Sifat fisis papan partikel Kerapatan dan Kadar air

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sifat fisis papan partikel Kerapatan dan Kadar air

Nilai kerapatan dan kadar air disajikan pada Gambar 7. Gambar 7. Kerapatan dan kadar air papan partikel Berdasarkan Gambar 7, nilai kerapatan papan partikel berkisar antara 0,53-0,56 gcm³. Nilai kerapatan tertinggi dicapaipada papan kontrol dan papan dengan perlakuan 70 30 , sedangkan nilai kerapatan terendah diperoleh pada papan dengan perlakuan 100 dan 80 20 . Secara keseluran kerapatan papan yang dihasilkanbelum mencapai target kerapatan yang diinginkan yaitu sebesar 0,75 gcm³. Hal ini disebabkan karena spring backpapanyang cukup tinggi. Spring backmerupakan upaya pelepasan tegangan kempa pada saat pengkondisian papan sehingga menyebabkan terjadinya pengembangan tebalpada papan setelah pengkondisian. Nilai spring back rata-rata hasil penelitian ini adalah sebesar 28.Hubungan antara spring back dengan kerapatan papan partikel disajikan pada Gambar 8. 0,56 0,53 0,53 0,56 4,60 4,41 4,61 4,86 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 Kontrol 1000 8020 7030 K ad a ai r K er ap at an g cm 3 Asam asetat Acetic anhydride Kerapatan Kadar Air Universitas Sumatera Utara Gambar 8. Hubungan antara spring back dengan kerapatan Berdasarkan Gambar 8, tren data menunjukan bahwa semakin tinggi nilai spring backpapan menyebabkan nilai kerapatan akan semakin menurun. Berdasarkan formulasi dari kerapatan menyatakan bahwa nilai kerapatan berbanding terbalik dengan volumenya. Adanya spring back menyebabkan terjadinya peningkatan volume sehingga mengakibatkan terjadinya penurunan kerapatan. Selain akibat spring backpenurunan nilai kerapatan diduga terjadi akibat tegangan kempa yang tidak tercapai sehinga menyebabkan kerapatan papan yang dihasilkan akan menurun.Kelley 1977 melaporkan bahwa beberapa faktor yang mempengaruhi nilai kerapatan papan partikel diantaranya jenis kayu, tekanan kempa, jumlah partikel, jumlah perekat dan aditif. Perlakuan perendaman dalam larutan asam asetat dan acetic anhydride menyebabkan penurunan nilai kerapatan, hal ini diduga terjadi karena dengan perendaman menyebabkan terjadinya kelarutan zat ekstraktif. Darmawan 1994 dalam Iswanto et al. 2012 menjelaskan dalam kaitannya dengan kerapatan, maka zat ekstraktif sangat berpengaruh terhadap kematangan perekat. y = -0.003x + 0.624 R² = 0.296 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 10 20 30 40 K er ap at an g cm ³ Spring back Universitas Sumatera Utara Kerapatan papan partikel yang dihasilkan pada penelitian ini termasuk dalam kategori kerapatan sedang, kerapatan yang dihasilkan masuk dalam syarat kerapatan 0,53-0,56gcm³. Hal ini sesuai dengan Maloney 1993 yang menyatakan bahwa papan partikel berkerapatan sedang medium density particleboard, yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 gcm 3 .Hasil sidik ragam anovauntuk sifat fisis papan partikel disajikan pada Tabel 5. Tabel 5. Sidik ragam anova sifat fisis papan partikel Parameter F-Hitung Probabilitas Keterangan Kerapatan 0,831 0,513 tn Kadar Air 3,594 0,066 tn Daya Serap Air 2 Jam 2,881 0,103 tn Daya Serap Air 24 Jam 0,596 0,635 tn Pengembangan Tebal 2 Jam 25,249 0,000 Pengembangan Tebal 24 Jam 16,594 0,001 Keterangan: = Berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95 tn = TIdak berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95 Hasil sidik ragam anova menunjukan bahwa perlakuan perendaman serutan kayu durian dalam campuran larutan asam asetat danacetic anhydridetidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan partikel yang dihasilkan dengan selang kepercayaan 95, karena kerapatan tidak berpengaruh nyata maka tidak dilakukan uji lanjut Duncan Multiple Range Test DMRT.Secara keseluruhan nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908 2003 yang mensyaratkan nilai kerapatan papan partikel sebesar0,4-0,9 gcm 3 . Berdasarkan Gambar 7, nilai kadar air berkisar antara 4,05-4,61. Nilai kadar air tertinggi dicapai pada papan dengan perlakuan 80 20 , sedangkan nilai kadar air terendah diperoleh pada papan dengan perlakuan 70 30 . Berdasarkan Gambar 7, tren data menunjukkan bahwa perlakuan perendaman pada campuran Universitas Sumatera Utara larutan asam asetat dan acetic anhydride menunjukanpenurunan nilai kadar air. Semakin tinggi proporsi acetic anhydridekadar air yang dihasilkan semakin rendah. Hal ini disebabkan karena acetic anhydride berikatan dengan gugus OH pada kayu yang mengurangi sifat higroskopis dari kayu, sedangkan asam asetat hanya berfungsi sebagai akselerasi di dalam proses asetilasi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Iswanto et al. 2013 yang menyatakan bahwa penggantian beberapa gugus hidroksil dari polimer dinding sel dengan ikatan gugus asetil mengurangi sifat higroskopis dari kayu. Semakin besar gugus OH maka ikatan dengan air H 2 O semakin meningkat, sehingga kadar air pada papan dengan perlakuan perendaman dalam campuran larutan asam asetat dan acetic anhydride 80 20 lebih tinggi dari kadar air papan dengan perlakuan yang lainnya. Hal ini sesuai dengan pernyataanHakim et al. 2011 yang menyatakan bahwaproses asetilasi pada kayu menghasilkan pergantian gugus hidroksil -OH oleh gugus asetil sehingga kayu asetilasi lebih kering dan memiliki kadar air yang rendah. Ikatan yang terjadi antara kayu dengan asetat anhidrida menyebabkan naiknya bobot kayu dan berkurangnya gugus OH sehingga ikatan dengan air H 2 O semakin berkurang. Perendaman partikel dalam larutan asam asetat mengakibatkan terlarutnya zat ekstraktif yang menurunkan sifat higroskopis yang mengakibatkan kadar air menurun. Penurunan sifat higroskopis menyebabkan kapasitas pengikatan air rendah sehingga kadar air menurun. Iswantoet al. 2008 menyatakan bahwa berkurangnya pati dan gula melalui perendaman membuat perekat lebih mudah masuk sehingga ikatan partikel dengan perekat lebih kuat akibatnya kadar airnya menjadi rendah. Universitas Sumatera Utara Hasil sidik ragam anova untuk sifat fisis papan partikel disajikan pada Tabel 5.Hasil sidik ragam anova menunjukkan bahwa perlakuan perendaman serutan kayu duriandalamlarutan asam asetat dan acetic anhydride tidak berpengaruh nyata pada kadar air papan partikel yang dihasilkan dengan selang kepercayaan 95, karena kadar air tidak berpengaruh nyatamaka tidak dilakukan uji lanjut Duncan Multiple Range Test DMRT. Nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan pada penelitian ini belum memenuhi standar JIS A 5908 2003 yang mensyaratkan nilai kadar air papan partikel berkisar antara 5-13, hal ini diduga terjadi karena kerapatan papan partikel yang dihasilkan rendah sehingga kadar air yang terdapat di dalam papan partikel masih tinggi. Setiawan 2008 dalam Lestari dan Kartika 2012 menyatakan bahwa semakin tinggi kerapatan papan partikel, maka kadar air yang terkandung didalamnya semakin rendah. Selain itu, rendahnya nilai kadar air yang diperoleh disebabkan karena pada saat pengkondisian papan dimasukkan kedalam plastik dan diikat, sehingga kadar air papan masih menunjukkan kadar air setelah pengempaan bukan kadar air pada kondisi ruang. Universitas Sumatera Utara Daya serap air DSA Nilai daya serap air DSA disajikan pada Gambar 9. Gambar 9. Daya serap air DSA papan partikel Berdasarkan Gambar 9, nilai DSA papan partikel untuk 2 jam berkisar antara 83,10-87,86, sedangkan nilai DSAuntuk 24 jam berkisar antara 94,77- 99,54. Nilai DSA tertinggi pada pengukuran 2 jam dan 24 jam terdapat pada papan partikel tanpa perlakuan perendaman kontrol. Sedangkan nilai DSA terendah pada pengukuran 2 jam dan 24 jamterdapat pada papan partikel dengan perlakuan perendaman dalam campuran larutan asam asetat dan acetic anhydride 70 30 . Berdasarkan Gambar 9, tren data menunjukan bahwa nilai DSA 2 jam dan DSA 24 jam dengan perlakuan perendaman dalam larutan asam asetat dan acetic anhydridelebih rendah dibandingkan dengan kontrol. Haygreen dan Bowyer 1996 menyatakan bahwa selulosa yang terdapat pada filler papan partikel itu mampu menyerap air saat proses perendaman papan partikel dalam air dikarenakan adanya gaya adsorbsi yang merupakan gaya tarik molekul air pada 87,86 84,97 83,10 82,87 99,54 95,88 95,53 94,77 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 110,00 120,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00 95,00 100,00 Kontrol 1000 8020 7030 DS A 2 4 J AM DS A 2 J AM Asam asetat Acetic anhydride Dsa 2 Jam Dsa 24 jam Universitas Sumatera Utara ikatan hidrogen yang terdapat dalam selulosa tersebut. Kerapatan yang dihasilkan pada penelitian ini rendah, sehingga semakin rendah kerapatan papan partikel maka ikatan antar partikel akan berkurang dan menyebabkan rongga udara dalam lembaran papan akan semakin besar. Keadaan tersebut akan meyebabkan air semakin mudah untuk mengisi rongga pada papan partikel tersebut sehingga semakin besar daya serap air papan partikel, maka stabilitas dimensi papan tersebut semakin baik, demikian pula sebaliknya.Menurut Rowell 2007 dalamIswantoet al. 2013, stabilitas dimensi karena asetilasi disebabkan oleh adanya bulky dari ikatan gugus asetil dengan polimer gugus hidroksil dalam dinding sel. Perlakuan perendaman serutan kayu dalam larutan asam asetat danacetic anhydride mengakibatkan terjadinya proses pendegradasiaan zat ekstraktif dan beberapa komponen kimia lainnya. Fengel dan Wegener 1984 menyatakan bahwa perlakuan asam dapat mendegradasi polisakarida kayu terutama hemiselulosa penyusun dinding sel dan pati dalam zat ekstraktif. Perendaman asam asetat dan acetic anhydride meningkatkan keasaman partikel, sehingga penetrasi perekat akan lebih baik. Muharam 1995dalam Iswanto et al. 2008 mengemukakan bahwa kontakantar partikel semakin rapat, uap air akan sulitmasuk ke dalam papan partikel. Hal ini menyebabkan ikatan antar partikel semakin kuat sehingga menggurangi akses air ke dalam papan partikel. Pemilihan penggunaan bahan baku pada saat pembuatan papan partikel akan mempengaruhi daya serap air yang di hasilkan oleh papan partikel. Nuryawan et al. 2009 menyatakan bahwa faktor jenis bahan baku akasia dan ekaliptus dan variasi jenis perekat mempengaruhi daya serap air papan partikel yang dihasilkan. Universitas Sumatera Utara Hasil sidik ragam anova untuk sifat fisis papan partikel disajikan pada Tabel 5.Hasil sidik ragam anova menunjukkan bahwa perlakuan perendaman serutan kayu durian dalam campuran larutan asam asetat dan acetic anhydridetidakberpengaruh nyata terhadap DSA 2 jam dan DSA 24 jam pada papan partikel yang dihasilkan dengan selang kepercayaan 95, karena DSA 2 jam dan DSA 24 jam tidak berpengaruh nyata maka tidak dilakukan uji lanjut Duncan Multiple Range Test DMRT. Daya serap air papan partikel tidak ada disyaratakan dalam JIS A 5908-2003, namun perlu diketahui karena dapat mempengaruhi kualitas papan partikel yang dihasilkan. Nilai rata-rata daya serap air pada perendaman 2 jam papan partikel lebih rendah dibandingkan dengan nilai rata-rata daya serap air pada perendaman 24 jam. Adanya peningkatan nilai daya serap air perendaman 2 jam ke nilai daya serap air perendaman 24 jam disebabkan oleh sifat-sifat bahan penyusun papan partikel itu sendiri. Bahan utama penyusun papan partikel dari serutan kayu yang memiliki sifat higroskopis. Disisi lain sifat perekat urea formaldehyde uf yang lemah terhadap air adalah salah satu penyebab terjadinya peningkatan daya serap air. Pada perendaman 2 jam air akan menyebabkan kerusakan pada ikatan perekat dengan partikel pada papan partikel yang relatif lebih padat, sehingga pada perendaman 24 jam daya serap papan partikel semakin besar seiring dengan semakin besarnya kerusakan pada ikatan perekat dengan partikel. Pizzi 1983 menyatakan bahwa kelemahan utama dari perekat UF adalah mudah terhidrolisis sehingga terjadi kerusakan pada ikatan hidrogennya. Sehingga pada perendaman 24 jam air yang dapat diserap oleh papan partikel semakin meningkat. Universitas Sumatera Utara Pengembangan tebal PT Nilai pengembangan tebal PT disajikan pada Gambar 10. Gambar 10. Pengembangan tebal PT papan partikel Keterangan : a, b, c,: Notasi uji lanjut Duncan Multiple Range Test DMRT Berdasarkan Gambar 10, nilai PT papan partikel untuk 2 jam berkisar antara 14,81- 18,73, sedangkan nilai PT untuk 24 jam berkisar antara18,47 - 25,33. Nilai PT tertinggi untuk pengukuran 2 jam dan 24 jam terdapat pada papan partikel tanpa perlakuan perendaman kontrol. Sedangkan nilai PT terendah pada penggukuran 2 jam dan 24 jam terdapat papan pada partikel dalam campuran larutan asam asetat dan acetic anhydride 70 30. Berdasarkan Gambar 10, tren data menunjukan bahwa nilai PT 2 jam dan PT 24 jam dengan perlakuan perendaman dalam larutan asam asetat dan acetic anhydride lebih rendah dibandingkan dengan kontrol. Pemberian perlakuan asetilasi menyebabkan terserapnya air sehingga papan menggalami pengembangan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Iswantoet al. 2013 yang menyatakan bahwa kayu terasetilasi masih dapat menyerap air melalui aksi 18,73 17,40 17,46 14,81 25,33 19,39 19,72 18,47 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 Kontrol 1000 8020 7030 P T 24 JA M P T 2 JA M Asam asetat Acetic anhydride PT 2jam PT 24 jam a c b b a a b a Universitas Sumatera Utara kapiler dalam dindingsel. Hal ini terjadi karena molekul air lebih kecil dari gugus asetil, beberapa pengembangan terjadi pada kayu terasetilasi namun pengembangan tersebut tidak melebihi batas elastikdinding sel. Kondisi asam dapat mendegradasi komponen kimia kayu. Selain terlarutnya sebagian zat ekstraktif, hemiselulosa adalah komponen dinding sel yang rentan terhadap degradasi oleh asam. Fengel dan Wegener 1984 dalam Endriadilla 2014 menyatakan bahwa hemiselulosa bersifat non kristalin dan tidak bersifat serat, mudah mengembang, lebih mudah larut dalam alkali dan mudah terhidrolisis dengan asam. Terdegradasinya hemiselulosa dan pati menyebabkan berkurangnya gugus OH dalam polimernya, karena hemiselulosa dan pati adalah senyawa polihidroksi. Hal ini menyebabkan sifat higroskopis kayu menurun sehingga kapasitas pengikatan air berkurang dan pengembangan tebalnya menurun. Hasil sidik ragam anova untuk sifat fisis papan partikel disajikan pada Tabel 5. Hasil sidik ragam anova menunjukkan bahwa perlakuan perendaman serutan kayu durian dalam campuran larutan asam asetat dan acetic anhydride menunjukkan bahwa adanya pengaruh perlakuan perendaman terhadap PT 2 jam dan PT 24 jam papan partikel yang dihasilkan dengan selang kepercayaan 95. Berdasarkan JIS A 5908:2003 nilai pengembangan tebal yang disyaratkan yaitu maksimal 12, sehingga papan partikel dari serutan kayu durian ini belum memenuhi standar JIS A 5908:2003.Perlakuan perendaman partikel serutan kayu akan merubah keasaman dan zat ekstraktif dari serutan kayu tersebut. Hadi 1991 yang menyatakan bahwa perlakuan pendahuluan menyebabkan sifat papan Universitas Sumatera Utara partikel kayunya berubah, misalnya keasamannya berubah, zat ekstraktifnya berkurang, atau partikel kayunya lebih stabil terhadap pengaruh air. Hasil uji Duncan Multiple Range Test DMRT PT 2 jam menunjukkan bahwa perlakuan perendaman dalam campuran larutan asam asetat dan acetic anhydride 70 30 berbeda nyata terhadap kontrol, sedangkan perlakuan perendaman 100 dan 80 20 tidak berbeda nyata. Sedangkan untuk PT 24 jam menunjukkan bahwa pada ketiga perlakuan perendaman dalam campuran larutan asam asetat dan acetic anhydrideberbeda nyata terhadap kontrol. Pengembangan tebal papan partikel pada perendaman 24 jam secara umum lebih tinggi dibanding dengan pengembangan tebal pada perendaman 2 jam. Nilai pengembangan tebal ini berkaitan dengan adanya penyerapan air oleh papan partikel. Pada perendaman 2 jam air akan terlebih dahulu merusak ikatan-ikatan antar perekat dan partikel sehingga semakin lama maka ikatan perekat dan partikel akan semakin rusak. Papan partikel yang menyerap air akan mengalami perubahan dimensi. Semakin banyak air yang diserap maka semakin besar perubahan dimensi yang terjadi. Hal ini menyebabkan pengembangan tebal pada perendaman 24 jam lebih tinggi. Riyadi 2004 dalam Iswanto et al. 2008 mengemukakan bahwa pengembangan tebal diduga ada hubungannya dengan absorbsi air, karena semakin banyak air yang diserap dan memasuki struktur serat maka semakin besar perubahan dimensi yang dihasilkan. Universitas Sumatera Utara

B. Sifat mekanis papan partikel Modulus of elasticity MOE dan Modulus of Rupture MOR