Variasi Ukuran Partikel dan Perbandingan Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Limbah Batang Kelapa Sawit

(1)

VARIASI UKURAN PARTIKEL DAN PERBANDINGAN

KADAR PEREKAT UREA FORMALDEHIDA DAN PHENOL

FORMALDEHIDA TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

PAPAN PARTIKEL LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Oleh:

Janner William Ginting 081202063

PROGRAM STUDI KEHUTANAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2013

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Penelitian : Variasi Ukuran Partikel dan Perbandingan Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Limbah Batang Kelapa Sawit Nama : Janner William Ginting

NIM : 081202063 Program Studi : Kehutanan

Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :

Dr. Rudi Hartono, S Hut, MSi Tito Sucipto, S Hut, MSi

Ketua Anggota

Mengetahui,

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

(3)

ABSTRACT

JANNER WILLIAM GINTING: Variation of Particle Size and Comparison Adhesive Content Urea Formaldehida and Phenol Formaldehida on Physical and Mechanical Properties of Particleboard Made of Residu Oil Palm Trunks. 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 particle size and comparison adhesive content urea formaldehida and phenol formaldehida. get the optimal size and comparison adhesive content of particleboard made of residu oil palm trunks. Board were made with size 25 cm x 25 cm x 1 cm with density of 0,7 gr/cm2. Particleboard using urea formaldehida and phenol formaldehida adhesive, press 25 kg/cm2 for 10 minute and experiments were analyzed by factorial with completely randomized design in 3 particle size (20 mesh,35 mesh and 50 mesh) and 4 comparison adhesive content (45%:55%, 30%:70%, 15%:85% and 0%:100%). Particleboard was tested for density, moitusture content, water absorption, thickness swelling, internal bond, modulus of elasticity and modulus of repture. Result showed that comparison adhesive content, particle size and interaction comparison adhesive content and particle size have significant influence to the density, moisture content, thickness swelling, water absorbtion, MOE, MOR and IB. The result of the research so that density value 0,53-0,65 g/cm3, moisture content 10,05%-12,68%, water absorption 47,5%-86,7%, thickness swelling 4,1%-12,6%, modulus of elasticity 4514–10481 kg/cm2. modulus of repture 34–107 kg/cm2 and internal bond about 1,4-4,8 kg/cm2. Density, moisture content, water absorbtion, thickness swelling and internal bond had filled SNI 03-2105-2006, modulus of repture and modulus of elasticity hasn’t filled the standard. Optimal condition was attained by combination of particle size and comparison adhesive content of 20 mesh and 0%:100%, were the density 0,63 g/cm3, moisture content 12,55%, water absorption 86,69%, thickness swelling 10,2%, modulus of rupture 107 kg/cm2, modulus of elasticity 10481 kg/cm2 and internal bond was 4,0 kg/cm2.

Keyword: oil palm trunk, particleboard, particle size and comparison adhesive content.

(4)

ABSTRAK

JANNER WILLIAM GINTING: Variasi Ukuran Partikel dan Perbandingan Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Limbah Batang Kelapa Sawit. 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 variasi ukuran vartikel dan perbandingan kadar perekat. Papan dibuat dengan ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dengan kerapatan target adalah 0,7 g/cm3. Papan partikel ini menggunakan perekat urea formaldehida dan phenol formaldehida dengan tekanan kempa 25 kg/cm2 dan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dan 3 variasi ukuran partikel (20 mesh, 35 mesh dan 50 mesh) dan 4 perbandingan kadar perekat (45%:55%, 30%:70%, 15%:85% and 0%:100%). Pengujian papan partikel terdiri dari kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan lentur, keteguhan patah dan keteguhan rekat internal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbandingan kadar perekat, ukuran partikel dan interaksi perbandingan kadar perekat dan ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, daya serap air, MOE, MOR dan IB. Hasil penelitian menunjukan nilai kerapatan 0,53-0,65 g/cm3, kadar air 10,05%-12,68%, daya serapan air 47,5%-86,7%, pengembangan tebal 4,1%-12,6%, modulus elastis 4514-10.481 kg/cm2, modulus patah 34-107 kg/cm2 dan internal bond sekitar 1,4-4,8 kg/cm2. Kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal dan internal bon telah memenuhi SNI 03-2105-2006, modulus repture dan modulus elastisitas belum memenuhi standar. kombinasi optimal antara ukuran partikel dan perbandingan kadar perekat adalah 20 mesh dan 0%: 100% dengan kerapatan 0,63 g/cm3, kadar air 12,55%, daya serap air 86,69%, pengembangan tebal 10,2%, modulus patah 107 kg/cm2, modulus elastis 10481 kg/cm2 dan internal bond 4,0 kg/cm2.

Kata kunci: batang kelapa sawit, papan partikel, ukuran partikel dan perbandingan kadar perekat

(5)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Karang Anyar, Asahan pada tanggal 16 Januari 1990, merupakan anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Penalemen Ginting dan Dorkas Karo-karo, S.Pd. Jenjang pendidikan formal yang dilalui penulis adalah di SD N No 10749, Buluh nipes tahun 1996-2002, SLTP Negeri 2 Kutalimbaru tahun 2002-2005 dan SMK Negeri 1 Percut Sei Tuan tahun 2005-2008.

Pada tahun 2008, penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara (USU) melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Pada tahun 2011 penulis mengambil Program Studi Teknologi Hasil Hutan.

Dalam bidang akademik, penulis telah mengikuti beberapa praktek lapang, antara lain adalah Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PEH), Magang dan Praktek Kerja Lapang (PKL). Kegiatan PEH dilaksanakan pada tahun 2010 di Taman Wisata Alam Deleng lncuk, Lau Kawar, Kabupaten Karo, Magang dilakukan pada tahun 2010 di Yayasan Ekosistem Lauser Internasional (YELI) sedangkan kegiatan PKL dilaksanakan pada tahun 2011 di Taman Nasional Bali Barat.

Selama masa perkuliahan di USU, penulis aktif di beberapa organisasi kemahasiswaan diantaranya sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Sylva (HIMAS) tahun 2009-2012, pengurus OASIS fotografi tahun 2011 hingga sekarang dan anggota Ikatan Mahasiswa Karo Kehutanan (IMKA) tahun 2009 hingga sekarang. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Teknologi Serat dan Papan Komposit tahun ajaran 2012-2013 dan pada akhir kuliah penulis melakukan penelitian dengan judul “Variasi Ukuran Partikel dan Perbandingan Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Limbah Batang Kelapa Sawit” untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanandi bawah bimbingan Dr. Rudi Hartono, S Hut, MSi dan Tito Sucipto, S Hut, MSi.

(6)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala hikmat, karunia, dan penyertaan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun judul penelitian ini adalah “Variasi Ukuran Partikel dan Perbandingan Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Limbah Batang Kelapa Sawit” yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan perkuliahan di Program studi kehutanan, Fakultas pertanian, Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Rudi Hartono, S Hut, MSi dan Tito Sucipto, S Hut, MSi selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan masukan, arahan, bimbingan dan dukungan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

2. Keluarga, ayah Penalemen Ginting dan Ibuku tercinta Dorkas Karo-karo, adik-adiku Dedenius William dan Gustanin Ginting yang telah banyak memberikan kasih sayang, semangat dan doa serta pengorbanan baik moral maupun material kepada penulis.

3. Teman-teman satu perjuangan penelitian Lateranita Sembiring, Friska Simatupang, Hadian Tamam Daulay, Christine Anastasya Tarigan dan bang Zainal Polem atas semangat, bantuan, kerjasama dan sikap optimistisnya sampai penelitian ini selesai.

(7)

4. Teman-teman Kehutanan stambuk 2008, Leo, Sangap, Felix, Riky, Binsar, Lusi, Elisabeth, Romasli, Melva, Martha, Fera, Desi, Julayha, Itonami, Wulan, Darus, Rani, Ema, Yohana, Riwanda, Dedy, Ruth dan Aron yang banyak memberi kenangan, kerjasama dan pelajaran tentang kehidupan serta pertemanan yang ku ambil dari kalian.

5. Reni andriani yang selalu memberi semangat dan diskusi-diskusi politiknya yang sanggat menarik

6. Teman-teman Kehutanan, angkatan 08 yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.

Penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan khususnya ilmu kehutanan. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

Medan, Juli 2013

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR TABEL ... v

DAFTAR GAMBAR ... vi

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 3

Manfaat Penelitian ... 3

Hipotesis Penelitian ... 3

TINJAUAN PUSTAKA Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq) ... 4

Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida ... 6

Papan Partikel ... 7

Kadar perekat dan Ukuran Partikel ... 12

BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ... 14

Bahan dan Alat Penelitian ... 14

Prosedur Penelitian Persiapan bahan baku ... 14

Persiapan Perekat ... 15

Pencampuran Partikel (Blending) ... 15

Pembuatan Papan Partikel ... 15

Pengujian Papan Partikel ... 16

Analisis Data ... 20

HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel Batang Kelapa Sawit Kerapatan ... 22

Kadar Air ... 24

Daya Serap Air ... 26

Pengembangan Tebal ... 28

Sifat Mekanis Papan Partikel Batang Kelapa Sawit Modulus Elastis (MOE) ... 33

Modulus Patah (MOR) ... 35

(9)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan ... 40 Saran ... 41 DAFTAR PUSTAKA

(10)

DAFTAR TABEL

No. Halaman

(11)

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) ... 5

2. Pola pemotongan contoh uji ... 16

3. Pengujian keteguhan rekat internal ... 18

4. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastic (MOE) ... 19

5. Diagram nilai rata-rata kerapatan papan partikel BKS ... 22

6. Diagram nilai rata-rata kadar air papan partikel BKS ... 24

7. Grafik nilai DSA papan partikel 20 mesh 35 mesh dan 50 mesh ... 27

8. Grafik nilai PT papan partikel 20 mesh, 35 mesh dan 50 mesh ... 29

9. Diagram nilai MOE papan partikel BKS ... 33

10. Diagram nilai MOR papan partikel BKS ... 35

(12)

ABSTRACT

Keyword: oil palm trunk, particleboard, particle size and comparison adhesive content.

(13)

ABSTRAK

Kata kunci: batang kelapa sawit, papan partikel, ukuran partikel dan perbandingan kadar perekat

(14)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Areal perkebunan kelapa sawit Indonesia terus mengalami peningkatan. Tercatat pada tahun 2009 luas perkebunan kelapa sawit Indonesia sekitar 7.873.294 ha, pada tahun 2010 berkembang menjadi 8.385.394 ha dan diperkirakan pada tahun 2011 mencapai 8.908.399 ha (Direktor Jendral Perkebunan, 2011). Mengingat areal perkebunan kelapa sawit yang cukup luas, maka potensi limbah batang kelapa sawit (BKS) cukup besar. Limbah BKS tersebut diperoleh dari hasil peremajaan (replanting) yang dilakukan pada tanaman berumur ±25 tahun. Menurut Azhar (2009) peremajaan perkebunan kelapa sawit selama periode lima tahun pertama dapat menghasilkan kayu sawit sekitar 60 juta m3 dalam bentuk log atau 19 juta m3 dalam bentuk kayu gergajian.

Limbah BKS adalah bahan berlignoselulosa. Sebagai limbah lignoselulosa, pemanfaatan limbah tersebut sangat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku industri pati, industri perkayuan dan papan komposit. Pemanfaatan BKS untuk industri perkayuan belum maksimal dan masih ditemuinya banyak kendala dalam mengolah BKS. Kendala tersebut berkaitan dengan kurang baiknya sifat fisis dan mekanis BKS antara lain kadar air yang tinggi, stabilitas dimensi, kekuatan, keawetan dan sifat permesinan yang rendah sehingga BKS tidak dapat digunakan dalam bentuk alami (Bakar, 2003).

Pemanfaatan BKS menjadi produk yang dapat digunakan harus mengubah bentuk dan karakteristiknya serta memperbaiki kelemahan-kelemahan tersebut. Salah satu cara untuk memanfaatkan limbah BKS menjadi bahan baku yang dapat dipakai ialah dengan mengubahnya menjadi papan partikel. Hal ini karena dalam

(15)

pembuatan papan partikel tidak memerlukan bahan baku yang berkualitas tinggi seperti dalam industri perkayuan lainnya.

Kualitas dan karakteristik papan partikel juga ditentukan oleh jenis perekat yang digunakan. Beberapa jenis perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel adalah urea formaldehida dan phenol formaldehida. Kelebihan perekat urea formaldehida yaitu lebih ekonomis dibandingkan phenol formaldehida, namun dilihat dari sifat-sifatnya, papan partikel yang mengunakan perekat penol formaldehida sifat mekanisnya lebih baik dari urea formaldehida.

Penelitian karakteristik papan partikel dari limbah BKS mengunakan perekat phenol formaldehida (Sucipto dkk., 2012) dan perekat urea formaldehida (Iswanto dkk., 2012) masih menghasilkan daya serap air dan pengembangan tebal yang tinggi serta MOE yang belum memenuhi standard. Hal ini diduga karena bahan baku yang digunakan berupa serbuk BKS masih cukup panjang dan ukuranya yang tidak homogen, sehingga pada saat pengempaan susunan patikel saling tumpang tindih dan bersilangan antara satu partikel dengan partikel lain yang menggakibatkan terbentuk celah-celah antar partikel. Kelemahan papan partikel tersebut dapat diperbaiki dengan menghomogenkan ukuran partikel BKS.

Berdasarkan hal inilah dilakukan penelitian dengan judul “Variasi Ukuran Partikel dan Perbandingan Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Limbah Batang Kelapa Sawit”. Perbandingan kadar perekat antara urea formaldehida dan phenol formaldehida digunakan untuk menekan biaya produksi dalam pembuatan papan partikel sekala industri serta diharapkan dari hasil penelitian ini dapat diketahui

(16)

ukuran partikel dan perbandingan kadar perekat yang optimal untuk pembuatan papan partikel yang memenuhi standard SNI 03-2105-2006.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mengevaluasi sifat fisis papan partikel dari limbah BKS dengan variasi ukuran partikel dan perbandingan kadar perekat UF dan PF.

2. Mengevaluasi sifat mekanis papan partikel dari limbah BKS dengan variasi ukuran partikel dan perbandingan kadar perekat UF dan PF.

3. Mengetahui sifat papan partikel terbaik dari limbah BKS dengan perlakuan ukuran partikel dan perbandingan kadar perekat UF dan PF

Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut : 1. Sebagai sumber informasi tentang pemanfaatan batang kelapa sawit yang

selama ini menjadi limbah dan belum dimanfaatkan secara maksimal.

2. Mengetahui kelayakan batang batang kelapa sawit sebagai bahan baku papan partikel berdasarkan SNI 03-2105-2006

Hipotesis Penelitian

Perlakuan ukuran partikel dan perbandingan kadar perekat UF dan PF serta interaksi antara ukuran partikel dan perbandingan kadar perekat UF dan PF terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit.

(17)

TINJAUAN PUSTAKA

Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq)

Batang kelapa sawit (BKS) berbentuk silinder dengan diameter sekitar 20-75 cm. Tinggi batang bertambah sekitar 25-45 cm per tahun. Dalam kondisi lingkungan yang sesuai pertambahan tinggi dapat mencapai 100 cm per tahun. Batang tanaman diselimuti bekas pelepah hingga umur 12 tahun. Setelah umur 12 tahun pelapah yang mengering akan terlepas sehingga penampilan menjadi mirip dengan kelapa. Tinggi kelapa sawit dapat mencapai 30 m, namun di perkebunan tingginya hanya mencapai 15 m dengan diameter 40-80 m. Tanaman kelapa sawit yang mencapai umur 30 tahun dianggap tidak produktif karena produktifitas buahnya menurun dan sulitnya dalam pemanenan (Prayitno, 1995)

Tomlinson (1961) mengklasifikasikan tanaman sawit sebagai barikut :

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta Sub-divisi : Angiospermae Kelas : Monocotiledone Famili : Arecaceae (palmae) Sub-famili : Cocoideae

Genus : Elaeis

(18)

Gambar 1. Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq)

Kelapa sawit merupakan bahan berlignoselulosa yang memiliki sejumlah kekurangan. Kekurangan tersebut menurut Bakar (2003) antara lain terletak pada stabilitas dimensi, kekuatan, keawetan dan kadar air yang tinggi. Beberapa sifat penting dari setiap bagian tepi, tengah, dan pusat batang kelapa sawit pada Tabel 1.

Tabel 1. Sifat-sifat dasar batang kelapa sawit

Bagian Dalam Batang

Sifat-sifat Penting Tepi Tengah Pusat

Berat Jenis 0,35 0,28 0,20

Kadar Air, (%) 156 257 365

Kekuatan Lentur, (Kg/cm2) 3 x104 1 x 104 0,7 x 104

Keteguhan Lentur, (Kg/cm2) 295 129 67

Susut Volume (%) 26 39 48

Kelas Awet V V V

Kelas Kuat III-V V V

Sumber : Bakar (2003)

Lebih lanjut Bakar (2003) mengemukakan kadar air batang kelapa sawit bervariasi antara 100–500%. Bentang variasi kadar air pada BKS diindikasikan terhadap ketinggian dan kedalaman posisi batang. Bagian terendah dan luar batang memiliki nilai kadar air yang rendah dibandingkan bagian dalam dan ujung batang. Kecenderungan kenaikan kadar air ini disebabkan distribusi jaringan parenkim yang berfungsi menyimpan atau menahan lebih banyak air dari pada jaringan pembuluh. Ketersediaan jaringan parenkim ini akan semakin berlimpah dari bagian luar batang ke bagian dalam batang.

(19)

Hasil penelitian Hartono, dkk (2011) mengemukakan kerapatan BKS berkisar antara 0,23-0,74 g/cm3. Secara horizontal, kerapatan tertinggi BKS berada pada bagian tepi, kemudian menurun pada bagian tengah dan terakhir terdapat pada bagian pusat. Secara vertikal, kerapatan BKS pada bagian bawah tepi luar sedikit lebih tinggi, kemudian menurun pada bagian tengah hingga pada bagian atas BKS. Perbedaan nilai kerapatan ini berkaitan dengan jumlah distribudi

vascular bundles pada BKS. Sebaran vascular bundles pada bagian tepi BKS lebih rapat dan berangsur-angsur berkurang ke arah pusat.

Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida

Perekat adalah suatu zat atau bahan yang memiliki kemampuan untuk mengikat dua benda melalui ikatan permukaan. Faktor yang mempengaruhi perekatan antara lain penetrasi perekat ke dalam kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, tingkat kekasaran permukaan, serta komposisi multi polimer dan keragaman jenis bahan yang direkatkan (Blomquist dalam Ruhendi, 2007).

Umumnya perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel merupakan jenis perekat thermosetting antara lain perekat Urea formaldehida (UF) atau phenol formaldehida (PF). Perekat UF umumnya diperuntukan untuk kayu lapis dan papan partikel pengunaan interior dan perekat PF lebih kepengunaan eksterior. Perekat UF dan PF memiliki kekurangan dan kelebihan masing-masing. Untuk UF memiliki harga yang lebih murah, tidak mudah terbakar, tingkat pematangan cepat dan berwarna terang serta memiliki kelemahan ikatannya tidak tahan terhadap cuaca dan kelembaban. Sedangkan perekat PF memiliki kelebihan tahan cuaca dan air, jamur, bahan kimia. Namun perekat PF

(20)

memliki harga lebih tinggi dari perekat UF, memiliki warna gelap (Iskandar, 2009).

Menurut Ruhendi dan Hadi (1997), urea formaldehida merupakan hasil kondensasi dari urea dan formaldehida dengan perbandingan molar 1: 1,5-2. Urea formaldehida ini larut dalam air dan proses pegerasannya akan terbentuk pola ikatan jaringan. Urea formaldehida akan cepat mengeras dengan naiknya temperatur dan atau turunnya pH. Dengan adanya dua faktor yang sangat berperan dalam proses pengerasan urea formaldehida ini, maka perekat ini dapat dikempa panas maupun dikempa dingin, yaitu dengan cara mengatur keasaman perekatnya.

Phenol formaldehida merupakan hasil kondensasi formaldehida dengan monorik phenol, termasuk phenol itu sendiri, creosol dan xylenol. Phenol formaldehida dibagi menjadi dua kelas yaitu resol yang bersifat thrmoseting dan novolak yang bersifat thrmoplastik. Perbedaan kedua ini disebabkan oleh perbnadingan molar phenol dan formaldehida, serta katalis atau kondisi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi (Ruhendi dan Hadi, 1997)

Papan Partikel

Maloney (1993) mengatakan bahwa papan partikel adalah salah satu jenis produk komposit/panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainya, yang diikat dengan perekat atau bahan-bahan pengikat lain kemudian dikempa panas. Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) papan partikel merupakan gabungan antara partikel kayu dengan penambahan matriks sebagai perekatnya dan dikempa secara hot press. Tsoumis (1991) juga mendefinisikan pengertian yang hampir sama dengan Maloney (1993) yakni papan partikel adalah suatu produk panel yang dibuat dengan menggabungkan

(21)

antara perekat dengan partikel kayu ataupun bahan lain yang berlignoselulosa dengan memberikan tekanan. Namun pada umumnya kelemahan papan partikel sebagai bahan bangunan adalah stabilitas dimensi yang rendah sehingga kebanyakan produk papan partikel ini hanya dipakai untuk interior.

Pengolongan produk papan partikel sangatlah beragam. Pembagian tersebut dapat ditinjau dari beberapa aspek, yaitu tujuan penggunaannya apakah untuk konstruksi/pembebanan atau struktural dan non struktural. Papan partikel dapat pula dikelompokkan berdasarkan lokasi penggunaannya. Papan partikel yang tahan air dan kelembaban tinggi digolongkan sebagai papan partikel eksterior, sedangkan papan partikel yang tidak tahan terhadap kelembaban tinggi digolongkan sebagai papan partikel interior. Penentuan tipe eksterior dan interior biasanya didasarkan pada sifat perekat yang digunakan. Papan partikel yang menggunakan perekat phenol formaldehida atau isosianat dapat digolongkan sebagai papan partikel eksterior karena sifat perekatnya yang tahan terhadap kelembaban tinggi, sementara papapn partikel yang menggunakan perekat urea formaldehida digolongkan sebagai papan partikel interior karena perekatnya tidak tahan kelembaban tinggi (Suhasman, 2008).

Maloney (1993) membagi kerapatan papan partikel ke dalam 3 (tiga) golongan yaitu:

1. Papan partikel kerapatan rendah (low density particleboard), memiliki kerapatan kurang dari 0,4 g/cm3.

2. Papan partikel kerapatan sedang (medium density particleboard), memiliki kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm3.

(22)

3. Papan partikel kerapatan tinggi (hight density particleboard), memiliki kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3.

Iswanto (2002) mengemukakan beberapa faktor yang mempengaruhi sifat papan partikel antara lain jenis kayu, tipe bahan baku, tipe partikel, perekat, jumlah dan distribusi lapisan, aditif (parafin untuk menghasilkan papan yang tahan terhadap penyerapan air), kadar air dan kerapatan. Pernyataan hampir sama juga di kemukakan oleh Sutigno (1994) yaitu faktor-faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel antara lain :

1. Berat jenis kayu

Perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan partikel dengan berat jenis kayu harus lebih dari 1, yaitu sekitar 1,3 agar mutu papan partikelnya baik.

2. Zat ekstraktif kayu

Zat ekstraktif akan mengganggu proses perekatan. 3. Jenis kayu

Beberapa jenis kayu (meranti kuning) yang dibuat papan partikel emisi formaldehidanya lebih tinggi dari jenis lain (meranti merah). Masih diperdebatkan apakah karena pengaruh warna atau pengaruh zat ekstraktif atau pengaruh keduanya.

4. Campuran jenis kayu

Jika ingin menghasilkan papan partikel struktural lebih baik terbuat dari satu jenis kayu daripada dari campuran jenis kayu (kehomogenan antar partikel)

(23)

5. Ukuran partikel

Papan partikel yang dibuat dari tatal akan lebih baik daripada yang dibuat dari serbuk karena ukuran tatal lebih besar daripada serbuk. Karena itu, papan partikel struktural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar.

6. Kulit kayu

Semakin banyak kulit kayu dalam partikel kayu, maka sifat papan partikel akan semakin kurang baik karena kulit kayu akan mengganggu proses perekatan antar partikel. Banyaknya kulit kayu maksimum sekitar 10%. 7. Perekat

Penggunaan perekat urea formaldehida yang kadar formaldehidanya tinggi akan menghasilkan papan partikel yang keteguhan lentur dan keteguhan rekat internalnya lebih baik tetapi emisi formaldehidanya lebih jelek. 8. Pengolahan

Kadar air hamparan (campuran partikel dengan perekat) yang optimum adalah 10-14%, bila terlalu tinggi keteguhan lentur dan keteguhan rekat internal papan partikel akan menurun.

Menurut Marra (1992) pembuatan papan partikel terdiri dari beberapa tahapan, tahapan tersebut diuraikan sebagai berikut :

a. Kayu dengan dimensi yang lebih besar dikonversi menjadi bentuk partikel kemudian disaring dan dikeringkan untuk menyeragamkan ukurannya. b. Partikel tersebut kemudian dicampurkan dengan perekat dengan kadar

(24)

c. Campuran partikel dan perekat kemudian dibentuk menjadi lembaran dengan menggunakan cetakan.

d. Melakukan pengempaan panas selama jangka waktu tertentu (biasanya antara 5 – 15 menit).

e. Melakukan pengkondisian sebelum papan tersebut siap digunakan atau diproses lebih lanjut pada pengolahan sekunder. Setiap tahapan dalam proses pembuatan partikel tersebut memiliki aspek kritisnya masing-masing, sehingga memerlukan kecermatan untuk membuat papan partikel yang berkualitas baik.

Proses pengempaan tergantung dari tipe atau jenis perekat yang dipergunakan. Prinsip yang dipakai untuk menentukan lama waktu pengempaan adalah jenis perekat dan kondisi adonan perekat yang dipakai sewaktu pengempaan. Waktu kempa juga dipengaruhi oleh ketebalan bahan yang direkatkan dan suhu kempa tersebut. Peroses pengempaan dalam pembuatan papan komposit dibagi ke dalam dua tipe yaitu pengempaan dingin (repressing

atau cold pressing) dan pengempaan panas (hot pressing) dengan suhu dan tekanan tertentu. Pengempaan dingin sebagai proses pematangan perekat memerlukan waktu yang lama tetapi biaya pengempaan murah dan umumnya proses pengempaan jenis ini dipakai untuk pembuatan papan serat, sedangkan pada kempa panas diperuntukan pada pembuatan papan partikel dengan waktu pengempaan pendek sehingga dapat menaikkan kapasitas pengempaan sekaligus menaikkan produksi. Namum pengempaan panas memerlukan biaya yang tinggi untuk menaikkan suhunya (Bakar, 2003).

(25)

Menurut Yusuf (2000) suhu kempa optimum sangat penting mengingat proses pengempaan panas dalam produksi papan partikel merupakan salah satu kunci kualitas papan partikel yang dihasilkan. Pengempaan papan partikel di atas suhu optimum akan menyebabkan papan partikel yang dihasilkan over matured

sehingga bersifat getas dan menyebabkan ikatan antar partikel menjadi tidak normal. Sebaliknya apabila pengempaan pada suhu dibawah suhu optimum menyebabkan perekat tidak matang serta kemungkinan partikel yang digunakan belum melekat satu sama lain. Pengempaan pada suhu optimum diharapkan menghasilkan kualitas rekatan yang baik antara partikel-partikel kayu. Pada umumnya semakin besar tekanan kempa semakin padat lembaran papan yang dihasilkan.

Kadar Perekat dan Ukuran Partikel

Kualitas papan partikel dipengaruhi oleh perekat. Hal ini dikemukakan oleh Sulastiningsih dkk (2008) penelitiannya yang berjudul Pengaruh kadar perekat terhadap sifat Papan partikel bamboo, menunjukkan bahwa sifat fisis dan mekanis papan partikel bambu sangat dipengaruhi oleh kadar perekat yang digunakan. Semakin tinggi kadar perekat sampai titik tertentu maka semakin baik sifat papan partikel bambu yang dihasilkan. Penggunaan kadar perekat minimum 11% dari berat kering partikel bambu menghasilkan papan partikel bambo yang cukup kuat dan stabil serta memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia.

Secara keseluruhan dapat diketahui bahwa dengan meningkatnya kadar perekat dalam pembuatan papan partikel bambu, terjadi peningkatan nilai keteguhan rekat internal, modulus patah dan modulus elastisitas. Sebaliknya nilai pengembangan

(26)

perekat. Hal ini berarti semakin tinggi kadar perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel bamboo semakin baik sifat papan partikel bambu yang dihasilkan (Sulastiningsih, 2008).

Perbedaan ukuran partikel (dalam ukuran mesh) berpengaruh terhadap sifat fisik dan mekanik dari komposit. Ukuran mesh yang besar menghasilkan permukaan kasar dan ikatan antar partikel lemah sehingga ada pori di antara partikel serta tidak semua partikel berikatan baik dengan matrik. Ukuran partikel yang kecil menghasilkan permukaan yang halus dan ikatan antar partikel yang baik karena matrik berikatan baik dengan partikel (Zhongli, 2007).

Bentuk dan ukuran partikel termasuk salah satu faktor penting yang mempengaruhi proses pembuatan dan sifat akhir dari papan partikel. Sifat akhir yang dipengaruhi oleh ukuran partikel antara lain sifat mekanis, stabilitas dimensi, karakteristik permukaan papan dan sifat pengerjaan mesin. Demikian juga ukuran partikel akan memberi pengaruh terhadap proses pembuatan papan partikel seperti pengeringan partikel, pencampuran dengan perekat, pembentukan lembaran dan pengempaan (Maloney, 1993).

Pengunaan partikel halus sebanyak 5-20% akan bermanfaat untuk mengurangi ruang kosong antar partikel yang dapat memperlambat penyerapan air dan memperbaiki karakteristik permukaan papan partikel. Pemakaian partikel halus akan memberikan ikatan yang kompak dalam membentuk lapisan partikel dan mengurangi adanya ruang kosong antara partikel serta mencegah timbulnya celah di permukaan papan partikel. Akan tetapi pengunaan partikel yang terlalau halus akan mengurangi kekuatan papan partikel itu sendiri karena konsentrasi perekat pada permukaan partikel akan menjadi rendah sekali (Maloney, 1993).

(27)

METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di dua Laboratorium, yaitu laboratorium Teknologi Hasil Hutan Program Studi Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara untuk pembuatan dan pengujian sifat fisis papan partikel dan Laboratorium Keteknikan dan Rekayasa Kayu Departemen Hasil Hutan Institut Pertanian Bogor untuk pengujian sifat mekanis papan partikel. Penelitian ini dilakukan pada bulan Agustus 2012 sampai Juni 2013.

Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah batang kelapa sawit yang diperoleh dari kampus Universitas Sumatera Utara. Perekat yang di pakai Fenol Formaldehida dan Urea Formaldehida. Bahan tambahan yang dalam pembuatan papan partikel ini adalah Parafin.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah chainsaw, gergaji, mesin penyerut (planer), mesin pengilingan, oven, timbangan digital, saringan 20mesh, 35mesh, 50mesh, caliper, micrometer skrup, plat besi, kempa panas, Universal Testing Machine merk Instron, kamera digital, dan alat tulis.

Prosedur Penelitian Persiapan Bahan Baku

Batang kelapa sawit dipotong dengan chainsaw dan dibelah-belah menjadi papan serta kulit batangnya dibuang. Kemudian dilakukan penyerutan dengan menggunakan mesin serut atau planer hingga menjadi partikel. Partikel dijemur

(28)

kering udara, lalu partikel tersebut digiling mengunakan mesin pengiling untuk mendapatkan ukuran partikel yang sesuai dengan kebutuhan yaitu 20 mesh, 35 mesh, 50 mesh dan dioven selama 24 jam untuk mendapatkan kadar air 5%.

Persiapan Perekat

Perbandingan kadar perekat antara UF dan PF adalah 0%:100%, 15%:85%, 30%:70% dan 45%:55%. Kadarperekat yang digunakan sebasar 10% dari berat partikel BKS dan penambahan sepilasi sebesar 10% dari berat perekat.

Pencampuran Partikel (Blending)

Partikel dimasukkan ke dalam mesin pengaduk atau belending sesuai kebutuhan. Penambahan parafin dan antirayap pada adonan perekat sebanyak 1 gr/sampel. Perekat UF dan PF disemprotkan secara merata ke dalam mesin penggaduk menggunakan spray gun. Penyemprotan perekat dilakukan secara perlahan dan memutar mesin belending agar partikel tercampur merata dengan perekat.

Pembuatan Papan Partikel

Papan partikel yang dibuat pada penelitian ini berukuran 25 x 25 x 1 cm3 dengan target kerapatan 0,7 g/cm3. Dalam pembuatan papan seluruh partikel harus tercampur dengan perekat secara merata dan dimasukkan ke dalam bak cetakan berukuran 25x25x1 cm3. Selanjutnya dilakukan pengempaan pendahuluan dalam bak cetak atau mal. Setelah lembaran terbentuk, kemudian diletakkan di atas kempa panas pada suhu 150°C, tekanan 25 kgf/cm2 selama 10 menit. Papan yang baru terbentuk dilakukan pengkondisian. Pengkondisian ini dilakukan dengan cara

(29)

penumpukan papan selama 14 hari pada suhu kamar untuk menyeragamkan kadar air lembaran papan partikel.

Pengujian Papan Partikel

Pengujuan sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan standar SNI 03-2105-2006. Adapun sifat fisis yang diuji adalah kerapatan, kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal. Pengujian sifat mekanisnya yaitu keteguhan rekat internal (internal bond), keteguhan patah (modulus of rupture/MOR), dan keteguhan lentur (modulus of elasticity/MOE). Pola pemotongan papan partikel untuk pengujin sifat fisis dan mekanis dapat dilihat pada Gambar 2

Gambar 2. Pola pemotongan contoh uji Keterangan :

A : contoh uji untuk MOR dan MOE (5 cm x 20 cm)

B : contoh uji untuk kadar air dan kerapatan (10 cm x 10 cm)

C : contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal (5 cm x 5 cm) D : contoh uji untuk internal bond (5 cm x 5 cm)

(30)

1. Kerapatan

Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara. Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang beratnya, lalu diukur rata-rata panjang, lebar, dan tebalnya pada 4 titik pengukuran untuk menentukan volume contoh ujinya. Nilai kerapatan dihitung dengan rumus :

Berat (gram) Kerapatan (gr/cm3) =

Volume (cm3) 2. Kadar air (KA)

Contoh uji KA berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm yang digunakan adalah bekas contoh uji kerapatan. Contoh uji ditimbang (BA), selanjutnya contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu 103±2°C selama 24 jam. Contoh uji didinginkan dalam desikator sampai mencapai suhu kamar, kemudian ditimbang. Pengeringan dan penimbangan dilakukan sampai berat kering tanur (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan rumus:

Kadar air (%) = {(BA-BKT)/BKT} x 100 Keterangan:

BA = berat awal (gram)

BKT = berat kering Tanur (gram)

3. Daya serap air (DSA)

Contoh uji DSA berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm ditimbang beratnya (B1).

Selanjutnya contoh uji direndam dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam, selanjutnya ditiriskan dan ditimbang beratnya (B2). Nilai daya serap air dihitung

(31)

DSA (%) = {(B2 - B1) / B1} x 100

Keterangan:

DSA = Daya serap air (%)

B1 = berat sebelum perendaman (gram)

B2 = berat setelah perendaman (gram)

4. Pengembangan tebal (PT)

Contoh uji PT berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm sama dengan contoh uji daya serap air. Contoh uji dalam kondisi kering udara diukur rata-rata dimensi tebal pada empat titik pengukuran (T1). Selanjutnya contoh uji direndam dalam air

dingin selama 2 jam dan 24 jam, lalu diukur kembali rata-rata dimensi tebal pada keempat sisinya (T2). Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus:

PT (%) = {(T2 – T1) / T1} x 100

Keterangan:

PT = Pengembangan Tebal (%) T1 = tebal sebelum perendaman (mm)

T2 = tebal setelah perendaman (mm)

5. Keteguhan rekat internal atau internal bond (IB)

Contoh uji keteguhan rekat internal berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm dilekatkan pada dua 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 keteguhan rekat internal dapat dilihat pada Gambar 3.

Arah beban

Balok besi

(32)

Nilai keteguhan rekat dihitung dengan rumus: IB = P/A Keterangan:

IB = keteguhan rekat internal (kg/cm2) P = beban maksimum (kg)

A = luas permukaan contoh uji (cm) 6. Modulus patah (MOR)

Pengujian modulus patah (MOR) dilakukan dengan menggunakan mesin uji universal (universal testing machine) merk Instron. Contoh uji yang digunakan berukuran 5 cm x 20 cm x 1 cm pada kondisi kering udara. Lebar bentang (jarak penyangga) 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Gambar 4 menunjukan pengujian modulus patah (MOR).

Gambar 4. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastis (MOE) Nilai MOR dihitung dengan rumus:

MOR = (3 x P x L) / 2 b h2 Keterangan:

MOR = modulus patah (kg/cm2) P = beban maksimum (kg) L = jarak sangga (cm) h = tebal contoh uji (cm) b = lebar contoh uji (cm)

(33)

7. Modulus elastis (MOE)

Pengujian modulus lentur dilakukan bersama-sama dengan pengujian modulus patah, sehingga contoh ujinya sama. Pada saat pengujian MOE dicatat besarnya defleksi yang terjadi pada setiap perubahan beban tertentu.

Nilai MOE dihitung dengan rumus:

MOE = (∆P x L3) / (4 x ∆Υ x b x h3) Keterangan:

MOE = modulus lentur (kg/cm2)

∆P = perubahan beban yang digunakan (kg) L = jarak sangga (cm)

∆Υ = perubahan defleksi pada setiap perubahan beban (cm) b = lebar contoh uji (cm)

h = tebal contoh (cm)

Analisis Data

Analisis data diperlukan untuk mengetahui pengaruh ukuran partikel batang kelapa sawit dan perbandingan perekat UF dan PF terhadap kualitas papan partikel BKS. Pada penelitian ini digunakan racangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan dua faktor yaitu ukuran partikel (20 mesh, 35 mesh, 50 mesh) dan perbandingan kadar perekat UF dan PF (UF 45% : PF 55%, UF 30% : PF 70%, UF 15% : PF 85%, UF 0% : PF 100%) ulangan sebanyak 3 kali.

Model linier dari rancangan sebagai berikut:

Υijk = µ + αi+ βj + (αβ)ij + Σijk

Keterangan:

Υijk = pengamatan ukuran partikel ke-i, kadar perekat ke-j dan ulangan ke-k µ = rataan umum/nilai tengah

αi = pengaruh ukuran partikel ke-i

βj = pengaruh kadar perekat ke-j

(αβ)ij = pengaruh interaksi antara ukuran partikel ke-i dengan kadar perekat ke-j

Σijk = pengaruh acak (galat) percobaan ke-i dengan konsentrasi perekat ke-j pada ulangan ke-k

(34)

Hipotesis yang akan digunakan adalah interaksi antara ukuran partikel dengan perbandingan perekat UF dan PF berpengaruh terhadap kualitas papan partikel BKS. Apabila intraksi antara ukuran partikel dan perbandingan perekat UF dan PF papan partikel berpengaruh nyata maka akan dilakukan uji lanjutan duncan.

(35)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisis Papan Partikel Batang Kelapa Sawit Kerapatan

Hasil penelitian kerapatan papan partikel BKS berkisar antara 0,53 - 0,65 g/cm3 dengan rata-rata 0,59 g/cm3. Rekapitulasi nilai rata-rata kerapatan papan partikel BKS dengan berbagai perbandingan kadar perekat dan variasi ukuran partikel disajikan pada Gambar 5 dan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2.

Gambar 5. Diagram nilai rata-rata kerapatan papan partikel BKS

Berdasarkan Gambar 5 dapat dilihat bahwa kerapatan papan partikel BKS bervariasi. Nilai kerapatan tertinggi terdapat pada perbandingan perekar UF 30% : PF 70% dengan ukuran partikel 35 mesh dan kerapatan terendah terdapat pada perbandingan UF 15% : PF 85% dengan ukuran partikel 50 mesh. Nilai kerapatan ini tidak mencapai target kerapatan sebesar 0,70 g/cm3. Hal ini diduga terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi nilai kerapatan papan partikel BKS antara lain kerapatan bahan baku, keluarnya partikel dari plat besi atau cetakan dan kurangnya kekuatan tekan mesin kempa.

SNI 03-

2105-2006 (0,4–0,9

(36)

Nilai kerapatan akhir papan partikel sangat dipengaruhi oleh kerapatan bahan baku partikel itu sendiri. Semakin tinggi kerapatan bahan baku yang digunakan maka semakin tinggi pula nilai akhir kerapatan papan partikel yang di hasilkan. Peroses pembuatan papan partikel juga menentukan nilai akhir kerapatan papan partikel. Keluarnya partikel dari cetakan atau plat besi pada saat proses pengempaan terjadi berpengaruh terhadap berat papan partikel yang dibuat dan akan mengurangi nilai akhir kerapatan papan partikel itu sendiri. Namun papan partikel BKS yang dihasilkan dengan kerapatan 0,53 - 0,65 gr/cm3 tergolong kerapatan sedang dan memenuhi standard SNI 03-2105-2006 dengan rentang nilai kerapatan 0,4 – 0,9 gr/cm3.

Faktor kurangnya kekuatan tekan mesin kempa juga mempengaruhi nilai akhir kerapatan papan partikel yang dihasilkan. Target ketebalan 1cm dalam pembuatan papan partikel BKS tidak tercapai, akibatnya volume papan partikel yang dihasilkan lebih besar dan membuat nilai kerapatan papan partikel BKS semakin kecil. Faktor-faktor inilah yang diduga mempengaruhi tidak tercapainya target kerapatan papan partikel BKS sebesar 0,70 g/cm3. Sejalan dengan Kelly (1977) diacu dalam penelitian Muharam (1995) yang berjudul Pengaruh ukuran partikel dan kerapatan lembaran terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel ampas tebu menerangkan bahwa faktor penting yang mempengaruhi nilai kerapatan akhir papan partikel adalah kerapatan bahan baku dan banyaknya bahan pada lembaran (kepadatan lembaran). Selain itu, dapat dipengaruhi pula oleh kondisi proses produksi terutama proses pengempaan, pengeringan bahan baku, kadar perekat, dan bahan tambahan lainnya.

(37)

Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95% menunjukkan bahwa kadar perekat, ukuran partikel dan intraksi keduanya berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan partikel BKS yang dihasilkan. Hal ini berarti perbedaan persentase kadar perekat UF dan PF serta ukuran partikel yang digunakan memberikan nilai kerapatan yang berbeda untuk setiap papan partikel BKS. Hasil uji lanjutan duncen menampilkan kombanasi optimal antara perbandingan perekat dan ukuran partikel ialah Uf 30% : Pf 70% dengan ukuran partikel 35 mesh (Lampiran 5).

Kadar Air

Nilai kadar air papan partikel BKS berkisar antara 10,05% - 12,68% dengan rata-rata 11,61%.. Rekapitulasi nilai rata-rata kadar air papan papan partikel BKS dengan berbagai perbandingan kadar perekat dan variasi ukuran partikel disajikan pada Gambar 6 dan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2.

Gambar 6. Diagram nilai rata-rata kadar air papan partikel BKS

Berdasarkan gambar 6 dapat dilihat bahwa kadar air papan partikel BKS bervariasi. Nilai kadar air tertinggi terdapat pada perbandingan perekar UF 0% :

SNI 03-

2105-2006 (≤ 14%)

(38)

perbandingan UF 45% : PF 55% dengan ukuran partikel 20 mesh. Nilai kadar air papan partikel BKS dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ialah kadar air bahan baku, kondisi lingkungan papan partikel dan bentuk perekat yang digunakan papan partikel tersebut.

Tinggi rendahnya kadar air papan partikel yang dihasilkan sangat di pengaruhi oleh kadar air bahan baku papan partikel. Semakin tinggi kadar air bahan baku papan partikel yang digunakan maka akan berbanding lurus denan nilai kadar air papan partikel tersebut. Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) umumnya kadar air ideal yang digunakan dalam pembuatan papan partikel berkisar antara 2 – 5%. Kondisi udara di lingkungan papan partikel yang dihasilkan (proses pengkondisian) juga mempengaruhi nilai akhir papan partikel tersebut. Tingginya kelembaban atau kandungan air di udara meningkatkan nilai kadar air papan partikel. Hal ini karena bahan baku papan partikel terdiri dari bahan berlignoselulosa sehingga papan yang dihasilkan bersifat higroskopis yang mampu menyerap bitira-butiran air dari udara hingga mencapai kesetimbangan dengan sekelilingnya.

Tipe perekat juga mempengaruhi nilai kadar air papan partikel. Pengunaan perekat berbentuk tepung menurunkan nilai kadar air papan partikel, karena perekat berbentuk tepung tidak mengandung air. Namun pengunaan perekat berbentuk cair meningkatkan kadar air papan partikel yang dihasilkan. Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) pengunaan perekat berbentuk cair dapat menaikan kadar air papan partikel sebesar 4 - 6%. Namun papan partikel BKS yang dihasilkan dengan kadar air 10,05% - 12,67% memenuhi standard SNI 03-2105-2006 dengan nilai rentang kadar air 5% - 14%.

(39)

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perbandingan perekat dan ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap kadar air papan partikel BKS, namun interaksi antara keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air papan partikel BKS yang dihasilkan (Lampiran 5). Hal ini berarti perbedaan persentase perbandingan perekat antara Uf dan Pf dan ukuran partikel yang digunakan memberikan nilai kadar air yang berbeda untuk setiap papan partikel BKS.

Daya Serap Air

Pengukuran nilai daya serap air (DSA) setiap 2 jam, 6 jam, 12 jam dan 24 jam dilakukan untuk mengetahui pertambahan nilai DSA papan partikel BKS yang dihasilkan. Hasil rekapitulasi nilai daya serap air papan papan partikel BKS 20 mesh, 35 mesh dan 50 mesh disajikan pada Gambar 7 dan nilai data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3.

Berdasarkan Gambar 7 nilai rata-rata DSA papan partikel BKS dengan perbendingan perekat Uf 45 : PF 55 memiliki nilai yang lebih tinggi, semakin menurun dengan perbandingan perekat UF 70 : PF 30, UF 15 : PF 85 dan UF 0 : PF 100 baik selama perendaman 2, 6, 12 dan 24 jam. Kecenderungan nilai DSA yang semakin tinggi seiring dengan meningkatanya perbandingan perekat UF terhadap PF di sebabakan oleh perekat UF yang tidak tahan terhadap air.

Menurut Achmadi (1990) perekat UF tidak tahan terhadap cuaca atau air dikarenakan adanya gugus amida yang mudah terhidrolisis oleh air. Hal inilah yang membuat ikatan-ikatan yang telah terbentuk dalam papan partikel rusak oleh air. Rusaknya ikatan antara perekat dan partikel memudahkan masuknya air kedalam papan partikel sehingga penyerapan air semakin tinggi. Hal ini juga

(40)

diperuntukan untuk papan partikel pengunaan interior dan perekat PF lebih ke pengunaan eksterior karena lebih tahan terhadap cuaca, air dan kelembaban.

Gambar 7. Grafik nilai DSA papan partikel 20 mesh 35 mesh dan 50 mesh

Dugaan awal bahwa ukuran partikel yang lebih kecil akan menghambat masuknya air kedalam ronga-ronga papan partikel karena partikel yang kecil akan lebih padu dan kompak dibandingkan dengan partikel lain yang lebih besar

(41)

ternyata kurang tepat atau tidak berpengaruh. Nilai DSA pada papan partikel BKS ukuran 20 mesh, 35 mesh, 50 mesh terlihat tidak sistematis atau tidak berpengaruh nyata terhadap nilai DSA papan partikel BKS yang dihasilkan. Hal ini diduga karena semakin kecilnya bahan baku partikel maka semakin besar pula kebutuhan perekat untuk mengikat partikel-partikel yang kecil tersebut. Karena dalam pembuatan papan partikel BKS ini mengunakan perekat 10% pada setiap ukuran 20 mesh, 35 mesh dan 50 mesh mengakibatkan nilai DSA yang tidak sistematis.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perbandingan perekat berpengaruh nyata terhadap nilai DSA papan partikel BKS, sedangkan ukuran partikel dan interaksi antara keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap DSA papan partikel BKS yang dihasilkan (Lampiran 5). Hal ini berarti perbedaan persentase perbandingan perekat antara UF dan PF yang digunakan memberikan nilai DSA yang berbeda untuk setiap papan partikel BKS. Untuk variasi ukuran partikel dan interaksi antara keduanya tidak berpengaruh terhadap nilai DSA atau nilainya tidak jauh berbada terhadap papan partikel BKS yang dihasilkan.

Standar SNI 03-2105-2006 tidak mensyaratkan nilai maksimal DSA papan partikel. Akan tetapi pengujian terhadap daya serap air perlu dilakukan untuk mengetahui ketahanan papan partikel terhadap air jika diaplikasikan untuk penggunaan eksterior yang sangat erat berhubungan dengan pengaruh cuaca seperti kelembaban dan hujan.

Pengembangan Tebal

Pengukuran pengembangan tebal (PT) dilakukan bersamaan dengan pengukuran DSA sehingga nilai PT diukur setiap 2 jam, 6 jam, 12 jam dan 24 jam

(42)

BKS 20 mesh, 35 mesh dan 50 mesh disajikan pada Gambar 8 dan nilai data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3.

Gambar 8. Grafik nilai PT papan partikel 20 mesh, 35 mesh dan 50 mesh

Berdasarkan Gambar 8 nilai rata-rata PT papan partikel BKS memperlihatkan lamanya perendaman berbanding lurus dengan nilai PT. Semakin lama waktu perendaman papan partikel BKS maka semakin tinggi nilai PT. Nilai

SNI 03-

2105-2006 (≤ 12%)

SNI 03-

2105-2006 (≤ 12%)

SNI 03-

2105-2006 (≤ 12%)

(43)

PT umunya berbanding lurus dengan nilai DSA, semakin besar nilai DSA maka semakin besar pula nilai PT demikian sebaliknya. Gambar 8 juga memperlihatkan nilai PT 20 mes, 35 mes dan 50 mesh menghasilkan respon yang sama terhadap perbandingan perekar UF dan PF yaitu semakin besar persentase perbandingan perekat PF terhadap perekat UF menunjukan nilai PT semakin rendah.

Papan partikel BKS yang dihasilkan dengan nilai PT 4,1% - 11,9% memenuhi standard SNI 03-2105-2006 dengan nilai rentang PT hingga 12%. Namun terdapat papan partikel yang tidak memenuhi standard SNI yaitu papan partikel dengan perbandingan perekat UF 45 : PF 55 ukuran partikel 50mesh dengan nilai PT 12,6%. Nilai PT papan partikel BKS yang dihasilkan cukup tinggi. Tingginya nilai PT diduga disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya pengunaan perekat UF, kurangnya kadar perekat dan kurangnya tekanan mesin pada saat proses pengempaan papan partikel.

Gugus amida yang terdapat dalam ikatan perekat UF sangat mudah terhidrolisis oleh air. Rusaknya ikatan-ikatan tersebut dalam papan partikel memudahkan masuknya air kedalam papan, sehingga nilai PT papan partikel akan tinggi. Berbeda dengan perekat PF yang memeiliki gugus metilol dengan viskositas yang lebih tinggi dan kelarutanya (dalam air) lebih rendah yang membuat perekat PF lebih tahan terhadap cuaca atau air (Achmadi, 1990).

Pengunaan partikel yang berukuran kecil membuat kebutuhan perekat semakin tinggi, sebab partikel yang berukuran kecil memiliki bidang rekat lebih luas dibandingkan dengan partikel yang lebih besar. Sehingga kurangnya kadar perekat papan partikel BKS yang dihasilkan membuat ikatan antar partikel dan partikel maupun partikel dengan perekat tidak maksimal. Hal ini menyebabkan

(44)

partikel yang tidak berikatan dapat dengan mudah menyerap air dan berakibat bertambahnya nilai PT papan partikel tersebut.

Kurangnya tekanan mesin pada saat proses pengempaan juga dapat mempengaruhi nilai PT papan partikrl. Akibat kurangnya tekanan kempa membuat papan partikl yang dihasilkan tidak solit dan padu sehinga tercipta ronga-ronga atau celah-celah pada papan partikel. Rongga atau celah dalam papan partikel akan sangat mudah terisi oleh air pada saat perendaman, sehingga akan menembah nilai PT papan partikel.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perbandingan perekat, ukuran partikel dan intraksi keduanya berpengaruh nyata terhadap nilai PT papan partikel BKS yang dihasilkan (Lampiran 5). Hal ini berarti perbedaan perbandingan perekat Uf dan PF serta ukuran partikel yang digunakan memberikan nilai PT yang berbeda untuk setiap papan partikel BKS. Hasil uji lanjutan duncen menampilkan kombanasi optimal antara kadar perekat dan ukuran partikel ialah Uf 15% : Pf 85% dengan ukuran partikel 35 mesh.

Haygreen dan Bowyer (1996) menerangkan bahwa semakin tinggi jumlah resin/perekat yang digunakan untuk membuat produk panil maka mempengaruhi pengembangan tebal produk panil tersebut, yang artinya semakin kecil nilai pengembangan tebalnya. Hal ini juga sesuai dengan yang dikemukakan oleh Sutigno (1994) bahwa kadar perekat berpengaruh terhadap pengembangan tebal papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat, pengembangan tebal papan partikel cenderung menurun. Hal ini sejalan dengan nilai PT papan partikel BKS yang dihasilkan, karena perbandingan pengunaan perekat antara UF dan PF untuk seluruh variasi partikel sebasar 10% maka pengembangan tebal papan partikel

(45)

hampir seragam tiap perbandingan persentase UF dan PF yang sama. Namun perbedaan nilai PT untuk setiap perbandingan kadar perekat menunjukan nilai yang jauh berbeda. Hal ini karena perekat PF lebih baik dibandingkan dengan perekat Uf dalam mengisi ronga-ronga antar partikel dan perekat PF memiliki ketahanan yang lebih kuat terhadap air dibandingkan dengan perekat UF.

Variabel paling penting dari pengembangan tebal adalah penyerapan air. Semakin tinggi penyerapan air maka akan meningkatkan pengembangan tebal papan partikel. Haygreen & Bowyer (1986) mengemukakan bahwa meningkatnya kadar air papan partikel mengakibatkan timbulnya pengembangan partikel kayu dan melemahnya ikatan antar partikel sehingga partikel-partikel kayu dapat membebaskan diri dari tekanan yang dialami pada waktu pengempaan. Iswanto (2002) juga menjelaskan sifat pengembangan tebal papan partikel merupakan salah satu sifat fisis yang akan menentukan suatu papan partikel dapat digunakan untuk keperluan interior atau eksterior. Apabila pengembangan tebal suatu papan partikel tinggi berarti stabilitas dimensi produk tersebut rendah, sehingga produk tersebut tidak dapat digunakan untuk keperluan eksterior dan sifat mekanisnya akan menurun dalam jangka waktu yang tidak lama.

(46)

Sifat Mekanis Papan Partikel Batang Kelapa Sawit Modulus Elastis (MOE)

Hasil rata-rata Modulus elastis (MOE) papan partikel BKS berkisar antara 4514 kg/cm2 – 10481 kg/cm2 dengan rata-rata 6986 kg/cm2. Rekapitulasi nilai MOE papan papan partikel BKS dengan berbagai perbandingan kadar perekat dan variasi ukuran partikel disajikan pada Gambar 9 dan nilai data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 4.

Gambar 9. Diagram nilai MOE papan partikel BKS

Berdasarkan Gambar 9 bahwa nilai MOE papan partikel BKS terlihat sistematis. Kecenderungan semakin besar ukuran partikel yang digunakan maka semakin tinggi nilai MOE papan partikel BKS tersebut. Nilai MOE tertinggi terdapat pada papan partikel dengan perbandingan perekar UF 0 : PF 100 dengan ukuran partikel 20 mesh dan nilai MOE terendah terdapat pada papan partikel dengan perbandingan perekat UF 30 : PF 70 ukuran partikel 50 mesh.

Berdasarkan nilai MOE ini, seluruh papan partikel BKS yang dibuat belum memenuhi standard SNI 03-2105-2006 yang mensyaratkan nilai MOE sebesar ≥ 20.400 kg/cm2. Tedapat beberapa faktor yang menyebabkan rendahnya

SNI 03-2105-2006

(≥ 20.400 kg/cm²)

(47)

nilai MOE papan partikel BKS yang dihasilkan yaitu ukuran partikel yang terlalu kecil, kurangnya kadar perekat dan masih terdapat pati pada partikel BKS.

Faktor yang diduga mempengaruhi nilai MOE pada papan partikel BKS yang dihasilkan ialah ukuran partikel yang terlalu kecil. Ukuran partikel yang terlalu kecil atau halus membutuhkan perekat dalam jumlah yang cukup banyak, karena luas bidang permukaan rekat partikel semakin besar. Permukaan rekat partikel yang besar membutuhkan kadar perkat semakin tinggi dibandingkan dengan permukaan rekat partikel yang lebih kecil. Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) bahan-bahan papan partikel yang halus cenderung menyerap banyak resin dan akan menurunkan kekuatan papan partikel tersebut. Lebih lanjut Haygreen dan Bowyer (1996) menambahkan partikel yang ideal untuk pembuatan papan partikel yang istimewa berkisar antara panjang 0,5-1 inci dan tebal 0,010-0,015 inci. Hal ini tebukti dari Gambar 9, nilai MOE dengan bahan baku partikel 50mesh memiliki nilai MOE yang rendah diikuti oleh partikel 35mesh dan partikel 20mesh.

Faktor lain yang diduga menyebabkan rendahnya nilai MOE papan partikel BKS ialah kurangnya kadar perekat papan partikel. Akibat kecilnya atau halusnya bahan baku papan yang dibuat sehingga permukaan rekat partikel semakin luas, sehingga membutuhkan kadar perekat yang lebih tinggi. Hal ini sejalan dengan pernyataan Haygreen dan Bowyer (1996) semakin banyak resin yang digunakan dalam suatu papan partikel, semakin kuat dan stabil dimensi papan tersebut. Faktor masih terdapatnya pati pada bahan baku partikel BKS juga mempengaruhi nilai MOE. Kandungan pati pada papan partikel menyebabkan

(48)

tidak sempurnanya perekatan antar partikel atau pun antara partikel dengan perekat.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perbandingan perekat dan ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap nilai MOE papan partikel BKS, namun interaksi antara keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap nilai MOE papan partikel BKS yang dihasilkan (Lampiran 5). Hal ini berarti perbedaan persentase kadar perekat antara UF dan PF serta ukuran partikel yang digunakan memberikan nilai MOE yang berbeda untuk setiap papan partikel BKS.

Modulus Patah (MOR)

Hasil rata-rata Modulus patah (MOR) papan partikel BKS berkisar antara 34 kg/cm2 – 107 kg/cm2 dengan rata-rata 63 kg/cm2. Rekapitulasi nilai MOR papan papan partikel BKS dengan berbagai perbandingan kadar perekat dan variasi ukuran partikel disajikan pada Gambar 10 dan nilai data selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 4.

Gambar10. Diagram nilai MOR papan partikel BKS

Nilai MOE umumnya berbanding lurus dengan nilai MOR. Gambar 10 menunjukan bahwa nilai MOR papan partikel BKS berbanding lurus dengan nilai MOE yang terlihat sistematis. Semakin besar ukuran partikel yang digunakan

SNI 03-2105-2006

(≥ 82 kg/cm²)

(49)

maka semakin tinggi nilai MOR papan partikel tersebut. Nilai MOE tertinggi terdapat pada papan partikel dengan perbandingan perekar UF 0 : PF 100 dengan ukuran partikel 20 mesh dan nilai MOE terendah terdapat pada papan partikel dengan perbandingan perekat UF 30 : PF 70 ukuran partikel 50 mesh. Berdasarkan Gambar 10 terdapat dua contoh uji yang memenuhi standard SNI 03-2105-2006 dengan syarat nilai MOE sebesar ≥ 82 kg/cm 2 yaitu papan partikel dengan perbandingan perekat UF 0 : PF 100 20 mesh dan UF 15 : PF 85 ukuran partikel 20 mesh.

Masih terdapat banyak contoh uji papan partikel BKS yang dihasilkan belum memenuhi standard SNI 03-2105-2006 dengan nilai MOR ≤ 82 kg/cm 2. Terdapat beberapa faktor yang diduga mempengaruhi nilai MOE yang masih rendah ini diantaranya ialah ukuran partikel yang digunakan, perbandingan perekat UF dan PF serta kadar perekar yang digunakan.

Ukuran parikel yang semakin kecil membuat bidang rekat partikel tersebut akan semakin luas dibandingkan dengan partikel lain yang lebih besar. Bidang rekat partikel yang luas membutuhkan perekat yang lebih banyak. Sehingga kurangnya kadar perekat pada papan partikel membuat ikatan antar partikel maupun antara partikel dengan perekat tidak solit dan berakibat terhadap rendahnya nilai MOR tang didapat. Gambar 10 juga menampilkan semakin besar ukuran partikel yang digunakan maka semakin baik pula nilai MOR papan partikel yang dibuat. Hasil ini juga sejalan dengan yang diungkapkan Haygreen dan Bowyer (1996) bahwa bahan-bahan papan partikel yang halus cenderung menyerap banyak resin dan akan menurunkan kekuatan papan partikel tersebut.

(50)

Perbandingan perekat antara UF dan PF juga diduga mempengaruhi nilai MOR papan partikel BKS yang dihasilkan. Gambar 10 menunjukan semakin tinggi perbandingan perekat UF terhadap PF menghasilkan nilai MOR yang semakin menurun. Hal ini karena sifat perekat PF yang lebih baik dibandingkan dengan perekat UF dalam berikatan antar partikel maupun antara partikel dengan perekat. Sesuai pernyataan Haygreen dan Bowyer (1996) bahwa perekat UF diperuntukan untuk pembuatan papan partikel interior sedangkan perekat PF digunakan untuk pembuatan papan partikel ekstrior atau struktural.

Kecilnya ukuran bahan baku partikel mengakibatkan besarnya permukaan rekat partikel BKS. Besarnya permukaan rekat ini membutuhkan kadar perekat yang semakin tinggi. Karena dalam pembuatan papan partikel BKS ini mengunakan kadar perekat 10% untuk setiap contoh ujinya, maka nilai MOR yang didapat masih rendah akibat masih kurangnya kadar perekat yang digunakan. Hal ini sejalan dengan Haygreen dan Bowyer (1996) yang menyatakan semakin banyak resin yang digunakan dalam suatu papan partikel, semakin kuat dan stabil dimensi papan tersebut.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perbandingan perekat dan ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap nilai MOR papan partikel BKS, namun interaksi keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap nilai MOR papan partikel BKS yang dihasilkan (Lampiran 5). Hal ini berarti perbedaan persentase kadar perekat antara UF dan PF dan ukuran partikel yang digunakan memberikan nilai MOR yang berbeda untuk setiap papan partikel BKS.

(51)

Keteguhan Rekat Internal (IB)

Hasil rata-rata keteguhan rekat internal (IB) papan partikel BKS berkisar antara 1,4 kg/cm2 – 4,8 kg/cm2 dengan rata-rata 2,8 kg/cm2. Rekapitulasi nilai IB papan papan partikel BKS dengan berbagai perbandingan kadar perekat dan variasi ukuran partikel disajikan pada Gambar 11 dan nilai data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 4.

Gambar 11. Diagram nilai IB papan partikel BKS

Berdasarkan Gambar 11 dapat dilihat nilai IB papan partikel BKS bervariasi. Nilai IB tertinggi terdapat pada perbandingan perekar UF 15 : PF 85 dengan ukuran partikel 20 mesh dan nilai IB terendah terdapat pada perbandingan UF 30 : PF 70 dengan ukuran partikel 50 mesh. Berdasarkan nilai IB yang terdapat pada Gambar 12, hanya contoh uji dengan perbandingan kadar perekat UF 30 : PF 70 ukuran partikel 50 mesh yang belum memenuhi standard SNI 03-2105-2006 dengan nilai IB dibawah 1,5 kg/cm2.

Nilai IB yang dihasilkan dari papan partikel BKS cukup tinggi. Namun masih terdapat satu contoh uji dengan perbandingan kadar perekat UF 30 : PF 70 ukuran partikel 50 mesh yang masih dibawah setandard dengan nilai 1,4 kg/cm2. Hal ini diduga pada saat proses blending (pencampuran antara partikel dan

SNI 03-2105-2006

(≥ 1,5 kg/cm²)

(52)

perekat) kurang merata, sehingga perekar tidak melapisi seluruh permukaan partikel tersebut dan terbentuknya gumpalan-gumpalan pada adonan papan partikel. Terbentuknya gumpalan-gumpalan pada adonan dalam membuat papan partikel ini menunjukan tidak meratanya pencampuran antara partikel dan perekat. Haygreen dan Bowyer (1996) mengatakan keteguhan rekat internal adalah suatu uji pengendalian kualitas yang penting karena menunjukan kesempurnaan pencampuran partikel dan perekatnya, pembentukan papan partikel dan proses pengempaan papan partikel tersebut.

Kencenderungan nilai IB dengan ukuran partikel 50 mesh lebih rendah dibandingkan dengan ukuran partikel 35 mesh maupun 20 mesh. Hal ini diduga akibat semakin kecilnya partikel yang digunakan maka membutuhkan kadar perekat yang semakin tinggi. Karena penggunaan kadar perekat pada setiap contoh ujinya 10% sehingga membuat contoh uji dengan ukuran partikel lebih kecil memiliki nilai IB lebih rendah dibandingkan dengan contoh uji yang memiliki ukuran partikel lebih besar.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perbandingan kadar perekat dan ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap nilai IB papan partikel BKS, namun interaksi antara keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap nilai IB papan partikel BKS yang dihasilkan (Lampiran 5). Hal ini berarti perbedaan persentase kadar perekat antara UF dan PF serta ukuran partikel yang digunakan memberikan nilai IB yang berbeda untuk setiap papan partikel BKS.

(53)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Sifat fisis papan partikel BKS yang dihasilkan berkerapatan 0,52 - 0,64 g/cm3, kadar air 10,05% - 12,67%, daya serap air 47.5% - 86,7%, pengembangan tebal 4,2% - 12,6%. Hampir seluruh sempel contoh uji memenuhi standard SNI 03-2105-2006, namun terdapat satu sempel contoh uji dengan perbandingan kadar perekat Uf 45% : Pf 55% ukuran partikel 50mesh belum memenuhi standard pengembangan tebal 24 jam dengan nilai PT 12,6%. 2. Sifat mekanis papan partikel BKS yang dihasilkan bernilai modulus elastis

(MOE) antara 4514 kg/cm2 – 10481 kg/cm2, modulus patah (MOR) antara 34 kg/cm2 – 107 kg/cm2, dan keteguhan rekat internal (IB) antara 1,4 kg/cm2 - 4,8 kg/cm2.

3. Nilai MOE yang dihasilkan dari papan partikel BKS seluruhnya belum memenuhi standard SNI 03-2105-2006 begitupun dengan nilai MOR, hanya terdapat dua sempel contoh uji yang memenuhi standard yaitu papan partikel dengan perbandingan perkat Uf 0% : Pf 100% dan Uf 15% : Pf 85% dengan ukuran partikel 20mesh.

4. Nilai IB hampir seluruh sempel uji memenuhi standard, namun terdapat satu sempel yang belum memenuhi standard SNI 03-2105-2006 yaitu Uf 30% : Pf 70% ukuran partikel 50mesh dengan nilai 1,4 kg/cm2.

(54)

5. Nilai-nilai terbaik dari sifat fisis dan mekanis Papan partikel BKS yang dihasilkan adalah sebagai berikut:

Kerapatan Uf 30% : Pf 70% ukuran partikel 35mesh Kadar air Uf 45% : Pf 55% ukuran partikel 20mesh Daya serap air Uf 0% : Pf 100% ukuran partikel 50mesh Pengembangan tebal Uf 0% : Pf 100% ukuran partikel 50mesh Modulus elastis (MOE) Uf 0% : Pf 100% ukuran partikel 20mesh Modulus patah (MOR) Uf 0% : Pf 100% ukuran partikel 20mesh Keteguhan rekat internal (IB) Uf 15% : Pf 85% ukuran partikel 20mesh

6. Perbandingan kadar perekat Uf dan Pf dengan ukuran partikel terbaik ialah Uf 0% : Pf 100% ukuran partikel 20mesh. Hampir dari seluruh pengujian memenuhi standard SNI 03-2105-2006 hanya nilai MOE yang belum memenuhi standard.

Saran

Perlunya dilakuakan penelitian lebih lanjut untuk memperbaiki sifat-sifat papan partikel BKS, yaitu dari ukuran partikel yang lebih besar namun tetap homogen dan penanbahan kadar perekat yang lebih tinggi untuk memperbaiki sifat MOE dan MOR yang belum standard SNI 03-2105-2006.

(55)

DAFTAR PUSTAKA

Achmadi, S. S. 1990. Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Pusat Antar Universitas Ilmu Hayati IPB. Bogor

Azhar, I. 2009. Potensi Pemanfaatan Limbah Batang Sawit sebagai Pengganti Papan Parikel di Sumatera Utara. Tesis. Sekolah Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara. Medan.

Bakar, E. S. 2003. Kayu Sawit Sebagai Substitusi Kayu Dari Hutan Alam. Forum Komunikasi dan Teknologi dan Industri Kayu 2 : 5-6. Bogor. Direktorat Jendral Perkebunan. 2010. Luas areal Kelapa Sawit Menurut Provinsi

di Seluruh Indonesi Hartono, R dkk, 2011. Pengukuran Tingkat Pemadatan Maksimum Batang Kelapa

Sawit. MAPEKI 2011.

Haygreen, J. G. dan J. L. Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Gadjah Mada University. Yogyakarta.

Iskandar. 2009. Proses Pembuatan Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Bogor.

Iswanto, A.H, 2002. Peningkatan Mutu Papan partikel dengan Penggnaan

Dicumyl Peroxide (DCP) Sebagai Inisiator. Skripsi Fakultas Kehutanan IPB. Bogor.[Tidak dipublikasikan].

Maloney, T.M. 1993. Modern Particle Board and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman, inc Sanfransisco Javans Agrie. Marra, A. A. 1992. Technology of Wood Bonding: Principles in Practise. USA

Muharam A. 1995. Pengaruh ukuran partikel dan kerapatan lembaran terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel ampas tebu [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Prayitno T. A. 1995, Bentuk dan Sifat Fisis Kayu Kelapa sawit. Buletin Fakultas Kehutanan Universitas Gajah Mada, No. 28/1995. Yogyakarta. Ruhendi, S dkk, 2007. Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan Institut

Pertanian Bogor, Bogor.

Ruhendi, S. dan Y.S Hadi. 1997. Perekat dan perekatan. Jurusan Teknologi Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. IPB. Bogor.

(56)

Sidhu AS, Ellis S.C. 2007. Evaluation of Performance of Phenol Melamine Formaldehyde Resins for Plywood. Vol. 57, Edisi 10; pg. 58, 6 pgs. British Columbia, Canada.

SNI, 2006. Papan Partikel. SNI 03-2105-2006. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta.

Suhasman, 2008. Papan Komposit, Laporan modul pembelajaran. Lembaga kajian dan pengembangan pendidikan (LKPP)

Sulastiningsih, I.M., Novitasari, Agus. T. 2008. Pengaruh kadar perekat terhadap sifat Papan partikel bambu. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor.

Sutigno, P. 1994. Teknologi papan partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogor

Tomlinson, P.B. 1961. Anatomy of the monocotyledons. II. Palmae. Oxford.

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology Wood of Structure, Properties, Utilization. Van Vostrand Reinhold. USA.

Yusuf, A. 2000. Determinasi Suhu Kempa Optimum papan Komposit Dari Kayu dan Limbah Plastik. Skripsi Fakultas Kehutanan IPB. Bogor. [Tidak dipublikasikan].

Zhongli, P., Yi, Z., Ruihong, Z., Bryan, M.J., 2007, Physical properties of thin particleboard made from saline eucalyptus, Elsevier.

(57)

(58)

Lampiran 1. Data Perhitungan Bahan Baku dan Perekat 1. Perhitungan Bahan Baku

2. Solid Conten Perekat

3. Kebutuhan Perkat

4. ∑ perekat

5. Perbandingan Perkat

6. Hasil perhitungan Kebutuhan Partikel Dan Kadar Perekat Perbandingan

Perekat UF : PF

SC (%) Kebutuhan Perekat (gr)

∑ perekat

(gr)

perbandingan perekat (gr)

UF PF

45 : 55 56, 8 43,75 84,72 38,12 46,59

30 : 70 53,8 43,75 89,41 26,82 62,58

15 : 85 50,6 43,75 95,06 14,25 80,80

(59)

Lampiran 2. Data Hasil Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel BKS kadar

perekat

ukuran

mesh ulangan Kerapatan KA (%)

1 2 3 4 5

UF : PF 20 1 0.60 13.40

0 : 100 2 0.64 12.42

3 0.64 11.84

35 Rata-rata 1 0.63 0.60 12.55 12.37

2 0.52 12.43

3 Rata-rata 0.60 0.57 12.01 12.27

50 1 0.58 12.41

2 0.64 12.46

3 0.62 13.16

UF : PF 20

Rata-rata 1 0.61 0.59 12.68 11.02

15 : 85 2 0.61 10.73

3 0.64 10.58

35 Rata-rata 1 0.61 0.56 10.78 11.02

2 0.60 11.42

3 0.59 11.53

50 Rata-rata 1 0.58 0.55 11.32 11.21

2 0.49 11.39

3 0.55 12.23

UF : PF 20

Rata-rata 1 0.53 0.60 11.61 13.21

30 : 70 2 0.59 12.36

3 0.62 11.82

35 Rata-rata 1 0.60 0.63 12.46 11.83

2 0.66 12.08

3 0.65 11.13

(60)

1 2 3 4 5

50 1 0.57 11.88

2 0.58 11.97

3 0.56 13.86

PF : PF 20

Rata-rata 1

0.57 0.59

12.57 10.49

45 : 55 2 0.59 10.00

3 0.60 9.67

Rata-rata 1

0.59 0.60

10.05 10.19

2 0.58 10.77

3 0.59 10.32

Rata-rata 1

0.59 0.56

10.43 10.58

2 0.57 11.50

3 Rata-rata

0.58 0.57

10.98 11.02

(61)

Lampiran 3. Data Hasil Pengujian DSA dan PT Papan Partikel BKS

Perbandingan

perekat Mesh Ulangan

Daya Serap Air Pengembangan Tebal 2 jam 6 jam 12 jam 24 jam 2 jam 6 jam 12 jam 24 jam

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

UF : PF 20 1 60.75 66.84 73.61 76.17 4.98 5.20 5.43 5.43 0 : 100 2 67.15 73.61 80.61 82.82 4.89 5.12 5.46 5.57 3 57.46 65.63 71.49 74.25 5.50 5.72 5.06 7.48

35 Rata-rata 1 61.79 50.32 68.69 57.68 75.24 64.18 77.75 65.21 5.12 4.42 5.35 4.76 5.32 5.86 6.16 6.19 2 67.61 71.47 76.54 78.77 5.71 6.16 6.49 6.72 3 56.50 63.38 68.31 69.34 4.68 5.02 5.46 5.46

50 Rata-rata 1 58.15 53.33 64.18 62.59 69.67 69.85 71.11 70.94 4.94 4.62 5.31 5.17 5.94 5.94 6.13 6.16 2 51.48 60.18 65.74 66.89 4.14 4.92 5.70 5.70 3 37.79 48.12 54.34 55.37 3.82 5.06 6.41 6.64

UF : PF 20

Rata-rata 1 47.53 72.75 56.96 78.10 63.31 84.58 64.40 85.58 4.19 6.75 5.05 7.30 6.02 7.52 6.17 7.52 15 : 85 2 67.33 72.74 79.28 81.10 6.12 6.77 7.52 7.52 3 59.28 64.63 70.96 72.63 6.66 7.00 7.45 8.01

35 Rata-rata 1 66.45 71.29 71.82 76.36 78.27 82.47 79.77 83.69 6.51 5.36 7.02 5.59 7.50 6.39 7.68 6.39 2 49.30 57.44 63.95 65.41 4.30 4.85 5.95 6.17 3 51.34 60.27 67.66 68.73 4.19 4.75 5.66 5.88

50 Rata-rata 1 57.31 55.51 64.69 63.98 71.36 71.92 72.61 74.21 4.61 5.95 5.06 7.55 6.00 8.35 6.15 8.70 2 73.09 70.54 84.63 86.12 5.25 6.15 6.82 6.82 3 57.08 66.11 73.35 74.15 4.77 5.88 6.98 7.10

UF : PF 20

Rata-rata 1 61.89 65.20 66.87 68.64 76.63 76.84 78.16 78.74 5.32 7.99 6.52 8.75 7.38 9.94 7.54 9.94 30 : 70 2 62.46 67.16 74.35 76.56 7.51 8.30 9.42 9.75 3 80.01 81.11 91.99 93.58 8.16 8.94 9.83 10.17

35 Rata-rata 1 69.22 60.28 72.30 69.00 81.06 75.56 82.96 76.81 7.89 8.35 8.66 9.56 9.73 11.43 9.95 11.98 2 49.36 60.35 68.64 74.82 5.94 6.93 9.13 9.24 3 65.21 69.91 77.18 78.02 8.64 9.29 11.23 11.23

(62)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 50 1 57.24 66.44 75.76 76.38 6.88 7.66 10.77 10.99

2 67.48 77.00 86.25 86.45 7.61 8.96 11.20 11.31 3 55.62 73.18 87.25 88.56 6.76 9.27 11.01 12.21

UF : PF 20

Rata-rata 1 60.11 67.05 72.20 74.71 83.09 80.19 83.80 81.94 7.09 8.26 8.63 9.23 10.99 10.73 11.50 10.94 45 : 55 2 80.53 85.17 92.87 96.10 8.11 8.43 9.95 9.95

3 71.50 76.02 82.96 81.94 7.82 8.48 9.58 9.58

35 Rata-rata 1 73.03 63.77 78.63 71.07 85.34 75.94 86.66 77.54 8.06 7.49 8.71 8.03 10.09 8.99 10.16 9.42 2 67.54 74.26 79.79 81.39 8.84 9.61 10.94 10.94 3 74.09 79.99 86.12 86.66 7.84 8.61 9.37 9.69

50 Rata-rata 1 68.47 68.29 75.11 77.92 80.62 83.68 81.86 83.21 7.71 8.65 8.75 10.08 9.77 11.50 10.02 12.38 2 76.79 82.70 88.74 88.36 9.18 9.95 12.24 12.46 3 Rata-rata 69.46 71.51 79.82 80.15 86.79 86.40 86.61 86.06 9.08 8.97 10.68 10.24 11.97 11.90 12.82 12.55

(63)

Lampiran 4. Data Hasil Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel BKS Perbandingan

Perekat

Ukuran

Mesh Ulangan MOE MOR IB

1 2 3 4 5 6

UF :PF 20 1 7118.167 60.980 3.7

45 : 55 2 9624.141 77.407 3.8

3 10707.38 91.423 4.5

UF : PF 20

Rata-rata 1 9149.897 8623.428 76.603 73.567 4.0 3.5

30 : 70 2 8210.543 76.076 4.1

3 7466.201 68.607 1.9

UF : PF 20

Rata-rata 1 8100.057 8981.492 72.750 79.091 3.2 3.9

15 : 85 2 10502.36 95.999 5.6

3 9366.591 81.819 4.8

UF : PF 20

Rata-rata 1 9616.814 11723.3 85.636 126.751 4.8 5.7

0 : 100 2 11587.13 113.213 3.4

3 8133.783 80.937 2.9

UF : PF 35

Rata-rata 1 10481.405 5820.781 106.967 50.196 4.0 2.0

45 : 55 2 5465.057 43.511 1.3

3 7210.949 58.504 2.5

UF : PF 35

Rata-rata 1 6165.596 5758.136 50.737 49.541 1.9 2.2

30 : 70 2 5850.29 47.343 1.1

3 6231.203 55.857 2.4

UF : PF 35

Rata-rata 1 5946.542 7106.312 50.9142 68.050 1.9 3.8

15 : 85 2 5217.142 49.275 1.9

3 6764.689 62.720 3.5

UF :PF 35

Rata-rata 1 6362.714 8822.646 60.015 81.137 3.1 4.3

0 : 100 2 6671.739 68.815 1.6

3 7438.684 75.953 3.3

UF : PF 50

Rata-rata 1 7644.356 5068.042 75.301 40.104 3.1 2.3

(64)

1 2 3 4 5 6

UF : PF 50 1 4457.522 38.956 1.6

30 : 70 2 4822.639 33.078 1.0

3 4263.256 30.626 1.5

UF : PF 50

Rata-rata 1

4514.472 4211.148

34.221 36.154

1.4 1.0

15 : 85 2 5147.846 46.158 2.3

3 5472.512 50.221 2.3

UF :PF 50

Rata-rata 1

4943.835 5839.593

44.177 56.830

1.8 3.3

0 : 100 2 6285.055 62.477 2.5

3 Rata-rata

5704.184 5942.944

50.666 56.658

1.9 2.6

(1)

Lampiran 4. Data Hasil Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel BKS

Perbandingan

Perekat

Ukuran

Mesh Ulangan MOE MOR IB

1 2 3 4 5 6

UF :PF 20 1 7118.167 60.980 3.7

45 : 55 2 9624.141 77.407 3.8

3 10707.38 91.423 4.5 UF : PF 20

Rata-rata 1 9149.897 8623.428 76.603 73.567 4.0 3.5

30 : 70 2 8210.543 76.076 4.1

3 7466.201 68.607 1.9 UF : PF 20

Rata-rata 1 8100.057 8981.492 72.750 79.091 3.2 3.9

15 : 85 2 10502.36 95.999 5.6

3 9366.591 81.819 4.8 UF : PF 20

Rata-rata 1 9616.814 11723.3 85.636 126.751 4.8 5.7

0 : 100 2 11587.13 113.213 3.4

3 8133.783 80.937 2.9 UF : PF 35

Rata-rata 1 10481.405 5820.781 106.967 50.196 4.0 2.0

45 : 55 2 5465.057 43.511 1.3

3 7210.949 58.504 2.5 UF : PF 35

Rata-rata 1 6165.596 5758.136 50.737 49.541 1.9 2.2

30 : 70 2 5850.29 47.343 1.1

3 6231.203 55.857 2.4 UF : PF 35

Rata-rata 1 5946.542 7106.312 50.9142 68.050 1.9 3.8

15 : 85 2 5217.142 49.275 1.9

3 6764.689 62.720 3.5 UF :PF 35

Rata-rata 1 6362.714 8822.646 60.015 81.137 3.1 4.3

0 : 100 2 6671.739 68.815 1.6

3 7438.684 75.953 3.3 UF : PF 50

Rata-rata 1 7644.356 5068.042 75.301 40.104 3.1 2.3

(2)

1 2 3 4 5 6

UF : PF 50 1 4457.522 38.956 1.6

30 : 70 2 4822.639 33.078 1.0

3 4263.256 30.626 1.5 UF : PF 50

Rata-rata 1

4514.472 4211.148

34.221 36.154

1.4 1.0

15 : 85 2 5147.846 46.158 2.3

3 5472.512 50.221 2.3 UF :PF 50

Rata-rata 1

4943.835 5839.593

44.177 56.830

1.8 3.3

0 : 100 2 6285.055 62.477 2.5

3 Rata-rata

5704.184 5942.944

50.666 56.658

1.9 2.6

(3)

Lampiran 5. Hasil analisis ragam sifat-sifat papan partikel BKS

1. Kerapatan

Source

Type III Sum of Squares df

Mean

Square F Sig.

Corrected Model .031a 11 .003 5.136 .000

Intercept 12.650 1 12.650 22769.780 .000

kadarperekat .006 3 .002 3.753 .024

ukuranpartikel .009 2 .005 8.435 .002

kadarperekat * ukuranpartikel .016 6 .003 4.728 .003

Error .013 24 .001

Total 12.695 36

Corrected Total .045 35

Uji lanjut Interaksi Duncan interaksi

Subset

1 2 3 4

50&15:85 3 .5300

50&30:70 3 .5700 .5700 50&45:55 3 .5700 .5700

35&0:100 3 .5733

35&15:85 3 .5833 .5833 35&45:55 3 .5900 .5900 20&45:55 3 .5933 .5933

20&30:70 3 .6033 .6033 .6033 50&0:100 3 .6133 .6133 .6133 20&15:85 3 .6133 .6133 .6133

20&0:100 3 .6267 .6267

35&30:70 3 .6467

(4)

2. Kadar Air

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 27.136a 11 2.467 7.947 .000

Intercept 4859.615 1 4859.615 15655.

103

.000

kadarperekat 22.954 3 7.651 24.648 .000

ukuranpartikel 2.220 2 1.110 3.576 .044

kadarperekat * ukuranpartikel 1.962 6 .327 1.053 .417

Error 7.450 24 .310

Total 4894.200 36

Corrected Total 34.586 35

3. Daya Serap Air

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 1431.753a 11 130.159 2.867 .015

Intercept 221691.875 1 221691.875 4883.030 .000

kadarperekat 944.608 3 314.869 6.935 .002

ukuranpartikel 236.957 2 118.478 2.610 .094

kadarperekat * ukuranpartikel 250.188 6 41.698 .918 .499

Error 1089.611 24 45.400

Total 224213.240 36

Corrected Total 2521.365 35

(5)

4. Pengembangan Tebal

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 183.018a 11 16.638 29.520 .000

Intercept 2746.808 1 2746.808 4873.443 .000

kadarperekat 162.874 3 54.291 96.325 .000

ukuranpartikel 9.239 2 4.619 8.196 .002

kadarperekat * ukuranpartikel 10.906 6 1.818 3.225 .018

Error 13.527 24 .564

Total 2943.353 36

Corrected Total 196.545 35

Uji lanjut Interaksi Duncan interaksi

Subset

1 2 3 4 5

35&0:100 3 6.1233 35&15:85 3 6.1467 20&0:100 3 6.1600 50&0:100 3 6.1667

50&15:85 3 7.5400

20&15:85 3 7.6833

20&30:70 3 9.9533

35&45:55 3 10.0167

20&45:55 3 10.1567

35&30:70 3 10.8167 10.8167

50&30:70 3 11.5033 11.5033

50&45:55 3 12.5533

(6)

5. Modulus Elastis (MOE)

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 1.293E8 11 1.175E7 11.212 .000

Intercept 1.757E9 1 1.757E9 1676.586 .000

ukuranpartikel 1.119E8 2 5.594E7 53.376 .000

kadarperekat 1.588E7 3 5293332.924 5.051 .007

ukuranpartikel * kadarperekat 1494021.090 6 249003.515 .238 .960

Error 2.515E7 24 1048011.157

Total 1.911E9 36

Corrected Total 1.544E8 35

6. Modulus Patah (MOR)

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig. Corrected Model 14805.086a 11 1345.917 13.439 .000

Intercept 142112.071 1 142112.071 1419.035 .000

ukuranpartikel 10681.188 2 5340.594 53.328 .000

kadarperekat 3930.817 3 1310.272 13.083 .000

ukuranpartikel * kadarperekat 193.081 6 32.180 .321 .919

Error 2403.527 24 100.147

Total 159320.685 36

Corrected Total 17208.613 35

7. Keteguhan Rekat Internal

Source Type III Sum

of Squares df Mean Square F Sig.

Corrected Model 36.815a 11 3.347 4.135 .002

Intercept 285.571 1 285.571 352.866 .000

kadarperekat 7.404 3 2.468 3.050 .048

ukuranpartikel 26.460 2 13.230 16.348 .000

kadarperekat * ukuranpartikel 2.951 6 .492 .608 .722

Error 19.423 24 .809

Total 341.809 36

Corrected Total 56.238 35

Variasi Ukuran Partikel dan Perbandingan Kadar Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Limbah Batang Kelapa Sawit