar perekat 14%

namun berbeda nyata dengan kadar perekat lainnya. Nilai PT perendaman 2

dan 24 jam yang dihasilkan tidak memenuhi standar SNI 03-2105-2006

yang mensyaratkan nilai PT maksimum 12%.

B. Sifat Mekanis Papan Partikel

B.1. Internal Bond (IB)

Nilai IB papan partikel berkisar antara 1,34-2,3 kgf/cm2. Rata-rata

nilai IB disajikan dalam Gambar 10. Nilai IB tertinggi dihasilkan pada kadar

(34)

Gambar 10. Histogram rata-rata nilai IB papan partikel

Kadar perekat 8% masih belum memenuhi standar diduga karena

rendahnya kadar perekat dibanding dengan kadar perekat lainnya. Pada

Gambar 10 dapat dilihat bahwa seiring peningkatan kadar perekat

cenderung meningkatkan nilai IB papan partikel. Salah satu faktor yang

mempengaruhi nilai IB adalah kadar perekat. Haygreen dan Bowyer (1993)

menyatakan bahwa kekuatan ikatan antara partikel-partikel, sifat ikatan

internal akan semakin tinggi dengan penambahan jumlah perekat yang akan

digunakan dalam pembuatan papan. Gambar 10 menunjukkan terjadi

peningkatan nilai IB hingga kadar 14%, selanjutnya terjadi penurunan pada

IB. Ini diduga karena perekat melewati batas optimum. Mawardi (2009)

menyatakan bahwa perekat melewati batas optimum sehingga perekat

terkonsentrasi pada satu daerah yang menyebabkan interface partikel dan

perekat menjadi lemah. Selain itu komposisi partikel di dalam papan

(35)

iii

Hasil sidik ragam nilai IB menunjukkan bahwa variasi kadar perekat

tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai IB papan partikel

(Lampiran 14). Artinya faktor perlakuan beberapa variasi kadar perekat PF

tidak menghasilkan perbedaan nilai IB papan partikel yang dihasilkan.

Secara keseluruhan nilai IB yang dihasilkan memenuhi standar, hanya kadar

perekat 8% saja yang tidak memenuhi standar SNI 03-2105-2006 yang

mensyaratkan nilai IB minimum 1,5 kgf/cm2.

B.2. Modulus of Elasticity (MOE)

Nilai MOE papan partikel berkisar antara 9536,06-11695,42

kgf/cm2. Hasil rata-rata nilai MOE disajikan pada Gambar 11. Nilai MOE

tertinggi dihasilkan pada kadar perekat 16% sebesar 11695,42 kgf/cm2.

(36)

Gambar 11 menunjukkan terjadi peningkatan nilai MOE seiring

penambahan kadar perekat. Faktor yang mempengaruhi meningkatnya nilai

MOE papan partikel adalah kadar perekat. Haygreen dan Bowyer (1993)

menyatakan bahwa kandungan resin yang banyak dan penyebaran yang

semakin merata akan meningkatkan kekuatan papan. Sulastiningsih et al.

(2008) menyatakan bahwa kadar perekat berpengaruh terhadap nilai MOE

papan partikel, dimana terjadi peningkatan nilai MOE seiring penambahan

kadar perekat. Pada penelitian Ruhendi dan Sucipto (2013) juga

menunjukkan terjadinya peningkatan nilai MOE seiring dengan

penambahan kadar perekat.

Pada penelitian ini seluruh nilai MOE yang dihasilkan tidak

memenuhi standar. Hal ini diduga karena nilai slenderness ratio (SR)

partikel bahan baku yang diperoleh pada penelitian ini sebesar 149,66.

Maloney (1993) menyatakan nilai SR minimum sebesar 150 akan

menghasilkan kekuatan papan partikel yang tinggi. 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

untuk mengikat partikel.

Hasil sidik ragam nilai MOE menunjukkan kadar perekat tidak

memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai MOE papan partikel

(Lampiran 15). Seluruh nilai MOE yang dihasilkan tidak memenuhi standar

SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOE papan partikel minimum

(37)

iii B.3. Modulus of Rupture (MOR)

Nilai MOR papan partikel berkisar antara 99,69-142,54 kgf/cm2.

Hasil rata-rata nilai MOR disajikan dalam Gambar 12. Nilai MOR tertinggi

dihasilkan pada kadar 16% yaitu 142,54 kgf/cm2.

Gambar 12. Histogram rata-rata nilai MOR papan partikel

Gambar 12 menunjukkan peningkatan nilai MOR seiring

penambahan kadar perekat. Salah satu faktor yang mempengaruhi nilai

MOR papan partikel ialah kadar perekat. Hal ini diduga dengan

meningkatnya kadar perekat maka ikatan antar partikel akan semakin kuat

dan semakin luas pula bidang papan partikel yang mengeras sehingga dapat

meningkatkan nilai MOR papan partikel. Haygreen dan Bowyer (1993)

menyatakan bahwa semakin banyak resin yang digunakan dalam suatu

papan partikel, semakin kuat dan stabil dimensi papan tersebut. Semakin

tinggi kadar perekat yang digunakan, maka semakin baik distribusi perekat

(38)

semakin rata penyebaran perekat, maka semakin luas bidang yang mengeras

sehingga akan meningkatkan kekuatan papan yang dihasilkan. Iskandar

dan Supriadi (2012) menyatakan bahwa semakin tinggi kadar perekat,

menyebabkan peningkatan nilai MOR papan partikel yang dihasilkan.

Hasil sidik ragam nilai MOR menunjukkan variasi kadar perekat

memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai MOR (Lampiran 16). Hasil

uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa kadar perekat PF 16% tidak berbeda

nyata dengan kadar 14%, namun berbeda nyata dengan kadar perekat

lainnya. Seluruh nilai MOR yang dihasilkan memenuhi standar SNI

03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOR papan partikel minimum 82

kgf/cm2.

C. Kualitas Papan Partikel

Kualiatas papan partikel diperoleh dengan cara membandingkan

hasil penelitian dengan standar SNI 03-2105-2006 serta menentukan kadar

perekat phenol formaldehida terbaik melalui skoring seperti pada Tabel 3.

Tabel 3. Rekapitulasi skoring kualitas sifat fisis dan mekanis papan partikel Sifat Fisis Dan Mekanis Papan

Partikel Pengembangan Tebal 2 jam

Nilai Rata-Rata 1 2 3 4 5 SNI 03-2105-2006 0 0 0 0 0 Pengembangan Tebal 24 jam

Nilai Rata-rata 1 2 3 4 5

(39)

iii Internal Bond

Nilai Rata-Rata 1 2 3 5 4 SNI 03-2105-2006 0 1 1 1 1 MOE

Nilai Rata-Rata 1 2 4 3 5 SNI 03-2105-2006 0 0 0 0 0 MOR

Nilai Rata-Rata 1 2 3 4 5 SNI 03-2105-2006 1 1 1 1 1 Total Skor 13 24 28 35 42

Keterangan:

Skoring : 1 (sangat rendah), 2 (cukup rendah), 3 (rendah) , 4 (tinggi), 5 (sangat

tinggi)

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

Berdasarkan Tabel 3, hasil total skoring yang ditinjau dari nilai

rata-rata sifat fisis dan mekanis yang dihasilkan papan partikel dan pencapaian

standar SNI 03-2105-2006 memperlihatkan bahwa papan partikel dari

campuran partikel BKS dan serutan meranti yang mendapatkan skor

tertinggi yaitu kadar perekat 16% sehingga direkomendasikan sebagai kadar

(40)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Variasi kadar perekat phenol formaldehida (PF) memberikan

pengaruh yang nyata terhadap keseluruhan sifat fisis papan partikel,

namun pada sifat mekanis kadar perekat hanya berpengaruh terhadap

nilai MOR.

2. Kadar perekat PF 16% merupakan kadar perekat terbaik dalam

penelitian ini yang diperoleh berdasarkan hasil skoring yang telah

dilakukan.

Saran

Perlu dilakukan penelitian yang lebih lanjut untuk meningkatkan

sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah sawit seperti penambahan

kadar perekat yang lebih tinggi dan mencampur sawit dengan bahan yang

lebih baik. Sehingga dapat dihasilkan sifat fisis dan mekanis papan partikel

(41)

16

TINJAUAN PUSTAKA

A. Kelapa sawit

Adapun taksonomi tanaman kelapa sawit menurut Syakir et al. (2010)

adalah sebagai berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Kelas : Monocotlyledonae

Ordo : Palmales

Famili : Palmae

Sub famili : Cocoideae

Genus : Elaeis

Spesies : Elaeis guineensis Jacq.

Nama Elaeis guineensis diberikan oleh Jacquin pada tahun 1763

berdasarkan pengamatan pohon-pohon kelapa sawit yang tumbuh di Martinique,

kawasan Hindia Barat, Amerika Tengah. Kata Elaeis (Yunani) berarti minyak,

sedangkan kata Guineensis dipilih berdasarkan keyakinan Jacquin bahwa kelapa

sawit berasal dari Guinea (Pahan, 2008).

Menurut Endy et al. (2014) BKS mengandung kadar air berkisar

38,49-101,07%, berat jenis (BJ) berkisar 0,46-0,62 gr/cm3, MOR berkisar

108,2-354,47 kg/cm2 dan MOE berkisar 4456,77-10062,4 kg/cm2. Secara

keseluruhan nilai BJ, MOR dan MOE tertinggi terdapat pada bagian pangkal

(42)

BKS. Hal ini disebabkan karena pada bagian ujung tersusun atas jaringan yang

masih muda, dimana secara fisiologis jaringan tersebut masih berfungsi aktif

sehingga dinding selnya relatif tipis dibanding dengan dinding sel jaringan yang

sudah tua, kandungan selulosa dan lignin jaringan ikatan pembuluh pada bagian

pangkal lebih tinggi. Dengan kata lain bagian pangkal BKS sifat mekaniknya

lebih baik dibandingkan dengan bagian tengah dan ujung BKS.

Menurut Nuryawan et al. (2012) kadar lignin kelapa sawit pada bagian

pangkal BKS sebesar 23,20%. Sedangkan kadar lignin yang terdapat pada bagian

tengah BKS adalah sebesar 21,82%. Untuk kadar lignin yang terdapat pada bagian

ujung BKS adalah sebesar 21,57%. Jadi rata-rata keseluruhan kandungan kadar

lignin yang terdapat pada BKS sebesar 22,20%. Ikatan pembuluh BKS dapat

dikembangkan dan dimanfaatkan secara optimal. Berdasarkan penelitian yang

dilakukan sifat fisis dan kimia ikatan pembuluh BKS mampu menjadi bahan

alternatif sebagai pengganti bahan dasar kayu dalam pembuatan papan komposit.

B. Meranti

Menurut Wahyu (2014) adapun taksonomi kayu meranti dapat

diklasifikasikan sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Subkingdom : Tracheobionta

Divisi : Magnoliophyta

Kelas : Magnoliopsida

Ordo : Theales

Famili : Dipterocarpaceae

(43)

18

Spesies : Shorea sp.

Menurut Martawijaya et al. (2005) sifat fisis meranti seperti berat jenis

sebesar 0,52 gr/cm3 dan termasuk kedalam kelas kuat kayu III-IV. Penyusutan

kadar air arah radial 2,1% dan tangensial 3,5%. Sifat mekanis meranti seperti

tegangan batas proporsi sebesar 179 kg/cm2, tegangan pada batas patah

359 kg/cm2, MOE 66 kg/cm2, usaha sampai batas proporsi 0,3 kg/dm3 dan usaha

sampai batas patah 2,5 kg/dm3.

Menurut Vademikum Dipterocarpaceae (2007) kayu meranti memiliki ciri

seperti kayu teras berwarna merah muda dengan tebal 2-8 cm. Tekstur kayu

meranti tergolong kasar dengan arah serat berpadu, permukaan kayu licin dan

mengkilap. Sifat fisis kayu meranti termasuk kedalam kayu kelas kuat III-IV.

Kayu meranti memiliki kandungan selulosa sebesar 50,76%, lignin 30,60%,

pentosan 12,74%, abu 0,68% dan silika 0,29%. Kayu meranti termasuk kedalam

kayu dengan kelas awet III. Kayu meranti umumnya mempunyai saluran aksial

yang biasanya tersusun dalam deretan tangensial yang kontinu, kadang-kadang

terdapat deretan yang pendek, diameter saluran aksial umumnnya lebih kecil dari

diameter pori, kecuali pada Shorea platycarpa yang keadaannya sebaliknya.

Saluran radial terdapat pada Shorea leprosula, Shorea ovate dan Shorea

teysmanniana, sedang pada Shorea parvifolia dan Shorea acuminate hanya

terdapat secara sporadis.

C. Papan Partikel

Papan partikel adalah hasil pengempaan panas campuran partikel kayu

atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik serta bahan lain. Pada

(44)

diantaranya adalah KA, kerapatan, DSA, PT, IB, MOE dan MOR (BSN, 2006).

Sedangkan menurut Haygreen dan Bowyer (1993), papan partikel ialah produk

panil yang dihasilkan dengan memanfaatkan partikel-partikel kayu dan sekaligus

mengikatnya dengan satu perekat. Tipe-tipe papan partikel yang banyak itu sangat

berbeda dalam hal ukuran dan bentuk partikel, jumlah resin (perekat) yang

digunakan dan kerepatan panil yang dihasilkan. Ada tiga ciri utama papan yang

menentukan sifat-sifatnya adalah sebagai berikut:

1. Spesies dan Bentuk Partikel

Sifat yang diinginkan dari partikel berbentuk serpih untuk kekuatan dan

partikel-partikel halus untuk permukaan yang licin. Aspek terpenting bentuk

partikel ialah panjang partikel dan nisbah tebal ke panjang.

2. Kerapatan Papan dan Profil Kerapatan

Semakin tinggi kerapatan menyeluruh papan dari suatu bahan baku tertentu,

semakin tinggi kekuatannya. Tetapi, sifat-sifat papan lain seperti kestabilan

dimensi mungkin terpengaruh jelek oleh naiknya kerapatan. Untuk memproduksi

papan dengan keteguhan lengkung setinggi mungkin pada setiap kerapatan

menyeluruh tertentu, papan dengan permukaan yang lebih rapat daripada intinya

lebih disukai. Variasi kerapatan di seluruh tebal papan disebut profil kerapatan.

3. Kandungan Resin dan Penyebarannya

Semakin banyak resin digunakan dalam suatu papan, semakin kuat dan

semakin stabil dimensi papannya. Namun, untuk alasan-alasan ekonomis tidak

diinginkan untuk menggunakan jumlah resin yang lebih banyak daripada yang

diperlukan untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan. Secara normal,

(45)

20

berat resin padat. Papan fenol yang dapat dibuat dengan resin yang lebih sedikit.

Pada papan biskit yang menggunakan resin fenol dalam bentuk tepung,

kandungan resin mungkin serendah 2,5%. Tetapi, resin tepung jauh lebih mahal

daripada tipe yang cair.

D. Perekat Phenol Formaldehida

Phenol formaldehida (PF) merupakan hasil kondensasi formaldehida

dengan monohidrik phenol, termasuk phenol itu sendiri, creosol dan xylenol.

Perekat PF dapat dibagi menjadi dua kelas yaitu resol yang bersifat thermosetting

dan novolak yang bersifat thermoplastik. Perbedaan kedua ini disebabkan oleh

perbandingan molar fenol dan formaldehida, serta katalis atau kondisi yang terjadi

selama berlangsungnya reaksi. Kelebihan perekat PF yaitu tahan terhadap

perlakuan air, tahan terhadap kelembaban dan temperature tinggi, tahan terhadap

bakteri, jamur, rayap dan mikro-organisme serta tahan terhadap bahan kimia,

seperti minyak, basa dan bahan pengawet kayu. Kelemahan perekat PF yaitu

memberikan warna gelap, kadar air kayu harus lebih rendah daripada perekat urea

formaldehida (UF) atau perekat lainnya serta garis perekatan yang relative tebal

dan mudah patah (Ruhendi et al., 2007).

Perekat PF memiliki warna merah tua dengan keadaan encer. Perekat PF

memiliki pH 10-11 dengan kekentalan 1-2 poise pada suhu 250C. Waktu yang

dibutuhkan agar perekat PF menjadi kental berkisar 5-25 menit pada suhu 1350C,

bahan yang tidak menguap sebesar 40-45%. Perekat PF larut dalam air 10 kali

pada suhu 250C dengan berat jenis perekat 1,170-1,190

(46)

Menurut Achmadi (1990) perekat PF adalah jenis yang paling awet.

Viskositas perekat PF cukup rendah yang memungkinkan penetrasi ke dalam

pori-pori kayu dan berfungsi sebagai jankar mekanis dalam perekatan. Kekuatan dari

perekat melebihi kekuatan kohesif kayu. Faktor-faktor tersebut memberikan

sumbangan bagi kekuatan rekat pada kayu.

E. Variasi Kadar Perekat

Menurut Maloney (1993) jumlah perekat yang banyak akan meningkatkan

ikatan antar partikel sehingga papan partikel yang dihasilkan lebih tahan terhadap

air dan stabil. Hal ini sesuai dengan penelitian Iskandar dan Supriadi (2012) yang

menggunakan kadar perekat 6%, 8% dan 10% bahwa peningkatan kadar perekat

berpengaruh terhadap pengembangan tebal (PT), daya serap air (DSA),

meningkatkan MOR dan MOE. Pada PT dan DSA, baik perendaman selama 2 jam

maupun 24 jam, nilai PT dan DSA menurun seiring dengan penambahan kadar

perekat. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan semakin rendah nilai PT

dan DSA papan partikel.

Variasi kadar perekat berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan

partikel. Pada penelitian Sinulingga (2009) menunjukkan pengaruh signifikan dari

variasi kadar perekat terhadap papan partikel. Pada penelitian ini diperoleh nilai

KA sebesar 10,27-16,07%, nilai KA menurun seiring dengan penambahan kadar

perekat, sebaliknya nilai MOR meningkat seiring dengan penambahan kadar

perekat dengan nilai MOR sebesar 67,8-82,95 kg/cm2. Sedangkan nilai kerapatan

papan partikel bervariasi antara 0,82-0,95 gr/cm3 dimana nilai kerapatan tertinggi

(47)

12

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Luasan hutan Indonesia setiap tahun mengalami penurunan. Menurut

Statistik Kementerian Kehutanan (2014) terjadi deforestasi pada kawasan hutan

Indonesia dari tahun 2011 hingga 2012 sebesar 613.480,7 ha baik didalam

maupun diluar kawasan hutan. Hal ini mengakibatkan pasokan kayu untuk bahan

konstruksi bangunan, furniture dan produk-produk perkayuan lainnya menjadi

berkurang. Untuk mengatasi masalah ini maka perlu dilakukan berbagai usaha,

antara lain efisiensi pemanfaatan kayu serta mencari alternatif melalui

pengembangan teknologi pengolahan kayu dan bahan berlignoselulosa lainnya,

seperti kelapa sawit.

Provinsi Sumatera Utara merupakan provinsi dengan perkebunan kelapa

sawit terluas ke 2. Menurut data Pemerintah Provinsi Sumatera Utara (2012)

luasan areal sawit di Sumatera Utara seluas 1.076.017,72 ha. Luasan tersebut

diperoleh dari perkebunan rakyat, PTPN, PBSN dan PBSA. Peremajaan tanaman

sawit dilakukan setiap 25 tahun sekali, jika dalam 1 ha areal perkebunan kelapa

sawit dapat dihasilkan 140 batang kelapa sawit, maka jumlah batang kelapa sawit

yang ada di wilayah Sumatera Utara adalah 150.642.520 batang kelapa sawit

(BKS).

Salah satu pemanfaatan batang kelapa sawit (BKS) adalah papan

komposit. Menurut Maloney (1993) papan partikel mempunyai beberapa

(48)

kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan

kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan, memiliki sifat isotropis dan

kualitasnya mudah diatur. Hampir seluruh bagian dari kelapa sawit dapat

dijadikan sebagai bahan baku pembuatan papan komposit plastik, diantaranya

adalah BKS (Lubis, 2009), cangkang buah (Setiawan, 2008), serabut buah

(Sarumaha, 2008), dan bagian lainnya. Bagian batang merupakan bagian yang

berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan baku, batang memiliki volume yang

paling besar dibandingkan dengan bagian lainnya.

Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas papan partikel adalah jenis

dan kadar perekat. Jenis perekat yang biasa digunakan dalam pembuatan papan

partikel salah satunya adalah phenol formaldehida (PF). Kelebihan PF yaitu tahan

terhadap perlakuan air, tahan terhadap kelembaban dan temperature tinggi, tahan

terhadap bakteri, jamur, rayap dan mikro-organisme serta tahan terhadap bahan

kimia, seperti minyak, basa dan bahan pengawet kayu (Ruhendi et al., 2007).

Variasi kadar perekat juga menentukan kualitas papan partikel. Penelitian

tentang variasi kadar perekat pada papan partikel, diantaranya adalah eceng

gondok (Sinulingga, 2009) dan ampas tebu (Iskandar dan Supriadi, 2012). Hasil

penelitian (Sinulingga, 2009) menunjukkan bahwa semakin meningkatnya kadar

perekat dapat meningkatkan mutu dari papan partikel. Dimana dengan

bertambahnya kadar perekat, maka hasil pengujian sifat fisis dan sifat mekanis

dari papan partikel serat pendek enceng gondok juga semakin meningkat. Hasil

penelitian (Iskandar dan Supriadi, 2013) menunjukkan bahwa peningkatan kadar

perekat berpengaruh terhadap pengembangan tebal (PT), daya serap air (DSA),

(49)

14

mengakibatkan perubahan terhadap kerapatan, kadar air (KA) dan keteguhan

rekat/internal bound (IB).

Penelitian variasi kadar perekat juga pernah dilakukan pada papan partikel

campuran BKS dan mahoni, secara umum sifat fisis dan mekanis seperti

kerapatan, KA, PT dan MOR telah memenuhi standar nasional Indonesia (SNI).

Namun sifat mekanis seperti IB dan MOE masih belum memenuhi SNI. Adapun

upaya lain yang dilakukan adalah mencampurkan BKS dengan kayu kuat lainnya

seperti meranti. Meranti memiliki sifat fisis dan mekanis seperti kerapatan, KA,

PT, DSA, IB, MOE, dan MOR yang lebih tinggi dibandingkan dengan BKS.

Pencampuran BKS dengan meranti dimaksudkan untuk meningkatkan nilai fisis

dan mekanis papan partikel dari BKS sehingga nilai gunanya meningkat.

Berdasarkan hal tersebut maka dilakukan penelitian dengan judul “Variasi

Kadar Perekat Phenol Formaldehida Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari

Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti”.

B. Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Menganalisis pengaruh kadar perekat terhadap sifat fisis dan mekanis

papan partikel yang terbuat dari campuran partikel BKS dan serutan

meranti.

2. Mengetahui variasi kadar perekat terbaik untuk papan partikel yang

(50)

C. Manfaat

Manfaat dari penelitian ini adalah memanfaatkan BKS yang selama ini

keberadaannya dianggap sebagai limbah menjadi bahan baku papan partikel. BKS

yang tersedia dapat digunakan sebagai bahan baku papan partikel sehingga dapat

(51)

2

ABSTRACT

ANDRIAN TELAUMBANUA. Variations of Phenol Formaldehyde Adhesives Content towards the Quality of Particle Board Made from Particle Oil Palm and Shavings Meranti Mixtures. Supervised by RUDI HARTONO and APRI HERI ISWANTO.

Palm oil plant is an oil producer. During this time the use of palm oil is only focused on the fruit, while the remaining part of the oil as the trunk is often regarded as wastes. Therefore, it is necessary to study the oil palm trunk to increase the value of palm trunks. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties that results from particle board particle that made from particle oil palm and shavings meranti with some variation of the phenol formaldehyde adhesives content. The variations of phenol formaldehyde content were 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. The dimension of particle board was 25x25x1 cm with density target is 0,7 g/cm3 using a pressure of 30 kg / cm2 for 8 minutes. The results will be compare with SNI 03-2105-2006. The results showed that density, moisture content, water absorption for 2 and 24 hours, thickness swelling for 2 and 24 hours, internal bound, modulus of elasticity and modulus of rupture were 0,59-0,62 g/cm3; 4,65-5,94%; 45,16-76,19% and 61,05-95,14%; 15,91-35,11% and 19,31-43,63%; 1,56-3,08 kg/cm2; 9536,06-11695,42 kg/cm2 and 118,58-151,92 kg/cm2. Physical properties (density, moisture content) has fulfilled SNI 03-2105-2006, while thickness swelling does not fulfill the standard. The entire value of IB and MOR testing have fulfilled the SNI 03-2105-2006, while the MOE not fulfill the standard. The best adhesives content from this study was 16%.

Keywords: particle board, palm oil particle, shavings meranti, adhesive content, phenol formaldehyde.

(52)

ABSTRAK

ANDRIAN TELAUMBANUA. Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida Terhadap Kualitas Papan Partikel dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti. Dibimbing oleh RUDI HARTONO dan APRI HERI ISWANTO.

Tanaman kelapa sawit merupakan tanaman penghasil minyak. Selama ini pemanfaatan kelapa sawit hanya terfokus pada bagian buah, sedangkan sisa bagian dari sawit seperti batang seringkali dianggap sebagai limbah. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian terhadap batang kelapa sawit untuk meningkatkan nilai dari batang sawit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis yang dihasilkan dari papan partikel yang terbuat dari partikel batang kelapa sawit dan serutan meranti dengan beberapa variasi kadar perekat phenol formaldehida. Variasi kadar perekat yang digunakan yaitu 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. Papan partikel dibuat berukuran 25x25x1 cm dengan target kerapatan 0,7 gr/cm3 menggunakan tekanan 30 kg/cm2 selama 8 menit. Hasil penelitian akan dibandingkan dengan SNI 03-2105-2006. Hasil penelitian menunjukkan nilai kerapatan, kadar air, daya serap air 2 dan 24 jam, pengembangan tebal 2 dan 24 jam, keteguhan rekat internal, modulus elastis dan modulus patah berturut-turut ialah 0,59-0,62 g/cm3; 4,65-5,94%; 45,16-76,19% dan 61,05-95,14%; 15,91-35,11% dan 19,31-43,63%; 1,56-3,08 kg/cm2; 9536,06-11695,42 kg/cm2 dan 118,58-151,92 kg/cm2. Sifat fisis (kerapatan, kadar air) telah memenuhi SNI 03-2105-2006, sedangkan pengembangan tebal tidak memenuhi standar. Seluruh pengujian IB dan MOR telah memenuhi SNI 03-2105-2006, sedangkan MOE belum memenuhi standar. Kadar perekat terbaik dalam penelitian ini adalah kadar perekat PF 16%.

(53)

1

VARIASI KADAR PEREKAT PHENOL FORMALDEHIDA

TERHADAP KUALITAS PAPAN PARTIKEL DARI

CAMPURAN PARTIKEL KELAPA SAWIT DAN SERUTAN

MERANTI

SKRIPSI

ANDRIAN TELAUMBANUA 111201059/TEKNOLOGI HASIL HUTAN

PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS KEHUTANAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(54)

ABSTRACT

ANDRIAN TELAUMBANUA. Variations of Phenol Formaldehyde Adhesives Content towards the Quality of Particle Board Made from Particle Oil Palm and Shavings Meranti Mixtures. Supervised by RUDI HARTONO and APRI HERI ISWANTO.

Palm oil plant is an oil producer. During this time the use of palm oil is only focused on the fruit, while the remaining part of the oil as the trunk is often regarded as wastes. Therefore, it is necessary to study the oil palm trunk to increase the value of palm trunks. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties that results from particle board particle that made from particle oil palm and shavings meranti with some variation of the phenol formaldehyde adhesives content. The variations of phenol formaldehyde content were 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. The dimension of particle board was 25x25x1 cm with density target is 0,7 g/cm3 using a pressure of 30 kg / cm2 for 8 minutes. The results will be compare with SNI 03-2105-2006. The results showed that density, moisture content, water absorption for 2 and 24 hours, thickness swelling for 2 and 24 hours, internal bound, modulus of elasticity and modulus of rupture were 0,59-0,62 g/cm3; 4,65-5,94%; 45,16-76,19% and 61,05-95,14%; 15,91-35,11% and 19,31-43,63%; 1,56-3,08 kg/cm2; 9536,06-11695,42 kg/cm2 and 118,58-151,92 kg/cm2. Physical properties (density, moisture content) has fulfilled SNI 03-2105-2006, while thickness swelling does not fulfill the standard. The entire value of IB and MOR testing have fulfilled the SNI 03-2105-2006, while the MOE not fulfill the standard. The best adhesives content from this study was 16%.

Keywords: particle board, palm oil particle, shavings meranti, adhesive content, phenol formaldehyde.

(55)

3

ABSTRAK

ANDRIAN TELAUMBANUA. Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida Terhadap Kualitas Papan Partikel dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti. Dibimbing oleh RUDI HARTONO dan APRI HERI ISWANTO.

Tanaman kelapa sawit merupakan tanaman penghasil minyak. Selama ini pemanfaatan kelapa sawit hanya terfokus pada bagian buah, sedangkan sisa bagian dari sawit seperti batang seringkali dianggap sebagai limbah. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian terhadap batang kelapa sawit untuk meningkatkan nilai dari batang sawit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis yang dihasilkan dari papan partikel yang terbuat dari partikel batang kelapa sawit dan serutan meranti dengan beberapa variasi kadar perekat phenol formaldehida. Variasi kadar perekat yang digunakan yaitu 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. Papan partikel dibuat berukuran 25x25x1 cm dengan target kerapatan 0,7 gr/cm3 menggunakan tekanan 30 kg/cm2 selama 8 menit. Hasil penelitian akan dibandingkan dengan SNI 03-2105-2006. Hasil penelitian menunjukkan nilai kerapatan, kadar air, daya serap air 2 dan 24 jam, pengembangan tebal 2 dan 24 jam, keteguhan rekat internal, modulus elastis dan modulus patah berturut-turut ialah 0,59-0,62 g/cm3; 4,65-5,94%; 45,16-76,19% dan 61,05-95,14%; 15,91-35,11% dan 19,31-43,63%; 1,56-3,08 kg/cm2; 9536,06-11695,42 kg/cm2 dan 118,58-151,92 kg/cm2. Sifat fisis (kerapatan, kadar air) telah memenuhi SNI 03-2105-2006, sedangkan pengembangan tebal tidak memenuhi standar. Seluruh pengujian IB dan MOR telah memenuhi SNI 03-2105-2006, sedangkan MOE belum memenuhi standar. Kadar perekat terbaik dalam penelitian ini adalah kadar perekat PF 16%.

(56)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 23 November 1993. Penulis

merupakan anak ketiga dari pasangan Samaeli Telaumbanua dan Tineke

Puspawati Linanda.

Penulis memulai pendidikan di SD Santo Thomas 1 Medan pada tahun

1999-2005, pendidikan tingkat Sekolah Menengah Pertama di SMP Santo Thomas

3 Medan pada tahun 2005-2008, pendidikan tingkat Sekolah Menengah Atas di

SMA Sultan Iskandar Muda Medan pada tahun 2008-2011. Pada tahun 2011,

penulis lulus di Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian USU melalui jalur

Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih

minat studi Teknologi Hasil Hutan.

Penulis telah mengikuti Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Taman

Hutan Rakyat Bukit Barisan dan Hutan Pendidikan USU pada tahun 2013. Pada

tahun 2015 penulis juga telah menyelesaikan Praktik Kerja Lapang (PKL) di KPH

Pekalongan Timur. Pada awal tahun 2015 penulis melaksanakan penelitian

dengan judul “Variasi Kadar Perekat Phenol Formaldehida terhadap Kualitas

Papan Partikel dari Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti” di

bawah bimbingan Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si dan Dr. Apri Heri Iswanto,

(57)

5

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena

atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Variasi

Kadar Perekat Phenol Formaldehida terhadap Kualitas Papan Partikel dari

Campuran Partikel Kelapa Sawit dan Serutan Meranti”. Skripsi ini merupakan

salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan di Program Studi

Kehutanan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh variasi kadar

perekat phenol formaldehida, serta mengetahui kadar perekat terbaik terhadap

kualitas papan partikel dari partikel kelapa sawit dan serutan meranti. Hasil

penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan nilai tambah dari limbah batang

kelapa sawit sehingga masyarakat dapat beralih dari pemanfaatan kayu dalam

bentuk log.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan

Bapak Dr. Apri Heri Iswanto, S.Hut, M.Si selaku anggota komisi pembimbing

penulis yang dengan sabar dan tulus memberikan ilmu, masukan, bimbingan,

serta arahan selama proses penulisan skripsi ini.

2. Keluarga tercinta, Ayahanda Samaeli Telaumbanua dan Ibunda Tineke

Puspawati Linanda serta saudara-saudari penulis yang selalu memberikan

dukungan, perhatian, doa, kasih sayang, serta pengorbanan baik moral

(58)

3. Teman-teman satu perjuangan penelitian yaitu Evan Aritonang, Yeheskiel

Simajuntak, Sabar Hutasoit, Fradika Siahaan, dan Shanty Sianturi atas suka

duka yang telah terlalui selama penelitian serta teman-teman angkatan 2011

yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu.

Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi mahasiswa kehutanan maupun masyarakat umum. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

Medan, Juli 2016

(59)

7

Persiapan partikel BKS dan serutan Meranti ... 10

(60)

Pengembangan Tebal ... 24

Sifat Mekanis Papan Partikel ... 26

Internal Bond (IB) ... 26

Modulus of Elasticity (MOE) ... 27

Modulus of Rupture (MOR) ... 29

Kualitas papan Partikel ... 30

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 32

Saran ... 32

(61)

9

DAFTAR TABEL

(62)

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Pola pemotongan untuk uji fisis dan mekanis papan ... 12

2. Pengujian keteguhan rekat internal ... 15

3. Cara pengujian MOR dan MOE ... 16

4. Bagan alur penelitian... 18

5. Histogram rata-rata nilai kerapatan papan partikel ... 19

6. Histogram rata-rata nilai spring back papan partikel ... 20

7. Histogram rata-rata nilai kadar air papan partikel... 21

8. Histogram rata-rata nilai DSA pada perendaman 2 jam dan 24 jam... 23

9. Histogram rata-rata nilai PT pada perendaman 2 jam dan 24 jam ... 25

10. Histogram rata-rata nilai IB papan partikel ... 26

11. Histogram rata-rata nilai MOE papan partikel ... 28

(63)

11

DAFTAR LAMPIRAN

No. Halaman

1. Perhitungan bahan baku papan partikel ... 36

2. Rekapitulasi nilai kerapatan dan kadar air papan partikel ... 38

3. Rekapitulasi nilai daya serap air papan partikel ... 39

4. Rekapitulasi hasil pengembangan tebal papan partikel ... 40

5. Rekapitulasi nilai internal bond papan partikel ... 41

6. Rekapitulasi nilai MOE papan partikel ... 42

7. Rekapitulasi nilai MOR papan partikel ... 43

8. Analisis keragaman kerapatan dan hasil uji duncan papan partikel ... 44

9. Analisis keragaman kadar air dan hasil uji duncan papan partikel ... 44

10. Analisis keragaman daya serap air 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel 45 11. Analisis keragaman daya serap air 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel 45 12. Analisis keragaman pengembangan tebal 2 jam dan hasil uji duncan papan partikel... 46

13. Analisis keragaman pengembangan tebal 24 jam dan hasil uji duncan papan partikel... 46

14. Analisis keragaman internal bond (IB) dan hasil uji duncan papan partikel 47 15. Analisis keragaman keteguhan lentur (MOE) dan hasil uji duncan papan partikel... 47