PENINGKATAN KUALITAS PAPAN KOMPOSIT LIMBAH BATANG SAWIT DENGAN ACRYLIC SEBAGAI WATER REPELLENT
SKRIPSI
M. HAKIM MUSLIM
071203009/TEKNOLOGI HASIL HUTAN
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Penelitian : Peningkatan Kualitas Papan Komposit Limbah Batang Sawit dengan Acrylic sebagai Water Repellent
Nama : M. Hakim Muslim
NIM : 071203009
Program Studi : Kehutanan
Disetujui Oleh, Komisi Pembimbing
Luthfi Hakim S. Hut., M. Si. Yunus Affifudin S.Hut,, M.Si.
Ketua Anggota
Mengetahui,
ABSTRACT
M.Hakim Muslim. Quality ImprovementBoardCompositeWasteOil PalmTrunkWithAcrylicasWaterRepellent. Supervised byLuthfiHakimandYunusAffifudin.
Ever-increasingdemand for woodandforestpotential ofshrinkingdemand the useof woodin an efficientandprudent, for example byutilizingwasteoil palmtrunkswhich have not beenoptimallyutilizedahigh-quality productsforthe future.
The purpose of this study was to test the stability and strength of composite boards from waste oil palm trunks with a ratio of water-resistant coating acrylic of various brands. The hypothesis of this study is the differences between different brands of acrylic that affect the physical properties and mechanical properties of composite boards from oil palm trunk waste. There are three treatments in this study, which refers to the first treatment of the outer coating of the composite board with a water repellent Aquaproof brand, treatment of both the outer coating with MultiGuard composite board, and the third with a Waterproof coating. Testing of physical properties and mechanical properties refer to JIS A 5908-2003. The results showed that physical properties of the density has reached the target density with a value of 0.8 gr/cm3, where the density range of 0.78 - 0.82 gr/cm3, water content ranged from 8:23 to 9:11%, water absorption ranged from 8.69 - 10.86%, the development of thick for 2 hours ranged between 3.1 - 4.92% and thickness development during the 24 hours range from 11:34 to 15:53%. Meanwhile, for the results of testing the mechanical properties of obtained results of an internal bond 8:19 - 10.81 kg/cm2, a strong grasp of the screw 56.29 - 59.55 kgf, MOE 21124.08 - 31852.83 kg/cm2 and MOR reached 279.62 - 378.36 kg/cm2. Results of analysis variancetreatment factorsthat affectthe fundamental propertiesof oil palmtrunksarewater content, water absorption, thicknessdevelopmentfor 2hours andthe development ofthickfor 24hours.
M. Hakim Muslim. Peningkatan Kualitas Papan Komposit Limbah Batang Kelapa Sawit Dengan Acrylic Sebagai Water Repellent. Dibimbing oleh Luthfi Hakim dan Yunus Affifudin.
Kebutuhan kayu yang terus meningkat dan potensi hutan yang terus berkurang menuntut penggunaan kayu secara efisien dan bijaksana, antara lain dengan memanfaatkan limbah batang kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) yang selama ini belum termanfaatkan secara optimal menjadi produk yang bermutu tinggi untuk masa mendatang.
Tujuan dari penelitian ini adalah menguji kestabilan dan kekuatan papan komposit dari limbah batang kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.)dengan perbandingan pelapis anti air (acrylic) dari berbagai merek. Hipotesis penelitian ini adalah perbedaan merek dari acrylic yang mempengaruhi sifat fisis dan sifat mekanis papan komposit dari limbah batang kelapa sawit. Ada tiga perlakuan dalam penelitian ini, dimana perlakuan pertama mengacu pada pelapisan bagian luar papan komposit dengan water repellent merek aquaproof, perlakuan kedua yaitu pelapisan bagian luar papan komposit dengan multiguard, dan yang ketiga pelapisan dengan waterproof. Pengujian sifat fisis dan sifat mekanis mengacu pada JIS A 5908-2003. Hasil penelitian sifat fisis menunjukkan bahwa kerapatan telah mencapai kerapatan target dengan nilai 0.8 gr/cm3, dimana kerapatan berkisar dari 0.78 – 0.82 gr/cm3, kadar air berkisar antara 8.23 – 9.11 %, daya serap air berkisar antara 8.69 – 10.86 %, pengembangan tebal selama 2 jam berkisar antara 3.1 – 4.92 % dan pengembangan tebal selama 24 jam berkisar dari 11.34 – 15.53 %. Sementara itu untuk hasil pengujian sifat mekanis didapat hasil internal bond 8.19 – 10.81 kg/cm2, kuat pegang sekrup 56.29 – 59.55 kgf, MOE 21124.08 – 31852.83 kg/cm2 dan MOR mencapai 279.62 – 378.36 kg/cm2. Hasil analisis sidik ragam faktor perlakuan yang mempengaruhi sifat-sifat dasar batang kelapa sawit adalah kadar air, daya serap air, pengembangan tebal selama 2 jam dan pengembangan tebal selama 24 jam.
Kata kunci : kayu kelapa sawit, papan komposit, isocyanate, acrylic,dan water repellent.
Penulis dilahirkan di Medan, Sumatera Utara pada tanggal 10 Agustus
1988 dari ayahanda Drs. Awar dan ibunda Roslaini. Penulis merupakan anak ke-2
dari 4 bersaudara.
Penulis memulai pendidikan di SD Negeri 105328 Tanjung Morawa dan
lulus pada tahun 2000. Kemudian penulis melanjutkan sekolah di MTs Nurul
Amaliyah Tanjung Morawa hingga tahun 2003. Penulis menyelesaikan
pendidikan di SMK Mesin Otomotif Nurul Amaliyah Tanjung Morawa pada
tahun 2006. Pada tahun 2007, penulis diterima di Program Studi Kehutanan
(Teknologi Hasil Hutan), Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara melalui
jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).
Selama perkuliahan penulis tergabung dalam organisasi Himpunan
Mahasiswa Sylva USU. Pada tahun 2009, penulis mengikuti kegiatan Praktik
Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) di Aras Napal dan Pulau Sembilan,
Kabupaten Langkat. Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di
PERUM Perhutani Unit III, KPH Cianjur, Kabupaten Cianjur, Provinsi Jawa
Barat pada bulan Januari – Februari 2011.
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikanrahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan
penelitian yang berjudul ” Peningkatan Kualitas Papan Komposit Limbah Batang
Sawit dengan Acrylic sebagai Water Repellent”.
PenelitianinimerupakansalahsatusyaratuntukmenjadiSarjanaKehutanan.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada kedua orang tua, abang, dan
kedua adik penulis yang selalumendoakan, memberidukungan,
kasihsayangdanmaterisertamenginspirasipenulisuntuktetapsemangatdalammenjala
nkan penelitianini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada komisi
pembimbing skripsiyaituLuthfi Hakim S.Hut., M.Si.sebagaiketuadanBapak Yunus
Afiffudin S.Hut., M.Si. sebagaianggota yang telah membimbing dan memberikan
berbagai masukan serta saran dalampenelitianini.
Penulis menyadari terdapat beberapa kekurangan dalam penulisan, oleh
karena itu penulis memohon maaf atas kekurangan tersebut. Penulis juga
mengucapkan banyak terima kasih kepada teman-teman yang selalumembantu,
menemani danmemberidorongandalammengerjakanpenelitianini. Akhir kata
penulis menyampaikan terima kasih.
Medan, Desember 2012
Penulis
Halaman
Kerapatan Ikatan Pembuluh ... 11
Alat dan Bahan Penelitian ... 17
Prosedur Penelitian ... 18
Persiapan Bahan Baku ... 18
Perlakuan Pendahuluan Partikel ... 19
Pembuatan Adonan (Pencampuran) ... 19
Pengempaan ... 19
Pengkondisian ... 20
Pelapisan Acrylic ... 20
Pengujian Sifat Fisis ... 20
Kerapatan ... 20
Kadar air ... 21
Daya serap air ... 21
Pengembangan tebal ... 22
Pengujian Sifat Mekanis ... 22
Keteguhan rekat (internal bond) ... 23
Kuat pegang sekrup (screw holding power) ... 24
Keteguhan lentur (modulus of elasticity) ... 24
Keteguhan patah (modulus of rupture) ... 25
Pengujian Kestabilan dan Kekuatan ... 27
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Sifat Fisis ... 29
Kerapatan ... 29
Kadar air ... 31
Daya serap air ... 34
Pegembangan tebal ... 36
Halaman
1. Pengujian internal bond ... 23
2. Pengujian kuat pegang sekrup ... 24
3. Pola pemotongan contoh uji ... 26
4. Skema pelaksanaan proses penelitian ... 28
5. Grafik perbandingan pengujian kerapatan ketiga jenis perlakuan water repellent ... 30
6. Grafik perbandingan pengujian kadar air ketiga jenis perlakuan water repellent ... 32
7. Grafik perbandingan pengujian daya serap air ketiga jenis perlakuan water repellent ... 34
8. Grafik perbandingan pengujian pengembangan tebal 2 jam ketiga jenis perlakuan water repellent ... 37
9. Grafik perbandingan pengujian pengembangan tebal 24 jam ketiga jenis perlakuan water repellent ... 38
10. Grafik perbandingan pengujian keteguhan rekat (internal bond) pada ketiga jenis perlakuan water repellent ... 40
11. Grafik perbandingan pengujian kuat pegang sekrup pada ketiga jenis perlakuan water repellent ... 42
12. Grafik perbandingan pengujian modulus of elasticity (MOE) pada ketiga jenis perlakuan water repellent ... 45
13. Grafik perbandingan pengujian modulus of rupture (MOR) pada ketiga jenis perlakuan water repellent ... 48
Halaman
1. Sifat-sifat dasar batang sawit ... 8
2. Sifat fisis vascular bundles ... 10
3. Hasil analisa kimia pada berbagai posisi kedalaman batang ... 13
4. Keterangan pola pemotongan contoh uji ... 26
5. Acuan standard JIS A 5908-2003 ... 27
6. Data pengujian sifat fisis papan komposit ... 29
7. Syarat kerapatan papan partikel ... 31
8. Syarat kadar air papan partikel ... 32
9. Syarat pengembangan tebal papan partikel ... 36
10. Data pengujian sifat mekanis papan komposit ... 40
11. Syarat minimum keteguhan cabut sekrup (KPS) papan partikel ... 44
12. Syarat minimum modulus elastisitas papan partikel ... 46
ABSTRACT
M.Hakim Muslim. Quality ImprovementBoardCompositeWasteOil PalmTrunkWithAcrylicasWaterRepellent. Supervised byLuthfiHakimandYunusAffifudin.
Ever-increasingdemand for woodandforestpotential ofshrinkingdemand the useof woodin an efficientandprudent, for example byutilizingwasteoil palmtrunkswhich have not beenoptimallyutilizedahigh-quality productsforthe future.
The purpose of this study was to test the stability and strength of composite boards from waste oil palm trunks with a ratio of water-resistant coating acrylic of various brands. The hypothesis of this study is the differences between different brands of acrylic that affect the physical properties and mechanical properties of composite boards from oil palm trunk waste. There are three treatments in this study, which refers to the first treatment of the outer coating of the composite board with a water repellent Aquaproof brand, treatment of both the outer coating with MultiGuard composite board, and the third with a Waterproof coating. Testing of physical properties and mechanical properties refer to JIS A 5908-2003. The results showed that physical properties of the density has reached the target density with a value of 0.8 gr/cm3, where the density range of 0.78 - 0.82 gr/cm3, water content ranged from 8:23 to 9:11%, water absorption ranged from 8.69 - 10.86%, the development of thick for 2 hours ranged between 3.1 - 4.92% and thickness development during the 24 hours range from 11:34 to 15:53%. Meanwhile, for the results of testing the mechanical properties of obtained results of an internal bond 8:19 - 10.81 kg/cm2, a strong grasp of the screw 56.29 - 59.55 kgf, MOE 21124.08 - 31852.83 kg/cm2 and MOR reached 279.62 - 378.36 kg/cm2. Results of analysis variancetreatment factorsthat affectthe fundamental propertiesof oil palmtrunksarewater content, water absorption, thicknessdevelopmentfor 2hours andthe development ofthickfor 24hours.
M. Hakim Muslim. Peningkatan Kualitas Papan Komposit Limbah Batang Kelapa Sawit Dengan Acrylic Sebagai Water Repellent. Dibimbing oleh Luthfi Hakim dan Yunus Affifudin.
Kebutuhan kayu yang terus meningkat dan potensi hutan yang terus berkurang menuntut penggunaan kayu secara efisien dan bijaksana, antara lain dengan memanfaatkan limbah batang kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) yang selama ini belum termanfaatkan secara optimal menjadi produk yang bermutu tinggi untuk masa mendatang.
Tujuan dari penelitian ini adalah menguji kestabilan dan kekuatan papan komposit dari limbah batang kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.)dengan perbandingan pelapis anti air (acrylic) dari berbagai merek. Hipotesis penelitian ini adalah perbedaan merek dari acrylic yang mempengaruhi sifat fisis dan sifat mekanis papan komposit dari limbah batang kelapa sawit. Ada tiga perlakuan dalam penelitian ini, dimana perlakuan pertama mengacu pada pelapisan bagian luar papan komposit dengan water repellent merek aquaproof, perlakuan kedua yaitu pelapisan bagian luar papan komposit dengan multiguard, dan yang ketiga pelapisan dengan waterproof. Pengujian sifat fisis dan sifat mekanis mengacu pada JIS A 5908-2003. Hasil penelitian sifat fisis menunjukkan bahwa kerapatan telah mencapai kerapatan target dengan nilai 0.8 gr/cm3, dimana kerapatan berkisar dari 0.78 – 0.82 gr/cm3, kadar air berkisar antara 8.23 – 9.11 %, daya serap air berkisar antara 8.69 – 10.86 %, pengembangan tebal selama 2 jam berkisar antara 3.1 – 4.92 % dan pengembangan tebal selama 24 jam berkisar dari 11.34 – 15.53 %. Sementara itu untuk hasil pengujian sifat mekanis didapat hasil internal bond 8.19 – 10.81 kg/cm2, kuat pegang sekrup 56.29 – 59.55 kgf, MOE 21124.08 – 31852.83 kg/cm2 dan MOR mencapai 279.62 – 378.36 kg/cm2. Hasil analisis sidik ragam faktor perlakuan yang mempengaruhi sifat-sifat dasar batang kelapa sawit adalah kadar air, daya serap air, pengembangan tebal selama 2 jam dan pengembangan tebal selama 24 jam.
Kata kunci : kayu kelapa sawit, papan komposit, isocyanate, acrylic,dan water repellent.
Latar belakang
Meningkatkan suatu kualitas papan komposit merupakan upaya terbaik
untuk hasil yang lebih baik, dimana peningkatan tersebut harus dilakukan agar
terdapat nilai tambah bagi papan komposit tersebut yang nantinya akan
menjadikan papan komposit yang bernilai jual tinggi. Untuk meningkatkan nilai
papan komposit tersebut biasanya dapat dilakukan dengan menambah perlakuan
terhadap papan komposit tersebut baik dari segi external (bagian luar) papan
komposit tersebut maupun dari segi internal (bagian dalam) papan komposit
tersebut. Hal tersebut dapat dilakukan dengan menambahkan bahan pengisi
(plastik, semen, dll) maupun bahan bahan pengisi lainnya.
Pemanfaatan limbah batang kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) menjadi
produk yang bermutu tinggi dan dapat diunggulkan untuk masa yang akan datang
haruslah menjadi perhatian kita. Dimana, limbah batang kelapa sawit sangatlah
bermanfaat untuk dijadikan bahan baku papan komposit yang selama ini hanya di
pandang sebelah mata oleh para lapisan masyarakat dimuka bumi ini. Limbah
tersebut adalah hasil peremajaan dari tanaman yang tidak produktif lagi. biasanya
peremajaan dilakukan pada tanaman berusia 25 tahun (Erwinsyah, 2008). Batang
kelapa sawit tersebut dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif penghasil kayu
tambahan (supplement) yang memiliki peluang yang cukup besar mengingat
ketersediaannya yang sangat melimpah sepanjang tahun (Balfas, 2003).
Potensi perkebunan kelapa sawit di Indonesia dari tahun ke tahun
mengalami peningkatan. Menurut Departemen Pertanian (2011) luas perkebunan
kelapa sawit di Indonesia mengalami pertumbuhan sebesar 11,8% dengan luas
pemerintah yang telah disetujui dengan perusahaan perkebunan, mulai tahun 2010
diadakan peremajaan kebun kelapa sawit paling sedikit 100.000 ha per tahun. Jika
diasumsikan dalam 1 ha terdapat 128 batang, dimana pada umur 25 tahun volume
per batang mencapai 1,638 m3, maka akan dihasilkan limbah batang kelapa sawit
sebanyak 12,8 juta pohon per tahun atau lebih dari 20 juta m3 kayu tersedia per
tahun (Erwinsyah, 2008).
Mengetahui besarnya jumlah limbah batang kelapa sawit yang ada di
seluruh perkebunan kelapa sawit di negara kita ini, maka diharapkan menjadi
suatu pemikiran baru untuk pembuatan papan komposit dari limbah batang kelapa
sawit berbahan dasar vascular bundles batang kelapa sawit dan perekat
isocyanate.
Awalnya pengaplikasian water repellent berbahan dasar acrylic digunakan
untuk pelapis anti bocor atap maupun genting pada bangunan. Tetapiacrylicdisini
yang berupa
rata-rata molekul berat ~ 100.000, sekitar 1.900 unit monomer diaplikasikan
bukan sebagai pelapis anti bocor atap maupun genting, melainkan sebagai pelapis
papan komposit berbahan dasar vascular bundlesdari limbah batang kelapa
sawit(Elaeis guineensis Jacq).
Beberapa hal diatas inilah yang melatarbelakangi dilakukannya suatu
penelitian dengan judul “Peningkatan kualitas papan komposit limbah batang
kelapa sawit dengan acrylic sebagai water repellent”.
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah menguji kestabilan dan kekuatan
papan komposit dari limbah batang kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.)dengan
perbandingan pelapis anti air (acrylic) dari berbagai merek terhadap standard JIS
A 5908-2003 dan mengetahui kualitas pelapis anti air (acrylic) yang terbaik
sebagai pelapis papan komposit.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan bermanfaat bagi pemanfaatan limbah
batang kelapa sawit dan peningkatan nilai tambah untuk pembuatan papan
komposit bagi industri komposit. Hasil penelitian ini juga diharapkan menjadi
sumber referensi bagi penelitian-penelitian papan komposit dari limbah batang
kelapa sawit selanjutnya.
Hipotesis
Hipotesis penelitian ini adalah, perbedaan merek dari acrylicyang
mempengaruhi sifat fisis dan sifat mekanis papan komposit dari limbah batang
TINJAUAN PUSTAKA
Peningkatan Papan Komposit
Papan komposit adalah papan buatan yang terbuat dari serpihan
bagian-bagian kayu dengan bantuan perekat thermosettingkemudian mengalami kempa panas
sehingga memiliki sifat seperti kayu, tahan api dan merupakan bahan isolasi serta
bahan akustik yang baik (Dumanauw, 1993). Adapun pengetian lain papan partikel
adalah produk kayu yang dihasilkan dari pengempaan panas antara campuran partikel
kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik serta bahan perekat
lainnya yang dibuat dengan cara pengempaan mendatar dengan dua lempeng datar.
Macam Papan Komposit
a. Bentuk
Papan komposit pada umumnya berbentuk datar dengan ukuran relatif
panjang tipis sehingga disebut panel. Ada beberapa papan partikel yang tidak datar
(papan komposit lengkung) dan mempunyai bentuk tertentu tergantung pada cetakan
yang dipakai seperti bentuk kotak radio.
b. Pengempaan
Cara pengempaan dapat secara mendatar atau secara ekstrusi. Cara mendatar
ada yang kontinyu dan tidak kontinyu. Cara kontinyu berlangsung melalui ban baja
yang menekan pada saat bergerak memutar. Cara tidak kontinyu pengempaan
berlangsung pada lempeng yang bergerak vertikal dan banyaknya celah dapat satu
atau lebih. Pada cara ekstrusi, pengempaan berlangsung kontinyu diantara dua
lempeng statis. Penekanan dilakukan oleh semacam piston yang bergerak vertikal dan
horizontal.
Ada tiga kelompok kerapatan papan komposit, yaitu rendah, sedang dan
tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap kelompok tersebut, tergantung pada
standar yang digunakan.
d. Kekuatan (Sifat Mekanis)
Pada prinsipnya sama seperti kerapatan, pembagian berdasarkan kekuatan pun
ada yang rendah, sedang dan tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap macam
(tipe) tersebut, tergantung pada standar yang digunakan. Ada standar yang
menambahkan persyaratan beberapa sifat fisis.
e. Macam perekat
Macam perekat yang dipakai mempengaruhi ketahanan papan
kompositterhadap pengaruh kelembaban, yang selanjutnya menentukan
penggunaannya. Ada standar yang membedakan berdasarkan sifat perekatnya, yaitu
interior dan eksterior. Ada standar yang memakai penggolonganberdasarkam macam
perekat, yaitu Tipe U (urea formaldehyde atau yang setara), Tipe M (melamin urea
formaldehyde atau yang setara) dan tipe P (phenol formaldehyde atau yang setara). f. Susunan komposit
Pada saat membuat komposit dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu
halus dan kasar. Pada saat membuat papan komposit kedua macam komposit tersebut
dapat disusun tiga macam sehingga menghasilkan papan komposit yang berbeda.
g. Arah komposit
Pada saat membuat hamparan, penaburankomposit (yang sudah dicampur
dengan perekat) dapat dilakukan secara acak (arah serat komposit tidak teratur) atau
arah serat diatur, misalnya sejajar atau bersilangan tegak lurus. Untuk yang
disebutkan terakhir dipakai komposit yang relatif panjang, biasanya berbentuk untai
h. Penggunaan
Berdasarkan penggunaan yang berhubungan dengan beban, papan komposit
dibedakan menjadi papan komposit penggunaan umum dan papan komposit struktural
(memerlukan kekuatan yang lebih tinggi). Untuk membuat mebel, pengikat dinding
dipakai papan komposit penggunaan umum. Untuk membuat komposisi dinding, peti
kemas dipakai papan komposit struktural.
i. Pengolahan
Ada dua macam papan komposit berdasarkan tingkat pengolahannya, yaitu
pengolahan primer dan pengolahan sekunder. Papan komposit pengolahan primer
adalah papan komposit yang dibuat melalui pembuatan komposit, pembentukan
hamparan dan pengempaan yang menghasilkan papan komposit. Papan komposit
pengolahan sekunder adalah pengolahan lanjutan dari papan komposit pengolahan
primer misalnya dilapisi vinir indah, dilapisi kertas aneka corak.
Limbah Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.)
Choon et al., (1991) mengemukakan bahwa kelapa sawit adalah jenis
monokotil yang tidak memiliki pertumbuhan sekunder, lingkaran tahun, kayu
muda dan kayu dewasa, cabang, dan mata kayu. Pertumbuhan dan pertambahan
diameter batang berasal dari pembelahan sel secara keseluruhan dan pembesaran
sel pada jaringan dasar parenkim, juga berasal dari pembesaran serat dari berkas
pembuluh.
Secara taksonomi kelapa sawit diklasifikasikan sebagai berikut.
Divisi : Spermatophyta
Subdivisi : Angiospermae
Kelas : Monocotyledonae
Famili : Arecaceae (Palmae)
Subfamili : Cocoidae
Genus : Elaeis
Spesies : Elaeis guineensis Jacq.
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) merupakan tumbuhan tropis yang
dari Nigeria. Kelapa sawit termasuk tumbuhan pohon, tingginya dapat mencapai
24 m. Bunga buahnya berupa tandan, bercabang banyak. Buahnya kecil, bila
masak berwarna merah kehitaman. Daging buahnya padat. Daging dan kulit
buahnya mengandung minyak yang dapat digunakan sebagai bahan minyak lasti,
sabun dan lilin, sedangkan ampasnya dimanfaatkan untuk makanan ternak.
Tempurungnya digunakan sebagai bahan bakar dan arang. Kelapa sawit
berkembang biak dengan biji, tumbuh didaerah tropis, pada ketinggian 0 – 500
mdpl. Kelapa sawit menyukai tanah subur, di tempat terbuka dengan kelembaban
tinggi serta curah hujan yang berkisar 2000 – 2500 mm setahun (Hadi, 2004).
Kelapa sawit setelah berumur 25-30 tahun sudah tidak produktif lagi
sehingga akan menjadi limbah. Berdasarkan data luas areal tanaman dan
rendemen penggergajian kelapa sawit bagian tepi, diketahui bahwa potensi batang
kelapa sawit dapat dimanfaatkan sekitar 2.782.060 m3 per tahun. jumlah ini akan
terus meningkat dengan semakin luasnya perkebunan kelapa sawit (Bakar, 2003)
Variasi kadar air (KA) kelapa sawit relatif besar seperti halnya variasi KA
pusat umumnya mempunyai KA yang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian
tengah, tetapi lebih rendah dibandingkan dengan bagian kulit. KA akan turun dari
pangkal batang ke beberapa meter di atas pangkal dan kemudian naik menuju
bagian ujung (puncak). Bakar (2003) mengemukakan bahwa KA tertinggi berkisar
antara 65%, variasi ini cenderung turun dari atas batang ke bawah dan dari
empulur ke tepi. Beberapa sifat penting dari setiap bagian batang disajikan pada
Tabel 1.
Tabel 1. Sifat-sifat dasar batang sawit
Sifat-sifat penting Bagian dalam batang Tepi Tengah Pusat Berat jenis 0,35 0,28 0.20 Kadar air 156 257 365 Kekuatan Lentur, (Kg/cm2) 3 x104 1 x 104 0.7 x 104 Keteguhan Lentur, (Kg/cm2) 295 129 67 Susut Volume (%) 26 39 48 Kelas Awet V V V Kelas Kuat III-V V V Sumber: Bakar (2003)
Menurut Fauzi (2002), batang sawit yang sudah tua dan tidak produktif
lagi, dapat dimanfaatkan menjadi produk yang bernilai tinggi. Batang kelapa sawit
tersebut dapat dibuat sebagai bahan perabot rumah tangga seperti mebel,
furniture, atau sebagai papan partikel. Sifat-sifat yang dimiliki batang kelapa
sawit tidak berbeda jauh dengan batang kayu yang biasa digunakan untuk perabot
rumah tangga sehingga berpeluang untuk dimanfaatkan secara luas.
Pada dasarnya batang kelapa sawit tergolong dalam tanaman monokotil,
dimana apabila terlihat dari penampang transversal, batang kelapa sawit dibagi
menjadi 3 bagian yaitu cortex, peripheral region dan central zone. Cortex
merupakan bagian terluar batang dengan tebal sekitar 1,5-3,5 cm. Peripheral
region merupakan wilayah yang agak gelap, yang sangat padat dengan vascular
bundles dan sedikit parenchyma. Bagian ini memberikan kekuatan terhadap
batang kelapa sawit. Daerah central merupakan wilayah yang paling luas sekitar
80 % dari total luas (Killmann dan Choon, 1985).
Sedangkan Erwinsyah (2008) membagi penampang lintang batang
menjadi 3 bagian yaitu peripheral, central dan inner zone. Zona peripheral
merupakan zona paling luar batang sebelum kulit dan korteks. Vascular bundles
pada area ini sangat padat, sedangkan sel parenkim sangat sedikit dibandingkan
wilayah lainnya. Secara visual, daerah ini terlihat agak gelap. Zona central
merupakan daerah paling lebar sekitar 50 % dari total seluruh area. Orientasi
vascular bundles pada area ini adalah random atau acak. Zona inner hanya 20–25
% dari total area dan memiliki kandungan sel parenkim yang tinggi. Kandungan
vascular bundle pada area ini paling sedikit dibandingkan area lainnya. Orientasi
vascular bundles pada area ini sama dengan zona central.
b. Kadar Air
Bagian pusat batang kelapa sawit umumnya mempunyai kadar air yang
lebih tinggi dibandingkan dengan bagian tengah dan tepinya. Kadar air kayu akan
naik dari pangkal ke beberapa meter di atas pangkal dan kemudian naik menuju
bagian ujung. Hal ini disebabkan pada bagian pusat dan bagian ujung memiliki
sedangkan parenkim memiliki kemampuan untuk mengikat air lebih banyak
dibandingkan vascular bundle (Bakar et al. 1998).
Killmann dan Choon (1985) menyatakan bahwa kadar air kayu kelapa
sawit sangat bervariasi antara 100-500 %. Lim dan Khoo (1986) juga menyatakan
bahwa kadar air meningkat ke arah tinggi dan juga ke arah pusat batang.
Sedangkan Erwinsyah (2008) mengemukakan kadar air batang kelapa sawit dalam
kondisi segar mencapai lebih dari 500 % dan nilai rata-rata kadar air 304 %.
Tabel 2. Sifat fisis vascular bundles
Sifat fisis Rataan
(pada bagian pangkal, tengah, ujung )
Kadar air 11,71%
Berat jenis zat 0,52
Berat jenis 0,44
Sumber: Saragih (2010)
c. Kerapatan
Menurut faktor ketinggian batang, bagian pangkal mempunyai nilai kerapatan
tertinggi, diikuti bagian tengah dan bagian ujung. Nilai kerapatan tertinggi juga
tercatat pada lapisan terluar dan nilainya menurun menuju ke bagian pusat kayu
(Prayitno, 1995).
Erwinsyah (2008) mengemukakan bahwa kerapatan kayu pada bagian
dalam (inner zone) berkisar antar 0,16 - 0,19 g/cm3 dengan nilai rata-rata 0,18
g/cm3, pada bagian tengah (central zone) berkisar antara 0,17 - 0,23 g/cm3 dengan
nilai rata-rata 0,20 g/cm3. Bagian tepi (peripheral zone) memiliki nilai kerapatan
tertinggi dibandingkan bagian tengah dan dalam. Besarnya nilai kerapatan pada
kerapatan kayu kelapa sawit meningkat dari bagian dalam hingga bagian tepi,
tetapi akan menurun dari pangkal hingga ujung batang.
d. Kerapatan Ikatan Pembuluh
Bakar et al. (1998) mengemukakan bahwa kerapatan vascular bundles di
bagian tepi sangat rapat dan mengalami penurunan ke arah pusat kayu. Sedangkan
faktor ketinggian tidak memberikan kecenderungan yang jelas tentang jumlah
vascular bundles.
Pola kerapatan vascular bundles kelapa sawit berbanding lurus dengan
nilai berat jenis. Bagian tepi yang mempunyai vascular bundles lebih banyak
menghasilkan nilai berat jenis yang tinggi pula. Jaringan vascular bundles
mempunyai kerapatan yang lebih tinggi daripada jaringan di sekitarnya (Bakar et
al. 1998).
e. Penyusutan
Bakar et al. (1998) menyatakan bahwa penyusutan volume batang kelapa
sawit berkisar antara 25-74 %. Berdasarkan kedalaman batang nilai susut volume
tertinggi ada pada bagian pusat batang dan semakin ke tepi semakin kecil.
Sedangkan berdasarkan faktor ketinggian batang, bahwa pada bagian pangkal
(sampai ketinggian 4,5 m) mempunyai nilai susut yang lebih rendah dibandingkan
bagian lainnya. Prayitno (1995) dan Bakar et al. (1998) menganggap sebagai
f. Sifat Mekanis
Bakar et al. (1999) mengemukakan bahwa seluruh sifat-sifat mekanis yang
diteliti yaitu keteguhan lentur atau MOE (Modulus of Elasticity), keteguhan patah
atau MOR (Modulus of Rupture), keteguhan tekan, keteguhan belah, keteguhan
geser, dan kekerasan menurun dari bagian dekat kulit ke arah pusat batang dan
dari bagian pangkal ke arah pucuk dari batang, dimana pengaruh kedalaman (arah
diameter) lebih besar dari pengaruh ketinggian (arah tinggi).
Pada arah diameter, seluruh sifat mekanis menurun tajam dari bagian tepi
ke bagian medium dan menurun landai dari bagian medium ke bagian pusat.
Penurunan tersebut terutama disebabkan perbedaan berat jenis dan kerapatan
ikatan pembuluh pada masing-masing bagian. Sedangkan penurunan pada arah
tinggi disebabkan oleh perbedaan umur dari batang kelapa sawit pada setiap
ketinggian (Bakar et al. 1999).
Dibandingkan dengan nilai sifat mekanis kayu lain, nilai keteguhan lentur,
keteguhan patah, keteguhan tekan, keteguhan geser dan kekerasan kayu kelapa
sawit bagian luar hampir setara dengan nilai sifat mekanis pada kayu sengon
(Paraserianthes falcataria) yang termasuk ke dalam kelas kuat IV-V (Bakar et
al. 1999).
g. Sifat Kimia
Bakar et al. (1998) mengemukakan bahwa sifat kimia batang kelapa sawit
bervariasi secara horizontal. Kandungan selulosa dan lignin menurun dari bagian
pusat batang. Kandungan silica dan abu lebih tinggi pada bagian pusat batang,
seperti terlihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil analisa kimia pada berbagai posisi kedalaman batang
Jenis Analisa Near the Bark Inner Center
Lignin (%) 37,87 36,66 36,31
Selulosa (%) 45,40 42,16 41,11
Pati (%) 4,09 4,81 5,90
Abu (%) 2,23 2,14 3,14
Silica (%) 1,26 1,26 1,96
Kelarutan (%) :
• Air dingin 11,24 13,56 17,82
• Air panas 12,51 15,22 18,22
• Alkohol Benzene 9,90 9,89 10,84
• NaOH 1 % 27,64 28,48 32,26
Sumber : Bakar et al. (1998)
h. Sifat Keawetan
Kelapa sawit tidak luput dari serangan hama dan penyakit. Batangnya
dapat menjadi busuk akibat serangan beberapa cendawan Ganoderma seperti G.
applanatum, G. cochlear, G. laccatum, dan G. tropicum. Berdasarkan klasifikasi
kelas awet, batang kelapa sawit termasuk kelas awet V yang berarti sangat rentan
terhadap serangan faktor-faktor perusak kayu terutama dari faktor biologi.
Berdasarkan hasil pengujian grave yard test didapatkan umur pakai batang kelapa
sawit berkisar antara 0 sampai 232 hari. Batang kelapa sawit yang paling panjang
umurnya terdapat pada bagian tepi pangkal. Berdasarkan laju kerusakan, terjadi
peningkatan persentasi kerusakan dengan semakin tinggi dan semakin dalamnya
PerekatIsocyanate
Perekatan adalah keadaan dimana 2 permukaan material dapat diikat
secara bersamaan dengan adanya kekuatan interparsial, dapat berupa kekuatan
valensi, kekuatan terpadu ataupun gabungan keduanya. Kekuatan valensi
merupakan interaksi atom-atom, ion-ion dan molekul yang bereaksi didalam dan
pada permukaan material perekat. Kekuatan terpadu yang juga disebut keteguhan
rekat berarti permukaan-permukaan material diikat secara bersamaan oleh perekat
yang telah berpenetrasi melalui pori-pori (bila berbentuk cairan) selama proses
solidifikasi (Vick, 1999).
Menurut Nuryawan (2007) keuntungan perekat isocyanate dibandingkan
perekat berbahan dasar resin antara lain:
1. Jumlah yang dibutuhkan sedikit saja untuk memproduksi papan dengan
kekuatan yang sama.
2. Suhu yang digunakan lebih rendah.
3. Penggunaan kempa lebih cepat.
4. Lebih toleran pada perekat berkadar air tinggi.
5. Energi untuk pengeringan lebih sedikit dibutuhkan.
6. Stabilitas dimensi papan yang dihasilkan lebih stabil.
7. Tidak ada emisi formaldehyde.
Isocyanate adalah perekat yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi dari
pada perekat lainnya. Isocyanate bereaksi bukan hanya dengan aquarous tetapi
juga dengan kayu yang menghasilkan ikatan kimia yang kuat sekali (chemical
bonding). Isocyanate juga memiliki gugus kimia yang sangat reaktif, yaitu
glue, mucilage, pasta, dan cement. Glue merupakan perekat yang terbuat dari
protein hewani, seperti kulit, kuku, urat, otot dan tulang yang secara luas
digunakan dalam industri pengerjaan kayu. Mucilage merupakan perekat yang
dipersiapkan dari getah dan air dan digunakan terutama untuk merekat kertas.
Paste merupakan perekat pati (strach) yang dibuat melalui pemanasan campuran
pati dan air yang hasilnya berbentuk pasta. Cement merupakan istilah yang
digunakan untuk perekat yang bahan dasarnya semen dan mengeras melalui
pelepasan pelarut.
Acrylicuntuk Water Repellent
Acrylic merupakan bahan kimia yang berisi komponen asam acrylic yang
berasal dari
acrylic tanpa mengambil dari perut bumi ini
sintetis polimer yang berisi sekurang-kurangnya 85% acrylonitrile.
Asam acrylic atau prop-2-enoic merupaka
sederhana antara asam karboksida denga
terminus. Dalam bentuk murni, asam acrylic berupa cairan yg tidak memiliki
warna, tetapi memiliki karakteristik acrid atau berbau tajam. itu akibat tidak
bercampur dengaacrylic dapat dihasilkan dari
sebuah produk minyak dan gas yang ada di pasaran. Ester da
acrylic yang secara kolektif dikenal sebagai
paling umum dari alkyl ester. Asam acrylic terdiri dari methyl-,-butyl, ethyl-, dan
Serat acrylic adalah
monomer. Untuk dikatakanacrylic di negara Amerika Serikat, maka polimer
harus berisi setidaknya 85%
acrylic, maka akan
terasa lembut, dan hangat pada permukaan kulit kita. Belakangan ini, acrylic
biasa digunakan untuk campuran bahan pelapis anti bocor pada atap atau genting
yang produksinya mencapai skala besar, seperti industri Waterproof, Aquaproof
dan Multiguard dan lainnya (Anatole, 2007).
Jenis Umum WaterRepellent di Indonesia
-
-
- Aquaproof
-
- Water proofer
-
-
-
-
-
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Workshop Program Studi Kehutanan
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara untuk menghasilkan bahan baku
papan kompositdari limbah batang kelapa sawit, kemudian Laboratorium Kimia
Polimer FMIPA USU untuk menghasilkan papan komposit. Untuk pengujian
dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Program Studi Kehutanan
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Keteknikan
Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
untuk pengujian sifat mekanis. Penelitian ini dilakukan pada bulan Juni 2011
sampai Oktober 2011.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Chainsaw, Scroll Band
Saw, oven, timbangan, kaliper, kempa panas, plat besi 25 cm x 25 cm x 1 cm, alat
penyemprot (sprayer), cetakan papan 25 cm x 25 cm, Aluminium foil, parang,
kuas, Universal Testing Machine, kamera digital, sarung tangan, kalkulator dan
alat tulis.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah vascular bundles yang
berasal dari limbah batang kelapa sawit sebagai bahan baku produk papan
komposit berasal dari kebun kelapa sawit di Kecamatan Galang, Lubuk Pakam,
Sumatera Utara, kemudian di serut dengan mesin serut dan kemudian dijemur
adalah isocyanate sebagai bahan untuk merekatkan sampel yang akan dijadikan
sebagai papan komposit.
Prosedur Penelitian
Target produk komposit yang dibuat mengikuti ukuran komersial dan
disesuaikan dengan Japan Industrial Standard (JIS A 5908 : 2003), yaitu memiliki
kerapatan target 0,8 g/cm3. Sedangkan dimensi panjang, lebar, dan tebal dibuat
25 cm x 25 cm x 1 cm. Produk komposit masing tiga sampel untuk setiap jenis
papan yg akan dilapisi acrylic. Penjelasan mengenai prosedur pembuatan produk
komposit, diterangkan sebagai berikut :
Persiapan Bahan Baku
Pengumpulan serbuk kayu kelapa sawit dilakukan pada kondisi yang
sudah kering maupun masih dalam keadaan basah. Kemudian dicuci dengan air
yang mengalir untuk menghilangkan kotoran, lalu dijemur sampai kondisi kering
udara dan kemudian di oven dengan suhu 103 ± 2 oC.
Perekat yang digunakan adalah isosianat. Kadar perekat yang digunakan
adalah 8% berdasarkan berat kering oven partikel. Kebutuhan partikel kayu dan
perekat yang digunakan untuk pembuatan sebuah papan partikel tergantung pada
perlakuan yang dilakukan dan kerapatan sasaran. Kerapatan yang dipakai yaitu
sebesar 0,8 gr/cm 3
. Adapun perhitungan komposisi bahan baku yaitu:
1. Kebutuhan partikel kadar air (KA) 0%
100/108 x ρ x d
= 100/108 x 0,8 gr/cm3 x 25cm x 25cm x 1cm
= 509,26 gr
Asumsi untuk KA partikel 8%
= 108/100 x 509,26 gr
= 550 gr
2. Kebutuhan perekat isosianat 8% berdasarkan berat kering oven partikel
= 8/108 x 0,8 gr/cm3 x 25cm x 25cm x 1cm
= 37,04 gr + 10% (spilasi)
= 40,744 gr
Perlakuan Pendahuluan Partikel
Serbuk kayu kelapa sawit dibuat menjadi serpihan dengan menggunakan
circular saw, sehingga menghasilkan serbuk gergaji kemudian hasil serpihan
ditampung pada 29lastic penampung partikel. Selanjutnya dikeringkan kedalam
oven sampai kadar air dibawah 10% atau dalam penelitian ini 8%.
Pembuatan Adonan (Pencampuran)
Bahan baku yang telah dikeringkan dalam oven dimasukkan dalam rotary
blender. Perekat dimasukkan di dalam sprayer gun dan disemprotkan ke dalam
blender berputar yang berisi partikel kayu. Adonan selanjutnya dimasukkan ke
dalam alat pencetak lembaran 25cm x 25cm x 1cm dan dikempa panas.
Pengempaan
Adonan dikempa panas dengan menggunakan alat hot press pada tekanan
Pengkondisian
Cetakan lembaran dikeluarkan dari alat kempa. Lembaran yang masih
panas dibiarkan + 10 menit agar mempermudah pengambilan papan dari cetakan
(tidak panas saat diambil). Kemudian dilakukan pengkondisian selama satu
minggu, dan kemudian dilakukan pelapisan setiap permukaan dengan acrylic.
Pelapisan Acrylic
Papan komposit yang telah jadi, dilapisi dengan tiga jenis merek bahan
acrylic (aquaproof, multiguard dan waterproof) lalu dikeringkan dibawah sinar
matahari.
Pengujian Sifat Fisis
Pengujian sifat fisis batang kelapa sawit menggunakan standar JIS A 5908-2003.
- Kerapatan
Kerapatan merupakan perbandingan massa kayu dengan volume kayu.
Cara penentuan kerapatan adalah contoh uji diambil dari setiap batang pada arah
horizontal dan vertikal dengan ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm. Dikering udarakan
dengan kipas selama ± 3 minggu kemudian ditimbang beratnya (berat kering
udara) dan diukur dimensinya.Dihitung volume kering udara. Dihitung kerapatan
kayu dapat dihitung dengan rumus:
- Kadar air
Kadar air adalah jumlah air yang terdapat pada kayu dibagi dengan berat
kering tanur (BKT) dan dinyatakan dalam persen. Pengujian kadar air ini
dilakukan untuk penyeragaman contoh uji. Cara penentuan kadar air adalah :
Contoh uji kadar air diambil dari setiap papan pada arah horizontal
danvertikal batang dengan ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm. Ditimbang berat
awalnya, kemudian dikering udarakan menggunakan kipas angin selama ± 3
minggu. Setelah dikering udarakan contoh uji ditimbang untuk menentukan berat
kering udara. Kemudian dioven selama 24 jam dengan suhu 103 ± 2 oC,
ditimbang beratnya dan dioven lagi selama 3 jam, kemudian ditimbang lagi,
hingga beratnya konstan.Dihitung kadar air dengan rumus :
%
Daya serap air papan dilakukan dengan mengukur selisih berat sebelum
dan setelah perendaman dalam air dingin selama 2 dan 24 jam. Daya serap air
Keterangan:
DSA : Daya serap air (100%)
B1 : Berat contoh uji sebelum perendaman (g)
B2 : Berat contoh uji sesudah perendaman (g)
- Pengembangan tebal
Perhitungan pengembangan tebal didasarkan pada selisih tebal sebelum
dan setelah perendaman dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam.
Pengembangan tebal dihitung dengan rumus :
Keterangan:
TS : Pengembangan tebal (%)
T1 : Tebal contoh uji sebelum perendaman (g)
T2 : Tebal contoh uji setelah perendaman (g)
Pengujian Sifat Mekanis
Pengujian sifat mekanis menggunakan standar JIS A 5908-2003.
Pengujian sifat mekanis ini meliputi pengujian keteguhan rekat (internal bond),
kuat pegang sekrup, sifat keteguhan lentur (MOE) danketeguhan patah (MOR).
- Keteguhan rekat (internal bond)
Keteguhan rekat (internal bond) diperoleh dengan cara merekatkan kedua
permukaan contoh uji papan unting pada balok besi, kemudian balok besi tersebut
ditarik secara berlawanan. Cara pengujian internal bond seperti Gambar 2.
Arah beban
Balok besi
Contoh uji
Arah beban
Gambar. 1. Pengujian internal bond
Keteguhan rekat tersebut dihitung dengan menggunakan rumus:
Keterangan:
IB : keteguhan rekat (kg / cm2)
P : gaya maksimum yang bekerja (kg)
A : luas permukaan contoh uji (cm2)
Kuat pegang sekrup merupakan kemampuan suatu produk komposit untuk
menahan beban sekrup yang diberikan. Proses pengujian kuat pegang sekrup
dapat dilihat pada Gambar 1.
25 mm 25 mm 25 mm 25 mm Posisi sekrup
100 mm
Gambar 2. Pengujian kuat pegang sekrup
Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm, panjang 16 mm dimasukkan
hingga mencapai kedalaman 8 mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh
besarnya beban maksimum yang dicapai dalam kilogram.
- Keteguhan lentur (modulus of elasticity)
Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan
patah dengan memakai contoh uji yang sama dengan ukuran 25 cm x 25 cm x
1cm. Besarnya defleksi yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap selang
beban tertentu.
Nilai MOE dihitung dengan rumus :
Dimana :
MOE : Modulus lentur (kg/cm2)
∆P : Beban sebelum batas proporsi (kg)
d : Tebal contoh uji (cm)
- Keteguhan patah (modulus of rupture)
Pengujian keteguhan patah (MOR) dilakukan dengan menggunakan
Universal Testing Machine dengan menggunakan lebar bentang (jarak penyangga)
15 kali tebal nominal. Nilai MOR dihitung dengan rumus :
Dimana :
MOR : Modulus patah (kg/cm2)
P : Beban Maksimum (kg)
L : Jarak sangga (cm)
b : Lebar contoh uji (cm)
d : Tebal contoh uji (cm)
20 cm
MOR = 2
. . 2
. . 3
d b
5 cm
25 cm 5 cm
5 cm
5 cm
5 cm 10 cm 5 cm
Gambar 3. Pola pemotongan contoh uji
Keterangan gambar diatas disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Keterangan pola pemotongan contoh uji
No Contoh Uji Ukuran Jumlah
1 MOE dan MOR kering sejajar panjang 20 cm x 5 cm x 1 cm 1 buah 2 MOE dan MOR basah sejajar panjang 20 cm x 5 cm x 1 cm 1 buah 3 Kuat pegang sekrup sejajar lebar 10 cm x 5 cm x 1 cm 1 buah 4 Internal bond (kuat teguh rekat) 5 cm x 5 cm x 1 cm 1 buah 5 Pengembangan tebal dan daya serap air 5 cm x 5 cm x 1 cm 1 buah 6 Kerapatan dan kadar air 10 cm x 10 cm x 1 cm 1 buah
Dalam pengujian ini dilakukan pengujian sifat fisis yang terdiri dari
kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal yang dilandasi
dengan standard JIS A 5908-2003 dan pengujian sifat mekanis yang terdiri dari
internal bond, kuat pegang sekrup, modulus of elasticity (MOE) dan modulus of
rupture (MOR) yang juga dilandasi dengan standard JIS A 5908-2003.
Tabel 5. Acuan standard JIS A 5908-2003
Klasifikasi Acuan Standard JIS A 5908-2003
Kerapatan (gr/cm3) 0,4 – 0,9
Kadar Air (%) 5-13
Daya Serap Air (%) -
Pengembangan Tebal (%) Maks 12 Internal Bond(kg/cm2) Min 1,5 Kuat Pegang Sekrup (kgf) Min 30
MOE(kg/cm2) Min 2,0 x 104
MOR(kg/cm2) Maks 80
Gambar 4. Skema pelaksanaan proses penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN
Perekat 8 %
Dihaluskan 80 mesh
Dilapisi dengan 3 jenis merek acrylic (aquaproof, multiguard dan waterproof)
Dikeringkan
Pengujian Sifat Fisis
Sifat fisis produk komposityang diuji antara lain, kerapatan, kadar air,
daya serap air dan pengembangan tebal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
terdapat perbedaan terhadap masing-masing sifat fisis papan komposit dari tiga
jenis perlakuan yang berbeda. Hal tersebut dapat kita lihat pada tabel 5.
Tabel 6. Data pengujian sifat fisis papan komposit
Jenis Water Repellent
Sifat fisis papan komposit
Kerapatan
Kerapatan merupakan perbandingan berat dengan volume pada kondisi
kering udara. Nilai rerata kerapatan tertinggi pada produk komposit yang
dihasilkan terdapat pada papan komposit yang dilapisi oleh aquaproof. Hal ini
menunjukkanaquaproof memiliki mutu yang lebih baik untuk melapisi bagian
luar papan dan melindungi dari resapan air dengan nilai kerapatan 0.82gr/cm3.
Sedangkan nilai kerapatan terendah terdapat pada water proofer, yakni
0.78gr/cm3.
Pada perbandingan kerapatan tersebut, multiguard memiliki kerapatan
diantara kedua jenis water repellent yang diuji, dimana multiguard memiliki
kerapatan 0.79gr/cm3yang berarti kerapatan yang hampir sempurna dalam target
disimpulkan bahwa nilai kerapatan untuk aquaproof lebih sempurna dibandingkan
dengan kerapatan multiguard maupun waterproofer. Perbandingan tersebut dapat
dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Perbandingan kerapatan ketiga jenis perlakuanwater repellent
Grafik diatas telah menunjukkan perbandingan kerapatan dari ketiga jenis
papan komposit yang di uji dengan ketiga merk water repellent. Perbandingan
kerapatan tersebut terlihat jelas bahwa multiguard dan aquaproof yang memiliki
kerapatan yang sangat mendekati kerapatan target (0.8 gr/cm3). Hal ini
dipengaruhi oleh kelebihan masing-masing daya sebar water repellent tersebut.
Daya sebar yang dimiliki oleh produk aquaproof yakni mencakup 1 meter2/ kg / 2
lapisan, sedangkan untuk daya sebar produk mutiguard yakni mencakup 2.5
meter2/ kg / 2 lapisan, dan untuk daya sebar produk water proofer yakni
mencakup 2-3 meter2/ kg / 2 lapisan.
Klasifikasi Kerapatan g/cm
3
Komparasi
JIS SNI
Papan partikel biasa Tipe 24-10 0,4-0,9 0,4-0,9 Sama Tipe 17,5-10,5 0,4-0,9 0,4-0,9 Sama
Papan partikel berlapis venir Tipe 30-15 0,4-0,9 0,4-0,9 Sama
Papan partikel dekoratif
Tipe 18 0,4-0,9 0,4-0,9 Sama
Tipe 13 0,4-0,9 0,4-0,9 Sama
Tipe 8 0,4-0,9 0,4-0,9 Sama
Pada ketentuan syarat kerapatan papan partikel untuk standard JIS A
5908-2003 disini memiliki stardard komparasi yang sama dengan standard SNI
03-5908-2006 untuk setiap jenis papan partikel dengan tipe yang berbeda-beda.
Dimana untuk ketentuan standard JIS harus dalam kerapatan 0,4-0,9gr/cm3, dan
untuk standard SNI juga harus dalam kerapatan 0,4-0,9gr/cm3.
Kadar Air
Kadar air merupakan perbandingan antara massa air dalam kayu atau
papan komposit dengan massa kayu atau papan komposit pada kondisi kering
tanur dan dinyatakan dalam persen.
Nilai rerata kadar air terendah terdapat pada aquaproofyang bernilai
8.23%. Hal ini dikarenakan adanya kemampuan kadaracrylicpada aquaproof yang
jauh lebih baik untuk menstabilkan kadar air pada sampel papan komposit,
dimana dapat kita lihat pada gambar 6. Sedangkan untuk kadar air tertinggi
terdapat pada pengujian dengan menggunakanwaterproofer. Hal ini dikarenakan
kurangnya kemampuanwaterprooferuntuk menahan air yang akan masuk melalui
dengan sampel jenis waterproofer didapat nilai sebesar 9.11%, sedangkan untuk
pengujian kadar air pada sampel jenis multiguard didapat nilai sebesar 8.52%.
Gambar 6. Perbandingan kadar air ketiga jenis perlakuanwater repellent
Dari gambar 5 dan gambar 6 diatas jelas terlihat perbandingan yang nyata
dimana aquaproof selalu lebih baik mutunya dibanding dengan multiguard dan
waterproofer baik dari segi untuk menahan air maupun untuk pengujian kerapatan
papan komposit.
Tabel 8. Syarat kadar air papan partikel
Klasifikasi Kadar air (%) Komparasi Keterangan
Dari tabel diatas diketahui bahwa pada pengujian untuk papan partikel
dengan memakai standard JIS lebih baik dibandingkan dengan memakai standard
SNI, data tabel tersebut adalah data yang valid untuk setiap pengujian papan
partikel menggunakan standard JIS A 5908-2003 maupun standard SNI
03-5908-2006. Hal ini dikarenakan perbedaan standard persentase (%) yang dimana
standard JIS maksimal 12%, sedangkan standard SNI maksimal 20-25%.
Dari hasil pengujian diatas, pengaruh pertama yang menyebabkan kadar
air menjadi rendah yaitu dikarenakan kualitas produk anti air (water repellent)
yang baik pula. Pada produk aquaproof memiliki membran polyester yang baik
yang menghasilkan ketahanan untuk melapisi bagian luar benda dari serangan air,
sehingga membuat papan komposit lebih tahan terhadap serangan air, yang
mengakibatkan kadar air lebih rendah pada papan komposit yang dilapisi dengan
produk aquaproof. Sedangkan untuk pengaruh dari pengujian papan komposit
dengan lapisan produk multiguard dan water proofer dipengaruhi dengan adanya
viskositas atau kekentalan dari masing-masing jenis produk yang menyebabkan
penyerapan atau penutupan permukaan papan komposit lebih baik lagi, hanya saja
untuk kekentalan dan penutupan pori-pori papan komposit terdapat produk merk
aquaproof yang lebih baik viskositasnya, dibanding dengan multiguard dan water
proofer.
Untuk pengaruh pengujian kadar air pada papan komposit yang dilapisi
dengan water repellent, dapat dipengaruhi dengan adanya perbedaan daya sebar
untuk masing-masing merk water repellent. Semakin luas cakupan untuk daya
sebar pelapis tersebut, maka semakin berkurang ketahanan pelapis tersebut untuk
dilapisi oleh water repellent maka semakin baik ketahanan water repellent
tersebut untuk membantu papan komposit tersebut menahan serangan air dari
bagian luar permukaan papan komposit.
Daya Serap Air
Daya serap air merupakan sifat fisis yang menunjukan kemampuan suatu
material untuk menyerap air setelah direndam dalam air selama 2 jam dan 24
jam. Dimana sampel tersebut langsung direndam dalam air yang nantinya dihitung
setelah perendaman selama 2 jam, dan direndam kembali untuk perendaman
selama 24 jam. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat perbandingan daya serap air
pada papan yang dilapisi oleh aquaproof, multiguard dan waterproofer pada
gambar 7.
Gambar 7. Perbandingan daya serap air pada ketiga jenis water repellent
Nilai rerata daya serap air terbesar terdapat pada waterproofer dengan nilai
10.86%. Hal ini menunjukkan bahwawaterproofer yang memiliki ikatan kimia
yang sedikit kurang baik, dimana kemungkinan besar kadar acrylic yang
terkandung didalam bahan tersebut memiliki persen acrylic yang rendah.
Sedangkan untuk menahan tekanan air, dimana sampel tersebut tidak
terlalu meyerap air terdapat pada sampel papan jenis aquaproof. Nilai yang
didapat pada pengujian daya serap air untuk jenis sampel pengujian pada
aquaproof adalah 8.69%. Hal ini menunjukkan water repellentdengan merek
aquaproof memiliki kemampuan untuk menahan air dengan baik dan diikuti
sampel papan komposit dengan merek multiguard yang mendapat nilai 9.56%
pada pengujian terhadap daya serap air. Pada pengujian acrylic dengan merek
multiguard selalu berada pada posisi menengah dimana nilainya terdapat diantara
merek aquaproof dengan waterproofer.
Nilai daya serap air sangat erat kaitannya dengan stabilitas dimensi. Pada
penelitian ini batang kelapa sawit yang telah dijadikan papan komposit
dandilapisiwater repellent dapat dikatakan memiliki stabilitas dimensi yang baik,
dimana tujuan untuk menghambat serta mengurangi pengaruh dari kadar air yang
akan masuk kedalam papan komposit telah dapat dikondisikan dengan adanya
pelapisan water repellent pada bagian permukaan papan komposit tersebut.
Sebaliknya, suatu kecenderungan bahwa ketidakstabilan dimensi suatu
bahan adalah akibat dari bentuk komponen penyusun bahan tersebut (Sekino et al.
1999), dalam hal ini vascular bundles dan parenkim mengalami perubahan
bentuk. Proses pengempaan pada pencetakan papan komposit mengakibatkan
ketika vascular bundles dan parenkim menyerap air pada pengujian. Hasil
pengujian daya serap air ini menunjukkan sifat batang kelapa sawit yang dilapisi
dengan water repellent ternyata lumayan berbeda jauh dari sifat asalnya, yaitu
memiliki sifat higroskopis yang sangat rendah.
Pengembangan Tebal
Pengembangan tebal adalah perubahan dimensi tebal kayu yang terjadi
akibat perubahan kadar air dalam kayu, dimana untuk pengujian pengembangan
tebal pada papan komposit ini dilakukan pengujian dengan perendaman 2 jam dan
24 jam didalam bak air.
Tabel 9. Syarat pengembangan tebal papan partikel
Klasifikasi
Pengembangan tebal
(%) Komparasi Keterangan
JIS SNI
Papan partikel biasa Tipe 24-10 5 – 13 ≤ 14 Beda JIS lebih baik Tipe 17,5-10,5 5 – 13 ≤ 14 Beda JIS lebih baik
Papan partikel
berlapis venir Tipe 30-15 5 – 13 ≤ 14 Beda JIS lebih baik
Papan partikel
dekoratif
Tipe 18 5 – 13 ≤ 14 Beda JIS lebih baik
Tipe 13 5 – 13 ≤ 14 Beda JIS lebih baik
Tipe 8 5 – 13 ≤ 14 Beda JIS lebih baik
Tabel diatas adalah sebagai acuan untuk menentukan apakah nilai hasil
pada pengembangan tebal disini memenuhi standard JIS A 5908-2003 atau tidak.
Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada grafik hasil pengujian pada gambar 8
Gambar 8.Perbandingan pengujian pengembangan tebal 2 jam pada ketiga jenis perlakuanwater repellent
Dari grafik diatas didapat nilai tertinggi untuk pengembangan tebal selama
2 jam pengujianyakni pada papan sampel waterproof, dengan nilai 4.92% dan
diikuti papan sampel multiguard dengan nilai 3.87%. sedangkan untuk
pengembangan tebal yang paling kecil didapat dari pengujian sampel aquaproof
dengan nilai 3.10%. Hal ini membuktikan bahwa pada merek aquaproof cukup
baik mutu produknya untuk menahan serangan air dan untuk pengaplikasian pada
papan komposit tahan air. Dimana produk merk aquaproof hanya memiliki daya
sebar mencakup 1 meter2/ kg / 2 lapisan, sehingga hasil yang diperoleh lebih baik.
Sedangkan untuk daya sebar produk mutiguard yakni mencakup 2.5
meter2/ kg / 2 lapisan hanya dapat memberikan nilai pengujian yang sedikit
kurang signifikan dibandingkan dengan produk aquaproof, dan untuk daya sebar
pada produk water proofer yakni mencakup 2-3 meter2/ kg / 2 lapisan. Yang
artinya, perolahan nilai terbaik juga dipengaruhi dengan adanya nilai daya sebar
Hal yang sama juga terlihat pada pengujian pengembangan tebal selama
24 jam, dimana untuk data hasil pada pengembangan tebal selama 24 jam
memperoleh nilai sebesar 11.34% pada pengujian dengan pelapisan water
repellent merk aquaproofsetelah perendaman selama 24 jam. Hal ini dikarenakan
kadar acrylic yang berfungsi sebagai water repellent memiliki ikatan kimia yang
sangat baik dan juga memiliki persentase komposisi terbaik pada produk tersebut.
Adapun hal tersebut dapat kita lihat pada gambar 9 dibawah ini.
Gambar 9. Perbandinganpengujianpengembangan tebal 24 jam pada ketiga jenis perlakuanwater repellent
Untuk nilai data dari pengujian pengembangan tebal selama 24 jam pada
sampel multiguard didapat nilai 12.99% (tidak memenuhi standard JIS A
5908-2003). hal ini dipengaruhi dengan adanya daya lapis untuk masing-masing produk
water repellent, sehingga perbedaan hasil masing-masing untuk sampel pengujian
berada pada nilai hasil yang berbeda. Dimana luas cakupan total lapisan utnuk
produk aquaproof mencakup 1 meter2/ kg / 2 lapisan, sedangkan untuk daya sebar
sebar produk water proofer yakni mencakup 2-3 meter2/ kg / 2 lapisan.Sedangkan
untuk nilai data dari pengujian pengembangan tebal selama 24 jam pada sampel
waterproofer didapat nilai sebesar 15.53% (tidak memenuhi standard JIS A
5908-2003). dari pengujian pengembangan tebal selama 24 jam inilah kita dapat melihat
perbandingan nilai pengembangan tebal yang lebih akurat, yang memudahkan kita
untuk membaca angka persentase secara detail.
Hasil pengujian pengembangan tebal 24 jam menunjukkan hal yang
demikian. Nilai pengembangan tebal 24 jam dipengaruhi oleh kerapatan. Nilai
pengembangan tebal 24 jam dari semua kombinasi berada pada rentang 11.34 –
15.53 %. Hasil ini menunjukkan perbedaan yang tidak signifikan. Diduga nilai
pengembangan tebal 24 jam dipengaruhi oleh kondisi vascular bundles yang telah
jenuh air akibat kekurangan ketahanan water repellent dalam melindungi papan
kompositsetelah direndam selama 24 jam dengan pelapisan water repellent untuk
ketiga merk produk pada bagian luar setiap permukaan tersebut, sehingga papan
komposit tidak terlalu mengembang lagi yang menyebabkan nilai pengembangan
tebal tidak terlalu mengalami peningkatan. Menurut Wardhaniet al. (2006)
pengembangan tebal terjadi karena perubahan dimensi sel penyusun kayu akibat
pengembangan dinding sel atau perubahan ukuran rongga sel akibat menyerap air.
Pengujian Sifat Mekanis
Pengujian sifat mekanis papan komposit tahan air yang diuji antara lain,
internal bond (keteguhan rekat), modulus of rupture(MOR), modulus of elastisitas
(MOE), screw holding power (kuat pegang sekrup) dan dapat dilihat pada tabel 6.
Tabel 10. Data pengujian sifat mekanis papan komposit Jenis Water
Repellent
Sifat Mekanis Papan Komposit
(kg/cm2) (kgf) (kg/cm2) (kg/cm2)
Aquaproof 8.19 59.55 31852.83 378.36
Multiguard 8.99 56.29 21124.08 279.62
Water Proofer 10.81 59.14 31211.73 371.72
Keteguhan Rekat (internal bond)
Keteguhan rekat (internal bond) merupakan gaya maksimum yang bekerja
(kg) dibagi dengan luas permukaan contoh uji (cm2). Dari hasil pengujian internal
bond yang sudah dilapisi dengan acrylic, didapat hasil dengan nilai terbaik
padapapan sampel aquaproof dengan nilai 8.19 kg/cm2 untuk lebih jelasnya dapat
dilihat pada gambar 10.
Gambar 10.Perbandingan pengujian keteguhan rekat (internal bond) pada ketiga jenis perlakuanwater repellent
Dari keterangan gambar diatas terlihat jelas bahwa selisih perbandingan
pada pengujian keteguhan rekat (internal bond) sangatlah berbeda nyata, dimana
selisih perbandingannya hampir mencapai nilai 1 kg/cm2. Sedangkan untuk posisi
kg/cm2adalah untuk water repellent dengan merek multiguard, dan pada
pengujian waterproofer memiliki hasil dengan nilai 10.81 kg/cm2.
Dari pengujian internal bond ini didapatkan hasil pengujian yang nilainya
bervariasi diantara ketiga jenis merk water repellent yang melapisi setiap bagian
sisi permukaaan papan komposit berbahan dasar vascular bundles batang kelapa
sawit. Variasi nilai inilah yang menunjukkan pengaruh dari masing-masing water
repellent yang berperan sebagai lapisan setiap bagian sisi luar papan komposit
tersebut.
Adapun pengaruh dari masing-masing jenis merk water repellent pada
pengujian internal bond ini terjadi akibat adanya kadar acrylic yang mungkin
tingkat nilai kadarnya berbeda tinggi. Acrylic yang berbahan dasar polyester ini
sangat mempengaruhi papan komposit dalam pengujian ini, dimana ikatan kimia
yang saling mengikat akan dapat memperkuat rekatan dari papan komposit
tersebut.
Besar kemungkinan perbedaan nilai yang didapat dari hasil pengujian ini
diakibatkan karena pengaruh tekanan mesin kempa yang kurang baik. jika
keadaan mesin kempa (hot press) dalam keadaan baik, maka akan menghasilkan
papan komposit yang baik pula dari hasil pengempaan tersebut. Sebaliknya,
apabila keadaan mesin kempa (hot press) dalam keadaan kurang baik, maka papan
komposit yang dihasilkan akan kurang baik pula mutunya.
Kuat pegang sekrup merupakan kemampuan suatu produk komposit untuk
menahan beban sekrup yang diberikan pada papan komposit tersebut. Nilai kuat
pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam
kilogram. Hasil pengujian kuat pegang sekrup pada papan komposit dapat dilihat
pada gambar 11 dibawah ini.
Gambar 11. Perbandingan kuat pegang sekruppada ketiga jenis perlakuanwater repellent
Pada gambar diatas jelas terlihat bahwa angka tertinggi terdapat pada
papan komposit yg dilapisi oleh waterproof, dimana data hasil yang didapatkan
adalah 79.95 kgf. Hal tersebut diakibatkan dengan adanya penambah kekuatan
rekat yang berupa lem atau perekat dari campuran bahan dasar water repellent
tersebut yang dicampurkan dengan acrylic sehingga menjadikan water repellent
tersebut menjadi lebih lekat. Biasanya lem atau perekat yang dicampurkan
kedalam bahan water repellent tersebut berupa perekat thermoplastic ataupun
water repellent tesebut tidaklah begitu banyak, melainkan untuk tujuan sebagai
perekat yang merekatkan ke permukaan yang akan di lapisi dengan water
repellent tersebut. Selain itu, kekentalan atau viscositas pada water repellent ini
juga mempengaruhi papan komposit pada saat pengujian kuat pegang sekrup ini.
Untuk data dengan angka tertinggi kedua terdapat pada papan komposit
yang dilapisi oleh water repellent dengan merk multiguard, dimana data yang
didapat sebesar 64.31 kgf. Dari hasil pengujian ini dapat dilihat bahwa water
repellent dengan merk multiguard selalu dalam posisi kedua pada setiap
pengujian. Kemungkinan besar diakibatkan dengan komposisi bahan tersebut
yang memang berada dalam keadaan standard, dalam arti bahwa water repellent
dengan merk multiguard ini memang memberikan komposisi yang standard yang
tujuan utamanya adalah untuk mencari konsumen lebih banyak dengan harga yang
relatif sedikit murah. Untuk kekentalan atau viscositas, produk merk multiguard
ini memiliki kekentalan sedang yang di ketahui dengan kasat mata dan kesan raba
langsung. Pengaruh kekentalan ini juga bisa mengakibatkan kekerasan ataupun
kerapuhan untuk papan komposit yang dihasilkan. Oleh karena itu, sebaiknya
menggunakan water repellent yang memiliki kekentalan yang baik.
Adapun selisih perbandingan terbesar terdapat pada data dari papan yang
dilapisi oleh waterproof dan papan yang dilapisi oleh multiguard. Sedangkan
untuk nilai terendah dicapai oleh papan komposit yang dilapisi dengan acrylic
merek aquaproof dan mendapatkan hasil dengan nilai 59.55 kgf. Selisih nilai yang
relatif jauh dengan merk water proofer ini menjadikan perbedaan yang sangat
nyata. Adapun pengaruh yang terjadi umumnya diakibatkan dengan adanya
