Tempat dan Waktu Penelitian Bahan dan Alat Kadar Air Daya Serap Air

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu dan Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini berlangsung mulai dari bulan Januari 2011 sampai Juni 2011.

3.2 Bahan dan Alat

Penelitian ini menggunakan bahan baku berupa kulit buah jarak pagar yang diperoleh dari Badan Litbang Pertanian Balai Pakuwon, Sukabumi. Sedangkan perekat phenol formaldehida kadar perekat 12, 14 dan 16 diperoleh dari PT Palmolite Adhesive Industri. Kulit buah jarak pagar yang akan digunakan untuk pembuatan papan partikel yaitu sebanyak 20 kg dengan perekat phenol formaldehida sebanyak 2 kg. Peralatan yang akan digunakan dalam pembuatan papan partikel meliputi ember plastik wadah, oven, disk flaker, desikator, bak pencampur partikel dan perekat blender, penyemprot perekat spray gun, pencetak papan, plat aluminium, pengempa panas, dan alat pemotong. Pada pengujian papan partikel akan menggunakan alat yang terdiri dari jangka sorong, kaliper, oven, desikator, timbangan elektrik, dan Universal Testing Mechine merk Instron.

3.3 Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :

3.3.1 Persiapan Bahan Baku

Kulit buah jarak pagar yang diperoleh dari limbah pengolahan biji jarak pagar kemudian digiling menggunakan disk flaker, selanjutnya bahan dimasukkan dalam oven dan dikeringkan hingga mencapai kadar air 3-6.

3.3.2 Pencampuran Bahan

Partikel ditimbang sesuai dengan kebutuhan pada tiap papan dan dicampur dengan perekat. Proses pencampuran bahan-bahan tersebut dilakukan dengan menggunakan blender dan spray gun. Partikel dimasukkan ke dalam blender dan perekat dimasukkan ke dalam spray gun kemudian perekat tersebut disemprotkan ke dalam blender yang berputar. Adapun komposisi bahan papan partikel terdapat pada Tabel 5. Tabel 5 Komposisi bahan papan partikel Perlakuan Ulangan Kulit buah jarak pagar g Perekat g PF 12 1 418 109 PF 12 2 418 109 PF 12 3 418 109 PF 14 1 411 126 PF 14 2 411 126 PF 14 3 411 126 PF 16 1 404 140 PF 16 2 404 140 PF 16 3 404 140

3.3.3 Pembuatan Lembaran Papan

Pembentukan lembaran dilakukan dengan menghamparkan partikel yang sudah dicampur dengan perekat pada cetakan yang berukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm. Pada saat pembentukan lembaran diusahakan seluruh campuran partikel dan perekat tersebar merata agar dihasilkan kerapatan papan yang seragam. Adapun kerapatan target yang diinginkan adalah 0,7 gcm 3 .

3.3.4 Pengempaan

Setelah papan lembaran terbentuk maka langkah selanjutnya adalah pengempaan dengan menggunakan mesin kempa panas pada suhu 130 °C dengan tekanan sebesar 25 kgcm² selama 15 menit. Agar dihasilkan ketebalan papan yang sesuai dengan ketebalan target maka bagian sisi lembaran diberi ganjal berupa plat besi dengan ukuran ketebalan 1 cm. Pada penelitian pendahuluan perekat yang digunakan adalah perekat urea formaldehida, dengan kadar perekat 10, 12 dan 14. Pengempaan dilakukan pada suhu 110 o C, tekanan sebesar 25 kgcm 2 selama 10 menit. Hal ini sedikit berbeda mengingat terdapat perbedaan sifat antara urea formaldehida dan phenol formaldehida.

3.3.5 Pengkondisian Papan

Proses pengkondisian papan partikel akan dilakukan dengan menyusun lembaran-lembaran panel dalam tumpukan-tumpukan kecil menggunakan ganjal diantara lembaran tersebut agar sirkulasi udara lebih lancar. Pengkondisian akan dilakukan selama 14 hari pada suhu kamar untuk melepaskan tegangan sisa pada papan setelah melalui proses pengempaan dan mendapatkan kadar air yang seragam sebelum dilakukan pengujian.

3.3.6 Pemotongan Contoh Uji

Papan partikel yang telah mengalami conditioning kemudian dipotong sesuai dengan tujuan pengujian yang dilakukan. Ukuran contoh uji disesuaikan dengan standar pengujian JIS A5908-2003 tentang papan partikel. Adapun pola pemotongan contoh uji dapat dilihat pada Gambar 4. a ` b d e 25 cm c aa Gambar 4 Pola pemotongan contoh uji. Keterangan : a. contoh uji keteguhan elastis dan keteguhan patah berukuran 5x20 cm b. contoh uji keteguhan rekat internal berukuran 5x5 cm 25 cm c. contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air berukuran 5x5 cm d. contoh uji kuat pegang sekrup berukuran 5x10 cm e. contoh uji kerapatan dan kadar air berukuran 10x10 cm aa. contoh uji cadangan keteguhan elastisitas dan keteguhan patah berukuran 5x20 cm

3.3.7 Pengujian Papan Partikel

Keseluruhan proses pengujian dilakukan dengan membandingkan antara seluruh papan dari kulit buah jarak pagar dengan perekat phenol formaldehida.

1. Pengujian Sifat Fisis a.

Kerapatan Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm yang berada dalam kondisi kering udara ditimbang beratnya. kemudian lakukan pengukuran dimensi meliputi panjang, lebar, dan tebal untuk mengetahui volume contoh uji. Kerapatan papan dapat dihitung dengan menggunakan rumus : Keterangan : ρ = kerapatan gcm 3 bb = berat contoh uji kering udara g v = volume cm 3

b. Kadar Air

Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm ditmbang untuk mendapatkan berat awalnya, kemudian contoh uji dioven pada suhu 103 ± 2 °C selama 24 jam. Selanjutnya contoh uji dikeluarkan dari oven dan dimasukkan kedalam desikator selama 15 menit dan ditimbang. Pengulangan pengovenan dan penimbangan dilakukan setiap tiga jam sekali sampai beratnya konstan. Nilai kadar air dihitung dengan rumus berikut : Keterangan : KA = kadar air BB = berat contoh uji kering udara g BKT = berat contoh uji kering tanur g

c. Daya Serap Air

Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm ditimbang berat awalnya B1 kemudian direndam dalam air dingin selama 2 dan 24 jam, setelah itu ditimbang beratnya B2. Besarnya daya serap air papan dihitung berdasarkan rumus: Keterangan : DSA = Daya Serap Air B1 = berat contoh uji sebelum perendaman g B2 = berat contoh uji setelah perendaman g d. Pengembangan Tebal Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm dalam keadaan kering udara KU diukur dimensi tebalnya dan diukur pada tiap sudut kemudian dihitung rata – ratanya. Selanjutnya contoh uji direndam dalam air dingin selama 2 dan 24 jam dan dilakukan pengukuran dimensinya setelah perendaman. nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus : Keterangan : PT = pengembangan tebal T1 = tebal contoh uji sebelum perendaman cm T2 = tebal contoh uji setelah perendaman cm

2. Pengujian Sifat Mekanis a.

Kekuatan Lentur MOE Pengujian modulus lentur dilakukan dengan menggunakan mesin uji universal Universal Testing Machine merek Instron. Contoh uji berukuran 5x20 cm pada kondisi kering udara, lebar bentang 15 kali tebal tetapi tidak kurang dari 15 cm. Pada saat pengujian dicatat besarnya defleksi yang terjadi setiap selang beban tertentu dengan pemberian beban berada pada bagian tengah-tengah jarak sangga, yang dapat dilihat pada Gambar 5. Nilai modulus lentur MOE dihitung dengan mengguanakan rumus : Keterangan : MOE = Modulus lentur kgcm 2 ∆p = perubahan beban yang digunakan kg L = panjang bentang cm ∆y = perubahan defleksi setiap perubahan beban cm b = lebar contoh uji cm h = tebal contoh uji cm P posisi dan arah pembebanan ½ L ½ L L Gambar 5 Pengujian MOE dan MOR .

b. Keteguhan Patah MOR