Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok

(1)

Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009.

PENGARUH KADAR PEREKAT UREA FORMALDEHYDE PADA PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL SERAT PENDEK ECENG GONDOK

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

HESTY RODHES SINULINGGA

NIM : 040801017

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH KADAR PEREKAT UREA

FORMALDEHYDE PADA PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL SERAT PENDEK ENCENG GONDOK

Kategori : SKRIPSI

Nama : HESTY RODHES SINULINGGA

Nomor Induk Mahasiswa : 040801017

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Maret 2009 Diketahui Oleh,

Pembimbing I Pembimbing II

Drs. Aditia Warman, M.Si Jamaludin Malik, S.Hut,M.T

NIP. 131 273 461 NIP. 710 028 503

Ketua Departemen Fisika

(3)

PERNYATAAN

PENGARUH KADAR PEREKAT UREA FORMALDEHYDE

PADA PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL SERAT PENDEK ENCENG GONDOK

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Maret 2009

HESTY RODHES SINULINGGA

(4)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah kurnia-Nya kertas kajian ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan.

Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Bapak Drs. Aditia Warman,M.Si selaku pembimbing Akademik, Bapak Jamaludin Malik, S.Hut,M.T selaku pembimbing di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberikan panduan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Físika, Dr. Marhaposan Situmorang dan Dra. Justinon, M.Si., Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, dan semua Dosen pada Departemen Fisika FMIPA USU, Pegawai di FMIPA USU, rekan-rekan mahasiswa khususnya stambuk 2004, yang turut serta membantu dalam penyelesaian kajian ini.

(5)

ABSTRAK

Pada penelitian ini, papan partikel dibuat dari serat pendek enceng gondok dengan memvariasikan kadar perekat Urea Formaldehyde 6%, 8%, 10%, 12% dan 14%. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kadar perekat tersebut terhadap sifat fisis (kadar air dan kerapatan) dan sifat mekanik (keteguhan patah, kuat lentur dan kuat pegang sekrup) yang akan dibandingkan dengan standar JIS A 5908-2003.

Dari penilitian ini, diketahui bahwa semakin meningkatnya kadar perekat dapat meningkatkanmutu dari papan partikel. Dimana dengan bertambahnya kadar perekat UF, maka hasil pengujian sifat fisis dan sifat mekanis dari papan partikelserat pendek enceng gondok juga semakin meningkat.

Pada pengujian sifat fisis, yaitu pengujian kadar air papan partikel memenuhi standar JIS A 5908-2003 pada kadar perekat 12% dan 14%, sedangkan pengujian kerapatan papan partikel telah memenuhi standar JIS A 5908-2003.

(6)

Influence Of Rate Glue Of Urea Formaldehyde At Making of Short Board Fibre particle of Thyroid Enceng

ABSTRAC

At this research, particle board made by short fibre of thyroid enceng isn't it rate glue of Urea Formaldehyde 6%, 8%, 10%, 12% and 14%. This research aim to to know influence of the glue rate to nature of fisis ( rate irrigate and closeness) and nature of mechanic ( firmness broken, strong and limber strength hold spanner) to be compared to standard of JIS A 5908-2003.

From this research, known that growing of glue rate can upgrade from particle board. Where by increasing rate it glue of UF, hence result of examination of nature of fisis and nature of mechanical the than board of partikelserat short of thyroid enceng also progressively mount.

At examination of[is nature of fisis, that is examination of rate irrigate particle board fulfill standard of JIS A 5908-2003 at glue rate 12% and 14%, while examination of closeness of particle board have fulfilled standard of JIS A 5908-2003.

(7)

DAFTAR ISI

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstrac vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel x

Daftar Gambar xi

Bab 1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 2

1.3 Batasan Masalah 2

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6 Tempat Penelitian 3

(8)

Bab 2 Tinjauan Pustaka

2.1 Komposit 5

2.1.1 Serat Sebagai Penguat 7

2.1.2 Matriks 9

2.2 Papan partikel 10

2.2.1 Pengertian Papan Partikel 10

2.2.2 Faktor yang Mempengaruhi Mutu Papan Partikel 11

2.2.3 Mutu Papan partikel 12

2.2.4 Macam Papan Partikel 14

2.3 Enceng Gondok 19

2.3.1 Komposisi Kimia Enceng Gondok 21

2.4 Perekat Urea Formaldehyde 23

Bab 3 Metodologi Penelitian

3.1 Peralatan dan Bahan Pembuatan Papan Partikel 25

3.1.1 Peralatan 25

3.1.2 Bahan 29

3.2 Prosedur Pembuatan Papan Partikel 30

3.3 Diagram Alir Penelitian 31

3.4 Bentuk Sampel Uji 32

(9)

3.5.1 Pengujian Sifat Fisis 33

3.5.1.1 Pengujian Kadar Air 33

3.5.1.2 Pengujian Kerapatan 33

3.5.2 Pengujian Sifat Mekanik 34

3.5.2.1 Pengujian Keteguhan Patah (MOR) 34

3.5.2.2 Pengujian Kuat Lentur (MOE) 34

3.5.2.3 Pengujian Kuat Pegang Sekrup 35

Bab 4 Hasil Dan Pembahasan

4.1 Hasil 36

4.1.1 Kadar Air 36

4.1.2 Kerapatan 38

4.1.3 Keteguhan Patah (MOR) 40

4.1.4 Kuat Lentur 42

4.1.5 Kuat Pegang Sekrup 44

4.2 Pembahasan 45

4.2.1 Kadar Air 45

4.2.2 Kerapatan 46

4.2.3 Keteguhan Patah (MOR) 47

4.2.4 Kuat Lentur (MOE) 48

(10)

Bab 5 Kesimpulan Dan Saran

5.1 Kesimpulan 50

5.2 Saran 51

Daftar Pustaka 52

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Standar Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partiikel 13

Tabel 2.2 Kandungan Kimia Enceng Gondok Segar 21

Tabel 2.3 Kandungan Kimia Enceng Gondok Kering 22

Tabel 4.1 Data Pengujian Kadar Air 37

Tabel 4.2 Data Pengujian Kerapatan 39

Tabel 4.3 Data Keteguhan Patah (MOR) 41

Tabel 4.4 Data Kuat Lentur (MOE) 43

(12)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Orientasi Serat 6

Gambar 2.2 Tanaman Enceng Gondok 22

Gambar 3.1 Kempa Panas 25

Gambar 3.2 Oven 26

Gambar 3.3 Cetakan Papan Partikel 26

Gambar 3.4 Blender Drum 27

Gambar 3.5 Spayer Gun 28

Gambar 3.6 Serat Pendek 29

Gambar 3.7 Pola Pemotongan Contoh Uji 32

Gambar 3.8 Cara Pembebanan Pengujuan MOR dan MOE 35

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Kadar Air Rata-Rata dan Kadar Perekat 45

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Kerapatan Rata-Rata dan Kadar Perekat 46

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Keteguhan patah Rata-Rata dan Kadar Perekat 47

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Kuat Lentur dan Kadar Perekat 48

Gambar 4.5 Grafiik Hubungan Kuat Pegang Sekrup

(13)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG PENELITIAN

Kondisi hutan Indonesia menunjukkan produktivitas yang semakin menurun, padahal kebutuhan bahan baku kayu di masyarakat semakin meningkat. Di Sumatera Utara sesuai dengan Keputusan Menteri Kehutanan tahun 2003, jatah produksi kayu tahun 2003 adalah 670.800 m3 kayu bulat, sementara kebutuhan kayu bulat untuk industri dan pertukangan rata-rata 2,5 juta m3/tahun.

Untuk mengatasi masalah ini, maka perlu dilakukan berbagai usaha seperti efisiensi pemanfaatan kayu, pemanfaatan kayu secara total, ataupun mencari alternatif melalui perkembangan teknologi pengolahan kayu dan bahan berlignoselulosa. Dewasa ini pemenuhan akan kayu telah dipenuhi seefisien mungkin dengan cara pemanfaatan hasil hutan secara maksimal melalui pembuatan produk-produk kayu dengan memanfaatkan berbagai macam teknologi, seperti: pengalihan pembuatan papan dari kayu solid menjadi papan partikel (particle board) yang berasal dari sisa-sisa pengerjaan kayu dari serbuk, serat (fiber), dan lain-lain.

(14)

Eceng gondok merupakan salah satu komoditi pertanian yang mengandung unsur lignoselulosa sehingga merupakan bahan baku potensial dalam pembuatan papan partikel karena regenerasinya/pertumbuhannya relatif cepat. Selama ini pemanfaatan eceng gondok masih sangat terbatas, sehingga eceng gondok dianggap sebagai gulma yang dapat menutupi permukaan suatu perairan. Melalui pembuatan papan partikel dari serat eceng gondok diharapkan dapat terjadi peningkatan nilai tambah dari tanaman eceng gondok dan dapat menggantikan sebagian penggunaan kayu yang semakin terbatas.

1.2. PERMASALAHAN

Adapun permasalahan pada penelitian ini adalah untuk melihat pengaruh kadar perekat Urea Formaldehyde pada sifat fisis dan mekanis papan partikel dengan bahan serat enceng gondok.

1.3. BATASAN MASALAH

Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah: 1. Pengujian sifat fisis :

− Pengujian kadar air

− Pengujian kerapatan 2. Pengujian sifat mekanik :

(15)

1.4. TUJUAN PENELITIAN

1. Mengetahui karakterisasi papan partikel dengan menggunakan bahan serat pendek eceng gondok.

2. Membandingkan kekuatan papan partikel yang terbuat dari serat eceng gondok dengan standart papan partikel JIS A 5908-2003.

3. Memanfaatkan eceng gondok untuk pembuatan papan partikel guna mengurangi pencemaran lingkungan.

1.5. MANFAAT PENELITIAN

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tambahan tentang sifat fisis dan mekanik papan partikel yang dibuat dari serat eceng gondok dengan perekat UF dengan variasi 6%, 8%, 10%, 12% dan 14%.

1.6. TEMPAT PENELITIAN

LABORATORIUM PRODUK MAJEMUK, PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN HASIL HUTAN, BOGOR

(16)

Sistematika penulisan masing – masing Bab adalah sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, tempat penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II Tinjauan Pustaka

Bab ini berisi tentang teori yang mendasari penelitian. BAB III Metodologi Penelitian

Bab ini membahas tentang diagram alir penelitian, peralatan, bahan-bahan, pembuatan sampel uji, pengujian sampel.

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Bab ini membahas tentang hasil penelitian dan menganalisa data yang diperoleh dari penelitian.

BAB V Kesimpulan

(17)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 KOMPOSIT

Perkembangan teknologi material telah melahirkan suatu material jenis baru yang dibangun secara bertumpuk dari beberapa lapisan. Material inilah yang disebut material komposit. Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material dan dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya. Pada dasarnya, komposit dapat didefinisikan sebagai campuran makroskopik dari serat dan matriks. Serat merupakan material yang (umumnya) jauh lebih kuat dari matriks dan berfungsi memberikan kekuatan tarik. Sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan.

(18)

Komposit serat, yaitu komposit yang terdiri dari serat dan matriks (bahan dasar) yang diproduksi secara fabrikasi, misalnya serat ditambahkan resin sebagai bahan perekat.

2. Komposit laminer/laminat (penguatnya lembaran, kertas, kain, direkatkan dan dikenyangkan).

Komposit laminat merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri. 3. Komposit partikel/partikulat (penguatnya butiran, kerikil, pasir dan serpihan)

Komposit partikel merupakan komposit yang terdiri dari partikel (butiran, kerikil, pasir, dan serpihan) dan matriks.

Dapat kita ambil satu defenisi umum tentang material komposit yaitu suatu bahan yang merupakan campuran atau kombinasi dari dua atau lebih unsur-unsur pokok yang berbeda satu dengan yang lainnya.

Serat lapisan partikel serpihan Gambar 2.1. orientasi serat

(19)

sifat yang tepat sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu struktur tertentu dan tujuan tertentu pula.

Aplikasi dan pemakaian komposit yang diperkuat dengan serat secara luas dipakai pada industri-industri. Hal ini menunjukkan perkembangan yang pesat dari material komposit karena mempunyai sifat yang lebih unggul, antara lain sebagai isolator yang baik. Ketahanannya baik terhadap air dan zat kimia, dengan demikian bahan komposit tidak dapat berkarat.

Aplikasi dan pemakian komposit yang diperkuat dengan serat secara luas dipakai industri pesawat terbang, industri mobil, industri kapal laut, industri kimia, industri listrik, dan industri perabot rumah tangga.

2.1.1 Serat Sebagai Penguat

Penguat harus merupakan komponen yang lebih kuat jika ditujukan memikul beban, penguat juga memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi. Demikian pula, tidak terlihat bahwa ikatan antara matriks dan penguat merupakan suatu yang kritis, karena pada umumnya beban harus ditransfer dari matriks ke serat atau batang jika penguat diinginkan untuk berfungsi dengan baik.

Serat merupakan material yang (umumnya) jauh lebih kuat dari matriks dan berfungsi memberikan kekuatan tarik. Secara umum dapat dikatakan bahwa fungsi serat adalah sebagai penguat bahan untuk memperkuat komposit sehingga sifat-sifat mekaniknya lebih kuat, kaku, tangguh, dan lebih kokoh bila dibandingkan dengan tanpa serat penguat. Selain itu serat juga menghemat penggunaan resin.

Beberapa syarat untuk dapat memperkuat matriks antara lain : 1. Mempunyai modulus elastisitas yang tinggi

(20)

3. Perbedaan diameter serat harus relatif sama

4. Mampu menerima perubahan gaya dari matriks dan mampu menerima gaya yang bekerja padanya (Feldman, 1995).

Jenis-jenis serat yang dapat digunakan sebagai penguat pada material komposit secara umum yaitu :

1. Serat organik 2. Serat anorganik

Serat-serat organik dan anorganik umumnya digunakan untuk memperoleh bahan komposit serat. Serat organik seperti selulosa, propilene dan serat grafit pada umumnya dikarakterisasi sebagai bahan yang ringan, lentur, elastik dan peka terhadap panas. Sedangkan serat anorganik seperti serat gelas dan keramik merupakan serat yang paling tinggi kekuatannya serta terhadap panas.

a. Komposit Serat Pendek

Komposit yang diperkuat oleh serat pendek pada umumnya menggunakan resin sebagai matriksnya. Dalam pembuatan komposit serat pendek ini dipotong-potong pendek (20 – 100) mm panjangnya.

Dapat diartikan bahwa serat pendek adalah serat dengan perbandingan antara panjang dan diameternya < 100 mm. Komposit dengan jenis serat pendek dapat dibagi menjadi:

i. Bahan komposit yang mengandung orientasi bidang acak

Pembuatan komposit jenis ini dilakukan dengan teknik “hand lay up”. Ukuran serat dapat dipilih untuk mendapatkan perbedaan jumlah penyebaran serat selama pencetakan.

ii. Bahan komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang terorientasi ataupun sejajar satu dengan lainnya.

(21)

b. Komposit Serat Panjang

Keistimewaan komposit serat panjang ini adalah lebih mudah diorientasikan jika dibandingkan dengan serat pendek. Walaupun demikian serat pendek memiliki kemungkinan rancangan yang lebih banyak. Secara teori serat panjang dapat menyalurkan suatu pembebanan atau tegangan dari suatu titik pemakainannya. Pada prakteknya hal ini tidak mungkin karena variabel pembuatan komposit serat penjang tidak mungkin memperoleh kekuatan tarik melampaui panjangnya. Perbedaan antara serat pendek dan serat panjang adalah serat pendek dibebani secara tidak langsung dan kekuatan atau kelemahan matriks akan menentukan sifat dari produk komposit tersebut, yakni jauh lebih kecil dibandingkan dengan besaran yang terdapat pada serat panjang. Bentuk serat panjang memiliki kemampuan yang tinggi disamping itu kita tidak perlu memotong-motong serat.

c. Komposit Serat Acak

Bahan komposit yang mengandung orientasi bidang acak. Pembuatan komposit jenis ini biasanya dilakukan dengan teknik “hand lay up” dan menggunakan resin termoset. Ukuran serat dapat dipilih untuk mendapatkan perbedaan jumlah penyebaran serat selama pencetakan. Dengan adanya distribusi acak, maka nilai fraksi volum serat lebih rendah dalam komposit sehingga fraksi volum matrik lebih besar (Humaidi, 1998). 2.1.2 Matriks

Matriks merupakan bahan yang digunakan untuk membalut dan menyatukan penguat tanpa bereaksi secara kimia dengan penguat. Matriks berfunsgsi sebagai :

a. Untuk melindungi komposit dari kerusakan, baik kerusakan mekanik maupun kerusakan kimiawi.

b. Untuk mengalihkan/meneruskan beban dari luar kepada serat. Hal ini berarti bahwa matriks menyebarkan dan memisahkan serat-serat sehingga keretakan tidak dapat berpindah dari satu serat ke serat yang lainnya.

(22)

Secara umum matriks dapat diklasifikasikan atas 2 kelompok, yaitu : 1. Resin Termoplastik

Resin termoplastik merupakan bahan yang dapat lunak apabila dipanaskan dan mengeras jika didinginkan. Jika dipanaskan akan menjadi lunak dan dapat kembali ke bentuk semula karena molekul-molekulnya tidak mengalami cross linking (ikat silang). Contoh resin termoplastik : PP (Poly Propylene), Nylon, PE (Poly Etylene), PVC (Poly Vinyl Chlorida), PS (Poly Styrene).

2. Resin Termoset

Resin termoset merupakan bahan yang tidak dapat mencair atau lunak kembali apabila dipanaskan. Resin termoset tidak dapat didaur ulang karena telah membentuk ikatan silang antara rantai-rantai molekulnya. Sifat mekanisnya bergantung pada unsur molekuler yang membentuk jaringan, rapat serta panjang jaringan silang (Humaidi, 1998).

2.2 PAPAN PARTIKEL

2.2.1 Pengertian Papan Partikel

(23)

partikel kayu atau berlignoselulosa lainnya dengan perekat organic serta bahan pelengkap lainnya dibuat dengan cara pengempaan mendatar dengan dua lempeng mendatar.

Menurut Iskandar (2009), papan partikel adalah lembaran hasil pengempaan panas campuran partikel kayu atau bahan berligno selulosa lainnya dengan perekat organik dan bahan lainnya. Macam partikel kayu : serbuk, tatal, serpih, selumbar, untai dan wafer. Industri papan partikel merupakan salah satu industri yang dapat memanfaatkan limbah industri kayu gergajian sebagai bahan bakunya.

Papan partikel adalah panel-panel kayu yang terbuat dari bahan berlignoselulosa dalam bentuk potongan-potongan kecil atau partikel dari serat yang dicampur dengan perekat sintetis atau bahan pengikat lain yang direkat dengan metode pengempaan (Maloney, 1997). Menurut Tsoumis (1991), papan partikel merupakan produk panel yang dibuat dengan proses perekatan partikel. Papan partikel diproduksi dengan ketebalan 0,02-4,00 cm.

Menurut Hadi et al.(1992), papan partikel merupakan salah satu panel kayu yang memiliki keunggulan diantaranya adalah harganya relatif lebih murah, cukup tebal, kekuatannya memadai dan mempunyai sifat akustik yang bagus. Tetapi papan partikel mempunyai ketahanan yang rendah terhadap pengaruh air, yaitu papan partikel mudah menyerap dan dalam keadaan basah sifat-sifat yang berhubungan dengan kekuatan menurun drastis.

2.2.2 Faktor Yang Mempengaruhi Mutu Papan Parikel

Adapun faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel adalah sebagai berikut (Sutigno, 1994):

(24)

Perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan partikel dengan berat jenis kayu harus lebih dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar mutu papan partikelnya baik. Pada keadaan tersebut proses pengempaan berjalan optimal sehingga kontak antar partikel baik.

2. Zat ekstraktif kayu

Kayu yang berminyak akan menghasilkan papan partikel yang kurang baik dibandingkan dengan papan partikel dari kayu yang tidak berminyak. Zat ekstraktif semacam itu akan mengganggu proses perekatan.

3. Jenis kayu

Jenis kayu (misalnya Meranti kuning) yang kalau dibuat papan partikel emisi formaldehidanya lebih tinggi dari jenis lain (misalnya meranti merah). Masih diperdebatkan apakah karena pengaruh warna atau pengaruh zat ekstraktif atau pengaruh keduanya.

4. Campuran jenis kayu

Keteguhan lentur papan partikel dari campuran jenis kayu ada diantara keteguhan lentur papan partikel dari jenis tunggalnya, karena itu papan partikel structural lebih baik dibuat dari satu jenis kayu daripada dari campuran jenis kayu.

5. Ukuran partikel

Papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik daripada yang dibuat dari serbuk karena ukuran tatal lebih besar daripada serbuk. Karena itu, papan partikel struktural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar.

6. Kulit kayu

Makin banyak kulit kayu dalam partikel kayu sifat papan partikelnya makin kurang baik karena kulit kayu akan mengganggu proses perekatan antar partikel. Banyaknya kulit kayu maksimum sekitar 10%.

(25)

Macam partikel yang dipakai mempengaruhi sifat papan partikel. Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan dalam komposisi perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel. Sebagai contoh, penggunaan perekat urea formaldehida yang kadar formaldehidanya tinggi akan menghasilkan papan partikel yang keteguhan lentur dan keteguhan rekat internalnya lebih baik tetapi emisi formaldehidanya lebih jelek.

8. Pengolahan

Proses produksi papan partikel berlangsung secara otomatis. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan yang dapat mengurangi mutu papan partikel. Sebagai contoh, kadar air hamparan (campuran partikel dengan perekat) yang optimum adalah 10-14%, bila terlalu tinggi keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal papan partikel akan menurun.

2.2.3 Mutu Papan Partikel

Menurut Sutigno (1994), mutu papan partikel meliputi : 1. Cacat

2. Ukuran 3. Sifat fisis 4. Sifat mekanis 5. Sifat kimia

(26)

Tabel 2.1 Standar pengujian sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel

No. Sifat Fisis Mekanis SNI 03-2105-1996 JIS A 5908-2003

1 Kerapatan (gr/cm3) 0,5-0,9 0,4-0,9

2 Kadar Air (%) <14 5-13

3 Daya Serap Air (%) - -

4 Pengembangan Tebal (%) Maks 12 Maks 12

5 MOR (kg/cm2) Min 80 Min 80

6 MOE (kg/cm2) Min 15000 Min 20000

7 Internal Bond (kg/cm2) Min 1,5 Min 1,5

8 Kuat Pegang Skrup (kg) Min 30 Min 30

9 Linear Expansion (%) - -

10 Hardness (N) - -

11 Emisi Formaldehyde (ppm) - Min 0,3

(27)

2.2.4 Macam Papan Partikel

Menurut Sutigno (1994) ada berbagai macam papan partikel berdasarkan : 1. Bentuk

Papan partikel umumnya berbentuk datar dengan ukuran relatif panjang, relatif lebar, dan relatif tipis sehingga disebut Panel. Ada papan partikel yang tidak datar (papan partikel lengkung) dan mempunyai bentuk tertentu tergantung pada acuan (cetakan) yang dipakai seperti bentuk kotak radio.

2. 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 (rongga antara lempeng) dapat satu atau lebih.

Pada cara ekstrusi, pengempaan berlangsung kontinyu diantara dua lempeng yang statis. Penekanan dilakukan oleh semacam piston yang bergerak vertikal atau horizontal.

3. Kerapatan

Menurut Tsoumis(1991), berdasarkan kerapatannya papan partikel dapat dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu :

(28)

4. 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.

5. Macam Perekat

Macam perekat yang dipakai mempengaruhi ketahanan papan partikel terhadap pengaruh kelembaban, yang selanjutnya menentukan penggunaannya. Ada standar yang membedakan berdasarkan sifat perekatnya, yaitu interior dan eksterior. Ada standar yang memakai penggolongan berdasarkan macam perekat, yaitu Tipe U (urea formaldehida atau yang setara), Tipe M (melamin formaldehida atau yang setara) dan Tipe P (phenol formaldehida atau yang setara). Untuk yang memakai perekat urea formaldehida ada yang membedakan berdasarkan emisi formaldehida dari papan partikelnya, yaitu yang rendah dan yang tinggi atau yang rendah, sedang dan tinggi.

6. Susunan Partikel

Pada saat membuat partikel dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu halus dan kasar. Pada saat membuat papan partikel kedua macam partikel tersebut dapat disusun tiga macam sehingga menghasilkan papan partikel yang berbeda yaitu papan partikel homogen (berlapis tunggal), papan partikel berlapis tiga dan papan partikel berlapis bertingkat.

7. Arah Partikel

Pada saat membuat hamparan, penaburan partikel (yang sudah dicampur dengan perekat) dapat dilakukan secara acak (arah serat partikel tidak diatur) atau arah serat diatur, misalnya sejajar atau bersilangan tegak lurus. Untuk yang disebutkan terakhir dipakai partikel yang relatif panjang, biasanya berbentuk untai (strand) sehingga disebut papan untai terarah (oriented strand board atau OSB).

(29)

Berdasarkan penggunaan yang berhubungan dengan beban, papan partikel dibedakan menjadi papan partikel penggunaan umum dan papan partikel structural (memerlukan kekuatan yang lebih tinggi). Untuk membuat mebel, pengikat dinding dipakai papan partikel penggunaan umum. Untuk membuat komponen dinding, peti kemas dipakai papan partikel structural.

9. Pengolahan

Ada dua macam papan partikel berdasarkan tingkat pengolahannya, yaitu pengolahan primer dan pengolahan sekunder. Papan partikel pengolahan primer adalah papan partikel yang dibuat melalui proses pembuatan partikel, pembentukan hamparan dan pengempaan yang menghasilkan papan partikel.

Papan partikel pengolahan sekunder adalah pengolahan lanjutan dari papan partikel pengolahan primer misalnya dilapisi venir indah, dilapisi kertas aneka corak.

Sifat papan partikel dipengaruhi oleh bahan baku pembentuknya, perekat dan formulasi yang digunakan, serta proses pembuatan papan partikel tersebut mulai dari persiapan bahan baku kayu, pembentukan partikel sampai proses kempa dan penyelesaiannya. Penggunaan papan partikel yang tepat akan berpengaruh terhadap lama dan pemanfaatan yang diperoleh dari papan partikel yang digunakan. Sifat bahan baku yang berpengaruh terhadap sifat papan partikel antara lain yaitu jenis dan kerapatan kayu, bentuk dan ukuran bahan baku kayu yang digunakan, kadar air kayu, ukuran dan geometri partikel kayu, tipe dan penggunaan kulit kayu (Hadi, 1998).

Macam-macam partikel yang biasa digunakan dalam pembuatan papan partikel menurut Haygreen dan Bowyer (1989) yaitu :

1. Pasahan adalah partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu.

2. Serpih adalah partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya, seragam ketebalannya dengan orientasi serat sejajar permukaan.

(30)

4. Tatal adalah sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang besar atau pemukul.

5. Serbuk gergaji dihasilkan dari pemotongan dengan gergaji.

6. Untaian adalah pasahan panjang tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar. 7. Kerat hampir persegi potongan melintangnya dengan panjang paling sedikit

empat kali ketebalannya.

8. Wol kayu adalah kerataan yang panjang, berombak dan ramping.

Menurut Haygreen dan Bowyer (1989), bentuk bahan baku (serbuk gergaji, pasahan, tatal atau kayu bundar) mempengaruhi sifat-sifat papan partikel terutama karena bahan tersebut menentukan ukuran dan bentuk partikel yang dapat dihasilkan dalam mesin pembuat serpih dan mesin penghalus.

Sifat fisis papan partikel,sifat yang telah dimiliki oleh papan partikel tanpa adanya pengaruh beban dari luar dan sifatnya tetap. Sifat ini meliputi kerapatan, kadar air, berat jenis, pengembangan tebal dan penyerapan air (Surjokusumo, et al 1985).

Menurut Tsoumis (1991), sifat mekanis kayu dipengaruhi oleh kekuatan dalam menahan beban dari luar. Sifat ini dipengaruhi oleh kelembaban, kerapatan, suhu dan kerusakan kayu. Sifat fisis-mekanis papan partikel meliputi kerapatan , kadar air, penyerapan air, pengembangan tebal, modulus patah, modulus lentur dan keteguhan rekat internal.

Menurut Widarmana (1977), kerapatan adalah suatu ukuran kekompakan partikel dalam lembaran yang tergantung pada besarnya tekanan kempa yang diberikan selama proses pembuatan lembaran. Makin tinggi kerapatan papan partikel yang akan dibuat semakin besar tekanan yang digunakan pada saat pengempaan. Sedangkan kadar air papan partikel akan semakin rendah dengan semakin meningkatnya suhu dan semakin banyaknya perekat yang digunakan karena ikatan antar partikel akan semakin kuat sehingga air sukar untuk masuk ke dalam papan partikel.

(31)

dimensinya menurun oleh naiknya kerapatan. Kerapatan papan partikel dipengaruhi oleh kerapatan kayu. Kerapatan papan partikel merupakan faktor utama dengan kerapatan 5%-20% lebih tinggi dibandingkan kerapatan kayu. Penambahan perekat akan mempengaruhi kerapatan dan menghasilkan papan partikel yang berat (Tsoumis, 1991). Menurut Siagian (1983), berdasarkan hasil analisa ragam kerapatan massa papan serat tidak dipengaruhi oleh suhu kempa tetapi dipengaruhi oleh tekanan kempa dan kombinasi suhu dan tekanan kempa.

Nilai pengembangan tebal yang paling kecil merupakan pengembangan yang paling baik karena dapat mengantisipasi meresapnya air ke dalam papan melalui pori-pori partikel dan ruang kosong antar partikel secara perlahan (Widiyanto, 2002). Sifat pengembangan tebal papan serat sejalan dengan sifat daya serap air, yaitu semakin banyak air yang diserap makin besar pengembangan tebalnya. Semakin tinggi suhu dan tekanan kempa, makin kecil pengembangan tebal papan serat. Keadaan ini disebabkan pada waktu perendaman serat akan menarik air kembali sehingga serat-serat papan serat akan kembali menjadi bentuk semula akibat hilangnya tekanan setelah perendaman (Siagian, 1983).

Menurut hasil penelitian Siagian (1983), pengembangan tebal papan serat setelah direndam 24 jam berkisar antara 13,6%-54,7%. Sedangkan nilai rataan pengembangan tebal papan serat terbesar terdapat pada kombinasi suhu 150 oC dan tekanan kempa 0 kg/cm2 yaitu 41,3%. Pengembangan tebal terkecil pada suhu 190 oC dengan tekanan 60 kg/cm2 yaitu 8,3 %. Hasil pengujian beraneka ragam pengembangan tebal papan serat membuktikan bahwa suhu kempa, tekanan kempa dan kombinasi suhu dan tekanan kempa sangat mempengaruhi pengembangan tebal papan serat.

(32)

Menurut siagian (1983), daya serap air papan serat berkisar antara 14%-67% dan nilai rataan daya serap air terbesar terdapat pada kombinasi suhu 150 oC dengan tekanan kempa 0 kg/cm2 yaitu 65,6%, sedangkan daya serap air terkecil terdapat pada kombinasisuhu 190 oC dengan tekanan kempa 60 kg/cm2 yaitu 14,8%.

Keteguhan rekat internal adalah suatu ukuran ikatan antar partikel dalam lembaran papan partikel (Ariesanto, 2002). Menurut Haygreen dan Bowyer (1989), internal bond (IB) adalah suatu uji pengendalian kualitas yang penting karena menunjukkan kebaikan pencampurannya, pembentukannya dan pengepresannya dan merupakan ukuran terbaik tentang kualitas pembuatan suatu papan karena menunjukkan ikatan antar partikel. Modulus patah dan modulus elastisitas menunjukkan tingkat keteguhan papan partikel dalam menerima beban tegak lurus terhadap permukaan papan partikel (Ariesanto, 2002).

Menurut hasil penelitian Siagian (1983), nilai rataan modulus patah papan serat berkisar antara 37,21-570,15 kg/cm2. Nilai modulus patah (MOR) dipengaruhi oleh suhu kempa, tekanan kempa dan kombinasi keduanya. Semakin tinggi kerapatan papan partikel dari suatu bahan baku tertentu maka semakin tinggi sifat keteguhan dari papan yang dihasilkan. Modulus patah (MOR) dapat diduga dari nisbah pemadatannya. Lebih banyak volume kayu yang dipadatkan maka ikatan partikel lebih baik. Semakin banyak perekat yang digunakan maka semakin tinggi sifat mekanis dan stabilitas papan partikel (Haygreen dan Bowyer, 1989).

Menurut Maloney (1977) ada beberapa faktor yang mempengaruhi sifat papan partikel yaitu jenis kayu, tipe bahan baku, tipe partikel, perekat, jumlah dan distribusi lapisan, aditif, kadar air lapik, pelapisan partikel, profil kerapatan dan particle aligment.

(33)

Enceng gondok (Eichornia crossipes) merupakan tumbuhan air yang tumbuh di rawa-rawa, danau, waduk dan sungai yang alirannya tenang.

Enceng gondok merupakan tumbuhan rawa atau air, yang mengapung di atas permukaan air. Di ekosistem air, enceng gondok ini merupakan tanaman pengganggu atau gulma yang dapat tumbuh dengan cepat (3% per hari). Khususnya di Sumatera Selatan, enceng gondok ini banyak tumbuh di aliran Sungai Musi ataupun saluran-saluran air lainnya. Pesatnya pertumbuhan enceng gondok ini mengakibatkan berbagai kesulitan seperti terganggunya transportasi, penyempitan sungai, dan masalah lain karena penyebarannya yang menutupi permukaan sungai/perairan. Untuk mengurangi permasalahan tersebut, maka perlu dilakukan pembersihan sungai/saluran-saluran air. Supaya enceng gondok ini tidak menumpuk dan menjadi limbah biomassa, maka dapat dilakukan suatu pemanfaatan alternatif terhadap enceng gondok ini dengan jalan pembuatan briket arang. Kandungan selulosa dan senyawa organik pada enceng gondok berpotensi memberikan nilai kalor yang cukup baik. Dengan demikian briket arang dari enceng gondok ini dapat dimanfaatan sebagai bahan bakar alternatif, disamping dapat membuat dampak yang sangat baik pula bagi lingkungan (Candra, 2008).

Menurut sejarahnya, enceng gondok di Indonesia dibawa oleh seorang ahli botani dari Amerika ke Kebun Raya Bogor. Akibat pertumbuhan yang cepat (3% per hari), enceng gondok ini mampu menutupi seluruh permukaan suatu kolam. Enceng gondok tersebut lalu dibuang melalui sungai di sekitar Kebun Raya Bogor sehingga menyebar ke sungai-sungai, rawa-rawa, dan danau-danau di seluruh Indonesia.

(34)

agak kebiruan. Setiap kepala putik dapat menghasilkan sekitar 500 bakal biji atau 5000 biji setiap tangkai bunga, sehingga enceng gondok dapat berkembang biak dengan dua cara, yaitu dengan tunas dan biji.

Pertumbuhan enceng gondok yang sangat cepat (3% per hari) menimbulkan berbagai masalah, antara lain mempercepat pendangkalan sungai atau danau, menurunkan produksi ikan, mempersulit saluran irigasi, dan menyebabkan penguapan air sampai 3 sampai 7 kali lebih besar daripada penguapan air di perairan terbuka (Soemarwoto, 1977), sedangkan Oshawa dan Risdiono (1977) menyatakan bahwa kehilangan air di Rawa Pening karena penguapan oleh enceng gondok, 4 kali lebih besar daripada penguapan air pada perairan terbuka.

2.3.1 Komposisi Kimia Enceng Gondok

Komposisi kimia enceng gondok tergantung pada kandungan unsur hara tempatnya tumbuh, dan sifat daya serap tanaman tersebut. Enceng gondok mempunyai sifat-sifat yang baik antara lain dapat menyerap logam-logam berat, senyawa sulfida, selain itu mengandung protein lebih dari 11,5 %, dan mengandung selulosa yang lebih tinggi besar dari non selulosanya seperti lignin, abu, lemak, dan zat-zat lain.

(35)

Senyawa Kimia Persentase (%)

air 92,6

Abu 0,44

Serat kasar 2,09

Karbohidrat 0,17

Lemak 0,35

Protein 0,16

Fosfor sebagai P2O5 0,52

Kalium sebagai K2O 0,42

Klorida 0,26

Alkanoid 2,22

(Sumber: Anonymous, 1952)

Sedangkan, R. Roechyati (1983) mengemukakan kandungan dari tangkai enceng gondok kering tanur pada tabel 2.3.

Tabel 2.3. Kandungan Kimia Enceng Gondok Kering

Senyawa Kimia Persentase (%)

Selulosa 64,51

Pentosa 15,61

(36)

Silika 5,56

Abu 12

(Sumber: R. Roechyati (1983)

Gambar 2.2 Tanaman Enceng Gondok

Akibat-akibat negatif yang ditimbulkan eceng gondok antara lain:

• Meningkatnya

tanaman), karena daun-daunnya yang lebar dan serta pertumbuhannya yang cepat.

• Menurunnya jumlah cahaya yang masuk kedalam perairan sehingga menyebabkan menurunnya tingkat kelarutan

(37)

• Mengganggu lalu lintas (transportasi) air, khususnya bagi masyarakat yang kehidupannya masih tergantung dari sungai seperti di pedalaman beberapa daerah lainnya.

• Meningkatnya habitat bagi vektor penyakit pada manusia.

• Menurunkan nilai estetika lingkungan perairan.

2.4 PEREKAT UREA FORMALDEHYDE

Perekatan partikel pada umumnya dilaksanakan dengan menggunakan Urea Formaldehyde untuk bagian dalam (interior) papan partikel seperti mebel, lantai, dinding penyekat dan Phenol Formaldehyde (PF) diarahkan untuk papan partikel struktural (Tsoumis, 1991).

Urea Formaldehyde (UF) termasuk salah satu perekat termosetting hasil reaksi kondensasi dan polimerisasi antara urea dan formaldehid. Randahnya harga perekat, cepatnya pengerasan dibandingkan PF pada suhu yang sama, dan pembentukan garis retak (glue line) yang tak berwarna menyebabkan perekat ini menguntungkan dalam indusri kayu lapis dan papan partikel (Achmadi, 1990). Penggunaan perekat terbatas pada produk seperti panel kayu lapis hias, papan partikel pada bagian lantai atau papan serat untuk mebel serta aplikasi interior .

(38)

Kebutuhan perekat UF untuk pembuatan papan partikel berkisar 6-12%. Dengan perekat UF, suhu inti pada lembaran papan partikel sekitar 1000C diperlukan untuk pematangan akhir.

(39)

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 PERALATAN DAN BAHAN PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL

3.1.1 Peralatan

Alat-alat yang digunakan pada pembuatan papan partikel serat pendek eceng gondok adalah :

1. Kempa Panas (Hot Press)

Alat kempa ini berfungsi untuk memberi tekanan pada papan partikel agar sesuai dengan pengatur ketebalan yang dipergunakan sehingga menghasilkan papan partikel yang padat. Alat kempa ini dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut.

(40)

2. Oven

Alat ini berfungsi untuk mengeringkan serat, alat ini dapat dilihat pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 Oven 3. Cetakan

(41)

Gambar 3.3 Cetakan Papan Partikel Alat-alat cetakan terdiri dari beberapa bagian :

a. Alas cetakan, berfungsi sebagai tempat partikel yang akan dicetak.

b. Spacer (1 cm), berfungsi untuk memberikan ketebalan yang kita inginkan dan diletakkan diantara alas cetakan dan tutup cetakan.

c. Tutup cetakan, berfungsi untuk menutup alat cetakan.

4. Alumunium foil, berfungsi untuk melapisi partikel terhadap alas cetakan dan tutup cetakan.

5. Blender Drum, berfungsi sebagai pencampur partikel dengan perekat, alat ini dapat dilihat pada gambar 3.4.

(42)

6. Sprayer Gun, berfungsi untuk menyemprotkan perekat terhadap partikel, alat ini dapat dilihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Sprayer gun

7. Timbangan, berfungsi untuk mengukur massa partikel.

8. Neraca Analitik Digital, berfungsi untuk mengukur massa perekat. 9. Alat-alat lain

(43)

3.1.2 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Serat eceng gondok

Serat eceng gondok yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat pendek. Serat pendek eceng gondok dapat dilihat pada gambar 3.5

Gambar 3.6 serat pendek eceng gondok 2. Perekat

(44)

3.2 PROSEDUR PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL

Prosedur pembuatan papan partikel adalah sebagai berikut : 1. Serat eceng gondok dipotong-potong dengan ukuran 2 cm.

2. Serat pendek eceng gondok dikeringkan di dalam oven hingga mencapai kadar air 4%.

3. Dimasukkan serat pendek eceng gondok ke dalam blender drum dan dimasukkan perekat UF ke dalam sprayer gun.

4. Dihidupkan blender drum dan disemprotkan perekat terhadap partikel.

5. Setelah pencampuran merata kemudian dituang ke dalam cetakan yang diletakkan di atas alas cetakan yang telah dilapisi alumunium foil.

6. Pada alas cetakan diletakkan spacer dengan ketebalan 1 cm.

7. Kemudian cetakan ditutup dengan tutup cetakan yang telah dilapisi alumunium foil dan diletakkan pada alat kempa.

8. Dihidupkan alat kempa dan dilakukan pengempaan selama 10 menit.

9. Prosedur 1 hingga 8 dilakukan kembali untuk pembuatan papan partikel dengan kadar perekat yang berbeda.

(45)

3.3 DIAGRAM ALIR PENELITIAN

Serat enceng gondok

Pengeringan

Pencampuran

Uji kerapatan Uji kuat

lentur

Pengempaan

Uji kuat pegang sekrup

Uji keteguhan patah Urea

Formaldehyde

Pencetakan

Pengkondisian

Pengujian

(46)

3.4 BENTUK SAMPEL UJI

Pengujian papan partikel didasarkan pada standar JIS A 5908-2003. Pola pemotongan contoh uji untuk sifat fisis dan mekanis mengacu pada standar JIS A 5908-2003 seperti yang terlihat pada gambar 3.6.

25 mm

200 200

mm mm

25 mm

100 mm

5

50 50

50 mm 50

50 mm 100 mm

A B

(47)

50 mm 150 mm 50 mm Gambar 3.7 Pola Pemotongan Contoh Uji Keterangan :

A = contoh uji untuk kadar air dan kerapatan B = contoh uji untuk MOR dan MOE

C = contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal D = contoh uji untuk internal bond

E = contoh uji untuk kuat pegang sekrup

3.5 PENGUJIAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS

3.5.1 Pengujian Sifat Fisis

3.5.1.1 Pengujian Kadar Air

Pengujian kadar air bertujuan untuk mengetahui kadar air papan partikel. Contoh uji berukuran 10 x 10 x 1 cm3 yang ditimbang massa awalnya (B1). Kemudian dioven selama

24 jam, setelah itu ditimbang massanya (B2). Kadar air papan partikel dapat dihitung

dengan menggunakan rumus (JIS A 5908-2003) :

(48)

B2 = Massa akhir (gr)

3.5.1.2 Pengujian Kerapatan

Contoh uji kerapatan berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm, sama dengan contoh uji kadar air. Contoh uji diukur panjang, lebar dan tebalnya. Dari pengukuran tersebut dapat dihitung volume (V) contoh uji kemudian contoh uji ditimbang massanya (B). Nilai kerapatan papan partikel dapat dihitung dengan (JIS A 5908-2003) :

Kerapatan = V

B

3.2

dengan :

B = massa papan partikel (gr) V = volume papan partikel (cm3)

3.5.2 Pengujian Sifat Mekanik

3.5.2.1 Pengujian Keteguhan Patah (MOR)

Contoh uji keteguhan patah berukuran 20 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian keteguhan patah (MOR) dilakukan dengan menggunakan Universal testing Machine (UTM) dengan menggunakan lebar bentang (jarak penyangga) 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Nilai keteguhan patah dapat dihitung dengan (JIS A 5908-2003) :

3.3

dengan :

MOR (Modulus Of Rupture) = Modulus patah (kg/cm2)

(49)

S = Jarak sanga (cm)

l = Lebar contoh uji (cm) t = Tebal contoh uji (cm)

3.5.2.2 Pengujian Kuat Lentur (MOE)

Pengujian kuat lentur dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan patah dengan memakai contoh uji yang sama. Nilai MOE dapat dihitung dengan rumus (JIS A 5908-2003) :

MOE 3.4

dengan :

MOE (Modulus Of Elastisitas) = Modulus lentur (kg/cm2)

∆B = Beban sebelum batas proporsi (kg)

S = Jarak sangga (cm)

∆D = Lenturan pada beban (cm)

l = Lebar contoh uji (cm)

t = Lebar contoh uji (cm)

Pengujian kuat lentur dan keteguhan patah dilakukan dengan posisi sebagai berikut : beban contoh uji

(50)

penyangga

L ≥ 15 cm

Gambar 3.8 Cara Pembebanan Pengujian MOR dan MOE

3.5.2.3. Pengujian Kuat Pegang Sekrup

Contoh uji kuat pegang sekrup berukuran 10 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian dilakukan untuk arah tegak lurus permukaan. Pada bagian tengah contoh uji kuat pegang sekrup dapat dibuat lubang pendahuluan sedalam 3 mm. Sekrup yang diameter kepalany 3,1 mm dan panjang 13 mm dimasukkan melalui lubang pendahuluan hingga mencapai kedalaman8 mm. Kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 HASIL

4.1.1. Kadar Air

(51)

Kadar Air (%) = 100%

Sebuah contoh perhitungan dari pengujian kadar air yang dilakukan adalah sebagai berikut :

Sampel : papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar UF 6% Massa awal (B1) : 81,44 gr

Massa akhir (B2) : 70,48 gr

Maka kadar airnya :

Kadar Air (%) = 100%

Perhitungan yang sama dilakukan terhadap sampel-sampel berikutnya, untuk semua variasi. Data untuk pengujian daya serap air dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data Pengujian Kadar Air

Variasi UF (%) Kadar Air (%) Kadar Air rata-rata (%)

6

15,55

(52)

17,42

8

14,94

15,32 16,58

14,43

10

15,98

14,29 14,37

12,51

12

13,31

12,22 11,83

11,52

14

9,69

10,27 11,50

9,62

4.1.2. Kerapatan

(53)

Kerapatan =

Sebuah contoh perhitungan dari pengujian kerapatan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

Sampel : papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar UF 6% Massa (B) : 81,44 gr

Untuk sampel berikutnya dilakukan dengan cara yang sama untuk tiap-tiap variasi dan diperoleh hasil perhitungan kerapatan seperti pada tabel 4.2.

(54)

(55)

0,93 4.1.3. Keteguhan Patah (MOR)

Besarnya keteguhan patah papan partikel dihitung dengan menggunakan persamaan (3.3), yakni :

dengan :

MOR (Modulus Of Rupture) = Modulus patah (kg/cm2)

B = Beban maksimum (kg)

S = Jarak sanga (cm)

l = Lebar contoh uji (cm) t = Tebal contoh uji (cm)

Sebuah contoh perhitungan keteguhan patah (MOR) diuraikan sebagai berikut : Sampel : papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar UF 6%

Beban maksimum : 12.40 kg Jarak sangga : 15 cm

Lebar : 5 cm Tebal : 1 cm

Maka keteguhan patahnya :

=

(56)

Untuk sampel berikutnya dilakukan dengan cara yang sama untuk tiap-tiap variasi dan diperoleh hasil perhitungan keteguhan patah seperti pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Data Pengujian Keteguhan Patah (MOR)

Variasi UF (%)

Keteguhan patah (MOR) (kg/cm2)

(57)

14

82.35

82,95 83.25

83.25

4.1.4 Kuat Lentur

Besarnya kuat lentur papan partikel dihitung dengan menggunakan persamaan (3.4), yakni:

MOE

dengan :

MOE (Modulus Of Elastisitas) = Modulus lentur (kg/cm2)

∆B = Beban sebelum batas proporsi (kg)

S = Jarak sangga (cm)

∆D = Lenturan pada beban (cm)

l = Lebar contoh uji (cm)

t = Lebar contoh uji (cm)

Sebuah contoh perhitungan kuat lentur (MOE) diuraikan sebagai berikut : Sampel : papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar UF 6% ∆B : 12,40 kg

(58)

l : 5 cm t : 1 cm maka kuat lenturnya :

MOE

= = 3219,75 kg/cm2

Untuk sampel berikutnya dilakukan dengan cara yang sama untuk tiap-tiap variasi dan diperoleh hasil perhitungan kuat lentur seperti pada tabel 4.4.

Tabel 4.4 Data Pengujian Kuat Lentur

(59)

6712.87 5859.00

14

5826.94

5840,44 6120.56

5573.81

4.1.5. Kuat Pegang Sekrup

Besarnya kuat pegang sekrup dari papan partikel dapt dilihat pada tabel 4.5.

Tabel 4.5 Data Pengujian Kuat Pegang Sekrup

Variasi UF (%) Kuat Pegang Sekrup (Kg) Kuat Pegang Sekrup rata-rata (Kg)

6

25,00

23,87 22,60

24,00

8

26,00

24,60 24,20

(60)

10

Pengujian kadar air papan partikel bertujuan untuk mengetahui besarnya kadar air dari papan partikel serat pendek eceng gondok. Kadar air papan partikel dapat diketahui dengan melakukan pengovenan selama 24 jam.

(61)

Kadar Air Rata-rata - VS - Variasi UF

16.07

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Kadar Air Rata-rata dan Kadar Perekat

Dari grafik di atas tampak bahwa dengan bertambahnya kadar perekat UF maka kadar air rata-rata papan partikel semakin berkurang.

4.2.2 Kerapatan

(62)

Kerapatan Rata-rata - VS - Variasi UF

0.82 0.88

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Kerapatan Rata-rata dan Kadar Perekat

Dari grafik hubungan kerapatan rata-rata dan kadar perekat, dapat kita lihat bahwa nilai kerapatan rata-rata papan partiekel tidak dipengaruhi oleh kadar perekat.

4.2.3 Keteguhan Patah (MOR)

Keteguhan patah merupakan salah satu sifat mekanika papan yang menunjukkan kekuatan kayu. Berdasarkan data hasil pengujian keteguhan patah(tabel 4.3) maka papan partikel yang memenuhi standar JIS adalah papan partikel dengan kadar perekat 10%, 12 %, dan 14%. Nilai MOR dipengaruhi oleh kandungan dan jenis perekat yang digunakan, daya ikat perekat dan panjang serat.

(63)

Keteguhan Patah Rata-rata - VS - Variasi UF

67.8

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Keteguhan Patah Rata-rata dengan Kadar perekat

Dari grafik di atas, dapat kita lihat bahwa nilai keteguhan patah rata-rata papan partikel semakin meningkat dengan bertambahnya kadar perekat.

4.2.4 Kuat Lentur (MOE)

(64)

Hubungan kekuatan lentur papan partikel dengan kadar perekat dapat dilihat pada grafik 4.4.

Kuat Lentur Rata-rata - VS - Variasi UF

3981.94

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Kekuatan Lentur Rata-rata dengan Kadar Perekat

Dari gambar 4.4 tampak bahwa nilai kuat lentur rata-rata papan partikel semakin meningkat dengan bertambahnya kadar perekat.

4.2.5. Kuat Pegang Sekrup

(65)

perekatnya tinggi. Dari data dapat diketahui bahwa kuat pegang sekrup papan partikel akan meningkat dengan meningkatnya kadar perekat yang digunakan.

Hubungan kuat pegang sekrup papan partikel dengan kadar perekat dapat dilihat pada grafik 4.5.

Kuat Pegang Sekrup Rata-rata - VS - Variasi

UF

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Kuat Pegang Sekrup Rata-rata dengan Kadar Perekat

Dari grafik di atas dapat kita lihat hubungan kuat pegang sekrup rata-rata dengan kadar perekat, dimana kuat pegang sekrup rata-rata semakin bertambah dengan bertambahnya kadar perekat.

(66)

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Dari hasil pengujian sifat fisis dan mekanik papan partikel serat pendek eceng gondok dengan perekat Urea Formeldehyde dapat disimpulkan bahwa variasi kadar perekat mengakibatkan :

1. Papan partikel dengan kadar perekat lebih rendah memiliki kadar air yang lebih tinggi. Dan sebaliknya, papan partikel dengan kadar perekat tinggi memiliki kadar air yang rendah. Kadar air papan partikel yang memenuhi standar JIS A 5908-2003 pada papan partikel dengan perekat 12% dan 14 %, dimana pada standar nilai kadar air yaitu 5-13% sedangkan nilai kadar air yang dihasilkan pada kadar perekat 12% yaitu 12,22% dan pada kadar perekat 14% yaitu 10,27%.

2. Dari penelitian ini dapat dilihat bahwa kerapatan papan partikel tidak dipengaruhi oleh kadar perekat papan partikel. Kerapatan seluruh papan partikel memenuhi standar JIS A 5908-2003.

(67)

dihasilkan pada kadar perekat 10% yaitu 81,30 kg/cm2, pada kadar perekat 12% yaitu 81,75 kg/cm2 dan pada kadar perekat 14% nilai MOR yang dihasilkan yaitu 82,95 kg/cm2 .

4. Kekuatan lentur papan partikel serat pendek papan partikel bertambah dengan bertambahnya kadar perekat. Papan partikel dengan kadar perekat 6%, 8%, 10% dan 12% mempunyai kekuatan lentur yang lebih kecil dibandingkan dengan papan partikel dengan kadar perekat 14%. Jika dibandingkan dengan standar JIS A 5908-2003 yang bernilai min 20000 kg/cm2, maka kekuatan lentur papan partikel tersebut tidak dapat memenuhi standar karena kekuatan lentur yang dihasilkan maksimal pada kadar perekat 12%, yaitu 6087,25 kg/cm2.

5. Meningkatnya kadar perekat papan partikel menyebabkan semakin tingginya kuat pegang sekrup papan partikel. Pengujian kuat pegang sekrup papan partikel yang memenuhi standar JIS A 5908-2003 dengan nilai minimal 30 kg yaitu pada kadar perekat 12% dan 14 %. Pada kadar perekat 12%, kuat pegang sekrup rata-rata yang dihasilkan yaitu 30,50 kg dan untuk kadar perekat 14% maka nilai kuat pegang sekrup rata-rata yang dihasilkan yaitu 31,43%.

5.2 SARAN

1. Diharapkan dapat dilakukan penelitian lanjutan dengan panjang serat yang berbeda sehingga diperoleh papan partikel yang mempunyai sifat fisis dan mekanis yang lebih baik dan lebih menguntungkan secara ekonomis.

2. Diharapkan agar dilakukan pencampuran yang lebih homogen agar diperoleh papan partikel dengan mutu yang baik.

(68)

DAFTAR PUSTAKA

Achmadi. 1990. Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Ilmu Hayat. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Ariesanto, A. 2002. Pembuatan Papan Partikel Dari Limbah Shaving Kulit Samak Dengan Serbuk Kayu Kelas Kuat III-IV. Skripsi. Jurusan Ilmu Produksi Ternak. Fakultas Peternakan. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Candra, Adi dan Febrina Setyawati Tobing. 2008. Pembuatan Briket Arang Dari Enceng Gondok (Eichornia Crasipess Solm) Dengan Sagu Sebagai Pengikat. hhtp://www.ecenggondok/sifat kimia.htm. Diakses 13 oktober 2008.

Ellyawan. 2008. Panduan Untuk Komposit. Diakses 23 Januari 2009.

Feldmen, Dorel. 1995. Bahan Polimer Konstruksi Bangunan. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Hadi, Y.S. 1988. Pengaruh Rendaman Panas Partikel Kayu Terhadap Dimensi Papan Partikel Meranti Merah. Buletin Jurusan Tehnik Hasil Hutan. 1 : 16-23.

(69)

Haygreen, J.G. dan J.L Bowyer. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Terjemahan : S.A.Hadikusumo. Gajah Mada University Press, Yogyakarta.

Humaidi, Syahrul. 1998. Bahan Komposit Polimer. Universitas Sumatera Press, Medan. Iskandar. 2009. Proses Pembuatan Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan

Hasil Hutan, Dept. Kehutanan, Bogor.

Japanese Industrial Standard. 2003. JIS Particle Board JIS A 5908 : 2003. Japan.

Maloney, T.M. 1977. Modern Particleboard dan Drying-Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Publication, San Francisco.

Mustofa, H.K. 2001. Determinasi Suhu Kempa Panas dan Ketebalan Vinir Optimum Terhadap kualitas Comply Dari Limbah Kayu dan Plastik. Skripsi. Jurusan Teknologi Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Nurokhman. 2005. Penelitian Komposit Serat Pendek Yang Dikombinasikan Dengan Serat Woven Polipropilen dan Matrik Poliester. Skripsi.

Diakses 23 januari 2009.

Purboputro, Pramuko I. (2006). Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Impak Komposit Eceng Gondok Dengan Matriks Poliester. Media Mesin, Vol.7 (No.2). pp. 70-76. ISSN 1411-4348

Siagian, R.M. 1983. Pengaruh Suhu dan Tekanan Kempa Terhadap Sifat Papan Serat Yang Dibuat Dari Limbah Industri Perkayuan. Laporan PPPHH, Bogor.

Sugitno, P. 2006. Mutu Produk Papan Partikel. Diakses 24 oktober 2008.

(70)

Bangunan. Proyek Penelitian Pengembangan Efisiensi Penggunaan Sumber-Sumber Kehutanan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Standar Nasional Indonesia. 1996. SNI Mutu Papan Partikel SNI 03-2105-1996. Dewan Standardisasi Nasional-DSN.

Threes, Emir. Tanaman Air. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Tim Peneliti. Karakterisasi Ijuk Pada Papan Komposit Ijuk Serat Pendek Sebagai Perisai

Radiasi Neutron.

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood. Van Nostran New York.

Widarmana, S. 1977. Panil-panil Berasal Dari KAYU Sebagai Bahan Bangunan. Dalam : Surjokusumo, S. Dan T.R. Mardikanto (Eds). Risalah (Proceedings) Seminar Penerapan Teknologi Kayu Modern Untuk Pembangunan Konstruksi Kayu di Indonesia. Pengurus Pusat Persaki, Bogor.

Widiyanto, A. 2002. Kualitas Papan Partikel Kayu Karet (Hevea Brasiliensis Muell. Arg) dan Bambu Tali (Gigantochlon apus Kurz.) dengan Perekat Likuida Kayu. Skripsi. Jurusan Teknologi Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

(71)

LAMPIRAN