Menurut Petrie 2004, isocyanate yang paling umum digunakan dalam perekat PU adalah MDI methyllene diphenyl diisocyanate. Isocyanate group yang
terdapat dalam perekat ini bereaksi dengan hydroxyl group pada substrat membentuk urethane linkage dan isocyanate yang bereaksi dengan air akan membentuk urea
linkage dan karbon dioksida. Linier thermoplastic polyurethane akan terbentuk jika dua grup reaktif digabungkan seperti diisocyanate dan diols. Jika polyols atau
hydroxyl group bereaksi dengan isocyanate akan membentuk polymer, yang disebut crosslinked. Ikatan yang terjadi antara kayu dengan perekat seperti gambar berikut :
Gambar 2.1 Ikatan hydrogen antara gugus –OH selulosa dan gugus –OH perekat Sumber : Cognard P, 2004
Gambar 2.2 Reaksi kimia dan ikatan antara gugus isocyanate dan gugus hydroxyl Sumber : Cognard P, 2004
.
Penelitian oleh Alamsyah et al. 2005 dengan menggunakan perekat aqueous polymer isocyanate API menunjukkan keterbasahan kayu sengon lebih baik
dibandingkan kayu akasia, dan kayu akasia lebih baik dibandingkan dengan kayu
gmelina. Penelitian tersebut menunjukkan sudut kontak antara kayu dengan perekat selama 120 detik pengamatan. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa elapsed
time kayu sengon 50 detik, kayu akasia pada detik ke 120 mempunyai sudut kontak antara 50-60
o
C, dan kayu gmelina pada detik ke 120 mempunyai sudut kontak ± 70
o
C
Sudut Kontak
o
Elapsed time
detik Gambar 2.3 Diagram Sudut kontak antara kayu dengan perekat API
Sumber : Alamsyah et al., 2005
2.5 Karakteristik Papan Komposit dengan Perekat Berbahan Dasar Isocyanate
Papan partikel yang menggunakan MDI sebagai perekat, memiliki kekuatan yang tinggi, ketahanan terhadap cuaca yang baik dan stabilitas dimensi yang tinggi.
Selain itu, papan partikel yang dihasilkan bebas dari bau dan bahan yang berbahaya serta non-corrosive, tidak seperti halnya perekat phenolic. Sehingga papan partikel
dengan perekat ini dapat digunakan untuk keperluan interior maupun eksterior Petrie 2004.
Penelitian oleh Zheng et al. 2007 dengan menggunakan jose tall wheatgrass dengan perekat polymeric methane diphenyl diisocyanate pMDI menunjukkan
bahwa peningkatan kadar air partikel dari 2 hingga 8 dapat meningkatkan kekuatan papan, tetapi peningkatan kadar air partikel dari 8 ke 10 mengakibatkan
kekuatan papan menurun yang disebabkan oleh isocyanate grup yang ada dalam perekat lebih banyak bereaksi dengan air dibandingkan yang bereaksi dengan
partikel. Penelitian oleh Zheng et al. 2006 memperlihatkan bahwa papan partikel
yang terbuat dari kayu eukaliptus dengan perekat 4 pMDI mempunyai kualitas yang lebih baik, kecuali nilai MOR dibandingkan dengan papan yang menggunakan
7 perekat UF. Penelitian pengaruh kadar air furnish dengan perekat MDI oleh Chelak dan
Newman 1991, dengan variasi kadar air 9, 11, 13 dan 15 menunjukkan kekuatan papan terendah pada papan dengan kadar air 15, baik nilai IB, MOR dan
MOE, tetapi stabilitas dimensi terbaik dalam hal ini pengembangan tebal setelah perendaman 24 jam terendah pada papan dengan KA partikel 15.
Menurut Chelak dan Newman 1991, perekat berbasis isocyanate 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. Mekanisme terjadinya ikatan sebagai berikut :
1. Reaksi antara isocyanate dengan hydroxyl group dari kayu membentuk ikatan
urethane
O OCN CH
2
NCO + OH OCN CH
2
NCO urethane H
