BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Papan PartikelDalam istilah umum papan partikel merupakan panel yang disusun dari bahan berlignoselulosa (biasanya kayu), terutama dalam bentuk potongan kayu atau partikel yang digabungkan dengan resin sintesis atau bahan pengikat lain dan diikat bersama dibawah kempa panas dimana ikatan antar partikel terjadi karena penambahan bahan pengikat, dan bahan lain mungkin ditambahkan untuk meningkatkan kualitas papan (Maloney 1993). Bentuk partikel dalam pembuatan papan partikel terdapat delapan macam (Bowyer et al. 2003), yaitu :
a. Pasahan (shaving) – partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu. Bervariasi dalam ketebalannya dan sering tergulung.
b. Serpih (flake) – partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang telah dikhususkan, seragam ketebalannya, dengan orientasi serat sejajar permukaan.
c. Tatal (chip) – sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang besar atau pemukul, seperti dengan mesin pembuat tatal kayu pulp.
d. Serbuk gergaji (saw dust) – dihasilkan oleh pemotongan gergaji.
e. Kerat (sliver) – hampir persegi potongan melintangnya, dengan panjang paling sedikit 4 kali ketebalannya.
f. Wol kayu (wood wool/exelsior) – keratan yang panjang, berombak, ramping. g. Untaian (strand) – pasahan panjang, tetapi pipih dengan permukaan yang
sejajar.
h. Bentuk biskit (wafer) – seperti serpih tetapi lebih besar. Biasanya lebih dari 0,025 inci tebalnya dan lebih dari 1 inci panjangnya. Mungkin meruncing ujungnya.
Menurut Maloney (1993) tahapan dalam proses pembuatan papan partikel secara berturut-turut adalah penyiapan partikel, pengeringan partikel, klasifikasi, pencampuran perekat, pembentukan lembaran, kempa pendahuluan, kempa panas, pendinginan (hotstacking), edge trimming dan sanding. Apabila dibandingkan
dengan kayu solid asalnya papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti bebas dari mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan keb
untuk dikerjakan, memiliki sifat isotropis dan kualitasnya mudah diatur.
Selain penggunaan pengikat sintetis bahan pengikat mineral (terutama semen Portland) digunakan dalam beberapa produk papan partikel. umumnya yang terpenting dari produk ini adalah produk berkerapatan rendah yang berpori yang dihasilkan dari kayu ekselsior (wol kayu). Produk ini sangat cocok untuk negara-negara berkembang karena dapat diproduksi dengan metode pembentukan secara man
pengikat mineral yang terdapat secara lokal. Papan wol semen cocok untuk permukaan dinding eksterior dan interior dan untuk pembuatan dek bangunan bangunan umum dan komersial (
2.2 Diphenylmethane
Perekat isosianat merupakan hasil dari rantai uretan. Molekul yang mengandung dua gugus isosianat disebut diisosianat. Isosianat dapat digolongkan sebagai aromatik seperti
kayu terhubung secara kimia dengan perekat ini sehingga menghasilkan ikatan yang sangat kuat. Ikatan ini tahan terhadap air, asam, dan cairan lain. Kelebihan perekat ini adalah tidak ada air yang terkandung dalam sistem. Semua resin diaplikasikan dan digunakan se
adalah biayanya yang lebih mahal. Isosianat harus ditangani dengan hati untuk mencegah timbulnya masalah kesehatan pekerja (Maloney 1993). kimia MDI dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Struktur kimia
dengan kayu solid asalnya papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti bebas dari mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah untuk dikerjakan, memiliki sifat isotropis dan kualitasnya mudah diatur.
Selain penggunaan pengikat sintetis bahan pengikat mineral (terutama semen Portland) digunakan dalam beberapa produk papan partikel. umumnya yang terpenting dari produk ini adalah produk berkerapatan rendah yang berpori yang dihasilkan dari kayu ekselsior (wol kayu). Produk ini sangat negara berkembang karena dapat diproduksi dengan metode pembentukan secara manual yang sangat sederhana, dengan menggunakan pengikat mineral yang terdapat secara lokal. Papan wol semen cocok untuk permukaan dinding eksterior dan interior dan untuk pembuatan dek bangunan bangunan umum dan komersial (Bowyer et al. 2003).
hane Diisocyanate (MDI)
Perekat isosianat merupakan hasil dari rantai uretan. Molekul yang mengandung dua gugus isosianat disebut diisosianat. Isosianat dapat digolongkan sebagai aromatik seperti diphenylmethane diisocyanaet (MDI). Bagian hidroksil rhubung secara kimia dengan perekat ini sehingga menghasilkan ikatan yang sangat kuat. Ikatan ini tahan terhadap air, asam, dan cairan lain. Kelebihan perekat ini adalah tidak ada air yang terkandung dalam sistem. Semua resin diaplikasikan dan digunakan sebagai perekat. Kelemahan penggunaan perekat ini adalah biayanya yang lebih mahal. Isosianat harus ditangani dengan hati untuk mencegah timbulnya masalah kesehatan pekerja (Maloney 1993). kimia MDI dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Struktur kimia diphenylmethane diisocyanate (MDI)
dengan kayu solid asalnya papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti bebas dari mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan kerapatan papan partikel dapat utuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah untuk dikerjakan, memiliki sifat isotropis dan kualitasnya mudah diatur.
Selain penggunaan pengikat sintetis bahan pengikat mineral (terutama semen Portland) digunakan dalam beberapa produk papan partikel. Pada umumnya yang terpenting dari produk ini adalah produk berkerapatan rendah yang berpori yang dihasilkan dari kayu ekselsior (wol kayu). Produk ini sangat negara berkembang karena dapat diproduksi dengan metode ual yang sangat sederhana, dengan menggunakan pengikat mineral yang terdapat secara lokal. Papan wol semen cocok untuk permukaan dinding eksterior dan interior dan untuk pembuatan dek bangunan-
Perekat isosianat merupakan hasil dari rantai uretan. Molekul yang mengandung dua gugus isosianat disebut diisosianat. Isosianat dapat digolongkan (MDI). Bagian hidroksil rhubung secara kimia dengan perekat ini sehingga menghasilkan ikatan yang sangat kuat. Ikatan ini tahan terhadap air, asam, dan cairan lain. Kelebihan perekat ini adalah tidak ada air yang terkandung dalam sistem. Semua resin bagai perekat. Kelemahan penggunaan perekat ini adalah biayanya yang lebih mahal. Isosianat harus ditangani dengan hati-hati untuk mencegah timbulnya masalah kesehatan pekerja (Maloney 1993). Struktur
Menurut Pizzi (1983) senyawa kimia organik isosianat dasar dikembangkan di Jerman pada akhir tahun 1930 dan perekat berdasarkan isosianat digunakan pertama kali di pertengahan tahun 1940. Pelopor penggunaan
diisocyanate sebagai perekat kayu adalah Deppe Ernst pada 1951. Sebagai konsekuensi pekerjaannya, pembuatan papan partikel komersial dengan menggunakan MDI dimulai di Jerman pada tahun 1975. Keuntungan menggunakan perekat isosianatdibandingkan perekat berbahan dasar resin adalah (Marra 1992):
a. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit untuk memproduksi papan dengan kekuatan yang sama.
b. Dapat menggunakan suhu kempa yang lebih rendah. c. Memungkinkan penggunaan kempa yang lebih cepat. d. Lebih toleran pada partikel berkadar air tinggi. e. Energi untuk pengeringan lebih sedikit dibutuhkan. f. Stabilitas dimensi papan yang dihasilkan lebih stabil. g. Tidak ada emisi formaldehid.
2.3 Sengon (Paraserianthes falcataria (L.) Nielsen)
Kayu sengon memiliki nama lain jeunjing (Sunda), sengon laut (Jawa), tedehu pute (Sulawesi), rare, selwoku, seka, sika, sika bot, sikas, tawa sela, (Maluku), bae, bai, wahagon, wai (Papua) (Martawijaya et al. 2005). Menurut Krisnawati et al. (2011b) taksonomi sengon adalah sebagai berikut :
Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Rosales Familia : Fabaceae Subfamili : Mimosoideae Genus : Paraserianthes
Menurut Mandang & Pandit (2002) ciri utama kayu sengon adalah warna kayunya putih sampai coklat muda kemerahan, porinya soliter dan berganda radial, parenkima baur, dan kayunya lunak.
Sengon dapat tumbuh pada tanah yang tidak subur dan agak sarang, tanah kering maupun becek atau agak asin. Tanaman muda tahan kekurangan zat asam sampai 31,5 hari. Jenis ini menghendaki iklim basah sampai agak kering, pada dataran rendah hingga ke pegunungan sampai ketinggian 1500 m dari permukaan laut (Martawijaya et al. 2005).
Menurut Pandit & Kurniawan (2008) kayu sengon memiliki berat jenis rata-rata 0,33 (0,24-0,49), dan kelas kuat IV-V. Kayu sengon dapat digunakan untuk bahan bangunan perumahan terutama di pedesaan, peti, papan partikel, papan serat, papan wol semen, kelom, dan barang kerajinan lainnya. Berdasarkan penelitian Ikhsan (2011) papan partikel sengon berkerapatan 0,8 g/cm3 memiliki nilai MOE (Modulus of Elasticity) 15756,67 kg/cm2 dan nilai MOR (Modulus of Rupture) 186,33 kg/cm2. Saat ini sengon memiliki nama latin lain Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & Grimes (Charomaini dan Ismail 2008).
2.4 Manii (Maesopsis eminii Engl.)
Kayu manii dikenal dengan nama lain kayu afrika karena jenis ini tumbuh alalmi di Afrika dari Kenya hingga Liberia antara 8o LU dan 16o LS, kebanyakan ditemukan di hutan tinggi dalam ekosistem antara hutan dan sabana. Ciri umum kayu manii antara lain kayu gubal bewarna putih sedangkan bagian teras memiliki warna kuning sampai kecoklatan. Hal tersebut mengidentifikasikan kandungan zat ekstraktif kayu manii lebih banyak pada kayu teras. Kayu manii memiliki berat jenis rata-rata 0,43 (0,34-0,46). Berdasarkan nilai berat jenis tersebut maka kayu manii dapat digolongkan ke dalam kayu dengan kekuatan rendah dan memiliki kelas kuat III-IV. Kayu manii memiliki kadar selulosa 47,19%, kadar lignin 20,45%, kadar abu 0,28-1,94%, dan kelarutan ekstraktif dalam air panas 2,75%. Kayu manii merupakan jenis pohon cepat tumbuh dan serbaguna yang mempunyai kekuatan sedang hingga kuat, biasanya digunakan untuk konstruksi, kotak dan tiang (Wahyudi et al. 1996). Berdasarkan penelitian Ikhsan (2011) nilai
MOE dan MOR papan partikel manii berkerapatan 0,8 kg/cm3 berturut-turut adalah 9336 kg/cm2 dan 128,67 kg/cm2.
2.5 Mangium (Acacia mangium Willd.)
Kayu mangium memiliki nama lain kasia, kihia (Sunda), akasia (berlaku umum) (Mandang & Pandit 2002). Krisnawati et al. (2011a) taksonomi mangium adalah sebagai berikut :
Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Rosales Famili : Leguminoseae Subfamili : Mimosoideae Genus : Acacia
Spesies : Acacia mangium Willd.
Ciri utama kayu mangium adalah kayu berwarna coklat, pori soliter dan berganda radial, terdiri atas 2-3 pori, parenkima selubung, kadang-kadang bentuk sayap pada pori berukuran kecil, jari-jari sempit, pendek dan agak jarang (Mandang & Pandit 2002).
Kayu mangium bagian teras berwarna coklat pucat sampai cokla tua, kadang-kadang coklat zaitun sampai coklat kelabu, batasnya tegas dengan bagian gubal yang berwarna kuning pucat sampai kuning jerami. Kayu mangium memiliki corak polos atau berjalur-jalur berwarna gelap dan terang bergantian pada bidang radial. Teksturnya halus sampai agak kasar dan merata, arah seratnya lurus, kadang-kadang berpadu, permukaan agak mengkilap dan licin. Berat jenis rata-rata kayu mangium adalah 0,61 (0,43-0,66), termasuk dalam kelas kuat II-III. Berdasarkan penelitian Ikhsan (2011) nilai MOE dan MOR papan partikel mangium berkerapatan 0,8 kg/cm3 adalah 14714 kg/cm2 dan 128,33 kg/cm2.
Biasanya kayu mangium digunakan untuk bahan konstruksi ringan sampai berat, rangka pintu dan jedela, lemari, lantai, papan, dinding, tiang, tiang pancang, gerobak, dan rodanya, pemeras minyak, gagang alat, alat pertanian, kotak dan
batang korek api, papan partikel, papan serat, vinir, dan kayu lapis, pulp dan kertas, selain itu baik juga untuk kayu bakar dan arang (Pandit & Kurniawan 2008).
2.6 Bambu Betung (Dendrocalamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne)
Dendrocalamus asper disebut juga giant bamboo (Inggris), bambu betung, awi bitung (Sunda), buluh batung (Batak). Tersebar di Sumatera, Jawa Timur, Bali, Kalimantan, Sulawesi Selatan, Seram dan Papua Barat (Dransfield & Widjaja 1995). Menurut Balai Pustaka (1980) bambu betung merupakan jenis bambu yang banyak ditanam di Asia tropika. Asal usulnya tidak diketahui secara pasti. Bambu ini dapat, dijumpai dan tumbuh baik di tempat-tempat mulai dari dataran rendah sampai ketinggian 2000 m di atas permukaan laut. Jenis ini akan tumbuh dengan baik bila tanahnya cukup subur, terutama di daerah beriklim tidak terlalu kering.
Bambu betung memiliki rumpun yang agak sedikit rapat. Tinggi buluhnya sampai 20 m dan bergaris tengah sampai 20 cm. buku-bukunya sering mempunyai akar-akar pendek yang menggerombol. Panjang ruas 40-60 cm. dinding buluh cukup tebal yaitu 1-1½ cm. cabang-cabang yang bercabang lagi hanya terdapat di buku-buku bagian atas. Cabang primer lebih besar dari cabang yang lain (Balai Pustaka 1980). Berdasarkan penelitian Lucky (2011) papan partikel bambu betung berkerapatan 0,6 g/cm3 memiliki nilai MOE berkisar antara 13380 kg/cm2-15193 kg/cm2 dan nilai MOR berkisar antara 116 kg/cm2-167 kg/cm2.
2.7 Rayap
Agen-agen biologis menjadi penyebab utama dalam kemunduran kualitas kayu, seperti cendawan yang menyebabkan noda, pelunakan, dan pembusukan; pengebor laut, terutama cacing laut dan kerang-kerang laut kecil; serangga termasuk rayap dan semut (Bowyer et al. 2003).
Menurut Nandika et al. (2003) rayap adalah serangga sosial yang hidup dalam suatu komunitas yang disebut koloni. Mereka tidak memiliki kemampuan untuk hidup lebih lama bila tidak dalam koloninya. Komunitas tersebut bertambah efisien dengan adanya spesialisasi (kasta) dimana masing-masing kasta
mempunyai bentuk dan peran yang berbeda, yaitu: kasta prajurit, kasta pekerja, dan kasta reproduktif.
Kasta prajurit dapat dengan mudah dikenali dari bentuk kepalanya yang besar dan mengalami penebalan yang nyata. Peranan kasta prajurit adalah melindungi koloni terhadap gangguan dari luar, khususnya semut dan vertebrata predator. Kasta pekerja merupakan anggota yang sangat penting dalam koloni rayap. Tidak kurang dari 80-90% populasi dalam koloni rayap merupakan individu-individu kasta pekerja. Kasta pekerja umumnya berwarna putih pucat dengan kutikula hanya sedikit mengalami penebalan sehingga tampak menyerupai nimfa. Kasta pekerja bertugas memberi makan ratu, mencari sumber makanan, menumbuhkan jamur dan memeliharanya. Kasta reproduktif terdiri atas individu-individu seksual yaitu; betina (ratu) yang tugasnya bertelur dan jantan (raja) yang tugasnya membuahi betina (Nandika et al. 2003).
Secara umum aktivitas makan rayap dicirikan oleh beberapa hal penting, yaitu sumber makanan rayap adalah selulosa, adanya hubungan antara rayap dengan organisme simbion pada saluran pencernaannya, yaitu protozoa pada rayap tingkat rendah dan bakteri pada rayap tingkat tinggi (Famili Termitidae) dan perilaku trofalaksis (Nandika et al. 2003).
Rayap C. curvignathus dikenal sebagai hama tanaman yang utama. Beberapa jenis tanaman perkebunan yang banyak diserang hama tersebut adalah pohon kelapa, karet, coklat, dan kelapa sawit (Nandika et al. 2003).
Sejumlah serangga, khususnya rayap dan kumbang perusak kayu menyebabkan kerugian finansial yang besar dan menjai perhatian di daerah yang luas di Amerika Utara. Sejumlah besar serangga lain penting di daerah-daerah khusus di dunia karena perusakannya terhadap kayu tegakan, kayu bulat, dan produk-produk kayu dalam pemakaian (Bowyer et al. 2003).
2.8 Pelapukan Kayu
Cendawan yang menyebabkan pembusukan atau pewarnaan kayu dan bahan-bahan selulosa yang lain adalah tumbuhan-tumbuhan sederhana yang tidak mengandung klorofil. Karena tidak dapat memproduksi makanannya sendiri, cendawan harus memperoleh energinya dari bahan-bahan organik yang lain.
Komponen karbohidrat dan lignin kayu memberikan makanan pada variasi cendawan yang luas. Benang-benang hifa (miselium) cendawan mengeluarkan enzim yang memecahkan bahan-bahan karbohidrat, dan kadang-kadang lignin, ke dalam senyawa-senyawa sederhana seperti gula yang dapat digunakan sebagai energi (dimetabolisasi). Untuk menggunakan selulosa, hemiselulosa, atau lignin sebagai makanan, cendawan harus dapat menguraikan komponen-komponen sel ini ke dalam molekul-molekul sederhana yang dapat dimetabolisasikan (Bowyer
et al. 2003).
2.9 Jamur Pelapuk Kayu
Jamur subdivisi Basidiomycetes dapat termasuk dalam jamur pembusuk coklat (brown-rot) dan jamur pembusuk putih (white-rot). Pada pembusuk coklat terutama mendegradasi polisakarida kayu. Tetapi juga ada perubahan dan degradasi tertentu pada lignin. Kayu menjadi coklat dan rapuh. Kebanyakan jamur pembusuk coklat menyerang kayu lunak. Kekuatan mekanik berkurang setelah periode singkat inkubasi. Degradasi disertai dengan penyusutan longitudinal tak normal dan perubahan bentuk dinding-dinding sel. Pada pembusuk putih jamur mendegradasi lignin maupun polisakarida. Kayu yang terdegradasi menjadi putih dan lunak. Kebanyakan jamur pembusuk putih lebih suka pada kayu keras. Penyerangan oleh pembusuk putih menyebabkan penurunan sifat-sifat kekuatan dan pembengkakan (Fengel & Wegener 1983). Jamur pelapuk kayu
Schizophyllum commune merupakan salah satu jamur kelas Basidiomycetes yang memiliki daya serang (virulensi) tinggi dan banyak ditemukan di Indonesia (Herliyana et al. 2011a).
2.10 Keawetan Kayu
Keawetan alami kayu adalah ketahanan alami kayu terhadap serangan organisme perusak yang datang dari luar, seperti misalnya jamur, serangga,
marine borer, dan lain-lain. Karena sifat kayu yang sangat beragam, maka tingkat ketahanan kayu tersebut sangat beragam pula. Ada beberapa faktor yang berpengaruh terhadap tingkat ketahanan kayu dari serangan faktor perusak yaitu faktor luar dan faktor dalam. Faktor luar berkaitan dengan kondisi lingkungan
dimana kayu tersebut digunakan, sedangkan faktor dalam adalah pengaruh komponen kimia dari kayu yang bersangkutan. Kandungan zat ekstraktif di dalam kayu memang paling kecil dibandingkan dengan kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin, akan tetapi pengaruhnya cukup besar terhadap sifat kayu dan sifat pengolahannya, antara lain yang sangat penting adalah keawetan alami kayu (Syafii 1996).
