Pengaruh Suhu dan Waktu Pengempaan Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Urea Formaldehida

PENGARUH SUHU DAN WAKTU PENGEMPAAN TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL
DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT DENGAN PEREKAT UREA FORMALDEHIDA
SKRIPSI
Oleh RIRIS ASTRIDA NABABAN
091201053
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Peneletian
Nama NIM Program Studi

: Pengaruh Suhu dan Waktu Pengempaan Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Urea Formaldehida
: Riris Astrida Nababan : 091201053 : Kehutanan

Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :

Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si Ketua

Tito Sucipto, S.Hut., M.Si Anggota

Mengetahui,

Siti Latifah, S.Hut., M.Si, Ph. D Ketua Program Studi Kehutanan

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
RIRIS ASTRIDA NABABAN: Pengaruh Suhu dan Waktu terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Urea Formaldehida. Di bawah bimbingan RUDI HARTONO dan TITO SUCIPTO.
Limbah batang kelapa sawit merupakan salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel dengan pengaruh suhu pengempaan dan waktu pengempaan. Papan dibuat dengan ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm dengan kerapatan target adalah 0,75 g/cm3. Papan partikel ini menggunakan perekat urea formaldehida 10% dengan tekanan kempa 25 kg/cm2 dan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan 3 kali ulangan dan 2 faktor yaitu suhu pengempaan (120, 130 dan 140) oC dan waktu pengempaan (8, 10, 12 dan 14) menit. Pengujian papan partikel terdiri dari kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan lentur, keteguhan patah dan keteguhan rekat internal..
Hasil penelitian menunjukkan waktu pengempaan dan interaksi anatara suhu dan waktu berpengaruh nyata terhadap kadar air papan partikel dan suhu pengempaan berpengaruh nyata terhadap MOR. Kombinasi suhu dan waktu pengempaan yang optimal adalah pada perlakuan suhu pengempaan 120oC dengan waktu pengempaan 8 menit yang memiliki nilai kerapatannya 0,74 g/cm3, kadar air 6,95 %, daya serap air 57,72 %, pengembangan tebal 9,40 %, keteguhan lentur 12037 kg/cm2, keteguhan patahnya 116,57 kg/cm2 dan keteguhan rekat internalnya 4,61 kg/cm2. Kata kunci : batang kelapa sawit, papan partikel, suhu dan waktu pengempaan
i Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
RIRIS ASTRIDA NABABAN:The Influence of Temperature and Pressing Time on Physical and Mechanical Properties of Particleboard Made of Residue Oil Palm Trunks Using Urea Formaldehida Adhesive. Supervised by RUDI HARTONO and TITO SUCIPTO.
The waste oil palm trunks is a alternative basic commodity manufacture particleboards. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties with the influence temperature and pressing time..Boards were made with size 30 cm x 30 cm x 1 cm with density of 0,75 gr/cm3. Particleboards using urea formaldehida adhesive, press 25kg/cm2 and experiments were analyzed by factorial with completely randomized design in 3 temperatures (120º, 130 and 140)ºC and 4 pressing times (8, 10, 12, and 14) min. Particleboard was tested for density, moisture content, water absorption, thickness swelling, modulus of rupture, compression strength parallel to the surface and internal bond.
Result showed that pressing time and interaction temperature and pressing time have significant influenced to the moisture content and pressing temperature have influenced to the modulus of rupture of the particleboard. Optimal condition was attained by combination of pressing temperature of 120ºC and pressing time of 8 min., where the density was 0,74 g/cm3, moisture content was 6,95 %, water absorption was 57,72 %, thickness swelling was 9,40%, modulus of elasticity was 12.037 kg/cm2, modulus of rupture was 116,57 kg/cm2 and internal bond was 4,61 kg/cm2. Key words: oil palm trunk, particleboard, temperature and pressing time
ii Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Onan Ganjang pada tanggal 06 Januari 1991 dari ayah Drs. Mangampin Nababan dan ibu Lasma Malau. Penulis merupakan putri ketiga dari enam bersaudara.
Penulis menyelesaikan Sekolah Dasar di SD N 173441 Onan Ganjang tahun 2003, Sekolah Menengah Pertama (SMP) di SMP N 1 Onan Ganjang 2006, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA SW Katolik Cinta Kasih Tebing Tinggi tahun 2009. Pada tahun 2009 penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB). Penulis memilih Program Studi Kehutanan.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis merupakan anggota Himpunan Mahasiswa Silva (HIMAS) dan sebagai asisten praktikum Sifat Kimia Kayu. Penulis juga melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT Suka Jaya Makmur, Kalimantan Barat dari tanggal 1 Februari sampai 14 Maret 2013. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul ”Pengaruh Suhu dan Waktu Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Urea Formaldehida”, di bawah bimbingan Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si dan Tito Sucipto, S.Hut, M.Si.
iii Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan anugerahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan hasil penelitian ini. Hasil penelitian ini berjudul “Pengaruh Suhu dan Waktu Pengempaan Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Urea Formaldehida”.
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh suhu dan waktu pengempaan terhadap kualitas papan partikel yaitu sifat fisis, mekanis dan ketahanan terhadap serangan rayap tanah. Hasil penelitian diharapkan didapat suhu dan waktu pengempaan optimum untuk menghasilkan papan partikel yang berkualitas baik.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada 1. Bapak Dr. Rudi Hartono, S.Hut,. M.Si dan Tito Sucipto, S.Hut., M.Si selaku
ketua dan anggota komisi pembimbing yang telah memberi masukan dan saran dalam pembuatan hasil penelitian selama ini. 2. Ayah dan Ibu tercinta (M. Nababan dan L. Malau) yang selalu memberi dukungan, doa dan kasih sayang serta memberi motivasi untuk tetap semangat dalam mewujudkan hasil penelitian ini. 3. Kakak dan adik tercinta (Budi Pratama Yani Nababan, Dede Filda Nababan, Marsinta Nababan, Rut Muni Nababan dan Manuel Nababan) yang telah memberi motivasi dan semangat dalam penulisan laporan ini. 4. Teman-teman seperjuangan (Lasmaria Manik, Cut Yulia Magfirah, Guido Simbolon, Kaya Muda Lubis dan Syahroni H Siregar).
iv Universitas Sumatera Utara

5. Teman-teman satu angkatan THH 2009 (Linda Renta G S Marbun, Samuel F Silaban, Citra Turnip, Tambahot, Vicky, Michael, Joy dan teman-teman lainnya) yang telah member semangat dalam penulis. Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam penulisan hasil
penelitian ini, oleh karena itu penulis memohon maaf atas kekurangan tersebut. Penulis mengharapkan agar hasil penelitian ini dapat menjadi panduan belajar dan bacaan yang bermanfaat bagi mahasiswa kehutanan secara khusus dan masyarakat secara umum. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, Juni 2013 Penulis
v Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
ABSTRAK .......................................................................................................... i ABSTRACT.......................................................................................................... ii RIWAYAT HIDUP............................................................................................. iii KATA PENGANTAR ....................................................................................... iv DAFTAR TABEL............................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... x

PENDAHULUAN Latar Belakang........................................................................................... 1 Tujuan Penelitian....................................................................................... 3 Manfaat Penelitian..................................................................................... 3 Hipotesis Penelitian ................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA Batang Kelapa Sawit (BKS) ...................................................................... 4 Papan Partikel ............................................................................................ 7 Perekat Urea Formaldehida (UF)............................................................... 9 Pengempaan............................................................................................... 11 Rayap Tanah .............................................................................................. 12
METODOLOGI Waktu dan Lokasi Penelitian..................................................................... 15 Alat dan Bahan .......................................................................................... 15 Prosedur Penelitian .................................................................................... 15 Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel.......................................................... 19 Kerapatan .............................................................................................. 19 Kadar air................................................................................................ 19 Daya serap air ....................................................................................... 20 Pengembangan tebal ............................................................................. 20 Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel.................................................... 20 Modulus Lentur atau Modulus of Elasticity (MOE) ............................. 20 Modulus Patah atau Modulus of Rupture (MOR) ................................. 21 Keteguhan Rekat Internal atau Internal Bond (IB)............................... 22 Pengujian Ketahanan Papan Partikel Terhadap Serangan Rayap Tanah.. 23 Rancangan Percobaan dan Analisis Data .................................................. 24
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel ........................................................................... 26 Kerapatan .............................................................................................. 26 Kadar Air .............................................................................................. 28 Daya Serap Air...................................................................................... 31 Pengembangan Tebal ............................................................................ 34 Sifat Mekanis Papan Partikel..................................................................... 36 Modulus of Elasticity (MOE)................................................................ 36
vi
Universitas Sumatera Utara

Modulus of Rupture (MOR).................................................................. 38 Internal Bond (IB)................................................................................. 40 Uji Ketahanan Papan Partikel Terhadap Serangan Rayap Tanah.............. 42 Peringkat Kualitas Papan Partikel. ............................................................ 46 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ................................................................................................ 48 Saran .......................................................................................................... 48 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 49 LAMPIRAN........................................................................................................ 53
vii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
No Hal. 1. Sifat-sifat dasar batang kelapa sawit............................................................ 5 2. Standar mutu sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan
SNI 03-2105-2006 ....................................................................................... 23 3. Penilaian terhadap kerusakan contoh uji pada grave yard test .................... 24 4. Hasil tingkat serangan rayap tanah .............................................................. 44 5. Peringkat kualitas papan partikel ................................................................. 46
viii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
No Hal 1. Pola pemotongan horizontal permukaan contoh uji untuk pengujian.......... 17 2. Skema alur penelitian................................................................................... 18 3. Pengujian MOE dan MOR........................................................................... 21 4. Pengujian keteguhan rekat internal .............................................................. 22 5. Grafik rata-rata kerapatan papan partikel..................................................... 26 6. Grafik rata-rata kadar air papan partikel ...................................................... 29 7. Grafik rata-rata daya serap air papan partikel.............................................. 31 8. Grafik rata-rata pengembangan tebal papan partikel ................................... 34 9. Grafik rata-rata MOE papan partikel ........................................................... 36 10. Grafik rata-rata MOR papan partikel ........................................................... 38 11. Grafik rata-rata Internal Bond papan partikel.............................................. 41 12. Grafik rata-rata penurunan berat papan partikel .......................................... 43 13. Sampel papan partikel yang telah diuji kubur.............................................. 45
ix Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

No Hal 1. Pehitungan kebutuhan bahan baku papan partikel..................................... 53 2. Nilai sifat fisis papan partikel ...................................................................... 53 3. Nilai sifat mekanis papan partikel sifat fisis ................................................ 54 4. Nilai penurunan berat papan partikel ........................................................... 54 5. Hasil analisis ragam kerapatan papan partikel............................................. 54 6. Hasil analisis ragam kadar air papan partikel ............................................. 55 7. Hasil uji lanjut Duncan kadar air papan partikel ......................................... 55 8. Hasil analisis ragam daya serap air papan partikel ...................................... 55 9. Hasil analisis ragam pengembangan tebal papan partikel ........................... 55 10. Hasil analisis ragam MOE papan papan partikel ........................................ 56 11. Hasil analisis ragam MOR papan partikel ................................................... 56 12. Hasil analisis ragam IB papan partikel ` ...................................................... 56 13. Nilai scoring kerusakan papan partikel pada uji kubur................................ 56 14. Analisis ragam uji ketahanan papan partikel terhadap serangan
rayap tanah ................................................................................................... 57
x Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
RIRIS ASTRIDA NABABAN: Pengaruh Suhu dan Waktu terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Urea Formaldehida. Di bawah bimbingan RUDI HARTONO dan TITO SUCIPTO.
Limbah batang kelapa sawit merupakan salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel dengan pengaruh suhu pengempaan dan waktu pengempaan. Papan dibuat dengan ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm dengan kerapatan target adalah 0,75 g/cm3. Papan partikel ini menggunakan perekat urea formaldehida 10% dengan tekanan kempa 25 kg/cm2 dan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan 3 kali ulangan dan 2 faktor yaitu suhu pengempaan (120, 130 dan 140) oC dan waktu pengempaan (8, 10, 12 dan 14) menit. Pengujian papan partikel terdiri dari kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan lentur, keteguhan patah dan keteguhan rekat internal..
Hasil penelitian menunjukkan waktu pengempaan dan interaksi anatara suhu dan waktu berpengaruh nyata terhadap kadar air papan partikel dan suhu pengempaan berpengaruh nyata terhadap MOR. Kombinasi suhu dan waktu pengempaan yang optimal adalah pada perlakuan suhu pengempaan 120oC dengan waktu pengempaan 8 menit yang memiliki nilai kerapatannya 0,74 g/cm3, kadar air 6,95 %, daya serap air 57,72 %, pengembangan tebal 9,40 %, keteguhan lentur 12037 kg/cm2, keteguhan patahnya 116,57 kg/cm2 dan keteguhan rekat internalnya 4,61 kg/cm2. Kata kunci : batang kelapa sawit, papan partikel, suhu dan waktu pengempaan
i Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
RIRIS ASTRIDA NABABAN:The Influence of Temperature and Pressing Time on Physical and Mechanical Properties of Particleboard Made of Residue Oil Palm Trunks Using Urea Formaldehida Adhesive. Supervised by RUDI HARTONO and TITO SUCIPTO.
The waste oil palm trunks is a alternative basic commodity manufacture particleboards. The purpose of this study was to evaluate the physical and mechanical properties with the influence temperature and pressing time..Boards were made with size 30 cm x 30 cm x 1 cm with density of 0,75 gr/cm3. Particleboards using urea formaldehida adhesive, press 25kg/cm2 and experiments were analyzed by factorial with completely randomized design in 3 temperatures (120º, 130 and 140)ºC and 4 pressing times (8, 10, 12, and 14) min. Particleboard was tested for density, moisture content, water absorption, thickness swelling, modulus of rupture, compression strength parallel to the surface and internal bond.
Result showed that pressing time and interaction temperature and pressing time have significant influenced to the moisture content and pressing temperature have influenced to the modulus of rupture of the particleboard. Optimal condition was attained by combination of pressing temperature of 120ºC and pressing time of 8 min., where the density was 0,74 g/cm3, moisture content was 6,95 %, water absorption was 57,72 %, thickness swelling was 9,40%, modulus of elasticity was 12.037 kg/cm2, modulus of rupture was 116,57 kg/cm2 and internal bond was 4,61 kg/cm2. Key words: oil palm trunk, particleboard, temperature and pressing time
ii Universitas Sumatera Utara

1
PENDAHULUAN
Latar Belakang Kelapa sawit merupakan salah satu sumber daya alam di Indonesia yang
memberikan manfaat langsung berupa minyak sawit mentah. Usia produktif kelapa sawit adalah sekitar 20-25 tahun, setelah itu diremajakan. Menurut data, potensi peremajaan Batang Kelapa Sawit (BKS) di Indonesia akan terus meningkat, seiring dengan meningkatnya luas areal perkebunan kelapa sawit. Pada tahun 2005, luas areal perkebunan kelapa sawit seluas 5.453.817 ha dan pada tahun 2010 meningkat menjadi 8.430.026 ha (Departemen Pertanian, 2010).

Menurut Febrianto dan Bakar (2004) dalam setiap peremajaan satu batang kelapa sawit pada umur 25 tahun dihasilkan sebanyak 1,193 m3 log sawit. Bila dalam 1 ha ada 140 batang maka dari setiap ha peremajaan akan menghasilkan 167 m3 log sawit. Hasil dari peremajaan BKS biasanya kurang dimanfaatkan atau sering menjadi limbah. Salah satu cara yang dapat mengatasi limbah hasil peremajaan kelapa sawit ini adalah pembuatan papan partikel.
Papan partikel merupakan salah satu produk biokomposit yang mampu mengubah limbah perkebunan kelapa sawit menjadi produk yang bernilai tinggi. Limbah BKS merupakan salah satu hasil peremajaan yang sangat berpotensi digunakan sebagai bahan baku papan partikel (Mawardi, 2009; Jamilah, 2009; Sucipto dkk., 2010).
Dalam pembuatan produk papan partikel tidak terlepas dari penggunaan perekat. Perekat yang sering digunakan adalah perekat Urea Formaldehida (UF), isosianat (MDI) dan Penol Formaldehida (PF) dengan kadar yang berbeda-beda (Sucipto dkk., 2010). Pada penelitian ini, perekat yang digunakan adalah perekat
Universitas Sumatera Utara

2
UF karena penggunaan perekat ini dalam pembuatan papan komposit telah banyak digunakan (Subiyanto dkk., 2005; Alghiffari, 2008; Iskandar dan Achmad, 2011). Perekat UF merupakan perekat yang mempunyai kelebihan yaitu harganya murah, warnanya terang dan kemampuaan matangnya sangat cepat pada suhu di bawah 127oC.
Salah satu tahapan kegiatan yang dilakukan dalam proses pembuatan papan partikel adalah pengempaan panas. Proses pengempaan tergantung pada jenis perekat yang digunakan, suhu pengempaan, lamanya pengempaan dan besarnya tekanan kempa (Sutigno, 1988). Papan partikel yang menggunakan perekat UF biasanya menggunakan tekanan kempa 10-12 kg/cm2 pada suhu 100oC selama 1,3 menit/mm, suhu 110oC selama 1,0 menit/mm dan pada suhu 120oC selama 0,8 menit/mm (Ruhendi dkk., 2007).
Proses pengempaan bergantung juga kepada suhu dan waktu pengempaan optimum. Pengempaan papan komposit pada suhu di atas optimum akan menyebabkan papan komposit yang dihasilkan over matured (terlalu matang) sehingga bersifat getas dan menyebabkan ikatan antar partikel menjadi tidak normal, demikian sebaliknya. Pengempaan pada suhu di bawah optimum menyebabkan perekat tidak matang serta kemungkinan perekat yang digunakan belum meleleh. Pengempaan pada suhu dan waktu optimum diharapkan menghasilkan kualitas rekatan baik antara partikel perekat dan partikel kayu (Yusuf, 2000).
Beberapa hal tersebutlah yang melatarbelakangi untuk dilakukan penelitian tentang pengaruh suhu dan waktu pengempaan terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah BKS dengan menggunakan perekat UF.
Universitas Sumatera Utara

3
Penelitian ini diharapkan dapat mengetahui suhu dan waktu pengempaan optimum.
Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengevaluasi pengaruh suhu dan waktu pengempaan terhadap sifat fisis papan partikel dari BKS dengan menggunakan perekat UF.
2. Mengevaluasi pengaruh suhu dan waktu pengempaan terhadap sifat mekanis papan partikel dari BKS dengan menggunakan perekat UF.
3. Mengevaluasi tingkat ketahanan papan partikel terhadap serangan rayap tanah.
4. Mengevaluasi suhu dan waktu pengempaan terbaik untuk menghasilkan papan partikel terbaik.
Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah untuk memberikan informasi tentang

suhu dan waktu pengempaan optimum dalam penmbuatan papan partikel dan untuk memberikan alternatif penggunaan bahan baku pengganti kayu yang semakin berkurang ketersediaannya.
Hipotesis Hipotesis yang digunakan adalah adanya perbedaan suhu, waktu
pengempaan dan interaksi keduanya berpengaruh terhadap sifat fisis, mekanis dan sifat ketahanan papan partikel terhadap serangan rayap tanah dari limbah BKS.
Universitas Sumatera Utara

4
TINJAUAN PUSTAKA
Batang Kelapa Sawit (BKS) Menurut sistem klasifikasi yang ada kelapa sawit termasuk dalam
Kingdom plantae, Divisi Spermatophyta, Subdivisi Angiospermae, Kelas Monocotyledoneae, Family Arecaceae, Subfamili Cocoideae, Genus Elaeis dan Spesies E. guineensis Jacq (Tomlinson, 1961). Kelapa sawit diusahakan secara komersil di Afrika, Amerika Selatan, Asia Tenggara, Pasifik Selatan serta beberapa daerah lain dengan skala yang lebih kecil. Tanaman kelapa sawit berasal dari Afrika dan Amerika Selatan, tepatnya adalah Brazil (Lubis, 1992).
Perkebunan kelapa sawit telah berkembang pesat di Indonesia. Berdasarkan penelitian Febrianto dan Bakar (2004) pada umur peremajaan tinggi batang sawit dapat mencapai 12 m, sehingga bila 1,5 m batang dari pangkal dan 1 m batang dari ujung dikeluarkan, maka dari setiap batang dihasilkan 9,5 m log sawit dengan diameter rata-rata 40 cm. Dengan demikian dari setiap batang peremajaan akan dihasilkan sebanyak 1,193 m3 log sawit. Bila dalam 1 ha ada 140 batang, maka dari setiap ha peremajaan akan menghasilkan 167 m3 log sawit.
Satu hektar kebun kelapa sawit yang diremajakan dapat menghasilkan sekitar 70 ton BKS (berat kering) dengan asumsi hanya 30 % dari batang tersebut yang dapat diolah menjadi papan partikel. Rata-rata luas kebun kelapa sawit yang diremajakan sekitar 15.000 ha/tahunnya. Jika dalam 1 ha kebun kelapa sawit yang diremajakan dapat diproduksi sekitar 35 m3 papan partikel dengan kerapatan 0,6 gr/cm3, maka prospek industri papan partikel dari limbah BKS sangat menjanjikan (Prayitno dan Darmoko, 1994).
Universitas Sumatera Utara

5

Bahan baku pembuatan papan partikel dihasilkan dari BKS tua umur

peremajaan yaitu setelah umur 25 tahun. Struktur BKS mempunyai sifat yang

berbeda antara bagian pangkal batang dan bagian ujung, bagian tengah batang, inti

dan bagian tepinya. Sifat-sifat dasar dari BKS yaitu kadar airnya sangat bervariasi

pada berbagai posisinya dalam batang. Kadar air batang dapat mencapai 100-500

%. Sifat lain adalah berat jenis yang juga berbeda pada setiap bagian batang.

Secara rata-rata berat jenis BKS termasuk kelas kuat IV pada bagian tepi dan

kelas kuat V pada bagian tengah dan pusat batang (Bakar, 2003). Sifat-sifat itu

dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Sifat-sifat dasar BKS

Sifat-Sifat Penting
Berat Jenis Kadar Air (%) Kekuatan Lentur (kg/cm2) Keteguhan Lentur (kg/cm2) Susut Volume Kelas Awet Kelas Kuat Sumber : Bakar (2003)

Tepi
0,35 156 29.996 295 26 V III-V

Bagian Dalam Batang

Tengah

Pusat

0,28 0,20

257 365

11.421

6.980

129 67

39 48

VV

VV

Salah satu sifat BKS adalah higroskopis sehingga akan menyusut dengan

turunnya kadar air dan mengembang dengan naiknya kadar air. Susut volume

BKS semakin besar pada bagian tepi ke pusat batang dan dari bagian pangkal ke

ujung batang. Volume penyusutan dapat mencapai 70% pada pusat batang

(Febrianto dan Bakar, 2004).

Sifat kimia dari BKS yaitu air, lignin dan selulosa menurun dari bagian

tepi batang ke bagian pusat dengan laju penurunan yang berbeda, sebaliknya

kadar pati meningkat dari bagian tepi ke pusat batang (Rahayu, 2001). Kandungan

pati yang tinggi terdapat pada bagian pusat dan pati ini sangat mengganggu dalam

Universitas Sumatera Utara

6
proses perekatan. Dengan demikian, tidak direkomendasikan dalam pembuatan papan sambung dan papan partikel. Hasil analisis kimia juga menunjukkan kadar lignin dan kadar ekstraktif yang tinggi pada semua kedalaman batang (Bakar dkk.., 1998).
Berdasarkan hasil penelitian Bakar dkk. (2000) bagian BKS yang digunakan adalah 1/3 dari bagian terluar dan 3/4 bagian terbawah dari tinggi BKS. Hal ini juga ditambahkan oleh Iswanto dkk. (2010) menyatakan BKS bagian tepi cocok dipergunakan sebagai bahan konstruksi ringan dan mebel karena memiliki sifat fisis dan mekanis yang lebih baik, sedangkan bagian tengah dan pusat (dalam) dipergunakan sebagai bahan baku papan partikel atau produk papan komposit lainnya.
Menurut Balfas (2003), secara umum terdapat beberapa hal yang kurang menguntungkan dari BKS yaitu 1. Kandungan air pada batang segar sangat tinggi (dapat mencapai 500 %). 2. Kandungan patinya sangat tinggi (pada jaringan parenkim mencapai 45 %). 3. Keawetan alaminya rendah. 4. Kadar air keseimbangan relatif tinggi. 5. Pada proses pengeringan terjadi kerusakan parenkim yang disertai dengan
perubahan dan kerusakan fisik secara berlebihan. 6. Pada pengelolaan mekanik BKS lebih cepat menumpulkan pisau, gergai dan
ampelas. 7. Kualitas permukaan batang setelah pengelolaan relatif sangat rendah. 8. Proses pengerjaan akhir memerlukan bahan lebih banyak.
Universitas Sumatera Utara

7
Papan Partikel Papan partikel merupakan salah satu produk biokomposit yang dihasilkan
dari potongan kayu kecil (partikel) atau bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan menggunakan perekat dan dibantu oleh faktor suhu, tekanan dan waktu kempa (Haygreen dan Bowyer, 1996). Bentuk partikel yang digunakan dalam pembuatan partikel dapat mermacam-macam seperti bentuk serbuk, serpihan (flake), hasil ketaman (shaving), potongan kecil (chips), untai (strand), sliver dan wafer.
Menurut Japanese Industrial Standard (2003) papan partikel diklasifikasikan berdasarkan variabel-variabel tertentu seperti: kondisi permukaan, keteguhan lentur, jenis perekat yang digunakan, jumlah formaldehida yang dilepaskan dan ketahanan bakar. FAO (1996) mengklasifikasikan papan partikel berdasarkan kerapatannya menjadi tiga golongan, yaitu : 1. Papan partikel berkerapatan rendah (Low Density Particleboard), yaitu papan
yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3. 2. Papan partikel berkerapatan sedang (Medium Density Particleboard), yaitu
papan yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 – 0,8 g/cm3. 3. Papan partikel berkerapatan tinggi (High Density Particleboard), yaitu papan
yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3. Berdasarkan tujuan penggunaannya menurut SNI 03-2105-1996 papan
partikel dikelompokkan ke dalam: a. Papan partikel tipe I adalah papan partikel untuk penggunaan di luar ruangan
yang tahan terhadap cuaca dalam waktu relatif lama.

Universitas Sumatera Utara

8
b. Papan partikel tipe II adalah papan partikel untuk penggunaan di dalam ruangan yang tahan terhadap cuaca dalam waktu relatif pendek. 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 berpengaruh terhadap sifat papan partikel seperti 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, 1988).
Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan diantaranya papan partikel bebas mata kayu, ukuran dan kerapatannya dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan, mempunyai sifat isotropis, kemudian sifat dan kualitasnya dapat diatur. Papan partikel juga mempunyai beberapa kelemahan yaitu ketahanan yang rendah terhadap air yang menyebabkan papan partikel mudah menyerap air dan dalam keadaan basah sifat-sifat yang berhubungan dengan kekuatan menurun drastis.
Dalam proses pembuatan papan partikel, faktor yang mempengaruhi adalah perekat, waktu kempa, suhu kempa dan tekanan kempa. Semakin tinggi suhu kempa yang digunakan, maka pengembangan tebal dan daya serap air semakin rendah, keteguhan lentur dan kekuatan tarik sejajar permukaan semakin tinggi. Semakin tinggi kadar perekat yang digunakan maka kualitas papan partikel
Universitas Sumatera Utara

9
semakin baik, namun karena pertimbangan biaya produksi, biasanya kadar perekat yang digunakan untuk produk papan partikel tidak lebih dari 12 % (Massijaya, 1997).
Perekat Urea Formaldehida (UF) Perekat adalah suatu zat atau substansi untuk mempersatukan bahan
sejenis atau tidak sejenis melalui ikatan permukaannya. Berdasarkan cara mengerasnya perekat dapat digolongkan menjadi 2 jenis, yaitu perekat thermoplastic dan perekat thermosetting. Perekat thermosetting lebih disukai dalam pembuatan papan partikel karena perekat jenis ini akan mengeras secara permanen, sedangkan perekat thermoplastic adalah perekat yang mengeras dalam kondisi dingin dan akan melunak jika dipanaskan (Bahtiar, 2008). Menurut Sutigno (1994) perekat UF merupakan hasil dari reaksi antara urea dengan formaldehida yang dijual dalam bentuk cair, berwarna jernih sampai putih dan termasuk perekat interior.
Perekat UF mempunyai sifat-sifat yaitu berwarna putih pada kemasan dan berwarna transparan jika sudah direkat sehingga tidak mempengaruhi warna papan dengan kekentalan 30 centipoise. Harga UF lebih murah, tidak mudah terbakar, mempunyai sifat panas yang baik, mudah adaptasi selama conditioning, tahan terhadap air dingin dan tahan biodeteriorasi karena perekat ini tidak disukai organisme perekat (Nurdiana, 2005).
Perekat UF termasuk tipe perekat tahan lembab dan setengah tahan cuaca. Umumnya perekat urea banyak digunakan dalam industri kayu lapis. Hal ini disebabkan karena perekat ini tidak tahan terhadap perubahan cuaca dibandingkan
Universitas Sumatera Utara

10
perekat fenol dan melamin (Ruhendi, 1988). Kelemahan perekat urea formaldehida yaitu hanya dapat digunakan untuk kebutuhan interior, dimana tidak dituntut daya tahan yang tinggi terhadap air dan kelembaban (Maloney, 1977). Hal tersebut disebabkan mudahnya UF mengalami kerusakan ikatan hydrogen karena pengaruh kelembaban dan asam khususnya pada suhu sedang dan suhu tinggi. Dalam air dingin laju kerusakan struktur resin sangat lambat tapi pada suhu di atas 40oC kerusakan dipercepat dan di atas 60oC prosesnya sangat cepat.
Perekat UF mempunyai viskositas (25oC) sebesar 1,0-3,0 Cps, resin solid content 40-60 %, formaldehida bebas sebesar 1,5 %, pH 7-7,6, berat jenis (25oC) sebesar 1,185-1,195, waktu menjadi kental (35oC) sebesar 30-120 menit, bahan yang tidak menguap sebesar 40-51%, dan waktu simpanan (30oC) sebesar > 20 jam (Kliwon dan Iskandar, 2010). Menurut Maloney (1993), kebutuhan resin perekat UF untuk pembuatan papan partikel berkisar antara 6-10 % berdasarkan berat kering tanur partikel sedangkan menurut Rowell dkk. (1997), kadar resin yang umum digunakan berkisar antara 4-15 % tetapi kebanyakan berkisar antara 6-9 %.
Menurut Haygreen dan Bowyer (1996), UF mempunyai pengerasan yang singkat dalam kempa panas, warna putih, harga lebih murah, dalam pembuatan ditambahkan 6-10 % dari berat kering oven partikel, semakin banyak perekat ditambahkan semakin baik kualitas papan tetapi untuk efisiensi biaya perekat harus seminimal mungkin dengan kualitas papan tinggi. Peningkatan kadar resin dapat meningkatkan keteguhan patah dan keteguhan rekat serta menurunkan ekspansi linier, daya absorbsi air, dan pengembangan tebal papan partikel (Maloney, 1993).
Universitas Sumatera Utara

11
Pengempaan Pengempaan bertujuan untuk membantu proses pengaliran perekat
membentuk lapisan tipis, membantu proses pemindahan perekat agar dapat berpindah dari satu permukaan ke permukaan lain, membantu proses penembusan perekat ke rongga sel kayu (Sutigno, 1988). Pengempaan produk perekatan bertujuan untuk menempelkan perekat lebih rapat sehingga garis perekat dapat terbentuk serata mungkin dengan ketebalan yang setipis mungkin. Pengempaan di dalam proses perekatan dibagi ke dalam dua tipe yaitu pengempaan dingin (repressing atau cold pressing) dan pengempaan panas (hot pressing) yang dijalankan dengan suhu dan tekanan tertentu.
Perekatan partikel terjadi pada saat proses pengempaan dan dipengaruhi oleh suhu, waktu dan tekanan pengempaan. Suhu pengempaan yang rendah perlu diimbangi dengan waktu yang lama. Suhu yang terlalu rendah ataupun terlalu tinggi akan mengurangi keteguhan rekatnya. Masa kempa perlu disesuaikan dengan perekat yang digunakan serta suhu pada proses pengempaan. Tekanan saat pengempaan biasanya berkisar 5-25 kg/cm2 (Sutigno, 1988). Suhu pada saat proses kempa berkisar antara 130-150oC dan besarnya tekanan antara 15-35 kg/cm2 (FAO, 1997).
Salah satu faktor yang perlu diperhatikan dalam pencapaian keberhasilan proses perekatan adalah waktu pengempaan. Waktu kempa tergantung dari beberapa faktor antara lain tipe atau jenis perekat yang dipergunakan. Prinsip yang dipakai untuk menentukan lama waktu pengempaan adalah perilaku jenis perekat dan kondisi adonan perekat yang dipakai sewaktu dikenai tekanan. Waktu
Universitas Sumatera Utara

12
kempa juga dipengaruhi oleh ketebalan bahan yang direkat dan komposisi adonan atau larutan perekat (Ruhendi dkk., 2007).
Suhu pengempaan berhubungan dengan waktu pengempaan. Suhu yang tinggi diperlukan untuk mematangkan perekat dengan cepat tetapi kurang ekonomis karena diperlukan biaya yang tinggi untuk membawa suhu kempa ke suhu yang lebih tinggi dari suhu kamar. Suhu yang rendah dipakai untuk mematangkan perekat tetapi diperlukan waktu yang lebih lama. Hubungan antara biaya dan waktu pengempaan berarti membentuk kombinasi keduanya yang selanjutnya akan menentukan kapasitas pabrik berjalan untuk memproduksi produk perekatan (Ruhendi dkk., 2007).
Rayap Tanah Rayap merupakan serangga kecil berwarna putih pemakan selulosa yang
sangat berbahaya bagi bangunan yang dibangun dengan bahan-bahan yang mengandung selulosa seperti kayu dan produk turunan kayu (papan partikel, papan serat, plywood, blockboard dan laminated board) (Iswanto, 2005). Rayap tanah termasuk dalam kelas Insecta, ordo Isoptera, family Rhinotermitidae dan Termitidae (Tambunan dan Nandika, 1989). Rayap tanah adalah jenis rayap penyerang kayu dan untuk hidupnya selalu membutuhkan kelembaban yang tinggi dan bersifat menjauhi cahaya.
Rayap merupakan serangga sosial dan terdapat pembagian kerja di antara kastanya. Hampir setiap jenis rayap mempunyai kasta reproduktif, kasta prajurit dan kasta pekerja yang mempunyai tugas yang sangat spesifik yaitu membangun
Universitas Sumatera Utara

13
sarang, mengumpulkan makanan dan memberi makan kasta reproduktif dan prajuritnya (Sigit dan Hadi 2006).
Menurut Nandika dkk. (2003), rayap tanah memiliki ciri-ciri sebagai berikut: kepala berwarna kuning, antena, labrum, dan pronotum kuning pucat; antena terdiri dari 15 segmen, segmen kedua dan keempat sama panjangnya, mandibel berbentuk seperti arit dan melengkung diujungnya, batas antar sebelah dalam dari mandibel sama sekali rata; panjang kepala dengan mandibel 2,46-2,66 mm, panjang kepala tanpa mandibel 1,56-1,68 mm, lebar kepala 1,40-1,44 mm dan panjang badan 5,5-6,0 mm. Selain itu, bagian abdomen ditutupi dengan rambut yang menyerupai duri dan abdomen berwarna putih kekuningan.
Dalam hidupnya rayap mempunyai beberapa sifat yang penting untuk diperhatikan yaitu: 1. Sifat trophalaxis, yaitu sifat rayap untuk berkumpul saling menjilat serta
mengadakan perukaran bahan makanan. 2. Sifat cryptobiotic, yaitu sifat rayap untuk menjauhi cahaya. Sifat ini tidak
berlaku pada rayap yang bersayap (calon kasta reproduktif) dimana mereka selama periode yang pendek di dalam hidupnya memerlukan cahaya (terang). 3. Sifat kanibalisme, yaitu sifat rayap untuk memakan individu sejenis yang lemah dan sakit. 4. Sifat necrophagy, yaitu sifat rayap untuk memakan bangkai sesamanya.
Untuk dapat mengetahui tingkat keawetan suatu jenis kayu dilakukan pengujian dalam kondisi pemakaian sebenarnya. Cara yang dapat dilakukan untuk menguji keawetan ini adalah dengan uji kubur (grave yard test), dimana dalam uji ini sampel dalam ukuran dan berat tertentu dikubur dalam jangka waktu 90-100
Universitas Sumatera Utara

14
hari. Lalu ditimbang beratnya pada kering tanur. Makin kecil tingkat penurunan beratnya umumnya keawetannya makin tinggi.
Menurut Karlinasari dkk.. (2009) uji kubur diperoleh dua keuntungan yaitu selain kayu dapat diuji dalam kondisi pemakaian, sekaligus diketahui tingkat keawetan suatu jenis kayu. Pada pengujian ini jumlah rayap yang menyerang contoh uji tidak dapat diketahui, sehingga untuk menilai kerusakannya dapat dilakukan penilaian secara kualitatif. Kelemahan dari uji kubur ini adalah waktu pengujian yang relatif lama, perlu perawatan kondisi lapangan dan sulit untuk menentukan jenis organisme perusaknya.
Universitas Sumatera Utara

15
METODOLOGI
Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2012 sampai Maret 2013.
Persiapan bahan baku dilakukan di Workshop Kehutanan, Fakultas Pertanian (FP), Universitas Sumatera Utara (USU). Pengovenan serbuk BKS dilakukan di Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan dan Laboratorium Ilmu Tanah, FP USU. Pembuatan papan partikel dan pengujian sifat mekanis dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit dan Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Pengujian sifat fisis dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, FP USU. Uji ketahanan papan partikel terhadap rayap tanah dilaksanakan di Hutan Tri Darma USU.
Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah chainsaw, mesin serut,
terpal, oven, plastik, timbangan ukuran 300 g dengan ketelitian 0,01, extruder, sprayer gun, alat pencetak lembaran, kempa panas (hot press), gergaji, desikator, kalifer, micrometer skrup, UTM (Universal Testing Machine) merk Instron, alat tulis, kalkulator dan kamera digital. Bahan yang digunakan adalah BKS dan perekat UF dalam bentuk cair.
Prosedur Penelitian 1. Penyiapan bahan baku
Persiapan bahan yang dilakukan adalah dengan memilih batang kelapa sawit yang tidak produktif dan dipotong dengan chainsaw. Batang kelapa sawit
Universitas Sumatera Utara

16
dipotong menjadi beberapa bagian membentuk log dan dibersihkan bagian kulitnya serta dibentuk menjadi balok dengan menggunakan chainsaw. Balok dari kelapa sawit diserut menjadi bentuk serbuk. Serbuk yang telah diserut dikeringkan dan dioven sampai kadar airnya 5 %. 2. Pencampuran (blending) Target kerapatan papan partikel yang akan dibuat adalah 0,75 g/cm3 dengan ukuran papannya adalah 30 cm x 30 cm x 1 cm. Bahan baku berupa serbuk batang kelapa sawit yang didapat dicampurkan dengan perekat UF dengan kadar perekatnya adalah 10%. Pencampuran serbuk dengan perekat dilakukan dengan cara disemprotkan menggunakan sprayer gun sampai campuran merata. 3. Pembentukan lembaran (mat forming) Serbuk yang telah dicampur dengan perekat dimasukkan ke dalam pencetakan lembaran. Pembentukan lembaran dilakukan dengan menggunakan alat pencetak lembaran ukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm yang telah dilapisi plastik teflon, lalu disusun supaya adonan padat. Tujuan dari pembentukan lembaran untuk memberikan bentuk lembaran yang seragam mungkin sehingga dapat dihasilkam lembaran yang seragam pada arah melintang luas papan. 4. Pengempaan panas (hot pressing) Pengempaan dilakukan dengan menggunakan alat kempa panas (hot press) dengan variasi perlakuan suhu dan waktu. Variasi suhu pengempaan yang digunakan adalah 120oC, 130oC dan 140oC serta waktu pengempaan yang digunakan adalah 8 menit, 10 menit, 12 menit dan 14 menit dengan tekanan kempanya adalah 25 kgf/cm2.
Universitas Sumatera Utara

17
5. Pengkondisian (conditioning) Papan yang baru dibentuk biasanya didinginkan terlebih dahulu sebelum ditumpuk. Penumpukan papan partikel pada kondisi panas akan menghambat proses pendinginannya dan memberikan efek negatif terhadap papan itu sendiri, seperti pewarnaan, terlepasnya partikel-partikel lapisan permukaan pada saat pengemplasan dan menurunkan kekuatan. Pengkondisian dilakukan untuk menyeragamkan kadar air dan menghilangkan tegangan sisa yang terbentuk selama proses pengempaan panas selama 14 hari pada suhu kamar. Selain itu pengkondisian dimaksudkan agar kadar air papan komposit mencapai kesetimbangan.
6. Pemotongan Contoh Uji Papan partikel yang telah mengalami conditioning kemudian dipotong sesuai dengan tujuan pengujian yang dilakukan. Pola pemotongan untuk pengujian seperti terlihat pada Gambar 1.
A
B D
C
Gambar 1. Pola pemotongan horizontal permukaan contoh uji untuk pengujian Keterangan: A. Contoh uji MOE, MOR dan uji kubur (20 cm x 5 cm x 1 cm) B. Contoh uji Internal Bond (5 cm x 5 cm x 1 cm) C. Contoh uji Pengembangan Tebal dan Daya Serap Air (5 cm x 5 cm x 1 cm) D. Contoh uji kerapatan dan kadar air (10 cm x 10 cm x 1 cm ).
Universitas Sumatera Utara

18
Proses secara singkat dapat digambarkan pada bagan di bawah ini:
Batang kelapa sawit
Serbuk kelapa sawit dikeringkan hingga KA = 5 %
Pencampuran dengan perekat UF 10 % (blending)
Pembentukan lembaran papan (mat forming) ρ = 0,75 g/cm3
dimensi = 30 cm x 30 cm x 1 cm
Pengempaan (hot pressing) dengan tekanan 25 kgf/cm2 variasi suhu (120, 130, 140) oC dan waktu (8, 10, 12 dan 14) menit
Pengkondisian (conditioning)
Pemotongan contoh uji (trimming)
Pengujian papan partikel

Pengujian sifat fisis dan mekanis berdasarkan Standar Nasional Indonesia
yaitu SNI 03-2105-2006

Pengujian ketahanan papan terhadap serangan rayap tana sesuai dengan SNI
01-7207-2006

Gambar 2. Skema alur penelitian

Universitas Sumatera Utara

19
Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel Pengujian ini meliputi pengujian kerapatan, kadar air, pengembangan tebal
dan daya serap papan partikel. Kerapatan
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm dalam keadaan kering udara ditimbang beratnya (M). Selanjutnya diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji (V). Nilai kerapatan papan partikel dihitung dengan rumus:
ρ= M V
Keterangan: ρ = kerapatan (g/cm3) M = berat contoh uji kering udara (g) V = volume contoh uji kering udara (cm3) Kadar air
Contoh uji yang digunakan adalah bekas contoh uji kerapatan dengan ukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm. Contoh uji ditimbang terlebih dahulu untuk memperoleh berat awal (BA), kemudian contoh uji dioven pada suhu 103 ± 2 oC. selama 24 jam. Contoh uji didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang untuk mengetahui berat kering tanurnya (BKT). Nilai kadar air dihitung menggunakan persamaan:
KA = BA − BKT x 100 % BKT
Keterangan: KA = kadar air (%) BA = berat awal (g) BKT = berat kering tanur (g)
Universitas Sumatera Utara

20
Daya Serap Air Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm ditimbang berat awalnya (B1),
kemudian contoh uji direndam selama 24 jam dan ditiriskan, kemudian ditimbang berat akhirnya (B2). Nilai daya serap air dihitung dengan rumus:
DSA = B2 − B1 x 100 % B1
Keterangan: DSA = daya serap air (%) B1 = berat sebelum perendaman (g) B2 = berat setelah perendaman (g)
Pengembangan Tebal Contoh uji sama dengan contoh uji daya serap air yang berukuran 5 cm x 5
cm x 1 cm. Perhitungan pengembangan tebal didasarkan pada selisih tebal sebelum (T1) dan setelah perendaman (T2) selama 24 jam. Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus:
PT = T2 − T1 x 100% T1
Keterangan: PT = pengembangan tebal (%) T1 = tebal sebelum perendaman (mm) T2 = tebal setelah perendaman (mm)
Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel Modulus Lentur atau Modulus of Elasticity (MOE)
Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian modulus patah (MOR), sehingga contoh ujinya adalah sama yaitu berukuran 20 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian dilakukan pada kondisi kering udara dibentangkan dengan pembebanan dilakukan di tengah-tengah jarak sangga. Kecepatan pembebanan
Universitas Sumatera Utara

21
sebesar 10 mm/menit yang selanjutnya diukur besarnya beban yang dapat ditahan oleh contoh uji tersebut sampai batas proporsi. Pola pembebanan dalam pengujian disajikan pada Gambar 3.
P
½L ½L L
Gambar 3. Pengujian MOE dan MOR Keterangan : P = posisi dan arah pembebanan L = panjang bentangan contoh uji (cm)
Nilai MOE dihitung dengan rumus berikut: ∆PL3
MOE = 4∆ybh 3
Keterangan : MOE = Modulus of Elasticity atau modulus lentur (kg/cm2) ΔP = perubahan beban yang digunakan (kg) L = jarak sangga (cm) Δy = perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm) Modulus patah atau Modulus of Rupture (MOR)
Pengujian modulus patah menggunakan contoh uji yang sama dengan contoh uji pengujian modulus elastisitas. Contoh pengujian MOR dapat dilihat pada Gambar 3. Nilai MOR dihitung dengan rumus berikut:
MOR = 3PL 2bh 2
Universitas Sumatera Utara

22
Keterangan : MOR = Modulus of Rupture atau modulus patah (kg/cm2), P = berat beban maksimum (kg) L = jarak sangga (cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm). Keteguhan rekat internal atau internal bond (IB)
Contoh uji ukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm direkatkan pada dua buah blok besi dengan perekat epoksi dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum menggunakan UTM merk Instron. Cara pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.
blok besi contoh uji blok besi
Gambar 4. Pengujian keteguhan rekat internal Nilai keteguhan rekat internal atau IB dihitung dengan rumus berikut:
IB = P A
Keterangan : IB = Internal Bond atau keteguhan rekat internal (kg/cm2), P = beban maksimum (kg) A = luas permukaan contoh uji (cm2)
Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel meliputi kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, MOE, MOR dan internal bond mengacu pada ketetapan Standar Nasional Indonesia yaitu SNI 03-2105-2006, seperti yang disajikan pada Tabel 2.
Universitas Sumatera Utara

23

Tabel 2. Standar mutu sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan SNI 03-

2105-2006

No Sifat Fisis dan Mekanis

SNI 03-2105-2006

1 Kerapatan (g/cm3)

0,40-0,90

2 Kadar air (%)

≤ 14

3 Daya serap air (%)

-

4 Pengembangan tebal (%) 5 MOR (kg/cm2)

≤ 12 ≥ 82

6 MOE (kg/cm2) 7 Internal bond (kg/cm2)

≥ 20.400 ≥ 1,5

Pengujian Ketahanan Papan Partikel Terhadap Serangan Rayap Tanah
Contoh uji ketahanan papan partikel terhadap serangan rayap tanah adalah
20 cm x 5 cm x 1 cm. Pengujian dilakukan dengan cara grave yard test (uji
kubur). Contoh uji sebelum diuji kubur dikeringkan dahulu dalam oven selama 24 jam pada suhu 103 ± 2 oC. Setelah dioven contoh uji ditimbang untuk mengetahui
berat kering tanur awalnya (BKT1), kemudian contoh uji dikubur selama 100 hari. Penguburan dilakukan secara acak dan dibiarkan 5 cm dari bagian ujung
papan partikel terlihat di atas permukaan tanah dan diberi tanda menggunakan
seng. Setelah 100 hari, contoh uji diambil dan dibersihkan dari tanah. Kemudian dioven kembali dengan suhu 103 ± 2 oC selama 24 jam dan ditimbang beratnya
(BKT2). Persentase penurunan berat contoh uji dihitung berdasarkan rumus: P = BKT1 − BKT2 x 100 % BKT1
Keterangan: P = penurunan berat