Prosiding Simposium Nasional Polimer V ISSN 1410-8720

SINTESIS DAN PENCIRIAN KOPOLIMER TANIN FENOLFORMALDEHIDA DARI EKSTRAK KULIT POHON MANGlUM

(ACACIA MANGIUM) UNTUK PEREKAT PAPAN PARTIKEL

Heny HindrianP, Dyah Iswantini Pradono2 dan Adi Santoso3J STKIP PGRI, Serang

2 Jurusan Kimia, Fakultas MIPA IPB

Kampus Darmaga, Bogor 166803 Puslitbang Teknologi Hasil Hutan

PO Box 182, Bogor 16001

ABSTRAK

SINTESIS DAN PENCIRIAN KOPOLIMER TANINFENOLFORMALDEHIDADARI EKSTRAKKULIT

POHON MANGruM (ACACIAMANGIUM) UNTUKPEREKATPAPAN PARTIKEL. Penelitian inimengenai sintesistanin fenol formaldehida dari ekstrak kulit pohon mangium (Acacia mangium) untuk perekat papan partikel denganmetode polimerisasi kondensasi. Pencirian bahan baku yang digunakan dan produk kopolimemya dilakukan antaralain dengan cara spektroskopi FTIR, DTA dan XRD. Kulit pohon mangium diekstraksi dengan air panas pada suhu80°C untuk memperoleh ekstrak tanin. Ciri kimiawi tanin dipelajari dan dikopolimerisasi dengan fenol dan formaldehidapada kondisi pH basa, dengan lima kombinasi perbandingan mol fenol, yaitu: 0,2, 0,5, 0,7, 0,9 dan 1,1. Sementaratanin dan formaldehida tetap, masing-masing 1 mol. Ciri kimiawi dari kopolimer tanin fenol formaldehida (TanninPhenol Formaldehyde/TPF) dipelajari dan diaplikasikan sebagai perekat papan partikel pada skala Iaboratorium.Selanjutnya emisi formaldehida dan sifat fisis mekanis dari papan partikel tersebut diuji berdasarkan standar mutupapan partikel dengan mengacu kepada Standar Jepang. Ekstrak tanin yang diperoleh dari kulit mangiummengandung tanin kondensat (62,25 %) dengan proantosianidin 8,35 % dan memiliki gugus fungsi khas yaitugugus fenolik dan eter. Tanin fenol formaldehida hasil kopolimerisasi memiliki ciri khas pada bilangan gelombangFTIR mirip dengan ciri yang dimiliki oleh fenol formaldehida. Komposisi aplikatifperekat tanin fenol formaldehidaadalah pada kopolimer yang bemisbah mol T:P:F = I : 0,5 : I dengan derajat kristalinitas 66,31 % dan suhu transisipelelehan 74,60°C. Kualitas papan partikel yang menggunakan perekat TPF memenuhi persyaratan mutu sepertiditentukan dalam Standar Indonesia dan Jepang.

Kala kunci : Perekat, kulit pohon mangium, tanin fenol formaldehida, papan partikel

ABSTRACT

SHYNTESISAND CHARACTERISTICSOFTANNIN PHENOLFORMALDEHIDAEXTRACTED FROM

FROM MANGruM TREE BARK (ACACIAMANGIUM) TO PRODUCE PARTICLE BOARD ADHESIVE. Thisresearch is on the synthesis of tannin phenol formaldehyde extracted from mangium tree bark (Acacia mangium) toproduce particleboard adhesive by means of condensation copolymerization. The characteristics of raw materialand its copolymer products were determined by some methods of spectroscopy FTIR, DTA and XRD. The mangiumtree bark was heated at 80°C to extract tannin, and its chemical properties were analyzed. Then, it was mixed with

phenol and formaldehyde at base pH in five combinations of mole-phenol ratios: 0.2, 0.5, 0.7, 0.9 and 1.1, whereasthe tannin and formaldehyde were of the same of ratio: each at 1 mole. The chemical properties ofthe tannin phenolformaldehyde copolymer (TPF) were identified and then applied as particleboard adhesive at laboratory scales.Next, the formaldehyde emission and the physical mechanical characteristics of the particleboard were testedaccording to the Japanese quality standard of particleboard. The tannin extracted from mangium bark was dominantlyof condensed tannin (62.25 %) and proanthocyanidin (8.35 %), having the specific function group, i.e. phenolic andether groups. The TPF resulting from copolymerization had specific characteristics at the FTIR wave number,similar to those characteristics of phenol formaldehyde. The applicative composition ofTPF adhesive was found inthe copolymer with the ratio mole ofT: P: F = I :0.5: I, the crystallinity of66.31 % and melting transition at 74.60°C.The quality of particleboard with TPF adhesive meets the quality requirement as set up by Indonesian and JapaneseStandard.

Key words: Adhesive, mangium tree bark, tannin phenol formaldehide, particleboard.

56

Sintesis dan Pencirian Kopolimer Tanin Fenol Formaldehida dari Ekstrak Kulit Pohon Mangium (Acacia Mangium)untuk Perekat Papan Partikel (Heny Hindriani)

PENDAHULUAN

Dalam industri pengolahan kayu sepertipapan partikel, kayu lapis, kayu lamina dan venirlamina, perekat merupakan salah satu komponenpenting yang cukup besar biayanya. Dewasa iniperekat yang umum digunakan merupakanperekat sintetis yang berasal dari hasilpengolahanminyak bumi di mana sumber dayanya bersifattidak dapat dipulihkan (non renewable) dancenderung semakin tidak ekonomis, sehinggaperlu dicari altematifpengganti bahan sintetisterse but, salah satu di antaranya adalah taninyang berasal dari tanaman.

Tanin adalahsuatusenyawapolifenol alamidan terdapat dalam konsentrasi tinggi padabeberapa jenis tumbuhan, seperti akasia,

eukaliptus, bakau (rhizophora spp) gan tusam.Jenis pohon yang berbeda menghasilkan strukturtanin yang berbeda [1]. Beberapa negara telahmencoba menggunakan perekat berbahan dasartanin pada tingkat percobaan untuk tahapproduksisecara komersial. Sementara di Indonesia telah

diteliti pembuatan perekat tanin dari kulit pohonAkasia (Acacia decurrens Willds), bakau(Rhizophora spp) dan tancang (Prunilva spp)[2-6] dalam skala laboratorium untuk kayu lapis.

Pembuatan perekat tanin formaldehidadidasarkan pada reaksi antara tanin denganformaldehida yang membentuk polimer. Dalamreaksipolimerisasi kondensasi antaratanin denganformaldehida,dapat ditambahkan suatubahan lainsebagai kopolimer, dengan tujuan untukmenurunkan biaya produksi atau sebagaifortifier[7].HasilpenelitianterdahuIumenunjukkanbahwaurea atau fenol dapat ditambahkan sebagaikopolimer dalam reaksi kondensasi antara taninyang diperoleh dari kulit pohon akasia (Acaciadecurrens) dengan formaldehida sehinggamasing-masing terbentuk Tanin UreaFormaldehida (TUF) dan tanin fenolformaldehida (TP F/ Tannin PhenolFormaldehyde) yang sifatnyamenyerupai perekatfenol formaldehida, clan dapat digunakan sebagaiperekat kayu lapis tipe eksterior [6,8]. Keduakopolimer tersebut dibuat dalam kondisi asamdengan waktu tergelatin yang relatif singkat « 80menit), sehinggamenyulitkan dalam aplikasinya.

Padaumumnya taninyangdigunakandi atasadalah dalam bentuk padatan, yang dalam prosesmendapatkannya memerlukan suhu pemanasandS 70°C, sehingga memakan waktu lama [3].Hasil penelitian terbaru menunjukkan bahwaperekat berbasis tanin bisa dibuat dari bahan bakuberupa cairan ekstrak tanin tanpa mengkristalkantaninnya terlebih dahulu pada kondisi pH reaksi> 7 (basa) dengan menggunakan kopolimerresorsinol. Perekat tersebut bisa digunakan untukmembuat venir lamina (Laminated VeneerLumber, LVL) dengan suhu pengempaan <50°C[9]. Namun pada penelitian tersebut tidakdikemukakan ciri kimia dari ekstrak tanin

maupun hasil kopolimerisasi yang diperoleh.Padahal pemahaman yang lebih luas qanmendalam tentang ciri ekstrak tanin yangdigunakan maupun produk kopolimerisasinya ituamat penting agar pemanfaatan kembali ekstraktanin sesuai dengan fungsinya dapat lebihditingkatkan.

Dalam penelitian ini, akan dilakukanekstraksi dan pencirian tanin dari kulit pohonmangium (Acacia mangium), kemudian cairanekstrak tanin tersebut dikopolimerisasi denganfenol, clanformaldehida pada kondisi basa dengannisbah bobot tertentu sehingga diharapkanterbentuk kopolimer TPF.Ciri kimiawi kopolimer .hasil reaksi di atas akan dipelajari dandiaplikasikan sebagai perekat papan partikelpadaskala laboratorium. Selanjutnya emisiformaldehida papan partikel tersebut akan diujiberdasarkan standar mutu papan partikel tipeeksterior dengan mengacu kepada standarIndonesia [10] dan Jepang [11].

Pemilihanjenis pohon mangium denganpertimbangan karena pohon mangium (Acaciamangium) merupakan jenis pohon yang tumbuhcepat dan memerlukan persyaratan tumbuh yangringan serta tidak dipengaruhi olehjenis tanahnya[12]. Acacia mangium mempunyai beberapakelebihan dibandingaknAcacia auriculiformis,sehingga lebih banyak dikembangkan, karena diIndonesiajenis inimudah tumbuh dan adapUisinyacepat dan baik di Indonesia. Selain itu, kulittumbuhanjenis mangium ini mengandung tanindengan kadar tertinggi biasanya berbanding lurnsdengan bertambahnya umurdan tebal kulit [13].

57

Prosiding Simposium Nasional Polimer V

Pertimbangan pemilihanjenis komoditiyang dibuat dengan menggunakan perekat taninberupa papan partikel antara lain karena jeniskomoditi tersebut dapat dibuat dari kayuberdiameter kecil atau dari potongan-potongansisa/limbahkayu gergajian. Sampai saat inibelumbanyak dibuatpapan partikel berkualitas eksterior,padahaljenis komoditi ini memiliki keunggulandibandingjenis produkpanel kayuyang lainkarenaselain aplikasinya lebih luas,juga tahan cuaca danemisi formaldehidanya sangat rendah. Untukmembuat papan partikel dipilih jenis kayu karet(Hevea brassiliansis), dengan pertimbangankarena jenis ini merupakan bahan baku yangumum di industri papan partikel.

Penelitian ini bertujuan mempelajari cirikimia ekstrak tanin yang berasal dari kulit pohonmangium dan mendapatkan komposisi optimumserta kadar aplikatif perekat tanin fenolformaldehidauntukpembuatan papan partikeltipeeksterior

Hasil penelitian ini diharapkan dapatdigunakansebagaimasukan bagikalanganindustriperekat dan papan partikel untuk memanfaatkantanin sebagai salah satu altematifbahan perekatpapan partikel tipe eksterior.

METODEPERCOBAAN

Ekstraksi Tanin dari Kulit Pohon Mangium

Ekstraksi tanin dari kulit pohon mangium·dilakukan menggunakan air pada suhu 70°Csampai dengan 80°C. Cairan ekstrak tanin yangterbentuk disaring. Proses ini mengacu kepadaprosedur [6].Rendemen tanin dihitung dari selisihbobot antara tanin yang diperoleh dengan jumlahlarutan ekstrak yang dipakai. Rendemen padatantanin dinyatakan dalam persen bobot (gram) pervolume larutan ekstrak tanin (mL).

Pencirian Tanin

Pencirian ekstrak tanin terdiri atas:

1. Analisis kualitatif gugus fungsi denganspektroskopi inframerah, perubahan suhu atautransisi fasa pelelehan dengan penganalisistermaldiferensial(DTA)dan derajatkristalinitasdengan di&aksisinar X. Sebagai pembandingdigunakan asam tanat.

58

" .

ISSN 1410-8720

2. Analisis kuantitatif yang meliputi penentuankadar padatan dalam ekstrak tanin cair, kadartanin murni, bobot ekivalen tanin, kadarmetoksil, kadar abu, kadar silika, kadarproantosianidin, pH, kadar polifenol,

Sintesis KopolimerTanin Fenol Formaldehida

Pembuatan kopolimer TPF dilakukandengan cara :ekstrak cair tanin dicampur denganNaOH 50% dalam gelas piala, diaduk pada suhuruangan sampai homo gen. Larutan tersebutkemudian dibubuhi fenol sedikit demi sedikit dan

diaduksampaihomogen laludikondisikandenganNaOH 50% sampai pH mencapai 11.Ditambahkan larutan formaldehida 37% sambi!diaduk. Kemudian larutan NaOH 50%

dimasukkan, dan campuran diaduk lagi sampaipH larutan mencapai pH 11.Reaksi ini dilakukanpada suhu 80°C. Komposisi kopolimer yangakan dibuat tercantum pada Tabell.

Tabel1. Komposisi kopolimerTPF

Tanin cair FenolFormaldehida(gram)

(mol)(mol)300

01

3000,21

3000,51

3000,7I

3000,9I

3001,1I

:::atatan: Penetapan bobot ekstrak tanin ini mengacukepada hasil penelitian Santoso (2002).

Pencirian Kopolimer TPF

Reaksi kondensasi antara tanin, fenol danformaldehida dipelajari dengan metodaspektroskopi FTIR, Diferensial ThermalAnalisys (DTA) dan Di&aksi Sinar X.

Pengujian Sifat Fisis-Kimia Kopolimer TPF

Pengujian sifat tisis-kimia kopolimerhasil kopolimerisasi mengacu kepada standarIndonesia [14] yang terdiri atas: kenampakan(uji visual), kadar padatan (solid content),viskositas, keasaman (pH), dan kadarformaldehida bebas [15].

Sintesis dan PenciTian Kopolimer Tanin Fenol Formaldehida daTiEkstrak Kulit Pohon Mangium (Acacia Mangium)untuk Perekat Papan Partikel (Heny Hindriani) .•

Hasil penelitian menunjukkan bahwaekstrak tanin yang berasal dari kulit mangiumdengan eiri-eiri seperti yang disebutkan di atas,temyata dapat dikopolimerisasi dengan fenol dan

dominanmengandung tanin kondensat meneapai62,25 %. Padatan ekstrak tanin yang ditelitiberbentuk amorf dan berwarna eokelat gelapdengan bobot ekivalen 1.605,97.

Ekstrak tanin ini memiliki kadar abu

(5,00%),silika(2,44%) dankadarpolifenolik yangrelatiftinggi (17,07%) demikian pula bilanranstyasninya (114,88 %), namun memiliki kadarmetoksil yang relatifrendah (7,01%) (TabeI2).Kondisi tersebut menguntungkan, karena akanmeningkatkanreaktifitas inti aromatikdalamtanin[17],tingginyakadar polifenol akan menyebabkanterjadinya ikatan antara tanin, fenol danfonnaldehidamirip denganhasil reaksiantarafenoldengan formaldehida [18].

Pencirian Kopolimer Tanin FenolFormaldehida

Gambar 1. Spektrogram inframerah dandifraktogram tanin.TS = Tanin standar; TN = Tanin ekstrak

Penyiapan dan Pembuatan Papan Partikel

Papan partikel yang dibuat berukuran35 em x 35 em x 1,0em dengan target kerapatan0,7 g/em3, masing-masing 3 ulangan. Selumbar(partikel kayu)dan perekat dieampur seearamerata lalu dihamparkan di atas plat stainlesssteel, dan ditempa dalam alat peneetak pada suhukamar selama beberapa menit. Lembaran papanpartikel yang terbentuk selanjutnya ditempa padasuhu 140°C dengan tekanan 12 kg/em2 selama10 menit. Papan partikel yang sudah jadiselanjutnyadikondisikan pada suhu kamar selamaseminggu sebelum dibuat eontoh uji.

Penyiapan dan Pengujian Contoh PapanPartikel

Papan partikel yang telah dikondisikanselama 7 hari setelah perekatan, dibuat eontohuji. Contoh uji papan partikel dilakukanpengujianterhadap kadar air, kerapatan, keteguhan rekatinternal, pengembangan tebal, keteguhan gesertekan, kuat eabut skrup dan emisi formaldehida.Percobaan dianalisis ragam dengan menggunakanprogrm Statistical Analysis System (SAS).Selanjutnyauntuk mengetahui setiaprespon yangdiuji dilakukan uji beda eara Duncan [16].

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ciri Ekstrak Tanin sebagai Bahan BakuPerekat Kayu

Ciri ekstrak tanin yang berasal dari kulitmangium menurut hasil penelaahan denganspektrofotometer inframerah menunjukkanadanya gugus fungsi fenolik (3342 em-1dan1613 em-I) dan eter (1378 em-I), dengan pola·serapan pada daerah bilangan gelombang yangsebagian besar mirip dengan asam tanat sebagaitanin standar.Hasil difTaksisinar X menunjukkanbahwa ekstrak tanin berbentukamorf dengan suhutransisi fasa pelelehan menurut analisis DTAadalah pada 78,21 °C (Gambar 1).

Seeara kuantitatif(TabeI2) ekstrak taninini tereirikan didominasi oleh proantosianidinsebesar 8,35% sebagai salah satu senyawapenyusun tanin kondensat. Seeara keseluruhankemumiantanindalamekstrakkulitmangium,yang

100.0

~

80.00

'"c:;:::

60.0

.~ c:40.0

'"~

20.0

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

3000.0 1500.0 1000.0

Bilangan gelombang (em·')

(a)

2 e (derojot)

(b)

500.0

59

Prosiding Simposium Nasional Polimer V /SSN 1410-8720

Tahel2. Ciri kuantitatif ekstrak tanin.

KomponenTanin Ekstrak

Kisaran

Rataan

Kadar padatan tanin kulit mangium, %0,81-0,870,85

Kadar tanin kondensat, %60,06-64,4362,25

Bobot ekivalen1550,04 -1661,901605,97

Kadar metoksil, %6,83 -7,197,01

Kadar proantosianidin, %8,16 - 8,538,35

Kadar poliphenol, %15,86 -18,2817,07

Bilangan Styasni, ~

113,41-115,62114,88Keasaman (pH)

3,37-3,583,44Kadar abu, %

4,67-5,015,00Kadar sHika, %

2,01-3,212,44

Keterangan : rataan dari 4 x ulangan

Gambar 2. Spektrum inframerah reaktan danproduk kopolimer TPF.Form= formaldehida; TN = Tanin ekstrakTPFO.5 = Tanin fenol formaldehida; PF = fenolformaldehida; TN = Tanin formaldehida.

Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwaderajat kekristalan TPF pada komposisi optimumadalah 66,31 %.

Hasil pencirian lebih lanjut denganpenganalisis termal diferensial (Gambar 3b) lebih

Bilangan gelombang (em")

Bilangan gelombang (em")

500.01000.01500.0

(b)

(a)

3000.0 2000.0

"'.DO

100.0

80.0

~ '"

60.0::.c::'E 40.0

'" ::'"?:: 20.0

fonnaldebidadalam kondisibasamembentuk resin

taninfenolfonnaldebida.Hal inidibuktikandenganhasil pencirian secara spektroskopi inframerah(Gambar 2), yang menunjukkan adanyapergeseran pita serapan dari posisi awal setiapreaktan setelahreaksi kopolimerisasi berlangsung.Kopolimer TPF ini memiliki ciri spesifik padaspektrum inframerah, yaitu pada bilangangelombang sekitar 3447 cm-1 (vibrasi reganganOR), 1595 cm-1(vibrasi regangan aromatik), clan1137 cm-1 (regangan eter alifatik).

Dari hasil analisis difraksi sinar X

(Gambar 3a) dapat dilihat bahwa bentuk danpergeseran dari posisi awal setiap reaktanpada diagram pitanya, yakni denganmunculnya puncak-puncak pita, yangmengisyaratkan wujud kristalin yang teratur,sebagai hasil reaksi kopolimerisasi tanin denganfenol dan formaldehida. Munculnya pita-pitapuncak di daerah 28 sekitar 10,445°clan10,880°pada diagram pita TPF mengindikasikanterjadinya reaksi kimia antara formaldehida(yang semula muncul di daerah 28 sekitar22,675°-34,550° dengan derajat kekristalan69,18%), dan fenol (yang semula muncul didaerah 28 sekitar 10,060-26,440° denganderajat kekristalan 84,87%) dengan tanin(derajat kekristalan 42,89%). Pita-pita puncaktersebut juga mencirikan bahwa kopolimer TPFmemiliki bentuk kristalin parsial dengan derajatkekristalan dan jarak ikatan yang beraturan, padadaerah 28 sekitar 10,445° dan 10,880°.

60

Sintesis dan Pencirian Kopolimer Tanin Fenol Formaldehida daTi Ekstrak Kulit Polwn Mangium (Acacia Mangium)untuk Perekat Papan Partikel (Heny Hindriani)

(b)

Gambar 3. Difraktogram (a) dan termogramtan in (b), formaldehida, fenol dan kopolimerTPF. tn = tanin; para = formaldehida; tpfO,5 =kopolimer tan in phenol formaldehida.

mempertegas hasil peneirian denganspektrofotometer infra merah dan difraksisinar-X, yaitu teIjadinya perubahan suhu transisifase pelelehan pada masing-masing reaktan, yangmengindikasikan terjadinya reaksi antarareaktan-reaktan yang bersangkutan, sehinggadihasilkan suatu senyawa bam yang memiliki eiriyang berbeda dengan reaktan asalnya.

20.00 3Q.0011m<tlmlr'l)

Bilangan gelombang (em")

Berdasarkan termogram yang diperoleh, dapatditetapkaneirikomposisi optimum kopolimerTPF,yaitu yang memiliki suhu transisi pelelehan74,60°C pada nisbah mol T:P:F = 1:0,5:1.

Kopolimer TPF hasil penelitian iniberbentuk eairan berwama eoklat kehitaman,berbau khas senyawa fenolik, dengan kekentalan1,9249 poise, pH 11, bobot jenis 1,0555, kadarresin padat 35%, waktu tergelatin 119menit, dankadar formaldehida bebas 0,0098%.

Kinerja Perekat TPF

Kopolimer (resin) TPF dapat berikatanseeara spesifik dengan kayu karena resin tersebutbersifat polar, yang dieirikan antara lain olehadanya gugus hidroksil (OH) dan karbonil (CO)[19]. Sementara salah satu komponen kayuadalahselulosa yangjuga mengandung gugus hidroksildan karbonil [20] sehingga bersifat polar.Berdasarkan keserupaan sifat tersebut, perekatbereaksi dengan selulosa membentukikatan kuat yang tahan terhadap perlakuan yangdisyaratkan dalam pengujian perekat tipe tertentu[18]. Di lainpihak, [21] mengemukakan bahwaikatan perekat dengan kayu terjadi melaluijembatan eterclanikatan hidrogen. Sementara [23]mengemukakan bahwa selain gugus hidroksil,kayu mengandung berbagai gugus fungsi yangreaktif, misalnya lignin yang memiliki strukturfenolik dan mampu berikatan hidrogen denganresin fenolik.

Dalam beberapa hal kopolimer TPFyang dibuat pada berbagai komposisi nisbahmol, menyerupai sifat fisis-kimia dari perekatfenol formaldehida (Tabel 3). Kopolimer TPF

~-·-paraphenol

.. "'p10,5

2 e (derajat)

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

o

DTAuv

20.00

:;:-cd<.>

cd8

.--.

~'"cS"s ....o.oot- " 137.SGC'"Ccd•...f-

Tabel3. HasH Pengujian Sifat Fisis-kimia KopolimerTPF.

Nisbah mol tan in : fenol: formaldehidaSpesifikasiPengujian I : 0: 2I: 0,2: 2I : 0,5: 2I : 0,7: 2I : 0,9: 2I : 1,1 : 2PF *)Keadaan

(+)(+)(+)(+)(+)(+)(+)Bahan Asing

( - )( - )( - )( - )( - )( - )( - )Waktu tergelatin (menit)

5794119130162tidak terukur30-60

Kadar resin padat (%)

8183235394541,0-43,0

Viskositas (25 ± 1DC), (poise)

1,23371,81471,92493,12792,81392,93691,5"3,0

Keasaman (pH)

10,5010,5410,5410,6610,7010,5010,0-13,6

Bobot jenis

1,0230I, II 051,05551,10581,11191,13071;18-1,20

Formaldehida bebas (%)

0,00530,01060,00980,00280,00180,0018< 1,0

Keterangan : *) Sumber: SNI (1994); (+) Cairan berwarna coklat sampai hitam, berbau khas; (-) Tidak ada

61

Prosiding Simposium Nasional Polimer V

Tahel4. Sifat fisik -mekanik dan emisi formaldehida papan partikel dengan perekat TPF.

ISSN 14/0-8720

Formula perekatS i fa t 123456

Kadar air, %

6,289,356,826,077,609,43Kerapatan, g/cm3

0,670,670,730,660,670,68

Pengembangan tebal, I 2 jam24,4215,459,8712,0818,2022,72

(%)I 24 jam39,2332,8522,3529,7534,7236,91

Keteguhan rekat internal, kg/cm21,041,751,781,601,411,35

Keteguhan geser tekan, kg/cm27,647,7410,238,638,568,06

Kuat cabut sekrup, kg

24,0025,1244,1636,9835,2028,04

Emisi formaldehida, mg/L

0,40950,20840,19560,17990,11480,0785

Keterangan :I = nisbah mol tan in : fenol : formaldehida = I : 0,0 : I (kontrol)2 = nisbah mol tan in : fenol : formaldehida = I : 0,2 : I3 = nisbah mol tain : fenol : formaldehida = I : 0,5 : I4 = nisbah mol tan in : fenol : formaldehida = I : 0,7 : I5 = nisbah mol tanin : fenol : formaldehida = I : 0,9 : I6 = nisbah mol tanin : fenol : formaldehida = I : I, I : I

yang diperoleh memiliki sifat fisis berupaeairan berwarna eokelat kehitaman danberbau khas fenol.

Produk perekatan yang menggunakankopolimerTPF berupa papan partikel inimemilikisifat fisik-mekanik (Tabel 4) yang sebagianmemenuhi persyaratan standar Indonesiadan Jepang, dengan emisi formaldehida yangjauh lebih rendah dari persyaratan maksimumyang diperkenankan, sehingga am an bagilingkungan. Kinerja kopolimer TPF sebagaiperekat kayu dipengaruhi oleh komposisinisbah mol komponen penyusunnya, dan halini sesuai dengan pemyataan [17]. Berdasarkandata hasil penguj ian kualitas papan partikel dananalisis statistik diketahui bahwa komposisioptimum kopolimer TPF yang sesuai untukpenggunaan perekat kayu adalah pada nisbah moltanin: fenol : formaldehida = 1 :0,5 : I.

Menurut perhitungan, untuk menghasilkanperekat TPF yang aplikatif, dari total komponenresin eaimya diperlukan tanin ekstrak eairsebanyak 79,6%, fenoI12,5% dan formaldehida8,0%, sementara peneliti lain mengungkapkanbahwa untuk membuat perekat TPF diperlukanresin PF dan tanin ekstrak padat sebanyak 20%,fenol19% dan formaldehida 60% [22]. DengandemikianresinTPF yang dihasilkandaripenelitianini seeara ekonomis bisa lebih murah.

62

Seeara keseluruhan penelitian inimengungkapkan bahwa taninyangdiekstraksidarikulit mangium kualitasnyarelatifbaik, indikasinyaantara lain kadar tanin kondensat yang meneapai62,25 % namun dengan kadar abu dan silikarelatiftinggi, tanin ini eukup reaktif sebagai bahan bakuperekat TPF karena mengandung polifenol yangrelatiftinggidankadar metoksiInyarendah.Bentuktanin yang amorf dengan suhu transisi pelelehanyang tinggi memberi keuntungan lain, karenamemudahkannya untuk membentuk kopolimerpada kondisi tertentu dengan derajat kekristalanyang dapat diatur sesuai dengan yang diinginkan.

Dalam beberapa hal kualitas perekat TPFsetara dengan perekat PF dan kualitas produkperekatannya memenuhi persyaratan standarIndonesia maupun Jepang.

KESIMPULAN

Ekstrak tanin yang diperoleh dari kulitmangium memiliki struktur kimia yangmengandung tanin kondensat (62,25%) dengankadarproantosianidin (8,35%) dan gugus fungsikhas, yaitu polihidroksifenolik dan eter.Tanin iniefektif bila digunakan seeara bersama denganfenol dan formaldehida, sehingga dalam kondisibasa terbentukkopolimer tanin fenol formal~ehida(TPF). Kopolimer TPF tersebutmemiliki eirikhaspada bilangan gelombang spektrofotometer

Sintesis dan Pencirian Kopolimer Tanin Fenol Formaldehida dari Ekstrak Kulit Pohon Mangium (Acacia Mangium)untuk Perekat Papan Partikel (Heny Hindriani)

in:framerahyang mirip fenol fonnaldehida denganderajat kekristalan 66,31 %, dan suhu transisipeJeJehan 74,60°C.

Kualitas kopolimer TPF sebagai perekatsangat dipengaruhi oleh komposisi bahanbakunya, dengan komposisi aplikatif pada nisbahmol T:P:F = 1:0,5: 1. Kopolimer TPF tersebutberbentuk cairan berwarna cokelat kehitaman,berbau khas senyawa fenolik, dengan kekentalan1,92poise, pH 11, bobotjenis 1,05, kadarresinpadat 35 %, waktu tergelatin 119 menit, dankadar fonnaldehida bebas 0,0098%.

Papan partikel yang menggunakan perekatTPF memiliki sifat fisik mekanik dan emisi

fonnaldehida yang memenuhi persyaratanstandarIndonesia dan Jepang.

DAFfARPUSTAKA

[1]. ACHMADI S.S dan ARYETTI., KeragaanTaninAcaciamangium dibandingkan taninmimosa sebagai perekat kayu lapis. JurusanKimia Fakultas Matematika dan Ilmu

PengetahuanAlam Institut Pertanian Bogor,(1993) 2

[2]. BRANDTS, THO" Mangrove tanninfonnaldehyde resin as hot press plywoodadhesives. Pengumuman No. 37. LPHH,Bogor (1953)

[3]. SANTOSO A, R MEMED dan PSUTIGNO. Pengaruh Berat Labur danKadar Pengisian Perekat TaninFonnaldehida Terhadap Keteguhan RekatKayu Lapis. Jurnal PHH 3 (9) : (1991)111-114.

[4]. SANTOSO A, Penelitian pemanfaatan taninsebagai perekat kayu lapis. Proceedings,Seminar Nasional I-MAPEK!. 24

September 1998. Fahutan - IPB,Bogor(1998)

[5]. SANTOSO A dan G. PARI, Pemanfaatantanin dari kulit pohon Mangium sebagaiperekat kayu lapis. Makalah penunjangpada seminar "Konservasi Lingkunganmelalui Efisiensi Pemanfaatan Biomassa

Hutan", tanggal 13 Nopember 2000 diYogyakarta (2000)

[6]. SANTOSO A, P SUTIGNO dan A KKRISNANDI, Pemanfaatan tanin akasia

(Acacia decurrens) sebagai perekat kayulapis tusam (Pinus merkusii). Konseppublikasi (2001)

[7]. PIZZI. Wood Bark Extracts as Adhesivesand Preservatives In Bruce A and John WP.

1998. Forest Products Biotechnology.Taylor& Francis Pub.1798. London, (1998)

[8]. SANTOSO Adan P.SUTIGNO. Pengaruhkomposisi perekat tanin urea fonnaldehidaterhadap keteguhan rekat meranti merah.Jumal Penelitian Hasil Hutan. 13(3): ( 1995)87- 93

[9]. SANTOSO A, 1M SULASTININGSIHdan MI ISKANDAR, Uji Coba PenggunaanPerekat Tanin untuk KaJ:U Rekonstitusi.Laporan Penelitian Pusat LitbangTeknologiHasil Hutan, Bogor (2002)

[1O].Standar Nasional Indonesia (SNI). Emisiformaldehida pada panel kayu. BadanStandardisasi Nasional. Jakarta (1999)

[l1].Japanese Industrial Standard (nS).Particleboards. JIS A 5908. JapaneseStandards Association. Tokyo (2003)

[12].DARMONO SINDUSUWARNO,Acaciamangium jenis pohon yang belum banyakdikenal. Duta Rimba. Perum Perhutani.

Departemen Kehutanan (1979) 2-5[13].SOEPARNO, Variasikandungan tanin pada

pohon cepat tumbuh akasia. FakultasKehutanan Universitas Gadjah Mada.Departemen Pendidikan dan Kebudayaan(1984)3-6

[14].Standar Nasional Indonesia (SNI),Kumpulan SNI Perekat. BadanStandardisasi Nasional. Jakarta (1998)

[15].ROFFAELE, Fonnaldehyde release fromparticle board and other wood based panels.Forest Research Institute Malaysia. KualaLumpur (1993)

[16].SUDJANA, Desain dan eksperimen.Tarsito, Bandung (1990)

[17].Pizzi A. 1994. Advanced Wood AdhesivesTechnology. New York: Marcel Dekker.

[18] .PIZZI,A. Tannin-based wood adhesives. Inwood adhesives: Chemistry and technology

63

Prosiding Simposium Nasicnal Polimer V

(A. Pizzi. Ed.), Marcel and Dekker, Inc.,New York (1983)

[19].WAKE W C. Adhesion. In A Garrat, edit.Penguin Science Survey. Penguin BooksLtd., Harrnondsworth, (1964) 62-77

[20].KOLLMAN F F P dan W A COTE Jr.Principles of Wood Science and Techno­10g1:Vol I. Berlin: Springer-Verlag (1968)

[21].GARDNER D J dan R L ANIDO. 2002.Adhesion Between Wood and Fiber

Reinforced Polymers: Bonding Issues. http:II WWW.umaine.edu.l adhesion I gardnerl5502002 I wood-frp % 20 adhesion.pdf.Diakses 8 Januari, 2003.

[22].V AZKUEZ. G, J. GONZALES­ALVAREZ, F. LOPEZ-SUEVOS and G.ANTORRENA. Effect of Veneer side

wettability on bonding quality of Eucalyptusglobulus plywood prepared using a tannin­phenol-formaldehyde adhesive. BioresourceTechnology 87: 349-353. Elsevier ScienceLT.Santiago, Spain (2003)

[23].ACHMADI S.S. Kimia Kayu. Depdikbud.DiIjen Pendidikan Tinggi. Bogor :PAU IlmuHayat, IPB (1990)

64

ISSN 1410-8720