PENGEMBANGAN BAMBU LAPIS BERKUALITAS TINGGI
JAJANG SURYANA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ii
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi yang berjudul Pengembangan Bambu Lapis Berkualitas Tinggi adalah karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi.
Bogor, Agustus 2012
Jajang Suryana
iii
ABSTRACT
JAJANG SURYANA. Development of High Quality Ply Bamboo. Under supervision of MUH. YUSRAM MASSIJAYA, YUSUF SUDO HADI and DEDE HERMAWAN
Utilization of non wood forest product such as bamboo is one of alternative in reducing wood usage. Some advantages of bamboo among other are very fast growth rate, short rotation, high tensile strength, abundantly in many countries, and traditionaly has been using as building material. The aim of this study was to produce ply bamboo that has high quality in terms of physical and bonding strength properties, and also resistance to termite attack. The raw material used in this study consisted of three bamboos species, namely, tali (Gigantochloa apus), andong (Gigantochloa verticillata) and betung (Dendrocalamus asper); and five kinds of adhesives, namely methylen diphenyl isocyanate (MDI), phenol formaldehyde (PF), melamine formaldehyde (MF), urea formaldehyde (PF) and poly vinyl acetate (PVAc). Fundamental properties of ply bamboo tested according to SNI 01-5008.7-1999. This study consisted of two topics. The aim of first study was to improve mechanical properties of ply bamboo, especially in enhanching perpendicular to grain bonding strength, and the purpose of second study was to improve resistance of ply bamboo to termite attack. The treatments applied in first topic were glue taped and sewn of bamboo strands perpendicular to grain. The distances of each treatment applied in bambo strands of both glue taped and sewn were 5 cm, 10 cm, and 15 cm, respectively; whereas the treatments applied in second topic were soaking in cold water, hot water, and boiled lime solution 5 %. The results of first topic showed that MDI was the best adhesives for ply bamboo, in terms of improving physical and bonding strength properties significantly. The results also indicated that the treatments applied in ply bamboo improved physical and bonding strength properties significantly, especialy in enhancing the perpendicular to grain bonding strength. The results of second topics showed that boiled lime solution 5 % was the best treatments for ply bamboo in improving resistance to termite attack.
iv
RINGKASAN
JAJANG SURYANA. Pengembangan Bambu Lapis Berkualitas Tinggi. Di bawah bimbingan MUH. YUSRAM MASSIJAYA, YUSUF SUDO HADI and DEDE HERMAWAN.
Penelitian tentang bambu lapis yang telah dilakukan masih menghadapi beberapa permasalahan (Sulastiningsih et al, 1994; Kliwon et al., 1996; Kliwon, 1997; Nurfaidah, 2002; Kurniawan, 2002; Kristiyanti, 2004; Wahyuni, 2005; Sulastiningsih, 2005; Nugraha, 2006; Irjayanti, 2009; dan Adha, 2008). Permasalahan tersebut pada dasarnya dapat dikelompokkan menjadi dua hal, yaitu : pertama, berkaitan dengan sifat mekanis dan keteguhan rekat tegak lurus serat permukaan bambu lapis yang nilainya lebih rendah dibandingkan dengan sifat mekanis dan keteguhan rekat sejajar serat permukaan, serta kedua, berkaitan dengan masa pakai bambu lapis yang relatif singkat akibat serangan kumbang bubuk dan rayap tanah. Dua permasalahan tersebut dijadikan topik dalam penelitian ini.
Penelitian topik pertama dilakukan sebagai upaya untuk meningkatkan nilai keteguhan rekat tegak lurus permukaan bambu lapis tersebut, yaitu dengan memperkuat lembaran bilah tipis bambu (strands) ke arah tegak lurus serat menggunakan jahitan dan lakban kertas. Upaya ini diharapkan menjadi solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut sekaligus menghasilkan produk bambu lapis yang mempunyai keteguhan rekat yang tinggi, baik ke arah sejajar serat maupun ke arah tegak lurus serat permukaan.
Bahan yang digunakan dalam penelitian topik pertama berupa bambu tali (Gigantochoa apus (J.A. dan J.H. Schultes) Kurz)), bambu andong (Gigantochloa verticillata (Willd.) Munro), dan bambu betung (Dendrocalamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne) yang dipanen dari wilayah Kecamatan Leuwiliang, Bogor. Ketiga jenis bambu tersebut dipilih yang sudah masak tebang.
Perekat yang digunakan meliputi tiga jenis perekat, yaitu urea formaldehyde (UF), phenol formaldehyde (PF), dan poly vinyl acetate (PVAc). Alat yang digunakan meliputi: gergaji tangan, golok, cutter, amplas, mesin serut; alat tulis, penggaris, caliper, oven, desikator, alat kempa, timbangan, kape; dan Universal Testing Machine (UTM) merk Instron.
Lembaran bambu lapis dibuat tiga lapis (tripleks) dengan ukuran 40 cm x 40 cm x 0,4 cm dengan berat labur sebesar 200 g/m2.Suhu kempa untuk perekat UF adalah 110oC, perekat PF sebesar 140oC, dan perekat PVAc pada suhu kamar. Pengempaan panas dilakukan selama 5 menit, dengan tekanan kempa spesifik sebesar 15 kg/cm2. Khusus untuk kayu lapis yang menggunakan PVAc, dilakukan pengempaan dingin menggunakan klem selama 24 jam. Setelah proses pengempaan dilakukan, bambu lapis dikondisikan di dalam ruangan selama 2 minggu. Pengujian bambu lapis mengacu kepada SNI 01-5008.7-1999 yang meliputi kerapatan, kadar air, keteguhan rekat sejajar serat permukaan, dan keteguhan rekat sejajar lapisan inti.
v jahitan dengan jarak antar jahitan sebesar 5 cm dengan menggunakan perekat PF. Bambu lapis yang dihasilkan dari penelitian ini secara umum telah memenuhi bahkan melampaui persyaratan standar baik SNI 01-5008.7-1999 maupun standar JIS A 5980- 2003.
Penelitian topik kedua dilakukan sebagai upaya untuk meningkatkan ketahanan bambu lapis terhadap serangan kumbang bubuk dan rayap. Dengan perkataan lain penelitian ini ditujukan untuk meningkatkan keawetan bambu lapis. Jenis bambu yang digunakan dalam penelitian topik ke dua sama dengan jenis bambu yang digunakan dalam penelitian topik pertama, yaitu bambu tali, andong, dan betung. Ke tiga jenis bambu tersebut adalah bambu yang sudah masak tebang. Perekat yang digunakan meliputi 4 jenis perekat yaitu poly vinyl acetate (PVAc), urea formaldehyde (UF), methylen diphenyl isocyanate (MDI), dan melamine formaldehyde (MF). Alat yang digunakan dalam penelitian topik ke dua sama dengan alat yang digunakan dalam penelitian topik pertama.
Pada penelitian topik ke dua, bilah bambu hasil serutan dengan ukuran yang sama dengan penelitian topik pertama kemudian dipisahkan menjadi empat kelompok dan diberi perlakuan sebagai berikut :
(a). Kelompok I direndam dalam air mengalir selama 2 minggu. (b). Kelompok II direbus dalam air mendidih selama 2 jam.
(c). Kelompok III direbus dalam air kapur berkonsentrasi 5% selama 2 jam. (d). Kelompok IV tanpa perlakuan tambahan (kontrol).
Lembaran bambu lapis dibuat tiga lapis (tripleks) berukuran 40 cm x 40 cm x 0,4 cm dengan berat labur sebesar 200 g/m2. Suhu kempa untuk perekat UF adalah 110 oC, perekat MDI dan PF sebesar 140oC, dan perekat PVAc pada suhu kamar. Pengempaan panas dilakukan selama 5 menit, dengan tekanan kempa spesifik sebesar 15 kg/cm2. Khusus untuk kayu lapis yang menggunakan PVAc, dilakukan pengempaan dingin menggunakan klem selama 24 jam. Setelah proses pengempaan dilakukan, bambu lapis dikondisikan di dalam ruangan selama 2 minggu. Pengujian bambu lapis mengacu pada SNI 01-5008.7-1999 yang meliputi kerapatan, kadar air, stabilitas dimensi, keteguhan rekat, keteguhan lentur patah (MOR), dan kekakuan (MOE). Selain itu dilakukan pengujian ketahanan bambu lapis terhadap serangan rayap tanah Coptotermes curvignathus. Parameter yang diuji meliputi kehilangan berat bambu lapis dan mortalitas rayap.
vii
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
viii
PENGEMBANGAN BAMBU LAPIS BERKUALITAS TINGGI
JAJANG SURYANA
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Mayor Teknologi Serat dan Komposit
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ix
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tertutup :
Dr.Ir. Sucahyo Sadiyo, MS
(Staf Pengajar Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB)
Prof. (Ris.) Dr. Ir. Gustan Pari, MS
(Peneliti Utama di Puslibang Pengolahan Hasil Hutan, Badan Litbang Kementerian Kehutanan RI)
Penguji Luar Komisi pada Ujian Terbuka :
Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS
(Staf Pengajar Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB)
Prof. (Ris.) Dr. Drs. Adi Santoso, MS.
xi
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga disertasi ini dapat diselesaikan. Disertasi berjudul Pengembangan Bambu Lapis Berkualitas Tinggi disusun sebagai tahapan akhir dalam penyelesaian studi untuk meraih gelar Doktor di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Dengan selesainya disertasi ini, penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, M.S selaku ketua komisi pembimbing, serta Bapak Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr. dan Bapak Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc selaku anggota komisi pembimbing. Arahan komisi pembimbing pada berbagai kesempatan, baik dalam sidang komisi maupun selama proses konsultasi disertai dengan diskusi selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan disertasi telah mempertajam dan memperdalam kerangka berpikir ilmiah penulis.
Ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada pimpinan Institut Pertanian Bogor, serta pimpinan Fakultas Kehutanan IPB dan Ketua Departemen Hasil Hutan yang telah memberikan izin dan dukungan selama penulis menempuh studi. Ucapan terima kasih yang sama disampaikan kepada seluruh Civitas Akademika Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB atas bantuan dan kerjasamanya selama ini, juga tidak lupa kepada Ditjen Dikti Kemendiknas atas bantuan BPPS (Beasiswa Pendidikan Pascasarjana) selama menjalani studi serta bantuan dana untuk membiayai penelitian melalui Hibah Penelitian Strategis Nasional.
Pada kesempatan ini, penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan kontribusi penting bagi penyusunan disertasi ini. Untuk itu penulis ingin menyampaikan terimakasih dan penghargaan yang tulus kepada Bapak Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS dan Bapak Prof. (Ris.) Dr. Ir. Subyakto (Bio Material LIPI) selaku penguji dalam ujian kualifikasi, Bapak Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS, Bapak Dr. Ir. Wayan Darmawan, M.Sc. selaku Koordinator Mayor Teknologi Serat dan Komposit sekaligus juga penguji pada ujian kualifikasi lisan, dan ujian tertutup, dan Bapak Prof. (Ris.) Dr. Ir. Gustan Pari, MS (Balitbang Kehutanan Kementerian Kehutanan RI) selaku penguji ujian tertutup, Bapak Dr. Ir. Naresworo Nugroho, MS dan Bapak Prof. (Ris.) Dr. Drs. Adi santoso, M.S. (Balitbang Kehutanan Kementerian Kehutanan RI) selaku penguji ujian terbuka, Bapak Dr. Ir. Wayan Darmawan M.Sc. selaku pimpinan sidang mewakili Rektor IPB, dan Bapak Dr. Ir. Sucahyo Sadiyo, MS yang mewakili Koordinator Mayor Teknologi Serat dan Komposit sekaligus juga penguji pada ujian terbuka penulis.
xii sampaikan terima kasih kepada Azwar Massijaya, S.Si, Wahyu Hidayat, Dina S.Hut., dan Fetri atas bantuan dalam pengolahan data. Ucapan terima kasih jugas disampaikan kepada Bapak Drs. Mingan, Eri Hikmat Hakim, Diki Sutisna, Agung, dan Didin atas bantuan penyediaan bahan baku bambu dan pembuatan bilah-bilah tipis bambu.
Kepada istriku tercinta Enung Kusnaeni dan ketiga anakku tersayang Firman Mulya Nugraha, SP, Johan Maulana Yusuf, dan Tomi Rahmat Gunawan, penulis menyampaikan terimakasih yang tulus atas segala doa, dukungan, kerelaan, dan pengorbanannya selama penulis menempuh studi. Kehadiran mereka adalah karunia yang tak ternilai bagi penulis
Semoga Allah SWT membalas semua kebaikan mereka yang telah ikhlas membantu penulis dengan caranya masing-masing, dan semoga disertasi ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pengolahan hasil hutan pada umumnya. Amin!
Bogor, Agustus 2012
xiii
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Garut, Jawa Barat pada tanggal 18 Oktober 1958 dari ayah bernama Sumadiraksa dan ibu Titi dan merupakan anak ke enam dari delapan bersaudara. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB sejak bulan April 1978 dan lulus pada bulan September 1982. Pendidikan strata magister ditempuh sejak bulan Oktober 1995 di Fakultas Kehutanan, Universitas Goettingen, Jerman dan lulus pada bulan September 1997. Penulis melanjutkan ke jenjang Doktoral pada tahun 2007 di Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB dengan Mayor Teknologi Serat dan Komposit atas biaya dari BPPS (Beasiswa Pendidikan Pascasarjana) Dikti.
Setelah menamatkan pendidikan sarjana, penulis menjadi asisten dosen di Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB sejak bulan Oktober 1982, dan sampai serkarang tetap mengabdi sebagai staf pengajar di Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB. Selama menjadi staf pengajar, penulis bergabung menjadi anggota Persatuan Sarjana Kehutanan Indonesia (Persaki) sejak 1982- sekarang dan bergabung menjadi anggota Masyarakat Peneliti Kayu Indonesia (MAPEKI) sejak tahun 2002- sekarang. Pada tahun 2005- 2007, penulis pernah mengabdi sebagai Sekretaris Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB.
Pada tahun 2010, penulis bersama Bapak Prof. Dr.Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS dan Bapak Sukma Surya Kusumah, S.Hut.,M.Si. mendapat penghargaan dari Business Innovation Center (BIC) yang didukung sepenuhnya oleh Kementerian Riset dan Teknologi Republik Indonesia sebagai salah satu tim peneliti dari 102 Inovasi Indonesia (102Indonesia Innovations).
Beberapa karya ilmiah yang berkaitan dengan bambu dan disertasi adalah : “Pengembangan Produk Panel Sandwich dari Bambu” sebagai penulis kedua bersama Dr. Ir. Naresworo Nugroho, Febrian, S Hut. dan Ikhsan S. Hut., dimuat di dalam Jurnal Teknologi Industri Pertanian. Vol. 19(2), 71-77, 2009, “ Pengaruh Penyambungan Bilah Bambu dan Jenis Perekat terhadap Kualitas Tiga Jenis Bambu Lapis”, dimuat dalam Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan (JITHH) Volume 5 No. 1 tahun 2012, “ Pengaruh Perlakuan Perendaman dan Jenis Perekat terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Bambu Andong”, akan dimuat pada Jurnal Perenial Volume 11 No.1 Tahun 2013.
xiv
Kerangka Pemikiran dan Tahapan Penelitian... 5
TINJAUAN PUSTAKA ... 7
Gambaran Umum Bambu ... 7
Kelebihan Bambu Dibandingkan dengan Kayu ... Kekurangan Bambu Dibandingkan dengan Kayu ... 7
Sifat-sifat Beberapa Jenis Bambu yang Diteliti ... Perekat ... IDENTIFIKASI BAHAN BAKU (SIFAT-SIFAT BAMBU)... 44
Pendahuluan ... 44
xv
Hasil dan pembahasan ... 47
Kesimpulan ... 58
SIFAT-SIFAT DASAR BAMBU LAPIS ... 59
Pendahuluan ... 59
Bahan dan Metode... 60
Hasil dan pembahasan ... .... 66
Kesimpulan ... 84
PENINGKATAN KUALITAS BAMBU LAPIS... 85
A. PENINGKATAN KEKUATAN BAMBU LAPIS ... 85
Pendahuluan ... 85
Bahan dan Metode... 85
Hasil dan pembahasan ... 88
Kesimpulan ... 97
B. PENINGKATAN KEAWETAN BAMBU LAPIS ... 98
Pendahuluan ... 98
Bahan dan Metode... 99
Hasil dan pembahasan ... 108
Kesimpulan ... 122
PERBANDINGAN SIFAT-SIFAT DASAR BAMBU LAPIS DENGAN KAYU LAPIS... 123
Pendahuluan ... 123
Bahan dan Metode... 123
Hasil dan pembahasan ... 124
Kesimpulan ... 134
ANALISIS TEKNIS PEMANFAATAN BAMBU LAPIS ... 135
PEMBAHASAN UMUM ... 141
KESIMPULAN DAN SARAN ... 144
Kesimpulan ... 144
Saran ... 144
DAFTAR PUSTAKA ... 145
xvi
DAFTAR TABEL
No. 2.1.
Halaman Besarnya sudut kontak pada setiap lapisan dinding sel bambu
Phyllostachys pubescens ... 31
3.1. Acuan penentuan komponen kimia bambu ... 47
3.2. Kerapatan bambu bambu tali, andong dan betung ... 48
3.3. Kadar air bambu tali, andong dan betung ... 49
3.4. Permeablitas bambu tali, andong dan betung yang dinyatakan dalam besarnya tekanan vakum (bar) ... 51
3.5. Sifat fisis dan mekanis bambu tali, andong, dan betung ... 55
3.6. Sifat kimia bambu tali, andong dan betung 57 4.1. Rasio antara tebal lapisan inti dengan lapisan muka ... 64
4.2. Persyaratan keteguhan rekat kayu lapis ... 64
4.3. Kerapatan bambu lapis ... 67
4.4. Analisis sidik ragam kerapatan bambu lapis ... 67
4.5. Kadar air bambu lapis ... 68
4.6. Analisis sidik ragam kadar air bambu lapis ... 69
4.7. Nilai pengembangan dimensi bambu lapis ... 70
4.8. Analisis keragaman pengembangan panjang bambu lapis. ... 72
4.9 Analisis keragaman pengembangan lebar bambu lapis ... 72
4.10. Analisis keragaman pengembangan tebal bambu lapis ... 73
4.11. Keteguhan rekat bambu lapis ... 74
4.12. Analisis sidik ragam keteguhan rekat sejajar serat permukaan bambu lapis ... 75
4.13. Analisis sidik ragam keteguhan rekat tegak lurus serat permukaan bambu lapis ... 76
4.14. Keteguhan patah (MOR) bambu lapis ... 79
4.15. Analisis sidik ragam keteguhan patah sejajar serat permukaan bambu lapis ... 79
4.16. Analisis sidik ragam keteguhan patah (M)R) tegak lurus serat permukaan bambu lapis ... 80
4.17. Kekakuan (MOE) bambu lapis ... 82
4.18. Analisis sidik ragam keteguhan patah sejajar serat permukaan bambu lapis ... 82
4.19. Analisis sidik ragam keteguhan patah sejajar serat permukaan bambu lapis ... 83
5.1. Rata-rata nilai kerapatan bambu lapis berbahan baku bambu tali, andong, dan betung ... 89
5.2. Analisis sidik ragam kerapatan bambu lapis ... 90
xvii 5.4. Analisis sidik ragam kadar air bambu lapis ... 91
5.5. Rata-rata keteguhan rekat sejajar serat bambu lapis
berbahan baku bambu tali, andong, dan betung ... 94 5.6. Analisis sidik ragam keteguhan rekat sejajar serat
permukaan bambu lapis ... 95 5.7. Rata-rata keteguhan rekat tegak lurus serat bambu lapis
berbahan baku bambu tali, andong, dan betung ... 96 5.8 Analisis sidik ragam keteguhan rekat tegak lurus serat
permukaan bambu lapis ... 97 5.9. Kelarutan bambu lapis sebelum dan sesudah perlakuan ... 116 5.10. Prosentase kehilangan berat bambu lapis dan bambu akibat
serangan rayap tanah ... 119 5.11. Mortalitas rayap pada bambu lapis ... 121 6.1 Perbandingan kadar air bambu lapis dengan kayu lapis ... 125 6.2. Perbandingan MOE sejajar serat bambu lapis dengan
kayu lapis ... 126 6.3. Perbandingan MOE sejajar serat bambu lapis dengan kayu lapis... 128 6.4 Perbandingan MOE sejajar serat bambu lapis dengan
kayu lapis ... 129 6.5 Perbandingan MOE tegak lurus serat bambu lapis dengan
kayu lapis ... 131 6.6 Perbandingan keteguhan rekat sejajar serat bambu lapis
dengan kayu lapis ... 132 6.7 Perbandingan keteguhan rekat tegak lurus serat bambu
lapis dengan kayu lapis ... 134 7.1 Hubungan Perekat Kayu dengan Tingkat Resistensi
xviii
DAFTAR GAMBAR
No.
Halaman 1.1. Diagram alir kerangka pemikiran Pengembangan
Bambu Lapis Berkualitas Tinggi ... 6
2.1 Strukturmikroskopis tiga jenis bambu pada bidang transversal dengan perbesaran 100 kali ... 13
2.2. Tahap permulaan reaksi pembentukan PVAc ... 20
2.3. Tahap polimerisasi reaksi pembentukan PVAc ... 20
2.4. Tahap terminasi reaksi pembentukan PVAc ... 21
2.5. Reaksi kondensasi urea dan formaldehida ... 23
2.6. Grafik hubungan antara gel-time dengan suhu ... 23
2.7. Reaksi metilolasi dengan formaldehida ... 28
2.8. Tahap kondensasi awal... 38
2.9. Tahap kondensasi lanjut ... 29
4.1. Pola pemotongan contoh uji ... 61
4.2. Contoh uji keteguhan rekat ... 63
4.3 Pengujian MOE dan MOR ... 65
5.1. Pola rekatan lembaran bilah bambu ... 89
5.2. Histogram kerapatan bambu lapis ... 108
5.3. Histogram kadar air bambu lapis ... 109
5.4. Histogram pengembangan tebal 2 jam bambu lapis ... 111
5.5. Histogram pengembangan tebal 24 jam bambu lapis ... 111
5.6. Histogram penyusutan bambu lapis ... 112
5.7. Histogram keteguhan rekat bambu lapis ... 113
5.8. Histogram keteguhan patah (MOR) bambu lapis ... 114
xix
DAFTAR LAMPIRAN
No. Halaman
1 Data kerapatan, perekat UF ... 152
2 Data kerapatan, perekat PF ... 153
3 Data kerapatan, perekat PVAc ... 154
4 Data kadar air, Perekat UF ... 155
5 Data kadar air, Perekat PF ... 156
6 Data kadar air, perekat PVAC ... 157
7 Data keteguhan rekat sejajar serat, perekat UF ... 158
8 Data keteguhan rekat sejajar serat, perekat PF... 159
9 Data keteguhan rekat sejajar serat, perekat PVAc ... 160
10 Data keteguhan rekat tegak lurus serat, perekat UF ... 161
11 Data keteguhan rekat tegak lurus serat, perekat PF... 162
12 Data keteguhan rekat tegak lurus serat, perekat PVAc ... 163
13 Data MOE sejajar serat, perekat UF ... 164
14 Data MOE sejajar serat, perekat PF... 165
15 Data MOE sejajar serat, perekat UPVAc... 166
16 Data MOE tegak lurus serat, perekat UF ... 167
17 Data MOE tegak lurus serat, perekat PF ... 168
18 Data MOE tegak lurus serat, perekat PVAc ... 169
19 Data MOR sejajar serat, perekat UF ... 170
20 Data MOR sejajar serat, perekat PF ... 171
21 Data MOR sejajar serat, perekat UPVAc ... 172
xx
23 Data MOR tegak lurus serat, perekat PF ... 174
24 Data MOR tegak lurus serat, perekat PVAc ... 175
25 Class Level Information untuk kerapatan ... 176
26 Analisis keragaman kerapatan bambu lapis ... 177
27 Uji lanjut Duncan untuk kerapatan bambu lapis berdasarkan perlakuan ... 178
28 Uji lanjut Duncan untuk kerapatan bambu lapis berdasarkan jenis bambu ... 179
29 Uji lanjut Duncan untuk kerapatan bambu lapis berdasarkan perekat ... 180
30 Class Level Information untuk kadar air bambu lapis ... 181
31 Analisis keragaman kadar air bambu lapis ... 182
32 Uji lanjut Duncan untuk kadar air bambu lapis berdasarkan perlakuan ... 183
33 Uji Lanjut Duncan untuk kadar air berdasarkan perekat ... 184
34 Uji Lanjut Duncan untuk kadar air berdasarkan jenis bambu ... 185
35 Class Level Information keteguhan rekat sejajar serat ... 186
36 Analisis keragaman keteguhan rekat sejajar serat ... 187
37 Uji lanjut Duncan untuk keteguhan rekat sejajar serat berdasarkan perlakuan ... 188
38 Uji lanjut Duncan untuk keteguhan rekat sejajar serat berdasarkan perekat ... 189
39 Uji lanjut Duncan untuk keteguhan rekat sejajar serat berdasarkan jenis bambu ... 190
40 Class Level Information keteguhan rekat tegak lurus serat ... 191
41 Analisis sidik ragam Keteguhan rekat tegak lurus serat ... 192
xxi 43 Uji lanjut Duncan untuk keteguhan rekat tegak lurus
serat berdasarkan perekat ... 194
44 Uji lanjut Duncan untuk keteguhan rekat tegak lurus serat
Latar Belakang
Bambu banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dan potensial dikembangkan untuk menjadi sumber pemasok bahan baku industri. Menurut Bamboo Network (2002), pemanfaatan bambu selama ini sangat beragam dan dapat dikelompokkan berdasarkan beberapa kategori, yaitu sebagai bahan baku untuk keperluan sandang, papan, pangan, estetika dan budaya, kesehatan, dan sebagainya.
Beberapa keunggulan bambu diantaranya kuat, keras, ringan, mudah didapat, cepat tumbuh, mudah dalam pengerjaan, dan mempunyai sifat mekanis yang lebih baik dibanding kayu pada arah sejajar serat. Melihat keunggulan tersebut memungkinkan berkembangnya produk panel bambu sebagai wujud upaya diversifikasi produk panel kayu. Bentuk diversifikasi dari bambu menghasilkan papan tiruan yang beragam bentuk meliputi papan partikel, papan serat, papan laminasi bambu ataupun bambu lapis (ply bamboo).
Penelitian tentang bambu lapis yang telah dilakukan (Sulastiningsih et al, 1994; Kliwon et al.,1996; Kliwon, 1997; Nurfaidah,2002; Kurniawan,2002; Kristiyanti, 2004; Wahyuni,2005; Sulastiningsih, 2005; Nugraha, 2006; Irjayanti, 2009; dan Adha, 2008) masih menghadapi beberapa permasalahan. Permasalahan tersebut pada dasarnya dapat dikelompokkan menjadi dua hal, yaitu : pertama, berkaitan dengan sifat mekanis dan keteguhan rekat tegak lurus serat bambu lapis yang nilainya lebih rendah dibanding sifat mekanis dan keteguhan rekat sejajar serat permukaan, serta kedua, berkaitan dengan masa pakai bambu lapis yang relatif singkat akibat serangan kumbang bubuk dan rayap tanah.
Beberapa peneliti mencoba untuk menggunakan bahan pengawet yang efektif untuk mengatasi permasalahan tersebut, namun bahan pengawet yang efektif tersebut ini menghadapi resistensi dari berbagai pihak karena tidak ramah lingkungan. Bahan pengawet yang lebih ramah lingkungan (misalnya boraks) akhirnya menjadi pilihan untuk mengawetkan bambu lapis tersebut, namun bahan pengawet tersebut ternyata tidak terlalu efektif untuk mengatasi serangan kumbang bubuk, artinya hanya sedikit meningkatkan masa pakai bambu lapis, yaitu dari tiga tahun menjadi sekitar lima tahun.
Teknik pengawetan bambu yang lebih ramah lingkungan sebenarnya sudah diketahui dan diterapkan oleh nenek moyang kita, yaitu dengan merendam bambu dalam kolam dalam jangka waktu enam bulan sampai satu tahun. Teknologi kuno tersebut ternyata sangat efektif mengatasikumbang bubuk (Krisdianto et al., 2006). Hal ini dapat dibuktikan dari semakin lamanya umur pakai dari bambu tersebut yang dapat mencapai puluhan tahun. Berkurangnya serangan kumbang bubuk sehingga dapat meningkatkan masa pakai bambu dapat dimengerti, karena dengan proses perendaman dalam kolam tersebut akan melarutkan sebagian zat ekstraktif yang merupakan sumber makanan kumbang bubuk. Dengan berkurangnya kandungan zat ekstraktif dalam bambu tersebut, maka serangan kumbang bubukpun menjadi berkurang.
Meskipun teknologi perendaman tersebut sangat efektif sekaligus ramah lingkungan, namun jika diterapkan pada skala industri dianggap tidak praktis, karena terlalu lamanya menunggu proses perendaman tersebut. Oleh karena itu perlu dicari teknik perendaman yang lebih cepat namun tetap efektif mengatasi serangan kumbang bubuk.
larutnya kandungan pati dalam bilah-bilah tipis bambu tersebut adalah dengan merendamnya dalam air panas.
Metode lainnya untuk meningkatkan masa pakai bambu adalah dengan melapisi bilah-bilah bambu dengan kapur. Kapur (CaCO3) terbukti efektif mengatasi serangan hama pengerek. Hal ini dapat dilihat pada bangunan-bangunan di pedesaan yang menggunakan lapisan kapur pada bilik atau gedek bambu sebagai dinding atau penutup langit-langitnya. Pemberian lapisan kapur pada anyaman bilik bambu ternyata dapat menurunkan serangan kumbang bubuk, atau dengan perkataan lain meningkatkan masa pakainya anyaman bambu tersebut. Teknik pengapuran ini sebenarnya dapat diterapkan pada produk bambu lapis untuk meningkatkan umur pakai bambu lapis, namun pengaruhnya terhadap sifat fisis, mekanis dan keteguhan rekat bambu lapis yang diberi perlakukan kapur tersebut belum banyak diketahui. Pemberian larutan kapur diduga akan berpengaruh terhadap sifat mekanis dan keteguhan rekat bambu lapis, karena kapur tersebut akan berinteraksi dengan perekat, namun seberapa besar pengaruh interaksi tersebut terhadap sifat mekanis dan keteguhan rekat bambu lapis belum banyak diketahui.
Penelitian tentang bambu sebagai bahan baku industri perkayuan sangat penting dan mendesak dilakukan mengingat suplai bahan baku kayu sampai saat ini mengalami penurunan dari segi kuantitas maupun kualitasnya. Dengan demikian dari hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu solusi untuk mengatasi kekurangan bahan baku kayu sekaligus juga mengurangi ketergantungan terhadap bahan baku kayu.
Perumusan Masalah
Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, permasalahan utama yang dihadapi terkait kualitas bambu lapis meliputi dua hal, yaitu pertama, keteguhan mekanis bambu lapis pada arah tegak lurus serat yang nilainya lebih rendah dibanding keteguhan mekanis sejajar serat, dan ke dua, masa pakai bambu lapis yang relatif singkat akibat serangan kumbang bubuk.
jarak tertentu, dan kedua, dengan menerapkan metode mempercepat pelarutan kandungan pati dalam bambu dengan merendamnnya dalam air yang mengalir, air panas, dan air panas yang diberi larutan kapur.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan produk bambu lapis berkualitas tinggi, yaitu bambu lapis yang memiliki kekuatan dan keawetan yang tinggi.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Meningkatkan nilai tambah bambu, khususnya bambu tali, andong, dan betung sekaligus juga lebih meningkatkan kegunaannya.
2. Mengembangkan penggunaan bambu sebagai pengganti kayu dalam pembuatan kayu lapis sehingga dapat mengurangi ketergantungan terhadap bahan baku kayu.
3. Memberikan solusi alternatif penanggulangan kekurangan bahan baku baku bagi industri pengolahan kayu di Indonesia.
Hipotesis
Berdasarkan uraian sebelumnya, maka hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah :
1. Perlakuan jahitan dan lakban, serta jenis perekat dan bahan baku bambu berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis bambu lapis.
2. Perlakuan perendaman bilah tipis bambu berpengaruh terhadap sifat fisis, sifat mekanis dan keawetan bambu lapis.
3. Bambu lapis hasil penelitian ini mempunyai sifat fisis dan mekanis yang memenuhi persyaratan SNI 01-5008.7-1999 dan standar JIS A 5980- 2003. 4. Bambu lapis hasil penelitian ini mempuyai sifat fisis dan mekanis yang lebih
baik daripada kayu lapis yang berbahan baku jenis kayu cepat tumbuh (fast growing species) dan dapat dapat dimanfaatkan untuk mensubstitusi kayu lapis tersebut.
Novelty
Kerangka Pemikiran dan Tahapan Penelitian
Penelitian tentang Pengembangan Bambu Lapis Berkualitas Tinggi ini drancang berdasarkan kerangka pemikiran untuk memperbaiki kelemahan-kelemahan bambu lapis yang yang telah dilakukan oleh beberapa peneliti sebelumnya. Upaya perbaikan tersebut diawali dengan mengidentifikasi kelemahan-kelemahan utama bambu lapis, kemudian dilanjutkan dengan analisis yang mendalam terhadap kelemahan tersebut. Langkah selanjutnya adalah upaya pendekatan untuk mengatasinya. Agar upaya pendekatan tersebut tepat sasaran, maka perlu dijabarkan bentuk aplikasi teknologi yang memungkinkan upaya pendekatan tersebut dapat dilaksanakan secara efisien dan efektif. Langkah terakhir adalah menemukan indikator pembuktian bahwa teknologi yang diterapkan sesuai dengan harapan.
Gambar 1.1 Diagram alir kerangka pemikiran Pengembangan Bambu Lapis Berkualitas Tinggi
BAHAN BAKU (BAMBU)
Identifikasi Sifat-sifat Bambu Lapis
Analisis Kelemahan Bambu Lapis
Keteguhan rekat tegak lurus serat lebih rendah daripada keteguhan rekat sejajar serat permukaan bambu lapis
Umur pakai yang relatif singkat Identifikasi Sifat-sifat Bambu
BAMBU LAPIS (
HIGH QUALITY
)
Penguatan sambungan ke arah lebar venir
Gambaran Umum Bambu
Secara teknis bambu merupakan rumput-rumputan yang termasuk ke dalam famili Graminae, sub famili Bambusoide. Lebih dari 1200 jenis bambu tumbuh di dunia. Sekitar 18 juta ha areal bambu terdistribusi di ekosistem hutan dunia, yang sebagian besar tumbuh di Asia, Afrika dan Amerika Latin. (Bamboo Network, 2002). Namun demikian hanya beberapa jenis saja yang berarti secara ekonomis. Di Indonesia tercatat 143 jenis bambu yang tersebar di areal hutan maupun pekarangan-pekarangan rumah di pedesaan, 60 jenis diantaranya tumbuh di Pulau Jawa (Widjaya, 2001). Belum ada data statistik terbaru yang menunjukkan banyaknya persediaan bambu di Indonesia, namun berdasarkan data Biro Pusat Statistik tahun 2003, persediaan bambu di Indonesia berjumlah 37.926.278 rumpun yang sebagian besar (76,83 %) terdapat di Pulau Jawa, yaitu sebanyak 29.139.388 rumpun, sedangkan persediaan bambu di luar Pulau Jawa berjumlah 8.786.890 rumpun atau hanya sekitar 23,17 % (Sukadaryati, 2006).
Kelebihan Bambu Dibandingkan dengan Kayu
Bambu mempunyai kelebihan dibanding kayu. Kelebihan bambu dibanding kayu antara lain adalah sebagai berikut (Bamboo Network, 2002; Sukadaryati, 2006; dan Kackdir.blogspot.com., 2012):
1. Bambu merupakan salah satu jenis tanaman perintis sehingga untuk tumbuh tidak membutuhkan persyaratan tumbuh yang terlalu rumit sebagaimana tanaman lain. Tumbuh mulai dari dataran rendah sampai dataran tinggi sesuai dengan jenis.
2. Memiliki umur yang panjang dengan siklus hidupnya berkisar 30-100 tahun bahkan lebih, tergantung dari jenisnya. Ada jenis yang setelah berbunga langsung mati; kelebihannya pengembangbiakan secara generatif untuk jenis ini relatif sulit, namun pembiakan secara vegetatif sangat mudah. Jenis lain ada yang setiap tahunnya berbunga, kelebihannya pembiakan secara generatif relatif mudah dan vegetatif relatif sulit.
3. Secara fisik bambu memiliki kelebihan yaitu serat panjang dan rapat, lentur tidak mudah patah, dinding keras dan memiliki keteguhan tarik yang tinggi. 4. Kecepatan pertumbuhan bambu dalam menyelesaikan masa pertumbuhan
menyamainya. Dari beberapa hasil penelitian, kecepatan pertumbuhan vegetatif bambu dalam 24 jam berkisar 30 cm – 120 cm.
5. Nilai lebih lain dari bambu dibandingkan kayu adalah sekali tanam, produksi dapat dilakukan secara berulang-ulang, berbeda dengan kayu sekali tanam kemudian produksi selanjutnya perlu menaman lagi. Sifat bambu yang demikian merupakan prospek yang sangat cerah secara ekonomis dan menguntungkan secara investasi. Walaupun demikian agar produksi bambu dapat dilakukan secara berulang-ulang dalam pengelolaannya harus memegang dan memperhatikan titik kritis dari bambu, pengelolaan dalam budidaya bambu harus mengacu pada azas kelestarian (kelestarian produksi dan kelestarian sumberdaya) dan penaganannya harus mendasarkan diri pada silvikultur bambu.
6. Secara ekonomis, produk-produk yang berasal dari bambu memiliki nilai yang cukup baik. Banyak produk-produk yang dihasilkan mencakup mulai dari sandang (serat untuk pembuatan pakaian, dan lain-lain), papan (papan lembaran, lantai, meubel, dan lain-lain), pangan (rebung kalengan, kripik, aneka jenis makanan olahan, dan lain-lain), estetika dan budaya (kertas budaya, pernik-pernik artifisial ruangan, dan lain-lain), kesehatan (arang, vinegar, dan lain-lain) dan sebagainya. Dengan pengolahan berteknologi tinggi, bambu dapat dijadikan kertas kualitas nomor satu, bahan obat-obatan kesehatan berkualitas, dan sebagainya. Masih banyak lagi potensi bambu yang terpendam dan belum tergali, tentunya dibutuhkan suatu inovasi tehnologi kedepan guna dapat mewujudkan potensi tersebut.
7. Bambu adalah penyerap karbon yang baik. Bambu menyerap karbon dioksida dan melepaskan oksigen 30 % lebih banyak ke atmosfir dibanding pohon-pohon pada umumnya.
8. Regerasi bambu yang cepat. Ketika bambu dipanen, tunas-tunas baru dari sistem perakarannya akan tumbuh terus. Bambu tidak memerlukan pupuk untuk tumbuh dan berkembang. Serasah daun bambu akan menjadi humus dan memberikan nutrisi yang diperlukan.
dijatuhi bom atom sampai rata dengan tanah, bambu adalah satu-satunya jenis tanaman yang masih dapat bertahan hidup.
10. Bambu berbentuk pipa sehingga momen kelembabannya tinggi, oleh karena itu bambu cukup baik untuk memikul momen lentur. Ditambah dengan sifat bambu yang elastis, struktur bambu mempunyai ketahan yang tinggi baik terhadap angin maupun gempa.
11. Bambu mencegah terjadinya erosi. Setelah hutan kayu ditebang, humus di bagian tanah atas akan mudah terkikis dan ikut hanyut terbawa aliran air. Hal ini tidak berlaku bagi bambu, karena sistem perakarannya akan terus tumbuh bahkan setelah pemanenan. Tunas baru akan muncul dan akar bambu masih mampu menjaga kestabilan tanah dan mempertahankan nutrisi yang ada. 12. Bambu ternyata anti bakteri. Bambu mengandung bio-agent yang dikenal
sebagai kun bambu yang bertindak sebagai zat anti bakteri. Zat ini sangat efektif untuk menghambat dan mencegah lebih dari 70 % bakteri, dan zat ini bisa terdapat dalam bentuk alami bambu atau dalam bentuk kain. Bambu tidak memerlukan pestisida atau pupuk kimia untuk pertumbuhannya yang sehat sehingga tidak mengherankan jika bambu jarang terserang hama atau terinfeksi oleh patogen berkat hasil kerja dari kun bambu tersebut.
13. Bambu dapat menghilangkan bau tak sedap. Arang bambu dapat menghilangkan bau tak sedap karena dapat menyerap sejumlah gas dan bakteri yang meyebabkan bau. Pengharum bambu merupakan alternatif yang baik untuk orang-orang yang alergi terhadap aroma parfum kimia.
14. Serat kain dari bambu dapat mempertahankan suhu. Karakteristik isolasi dari serat bambu membuatnya bermanfaat untuk mempertahankan suhu tubuh penggunanya.
15. Bambu relatif ringan. Bentuk bambu yang seperti pipa menjadikan kerapatan batang bambu menjadi lebih rendah dibanding kayu untuk diameter yang sama.
16. Bambu relatif murah. Untuk ukuran diameter yang sama bambu relatif lebih murah dibanding kayu.
Kekurangan Bambu Dibandingkan dengan Kayu
Selain mempunyai kelebihan, bambu juga memiliki sejumlah kekurangan. Kekurangan atau kelemahan bambu tersebut antara lain sebagai berikut (Sukadaryati 2006; Wancik, 2009; dan Suryana et al., 2010):
1. Bambu mempunyai durabilitas yang sangat rendah, bambu sangat potensial untuk diserang kumbang bubuk, sehingga bangunan atau perabot yang terbuat dari bambu tidak awet. Oleh karena itu rangka bangunan dari bambu, yang tidak diawetkan, hanya dipandang sebagai komponen bangunan sementara yang hanya tahan tidak lebih dari 5 tahun. Hal ini merupakan kendala yang sangat serius karena minat orang pada bambu jadi berkurang. Betapa ganasnya kumbang bubuk ini dapat diberikan contoh kejadian di pabrik angklung Saung Udjo yang berlokasi di Bandung. Perusahaan ini tiap tahun mendatangkan bambu sampai sekitar 12 truk, tetapi hampir 40 persen dari bambu tersebut telah rusak diserang kumbang bubuk sebelum sempat dijadikan angklung. Mengingat produk bambu kini sudah mulai menjadi komoditi ekspor, maka upaya untuk mencegah serangan bubuk perlu memperoleh perhatian secara khusus agar barang-barang yang terbuat dari bambu tidak mengecewakan pemakainya.
2. Pemanenan bambu memerlukan cara yang khusus. Batang bambu yang tua terdapat di bagian dalam rumpun. Untuk memanen bambu yang tua harus sedikit mengorbankan bagian batang bambu yang muda. Untuk memperkecil jumlah bambu muda yang dikorbankan, langkah pertama yang harus dilakukan adalah dengan cara melakukan penebangan bambu berbentuk juring sebagai jalan masuk menuju bambu yang telah tua.
3. Pemanen bambu tidak dapat dilakukan setiap waktu. Untuk mendapatkan bambu yang rendah kandungan patinya, maka pemanenan bambu harus dilakukan pada musim kemarau.
4. Bambu banyak mengandung silika. Hal ini akan menyebabkan mata pisau yang digunakan untuk memotong, membelah dan menyerut menjadi lebih cepat tumpul.
6. Batang bambu berbentuk pipa. Tebal dinding sel bambu bervariasi namun secara umum relatif tipis (0,1-1,2 cm). Hal ini ditambah lagi dengan diameter bambu yang relatif kecil dan adanya buku, menyulitkan proses pengupasannya menjadi lembaran venir (memerlukan alat rotary cut yang khusus). Lazimnya, untuk mendapatkan bilah tipis bambu (yang akan disatukan menjadi lembaran), dilakukan proses penyayatan (slicing cut). Adanya lubang di tengah batang dan relatif tipisnya dinding bambu tersebut membuat produksi venir per batang bambu sedikit.
7. Bambu mempunyai keteguhan tarik tegak lurus serat yang rendah (mudah dibelah). Akibatnya lembaran tipis bambu yang dibentuk dari penyatuan bilah-bilah tipis bambu ke arah tegak lurus serat atau ke arah lebar jika tanpa perlakukan penguatan akan mempunyai keteguhan tarik tegak lurus serat yang sangat rendah.
8. Bambu relatif banyak mengandung pati. Kalau pati ini tidak dihilangkan atau dikurangi, selain akan meningkatkan serangan kumbang bubuk, juga akan akan memperlemah keteguhan rekatnya terutama untuk perekat yang biasa menggunakan ekstender, karena akibat adanya pati tersebut, proporsi ekstender dalam perekat akan meningkat.
10. Sifat bambu yang mudah terbakar. Sekalipun ada cara-cara untuk menjadikan bambu tahan terhadap api, namun biaya yang dikeluarkan relatif mahal.
11. Kelangkaan buku petunjuk perancangan atau standar berkaitan dengan bangunan yang terbuat dari bambu.
12. Bersifat sosial berkaitan dengan opini masyarakat yang sering menghubungkan bambu dengan kemiskinan, sehingga orang segan tinggal di rumah bambu karena takut dianggap miskin. Orang baru mau tinggal di rumah bambu jika tidak ada pilihan lain. Untuk mengatasi kendala ini maka perlu dilibatkan arsitek, agar rumah yang dibuat dari bambu terlihat menarik. Upaya ini tampak pada bangunan-bangunan wisata yang berupa bungalow dan rumah makan yang berhasil menarik wisatawan mancanegara.
Struktur Anatomi Bambu
Berbeda dengan kayu, bambu tidak memiliki elemen-elemen sel radial. Batang bambu berbentuk pipa yang pada jarak tertentu terdapat sekat (node) (Liese, 1985, Dransfield dan Widjaya, 1995 ; danYap, 1997).
Di dalam dan di luar buluh bambu dilapisi oleh oleh kutikula yang keras. Batang mencapai tinggi lengkap dalam setengah tahun pertama dan dalam dua tahun batang menjadi dewasa. Menurut Yap (1997), batang dewasa pada bagian bawah lebih banyak mengandung lignin daripada bagian atas, dan bagian dalam lebih sedikit mengandung lignin daripada bagian luar.
(a) (b (c)
Keterangan: (a) bambu betung; (b) bambu andong; (c) bambu tali
Gambar 2.1 Strukturmikroskopis tiga jenis bambu pada bidang transversal dengan perbesaran 100 kali
Sumber : Kusumah (2009)
Ikatan Vaskuler
Ikatan vaskuler bambu terdiri dari xylem dan satu atau dua proto xylem yang kecil dan dua meta xylem yang besar (40-120 mikron). Pori bagian dalam batang lebih besar di bambu bagian luar batang. Pori dan phloem di kelilingi oleh selubung sklerenkim yang berbeda dalam bentuk, ukuran dan lokasi menurut posisi di dalam batang dan jenis bambu. Ikatan vaskuler yang memiliki bentuk, ukuran, susunan dan jumlah ruang memberikan ciri suatu jenis bambu (Liese, 1985).
Serabut (Fiber)
Serabut dicirikan oleh sklerenkim yang berada di sekitar ikatan vaskuler. Panjang dari serabut berbeda-beda tergantung dari spesies, akan tetapi terjadi peningkatan dari panjang serat di bagian luar dan maksimum di bagian tengah dan menurun pada bagian dalam batang. Serat pada bagian dalamnya lebih pendek sekitar 20-40 % di banding serat bagian luar (Dransfield dan Widjaja, 1995).
Menurut Leise (1985), serabut di dalam bambu terdapat sebagai tudung pada ikatan vaskuler dan merupakan 40-50 % dari jaringan total atau 60-70% dari berat batang. Panjang serta tergantung spesies dan perbandingan antara panjang dan lebar serabut bervariasi antara 150:1 dan 250:1.
Parenkim
umumnya tersusun vertikal dan sel parenkim pendek yang terletak berselang-seling di antaranya. Sel parenkim panjang memiliki dinding sel yang lebih tebal dan menjalani proses lignifikasi pada awal pertumbuhan puncak, sedangkan sel parenkim pendek berdinding tipis dengan sitoplasma yang tetap aktif serta tetap mengalami proses lignifikasi walaupun telah dewasa. Sel-sel parenkim saling berhubungan satu dengan yang lain melalui noktah sederhana yang terletak pada dinding longitudinal.
Sifat Fisis Bambu
Menurut Tamolang et al., (1980) BJ bambu cenderung naik ke arah ujung. Selanjutnya Liese (1980) menyatakan BJ bambu bervariasi dari 0.5-0.8, dengan bagian luar dari batang mempunyai BJ lebih besar dari bagian dalamnya.
Kadar Air
Kadar air bambu sangat penting karena dapat mempengaruhi sifat-sifat mekanis bambu. Kadar air dari bambu dewasa segar berkisar antara 50 - 99 % dan pada bambu muda berkisar dari 80-150 %, sedangkan kadar air bambu kering berkisar antara 12-8 %. Kadar air batang bambu meningkat dari bawah ke atas dan dari umur 1-3 tahun, selanjutnya menurun pada bambu yang berumur lebih dari 3 tahun. Kadar air meningkat pada musim penghujan jika dibandingkan dengan musim kemarau (Dransfield dan Widjaja, 1995).
Perbedaan kadar air pada musim penghujan dan musim kemarau dapat mencapai 100%. Selama musim kemarau, bagian atas bambu mengandung hanya kira-kira 50 % air (Yap, 1997). Tamolang et al. (1980) menyatakan bambu muda mengalami penurunan kadar air lebih cepat dari bambu dewasa selama proses pengeringan, yang dapat menyebabkan terjadinya pecah atau belah pada batang.
Berat Jenis
Penyusutan
Tidak seperti kayu, bambu langsung menyusut setelah dipanen, tetapi tidak berlangsung seragam. Penyusutan dipengaruhi oleh tebal dinding dan diameter batang bambu (Liese, 1985). Pengeringan bambu dewasa segar hingga kadar air 20 % menyebabkan penyusutan sebesar 4-14 % pada tebal dinding dan 3-12 % pada diameternya. Penyusutan lebih besar terjadi pada arah radial daripada arah tangensialnya (sekitar 7 % berbanding 6 %) tetapi perbedaan penyusutan antara bagian dalam dengan bagian luar dinding batang bambu sangat besar. Penyusutan pada arah lingitudinal kurang dari 0.5 % (Dransfield dan Widjaja, 1995).
Sifat Mekanis Bambu
Bowyer et.al (2003) menyatakan bahwa kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan satu bahan disebut sebagai sifat-sifat mekanis. Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul beban/gaya yang mengenainya. Ketahanan terhadap perubahan bentuk menentukan banyaknya bahan yag dimanfaatkan, terpuntir atau terlengkungkan oleh beban yang mengenainya.
Sifat kekuatan meningkat dengan adanya penurunan kadar air dan berhubungan erat dengan posisi dalam batang. Lama pembebanan sangat mempengaruhi sifat fisis dan mekanis bambu (Janssen, 1980).
Lebih lanjut Janssen (1981) menyatakan bahwa kekuatan mekanis sangat bergantung pada lapisan sklerenkim, yang dimaksud dengan lapisan sklerenkim adalah jaringan yang berdinding tebal dan kuat terdiri dari sel-sel dewasa yang telah mati. Hal ini sejalan dengan Liese (1980) yang menyatakan bahwa sifat mekanis bambu lebih ditentukan oleh keberadaan ikatan vaskulernya (dimana sklerenkim terdapat didalamnya) dan bukan pada parenkim. Hingga saat ini, parenkim masih belum ditemukan kegunaannya.
Kandungan Kimia Bambu
Kandungan kimia bambu tergantung pada jenis, kondisi tempat tumbuh, umur bambu dan lokasi pada batang. Kandungan pati paling besar terdapat pada musim hujan, dan kandungan pati terbesar terdapat pada bagian dalam batang (Liese, 1985).
Lebih lanjut Liese (1985) menjelaskan bahwa komponen utama kimia bambu terdiri dari selulosa, hemiselulosa, lignin, dan zat ekstraktif seperti resin, lilin, dan garam. Kandungan selulosa bambu berkisar 53,6-54,4 %, pentosan 30,8 -32,9 %, lignin 20,0-32,9 %, abu 1,1-1,2 %, dan zat ekstraktif yang larut dalam alkohol benzene 7,5-9,3 %.
Zat eksraktif bambu tali yang larut dalam air dingin, air panas, alkohol benzene, dan NaOH 1% adalah berturut-turut sebesar : 4,6 %, 5,3 %, 2,5 %, dan 23,1 %. Kelarutan bambu andong dalam air dingin, air panas, alkohol benzene, dan NaOH 1% adalah berturut-turut sebesar : 9,9 %, 10,7 %, 6,9 %, dan 28,0 %, sedangkan kelarutan bambu betung dalam air dingin, air panas, alkohol benzene, dan NaOH 1% adalah berturut-turut sebesar :4,5%, 6,1%, 0,9 % ,dan 22,2 % (Gusmalina dan Sumadiwangsa, 1988).
Sifat-sifat Beberapa Jenis Bambu yang Diteliti Bambu Tali
Bambu tali (Gigantochoa apus (J.A. dan J.H. Schultes) Kurz)) termasuk tanaman simpodial, berdiri tegak, tinggi batang 8-30 m dengan diameter buluh 4-13 cm dan tebalnya dapat mencapai 1,0 cm. Buluhnya berwarna hijau terang sampai kuning dengan lapisan lilin pada bagian bawah bukunya ketika masih muda. Selain itu terdapat kuping pelepah buluh yang sangat kecil sehingga hampir tidak kelihatan. Percabangannya tidak besar. Cabang primer tumbuh dengan baik yang kemudian diikuti oleh cabang-cabang berikutnya. Pada buku-bukunya tampak adanya penonjolan dan berwarna agak kuning dengan miang coklat kehitam-hitaman yang melekat.
rata-rata batang bambu segar adalah 54,3 % dan batang bambu kering 15,1 %. Komponen kimia dari batang bambu tali antara lain holoselulosa 52,1-54,7 %, pentosan 19,1-19,3 %, lignin 24,8 - 25,8 %, kadar abu 2,7-2,9 %, silika 1,8-5,2 %. Kelarutan dalam air dingin 5,2 %, air panas 5,4-6,45 %, alkohol-benzen 1,4-3,2 % dan NaOH 1 % sebesar 21,2-25,1 %. Kadar pati bervariasi antara 0,24-0,71 %, tergantung musim. Pada musim hujan kandungan patinya paling besar. (Disarikan dari Sastrapradja dkk, 1980, Dransfeld dan Widjaja, 1995).
Bambu Andong
Bambu andong (Gigantochloa pseudoarundinasea) adalah jenis kedua yang terpenting di Indonesia setelah bambu tali. Bambu andong atau bambu gombong memiliki sinonim antara lain Gigantochloa pseudoarrundinaceace (Steudel) Widjaja, Bambusa pseudoarundinaceae Steudel dan Gigantochloa maxima Kurtz, dan memiliki nama daerah berupa pring sunda, awi andong (Sunda), buluh danto (Padang, Sumatera). Bambu ini mempunyai buluh yang berwarna hijau kekuning-kuningan dengan garis-garis kuning yang sejajar dengan buluhnya. Rumpunya tidak terlalu rapat. Tinggi buluhnya dapat 7-30 m , diameter 5-13 cm, dengan ketebalan dinding sampai 1,5 cm. Internodes panjangnya mencapai 40-60 cm Pelebah buluhnya mempunyai daun yang berbentuk lanset. Kuping pelepah buluhnya kecil.
Bambu andong termasuk kedalam bambu simpodial yang rimbun dengan pusat rumpunnya lebih tinggi dari permukaan tanah disekitarnya tapi tidak beraturan. Dimensi serat bambu andong adalah : panjang 2,7-3,27 mm, diameter serat 24,55-37,97 µm dengan jumlah serat bertambah sekitar 10 % dari pangkal ke ujung buluh. Berat jenis 0,5-0,7 (antar buku) dan 0,6-0,8 (buku). Kandungan kimia bambu andong terdiri dari holoselulosa 61-71 %, pentosan 16-21 %, lignin 20-30 %, kadar abu 3 %. Kelarutannya dalam air dingin 4,6 %, air panas 6 %, alkohol-benzen 23 %. (Disarikan dari Sastrapradja dkk, 1980; Dransfeld dan Widjaja, 1995, dan Widjaja, 2001).
Bambu Betung
cm. Buku-bukunya mempunyai akar pendek. Panjang ruas 40-60 cm, tebal dinding buluh dapat mencapai 2 cm. Cabang-cabangnya hanya terdapat pada buku-buku bagian atas dengan cabang primer lebih besar dari pada cabang yang lainnya. Pelepah buluh panjangnya 20-55 cm dan mudah jatuh dengan miang yang berwarna coklat muda keputih-putihan.
Panjang serat sekitar 3,78 mm, diameter 19 µm, tebal lumen 7 µm, tebal dinding sel 6 µm, dengan berat jenis 0,7. Kadar airnya pada kondisi basah bervariasi antara 76 % (pada bagian bawah) dan 36 % (pada bagian atas). Nilai penyusutan arah radial adalah 5-7 %, sedangkan penyusutan arah tangensial 3,5-5 %. Kandungan kimia bambu betung terdiri dari holoselulosa 53 %, pentosan 19 %, lignin 25 %, kadar abu 3 %. Kelarutannya dalam air dingin 4,5 %, air panas 6 %, alkohol - benzen 1 % dan dalam NaOH 1 % sebesar 22 % (Dransfield dan Widjaja, 1995).
Perekat
Pengertian Perekat
Perekat (adhesive) adalah suatu substansi yang dapat menyatukan dua buah benda atau lebih melalui ikatan permukaan. Dilihat dari reaksi perekat terhadap panas, maka perekat dapat dibedakan atas perekat thermossetting dan perekat theroplastik. Perekat thermossetting merupakan perekat yang dapat mengeras bila terkena panas atau reaksi kimia dengan sebuah katalisator yang disebut hardener dan bersifat irreversible. Perekat jenis ini jika sudah mengeras tidak dapat lagi menjadi lunak. Contoh perekat yang termasuk jenis ini adalah polyvinil adhesive, cellulose adhesive dan acrylic resin adhesive (Pizzi, 1983).
Perekat merupakan suatu substansi yang memiliki kemampuan untuk mempersatukan bahan sejenis atau tidak sejenis melalui ikatan permukaan.
Selanjutnya, Pizzi (1983) membedakan perekat berdasarkan reaksi terhadap panas menjadi perekat thermosetting dan thermoplastic.
Perekat thermosetting merupakan perekat yang dapat mengeras bila terkena panas atau reaksi kimia dengan katalisator (hardener) tertentu dan reaksinya bersifat tidak dapat balik. Perekat jenis ini jika sudah mengeras tidak dapat lagi menjadi lunak. Contoh perekat ini antara lain phenol formaldehid, urea formaldehid, melamine formaldehid dan isocyanate.
Perekat thermoplastic adalah perekat yang dapat lunak jika terkena panas dan kembali mengeras jika suhu rendah. Contoh perekat ini antara lain polyvinyl-acetate, cellulose adhesives, arilic resin adhesives.
Perekat Polyvinyl Asetat (PVAc)
Menurut Ruhendi dan Hadi (1997), polyvinyl asetat diperoleh dari polimerisasi vinyl asetat dengan cara polimerisasi massa, polimerisasi larutan, maupun polimerisasi emulsi. Yang paling banyak digunakan dalam proses produksi adalah polimerisasi emulsi. Reaksinya dimulai dan dikontrol dengan penggunaan radikal bebas atau katalis ionik, sedangkan untuk tujuan percobaan dapat dilakukan dengan metoda katalis, termasuk katalis redox atau aktivasi dengan cahaya. Secara garis besar reaksinya ada tiga tahap yaitu permulaan, pertumbuhan polimer dan terminasi.
Pada tahap permulaan atau tahap awal dimulai dengan adanya radikal bebas dari peroksida seperti benzoil, lauroil, hidrogen peroksida, serta initator lainnya, seperti persulfat, seperti pada Gambar 2.2.
Tahap kedua yaitu polimerisasi berlangsung terus dengan adanya gugus aktif di ujung molekul polimer tersebut, seperti terlihat pada Gambar 2.3 berikut.
Gambar 2.3. Tahap polimerisasi reaksi pembentukan PVAc
Gambar 2.4. Tahap terminasi reaksi pembentukan PVAc
Tingkat polimerisasi ini akan sangat berpengaruh terhadap sifat PVAc-nya dimana berat molekul yang tinggi akan memberikan kekentalan yang lebih tinggi juga. Untuk perekat kayu biasanya digunakan PVAc dengan berat molekul sekitar 100.000 yang akan larut dalam toluena dan pelarut organik lainnya.
Kelebihan polyvinyl asetat yaitu mudah penanganannya, storage life-nya tidak terbatas, tahan terhadap mikroorganisme, tidak mengakibatkan bercak noda pada kayu, mempunyai gap-filling hampir sama dengan perekat hewani serta tekanan kempanya rendah.
Menurut Shield (1970) dalam Ruhendi dkk. (2007), polyvinyl asetat merupakan perekat sintesis yang bersifat termoplastik. Masa tunggu adalah 10 sampai 15 menit. Perekat ini kurang tahan terhadap cuaca dan kelembaban tertentu, serta digunakan untuk pemakainan interior.
Pizzi (1983) menyatakan bahwa faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam pengunaan perekat polyvinyl asetat meliputi komponen-komponen perekat (substrate), permukaan bahan yang direkat, viskositas, masa tunggu, kondisi pemakaian, kondisi penyimpanan dan harga.
Menurut Pizzi (1983), perekat polyvinyl asetat tidak memerlukan kempa panas. Dalam penggunaan secara luas dapat menghasilkan keteguhan rekat yang baik, dengan biaya yang relatif rendah. Keuntungan utama dari polyvinyl asetat melebihi perekat urea formaldehida, karena kemampuannya menghasilkan ikatan rekat yang cepat pada suhu kamar. Keuntungan lainnya yaitu dapat menghindari kempa panas yang memerlukan biaya tinggi. Perekat polyvinyl asetat mempunyai sifat termoplastik, yang penting untuk menjaga tekanan kempa selama pembentukan ikatan sampai ikatan rekat mempunyai kekuatan yang memadai.
Penggunaan khusus polyvinyl asetat dipakai pada pembuatan kayu lapis dan papan blok, karena perekat ini mampu meningkatkan kekuatan rekat secara ekstrim dan cepat (Pizzi, 1983).
Perekat Urea Formaldehida
Menurut Ruhendi, urea formaldehida merupakan hasil kondensasi dari urea dan formaldehida dengan perbandingan molar 1: (1,5-2). Pada tahap awalnya terbentuk mono-, di-, tri-, dan tetra-methyloluera, reaksinya secara singkat sebagai tampak pada Gambar 2.5.
Urea formaldehida ini larut dalam air dan proses pengerasannya akan terbentuk pola ikatan jaringan (cross-link). Urea formaldehida akan cepat mengeras dengan naiknya temperatur dan/atau turunnya pH. Hubungan antara gel-time dengan suhu terlihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6. Grafik hubungan antara gel-time dengan suhu
Apabila pH turun secara drastis maka pot life-nya sangat pendek, dan kekuatan rekat menurun dengan pengaruh waktu. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan garam amonium dari asam kuat, dan sering digunakan adalah amonium chlorida. Dengan adanya dua faktor yang sangat berperan dalam proses pengerasan urea formaldehida ini, maka perekat ini dapat dikempa panas maupun dikempa dingin, yaitu dengan cara mengatur keasaman perekatnya.
Perekat Phenol Formaldehida
Phenol formaldehida merupakan hasil kondensasi formaldehida dengan monohidrik fenol phenol, termasuk phenol itu sendiri, creosol dan xylenol. Phenol formaldehida ini dapat dibagi menjadi dua kelas, yaitu resol yang bersifat thermosetting dan novolak yang bersifat thermoplastic. Perbedaan kedua kelas ini disebabkan oleh perbandingan molar phenol dan formaldehida, serta katalis atau kondisi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi (Ruhendi dan Hadi, 1977).
Secara lebih rinci, Pizzi (1994) menjelaskan bahwa gugus fungsi phenol dapat bereaksi dengan formaldehida dalam dua posisi gugus hidroksil, yaitu ortho dan para. Pada tahap pertama, phenol berkondensasi dengan formaldehida baik dalam kondisi asam mapun basa membentuk phenol metilol. Reaksi awal dapat terjadi pada posisi 2, 4 atau 6 gugus hidroksil. Pada tahap kedua, reaksi melibatkan gugus metilol dengan phenol atau phenol metilol yang tersedia yang pada awalnya membentuk formasi polimer linier dan selanjutnya berubah menjadi struktur yang bercabang pada kondisi perekat yang sudah mengeras.
Resol yang banyak digunakan sebagai perekat kayu diperoleh dengan memepergunakan katalis basa disertai dengan formaldehida yang berlebih. Molekul resol mengandung gugus metilol yang reaktif sifatnya. Pemanasan menyebabkan gugus metilol yang reaktif tersebut berkondensasi membentuk molekul besar tanpa penambahan bahan pengeras. Fungsi phenol sebagai nuckleophil diperkuat oleh ionisasi phenol tersebut tanpa mempengaruhi aktifitas aldehidnya (Pizzi, 1994).
Menurut Pizzi (1994), dalam proses kondensasi phenol dan formaldehida yang menggunakan katalis basa, reaksi substitusi awalnya (contohnya
formaldehida yang menyerang phenol) lebih cepat dibanding reaksi kondensasi lanjutannya. Oleh karena itu dapat dimengerti bahwa alkohol phenolik merupakan senyawa antara yang paling banyak terbentuk. Alkohol phenolik yang
mengandung gugus metilol aktif tersebut dapat berkondensasi baik dengan gugus metilol lain (membentuk ikatan ether) maupun gugus hidroksil (ortho atau para) membentuk jembatan methylen. Dalam kedua reaksi tersebut air dihilangkan.
phenolik yang tidak terkondensasi dan dapat juga melalui reaksi formaldehida yang dilepaskan akibat pecahnya ikatan ether.
Seperti halnya novolak, metilol yang terbentuk berkondensasi dengan dengan phenol lainnya membentuk polyphenol jembatan methylen. Selain itu, polyphenol jembatan methylen tersebut dalam kondisi basa bereaksi dengan cepat dengan formaldehida menghasilkan turunan metilol polyphenol. Gugus metilol dapat bereaksi satu dengan lainnya, melepaskan air dan membentuk ikatan ether-dimethylen CH2 - O - CH2. Hal ini hanya akan terjadi jika rasio formaldehida/phenol tinggi (Pizzi).
Phenol Formaldehida (PF) merupakan polimer sintetis pertama yang sudah dikembangkan secara komesial pada awal abad ke-20 (Pizzi, 1994; dan Detlefsen 2002, diacu dalam Frihart 2005). Perekat ini banyak digunakan dalam papan laminasi dan papan komposit karena memiliki daya tahan yang luar biasa, sehingga menghasilkan perekat yang baik untuk kayu, kekuatan polimer yang tinggi, dan stabilitas perekat yang baik. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan perekat tidak bagus (daya ikatan buruk) yaitu polimerisasi yang tidak sempurna akibat waktu pemberian suhu yang sangat pendek, berat molekul yang terlalu tinggi, keterbasahan dan penetrasi yang buruk, waktu assembly time yang terlalu lama, dan garis rekat yang berlebihan (Frihart 2005).
Kelebihan perekat PF yaitu tahan terhadap perlakuan air, tahan terhadap kelembaban dan temperatur tinggi, tahan terhadap bakteri, jamur, rayap, dan mikroorganisme serta tahan terhadap bahan kimia seperti minyak, basa, dan bahan pengawet kayu. Adapun kelemahan PF yaitu memberikan warna yang gelap, kadar air kayu harus lebih rendah dari perekat UF atau perekat lainnya, serta garis perekatan yang relatif lebih tebal dan mudah patah (Ruhendi et al. 2007).
Perekat Isocyanate (MDI)
konsekuensi dari pekerjaannya, pembuatan papan partikel komersial dengan menggunakan diisocyanate dimulai di Jerman pada tahun 1975 (Pizzi 1983).
Polymeric methylene diphenyl diisocyanate (pMDI) dikembangkan sebagai perekat kayu dengan kekuatan tinggi dan tahan lama. Perekat ini sekarang digunakan secara luas dalam pembuatan produk komposit (Vick 1999). MDI
binder bereaksi dengan molekul yang mengandung hidrogen aktif untuk
menghasilkan molekul dasar polyurethane dan polyurea. Sumber hidrogen aktif dapat berikatan dengan gugus hidroksil didalam kayu, ekstrakstif kayu, dan atau resin kayu sebagaimana halnya kadar air dalam kayu. Serbuk gergaji yang berasal dari papan yang dibuat dengan MDI aman dan tidak berbahaya bagi kesehatan.
Perekat isocyanate berbasis pada reaktifitas yang tinggi dari radikal isocyanate, ─N=C=O. Ikatan dengan polaritas yang kuat dari senyawa yang juga membawa radikal ini tidak hanya mempunyai potensi daya rekat yang baik tetapi juga potensial untuk membentuk ikatan kovalen dengan substrat yang mempunyai gugus hidrogen reaktif. Jika molekul memuat 2 radikal isocyanate seperti diisocyanate, kombinasi perekat akan memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan kohesi melalui polimerisasi. Reaksi bifungsional isocyanate dengan bifungsional alkohol menghasilkan molekul linier, dimana molekul-molekul tri- dan tetra fungsional memungkinkan terjadinya ikatan silang. Sifat material ini dapat bervariasi dengan kisaran yang luas dari elastomer ke rigid, yang memungkinkannya untuk dibuat berbagai macam produk (Marra 1992).
Isocyanate berbentuk liquid yang mengandung isomer dan oligomer dari methylene diphenyl diisocyanate. Perekat ini berwarna coklat terang dan garis perekatannya tidak terlihat. Diperlukan temperatur dan tekanan yang tinggi untuk menghasilkan perkembangan ikatan yang terbaik pada papan partikel. Penggunaan perekat isocyanate saat ini umumnya untuk produk flakeboard dan OSB. Sifat kekuatan perekat ini yaitu kekuatan kering dan basah tinggi, sangat tahan terhadap air dan udara lembab, serta dapat direkat pada besi dan plastik (Vick 1999).
Keuntungan menggunakan perekat isocyanate dibandingkan perekat berbahan dasar resin adalah (Marra 1992) :
1. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit untuk memproduksi papan dengan kekuatan yang sama
3. Memungkinkan penggunaan kempa yang lebih cepat 4. Lebih toleran pada partikel berkadar air tinggi 5. Energi untuk pengeringan lebih sedikit dibutuhkan 6. Stabilitas dimensi papan yang dihasilkan lebih stabil 7. Tidak ada emisi formaldehyde.
Perekat Melamin Formaldehida
Melamin adalah bahan kimia berupa kristal berwarna putih yang kelarutannya sangat rendah dalam air, alkohol atau pelarut umum lainnya. Tapi melamin ini dapat larut dalam formalin yang dihangatkan dan membentuk polimer yang bersifat resin dengan cara dipanaskan dan kondisinya agak basa.
Perbandingan antara melamin dan formaldehida adalah 1 : (1,5-3,5), pH antara 8-9, dan temperaturnya mendekati titik didih larutan tersebut, kondisi inilah yang digunakan dalam reaksinya. Bila pH dalam reaksinya di bawah enam maka polimer yang tidak larut akan terbentuk dengan cepat.
Gambar 2.7. Reaksi metilolasi dengan formaldehida
Gambar 2.8 Tahap kondensasi awal
Gambar 2.9 Tahap kondensasi lanjut
Melamin formaldehida yang proses pengerasannya dengan kempa panas dapat menghasilkan garis rekat yang relatif tahan terhadap pengaruh air dingin maupun air panas.
Melamin formaldehida dapat megeras pada suhu yang jauh lebih rendah daripada urea formaldehida dengan cara menurunkan pH-nya tetapi hasil garis rekatnya kurang memuaskan, dimana kohesi dan adhesinya rendah. Selain itu, melamin formaldehida ini dapat dikempa panas dengan suhu 120-130 °C tanpa hardeners dengan waktu yang relatif singkat dan hasilnya memuaskan. Namun demikian, pada umumnya kempa panas yang diberikan adalah sekitar 100 °C dengan adanya penambahan hardeners berupa asam atau garam amonium dari asam kuat.
Kelebihan melamin formaldehida adalah cukup tahan terhadap air panas, yakni dapat direbus dalam air selama tiga jam, stabilitas terhadap panasnya tinggi, dapat mengeras pada suhu yang sangat rendah serta dapat digunakan untuk impregnasi.
Kekurangan melamin formaldehida adalah harganya relatif mahal dibanding urea formaldehida.
Sudut Kontak
Pengukuran sudut kontak sering dijadikan dasar untuk menduga sifat-sifat keterbasahan (wettability) bahan. Terdapat tiga metode utama yang dapat diterapkan untuk menganalisis sudut kontak, yaitu metode tetesan sessile (sessile drop method), pelat Wilhelmy atau metode sudut kontak dinamis, dan metode sumbu (wicking method) untuk bahan berbentuk serbuk (Li,2004).
menggunakan pisau mikrotone. Lapisan bambu segar yang sangat tipis tersebut selanjutnya dijepit diantara dua gelas preparat dan kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 40oC selama 24 jam untuk diukur sudut kontaknya. Cairan perekat UF sebanyak 0,1 ml diteteskan di atas permukaan lapisan tipis bambu tersebut menggunakan pipet berukuran 5 ml. Begitu tetesan menempel pada permukaan lapisan, foto bentuk tetesan diambil setiap interval waktu 30 detik selama 210 detik menggunakan kamera digital SPOT yang dihubungkan dengan mikroskop dan komputer personal.
Hasil penelitian Li (2004) menunjukkan bahwa setiap lapisan dinding bambu Phyllostachys pubescens mempunyai tingkat keterbasahan (wettability) yang berbeda. Tingkat keterbasahan terbaik terdapat pada bagian tengah (middle part) dinding sel bambu yang ditunjukkan oleh nilai sudut kontak tetesan perekat UF pada permukaan lapisan tipis bambu tersebut yang paling kecil, sedangkan tingkat keterbasahan terjelek terdapat pada lapisan permukaan epidermis yang ditunjukkan dari nilai sudut kontak tetesan perekat UF yang paling besar. Sudut kontak akan mengecil dengan bertambahnya waktu kontak antara perekat UF dengan permukaan setiap lapisan tipis bambu tersebut. Data selengkapnya hasil pengujian sudut kontak tersebut disajikan pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Besarnya sudut kontak pada setiap lapisan dinding sel bambu Phyllostachys pubescens
Lapisan Nilai sudut kontak (derajat) berdasarnya waktu kontak
0 30 60 90 120 150 180 210
Bambu lapis dapat seluruhnya terbuat dari bambu atau dikombinasikan dengan bahan lain seperti venir kayu. Pembuatan bambu lapis dari bambu memiliki beberapa keuntungan yaitu mempunyai ukuran panjang yang besar sehingga dapat menghasilkan bambu lapis yang panjang (Kliwon, 1997).
Bambu lapis merupakan inovasi baru yang pengerjaannya mengacu pada prosedur pengerjaan dan standar kayu lapis. Bambu lapis memiliki kelebihan dibandingkan dengan bahan baku bambunya. Kelebihan tersebut meliputi: ukuran yang lebih lebar, stabilitas dimensinya yang tinggi karena jumlah lapis yang ganjil dipasang sedemikian rupa saling tegak lurus, mempunyai sifat mekanis yang lebih baik, mudah dikerjakan, dan dapat dibuat dari hampir semua jenis bambu.
Produk Panel Bambu : State of the Art Review
Produksi pertama panel berbahan baku bambu tercatat di China. Selama Perang Dunia Kedua, teknologi sederhana telah dikembangkan di China untuk membuat panel bambu yang direkat dengan perekat casein, dan digunakan sebagai pengganti kayu lapis pada bagian interior pesawat. Pada waktu yang hampir bersamaan, penelitian telah dimulai di India untuk mengembangkan panel bambu yang direkat dengan perekat resin dan teknologinya tersedia satu dekade kemudian. Sejak itu penelitian telah dilaksanakan di beberapa negara dan sebanyak 28 produk panel bambu dan produk kombinasi bambu dengan kayu dan/atau bahan anorganik telah dikembangkan. Walaupun upaya pengembangan dan penelitian sebagian besar di lakukan di Asia (China, India, Indonesia. Laos, Malaysia, Philipina,China Taiwan, Thailand and Vietnam), Kanada bekerjasama dengan Costa Rica telah juga melaksanakan penelitian panel bambu (Ganapathy, 1992; Zhu, 1996; Zoolagud, 1990; Subyanto dan Subyakto. 1996).
