pengaruh kadar perekat urea formaldehyde · pdf filegambar 4.1 grafik hubungan kadar air...
TRANSCRIPT
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
1
PENGARUH KADAR PEREKAT UREA FORMALDEHYDE PADA PEMBUATAN
PAPAN PARTIKEL SERAT PENDEK ECENG GONDOK
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
HESTY RODHES SINULINGGA
NIM : 040801017
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
2
PERSETUJUAN
Judul : PENGARUH KADAR PEREKAT UREA
FORMALDEHYDE PADA PEMBUATAN
PAPAN PARTIKEL SERAT PENDEK
ENCENG GONDOK
Kategori : SKRIPSI
Nama : HESTY RODHES SINULINGGA
Nomor Induk Mahasiswa : 040801017
Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di
Medan, Maret 2009
Diketahui Oleh,
Pembimbing I Pembimbing II
Drs. Aditia Warman, M.Si Jamaludin Malik, S.Hut,M.T
NIP. 131 273 461 NIP. 710 028 503
Ketua Departemen Fisika
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 130 810 771
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
3
PERNYATAAN
PENGARUH KADAR PEREKAT UREA FORMALDEHYDE
PADA PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL SERAT PENDEK ENCENG GONDOK
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Maret 2009
HESTY RODHES SINULINGGA
040801017
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
4
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang Pemurah dan Maha
Penyayang, dengan limpah kurnia-Nya kertas kajian ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang
telah ditetapkan.
Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Bapak Drs. Aditia Warman,M.Si selaku
pembimbing Akademik, Bapak Jamaludin Malik, S.Hut,M.T selaku pembimbing di Pusat
Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberikan
panduan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan
kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Físika, Dr. Marhaposan Situmorang dan Dra. Justinon,
M.Si., Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara, dan semua Dosen pada Departemen Fisika FMIPA USU, Pegawai di FMIPA
USU, rekan-rekan mahasiswa khususnya stambuk 2004, yang turut serta membantu dalam
penyelesaian kajian ini.
Akhirnya, tidak terlupakan kepada ibunda tercinta Ibu Manis Sembiring serta saudara-
saudara saya Friska Gesilla S dan Dwi Andika S yang selalu mendukung saya dalam penyelesaian
skripsi ini baik dalam moril, materi dan doa. Semoga Tuhan selalu memberikan kesehatan, umur
panjang dan berkat kepada kita semua, Amin
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
5
ABSTRAK
Pada penelitian ini, papan partikel dibuat dari serat pendek enceng gondok dengan memvariasikan
kadar perekat Urea Formaldehyde 6%, 8%, 10%, 12% dan 14%. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh kadar perekat tersebut terhadap sifat fisis (kadar air dan kerapatan) dan sifat
mekanik (keteguhan patah, kuat lentur dan kuat pegang sekrup) yang akan dibandingkan dengan
standar JIS A 5908-2003.
Dari penilitian ini, diketahui bahwa semakin meningkatnya kadar perekat dapat
meningkatkanmutu dari papan partikel. Dimana dengan bertambahnya kadar perekat UF, maka
hasil pengujian sifat fisis dan sifat mekanis dari papan partikelserat pendek enceng gondok juga
semakin meningkat.
Pada pengujian sifat fisis, yaitu pengujian kadar air papan partikel memenuhi standar JIS
A 5908-2003 pada kadar perekat 12% dan 14%, sedangkan pengujian kerapatan papan partikel
telah memenuhi standar JIS A 5908-2003.
Pada pengujian sifat mekanis, yaitu pengujian keteguhan patah papan partikel memenuhi
standar JIS A 5908-2003 pada kadar perekat 12% dan 14%. Pengujian kuat lentur papan partikel
tidak memenuhi standar JIS A 5908-2003. sedangkan pada pengujian kuat pegang sekrup, hasil
yang diperoleh memenuhi standar JIS A 5908-2003 pada kadar perekat 12% dan 14%.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
6
Influence Of Rate Glue Of Urea Formaldehyde At Making of Short Board Fibre particle of
Thyroid Enceng
ABSTRAC
At this research, particle board made by short fibre of thyroid enceng isn't it rate glue of Urea
Formaldehyde 6%, 8%, 10%, 12% and 14%. This research aim to to know influence of the glue
rate to nature of fisis ( rate irrigate and closeness) and nature of mechanic ( firmness broken, strong
and limber strength hold spanner) to be compared to standard of JIS A 5908-2003.
From this research, known that growing of glue rate can upgrade from particle board.
Where by increasing rate it glue of UF, hence result of examination of nature of fisis and nature of
mechanical the than board of partikelserat short of thyroid enceng also progressively mount.
At examination of[is nature of fisis, that is examination of rate irrigate particle board fulfill
standard of JIS A 5908-2003 at glue rate 12% and 14%, while examination of closeness of particle
board have fulfilled standard of JIS A 5908-2003.
At examination of[is nature of is mechanical, that is examination of firmness broken
particle board fulfill standard of JIS A 5908-2003 at glue rate 12% and 14%. Examination of limber
strength of particle board not fulfill standard of JIS A 5908-2003. while at examination of strength
hold spanner, result of which obtained fulfill standard of JIS A 5908-2003 at glue rate 12% and
14%.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
7
DAFTAR ISI
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Abstrac vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel x
Daftar Gambar xi
Bab 1 Pendahuluan
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Permasalahan 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 3
1.6 Tempat Penelitian 3
1.7 Sistematika Penelitian 3
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
8
Bab 2 Tinjauan Pustaka
2.1 Komposit 5
2.1.1 Serat Sebagai Penguat 7
2.1.2 Matriks 9
2.2 Papan partikel 10
2.2.1 Pengertian Papan Partikel 10
2.2.2 Faktor yang Mempengaruhi Mutu Papan Partikel 11
2.2.3 Mutu Papan partikel 12
2.2.4 Macam Papan Partikel 14
2.3 Enceng Gondok 19
2.3.1 Komposisi Kimia Enceng Gondok 21
2.4 Perekat Urea Formaldehyde 23
Bab 3 Metodologi Penelitian
3.1 Peralatan dan Bahan Pembuatan Papan Partikel 25
3.1.1 Peralatan 25
3.1.2 Bahan 29
3.2 Prosedur Pembuatan Papan Partikel 30
3.3 Diagram Alir Penelitian 31
3.4 Bentuk Sampel Uji 32
3.5 Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis 33
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
9
3.5.1 Pengujian Sifat Fisis 33
3.5.1.1 Pengujian Kadar Air 33
3.5.1.2 Pengujian Kerapatan 33
3.5.2 Pengujian Sifat Mekanik 34
3.5.2.1 Pengujian Keteguhan Patah (MOR) 34
3.5.2.2 Pengujian Kuat Lentur (MOE) 34
3.5.2.3 Pengujian Kuat Pegang Sekrup 35
Bab 4 Hasil Dan Pembahasan
4.1 Hasil 36
4.1.1 Kadar Air 36
4.1.2 Kerapatan 38
4.1.3 Keteguhan Patah (MOR) 40
4.1.4 Kuat Lentur 42
4.1.5 Kuat Pegang Sekrup 44
4.2 Pembahasan 45
4.2.1 Kadar Air 45
4.2.2 Kerapatan 46
4.2.3 Keteguhan Patah (MOR) 47
4.2.4 Kuat Lentur (MOE) 48
4.2.5 Kuat Pegang Sekrup 49
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
10
Bab 5 Kesimpulan Dan Saran
5.1 Kesimpulan 50
5.2 Saran 51
Daftar Pustaka 52
Lampiran 55
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
11
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Standar Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partiikel 13
Tabel 2.2 Kandungan Kimia Enceng Gondok Segar 21
Tabel 2.3 Kandungan Kimia Enceng Gondok Kering 22
Tabel 4.1 Data Pengujian Kadar Air 37
Tabel 4.2 Data Pengujian Kerapatan 39
Tabel 4.3 Data Keteguhan Patah (MOR) 41
Tabel 4.4 Data Kuat Lentur (MOE) 43
Tabel 4.5 Data Kuat Pegang Sekrup 44
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
12
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Orientasi Serat 6
Gambar 2.2 Tanaman Enceng Gondok 22
Gambar 3.1 Kempa Panas 25
Gambar 3.2 Oven 26
Gambar 3.3 Cetakan Papan Partikel 26
Gambar 3.4 Blender Drum 27
Gambar 3.5 Spayer Gun 28
Gambar 3.6 Serat Pendek 29
Gambar 3.7 Pola Pemotongan Contoh Uji 32
Gambar 3.8 Cara Pembebanan Pengujuan MOR dan MOE 35
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Kadar Air Rata-Rata dan Kadar Perekat 45
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Kerapatan Rata-Rata dan Kadar Perekat 46
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Keteguhan patah Rata-Rata dan Kadar Perekat 47
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Kuat Lentur dan Kadar Perekat 48
Gambar 4.5 Grafiik Hubungan Kuat Pegang Sekrup
Rata-Rata dan Kadar Perekat 49
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
13
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG PENELITIAN
Kondisi hutan Indonesia menunjukkan produktivitas yang semakin menurun, padahal
kebutuhan bahan baku kayu di masyarakat semakin meningkat. Di Sumatera Utara sesuai
dengan Keputusan Menteri Kehutanan tahun 2003, jatah produksi kayu tahun 2003 adalah
670.800 m3 kayu bulat, sementara kebutuhan kayu bulat untuk industri dan pertukangan
rata-rata 2,5 juta m3/tahun.
Untuk mengatasi masalah ini, maka perlu dilakukan berbagai usaha seperti efisiensi
pemanfaatan kayu, pemanfaatan kayu secara total, ataupun mencari alternatif melalui
perkembangan teknologi pengolahan kayu dan bahan berlignoselulosa. Dewasa ini
pemenuhan akan kayu telah dipenuhi seefisien mungkin dengan cara pemanfaatan hasil
hutan secara maksimal melalui pembuatan produk-produk kayu dengan memanfaatkan
berbagai macam teknologi, seperti: pengalihan pembuatan papan dari kayu solid menjadi
papan partikel (particle board) yang berasal dari sisa-sisa pengerjaan kayu dari serbuk,
serat (fiber), dan lain-lain.
Papan partikel merupakan salah satu produk dari upaya pengembangan teknologi
dalam pengolahan kayu dan bahan berlignoselulosa lainnya. Tsoumis (1991)
mengemukakan bahwa papan partikal adalah suatu produk komposit yang dibuat dengan
merekatkan partikel berupa potongan kayu yang kecil atau material lain yang mengandung
lignoselulosa. Dengan kata lain bahwa semua bahan berlignoselulosa dapat dipergunakan
sebagai bahan baku dalam pembuatan papan partikel.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
14
Eceng gondok merupakan salah satu komoditi pertanian yang mengandung unsur
lignoselulosa sehingga merupakan bahan baku potensial dalam pembuatan papan partikel
karena regenerasinya/pertumbuhannya relatif cepat. Selama ini pemanfaatan eceng gondok
masih sangat terbatas, sehingga eceng gondok dianggap sebagai gulma yang dapat
menutupi permukaan suatu perairan. Melalui pembuatan papan partikel dari serat eceng
gondok diharapkan dapat terjadi peningkatan nilai tambah dari tanaman eceng gondok dan
dapat menggantikan sebagian penggunaan kayu yang semakin terbatas.
1.2. PERMASALAHAN
Adapun permasalahan pada penelitian ini adalah untuk melihat pengaruh kadar perekat
Urea Formaldehyde pada sifat fisis dan mekanis papan partikel dengan bahan serat enceng
gondok.
1.3. BATASAN MASALAH
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Pengujian sifat fisis :
− Pengujian kadar air
− Pengujian kerapatan
2. Pengujian sifat mekanik :
− Pengujian kuat lentur
− Pengujian keteguhan patah
− Pengujian kuat pegang sekrup
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
15
1.4. TUJUAN PENELITIAN
1. Mengetahui karakterisasi papan partikel dengan menggunakan bahan serat pendek
eceng gondok.
2. Membandingkan kekuatan papan partikel yang terbuat dari serat eceng gondok
dengan standart papan partikel JIS A 5908-2003.
3. Memanfaatkan eceng gondok untuk pembuatan papan partikel guna mengurangi
pencemaran lingkungan.
1.5. MANFAAT PENELITIAN
Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tambahan tentang sifat
fisis dan mekanik papan partikel yang dibuat dari serat eceng gondok dengan perekat UF
dengan variasi 6%, 8%, 10%, 12% dan 14%.
1.6. TEMPAT PENELITIAN
LABORATORIUM PRODUK MAJEMUK, PUSAT PENELITIAN DAN
PENGEMBANGAN HASIL HUTAN, BOGOR
1.7. SISTEMATIKA PENULISAN
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
16
Sistematika penulisan masing – masing Bab adalah sebagai berikut :
BAB I Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, tujuan penelitian, batasan masalah,
manfaat penelitian, tempat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II Tinjauan Pustaka
Bab ini berisi tentang teori yang mendasari penelitian.
BAB III Metodologi Penelitian
Bab ini membahas tentang diagram alir penelitian, peralatan, bahan-bahan,
pembuatan sampel uji, pengujian sampel.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang hasil penelitian dan menganalisa data yang diperoleh
dari penelitian.
BAB V Kesimpulan
Menyimpulkan hasil-hasil yang didapat dari penelitian dan memberikan saran
untuk penelitian lebih lanjut.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
17
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 KOMPOSIT
Perkembangan teknologi material telah melahirkan suatu material jenis baru yang
dibangun secara bertumpuk dari beberapa lapisan. Material inilah yang disebut material
komposit. Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material dan dirancang untuk
mendapatkan kombinasi karakteristik terbaik dari setiap komponen penyusunnya. Pada
dasarnya, komposit dapat didefinisikan sebagai campuran makroskopik dari serat dan
matriks. Serat merupakan material yang (umumnya) jauh lebih kuat dari matriks dan
berfungsi memberikan kekuatan tarik. Sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat
dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan.
Secara umum dikenal tiga kelompok komposit (Feldman, 1995), yaitu :
1. Komposit berserat (berpenguat serat)
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
18
Komposit serat, yaitu komposit yang terdiri dari serat dan matriks (bahan dasar)
yang diproduksi secara fabrikasi, misalnya serat ditambahkan resin sebagai bahan
perekat.
2. Komposit laminer/laminat (penguatnya lembaran, kertas, kain, direkatkan dan
dikenyangkan).
Komposit laminat merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih
yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri.
3. Komposit partikel/partikulat (penguatnya butiran, kerikil, pasir dan serpihan)
Komposit partikel merupakan komposit yang terdiri dari partikel (butiran, kerikil,
pasir, dan serpihan) dan matriks.
Dapat kita ambil satu defenisi umum tentang material komposit yaitu suatu bahan
yang merupakan campuran atau kombinasi dari dua atau lebih unsur-unsur pokok yang
berbeda satu dengan yang lainnya.
Serat lapisan partikel serpihan
Gambar 2.1. orientasi serat
Manfaat utama dari penggunaan komposit adalah mendapatkan kombinasi sifat
kekuatan serta kekakuan tinggi dan berat jenis yang ringan. Dengan memilih kombinasi
material serat dan matriks yang tepat, kita dapat membuat suatu material komposit dengan
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
19
sifat yang tepat sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu struktur tertentu dan tujuan
tertentu pula.
Aplikasi dan pemakaian komposit yang diperkuat dengan serat secara luas dipakai
pada industri-industri. Hal ini menunjukkan perkembangan yang pesat dari material
komposit karena mempunyai sifat yang lebih unggul, antara lain sebagai isolator yang
baik. Ketahanannya baik terhadap air dan zat kimia, dengan demikian bahan komposit
tidak dapat berkarat.
Aplikasi dan pemakian komposit yang diperkuat dengan serat secara luas dipakai
industri pesawat terbang, industri mobil, industri kapal laut, industri kimia, industri listrik,
dan industri perabot rumah tangga.
2.1.1 Serat Sebagai Penguat
Penguat harus merupakan komponen yang lebih kuat jika ditujukan memikul beban,
penguat juga memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi. Demikian pula, tidak terlihat
bahwa ikatan antara matriks dan penguat merupakan suatu yang kritis, karena pada
umumnya beban harus ditransfer dari matriks ke serat atau batang jika penguat diinginkan
untuk berfungsi dengan baik.
Serat merupakan material yang (umumnya) jauh lebih kuat dari matriks dan
berfungsi memberikan kekuatan tarik. Secara umum dapat dikatakan bahwa fungsi serat
adalah sebagai penguat bahan untuk memperkuat komposit sehingga sifat-sifat mekaniknya
lebih kuat, kaku, tangguh, dan lebih kokoh bila dibandingkan dengan tanpa serat penguat.
Selain itu serat juga menghemat penggunaan resin.
Beberapa syarat untuk dapat memperkuat matriks antara lain :
1. Mempunyai modulus elastisitas yang tinggi
2. Kekuatan lentur yang tinggi
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
20
3. Perbedaan diameter serat harus relatif sama
4. Mampu menerima perubahan gaya dari matriks dan mampu menerima gaya yang
bekerja padanya (Feldman, 1995).
Jenis-jenis serat yang dapat digunakan sebagai penguat pada material komposit
secara umum yaitu :
1. Serat organik
2. Serat anorganik
Serat-serat organik dan anorganik umumnya digunakan untuk memperoleh bahan
komposit serat. Serat organik seperti selulosa, propilene dan serat grafit pada umumnya
dikarakterisasi sebagai bahan yang ringan, lentur, elastik dan peka terhadap panas.
Sedangkan serat anorganik seperti serat gelas dan keramik merupakan serat yang paling
tinggi kekuatannya serta terhadap panas.
a. Komposit Serat Pendek
Komposit yang diperkuat oleh serat pendek pada umumnya menggunakan resin
sebagai matriksnya. Dalam pembuatan komposit serat pendek ini dipotong-potong
pendek (20 – 100) mm panjangnya.
Dapat diartikan bahwa serat pendek adalah serat dengan perbandingan antara panjang
dan diameternya < 100 mm. Komposit dengan jenis serat pendek dapat dibagi
menjadi:
i. Bahan komposit yang mengandung orientasi bidang acak
Pembuatan komposit jenis ini dilakukan dengan teknik “hand lay up”. Ukuran
serat dapat dipilih untuk mendapatkan perbedaan jumlah penyebaran serat selama
pencetakan.
ii. Bahan komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang terorientasi ataupun
sejajar satu dengan lainnya.
Untuk mendapatkan komposit jenis ini digunakan teknik yang berbeda dengan
terorientasi acak, yaitu “lay up”. Metode ini khusus digunakan dengan
menggunakan cetak suntik (injection moulding) dan proses ekstruksi.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
21
b. Komposit Serat Panjang
Keistimewaan komposit serat panjang ini adalah lebih mudah diorientasikan jika
dibandingkan dengan serat pendek. Walaupun demikian serat pendek memiliki
kemungkinan rancangan yang lebih banyak. Secara teori serat panjang dapat
menyalurkan suatu pembebanan atau tegangan dari suatu titik pemakainannya. Pada
prakteknya hal ini tidak mungkin karena variabel pembuatan komposit serat penjang
tidak mungkin memperoleh kekuatan tarik melampaui panjangnya. Perbedaan antara
serat pendek dan serat panjang adalah serat pendek dibebani secara tidak langsung dan
kekuatan atau kelemahan matriks akan menentukan sifat dari produk komposit
tersebut, yakni jauh lebih kecil dibandingkan dengan besaran yang terdapat pada serat
panjang. Bentuk serat panjang memiliki kemampuan yang tinggi disamping itu kita
tidak perlu memotong-motong serat.
c. Komposit Serat Acak
Bahan komposit yang mengandung orientasi bidang acak. Pembuatan komposit jenis
ini biasanya dilakukan dengan teknik “hand lay up” dan menggunakan resin termoset.
Ukuran serat dapat dipilih untuk mendapatkan perbedaan jumlah penyebaran serat
selama pencetakan. Dengan adanya distribusi acak, maka nilai fraksi volum serat lebih
rendah dalam komposit sehingga fraksi volum matrik lebih besar (Humaidi, 1998).
2.1.2 Matriks
Matriks merupakan bahan yang digunakan untuk membalut dan menyatukan penguat tanpa
bereaksi secara kimia dengan penguat. Matriks berfunsgsi sebagai :
a. Untuk melindungi komposit dari kerusakan, baik kerusakan mekanik maupun
kerusakan kimiawi.
b. Untuk mengalihkan/meneruskan beban dari luar kepada serat. Hal ini berarti
bahwa matriks menyebarkan dan memisahkan serat-serat sehingga keretakan
tidak dapat berpindah dari satu serat ke serat yang lainnya.
c. Sebagai pengikat.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
22
Secara umum matriks dapat diklasifikasikan atas 2 kelompok, yaitu :
1. Resin Termoplastik
Resin termoplastik merupakan bahan yang dapat lunak apabila dipanaskan dan mengeras
jika didinginkan. Jika dipanaskan akan menjadi lunak dan dapat kembali ke bentuk semula
karena molekul-molekulnya tidak mengalami cross linking (ikat silang). Contoh resin
termoplastik : PP (Poly Propylene), Nylon, PE (Poly Etylene), PVC (Poly Vinyl Chlorida),
PS (Poly Styrene).
2. Resin Termoset
Resin termoset merupakan bahan yang tidak dapat mencair atau lunak kembali apabila
dipanaskan. Resin termoset tidak dapat didaur ulang karena telah membentuk ikatan silang
antara rantai-rantai molekulnya. Sifat mekanisnya bergantung pada unsur molekuler yang
membentuk jaringan, rapat serta panjang jaringan silang (Humaidi, 1998).
2.2 PAPAN PARTIKEL
2.2.1 Pengertian Papan Partikel
Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel kayu yang terbuat
dari partikel-partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan
perekat atau bahan pengikat lainnya kemudian dikempa panas (Maloney, 1993). Menurut
Dewan Standarisasi Nasional (DSN, 1996) dalam SNI 03-2105-1996, papan partikel
merupakan produk kayu yang dihasilkan dari hasil pengempaan panas antara campuran
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
23
partikel kayu atau berlignoselulosa lainnya dengan perekat organic serta bahan pelengkap
lainnya dibuat dengan cara pengempaan mendatar dengan dua lempeng mendatar.
Menurut Iskandar (2009), papan partikel adalah lembaran hasil pengempaan panas
campuran partikel kayu atau bahan berligno selulosa lainnya dengan perekat organik dan
bahan lainnya. Macam partikel kayu : serbuk, tatal, serpih, selumbar, untai dan wafer.
Industri papan partikel merupakan salah satu industri yang dapat memanfaatkan limbah
industri kayu gergajian sebagai bahan bakunya.
Papan partikel adalah panel-panel kayu yang terbuat dari bahan berlignoselulosa
dalam bentuk potongan-potongan kecil atau partikel dari serat yang dicampur dengan
perekat sintetis atau bahan pengikat lain yang direkat dengan metode pengempaan
(Maloney, 1997). Menurut Tsoumis (1991), papan partikel merupakan produk panel yang
dibuat dengan proses perekatan partikel. Papan partikel diproduksi dengan ketebalan 0,02-
4,00 cm.
Menurut Hadi et al.(1992), papan partikel merupakan salah satu panel kayu yang
memiliki keunggulan diantaranya adalah harganya relatif lebih murah, cukup tebal,
kekuatannya memadai dan mempunyai sifat akustik yang bagus. Tetapi papan partikel
mempunyai ketahanan yang rendah terhadap pengaruh air, yaitu papan partikel mudah
menyerap dan dalam keadaan basah sifat-sifat yang berhubungan dengan kekuatan
menurun drastis.
2.2.2 Faktor Yang Mempengaruhi Mutu Papan Parikel
Adapun faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel adalah sebagai berikut (Sutigno,
1994):
1. Berat jenis kayu
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
24
Perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan partikel dengan berat jenis
kayu harus lebih dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar mutu papan partikelnya baik. Pada
keadaan tersebut proses pengempaan berjalan optimal sehingga kontak antar
partikel baik.
2. Zat ekstraktif kayu
Kayu yang berminyak akan menghasilkan papan partikel yang kurang baik
dibandingkan dengan papan partikel dari kayu yang tidak berminyak. Zat ekstraktif
semacam itu akan mengganggu proses perekatan.
3. Jenis kayu
Jenis kayu (misalnya Meranti kuning) yang kalau dibuat papan partikel emisi
formaldehidanya lebih tinggi dari jenis lain (misalnya meranti merah). Masih
diperdebatkan apakah karena pengaruh warna atau pengaruh zat ekstraktif atau
pengaruh keduanya.
4. Campuran jenis kayu
Keteguhan lentur papan partikel dari campuran jenis kayu ada diantara keteguhan
lentur papan partikel dari jenis tunggalnya, karena itu papan partikel structural lebih
baik dibuat dari satu jenis kayu daripada dari campuran jenis kayu.
5. Ukuran partikel
Papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik daripada yang dibuat dari
serbuk karena ukuran tatal lebih besar daripada serbuk. Karena itu, papan partikel
struktural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar.
6. Kulit kayu
Makin banyak kulit kayu dalam partikel kayu sifat papan partikelnya makin kurang
baik karena kulit kayu akan mengganggu proses perekatan antar partikel.
Banyaknya kulit kayu maksimum sekitar 10%.
7. Perekat
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
25
Macam partikel yang dipakai mempengaruhi sifat papan partikel. Penggunaan
perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian
perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun demikian,
masih mungkin terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan dalam
komposisi perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel. Sebagai contoh,
penggunaan perekat urea formaldehida yang kadar formaldehidanya tinggi akan
menghasilkan papan partikel yang keteguhan lentur dan keteguhan rekat
internalnya lebih baik tetapi emisi formaldehidanya lebih jelek.
8. Pengolahan
Proses produksi papan partikel berlangsung secara otomatis. Walaupun demikian,
masih mungkin terjadi penyimpangan yang dapat mengurangi mutu papan partikel.
Sebagai contoh, kadar air hamparan (campuran partikel dengan perekat) yang
optimum adalah 10-14%, bila terlalu tinggi keteguhan lentur dan keteguhan rekat
internal papan partikel akan menurun.
2.2.3 Mutu Papan Partikel
Menurut Sutigno (1994), mutu papan partikel meliputi :
1. Cacat
2. Ukuran
3. Sifat fisis
4. Sifat mekanis
5. Sifat kimia
Dalam standar papan partikel yang dikeluarkan oleh beberapa negara masih mungkin
terjadi perbedaan dalam hal kriteria, cara pengujian, dan persyaratannya. Walaupun
demikian, secara garis besarnya sama. Standar pengujian sifat fisis dan mekanik papan
partikel berdasarkan standar JIS A 5908-2003 dapat kita lihat pada table 2.1.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
26
Tabel 2.1 Standar pengujian sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel
No. Sifat Fisis Mekanis SNI 03-2105-1996 JIS A 5908-2003
1 Kerapatan (gr/cm3) 0,5-0,9 0,4-0,9
2 Kadar Air (%) <14 5-13
3 Daya Serap Air (%) - -
4 Pengembangan Tebal (%) Maks 12 Maks 12
5 MOR (kg/cm2) Min 80 Min 80
6 MOE (kg/cm2) Min 15000 Min 20000
7 Internal Bond (kg/cm2) Min 1,5 Min 1,5
8 Kuat Pegang Skrup (kg) Min 30 Min 30
9 Linear Expansion (%) - -
10 Hardness (N) - -
11 Emisi Formaldehyde (ppm) - Min 0,3
(sumber : Standar Nasional Indonesia dan Japanese Industri Standart)
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
27
2.2.4 Macam Papan Partikel
Menurut Sutigno (1994) ada berbagai macam papan partikel berdasarkan :
1. Bentuk
Papan partikel umumnya berbentuk datar dengan ukuran relatif panjang, relatif
lebar, dan relatif tipis sehingga disebut Panel. Ada papan partikel yang tidak datar
(papan partikel lengkung) dan mempunyai bentuk tertentu tergantung pada acuan
(cetakan) yang dipakai seperti bentuk kotak radio.
2. Pengempaan
Cara pengempaan dapat secara mendatar atau secara ekstrusi. Cara mendatar ada
yang kontinyu dan tidak kontinyu. Cara kontinyu berlangsung melalui ban baja
yang menekan pada saat bergerak memutar. Cara tidak kontinyu pengempaan
berlangsung pada lempeng yang bergerak vertikal dan banyaknya celah (rongga
antara lempeng) dapat satu atau lebih.
Pada cara ekstrusi, pengempaan berlangsung kontinyu diantara dua lempeng yang
statis. Penekanan dilakukan oleh semacam piston yang bergerak vertikal atau
horizontal.
3. Kerapatan
Menurut Tsoumis(1991), berdasarkan kerapatannya papan partikel dapat dibedakan
menjadi 3 jenis, yaitu :
1. Papan partikel kerapatan rendah (0,25-0,4 gr/cm3)
2. Papan partikel kerapatan medium (0,4-0,8 gr/cm3)
3. Papan partikel kerapatan tinggi (0,8-1,2 gr/cm3)
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
28
4. Kekuatan (Sifat Mekanis)
Pada prinsipnya sama seperti kerapatan, pembagian berdasarkan kekuatan pun ada
yang rendah, sedang, dan tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap macam
(tipe) tersebut, tergantung pada standar yang digunakan. Ada standar yang
menambahkan persyaratan beberapa sifat fisis.
5. Macam Perekat
Macam perekat yang dipakai mempengaruhi ketahanan papan partikel terhadap
pengaruh kelembaban, yang selanjutnya menentukan penggunaannya. Ada standar
yang membedakan berdasarkan sifat perekatnya, yaitu interior dan eksterior. Ada
standar yang memakai penggolongan berdasarkan macam perekat, yaitu Tipe U
(urea formaldehida atau yang setara), Tipe M (melamin formaldehida atau yang
setara) dan Tipe P (phenol formaldehida atau yang setara). Untuk yang memakai
perekat urea formaldehida ada yang membedakan berdasarkan emisi formaldehida
dari papan partikelnya, yaitu yang rendah dan yang tinggi atau yang rendah, sedang
dan tinggi.
6. Susunan Partikel
Pada saat membuat partikel dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu halus
dan kasar. Pada saat membuat papan partikel kedua macam partikel tersebut dapat
disusun tiga macam sehingga menghasilkan papan partikel yang berbeda yaitu
papan partikel homogen (berlapis tunggal), papan partikel berlapis tiga dan papan
partikel berlapis bertingkat.
7. Arah Partikel
Pada saat membuat hamparan, penaburan partikel (yang sudah dicampur dengan
perekat) dapat dilakukan secara acak (arah serat partikel tidak diatur) atau arah serat
diatur, misalnya sejajar atau bersilangan tegak lurus. Untuk yang disebutkan
terakhir dipakai partikel yang relatif panjang, biasanya berbentuk untai (strand)
sehingga disebut papan untai terarah (oriented strand board atau OSB).
8. Penggunaan
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
29
Berdasarkan penggunaan yang berhubungan dengan beban, papan partikel
dibedakan menjadi papan partikel penggunaan umum dan papan partikel structural
(memerlukan kekuatan yang lebih tinggi). Untuk membuat mebel, pengikat
dinding dipakai papan partikel penggunaan umum. Untuk membuat komponen
dinding, peti kemas dipakai papan partikel structural.
9. Pengolahan
Ada dua macam papan partikel berdasarkan tingkat pengolahannya, yaitu
pengolahan primer dan pengolahan sekunder. Papan partikel pengolahan primer
adalah papan partikel yang dibuat melalui proses pembuatan partikel, pembentukan
hamparan dan pengempaan yang menghasilkan papan partikel.
Papan partikel pengolahan sekunder adalah pengolahan lanjutan dari papan partikel
pengolahan primer misalnya dilapisi venir indah, dilapisi kertas aneka corak.
Sifat papan partikel dipengaruhi oleh bahan baku pembentuknya, perekat dan
formulasi yang digunakan, serta proses pembuatan papan partikel tersebut mulai dari
persiapan bahan baku kayu, pembentukan partikel sampai proses kempa dan
penyelesaiannya. Penggunaan papan partikel yang tepat akan berpengaruh terhadap lama
dan pemanfaatan yang diperoleh dari papan partikel yang digunakan. Sifat bahan baku
yang berpengaruh terhadap sifat papan partikel antara lain yaitu jenis dan kerapatan kayu,
bentuk dan ukuran bahan baku kayu yang digunakan, kadar air kayu, ukuran dan geometri
partikel kayu, tipe dan penggunaan kulit kayu (Hadi, 1998).
Macam-macam partikel yang biasa digunakan dalam pembuatan papan partikel
menurut Haygreen dan Bowyer (1989) yaitu :
1. Pasahan adalah partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan
apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu.
2. Serpih adalah partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya,
seragam ketebalannya dengan orientasi serat sejajar permukaan.
3. Bentuk biskit adalah serupa bentuk serpih tetapi lebih besar, biasanya lebih dari
0,064 cm tebal dan 2,50 cm panjang dan mungkin meruncing ujungnya.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
30
4. Tatal adalah sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang
besar atau pemukul.
5. Serbuk gergaji dihasilkan dari pemotongan dengan gergaji.
6. Untaian adalah pasahan panjang tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar.
7. Kerat hampir persegi potongan melintangnya dengan panjang paling sedikit
empat kali ketebalannya.
8. Wol kayu adalah kerataan yang panjang, berombak dan ramping.
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989), bentuk bahan baku (serbuk gergaji,
pasahan, tatal atau kayu bundar) mempengaruhi sifat-sifat papan partikel terutama karena
bahan tersebut menentukan ukuran dan bentuk partikel yang dapat dihasilkan dalam mesin
pembuat serpih dan mesin penghalus.
Sifat fisis papan partikel,sifat yang telah dimiliki oleh papan partikel tanpa adanya
pengaruh beban dari luar dan sifatnya tetap. Sifat ini meliputi kerapatan, kadar air, berat
jenis, pengembangan tebal dan penyerapan air (Surjokusumo, et al 1985).
Menurut Tsoumis (1991), sifat mekanis kayu dipengaruhi oleh kekuatan dalam
menahan beban dari luar. Sifat ini dipengaruhi oleh kelembaban, kerapatan, suhu dan
kerusakan kayu. Sifat fisis-mekanis papan partikel meliputi kerapatan , kadar air,
penyerapan air, pengembangan tebal, modulus patah, modulus lentur dan keteguhan rekat
internal.
Menurut Widarmana (1977), kerapatan adalah suatu ukuran kekompakan partikel
dalam lembaran yang tergantung pada besarnya tekanan kempa yang diberikan selama
proses pembuatan lembaran. Makin tinggi kerapatan papan partikel yang akan dibuat
semakin besar tekanan yang digunakan pada saat pengempaan. Sedangkan kadar air papan
partikel akan semakin rendah dengan semakin meningkatnya suhu dan semakin banyaknya
perekat yang digunakan karena ikatan antar partikel akan semakin kuat sehingga air sukar
untuk masuk ke dalam papan partikel.
Menurut Haygreen dan Bowyer (1989), semakin tinggi kerapatan papan partikel
dari suatu bahan baku tertentu maka semakin tinggi kekuatannya, tetapi kestabilan
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
31
dimensinya menurun oleh naiknya kerapatan. Kerapatan papan partikel dipengaruhi oleh
kerapatan kayu. Kerapatan papan partikel merupakan faktor utama dengan kerapatan 5%-
20% lebih tinggi dibandingkan kerapatan kayu. Penambahan perekat akan mempengaruhi
kerapatan dan menghasilkan papan partikel yang berat (Tsoumis, 1991). Menurut Siagian
(1983), berdasarkan hasil analisa ragam kerapatan massa papan serat tidak dipengaruhi
oleh suhu kempa tetapi dipengaruhi oleh tekanan kempa dan kombinasi suhu dan tekanan
kempa.
Nilai pengembangan tebal yang paling kecil merupakan pengembangan yang paling
baik karena dapat mengantisipasi meresapnya air ke dalam papan melalui pori-pori partikel
dan ruang kosong antar partikel secara perlahan (Widiyanto, 2002). Sifat pengembangan
tebal papan serat sejalan dengan sifat daya serap air, yaitu semakin banyak air yang diserap
makin besar pengembangan tebalnya. Semakin tinggi suhu dan tekanan kempa, makin
kecil pengembangan tebal papan serat. Keadaan ini disebabkan pada waktu perendaman
serat akan menarik air kembali sehingga serat-serat papan serat akan kembali menjadi
bentuk semula akibat hilangnya tekanan setelah perendaman (Siagian, 1983).
Menurut hasil penelitian Siagian (1983), pengembangan tebal papan serat setelah
direndam 24 jam berkisar antara 13,6%-54,7%. Sedangkan nilai rataan pengembangan
tebal papan serat terbesar terdapat pada kombinasi suhu 150 oC dan tekanan kempa 0
kg/cm2 yaitu 41,3%. Pengembangan tebal terkecil pada suhu 190 oC dengan tekanan 60
kg/cm2 yaitu 8,3 %. Hasil pengujian beraneka ragam pengembangan tebal papan serat
membuktikan bahwa suhu kempa, tekanan kempa dan kombinasi suhu dan tekanan kempa
sangat mempengaruhi pengembangan tebal papan serat.
Daya serap air suatu papan partikel dipengaruhi oleh jenis partikelnya. Menurut
Siagian (1983), semakin besar tekanan kempa, suhu kempa dan kombinasi keduanya maka
makin kecil daya serap air papan serat. Perbedaan daya serap papan serat terhadap air
berhubungan dengan kerapatan papan yang berbanding terbalik dengan daya serap
terhadap air. Semakin besar kerapatan papan maka makin kecil daya serapnya terhadap air.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
32
Menurut siagian (1983), daya serap air papan serat berkisar antara 14%-67% dan
nilai rataan daya serap air terbesar terdapat pada kombinasi suhu 150 oC dengan tekanan
kempa 0 kg/cm2 yaitu 65,6%, sedangkan daya serap air terkecil terdapat pada
kombinasisuhu 190 oC dengan tekanan kempa 60 kg/cm2 yaitu 14,8%.
Keteguhan rekat internal adalah suatu ukuran ikatan antar partikel dalam lembaran
papan partikel (Ariesanto, 2002). Menurut Haygreen dan Bowyer (1989), internal bond
(IB) adalah suatu uji pengendalian kualitas yang penting karena menunjukkan kebaikan
pencampurannya, pembentukannya dan pengepresannya dan merupakan ukuran terbaik
tentang kualitas pembuatan suatu papan karena menunjukkan ikatan antar partikel.
Modulus patah dan modulus elastisitas menunjukkan tingkat keteguhan papan partikel
dalam menerima beban tegak lurus terhadap permukaan papan partikel (Ariesanto, 2002).
Menurut hasil penelitian Siagian (1983), nilai rataan modulus patah papan serat
berkisar antara 37,21-570,15 kg/cm2. Nilai modulus patah (MOR) dipengaruhi oleh suhu
kempa, tekanan kempa dan kombinasi keduanya. Semakin tinggi kerapatan papan partikel
dari suatu bahan baku tertentu maka semakin tinggi sifat keteguhan dari papan yang
dihasilkan. Modulus patah (MOR) dapat diduga dari nisbah pemadatannya. Lebih banyak
volume kayu yang dipadatkan maka ikatan partikel lebih baik. Semakin banyak perekat
yang digunakan maka semakin tinggi sifat mekanis dan stabilitas papan partikel (Haygreen
dan Bowyer, 1989).
Menurut Maloney (1977) ada beberapa faktor yang mempengaruhi sifat papan
partikel yaitu jenis kayu, tipe bahan baku, tipe partikel, perekat, jumlah dan distribusi
lapisan, aditif, kadar air lapik, pelapisan partikel, profil kerapatan dan particle aligment.
2.3 ENCENG GONDOK
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
33
Enceng gondok (Eichornia crossipes) merupakan tumbuhan air yang tumbuh di rawa-rawa,
danau, waduk dan sungai yang alirannya tenang.
Enceng gondok merupakan tumbuhan rawa atau air, yang mengapung di atas
permukaan air. Di ekosistem air, enceng gondok ini merupakan tanaman pengganggu atau
gulma yang dapat tumbuh dengan cepat (3% per hari). Khususnya di Sumatera Selatan,
enceng gondok ini banyak tumbuh di aliran Sungai Musi ataupun saluran-saluran air
lainnya. Pesatnya pertumbuhan enceng gondok ini mengakibatkan berbagai kesulitan
seperti terganggunya transportasi, penyempitan sungai, dan masalah lain karena
penyebarannya yang menutupi permukaan sungai/perairan. Untuk mengurangi
permasalahan tersebut, maka perlu dilakukan pembersihan sungai/saluran-saluran air.
Supaya enceng gondok ini tidak menumpuk dan menjadi limbah biomassa, maka dapat
dilakukan suatu pemanfaatan alternatif terhadap enceng gondok ini dengan jalan
pembuatan briket arang. Kandungan selulosa dan senyawa organik pada enceng gondok
berpotensi memberikan nilai kalor yang cukup baik. Dengan demikian briket arang dari
enceng gondok ini dapat dimanfaatan sebagai bahan bakar alternatif, disamping dapat
membuat dampak yang sangat baik pula bagi lingkungan (Candra, 2008).
Menurut sejarahnya, enceng gondok di Indonesia dibawa oleh seorang ahli botani
dari Amerika ke Kebun Raya Bogor. Akibat pertumbuhan yang cepat (3% per hari),
enceng gondok ini mampu menutupi seluruh permukaan suatu kolam. Enceng gondok
tersebut lalu dibuang melalui sungai di sekitar Kebun Raya Bogor sehingga menyebar ke
sungai-sungai, rawa-rawa, dan danau-danau di seluruh Indonesia.
Enceng gondok yang berada di perairan Indonesia, mempunyai bentuk dan ukuran
yang beraneka ragam, mulai dari ketinggian beberapa sentimeter sampai 1,5 meter, dengan
diameter mulai dari 0,9 sentimeter sampai 1,9 sentimeter. Enceng gondok dewasa, terdiri
dari akar, bakal tunas, tunas atau stolon, daun, petiole, dan bunga. Daun-daun enceng
gondok berwarna hijau terang berbentuk telur yang melebar atau hampir bulat dengan garis
tengah sampai 15 sentimeter. Pada bagian tangkai daun terdapat masa yang
menggelembung yang berisi serat seperti karet busa. Kelopak bunga berwarna ungu muda
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
34
agak kebiruan. Setiap kepala putik dapat menghasilkan sekitar 500 bakal biji atau 5000 biji
setiap tangkai bunga, sehingga enceng gondok dapat berkembang biak dengan dua cara,
yaitu dengan tunas dan biji.
Pertumbuhan enceng gondok yang sangat cepat (3% per hari) menimbulkan
berbagai masalah, antara lain mempercepat pendangkalan sungai atau danau, menurunkan
produksi ikan, mempersulit saluran irigasi, dan menyebabkan penguapan air sampai 3
sampai 7 kali lebih besar daripada penguapan air di perairan terbuka (Soemarwoto, 1977),
sedangkan Oshawa dan Risdiono (1977) menyatakan bahwa kehilangan air di Rawa Pening
karena penguapan oleh enceng gondok, 4 kali lebih besar daripada penguapan air pada
perairan terbuka.
2.3.1 Komposisi Kimia Enceng Gondok
Komposisi kimia enceng gondok tergantung pada kandungan unsur hara tempatnya
tumbuh, dan sifat daya serap tanaman tersebut. Enceng gondok mempunyai sifat-sifat yang
baik antara lain dapat menyerap logam-logam berat, senyawa sulfida, selain itu
mengandung protein lebih dari 11,5 %, dan mengandung selulosa yang lebih tinggi besar
dari non selulosanya seperti lignin, abu, lemak, dan zat-zat lain.
Pada tabel 2.2, Anonymous (1966) dalam penelitiannya terhadap enceng gondok
dari Banjarmasin mengemukakan kandungan kimia tangkai enceng gondok tua yang segar.
Tabel 2.2. Kandungan Kimia Enceng Gondok Segar
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
35
Senyawa Kimia Persentase (%)
air 92,6
Abu 0,44
Serat kasar 2,09
Karbohidrat 0,17
Lemak 0,35
Protein 0,16
Fosfor sebagai P2O5 0,52
Kalium sebagai K2O 0,42
Klorida 0,26
Alkanoid 2,22
(Sumber: Anonymous, 1952)
Sedangkan, R. Roechyati (1983) mengemukakan kandungan dari tangkai enceng gondok
kering tanur pada tabel 2.3.
Tabel 2.3. Kandungan Kimia Enceng Gondok Kering
Senyawa Kimia Persentase (%)
Selulosa 64,51
Pentosa 15,61
Lignin 7,69
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
36
Silika 5,56
Abu 12
(Sumber: R. Roechyati (1983)
Gambar 2.2 Tanaman Enceng Gondok
Akibat-akibat negatif yang ditimbulkan eceng gondok antara lain:
• Meningkatnya evapotranspirasi (penguapan dan hilangnya air melalui daun-daun
tanaman), karena daun-daunnya yang lebar dan serta pertumbuhannya yang cepat.
• Menurunnya jumlah cahaya yang masuk kedalam perairan sehingga menyebabkan
menurunnya tingkat kelarutan oksigen dalam air (DO: Dissolved Oxygens).
• Tumbuhan eceng gondok yang sudah mati akan turun ke dasar perairan sehingga
mempercepat terjadinya proses pendangkalan.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
37
• Mengganggu lalu lintas (transportasi) air, khususnya bagi masyarakat yang
kehidupannya masih tergantung dari sungai seperti di pedalaman Kalimantan dan
beberapa daerah lainnya.
• Meningkatnya habitat bagi vektor penyakit pada manusia.
• Menurunkan nilai estetika lingkungan perairan.
2.4 PEREKAT UREA FORMALDEHYDE
Perekatan partikel pada umumnya dilaksanakan dengan menggunakan Urea Formaldehyde
untuk bagian dalam (interior) papan partikel seperti mebel, lantai, dinding penyekat dan
Phenol Formaldehyde (PF) diarahkan untuk papan partikel struktural (Tsoumis, 1991).
Urea Formaldehyde (UF) termasuk salah satu perekat termosetting hasil reaksi
kondensasi dan polimerisasi antara urea dan formaldehid. Randahnya harga perekat,
cepatnya pengerasan dibandingkan PF pada suhu yang sama, dan pembentukan garis retak
(glue line) yang tak berwarna menyebabkan perekat ini menguntungkan dalam indusri
kayu lapis dan papan partikel (Achmadi, 1990). Penggunaan perekat terbatas pada produk
seperti panel kayu lapis hias, papan partikel pada bagian lantai atau papan serat untuk
mebel serta aplikasi interior .
Kerugian perekat UF adalah tidak tahan cuaca. Rendahnya keawetan ini disebabkan
karena adanya gugus amida yang mudah terhidrolisis. Karena itu, perekat UF lebih sesuai
untuk perekat mebel dan kegunaan lain di dalam ruangan. Kelemahan utama UF adalah
mudah terhidrolisis sehingga terjadi kerusakan pada ikatan hidrogennya oleh kelembaban
atau basa serta asam kuat khususnya pada suhu sedang hingga tinggi. Pada suhu dingin,
laju kerusakan struktur perekat sangat lambat tetapi pada suhu diatas 40oC kerusakan
perekat dipercepat sedangkan diatas 60oC kerusakan sangat cepat.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
38
Kebutuhan perekat UF untuk pembuatan papan partikel berkisar 6-12%. Dengan
perekat UF, suhu inti pada lembaran papan partikel sekitar 1000C diperlukan untuk
pematangan akhir.
BAB III
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
39
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 PERALATAN DAN BAHAN PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL
3.1.1 Peralatan
Alat-alat yang digunakan pada pembuatan papan partikel serat pendek eceng gondok
adalah :
1. Kempa Panas (Hot Press)
Alat kempa ini berfungsi untuk memberi tekanan pada papan partikel agar sesuai
dengan pengatur ketebalan yang dipergunakan sehingga menghasilkan papan
partikel yang padat. Alat kempa ini dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut.
Gambar 3.1 Kempa panas (Hot Press)
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
40
2. Oven
Alat ini berfungsi untuk mengeringkan serat, alat ini dapat dilihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Oven
3. Cetakan
Alat ini terbuat dari kayu dengan ukuran 25 cm x 25 cm. Bentuk cetakan dapat
dilihat pada gambar 3.3.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
41
Gambar 3.3 Cetakan Papan Partikel
Alat-alat cetakan terdiri dari beberapa bagian :
a. Alas cetakan, berfungsi sebagai tempat partikel yang akan dicetak.
b. Spacer (1 cm), berfungsi untuk memberikan ketebalan yang kita inginkan dan
diletakkan diantara alas cetakan dan tutup cetakan.
c. Tutup cetakan, berfungsi untuk menutup alat cetakan.
4. Alumunium foil, berfungsi untuk melapisi partikel terhadap alas cetakan dan tutup
cetakan.
5. Blender Drum, berfungsi sebagai pencampur partikel dengan perekat, alat ini dapat
dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4 Blender drum
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
42
6. Sprayer Gun, berfungsi untuk menyemprotkan perekat terhadap partikel, alat ini
dapat dilihat pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Sprayer gun
7. Timbangan, berfungsi untuk mengukur massa partikel.
8. Neraca Analitik Digital, berfungsi untuk mengukur massa perekat.
9. Alat-alat lain
Peralatan lain yang digunakan pada saat pembuatan partikel adalah : beacker glass,
penggaris, gunting, mikrometerskrup,desikator dan spidol.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
43
3.1.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Serat eceng gondok
Serat eceng gondok yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat pendek. Serat
pendek eceng gondok dapat dilihat pada gambar 3.5
Gambar 3.6 serat pendek eceng gondok
2. Perekat
Perekat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Urea Formaldehyde.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
44
3.2 PROSEDUR PEMBUATAN PAPAN PARTIKEL
Prosedur pembuatan papan partikel adalah sebagai berikut :
1. Serat eceng gondok dipotong-potong dengan ukuran 2 cm.
2. Serat pendek eceng gondok dikeringkan di dalam oven hingga mencapai kadar air
4%.
3. Dimasukkan serat pendek eceng gondok ke dalam blender drum dan dimasukkan
perekat UF ke dalam sprayer gun.
4. Dihidupkan blender drum dan disemprotkan perekat terhadap partikel.
5. Setelah pencampuran merata kemudian dituang ke dalam cetakan yang diletakkan
di atas alas cetakan yang telah dilapisi alumunium foil.
6. Pada alas cetakan diletakkan spacer dengan ketebalan 1 cm.
7. Kemudian cetakan ditutup dengan tutup cetakan yang telah dilapisi alumunium foil
dan diletakkan pada alat kempa.
8. Dihidupkan alat kempa dan dilakukan pengempaan selama 10 menit.
9. Prosedur 1 hingga 8 dilakukan kembali untuk pembuatan papan partikel dengan
kadar perekat yang berbeda.
10. Papan partikel dikondisikan selama 1 minggu sebelum dilakukan pengujian.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
45
3.3 DIAGRAM ALIR PENELITIAN
Serat enceng gondok
Pengeringan
Pencampuran
Uji kerapatan
Uji kuat lentur
Pengempaan
Uji kuat pegang sekrup
Uji keteguhan patah
Urea Formaldehyde
Pencetakan
Pengkondisian
Pengujian
Uji kadar air
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
46
3.4 BENTUK SAMPEL UJI
Pengujian papan partikel didasarkan pada standar JIS A 5908-2003. Pola pemotongan
contoh uji untuk sifat fisis dan mekanis mengacu pada standar JIS A 5908-2003 seperti
yang terlihat pada gambar 3.6.
25 mm
200 200
mm mm
25 mm
100
mm 5
50 50
50 mm 50
50 mm 100 mm
A
B
C D
E
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
47
50 mm 150 mm 50 mm
Gambar 3.7 Pola Pemotongan Contoh Uji
Keterangan :
A = contoh uji untuk kadar air dan kerapatan
B = contoh uji untuk MOR dan MOE
C = contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal
D = contoh uji untuk internal bond
E = contoh uji untuk kuat pegang sekrup
3.5 PENGUJIAN SIFAT FISIS DAN MEKANIS
3.5.1 Pengujian Sifat Fisis
3.5.1.1 Pengujian Kadar Air
Pengujian kadar air bertujuan untuk mengetahui kadar air papan partikel. Contoh uji
berukuran 10 x 10 x 1 cm3 yang ditimbang massa awalnya (B1). Kemudian dioven selama
24 jam, setelah itu ditimbang massanya (B2). Kadar air papan partikel dapat dihitung
dengan menggunakan rumus (JIS A 5908-2003) :
Kadar Air (%) = %1002
21 xB
BB − 3.1
dengan :
B1 = Massa awal (gr)
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
48
B2 = Massa akhir (gr)
3.5.1.2 Pengujian Kerapatan
Contoh uji kerapatan berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm, sama dengan contoh uji kadar air.
Contoh uji diukur panjang, lebar dan tebalnya. Dari pengukuran tersebut dapat dihitung
volume (V) contoh uji kemudian contoh uji ditimbang massanya (B). Nilai kerapatan
papan partikel dapat dihitung dengan (JIS A 5908-2003) :
Kerapatan = VB 3.2
dengan :
B = massa papan partikel (gr)
V = volume papan partikel (cm3)
3.5.2 Pengujian Sifat Mekanik
3.5.2.1 Pengujian Keteguhan Patah (MOR)
Contoh uji keteguhan patah berukuran 20 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian keteguhan patah
(MOR) dilakukan dengan menggunakan Universal testing Machine (UTM) dengan
menggunakan lebar bentang (jarak penyangga) 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang
dari 15 cm. Nilai keteguhan patah dapat dihitung dengan (JIS A 5908-2003) :
3.3
dengan :
MOR (Modulus Of Rupture) = Modulus patah (kg/cm2)
B = Beban maksimum (kg)
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
49
S = Jarak sanga (cm)
l = Lebar contoh uji (cm)
t = Tebal contoh uji (cm)
3.5.2.2 Pengujian Kuat Lentur (MOE)
Pengujian kuat lentur dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan patah dengan
memakai contoh uji yang sama. Nilai MOE dapat dihitung dengan rumus (JIS A 5908-
2003) :
MOE 3.4
dengan :
MOE (Modulus Of Elastisitas) = Modulus lentur (kg/cm2)
∆B = Beban sebelum batas proporsi (kg)
S = Jarak sangga (cm)
∆D = Lenturan pada beban (cm)
l = Lebar contoh uji (cm)
t = Lebar contoh uji (cm)
Pengujian kuat lentur dan keteguhan patah dilakukan dengan posisi sebagai berikut :
beban contoh uji
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
50
penyangga
L ≥ 15 cm
Gambar 3.8 Cara Pembebanan Pengujian MOR dan MOE
3.5.2.3. Pengujian Kuat Pegang Sekrup
Contoh uji kuat pegang sekrup berukuran 10 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian dilakukan untuk
arah tegak lurus permukaan. Pada bagian tengah contoh uji kuat pegang sekrup dapat
dibuat lubang pendahuluan sedalam 3 mm. Sekrup yang diameter kepalany 3,1 mm dan
panjang 13 mm dimasukkan melalui lubang pendahuluan hingga mencapai kedalaman8
mm. Kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 HASIL
4.1.1. Kadar Air
Besarnya kadar air dari papan partikel dihitung dengan persamaan (3.1), yakni:
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
51
Kadar Air (%) = %1002
21 xB
BB −
dengan :
B1 = Massa awal (gr)
B2 = Massa akhir (gr)
Sebuah contoh perhitungan dari pengujian kadar air yang dilakukan adalah sebagai berikut
:
Sampel : papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar UF 6%
Massa awal (B1) : 81,44 gr
Massa akhir (B2) : 70,48 gr
Maka kadar airnya :
Kadar Air (%) = %1002
21 xB
BB −
= %10048,70
48,7044,81 xgr
grgr − = 15,55 %
Perhitungan yang sama dilakukan terhadap sampel-sampel berikutnya, untuk semua
variasi. Data untuk pengujian daya serap air dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data Pengujian Kadar Air
Variasi UF (%) Kadar Air (%) Kadar Air rata-rata (%)
6
15,55
16,07
15,25
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
52
17,42
8
14,94
15,32 16,58
14,43
10
15,98
14,29 14,37
12,51
12
13,31
12,22 11,83
11,52
14
9,69
10,27 11,50
9,62
4.1.2. Kerapatan
Besarnya kerapatan papan partikel dihitung dengan menggunakan persamaan (3.2), yakni :
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
53
Kerapatan = VB
dengan :
B = massa papan partikel (gr)
V = volume papan partikel (cm3)
Sebuah contoh perhitungan dari pengujian kerapatan yang dilakukan adalah sebagai
berikut :
Sampel : papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar UF 6%
Massa (B) : 81,44 gr
Volume (V) : 100 cm3
Maka kerapatannya:
Kerapatan = VB
3
3
/81,025
36,20
cmgrcm
gr
=
=
Untuk sampel berikutnya dilakukan dengan cara yang sama untuk tiap-tiap variasi
dan diperoleh hasil perhitungan kerapatan seperti pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Data Pengujian Kerapatan
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
54
Variasi UF (%) Kerapatan (gr/cm3) Kerapatan rata-
rata(gr/cm3)
6
0,81
0,82 0,82
0,82
8
0,77
0,88 0,89
0,97
10
0,85
0,95 0,94
1,08
12
0,90
0,84 0,76
0,85
14
0,97
0,90 0,81
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
55
0,93
4.1.3. Keteguhan Patah (MOR)
Besarnya keteguhan patah papan partikel dihitung dengan menggunakan persamaan (3.3),
yakni :
dengan :
MOR (Modulus Of Rupture) = Modulus patah (kg/cm2)
B = Beban maksimum (kg)
S = Jarak sanga (cm)
l = Lebar contoh uji (cm)
t = Tebal contoh uji (cm)
Sebuah contoh perhitungan keteguhan patah (MOR) diuraikan sebagai berikut :
Sampel : papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar UF 6%
Beban maksimum : 12.40 kg
Jarak sangga : 15 cm
Lebar : 5 cm
Tebal : 1 cm
Maka keteguhan patahnya :
=
= 55,80 kg/cm2
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
56
Untuk sampel berikutnya dilakukan dengan cara yang sama untuk tiap-tiap variasi
dan diperoleh hasil perhitungan keteguhan patah seperti pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 Data Pengujian Keteguhan Patah (MOR)
Variasi UF
(%)
Keteguhan patah (MOR)
(kg/cm2)
Keteguhan patah rata-rata (MOR)
(kg/cm2)
6
55.80
67,80 72.00
75.60
8
78.30
79,95 81.00
80.55
10
81.45
81,30 80.10
82.35
12
81.90
81,75 80.55
82.80
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
57
14
82.35
82,95 83.25
83.25
4.1.4 Kuat Lentur
Besarnya kuat lentur papan partikel dihitung dengan menggunakan persamaan (3.4), yakni:
MOE
dengan :
MOE (Modulus Of Elastisitas) = Modulus lentur (kg/cm2)
∆B = Beban sebelum batas proporsi (kg)
S = Jarak sangga (cm)
∆D = Lenturan pada beban (cm)
l = Lebar contoh uji (cm)
t = Lebar contoh uji (cm)
Sebuah contoh perhitungan kuat lentur (MOE) diuraikan sebagai berikut :
Sampel : papan partikel serat pendek eceng gondok dengan kadar UF 6%
∆B : 12,40 kg
S : 15 cm
∆D : 0,65 cm
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
58
l : 5 cm
t : 1 cm
maka kuat lenturnya :
MOE
= = 3219,75 kg/cm2
Untuk sampel berikutnya dilakukan dengan cara yang sama untuk tiap-tiap variasi
dan diperoleh hasil perhitungan kuat lentur seperti pada tabel 4.4.
Tabel 4.4 Data Pengujian Kuat Lentur
Variasi UF (%) Kuat Lentur
(kg/cm2)
Kuat Lentur rata-rata
(kg/cm2)
6
3219.75
3981,94 4152.94
4573.12
8
5062.50
4973,06 5062.50
4794.19
10
5988.94
5740,87 5178.94
6054.75
12 5686.88 6087,25
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
59
6712.87
5859.00
14
5826.94
5840,44 6120.56
5573.81
4.1.5. Kuat Pegang Sekrup
Besarnya kuat pegang sekrup dari papan partikel dapt dilihat pada tabel 4.5.
Tabel 4.5 Data Pengujian Kuat Pegang Sekrup
Variasi UF (%) Kuat Pegang Sekrup (Kg) Kuat Pegang Sekrup rata-rata (Kg)
6
25,00
23,87 22,60
24,00
8
26,00
24,60 24,20
23,60
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
60
10
25,50
26,27 26,00
27,30
12
30,70
30,50 29,60
31,20
14
30,50
31,43 32,00
31,80
4.2. PEMBAHASAN
4.2.1. Kadar Air
Pengujian kadar air papan partikel bertujuan untuk mengetahui besarnya kadar air dari
papan partikel serat pendek eceng gondok. Kadar air papan partikel dapat diketahui dengan
melakukan pengovenan selama 24 jam.
Berdasarkan data hasil pengujian kadar air papan partikel serat pendek eceng
gondok diketahui bahwa papan partikel dengan kadar UF 6% memiliki kadar air yang lebih
tinggi. Dan sebaliknya, papan partikel dengan kadar UF tinggi, 14 %, memiliki kadar air
yang rendah. Dari data penelitian diketahui bahwa kadar air papan partikel dipengaruhi
oleh kadar perekat UF. Hubungan daya serat air dan kadar perekat dapat dilihat pada grafik
4.1.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
61
Kadar Air Rata-rata - VS - Variasi UF
16.07 15.3214.29
12.2210.27
0
24
68
1012
1416
18
0 2 4 6 8 10 12 14
Variasi UF (%)
Kad
ar A
ir R
ata-
rata
(%)
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Kadar Air Rata-rata dan Kadar Perekat
Dari grafik di atas tampak bahwa dengan bertambahnya kadar perekat UF maka
kadar air rata-rata papan partikel semakin berkurang.
4.2.2 Kerapatan
Kerapatan papan partikel yang diperoleh dari hasil pengujian pada papan partikel
ini jika dibandingkan dengan standar JIS, maka semua variasi UF telah memenuhi standar
.Hubungan kerapatan rata-rata dan kadar perekat dapat dilihat pada grafik 4.2.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
62
Kerapatan Rata-rata - VS - Variasi UF
0.820.88
0.960.84
0.9
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 2 4 6 8 10 12 14
Variasi UF (%)
Ker
apat
an R
ata-
rata
(gr/c
m3)
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Kerapatan Rata-rata dan Kadar Perekat
Dari grafik hubungan kerapatan rata-rata dan kadar perekat, dapat kita lihat bahwa
nilai kerapatan rata-rata papan partiekel tidak dipengaruhi oleh kadar perekat.
4.2.3 Keteguhan Patah (MOR)
Keteguhan patah merupakan salah satu sifat mekanika papan yang menunjukkan kekuatan
kayu. Berdasarkan data hasil pengujian keteguhan patah(tabel 4.3) maka papan partikel
yang memenuhi standar JIS adalah papan partikel dengan kadar perekat 10%, 12 %, dan
14%. Nilai MOR dipengaruhi oleh kandungan dan jenis perekat yang digunakan, daya ikat
perekat dan panjang serat.
Hubungan keteguhan patah (MOR) dengan kadar perekat dapat dilihat pada grafik
4.3.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
63
Keteguhan Patah Rata-rata - VS - Variasi UF
67.8
79.95 81.3 81.7582.95
0
1020
3040
5060
7080
90
0 2 4 6 8 10 12 14
Variasi UF (%)
Ket
eguh
an P
atah
Rat
a-ra
ta
(kg/
cm2)
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Keteguhan Patah Rata-rata dengan Kadar perekat
Dari grafik di atas, dapat kita lihat bahwa nilai keteguhan patah rata-rata papan
partikel semakin meningkat dengan bertambahnya kadar perekat.
4.2.4 Kuat Lentur (MOE)
Berdasarkan data kuat lentur papan partikel serat pendek eceng gondok, dapat
dikemukakan bahwa papan partikel dengan kadar perekat lebih rendah kekuatan lenturnya
juga lebih rendah jika dibandingkan dengan papan partikel yang kadar perekatnya tinggi.
Dari data dapat diketahui bahwa kekuatan lentur papan partikel akan meningkat dengan
meningkatnya kadar perekat yang digunakan.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
64
Hubungan kekuatan lentur papan partikel dengan kadar perekat dapat dilihat pada
grafik 4.4.
Kuat Lentur Rata-rata - VS - Variasi UF
3981.94
4973.065740.87
6087.255840.44
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 2 4 6 8 10 12 14
Variasi UF (%)
Kua
t Len
tur R
ata-
rata
(kg/
cm2)
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Kekuatan Lentur Rata-rata dengan Kadar Perekat
Dari gambar 4.4 tampak bahwa nilai kuat lentur rata-rata papan partikel semakin
meningkat dengan bertambahnya kadar perekat.
4.2.5. Kuat Pegang Sekrup
Berdasarkan data kuat pegang sekrup papan partikel serat pendek eceng gondok, dapat
dikemukakan bahwa papan partikel dengan kadar perekat lebih rendah kuat pegang
sekrupnya juga lebih rendah jika dibandingkan dengan papan partikel yang kadar
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
65
perekatnya tinggi. Dari data dapat diketahui bahwa kuat pegang sekrup papan partikel akan
meningkat dengan meningkatnya kadar perekat yang digunakan.
Hubungan kuat pegang sekrup papan partikel dengan kadar perekat dapat dilihat
pada grafik 4.5.
Kuat Pegang Sekrup Rata-rata - VS - Variasi UF
23.87 24.6 26.2730.5 31.43
0
5
10
15
20
25
30
35
0 2 4 6 8 10 12 14
Variasi UF (%)
Kua
t Peg
ang
Sekr
up R
ata-
rata
(kg)
Gambar 4.5 Grafik Hubungan Kuat Pegang Sekrup Rata-rata dengan Kadar Perekat
Dari grafik di atas dapat kita lihat hubungan kuat pegang sekrup rata-rata dengan
kadar perekat, dimana kuat pegang sekrup rata-rata semakin bertambah dengan
bertambahnya kadar perekat.
BAB V
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
66
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Dari hasil pengujian sifat fisis dan mekanik papan partikel serat pendek eceng gondok
dengan perekat Urea Formeldehyde dapat disimpulkan bahwa variasi kadar perekat
mengakibatkan :
1. Papan partikel dengan kadar perekat lebih rendah memiliki kadar air yang lebih
tinggi. Dan sebaliknya, papan partikel dengan kadar perekat tinggi memiliki kadar
air yang rendah. Kadar air papan partikel yang memenuhi standar JIS A 5908-2003
pada papan partikel dengan perekat 12% dan 14 %, dimana pada standar nilai kadar
air yaitu 5-13% sedangkan nilai kadar air yang dihasilkan pada kadar perekat 12%
yaitu 12,22% dan pada kadar perekat 14% yaitu 10,27%.
2. Dari penelitian ini dapat dilihat bahwa kerapatan papan partikel tidak dipengaruhi
oleh kadar perekat papan partikel. Kerapatan seluruh papan partikel memenuhi
standar JIS A 5908-2003.
3. Keteguhan patah papan partikel serat pendek eceng gondok bertambah dengan
bertambahnya kadar perekat. Papan partikel yang mempunyai kadar perekat 14%
mempunyai keteguhan patah yang lebih baik dibandingkan dengan papan partikel
yang mempunyai kadar perekat 12%, 10%, 8% dan 6%. Keteguhan patah yang
memenuhi standar JIS A 5908-2003 dengan nilai min 80 kg/cm2 yaitu papan
partikel dengan kadar perekat 10%, 12% dan 14%, dimana nilai MOR yang
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
67
dihasilkan pada kadar perekat 10% yaitu 81,30 kg/cm2, pada kadar perekat 12%
yaitu 81,75 kg/cm2 dan pada kadar perekat 14% nilai MOR yang dihasilkan yaitu
82,95 kg/cm2 .
4. Kekuatan lentur papan partikel serat pendek papan partikel bertambah dengan
bertambahnya kadar perekat. Papan partikel dengan kadar perekat 6%, 8%, 10%
dan 12% mempunyai kekuatan lentur yang lebih kecil dibandingkan dengan papan
partikel dengan kadar perekat 14%. Jika dibandingkan dengan standar JIS A 5908-
2003 yang bernilai min 20000 kg/cm2, maka kekuatan lentur papan partikel tersebut
tidak dapat memenuhi standar karena kekuatan lentur yang dihasilkan maksimal
pada kadar perekat 12%, yaitu 6087,25 kg/cm2.
5. Meningkatnya kadar perekat papan partikel menyebabkan semakin tingginya kuat
pegang sekrup papan partikel. Pengujian kuat pegang sekrup papan partikel yang
memenuhi standar JIS A 5908-2003 dengan nilai minimal 30 kg yaitu pada kadar
perekat 12% dan 14 %. Pada kadar perekat 12%, kuat pegang sekrup rata-rata yang
dihasilkan yaitu 30,50 kg dan untuk kadar perekat 14% maka nilai kuat pegang
sekrup rata-rata yang dihasilkan yaitu 31,43%.
5.2 SARAN
1. Diharapkan dapat dilakukan penelitian lanjutan dengan panjang serat yang berbeda
sehingga diperoleh papan partikel yang mempunyai sifat fisis dan mekanis yang
lebih baik dan lebih menguntungkan secara ekonomis.
2. Diharapkan agar dilakukan pencampuran yang lebih homogen agar diperoleh papan
partikel dengan mutu yang baik.
3. Diharapkan agar dilakukan penelitian lanjutan dengan kuat pres yang lebih besar
dari 25 kg/cm2
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
68
DAFTAR PUSTAKA
Achmadi. 1990. Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Jendral
Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Ilmu Hayat. Institut Pertanian Bogor,
Bogor.
Ariesanto, A. 2002. Pembuatan Papan Partikel Dari Limbah Shaving Kulit Samak Dengan
Serbuk Kayu Kelas Kuat III-IV. Skripsi. Jurusan Ilmu Produksi Ternak. Fakultas
Peternakan. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Candra, Adi dan Febrina Setyawati Tobing. 2008. Pembuatan Briket Arang Dari Enceng
Gondok (Eichornia Crasipess Solm) Dengan Sagu Sebagai Pengikat.
hhtp://www.ecenggondok/sifat kimia.htm. Diakses 13 oktober 2008.
Ellyawan. 2008. Panduan Untuk Komposit. http://ellyawan.dosen.akprind.ac.id/?p=6.
Diakses 23 Januari 2009.
Feldmen, Dorel. 1995. Bahan Polimer Konstruksi Bangunan. Gramedia Pustaka Utama,
Jakarta.
Hadi, Y.S. 1988. Pengaruh Rendaman Panas Partikel Kayu Terhadap Dimensi Papan
Partikel Meranti Merah. Buletin Jurusan Tehnik Hasil Hutan. 1 : 16-23.
Hadi, Y.S., H.Gunawan dan S.Danu. 1992. Pengaruh Konsentrasi Epoksi Akrilat dan Jenis
Radiasi Terhadap Sifat Permukaan Papan Partikel. Buletin Jurusan Tehnik Hasil
Hutan. 5 : 10-15.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
69
Haygreen, J.G. dan J.L Bowyer. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Terjemahan :
S.A.Hadikusumo. Gajah Mada University Press, Yogyakarta.
Humaidi, Syahrul. 1998. Bahan Komposit Polimer. Universitas Sumatera Press, Medan.
Iskandar. 2009. Proses Pembuatan Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan
Hasil Hutan, Dept. Kehutanan, Bogor.
Japanese Industrial Standard. 2003. JIS Particle Board JIS A 5908 : 2003. Japan.
Maloney, T.M. 1977. Modern Particleboard dan Drying-Process Fiberboard
Manufacturing. Miller Freeman Publication, San Francisco.
Mustofa, H.K. 2001. Determinasi Suhu Kempa Panas dan Ketebalan Vinir Optimum
Terhadap kualitas Comply Dari Limbah Kayu dan Plastik. Skripsi. Jurusan
Teknologi Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Nurokhman. 2005. Penelitian Komposit Serat Pendek Yang Dikombinasikan Dengan Serat
Woven Polipropilen dan Matrik Poliester. Skripsi.
http://etd.library.ums.ac.id/go.php?id=jtptums-gdl-s1-2007-nurokhmand-6952.
Diakses 23 januari 2009.
Purboputro, Pramuko I. (2006). Pengaruh Panjang Serat Terhadap Kekuatan Impak
Komposit Eceng Gondok Dengan Matriks Poliester. Media Mesin, Vol.7 (No.2).
pp. 70-76. ISSN 1411-4348. http://eprints.ums.ac.id/582/
Siagian, R.M. 1983. Pengaruh Suhu dan Tekanan Kempa Terhadap Sifat Papan Serat Yang
Dibuat Dari Limbah Industri Perkayuan. Laporan PPPHH, Bogor.
Sugitno, P. 2006. Mutu Produk Papan Partikel.
http://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSTANI/INFOIV02/IV02.htm.
Diakses 24 oktober 2008.
Surjokosumo, S., Sucahyo dan T.J.D. Rahardjo. 1985. Pengujian Sifat Fisik-Mekanik
Tujuh Jenis Kayu Kurang Dikenal Dalam Rangka Pemanfaatannya Sebagai Bahan
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
70
Bangunan. Proyek Penelitian Pengembangan Efisiensi Penggunaan Sumber-
Sumber Kehutanan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Standar Nasional Indonesia. 1996. SNI Mutu Papan Partikel SNI 03-2105-1996. Dewan
Standardisasi Nasional-DSN.
Threes, Emir. Tanaman Air. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Tim Peneliti. Karakterisasi Ijuk Pada Papan Komposit Ijuk Serat Pendek Sebagai Perisai
Radiasi Neutron.
http://library.usu.ac.id/index.php?option=com_journal_review&id=5818&task=vie
w. Diakses 23 januari 2009.
Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood. Van Nostran New York.
Widarmana, S. 1977. Panil-panil Berasal Dari KAYU Sebagai Bahan Bangunan. Dalam :
Surjokusumo, S. Dan T.R. Mardikanto (Eds). Risalah (Proceedings) Seminar
Penerapan Teknologi Kayu Modern Untuk Pembangunan Konstruksi Kayu di
Indonesia. Pengurus Pusat Persaki, Bogor.
Widiyanto, A. 2002. Kualitas Papan Partikel Kayu Karet (Hevea Brasiliensis Muell. Arg)
dan Bambu Tali (Gigantochlon apus Kurz.) dengan Perekat Likuida Kayu. Skripsi.
Jurusan Teknologi Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor,
Bogor.
Yudhanto, Arief. 2007. Aplikasi Material Komposit di Industri Migas.
http://www.halamansatu.net/index.php?option=com_content&task=view&id=470&
Itemid=51. Diakses 23 januari 2009.
Hesty Rodhes Sinulingga : Pengaruh Kadar Perekat Urea Formaldehyde Pada Pembuatan Papan Partikel Serat Pendek Eceng Gondok, 2009. USU Repository © 2009
71
LAMPIRAN
Gambar Sampel Papan Partikel Serat Pendek Enceng Gondok