BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan dari bulan Agustus sampai dengan Desember 2010, bertempat di Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Kimia Hasil Hutan,
dan Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu dan kulit akasia Acacia mangium Willd yang diperoleh dari sekitar kampus IPB Darmaga Bogor.
Kayu akasia digunakan sebagai partikel, sedangkan kulitnya digunakan sebagai ekstender perekat urea formaldehida. Kayu dan kulit yang digunakan berasal dari
pohon yang berbeda. Perekat urea formaldehida yang digunakan diperoleh dari PT. Palmolite Adhesive Industri.
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari: golok, ember plastik, timbangan elektrik, oven, desikator, mesin flaker, hammer mill, saringan
40, 60 dan 100 mesh, erlenmeyer, plastik, penangas air water bath, kertas saring, drum pencampur blender, penyemprot perekat spray gun, pencetak papan,
aluminium foil, kempa panas hot press. kaliper, circular saw, UTM Universal Testing Machine, dan sekrup.
3.3 Metode Penelitian
3.3.1 Rancangan Percobaan dan Analisis Data
Penelitian ini menggunakan analisis faktorial 3 x 2 dalam Rancangan Acak Lengkap RAL dengan tiga ulangan. Faktor A adalah jenis ekstender dengan tiga
taraf yaitu serbuk A1, ekstrak tanin A2 dan residu A3. Faktor B adalah kadar ekstensi dengan dua taraf yaitu 10 B1 dan 20 B2 dari berat resin solid
content. Persamaan umum rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut :
Yijk = µ + αi + βj + αβij + εijk
Yijk = Nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang disebabkan oleh taraf ke-i fakto
r α dan taraf ke-j faktor β. µ = Nilai rata-rata sebenarnya.
αi = Pengaruh jenis ekstender pada taraf ke-i. βj = Pengaruh kadar ekstensi pada taraf ke- j.
αβij = Pengaruh interaksi antara jenis ekstender ke-i dan kadar ekstensi ke-j.
ijk = Galat kesalahan percobaan dari jenis ekstender ke-i dan kadar ekstensi ke-j pada ulangan ke-k.
i = Jenis ekstender : Serbuk, ekstrak tanin dan residu. j = Kadar ekstensi : 10 dan 20.
k = Ulangan 1, 2 dan 3. Untuk mengetahui adanya pengaruh jenis ekstender dan kadar ekstensi
terhadap sifat fisis dan mekanis papan partikel yang dihasilkan, dilakukan analisis keragaman ANOVA, selanjutnya dilakukan pengujian hipotesis menggunakan
uji F, yaitu dengan membandingkan hasil F-hitung yang diperoleh dari ANOVA dengan F-tabel pada tingkat kepercayaan 95 dengan kaidah keputusan:
1. Apabila F-hitung F-tabel, maka perlakuan tidak memberikan pengaruh nyata
pada selang kepercayaan 95 . 2.
Apabila F-hitung F-tabel, maka perlakuan memberikan pengaruh nyata atau sangat nyata pada selang kepercayaan 95.
Apabila perlakuan memberikan pengaruh nyata atau sangat nyata terhadap sifat fisis dan mekanis papan maka, dilakukan uji lanjut dengan menggunakan
DMRT Duncan Multiple Range Test, sedangkan sifat-sifat papan partikel yang dihasilkan dibandingkan dengan standar JIS A 5908:2003.
3.3.2 Prosedur Penelitian
3.3.2.1 Penyiapan Partikel
Kayu akasia yang berukuran 10 cm x 5 cm x 2 cm dimasukkan kedalam mesin flaker hingga berbentuk chip dengan ukuran panjang 2-3 cm dan lebar 2
cm, selanjutnya dibuat partikel berbentuk slivers dengan ukuran tebal 5 mm dan panjang 1,5 cm. Partikel tersebut dikeringkan didalam oven dengan suhu ± 60ºC
hingga mencapai kadar air ± 5 yaitu selama 2 hari.
3.3.2.2 Penyiapan Ekstender
1. Serbuk Kulit Kayu Acacia mangium Willd
Kulit kayu tanpa dipisahkan bagian dalam dan luar, dipotong kecil-kecil dan dikeringkan di ruang terbuka selama 2 hari hingga kering udara. Kemudian
potongan kulit digiling dengan hammer mill, hingga berbentuk serbuk dan selanjutnya disaring. Serbuk yang digunakan sebagai ekstender kulit kayu adalah
serbuk yang lolos pada saringan 100 mesh.
2. Ekstraksi Kulit Acacia mangium Willd
Serbuk yang digunakan untuk ekstraksi adalah serbuk yang lolos pada saringan 40 dan 60 mesh. Serbuk terlebih dahulu dimasukkan kedalam erlenmeyer
500 ml kemudian ditambahkan air destilata, dengan perbandingan serbuk dan air destilata, 1 : 5. Erlenmeyer dipanaskan diatas penangas air water bath pada
suhu 60ºC sampai 70ºC selama 4 jam. Setelah 4 jam erlenmeyer didiamkan selama ±12 jam untuk kemudian disaring dengan kertas saring sampai larutan
bersih dari ampas serbuk yaitu sebanyak dua kali penyaringan. Hasil ekstraksi berupa cairan ekstrak tanin berwarna coklat kehitaman selanjutnya dikeringkan
didalam oven pada suhu 60ºC sampai 70ºC hingga berbentuk kristal tanin. Ekstrak tanin yang telah berbentuk kristal selanjutnya dibuat serbuk hingga serbuk lolos
pada saringan 100 mesh.
3. Residu
Ampas serbuk kulit sisa ekstraksi residu, dicuci dengan air pada suhu 60ºC sampai 70ºC hingga air sisa pencucian berwarna bening. Selanjutnya ampas
dikeringkan didalam oven pada suhu 70ºC hingga mencapai kadar air 10 sampai 20 selama 3 hari. Serbuk yang telah kering digiling kembali dengan hammer
mill dan disaring. Residu yang digunakan sebagai ekstender adalah serbuk yang lolos pada saringan 100 mesh.
3.3.2.3 Penyiapan Perekat Campuran
Kebutuhan perekat campuran yang digunakan adalah 14 dari berat kering tanur partikel, dengan 100 bagian berat perekat urea formaldehida binder
dengan 10 dan 20 bagian berat ekstender. Formulasi perekat yang digunakan tersaji pada Tabel 2.
Tabel 2 Komposisi perekat campuran
Kadar Perekat Komposisi Perekat
Formulasi Campuran
bb 14
Urea formaldehida 100
100 Ekstender
10 20
3.3.2.4 Pembuatan Papan Partikel
Papan partikel yang dibuat adalah papan berukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm dengan target kerapatan sasaran 0,7 grcm
3
, melalui tahapan sebagai berikut:
1. Pencampuran Perekat dan Partikel Blending
Partikel dan ekstender dimasukkan secara bersama-sama kedalam drum pencampur blender, kemudian saat drum berputar, perekat urea formaldehida
disemprotkan kedalam blender dengan menggunakan spray gun sedikit demi sedikit agar pencampuran antara partikel, ekstender dan perekat merata.
2. Pembentukan Lembaran Mat Forming
Setelah proses blending , adonan dimasukkan dan disebar merata pada pencetak lembaran yang berukuran 30 cm x 30 cm. Pada bagian atas lembaran
dilapisi dengan kertas teflon berukuran 30 cm x 30 cm dan bagian bawah ditutup plat aluminium, sedangkan kedua sisinya dibatasi batang besi dengan ketebalan 1
cm.
3. Pengempaan Pressing
Lembaran selanjutnya dimasukkan kedalam mesin kempa panas hot press pada suhu 120ºC dengan tekanan 25 kgfcm² selama ±10 menit.
4. Pengkondisian Conditioning
Setelah pengempaan, papan dikeluarkan dan dibiarkan pada suhu kamar sampai papan menjadi dingin dengan sendirinya. Kemudian papan ditumpuk
menggunakan sticker selama 7 hari.
3.3.2.5 Penyiapan Contoh Uji
Pengujian sifat fisis dan mekanis papan partikel mengacu pada standar JIS
A 5908 : 2003. Pola pemotongan contoh uji dapat dilihat pada Gambar 1.
30 cm
30 cm
Gambar 1 Pola pemotongan contoh uji. Keterangan :
a. Contoh uji kadar air dan kerapatan berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm.
b. Contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air berukuran 5 cm x 5 cm x 1
cm. c.
Contoh uji kuat pegang sekrup berukuran 5 cm x 10 cm x 1 cm. d.
Contoh uji kekakuan lentur MOE dan keteguhan patah MOR berukuran 5 cm x 20 cm x 1 cm.
e. Contoh uji keteguhan rekat internal berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm.
3.3.2.6 Pengujian Papan Partikel
a. Pengujian Sifat Fisis
1. Kerapatan
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm dalam keadaan kering udara, ditimbang B. Selanjutnya diukur dimensi panjang, lebar dan tebalnya dengan
kaliper untuk menghitung volume contoh uji V. Nilai kerapatan dihitung
dengan menggunakan rumus :
d
a b
c
e
Keterangan : ρ : kerapatan gcm³
B : berat contoh uji g
V : volume contoh uji cm³
2. Kadar Air
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm dalam keadaan kering udara ditimbang BA. Contoh uji kemudian dimasukkan kedalam oven pada suhu 103 ±
2 ºC selama 24 jam. Selanjutnya contoh uji dimasukkan kedalam desikator sampai mencapai suhu kamar selama ±10 menit, kemudian contoh uji ditimbang kembali.
Dari hasil perhitungan ternyata contoh uji belum mencapai berat konstan maka untuk mendapatkan berat konstan, dilakukan pengovenan kembali selama 3 jam
dan dimasukkan kedalam desikator kemudian ditimbang kembali. Setelah contoh uji dioven sebanyak dua kali maka telah diperoleh berat konstan BKT. Kadar air
dihitung dengan menggunakan rumus :
Keterangan : KA : kadar air
BA : berat awal g BKT : berat kering tanur g
3. Pengembangan Tebal Thickness Swelling
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm dalam keadaan kering udara, diukur tebalnya pada keempat sisi, kemudian dirata-ratakan T
1
. Selanjutnya contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 2 jam dan 24 jam .
Kemudian contoh uji diangkat dan tiriskan sampai tidak ada lagi air yang menetes yaitu selama ±30 menit. Contoh uji diukur tebalnya pada keempat sisi yang sama
sebelum perendaman kemudian dirata-ratakan T
2
. Pengembangan tebal dihitung dengan menggunakan rumus :
Keterangan :
TS : pengembangan tebal T
1
: tebal sebelum direndam cm T
2
: tebal setelah direndam cm
4. Daya Serap Air Water Absorption
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm dalam keadaan kering udara ditimbang B
1
. Kemudian contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 2 jam dan 24 jam. Selanjutnya contoh uji diangkat dan tiriskan sampai tidak ada
lagi air yang menetes yaitu selama ±30 menit, kemudian ditimbang kembali beratnya B
2
. Daya serap air dihitung dengan menggunakan rumus :
Keterangan : WA : daya serap air
B
1
: berat sebelum direndam g B
2
: berat setelah direndam g
b. Pegujian Sifat Mekanis
Kategori