Sifat Mekanis Papan Komposit pada Berbagai Kadar Air Partikel

Tabel 4.2 Nilai rata-rata sifat mekanis papan komposit Kadar air MOR MOE IB KPS Partikel kgfcm 2 10 4 kgfcm 2 kgfcm 2 kgfcm 2 4 179 1,39 2,99 55,49 7 224 1,50 4,30 69,95 10 199 1,89 4,22 74,32 13 155 1,83 3,54 40,28 Ket : MOR = keteguhan patah MOE = modulus elastisitas IB = internal bond KPS = kuat pegang sekrup Dari keseluruhan parameter yang diuji, hasil analisis sidik ragam pada Lampiran 23, 24 dan 25 memperlihatkan bahwa kadar air partikel berpengaruh nyata terhadap nilai MOR, MOE dan IB papan, tertinggi pada papan dengan kadar air partikel 7 dan terendah pada papan dengan kadar air partikel 13, dimana kedua papan tersebut berbeda nyata dengan papan lainnya, antara papan yang terbuat dari kadar air partikel 4 dan 10 tidak berbeda nyata. Hal tersebut disebabkan pada papan dengan kadar air yang sangat tinggi yaitu 13, jumlah air yang banyak menghambat terjadinya proses perekatan sehingga menghasilkan papan yang mempunyai kekuatan rekat yang lebih rendah yang lebih rendah dan berimplikasi pada rendahnya keteguhan patah. Sementara pada papan dengan kadar air yang paling rendah yaitu 4, jumlah air yang sedikit mengakibatkan ikatan hidrogen antara kayu dengan perekat kurang dan terbentuknya ikatan urea antara N-C-O pada perekat dengan air yang terdapat pada kayu juga berkurang. Menurut Chelak dan Newman 1991, hal ini disebabkan karena perekat berbasis MDI dapat bereaksi dengan air yang terdapat di dalam kayu menghasilkan ikatan polyurea, terjadi ikatan secara fisik dipermukaan kayu sehingga memberikan kekuatan ikatan secara mekanis mechanical bonding. Selain itu, kekuatan papan juga diakibatkan karena terjadinya ikatan kimia antara N- C-O grup dengan kayu. Jika dibandingkan dengan standar JIS A 5908:2003 untuk tipe papan partikel berlapis venir yang mensyaratkan nilai MOR pada arah tegak lurus papan minimal 150 kgfcm 2 dan 300 kgfcm 2 untuk searah panjang papan, maka nilai MOR untuk papan dengan kadar air partikel 7 dan 10 yang dapat memenuhi standar tersebut, walaupun hanya nilai standar pada arah tegak lurus papan yang dapat terpenuhi. Sedangkan papan dengan kadar air partikel 4 dan 13 tidak memenuhi standar tersebut, tetapi dapat memenuhi standar untuk base particleboard tipe 17,5-10,5. Standar tersebut mensyaratkan nilai MOE papan untuk arah tegak lurus panjang papan minimum 2.800 kgfcm 2 dan nilai searah panjang papan minimal 4.500 kgfcm 2 , maka nilai MOE papan tidak ada yang memenuhi standar papan partikel berlapis venir, hanya dapat memenuhi standar base particleboard type 24-10. Standar nilai keteguhan rekat sebesar 3,1 kgfcm 2 dapat terpenuhi kecuali pada papan dengan kadar air partikel 4, hanya dapat memenuhi base particleboard tipe 13. Hasil analisis sidik ragam pada Lampiran 26, menunjukkan bahwa kadar air berpengaruh tidak nyata terhadap kuat pegang sekrup papan. Hal ini disebabkan kuat pegang sekrup lebih dipengaruhi oleh keadaan permukaan dan kerapatan papan dekat permukaan, karena sekrup yang ditancapkan kedalamannya hanya sekitar 12 bagian papan. Dimana pada papan dengan kadar air partikel 4, 7, 10 dan 13 tidak ada perbedaan perlakuan permukaan karena semua papan dilapisi dengan anyaman bambu yang relatif sama ukuran dan ketebalannya. Meskipun demikian, dibandingkan dengan standar JIS A 5908:2003, nilai kuat pegang sekrup minimal untuk standar veneered particleboard sebesar 51 kgf, maka kuat pegang sekrup papan memenuhi standar kecuali pada papan dengan kadar partikel yang tinggi 13 hanya dapat memenuhi standar base particleboard type 13. Perbedaan yang sangat jauh ini diduga karena kondisi perekatan yang kurang baik pada papan dengan kadar air partikel yang tinggi seperti yang telah dijelaskan di atas. 4.3.3 Sifat Fisis Papan Komposit pada Berbagai Kadar Parafin Tabel 4.3 Nilai rata-rata sifat fisis papan komposit Kadar Kerapatan Kadar Air DS 24 jam PT 24 jam Parafin gcm 3 0 0,56 6,40 99,96 28,87 1 0,53 5,61 62,63 18,69 3 0,55 5,01 37,39 11,73 5 0,56 5,50 36,12 12,88 Ket : DS = daya serap air PT = pengembangan tebal Berdasarkan hasil analisis sidik ragam pada Lampiran 27, penambahan parafin pada kadar 1, 3 dan 5 tidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan yang dihasilkan. Hal ini mengindikasikan bahwa pemadatan partikel yang terjadi pada saat pengempaan tidak dipengaruhi oleh adanya parafin. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Hermawan 2005, menunjukkan bahwa penambahan parafin dengan kadar yang bervariasi dari 1-10 pada papan partikel kenaf mengasilkan kerapatan papan yang relatif seragam berkisar dari 0,61-0,75 gcm 3 . Berdasarkan standar JIS A 5908:2003 yang mensyaratkan nilai kerapatan 0,4-0,9 gcm 3 , maka kerapatan papan yang dihasilkan memenuhi standar tersebut. Nilai kadar air tersebut telah memenuhi JIS A 5908:2003 yang mensyaratkan kadar air 5-13. Rendahnya nilai kadar air ini disebabkan karena rendahnya nilai kadar air partikel yang digunakan yaitu 4. Kadar air papan yang dihasilkan lebih besar dibandingkan kadar air partikel yang digunakan, ini terjadi karena adanya penyerapan uap air selama proses pengkondisian berlangsung. Hasil sidik ragam pada Lampiran 28, menunjukkan bahwa kadar parafin berpengaruh nyata terhadap kadar air papan yang dihasilkan pada taraf α 5, dimana kadar air papan komposit tanpa parafin berbeda nyata dengan papan lainnya. Hal ini disebabkan karena parafin membuat papan lebih tahan terhadap air sehingga pada saat pengkondisian, papan yang mengandung parafin menyerap uap air lebih sedikit. Menurut Haygreen dan Bowyer 1993, menyatakan bahwa penambahan parafin berkisar 0,25-2 berat ditambahkan untuk memberikan satu sifat tahan air pada papan. Hasil sidik ragam pada Lampiran 31 dan 32, menunjukkan bahwa kandungan parafin berpengaruh nyata terhadap pengembangan tebal papan komposit dan kenderungannya sama dengan daya serap air papan. Dimana pengembangan papan dengan 3 parafin tidak berbeda dengan papan 5 parafin tapi berbeda nyata dengan papan lainnya. Hal ini berarti penambahan parafin lebih dari 3 tidak efektif lagi menahan pengembangan tebal papan. Menurut Maloney 1993, pengembangan tebal dapat diperkecil dengan penambahan parafin 0,2 – 1,0 berdasarkan berat kering partikel, tetapi pada penelitian ini dibutuhkan parafin sekitar 3 untuk menahan pengembangan tebal papan agar dapat memenuhi standar JIS A 5908:2003. Walaupun nilai pengembangan tebal papan yang dihasilkan masih berada pada titik kritis yaitu 11,72, sementara nilai maksimum yang dipersyaratkan dalam standar JIS A 5908:2003 sebesar 12. Hal ini berarti papan yang dibuat dengan 3 parafin dengan bahan dan metode yang sama berpeluang besar akan mempunyai nilai pengembangan tebal yang lebih besar dari 12 sehingga tidak memenuhi standar. Tetapi jika kadar parafin ditambahkan sampai 5, pengembangan tebal papan tidak semakin kecil. Hal tersebut mengindikasikan bahwa penambahan kadar parafin lebih dari 3, tidak efektif lagi menurunkan pengembangan tebal papan.

4.3.4 Sifat Mekanis Papan Komposit pada Berbagai Kadar Parafin

Nilai hasil pengujian sifat mekanis papan dapat dilihat pada Tabel 4.4. Nilai-nilai tersebut memperlihatkan bahwa baik niali MOR, MOE, IB dan KPS papan cenderung meningkat dengan pemakaian parafin pada kadar 1, jika kadar parafin ditambahkan lagi kekuatan papan akan menurun. Hal ini menindikasikan bahwa pemakaian parafin diduga dapat menutupi pori-pori kayu mengakibatkan perekat tidak habis terserap ke dalam kayu sehingga tidak terjadi miskin rekatan pada garis rekatan, tetapi jika parafin ditambahkan lagi, dapat menghalangi ikatan antara partikel dengan perekat. Tabel 4.4 Nilai rata-rata sifat mekanis papan komposit Kadar MOR MOE IB KPS Parafin kgfcm 2 10 4 kgfcm 2 kgfcm 2 kgfcm 2 0 179 1,39 2,99 55,49 1 212 1,53 3,56 65,60 3 224 1,59 3,20 63,53 5 206 1,18 3,12 62,23 Ket : MOR = keteguhan patah MOE = modulus elastisitas IB = internal bond KPS = kuat pegang sekrup Hasil sidik ragam pada Lampiran 33 dan 34, memperlihatkan bahwa kadar parafin tidak berpengaruh nyata terhadap nilai MOR dan MOE papan komposit. Maloney 1993 menyatakan bahwa penambahan parafin lebih besar dari pada 1 akan menurunkan sifat kekuatan papan. Haygreen dan Bowyer 1993 menyebutkan bahwa penambahan parafin sebesar 2 atau kurang berdasarkan berat kering partikel mempunyai pengaruh yang kecil atau tidak mempengaruhi sifat kekuatan papan partikel. Hasil penelitian Hermawan 2005 dengan menggunakan bahan baku bukan kayu berupa inti kenaf, hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan parafin hingga 8 tidak mempengaruhi sifat keteguhan patah papan. Hal ini menunjukkan bahwa kadar parafin yang dibutuhkan untuk meminimalkan pengembangan tebal dan tidak berpengaruh terhadap kekuatan papan tergantung pada sifat bahan baku yang digunakan. Hal ini sejalan dengan pernyataan Maloney 1993, papan yang terbuat dari douglas fir umumnya menggunakan wax sebanyak 0,25 - 0,5, papan dari kayu aspen menggunakan 0,75 – 1,25. Hsu et al. 1990 diacu dalam Muehl dan Krzysik 1997, menyatakan bahwa penambahan parafin akan menurunkan pengembangan tebal dan cenderung meningkatkan sifat mekanis papan, tetapi efeknya tidak secara