PENGARUH KOMPOSISI PEREKAT UREA FORMALDEHIDA
DAN BAHAN PENGISI STYROFOAM
TERHADAP KUALITAS PAPAN PARTIKEL
DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT
SKRIPSI
Oleh :
ZAINAL ABIDIN SYAH POLEM
071203032
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
PENGARUH KOMPOSISI PEREKAT UREA FORMALDEHIDA
DAN BAHAN PENGISI STYROFOAM
TERHADAP KUALITAS PAPAN PARTIKEL
DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT
Oleh :
ZAINAL ABIDIN SYAH POLEM 091203032
Skripsi Merupakan Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Kehutanan Di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Peneletian : Pengaruh Komposisi Perekat Urea formaldehida dan Bahan Pengisi Styrofaom Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Limbah Batang Kelapa Sawit
Nama : Zainal Abidin Syah Polem NIM : 071203032
Program Studi : Kehutanan
Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :
Tito Sucipto, S.Hut., M.Si Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si
Ketua Anggota
Mengetahui
ABSTRACT
ZAINAL ABIDIN SYAH POLEM : The Influence of Composition Urea Formaldehyde Adhesives and padding Styrofoam Particle Board on the Quality of Waste Oil Palm Trunk. Supervised by TITO SUCIPTO and RUDI HARTONO.
The waste oil palm trunks be redundant is a alternative basic commodity manufacture particleboards. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties with the influence temperature and pressing time. Boards were made with size 25 cm x 25 cm x 1 cm with density of 0,75 gr/cm3. Getting the best composition of adhesives and fillers. Particleboards using urea formaldehidyde adhesive, press 25kg/cm2dan experiments were analyzed by non factorial with completely randomized design in 5 temperatures 130º, 130 and pressing times 10 min . Particleboard was tested for density, moisture content, water absorption, thickness swelling, modulus of rupture, compression strength parallel to the surface and internal bond.
Result showed that pressing time and interaction temperature and pressing time have between the mixing rate urea formaldehyde and styrofoam significant influenced to the density. The combination of mixing optimal padding and adhesive by combination UF 90 : ST 10 density was 0,0627 g/cm3 moisture content was 7,45 %, water absorption was 91,03 %, thickness swelling was 9,99%, modulus of elasticity was 8660,58 kg/cm2, modulus of rupture was 81,167 kg/cm2 and internal bond was 6,11 kg/cm2.
ABSTRAK
ZAINAL ABIDIN SYAH POLEM : Pengaruh Komposisi Perekat Urea formaldehida dan Bahan Pengisi Styrofoam Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Limbah Batang Kelapa Sawit. Di bawah bimbingan TITO SUCIPTO dan RUDI HARTONO.
Limbah batang kelapa sawit yang melimpah merupakan salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel dengan pengaruh suhu dan waktu pengempaan. Mendapatkan komposisi terbaik dari perekat dan bahan pengisi. Papan dibuat dengan ukuran 25cm x 25 cm x 1 cm dengan kerapatan target adalah 0,75 g/cm3. Papan partikel ini menggunakan perekat urea formaldehida 10 % dan bahan pengisi styrofoam dengan tekanan kempa 25 kg/cm2 dan menggunakan rancangan acak lengkap non faktorial dengan 5 kali ulangan dengan suhu pengempaan 130 oC dan waktu pengempaan 10 menit. Pengujian papan partikel terdiri dari kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan lentur, keteguhan patah dan keteguhan rekat internal..
Hasil penelitian menunjukkan waktu pengempaan dan interaksi antara kadar pencampuran urea formaldehid dan styrofoam berpengaruh nyata terhadap kerapatan . Kombinasi pencampuran bahan pengisi dan perekat yang optimal adalah pada UF 90 : ST 10 yang memiliki nilai kerapatannya 0,0627 g/cm3, kadar air 7,45 %, daya serap air 91,03 %, pengembangan tebal 9,99%, keteguhan lentur 8660,58 kg/cm2, keteguhan patahnya 3,10 kg/cm2 dan keteguhan rekat internalnya 4,61 kg/cm2.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Gunung Sitoli, Kabupaten Nias - Sumatera Utara
tanggal 18 juni 1989, merupakan anak pertama dari lima bersaudara dari
pasangan Fardin Polem dan Ride Sihotang. Jenjang pendidikan formal yang dilaui
penulis adalah di SD 071124 Pulau Tello Kecamatan Pulau-Pulau Batu Kabupaten
Nias Selatan tahun 1995-2001, SLTP Negeri 1 Pulau Tello Kecamatan
Pulau-Pulau Batu Kabupaten Nias Selatan tahun 2001-2004 dan SMU Negeri 1 Gunung
Sitoli Kabupaten Nias Induk tahun 2004-2007.
Pada tahun 2007, penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi
Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara melalui
seleksi penerimaan mahasiswa baru (SPMB). Penulis pernah melakukan Praktik
Pengenalan Pengolahan Hutan (P3H) pada 2 lokasi berbeda yaitu di Hutan
Mangrove Pulau Sembilan dan Hutan Dataran Rendah Aras Napal. Pernah
mengikuti Pelatihan Dasar dan Pengkaderan Rimbawan (PDPR) sebagai syarat
untuk menjadi anggota Himpunan Mahasiswa Sylva (HIMAS). Selain itu penulis
juga mengikuti pratek kerja lapangan (PKL) pada tahun 2009 di PT Musi Hutan
Persada, Muara Enem, Palembang.
Untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada ahkhir kuliah penulis
melakukan penelitian dengan judul “Pengaruh Komposisi Perekat Urea
Formaldehida dan Bahan Pengisi Styrofoam terhadap Kualitas Papan Partikel
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkah,
rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian ini dan shalawat
beriring salam kepada Rasulullah SAW semoga di hari kelak kita mendapatkan
syafaatnya. Judul penelitian ini adalah Pengaruh Komposisi Perekat Urea
Formaldehida dan Bahan Pengisi Styrofoam terhadap Kualitas Papan Partikel dari
Limbah Batang Kelapa Sawit.
Dalam pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian skripsi ini penulis telah
melibatkan banyak pihak, mendapatkan bantuan, dorongan dan motivasi sehingga
memberi kesan yang berarti di hati penulis. Oleh karena itu dengan segala
kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang
sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Tito Sucipto, S,Hut. M.Si dan Bapak Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si
sebagai dosen pembimbing penulis yang telah banyak memberikan bantuan,
dorongan, motivasi, arahan, serta masukan yang sangat bermanfaat selama
penulis menyelesaikan penelitian dan penulisan penelitian ini.
2. Ayahanda tercinta Fardin Polem yang telah banyak memberikan kesabaran,
nasehat, semangat, motivasi dan kasih sayang kepada penulis dan Ibunda
tercinta Ride Sihotang yang telah membimbing penulis selama ini dan
memberikan kesabarannya, kasih sayangnya, semangat, dorongan baik secara
material dan spiritual kepada penulis serta seluruh keluarga penulis yang
selama ini banyak mendukung, mendoakan, dan memotivasi penulis untuk
3. Teman-teman satu tim Janer Wiliam, Lateranita, Friska, Hadyan dan Cristien
yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini.
Memberikan semangat serta dorongan yang sangat besar dan memberikan
kesabaran untuk sama-sama menyelesaikan penelitian ini.
4. Kepada Teman-teman THH Hey Itu Aku Angkatan 07 yang tidak dapat di
sebutkan satu persatu yang telah memberikan waktu, tenaga dan dorongannya
dalam membantu penulis menyelesaikan penelitian ini.
Penulis mengharapkan semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi yang
membutuhkannya dan berguna bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi khususnya ilmu kehutanan. Akhir kata penulis mengucapkan terima
kasih.
Medan, juli 2013
DAFTAR ISI
Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel Kerapatan ... 18
Kadar air (KA) ... 18
Daya Serap Air... 18
Pengembangan Tebal... 19
Sifat Mekanis Papan Partikel ………. 30
Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity ) ………. 31
Keteguhan Patah (Modulus of Rupture) ……….. 32
Keteguhan Rekat Internal ( Internal Bond) ………. 34
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ……….. 36
Saran ……….... 37
DAFTAR PUSTAKA ………. 38
DAFTAR TABEL
Hal
Perbandingan sifat batang kelapa sawit dengan beberapa jenis kayu ... 7
Sifat dasar kelapa sawit ... 7
Standar mutu sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan SNI
DAFTAR GAMBAR
Hal
1. Kerapatan batang kelapa sawit……… 6
2. Bagan alur penelitian ……….. 16
3. Pola pemotongan contoh uji ……….…….…. 17
4. Pengujian keteguhan rekat internal………. 19
5. Pengujian MOE dan MOR……….. 20
6. Diagram nilai rata-rata kerapatan papan partikel ……… 23
7. Diagram nilai rata-rata kadar air papan partikel ………. 26
8. Grafik nilai DSA papan partikel ………. 27
9. Grafik nilai PT papan partikel ……… 29
10.Grafik nilai MOE papan partikel ……… 31
11.Grafik nilai MOR papan partikel ……… 33
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
1. Perhitungan kebutuhan bahan baku ……… 40
2. Nilai sifat fisis papan partikel ………. 41
3. Nilai sifat mekanis papan partikel ……….. 41
4. Hasil analisis ragam kerapatan papan partikel ………... 41
5. Hasil analisis ragam kadar air papan partikel ……….………… 41
6. Hasil analisis ragam DSA papan partikel ……….……….. 41
7. Hasil analisis ragam PT papan partikel ………..… 41
8. Hasil analisis ragam MOE papan partikel ……….………….... 41
9. Hasil analisis ragam MOR papan partikel ………. 41
10.Hasil analisis ragam IB papan partikel ……….. 41
11.Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata kerapatan pada berbagai perbandingan UF dan ST bedararkan uji Duncan ……… 42
12.Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata DSA pada berbagai perbandingan UF dan ST bedararkan uji Duncan ……… 42
13.Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata PT pada berbagai perbandingan UF dan ST bedararkan uji Duncan ……….. 42
14.Hasil pengujian perbandingan nilai rata-rata MOR pada berbagai perbandingan UF dan ST bedararkan uji Duncan ………. 42
ABSTRACT
ZAINAL ABIDIN SYAH POLEM : The Influence of Composition Urea Formaldehyde Adhesives and padding Styrofoam Particle Board on the Quality of Waste Oil Palm Trunk. Supervised by TITO SUCIPTO and RUDI HARTONO.
The waste oil palm trunks be redundant is a alternative basic commodity manufacture particleboards. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties with the influence temperature and pressing time. Boards were made with size 25 cm x 25 cm x 1 cm with density of 0,75 gr/cm3. Getting the best composition of adhesives and fillers. Particleboards using urea formaldehidyde adhesive, press 25kg/cm2dan experiments were analyzed by non factorial with completely randomized design in 5 temperatures 130º, 130 and pressing times 10 min . Particleboard was tested for density, moisture content, water absorption, thickness swelling, modulus of rupture, compression strength parallel to the surface and internal bond.
Result showed that pressing time and interaction temperature and pressing time have between the mixing rate urea formaldehyde and styrofoam significant influenced to the density. The combination of mixing optimal padding and adhesive by combination UF 90 : ST 10 density was 0,0627 g/cm3 moisture content was 7,45 %, water absorption was 91,03 %, thickness swelling was 9,99%, modulus of elasticity was 8660,58 kg/cm2, modulus of rupture was 81,167 kg/cm2 and internal bond was 6,11 kg/cm2.
ABSTRAK
ZAINAL ABIDIN SYAH POLEM : Pengaruh Komposisi Perekat Urea formaldehida dan Bahan Pengisi Styrofoam Terhadap Kualitas Papan Partikel Dari Limbah Batang Kelapa Sawit. Di bawah bimbingan TITO SUCIPTO dan RUDI HARTONO.
Limbah batang kelapa sawit yang melimpah merupakan salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel dengan pengaruh suhu dan waktu pengempaan. Mendapatkan komposisi terbaik dari perekat dan bahan pengisi. Papan dibuat dengan ukuran 25cm x 25 cm x 1 cm dengan kerapatan target adalah 0,75 g/cm3. Papan partikel ini menggunakan perekat urea formaldehida 10 % dan bahan pengisi styrofoam dengan tekanan kempa 25 kg/cm2 dan menggunakan rancangan acak lengkap non faktorial dengan 5 kali ulangan dengan suhu pengempaan 130 oC dan waktu pengempaan 10 menit. Pengujian papan partikel terdiri dari kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan lentur, keteguhan patah dan keteguhan rekat internal..
Hasil penelitian menunjukkan waktu pengempaan dan interaksi antara kadar pencampuran urea formaldehid dan styrofoam berpengaruh nyata terhadap kerapatan . Kombinasi pencampuran bahan pengisi dan perekat yang optimal adalah pada UF 90 : ST 10 yang memiliki nilai kerapatannya 0,0627 g/cm3, kadar air 7,45 %, daya serap air 91,03 %, pengembangan tebal 9,99%, keteguhan lentur 8660,58 kg/cm2, keteguhan patahnya 3,10 kg/cm2 dan keteguhan rekat internalnya 4,61 kg/cm2.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kelapa sawit merupakan salah satu sumber daya alam di Indonesia yang
memberikan manfaat langsung berupa minyak sawit mentah. Usia produktif
kelapa sawit adalah sekitar 20-25 tahun, setelah itu diremajakan. Menurut data,
potensi peremajaan batang kelapa sawit (BKS) di Indonesia akan terus meningkat,
karena dalam 10 tahun terakhir luas areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia
terus meningkat dengan pertumbuhan rata-rata sebesar 8,1% per tahun dari hanya
seluas 5.453 ribu ha pada 2005 meningkat menjadi 8.430 ribu ha pada 2010 dan
akan meningkat setiap tahunnya (Departemen Pertanian, 2010). Hasil dari
peremajaan BKS biasanya kurang dimanfaatkan atau sering menjadi limbah.
Salah satu cara yang dapat mengatasi limbah hasil peremajaan kelapa
sawit ini adalah pembuatan papan partikel. Papan partikel merupakan salah satu
produk biokomposit yang mampu mengubah limbah perkebunan kelapa sawit
menjadi produk yang bernilai tinggi. Limbah BKS merupakan salah satu hasil
peremajaan yang sangat berpotensi digunakan sebagai bahan baku papan partikel
(Mawardi, 2009; Jamilah, 2009; Sucipto dkk, 2010). Menurut Febrianto dan
Bakar (2004) bahwa dalam setiap peremajaan satu batang kelapa sawit pada umur
25 tahun dihasilkan sebanyak 1,193 m3 log sawit. Bila dalam 1 ha ada 140 batang
maka dari setiap ha peremajaan akan menghasilkan 167 m3 log sawit.
Dalam pembuatan produk papan papan partikel tidak terlepas dari
penggunaan perekat. Perekat yang sering digunakan adalah perekat Urea
Formaldehida (UF), isosianat (MDI) dan Penol Formaldehida (PF) dengan kadar
telah banyak dilakukan (Subiyanto dkk, 2005; Alghiffari, 2008; Iskandar dan
Achmad, 2011). Perekat UF merupakan perekat yang mempunyai kelebihan yaitu
harganya murah, warnanya terang dan kemampuaan matangnya sangat cepat pada
suhu di bawah 127oC. Haygreen dan Bowyer (1996) menerangkan bahwa perekat
UF mempunyai waktu pengerasan yang singkat dengan kempa panas ± 10 menit.
Salah satu tahapan kegiatan yang dilakukan dalam proses pembuatan
papan partikel adalah pengempaan panas. Pada pengempaan bahan yang akan
direkat maka suhu, lamanya pengempaan dan besarnya tekanan yang diberikan
akan mempengaruhi perekatan (Sutigno, 1988).
Papan partikel yang menggunakan perekat UF menggunakan tekanan
kempa 15-25 kg/cm2 (Kliwon dan Iskandar, 2010). Beberapa faktor yang
mempengaruhi keberhasilan perekatan adalah suhu dan waktu optimum.
Pengempaan papan komposit pada suhu di atas optimum akan menyebabkan
papan komposit yang dihasilkan over matured (terlalu matang) sehingga bersifat
getas dan menyebabkan ikatan antar partikel menjadi tidak normal, demikian
sebaliknya. Pengempaan pada suhu di bawah optimum menyebabkan perekat
tidak matang serta kemungkinan perekat yang digunakan belum meleleh.
Pengempaan pada suhu optimum diharapkan menghasilkan kualitas rekatan baik
antara partikel plastik dan partikel kayu (Yusuf, 2000).
Beberapa hal tersebutlah yang melatarbelakangi untuk dilakukan
penelitian tentang pengaruh suhu dan waktu kempa terhadap sifat fisis dan
mekanis papan partikel dari limbah BKS dengan menggunakan perekat UF.
Penelitian ini diharapkan dapat mengetahui suhu dan waktu optimum untuk
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengevaluasi pengaruh suhu dan waktu terhadap sifat fisis papan partikel
dari BKS dengan menggunakan perekat UF.
2. Mengevaluasi pengaruh suhu dan waktu terhadap sifat mekanis papan partikel
dari BKS dengan menggunakan perekat UF.
3. Mengevaluasi tingkat serangan rayap tanah terhadap papan partikel.
4. Mengevaluasi suhu dan waktu terbaik untuk menghasilkan papan partikel
terbaik.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Dapat memberikan alternatif penggunaan bahan baku pengganti kayu yang
semakin berkurang ketersediaannya.
2. Dapat memberikan nilai tambah pemanfaatan BKS dalam industri kayu di
Indonesia.
Hipotesis
Hipotesis yang digunakan adalah adanya perbedaan suhu, waktu dan
interaksi keduanya berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel
TINJAUAN PUSTAKA
Kelapa Sawit
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) yaitu tanaman berpohon jenis
palem-paleman (Palmae), buahnya menghasilkan minyak kelapa sawit yang dapat
digunakan untuk berbagai keperluan industri dan rumah tangga. Kelapa sawit
diketahui berasal dari Guenea di Afrika dan diperkenalkan ke Indonesia sejak
zaman Belanda (1848). Sekarang kelapa sawit sudah berkembang sangat pesat,
khususnya di Malaysia dan Indonesia, dan sedikit di Thailand. Negara Indonesia
dan Malaysia menguasai lebih dari 95% produksi kelapa sawit di dunia saat ini
(Bakar, 2003).
Hadi (2004) mengklasifikasikan tanaman kelapa sawit sebagai barikut :
Kingdom : Plantae
Divisi : Magnoliophyta
Sub-divisi : Liliopsida
Kelas : Arecales
Famili : Arecales
Sub-famili : Elaeis Jacq
Genus : Elaeis guineensis Jacq
Sifat - Sifat Batang Kelapa Sawit
Kelapa sawit adalah jenis monokotil yang tidak memiliki kambium,
pertumbuhan sekunder, lingkaran tahun, kayu muda dan kayu dewasa, cabang,
dan mata kayu. Pada umur peremajaan, tinggi batang kelapa sawit dapat mencapai
7-13 m dan diameternya berkisar antara 45-65 cm. (Choon et al., 1991).
Sifat-sifat dasar dari BKS hampir sama dengan jenis-jenis tumbukhan
monokotil lainnya. Balfas (2003) menyatakan bahwa BKS pada dasarnya adalah
bahan berkayu yang memiliki struktur relatif tidak seragam dan memiliki kesan
struktur seperti batang kelapa dengan konfigurasi serat lebih pendek. Dalam
keadaan segar BKS berwarna putih cerah dengan penampakan permukaan
cenderung berbulu (fuzzy grain). Hasil penelitian menunjukkan bahwa BKS
secara umum memiliki karakteristik fisik, mekanik, keawetan dan pemesinan yang
kurang baik dibandingkan dengan kayu biasa.
Pertumbuhan dan pertambahan diameter batang berasal dari pembelahan
sel secara keseluruhan dan pembesaran sel pada jaringan dasar parenkim, juga
berasal dari pembesaran serat dari berkas pembuluh. Kerapatan batang kelapa
sawit memiliki nilai yang sangat bervariasi pada bagian yang berbeda dari batang
kelapa sawit. Nilai kerapatan tersebut berkisar antara 200-600 kg/m3 dengan
rata-rata 370 kg/m3. Kerapatan batang kelapa sawit menurun terhadap ketinggian dan
kedalaman bagian batang (Choon et al., 1991) seperti yang terlihat pada Gambar
Gambar 1. Kerapatan batang kelapa sawit
Sumber : Choon et al. (1991)
Keterangan:
Kadar air (KA) BKS bervariasi antara 100-500%. Kecenderungan
kenaikan kadar air (KA) ini dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan
distribusi jaringan parenkim yang berfungsi menyimpan atau menahan lebih
banyak air daripada jaringan pembuluh. Ketersediaan jaringan parenkim ini akan
semakin berlimpah pada bagian puncak batang dan juga semakin berlimpah dari
bagian luar batang ke bagian dalam (pusat) batang (Choon et al., 1991).
Sifat mekanik kayu menggambarkan variasi kerapatan batang baik pada
arah radial maupun vertikal. Tabel 1 membandingkan beberapa sifat mekanik
BKS dengan 3 spesies kayu dan 1 jenis monokotil.
- 550
= Kerapatan rendah (<400 kg/m3)
= Kerapatan rendah-menengah (400-550 kg/m3)
Tabel 1. Perbandingan Sifat Batang Kelapa Sawit. dengan Beberapa Jenis Kayu
Dari penelitian Bakar (2003) diketahui BKS mempunyai sifat sangat
beragam dari bagian luar ke pusat batang dan sedikit bervariasi dari bagian
pangkal ke ujung batang. Beberapa sifat penting dari batang kelapa sawit untuk
setiap bagian batang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Sifat-Sifat Dasar Batang Kelapa Sawit
Sifat-sifat penting Bagian dalam batang
Tepi Tengah Pusat
Berat jenis 0,35 0,28 0,20 Kadar air, % 156 257 365 Keteguhan patah, kg/cm2 29.996 11.421 6.980 Keteguhan lentur, kg/cm2 295 129 67 Susut volume, % 26 39 48
Kelas awet V V V
Kelas kuat III-V V V
Menurut Balfas (2003), secara umum terdapat beberapa hal yang kurang
menguntungkan dari batang kelapa sawit dibandingkan dengan kayu biasa,
diantaranya adalah:
1. Kandungan air pada kayu segar sangat tinggi (dapat mencapai 500%)
2. Kandungan zat pati sangat tinggi (pada jaringan parenkim dapat mencapai
45%)
3. Keawetan alami sangat rendah
4. Kadar air keseimbangan relatif lebih tinggi
5. Dalam proses pengeringan terjadi kerusakan parenkim yang disertai dengan
perubahan dan kerusakan fisik secara berlebihan terutama pada bagian kayu
berkerapatan rendah
6. Dalam pengolahan mekanik batang kelapa sawit lebih cepat menumpulkan
pisau, gergaji, dan ampelas
7. Kualitas permukaan kayu setelah pengolahan relatif sangat rendah
8. Dalam proses pengerjaan akhir (finishing) memerlukan bahan lebih banyak.
Papan Partikel
Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) papan partikel merupakan
gabungan antara partikel kayu dengan penambahan matriks sebagai perekatnya
dan dikempa dengan menggunakan hot press. Menurut Tsoumis (1991) papan
partikel adalah suatu produk panel yang dibuat dengan menggabungkan antara
perekat dengan partikel kayu ataupun bahan lain yang berlignoselulosa dengan
memberikan tekanan. Dumanauw (1990) menyatakan papan partikel adalah papan
buatan yang terbuat dari serpihan kayu, tahan api dan merupakan bahan isolasi
sebagai bahan bangunan adalah stabilitas dimensi yang rendah sehingga
kebanyakan produk papan partikel ini hanya dipakai untuk interior.
Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan dengan kayu asalnya,
papan partikel mempunyai beberapa kelebihan diantaranya yaitu papan partikel
bebas mata kayu, ukuran dan kerapatannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan,
tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan, mempunyai sifat
isotropis, kemudian sifat dan kualitasnya dapat diatur.
FAO (1996) papan partikel diklasifikasikan berdasarkan kerapatannya
menjadi tiga golongan, yaitu :
1. Papan partikel berkerapatan rendah (low density particleboard), yaitu
papan yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3.
2. Papan partikel berkerapatan sedang (medium density particleboard), yaitu
papan yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 – 0,8 g/cm3.
3. Papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard), yaitu
papan yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3.
Menurut Haygreen danBowyer (1996), tipe partikel yang digunakan untuk
bahan baku pembuatan papan partikel adalah :
a. Pasahan (shaving), partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang
dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu.
b. Serpih (flake), partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan
sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang dikhususkan.
c. Biskit (wafer), serupa serpih dalam bentuknya tetapi lebih besar. Biasanya
d. Tatal (chips), sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang
besar atau pemukul, seperti dengan mesin pembuat tatal kayu pulp.
e. Serbuk gergaji (sawdust), berupa serpih yang dihasilkan oleh pemotongan
dengan gergaji.
f. Untaian (strand), pasahan panjang, tetapi pipih dengan permukaan yang
sejajar.
g. Kerat (silver), hampir persegi potongan melintangnya dengan panjang paling
sedikit 4 kali ketebalannya.
h. Wol kayu (excelsior), keratin yang panjang, berombak, ramping juga
digunakan sebagai kasuran pada pengepakan.
Menurut Yusuf (2000), suhu kempa optimum sangat penting mengingat
proses pengempaan panas dalam produksi papan komposit merupakan salah satu
kunci kualitas papan komposit yang dihasilkan. Pengempaan papan komposit
pada suhu di atas suhu optimum akan menyebabkan papan komposit yang
dihasilkan over matured sehingga bersifat getas dan menyebabkan ikatan antar
partikel menjadi tidak normal, demikian sebaliknya. Pengempaan pada suhu di
bawah suhu optimum menyebabkan perekat tidak matang serta kemungkinan
partikel plastik yang digunakan belum meleleh. Pengempaan pada suhu optimum
diharapkan menghasilkan kualitas rekatan yang baik antara partikel plastik dan
partikel kayu. Pada umumnya semakin besar tekanan kempa semakin padat
lembaran papan yang dihasilkan.
Perekat Urea Formaldehida(UF)
Perekatan partikel umumnya dilaksanakan dengan menggunakan urea
dinding penyekat dan phenol formaldehida (PF) diarahkan untuk papan partikel
struktural (Tsoumis, 1991).
Yang banyak digunakan saat sekarang pada pabrik-pabrik kayu lapis yaitu
perkat urea formaldehida. Perekat fenol folmaldehida di gunakan utuk pembuatan
kayu lapis tipe I yaitu yag tahan cuaca dan digunakan untuk tujuan yang tahan air
seperti kontruksi dan lain-lain. Perekat urea folmaldehida digunakan untuk
membuat kayu lapis tipe II yitu kayu yang tahan lembab, digunakan untuk mebel
penyekat dan lain-lain. perekat melamin formaldehida manurut JAS digunakan
untuk kayu lapis tipe I, sebab tahan air, tapi tidak tahan panas. Perekat-perekat
lainnya selain 3 macam perekat yang diterangkan diatas digunakan dalam industry
kayu lapis (Kliwon dan Iskandar). Penggunaan perekat terbatas pada produk
seperti panel kayu lapis hias, papan partikel pada bagian lantai atau papan serat
untuk meubel serta aplikasi interior (Kliwon dan Iskandar 2008).
Kelemahan perekat UF adalah tidak tahan terhadap cuaca. Rendahnya
keawetan ini disebabkan karena adanya gugus amida yang mudah terhidrolisis.
Karena itu, perekat UF lebih sesuai untuk perekat meubel dan kegunaan lain di
dalam ruangan. Kelemahan UF lainnya adalah mudah terhidrolisis sehingga
terjadi kerusakan pada ikatan hidrogennya oleh kelembaban atau basah serta asam
kuat khususunya pada suhu sedang hingga tinggi. Pada suhu dingin, laju
kerusakan perekat struktur sangat lambat tetapi pada suhu di atas 40°C kerusakan
dipercepat sedangkan diatas 60°C kerusakan sangat cepat (Achmadi, 1990).
Styrofoam
Styrofoam atau expanded polystyrene dikenal sebagai gabus putih yang
dihasilkan dari styrene (C6H5CH9CH), yang mempunyai gugus phenyl (enam
cincin karbon) yang tersusun secara tidak teratur sepanjang garis karbon dari
molekul. Penggabungan acak dari benzena mencegah molekul membentuk garis
yang sangat lurus sehingga hasilnya merupakan poliester mempunyai bentuk yang
tidak tetap, transparan dan dalam berbagai bentuk plastik. Polistirena merupakan
bahan yang baik ditinjau dari segi mekanis maupun suhu, namun bersifat agak
rapuh dan lunak pada suhu dibawah 100°C (Billmeyer, 1984).
Polistirena memiliki berat jenis sampai 1.050 kg/m3, kuat tarik sampai 40
MN/m², modulus lentur sampai 3 GN/m², modulus geser sampai 0,99 GN/m²,
angka poisson 0,33 (Crawford, 1998). Dalam bentuknya yang granular,
styrofoam atau expended polysyirene memiliki berat satuan yang sangat kecil
yaitu berkisar antara 13–22 kg/m³. Tetapi dibalik semua keunggulan styrofoam itu
dapat menimbulkan kerugian yang sangat merugikan bagi manusia dan alam.
Menurut data dari Badan Pusat Statistik tahun 2006, impor styrofoam
tahun 2006 mencapai 3.472,667 ton dengan nilai US$ 7.938.106. Akibat dari itu
sampah yang ditimbulkan juga meningkat. Kemasan plastik jenis Polistirena
sering menimbulkan masalah pada lingkungan karena bahan ini sulit mengalami
pengururaian biologik dan sulit didaur ulang sehingga tidak diminati oleh
pemulung. Padahal styrofoam termasuk jenis termoplast sehingga dapat di daur
METODOLOGI
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2012 sampai Maret 2013.
Persiapan bahan baku dilakukan di Workshop Kehutanan, PF USU. Pengeringan
partikel batang kelapa sawit dilakukan di Laboratorium Ilmu Tanah FP USU.
Pembuatan papan partikel dan pengujian sifat fisis dilaksanakan di Laboratorium
Teknologi Hasil Huta, Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas
Sumatera Utara. Pengujian mekanis dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit
dan Keteknikan Kayu Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah batang kelapa sawit,
perekat urea formaldehida (UF) dan styrofoam. Alat yang digunakan adalah
chainsaw, mesin serut, terpal, plastik, timbangan, oven, kempa panas, kamera
digital, ayakan 35 mesh, dan UTM (Universal Testing Machine).
Prosedur Penelitian Penyiapan bahan baku
Persiapan bahan yang dilakukan adalah dengan memilih batang kelapa
sawit yang tidak produktif dan dipotong dengan chainsaw. Batang kelapa sawit
dipotong menjadi beberapa bagian membentuk log/batang dan dibersihkan bagian
kulitnya serta dibentuk menjadi balok dengan menggunakan chainsaw. Balok dari
kelapa sawit diserut menjadi bentuk serbuk. Serbuk yang telah diserut dikeringkan
dan kemudian disaring dengan saringan ukuran 35 mesh. Kemudian partikel
Pencampuran (blending)
Serbuk yang telah di ayak dengan ukuran 35 mesh yang telah dimasukkan
kedalam blending yang dan kemudian perekat UF disemprotkan dengan
menggunakan sprayer gun dengan dengan kadar perekat 10%. Setelah perekat
selesai disemprotkan kedalam blending kemudian bahan pengisi berupa styrofoam
dimasukakn pada wadah pencampuran. Pencampuran dilakukan dengan variasi
perbandingan styrofoam (60:40, 70:30, 80:20, 90:10, 100:0) dengan perekat UF.
Pembentukan lembaran (mat forming)
Papan partikel yang akan dibuat adalah berkerapatan 0,7 gr/cm³ dengan
ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm. Partikel yang telah dicampur dengan perekat dan
bahan pengisi styrofoam dimasukkan ke dalam pencetakan lembaran.
Pembentukan lembaran dilakukan dengan menggunakan alat pencetak lembaran
ukuran 25 cm x 25 cm x 10 cm. Tujuan dari pembentukan lembaran untuk
memberikan bentuk lembaran yang seragam mungkin sehingga dapat dihasilkam
papan partikel yang lebih baik. Kemudian dilakukan pengempaan dengan kempa
panas pada suhu 130 oC. Waktu yang digunakan adalah 10 menit dengan tekanan
kempanya adalah 25 kg/cm2.
Pengkondisian (conditioning)
Papan yang baru dibentuk biasanya didinginkan terlebih dahulu sebelum
dilakukan penumpukan. Penumpukan papan partikel pada kondisi panas akan
menghambat proses pendinginannya dan memberikan efek negatif terhadap papan
itu sendiri, seperti pewarnaan, terlepasnya partikel-pertikel lapisan permukaan
untuk menyeragamkan kadar air dan menghilangkan tegangan sisa yang terbentuk
selama proses pengempaan panas selama 14 hari pada suhu kamar.
Prosedur secara singkat dapat digambarkan dengan bagan dibawah ini :
Gambar 2. Bagan alur penelitian Pengkondisaian selama 14 hari
pada suhu kamar Pengempaan (hot pressing) dengan tekanan 25 kgf/cm2
suhu 1300C dan Serbuk di haluskan/diayak 35
mesh Diserut jadi serbuk Batang kelap sawit
Di potong jadi balok
Pengujian fisis: Kerapatan, KA, DSA, PT
Pengujian Papan Partikel
Papan partikel diuji sifat fisis dan mekanisnya berdasarkan standar SNI
03-2105-2006. Adapun sifat fisis yang diuji adalah kerapatan, kadar air, daya
serap air, dan pengembangan tebal. Pengujian sifat mekanisnya yaitu keteguhan
rekat internal (internal bond), kuat pegang sekrup (screw withdrawal), keteguhan
patah (modulus of rupture/MOR), dan keteguhan lentur (modulus of
elasticity/MOE). Pola pemotongan papan partikel untuk pengujin sifat fisis dan
mekanis dapat dilihat pada Gambar 3
Gambar 3. Pola pemotongan contoh uji
Keterangan :
A : contoh uji untuk MOR dan MOE (5 cm x 20 cm)
B : contoh uji untuk kadar air dan kerapatan (10 cm x 10 cm)
C : contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal (5 cm x 5 cm) D : contoh uji untuk internal bond (5 cm x 5 cm)
B
A
C
Pengujian sifat fisis
1. Kerapatan
Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume
kering udara. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang beratnya,
lalu diukur rata-rata panjang, lebar, dan tebalnya pada 4 titik pengukuran untuk
menentukan volume contoh ujinya. Nilai kerapatan dihitung dengan rumus :
Berat (gram)
Kerapatan (gr/cm3) =
Volume (cm3)
2. Kadar air (KA)
Contoh uji KA berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm yang digunakan adalah
bekas contoh uji kerapatan. Contoh uji ditimbang (BA), selanjutnya contoh uji
dikeringkan dalam oven pada suhu 103±2°C selama 24 jam. Contoh uji
didinginkan dalam desikator sampai mencapai suhu kamar, kemudian ditimbang.
Pengeringan dan penimbangan dilakukan sampai berat kering tanur (BKT). Nilai
kadar air dihitung dengan rumus:
Kadar air (%) = {(BA-BKT)/BKT} x 100
Keterangan:
BA = berat awal (gram)
BKT = berat kering oven (gram)
3. Daya serap air (DSA)
Contoh uji DSA berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm ditimbang beratnya (B1).
selanjutnya ditiriskan dan ditimbang beratnya (B2). Nilai daya serap air dihitung
masing-masing untuk setiap perendaman 2 jam dan 24 jam dengan rumus:
DSA (%) = {(B2 - B1) / B1} x 100
Keterangan:
DSA = daya serap air (%)
B1 = berat sebelum perendaman (gram)
B2 = berat setelah perendaman (gram)
4. Pengembangan tebal (PT)
Contoh uji PT berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm sama dengan contoh uji daya
serap air. Contoh uji dalam kondisi kering udara diukur rata-rata dimensi tebal
pada empat titik pengukuran (T1). Selanjutnya contoh uji direndam dalam air
dingin selama 2 jam dan 24 jam, lalu diukur kembali rata-rata dimensi tebal pada
keempat sisinya (T2). Nilai pengembangan tebal dihitung masing-masing untuk
setiap perendaman 2 jam dan 24 jam dengan rumus:
PT (%) = {(T2 – T1) / T1}
Keterangan:
PT = pengembangan tebal (%)
T1 = tebal sebelum perendaman (mm)
T2 = tebal setelah perendaman (mm)
Pengujian sifat mekanis
1. Keteguhan rekat internal atau internalbond (IB)
Diukur dulu sisi masing-masing contoh uji untuk mengetahui luas
permukaan (A). Contoh uji keteguhan rekat internal berukuran 5 cm x 5 cm x 1
selama 24 jam. Kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai
beban maksimum menggunakan UTM merk Instron. Cara pengujian keteguhan
rekat internal dapat dilihat pada Gambar 4.
Arah beban
perekat eposisi Balok besi
Contoh uji
Balok besi
Gambar 4. Pengujian keteguhan rekat internal
Nilai keteguhan rekat dihitung dengan rumus:
IB = P/A
Keterangan:
IB = keteguhan rekat internal (kg/cm2)
P = beban maksimum (kg)
A = luas permukaan contoh uji (cm)
2. Modulus patah (MOR)
Pengujian modulus patah (MOR) dilakukan dengan menggunakan mesin
uji universal (universal testing machine) merk Instron. Contoh uji yang digunakan
penyangga) 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Gambar 5
menunjukan pengujian modulus patah (MOR).
Gambar 5. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastic (MOE)
Nilai MOR dihitung dengan rumus:
MOR = (3 x P x L) / 2 b h2
Keterangan:
MOR = modulus patah (kg/cm2) P = beban maksimum (kg) L = jarak sangga (cm) h = tebal contoh uji (cm) b = lebar contoh uji (cm)
3. Modulus lentur (MOE)
Pengujian modulus lentur dilakukan bersama-sama dengan pengujian
modulus patah, sehingga contoh ujinya sama. Pada saat pengujian MOE dicatat
besarnya defleksi yang terjadi pada setiap perubahan beban tertentu.
Nilai MOE dihitung dengan rumus:
MOE = modulus lentur (kg/cm2)
∆P = perubahan beban yang digunakan (kg)
L = jarak sangga (cm)
∆Υ = perubahan defleksi pada setiap perubahan beban (cm)
b = lebar contoh uji (cm)
h = tebal contoh (cm)
Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel meliputi kerapatan, kadar
air, daya serap air, pengembangan tebal, MOE, MOR, internal bond mengacu
pada ketetapan Standar Nasional Indonesia (SNI) SNI 03-2105-2006, seperti
disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Standar Mutu Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Berdasarkan SNI 03-2105-2006
No Sifat Fisis dan Mekanis SNI 03-2105-2006
1 Kerapatan (g/cm3) 0,40-0,90
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap non
faktorial dan ulangan yang dipakai adalah sebanyak 5 kali ulangan. Faktor yang
digunakan adalah perbandingan perekat UF dan styrofoam yaitu 100:0, 90:10,
80:20, 70:30, dan 60:40. Model matematika rancangan acak lengkap non faktorial
Yij = μ +τ + ∑ij
Keterangan:
Yij = respon faktor komposisi perekat UF dan styrofoam pada masing-masing taraf ke-i pada ulangan ke-j
μ = nilai rataan umum
τ = pengaruh faktor komposis perekat UF dan styrofoam
∑ij = galat pengaruh faktor komposisi perekat UF dan styrofoam pada taraf ke-i ulangan ke-j; j=1,2,3
Hipotesis yang digunakan adalah :
Apabila dari hasil analisis sidik ragam berpengaruh nyata maka dilanjutkan
dengan uji Uji Wilayah Berganda (Duncan Multi Range Test) dengan tingkat
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel Batang Kelapa Sawit
Dalam penelitian ini dilakukan pengujian sifat fisis diantaranya adalah
kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal. Sifat –sifat ini yang
menentukan baik tidaknya suatu kualitas papan partikel yang telah dibuat.
Kerapatan
Hasil penelitian kerapatan papan partikel BKS dengan variasi perekat
Urea formaldehid dan styrofaom berkisar antara 0,565 - 0,627 g/cm³.
Rekapitulasi rata-rata nilai kerapatan dapat di lihat pada Gambar 6 dan data
selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2.
Gambar 6. Diagram nilai rata-rata kerapatan papan partikel
Pada Gambar 6 dapat dilihat peningkatan perbandingan UF dan styrofaom
tidak diikuti oleh peningkatan kerapatan papan partikel. Kerapatan tertinggi pada
perbandingan UF 90 : ST 10 dengan nilai 0,627 g/cm³, kerapatan yang rendah
pada perbandingan UF 80 : ST 10 dengan nilai 0,565 g/cm³. Kerapatan yang
kerapatan sedang dan memenuhi standard SNI 03-2105-2006 dengan rentang nilai
kerapatan 0,4 – 0,9 gr/cm3.
Beberapa faktor yang mempengaruhi nilai kerapatan dikarenakan tidak
meratanya distribusi partikel pada tahap pembuatan lembaran (mat forming)
sehingga tekanan dan panas yang diterima oleh lembaran pada saat proses
pengempaan tidak sama. Adanya partikel yang terbuang dan sisa partikel yang
masih melekat pada plat besi yang digunakan juga diduga sebagai fakto-faktor
yang mempengaruhi nilai kerapatan. Selain itu, rendahnya nilai kerapatan yang
dihasilkan diduga disebabkan oleh kurangnya tekanan kempa yang diberikan
sehingga partikel-partikel dalam papan partikel menjadi kurang rapat. Haygreen
dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa nilai kerapatan tergantung pada besarnya
tekanan yang diberikan pada saat pengempaan papan. Semakin tinggi kerapatan
papan yang dibuat, maka semakin besar pula tekanan kempa yang diberikan pada
saat pengempaan papan partikel.
Penyebaran partikel yang kurang seragam pada setiap bagiannya diduga
mempengaruhi hasil pengujian kerapatan. Seperti yang dikatakan oleh Tsoumis
(1991) bahwa kerapatan papan partikel jarang seragam di sepanjang ketebalannya.
Pengkondisian yang kurang baik juga dapat mempengaruhi kerapatan papan
partikel BKS. Karena sifat papan partikel yang higroskopis sehingga menyerap
uap air diudara untuk mencapai kondisi kesetimbangan yang berakibat
bertambahnya volume papan partikel dan berpengaruh terhadap nilai kerapatann
papan partikel tersebut. Untuk mengetahui pengaruh perbandingan perekat UF
dengan ST papan partikel BKS terhadap kerapatan, dilakukan analisis ragam dan
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa kadar perbandingan
pencampuran perekat UF dan ST berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan
partikel BKS (Lampiran 4). Hasil uji lanjutan duncen menampilkan kombinasi
optimal antara perekat urea formaldehid dengan styrofoam dengan perbandingan
100 : 0 dan 90 : 10 adalah perbandingan yang terbaik. Hal ini dikarenakan pada
perbandingan itu lebih banyak perekat UF yang digunakan, sehingga pada saat
percampuran dengan serbuk perekat mampu merata diantara partikel-partikel pada
saat pengempaan sehingga menghasilkan papan partikel yang lebih kompak.
Sedangakan pada perbandingan UF dan styrofoam yang lain, styrofoam yang
digunakan lebih banyak dengan perekat yang sedikit. Perbandingan ini
mengakibatkan penyebaran perekat kurang merata pada partikel-partikel BKS
yang megakibatkan kerapatan papan partikel tersebut menjadi rendah.
Kadar air
Hasil penelitian kadar air papan partikel BKS dengan variasi perekat Urea
formaldehid dan styrofaom berkisar antara 7,45 – 8,23 %. Rekapitulasi rata-rata
nilai kadar air dapat di lihat pada Gambar 7 dan data selengkapnya dapat dilihat
Gambar 7. Diagram nilai rata-rata kadar air papan partikel BKS
Pada gambar 7 dapat dilihat bahwa kadar air papan partikel BKS sangat
bervariasi atau tidak konstan di setiap perbandingan perekat UF dengan ST.
Rata-rata nilai kadar air tinggi pada perbandingan UF 80 : ST 20 yaitu 8,23 % dan
paling rendah pada perbandingan UF 70 : ST 30 yaitu 7,45 %.
Beberapa faktor yang mempengaruhi kadar air dari papan partikel karena
papan partikel adalah bahan baku papan partikel dan ukuran partikel. Bahan baku
papan partikel berupa BKS yang bersifat higrokopis. Haygreen & Bowyer (1996)
mengemukakan bahwa karena papan partikel terdiri dari bahan berlignoselulosa
yang bersifat higroskopis sehingga akan menyerap dan mengeluarkan uap air dari
atau ke udara sekelilingnya.
Ukuran partikel yang kecil memerlukan kadar perekat yang lebih tinggi
dibandingkan partikel lain yang ukuranya lebih besar. Ukuran partikel yang
pada papan partikel sehingga uap air diudara sukar untuk masuk ke dalam papan
partikel tersebut.
Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95% menunjukkan
bahwa kadar perbandingan pencampuran perekat UF dan ST tidak berpengaruh
nyata terhadap kadar air papan partikel BKS pada taraf nyata 5 % (Lampiran
5)Nilai kadar air yang dipersyaratkan oleh SNI 03-2105-2006 dengan nilai
rentang kadar air 5% - 14%. Sehingga dapat diketahui bahwa seluruh papan
partikel BKS dalam penelitian ini telah memenuhi standar tersebut.
Daya Serap Air (DSA)
Hasil penelitian daya serap air papan partikel BKS dengan variasi perekat
Urea formaldehid dan styrofaom berkisar antara 81,66 - 111,84 %. Rekapitulasi
rata-rata nilai DSA dapat di lihat pada Gambar 8 dan data selengkapnya dapat
dilihat pada Lampiran 2.
Pada Gambar 8 dapat dilihat bahwa DSA papan partikel BKS cenderung
meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah UF dan meningkatnya jumlah
ST. Rata-rata nilai DSA pada perbandingan UF 60 : ST 40 yaitu 111,84 % dan
terrendah pada perbandingan UF 100 : ST 0 yaitu 81,66 % .
Faktor yang mempengaruhi semakin meningkatnya DSA diduga karena
jumlah bahan perekat yang kurang dah semakin meningkatnya jumlah styrofoam.
Hal ini akan menyebabkan penyebaran perekat tidak merata sehinga tidak dan
tidak menutupi seluruh permukaan partikel, sehingga ikatan antara partikel
menjadi tidak kompak dan air akan mudah masuk kedalam papan partikel.
Maloney (1993) menunjukkan hubungan antara nilai pengembangan tebal yang
semakin menurun sengan semakin meningkatnya kadar perekat yang digunakan.
Tingginya DSA pada papan partikel juga diduga dipengaruhi oleh bahan
patikel itu sediri di mana pada penelitian ini menggunakan BKS yang daya serap
airnya sangat tinggi. Standar SNI 03-2105-2006 tidak mensyaratkan nilai DSA
papan partikel, akan tetapi pengujian terhadap DSA perlu dilakukan untuk
mengetahui ketahanan papan partikel terhadap air jika diaplikasikan untuk
penggunaan eksterior yang sangat erat berhubungan dengan pengaruh cuaca
seperti kelembaban dan hujan.
Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95% menunjukkan
bahwa kadar perbandingan pencampuran perekat UF dan ST berpengaruh nyata
terhadap daya serap air papan partikel BKS pada taraf nyata 5 % (Lampiran 6).
Hasil uji duncan menunjukan bahwa DSA terbaik dihasilkan pada perbandingan
100 UF : 0 ST. Hal ini dikarenakan pada perbandingan ini styrofoam tidak
partikel pada saat proses pengempaan. Banyak perekat yang digunakan dapat
menghasilkan papan partikel yang memiliki nilai DSA yang rendah.
Pengembangan Tebal (PT)
Hasil penelitian pengembangan tebal papan partikel BKS dengan variasi
perekat Urea formaldehid dan styrofaom berkisar antara 9,99 - 16,35 %.
Rekapitulasi rata-rata nilai PT dapat di lihat pada Gambar 9 dan data
selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2.
Gambar 9. Grafik nilai PT papan partikel
Pada Gambar 9 dapat dilihat bahwa nilai PT papan partikel BKS
cenderung meningkat seiring dengan menurunnya jumlah perekat dan
meningkatnya jumlah styrofoam Rata-rata nilai tertinggi pada perbandingan UF
60 : ST 40 yaitu 16,35 % dan terrendah pada perbandingan UF 90 : ST 10 yaitu
9,99 %.
Faktor yang mempengaruhi tingginya nilai PT yang dihasilkan diduga
karena partikel BKS yang digunakan masih memiliki kemampuan mengikat air
selulosa, hemiselulosa dan lignin pada partikel BKS, sehingga air yang masuk ke
dalam papan semakin banyak dan mengakibatkan daya serap airnya menjadi lebih
tinggi. Penyerapan air hidrogen yang terdapat dalam selulosa, hemiselulosa dan
lignin (Haygreen dan Bowyer 1996).
Jumlah perekat yang digunakan juga mempengaruhi PT dari papan partikel
BKS. Semakin banyak perekat yang digunakan semakin sedikit nilai PT dari
papan partikel tersebut yang berpengaruh pada proses pengempaan. Besar tekanan
pada saat pengempaan dapat mempengaruhi tinggi rendahnya PT yang dihasilkan.
Semakin tinggi tekanan yang digunakan pada mesin kempah semakin kecil PT
dari papan patikel tersebut.
Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95% menunjukkan
bahwa kadar perbandingan pencampuran perekat UF dan ST berpengaruh nyata
terhadap PT papan partikel BKS pada taraf nyata 5 % (Lampiran 7). Hasil uji
duncen menunjukkan bahwa PT terbaik dihasilkan pada perbandingan UF90 : ST
10 yang merupakan kadar perekat yang optimal untuk respon PT papan partikel
BKS karena memenuhi standard SNI 03-2105-2006 dengan nilai rentang PT
hingga 12%.
Sifat Mekanis Papan Partikel Batang Kelapa Sawit
Dalam penelitian ini dilakukan juga pengujian sifat mekanis diantaranya
adalah modulus elastic (MOE), modulus patah (MOR) dan keteguhan rekat
internal (IB). Sifat –sifat ini juga menunjukan baik tidaknya suatu kualitas papan
partikel yang telah dibuat. Pada penelitian ini hasil dari pengujian mekanis akan
dibandingkan deangan SNI 03-2105-2006.
Hasil penelitian modulus elastis papan partikel BKS dengan variasi
perekat Urea formaldehid dan styrofaom berkisar antara 6419,87 - 8660,58
kg/cm2. Rekapitulasi rata-rata nilai MOE dapat di lihat pada Gambar 10 dan data
selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3.
Gambar 10. Diagram nilai MOE papan partikel
Pada Gambar 10 dapat dilihat bahwa MOE papan partikel BKS Bervariasi
dari setiap banyaknya jumlah perekat UF dan jumlah styrofoam yang digunakan.
Rata-rata nilai MOE yang tertinggi pada perbandingan UF 90 : ST 10 yaitu
8660,58 kg/cm2 dan nilai MOE terendah pada perbandingan UF 60 : ST 40 yaitu
6419,87 kg/cm2.
Beberapa faktor yang mempengaruhi fariasi nilai MOE diduga disebabkan
oleh rendahnya kerapatan papan yang dihasilkan, sehingga ikatan antar partikel
menjadi kurang rapat dan kompak yang dapat menyebabkan kecilnya nilai
keteguhan papan yang dihasilkan. Semakin tinggi tingkat kerapatan papan
partikel, maka akan semakin tinggi sifat keteguhan papan partikel yang dihasilkan
MOE seperti yang dikatakan oleh Tsoumis (1991) bahwa kadar air berkontribusi
terhadap penurunan kekuatan. Faktor lain yang diduga mempengaruhi MOE yang
dihasilkan rendah karena ukuran partikel yang sangat kecil diduga mempengaruhi
penyebaran perekat yang digunakan, dimana dibutuhkan jumlah perekat yang
lebih banyak dapat mengikat partikel dengan merata pada saat pengempaan.
Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95% menunjukkan
bahwa kadar perbandingan pencampuran perekat UF dan ST tidak berpengaruh
nyata terhadap MOE papan partikel BKS pada taraf nyata 5 % (Lampiran 8).
Berdasarkan nilai MOE ini, seluruh papan partikel BKS yang dibuat belum
memenuhi standard SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOE sebesar ≥
20,400 kg/cm2.
Modulus Patah (MOR)
Hasil penelitian modulus patah papan partikel BKS dengan variasi perekat
Urea formaldehid dan styrofaom berkisar antara 53,638 - 81,167 kg/cm2.
Rekapitulasi rata-rata nilai MOR dapat di lihat pada Gambar 11 dan data
Gambar 11. Diagram nilai MOR papan partikel
Pada Gambar 11 dapat dilihat bahwa nilai MOR Bervariasi dari setiap
banyaknya jumlah perekat dan jumlah styrofoam yang digunakan. Rata-rata nilai
MOR tertinggi pada perbandingan UF 90 : ST 10 yaitu 81,167 kg/cm2 dan
terrendah pada perbandingan UF 80 : ST 20 yaitu 53,638 kg/cm2.
Faktor yang mempengaruhi rendah tingginya nilai MOR yang dihasilkan
diduga disebabkan rendahnya kerapatan papan yang dihasilkan, sehingga ikatan
antar partikel menjadi kurang rapat dan kompak yang dapat menyebabkan
kecilnya nilai keteguhan papan. Semakin tinggi tingkat kerapatan papan partikel,
maka akan semakin tinggi sifat keteguhan papan partikel yang dihasilkan
(Haygreen dan Bowyer 1996). Selain kerapatan, tingginya kadar air diduga juga
dapat menurunkan nilai MOE seperti yang dikatakan oleh Tsoumis (1991) bahwa
kadar air berkontribusi terhadap penurunan kekuatan.
Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95% menunjukkan
bahwa banyaknya jumlah perekat dan jumlah styrofoam perbandingan
pencampuran perekat UF dan ST berpengaruh nyata terhadap nilai MOR papan
partikel BKS pada taraf nyata 5% (Lampiran 9). Hasil uji lanjut duncan
mengetahui kadar banyaknya jumlah perekat 100% UF dan jumlah 0% ST dengan
90% UF dan 10% merupakan yang terbaik. Hal ini dikarenakan MOR kedua
berbandingan tersebut tertinggi dibandingkan dengan yang lain. Berdasarkan nilai
MOR yang dihasilkan pada penelitian ini masih belum mencapai standard SNI
03-2105-2006 atau nilai MOR masih dibawah 82 kg/cm2.
Hasil penelitian keteguhan rekat internal papan partikel BKS dengan
variasi perekat Urea formaldehid dan styrofaom berkisar antara 0,85 - 6,11
kg/cm2. Rekapitulasi rata-rata nilai kerapatan dapat di lihat pada Gambar 12 dan
data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3.
Gambar 12. Diagram nilai IB papan partikel
Pada Gambar 12 dapat dilihat bahwa nilai IB papan partikel BKS yang
diperoleh bervariasi dari banyaknya jumlah perekat UF dan jumlah styrofoam.
Rata-rata nilai IB tertinggi pada perbandingan UF 100 : ST 0 yaitu 6,11 kg/cm2
dan terrendah pada perbandingan UF 70 : ST 30 yaitu 0,85 kg/cm2.
Pada Gambar 10 terlihat bahwa banyaknya jumlah ST yang diberikan
tidak berpengaruh terhadap nilai IB papan partikel BKS. Sebaliknya banyaknya
jumlah perekat yang diberikan meningkatkan nilai IB papan partikel yang
dihasilkan. Hal ini diduga disebabkan karena semakin banyak perekat yang
ditambahkan maka ikatan antar partikel dalam lembaran papan semakin kompak
(1996), sifat IB akan semakin sempurna dengan bertambahnya jumlah perekat
yang digunakan dalam proses pembuatan papan partikel.
Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95% menunjukkan
bahwa dapat diketahui bahwa kadar perbandingan pencampuran perekat UF dan
ST berpengaruh nyata terhadap IB papan partikel BKS pada taraf nyata 5 %
(Lampiran 10). Hasil uji lanjut duncan menunjukan perbandingan UF 100% : ST
0%, UF 90% : ST 10% dan UF 80% : ST 20% adalah perbandingan yang terbaik
dikarenakan telah memenuhi SNI 03-2105-2006 . Pada perbandingan ini jumlah
perekat UF yang digunakan lebih banyak, sehingga pada saat pencampuran
dengan serbuk perekat UF dapat menyebar dengan rata di antara partikel dan
styrofoam yang digunakan pada saat pengempaan dan merupakan perbandingan
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan1. Pengaruh komposisi perekat UF dah bahan pengisi styrofoam terhadap sifat
fisis papan partikel BKS dihasilkan rata-rata nilai kerapatan 0.565 - 0.627
g/cm3, kadar air 7,45 - 8,23 % , daya serap air 111,84 - 81,66 %, dan
pengembangan tebal 9,99 - 16,35 %.
2. Pengaruh komposisi perekat UF dah bahan pengisi styrofoam terhadap sifat
mekanis papan partikel BKS dihasilkan rata-rata nilai modulus elastis (MOE)
antara 6419,87 – 8660,58 kg/cm2, modulus patah (MOR) antara 53,638 –
81,167 kg/cm2 dan keteguhan rekat internal (IB) antara 0,85 - 6,11 kg/cm2.
3. Komposisi terbaik perekat UF dan bahan pengisi styrofoam pada sifat fisis
melaui SNI 03-2105-2006 rata-rata nilai kerapatan 0,627 g/cm3 (UF 90 % :
ST 10 %), kadar air 8,23 % (UF 70 % : ST 30 %), daya serap air 81,66 % (UF
100 % : ST 0 %), pengembang tebal 9,99 % ( UF 90 % : ST 10 % ). Pada sifat
mekanis melalui SNI 03-2105-2006 rata-rata nilai modulus elastis (MOE)
8660,58 kg/cm2 ( UF 90 % : ST 10 % ), modulus patah (MOR) 81,167 kg/cm2 (
UF 90 % : ST 10 % ) dan keteguhan rekat internal (IB) 6,11 kg/cm2 ( UF 10 %
SARAN
Perlunya dilakukan penelitian lebih lanjut pada perbandingan UF dan ST
dengan BKS sebagai bahan baku papan partikel yang tidak mencapai SNI
03-2105-2006 agar dapat meningkatkan kualitas papan partikel dari limbah batang
kelapa sawit dengan salah satu cara meningkatkan kadar perekat yang akan
DAFTAR PUSTAKA
Achmadi. S. 1990. Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi. Pusat Antara Universitas Ilmu Hayat. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Bakar, E.S. 2003. Kayu Sawit Sebagai Substitusi Kayu dari Hutan Alam. Forum Komunikasi Teknologi dan Industri Kayu Jurusan Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB Volume 2/1/Juli 2003. Bogor.
Balfas, J. 2003. Potensi Kayu Sawit Sebagai Alternatif Bahan Baku Industri Perkayuan. Makalah Seminar Nasional Himpunan Alumni-IPB dan HAPKA Fakultas Kehutanan IPB Wilayah Regional Sumatera Utara. Medan.
Billmeyer, F. 1984. Textbook of Polymer Science. John Wiley & Sons Inc. Singapura.
[BPOM] Badan Pengawasan Obat dan Makanan. 2008. Kemasan Polistirena Foam (Styrofoam), Info POM, Vol. 9, No. 5, September 2008, ISSN 1829-9334, Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia. Jakarta.
Choon, K.K., W. Killman, L.S. Choon dan H. Mansor. 1991. Oil Palm Utilisation: review of research. Forest Research Institute Malaysia. Kepong.
Crawford, J. 1998. Ten Common Fallacies About Bilingual Education. In ERIC Digest EDO–FL-98-10. http://www. ERICdigest.org.
Direktorat Jendral Perkebunan. 2010. Luas areal Kelapa Sawit Menurut Provinsi
di Seluruh Indonesia.
Dumanauw, J. F.1990. Mengenal Kayu. Penerbit Kanisius. Jakarta.
[FAO] Food and Agriculture Organization. 1996. Plywood and Other Wood Based Panels. Food and Agriculture Organization of the United Nation, Rome.
Febrianto, F dan E. S. Bakar. 2004. Kajian Potensi, Sifat-Sifat Dasar dan Kemungkinan Pemanfaatan Kayu Karet dan Biomassa Sawit di Kabupaten Musi Bayuansi. Lembaga Manajemen Agribisnis dan Agroindustri. Institut Pertanian Bogor.
Haygreen J.G dan J.L Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Suatu Pengantar. Hadikusumo SA, penerjemah; Prawirohatmodjo S, editor. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.
Kliwon, S dan Iskandar M. I 2008 Teknologi Kayu Lapis dan Produk Sekundernya. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Departemen Kehutanan. Bogor.
Maloney, T.M. 1993. Modern Particle Board and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman, inc Sanfransisco Javans Agrie. Sanfransisco.
Prayitno, T. A. dan Darnoko. 1994. Karakteristik Papan Partikel dari Pohon Kelapa Sawit. Berita Pusat Penelitian Kelapa Sawit 2. Medan.
Standar Nasional Indonesia. 2006. Revisi SNI 03-2105-1996, Mutu Papan Partikel-SNI 03-2105-2006. Badan Standar Indonesia.
Susila RW. 2003. Peta perencanaan dan Peluang Investasi pada Regenerasi Perkebunan Kelapa Sawit di Indonesia. Seminar Nasional : Mengantisipasi Regenerasi Pertama Perkebunan Kelapa Sawit di Indonesia 9 -10 April 2003. Bali: Max Havelaar Indonesia Foundation.
Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood. Van Nostran. New York.
