Pembuatan Dan Karakterisasi Papan Serat Yang Dibuat Dari Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit-Urea Formaldehida

(1)

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN SERAT YANG

DIBUAT DARI SERAT TANDAN KOSONG KELAPA

SAWIT-UREA FORMALDEHIDA

SKRIPSI

EVANORA TAMPUBOLON NIM : 040801021

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

(2)

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN SERAT YANG

DIBUAT DARI SERAT TANDAN KOSONG KELAPA

SAWIT-UREA FORMALDEHIDA

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

EVANORA TAMPUBOLON 040801021

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN SERAT YANG DIBUAT DARI SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT-UREA

FORMALDEHIDA Kategori : SKRIPSI

Nama : EVANORA TAMPUBOLON Nomor Induk Mahasiswa : 040801021

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, Mei 2009

Diketahui oleh,

Pembimbing I Pembimbing II

Dra. Manis Sembiring, M.Si Ir. M. I. Iskandar, BScF, MM NIP. 131 695 906 NIP. 080 052 270

Ketua Departemen Fisika

DR. Marhaposan Situmorang NIP. 130 810 771

(4)

PERNYATAAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PAPAN SERAT YANG DIBUAT DARI SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT-UREA

FORMALDEHIDA

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Mei 2009

EVANORA TAMPUBOLON 040801021

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus, karena dengan penyertaan-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dalam waktu yang ditetapkan.

Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Dra. Manis Sembiring selaku pembimbing I dan Ir. M. I. Iskandar, BScF, MM selaku pembimbing II pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberikan panduan dan kepercayaan penuh pada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Ucapan terima kasih juga diajukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU Dr. Marhaposan Situmorang dan Dra. Justinon, M.S, Dekan Dr. Eddy Marlianto dan Pembantu Dekan FMIPA USU dan kepada Drs. Kurnia Brahmana selaku Dosen Wali.

Dan tak luput juga ucapan terima kasih kepada orang tua yang saya cintai Bpk. SB. Tampubolon dan Ibu M. Hutagalung atas dukungan materi dan spiritual yang begitu besar dan berarti. Kepada saudara saya Immanuel Tampubolon, Theresia Gloria Tampubolon juga kepada Ronal Krisman Sinaga. SKM. Kepada teman-teman sefisika terkhusus angkatan 2004 dan teman-teman Berdikari 56. Akhirnya tidak terlupakan kepada bapak, ibu dan semua pihak yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang sangat diperlukan. Semoga Tuhan akan membalasnya.

(6)

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian pembuatan papan serat dari serat tandan kosong kelapa sawit-Urea Formaldehida dengan metode hand lay up, serat pendek. Perbandingan perekat Urea Formaldehida yaitu 6%, 8%, 10%, 12% dan 14% dari berat kering bahan baku 500 gr.

Papan serat yang diperoleh diuji sifat fisis dan mekanisnya yang meliputi kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, MOR, MOE, internal bond dan kuat pegang sekrup.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor perekat mempengaruhi hasil pengujian.

(7)

ABSTRACT

The fiber board from empty stem of the palm oil’s fibers has been made up, through hand lay up method, short fiber. The rate of Urea Formaldehide adhesive are 6%, 8%, 10%, 12% and 14% from dry weight of basic commodity 500 gr.

Furthemore the result is being tested the physical and mechanical properties such as density, absorbtion, water concentration, developing of thick, internal bond, holding strength screw, Modulus Of Elasticity (MOE) and Modulus Of Rupture (MOR).

As the result of experiment showed that the adhesive influence the result of the tested.

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstarct vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Dafta Gambar x

BAB I Pendahuluan 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 2

1.3 Batasan Masalah 2

1.4 Tujuan 2

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6 Lokasi Penelitian 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1 Komposit 4

2.1.1 Klasifikasi Komposit 4

2.1.2 Jenis Komposit Serat 7

2.2 Penguat Oleh Serat 8

2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kekuatan Komposit 9

2.4 Matriks 11

2.5 Papan Serat 12

2.6 Perekat 13

2.7 Pengempaan 14

2.8 Standar Mutu Papan Serat 14

2.9 Kelapa Sawit 18

2.9.1 Tandan Kosong kelapa Sawit (TKKS) 19

2.9.2 Bahan Berlignoselulosa 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 21

3.1 Peralatan dan Bahan Pembuatan Papan Partikel 21

3.1.1 Bahan 21

3.1.2 Alat 21

3.1.2.1 Alat Pengujian 22

3.2 Metode Pembuatan Papan Partikel 23

3.3 Pembuatan Contoh Uji 26

3.4 Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis 27

(9)

3.4.1.1 Kerapatan 27

3.4.1.2 Daya Serap Air (DSA) 28

3.4.1.3 Kadara Air (KA) 28

3.4.1.4 Pengembangan Tebal (PT) 29

3.4.2. Pengujian Sifat Mekanis 29

3.4.2.1 Kekuatan Rekat (Internal Bond=IB) 29

3.4.2.2 Kuat Pegang Sekrup 29

3.4.2.3 MOE dan MOR 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 32

4.1 Sifat Fisis 32

4.1.1 Kerapatan 32

4.1.2 Kadar Air (KA) 35

4.1.3 Daya Serap Air (DSA) 36

4.1.4 Pengembangan Tebal (PT) 38

4.2 Sifat Mekanis 39

4.2.1 Modulus Patah (MOR) 40

4.2.2 Modulus Elastisitas (MOE) 42

4.2.3 Internal Bond (IB) 44

4.2.4 Kuat Pegang Sekrup 46

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 49

5.1. Kesimpulan 49

5.2. Saran 50

(10)

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1 Standar Mutu FAO, JIS A 5908-2003 dan SNI 15 Tabel 2 Komposisi Kimiawi TKKS. 20 Tabel 3 Ukuran dan Jumlah Contoh Uji Papan Serat. 27 Tabel 4 Data Uji Kerapatan dan Uji Kadar Air (KA). 34 Tabel 5 Data Uji Daya Serap Air (DSA). 36 Tabel 6 Data Uji Pengembangan Tebal (PT). 38

Tabel 7 Data Uji MOR. 41

Tabel 8 Data UJi MOE. 43

Tabel 9 Data Uji Internal Bond (IB). 44 Tabel 10 Data Uji Kuat Pegang Sekrup. 47

(11)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Bentuk Penguatan Pada Lamina Ortotropik 10

Gambar 2 Diagram Alir Proses Pembuatan Papan Serat 24

Gambar 3 Contoh Uji Papan Serat Mengacu pada JIS A 5908-2003 26

Gambar 4 Pola Pembentukan Uji MOR 30 Gambar 5 Grafik Uji Kerapatan Papan Serat Terhadap Variasi Perekat 32

Gambar 6 Grafik Uji Kadar Air Papan Serat Terhadap Variasi Perekat 35

Gambar 7 Grafik Uji Daya Serap Air Papan Serat Terhadap Variasi Perekat 37

Gambar 8 Grafik Uji Pengembangan Tebal Papan Serat Terhadap Variasi Perekat. 39

Gambar 9 Grafik Uji MOR Terhadap Variasi Perekat. 42

Gambar 10 Grafik Uji MOE Terahadap Variasi Perekat. 44

Gambar 11 Grafik Uji Internal Bond (IB) Terhadap Variasi Perekat. 45 Gambar 12 Grafik Uji Kuat Pegang Sekrup Tegak Lurus Permukaan

(12)

ABSTRAK

Papan serat yang diperoleh diuji sifat fisis dan mekanisnya yang meliputi kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, MOR, MOE, internal bond dan kuat pegang sekrup.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor perekat mempengaruhi hasil pengujian.

(13)

ABSTRACT

As the result of experiment showed that the adhesive influence the result of the tested.

(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Kondisi hutan Indonesia menunjukkan produktivitas yang semakin menurun, padahal kebutuhan bahan baku kayu di masyarakat semakin meningkat. Di Sumatera Utara sesuai dengan Keputusan Menteri Kehutanan tahun 2003, jatah produksi kayu tahun 2003 adalah 670.800 m3 kayu bulat, sementara kebutuhan kayu bulat untuk industri dan pertukangan rata-rata 2,5 juta m3 / tahun (Supriadi, 2003).

Untuk mengatasi masalah ini, maka perlu dilakukan berbagai usaha seperti efisiensi pemanfaatan kayu, pemanfaatan kayu ataupun mencari alternatif melalui pengembangan teknologi dalam pengolahan kayu dan bahan berlignoselulosa lainnya, misalnya papan / kayu tiruan semacam serat (fiber board) termasuk didalamnya hard board, pulp, papan partrikel, papan serat dan lain-lain.

Papan partikel merupakan salah satu produk dari upaya pengembangan teknologi dalam pengolahan kayu dan bahan berlignoselulosa lainnya. Papan partikel adalah suatu produk komposit yang dibuat dengan merekatkan partikel berupa serat atau material lain yang mengandung lignoselulosa. Dengan kata lain bahwa semua bahan berlignoselulosa dapat dipergunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan papan serat (Tsoumis,1991).

Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), limbah padat dari perkebunan kelapa sawit yang secara rutin dibuang atau dibakar, dapat dimanfaatkan sebagai sumber konversi untuk pembuatan serat yang berguna.

(15)

1.2. Permasalahan

Secara spesifik belum terpublikasi pembuatan papan serat dari serat tandan kosong kelapa sawit dengan menggunakan Urea Formaldehida sebagai perekat. Untuk itu peneliti tertarik, sehingga dapat diketahui pengaruh variasi perekat Urea Formaldehida terhadap sifat fisis dan mekanis yang sesuai standart.

1.3. Batasan Masalah

Permasalahan yang dibahas pada penelitian ini adalah:

1. Menjelaskan bagaimana pengaruh variasi perekat Urea Formaldehida pada papan serat.

2. Melakukan pengujian kekuatan mekanis dan fisis pada papan serat yang meliputi:

a. Pengujian kuat patah b. Pengujian kuat lentur

c. Pengujian kuat pegang sekrup d. Pengujian Internal Bond e. Kadar air

f. Kerapatan

g. Pengembangan tebal h. Daya serap air

1.4. Tujuan

Adapun yang menjadi tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi dari perkat Urea Formaldehida terhadap sifat fisis dan mekanis papan serat.

(16)

1.5. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang bisa diambil dari penelitian ini adalah :

1. Hasil penelitian ini diharapkan menjadi suatu langkah dalam pemanfaatan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) yang ada di lingkungan. Sehingga dapat mengurangi pencemaran lingkungan.

2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan nilai tambah dalam pemanfaatan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS).

3. Hasil penelitian ini dapat memberikan alternatif penggunaan bahan baku pengganti kayu yang semakin berkurang ketersediaannya.

1.6. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan (PUSLITBANG) Jl. Gunung Batu No.5 Bogor

(17)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Komposit

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material, dimana akan terbentuk material yang lebih baik dari material pembentuknya.

Material komposit memiliki banyak klasifikasi, tergantung pada ide dan konsep identifikasi yang dibutuhkan. Dikarenakan karakteristik pembentuknya berbeda-beda, maka akan dihasilkan material baru yaitu komposit yang sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material pembentuknya. Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda yaitu : penguat (reinforcement) dan matriks sebagai pengikat.

2.1.1. Klasifikasi Komposit

Sesuai dengan defenisinya, maka bahan material komposit terdiri dari unsur-unsur penyusun. Komponen ini dapat berupa unsur organik, anorganik ataupun metalik dalam bentuk serat, serpikan, partikel dan lapisan. Jika ditinjau dari unsur pokok penyusun suatu bahan komposit, maka komposit dapat dibedakan atas beberapa bagian, antara lain :

1.Komposit Serat

Komposit serat, yaitu komposit yang terdiri dari serat dan matriks (bahan dasar) yang diproduksi secara fabrikasi, misalnya serat ditambahkan resin sebagai bahan perekat. Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau lapisan yang menggunakan penguat berupa fiber/serat. Fiber yang digunakan bisa berupa glass

(18)

fibers, carbon fibers, armid fibers (poly aramide), dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak (Chopped Strand Mat) maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman.

2.Komposit Lapis (laminated composite)

Komposit laminat, merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapiss atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karaktristik sifat sendiri. Komposit yang terdiri dari lapisan serat dan matriks, yaitu lapisan yang diperkuat oleh resin sebagai contoh plywood, laminated glass yang sering digunakan bahan bangunan dan kelengkapannya. Pada umunya manipulasi makroskopis yang dilakukan yang tahan terhadap korosi, kuat dan tahan terhadap temperatur.

3.Komposit Serpihan

Pengertian dari serpihan adalah partikel kecil yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang khusus dengan orientasi serat sejajar permukaannya. Suatu komposit serpihan terdiri atas serpih-serpih yang saling menahan dengan mengikat permukaan atau dimasukkan ke dalam matriks. Sifat-sifat khusus yang dapat diperoleh dari serpihan adalah bentuknya besar dan datar sehingga dapat disusun dengan rapat untuk menghasilkan suatu bahan penguat yang tinggi untuk luas penampang lintang tertentu. Pada umumnya serpih-serpih saling tumpang tindih pada suatu komposit sehingga dapat membentuk lintasan fluida ataupun uap yang dapat mengurangi kerusakan mekanis karena penetrasi atau perembesan.

4.Komposit Partikel

Komposit partikel, komposit yang terdiri dari partikel dan matriks yaitu butiran (batu, pasir) yang diperkuat semen yang kita jumpai sebagai beton, senyawa komplek ke dalam senyawa komplek.

(19)

Komposit partikel merupakan produk yang dihasilkan dengan menempatkan partikel-partikel dan sekaligus mengikatnya dengan suatu matriks bersama-sama dengan satu atau lebih unsur-unsur perlakuan seperti panas, tekanan, kelembaban, katalisator dan lain-lain. Komposit partikel ini berbeda dengan jenis serat acak sehingga bersifat isotropis. Kekuatan komposit serat dipengaruhi oleh tegangan koheren di antara fase partikel dan matriks yang menunjukkan sambungan yang baik.

Pada umumnya komposit mengandung serat, baik serat pendek maupun serat panjang yang dibungkus dengan matriks. Fungsi daripada serat adalah menahan bahan yang diberikan sedang fungsi matriks adalah membungkus serat sekaligus melindunginya dari kerusakan baik mekanis maupun kimia. Selain daripada itu matriks mendistribusikan beban kepada serat.

Jenis-jenis serat dan contoh bahannya yang dapat digunakan sebagai penguat pada material komposit secara umum yaitu :

1. Serat Organik, contoh : Selulosa, Polypropilena, High Modulus Polythylena, Grafit Karbon, Sabut Kelapa, Ijuk, Sabut Kelapa Sawit dan lain-lain.

2. Serat Anorganik, contoh : Asbes, Gelas, Metal, Keramik, Boron dan lain-lain.

Aplikasi dan pemakaian bahwa komposit yang diperkuat dengan serat secara luas dipakai industri otomotif, industri kapal terbang, industri kapal laut, peralatan militer dan industri perabotan rumah tangga. Hal ini menunjukkan perkembangan pesat dari material komposit, karena mempunyai sifat yang lebih unggul, antara lain sebagai isolator yang baik. Ketahanannya baik terhadap air dan zat kimia. Dengan demikian bahan komposit tidak dapat berkarat, anti rayap dan tahan lembab. Bahan komposit alam umumnya berharga murah. Bahan komposit termasuk bahan yang ringan dan kuat.

(20)

2.1.2. Jenis Komposit Serat

Adapun jenis komposit serat yang diperkuat serat yaitu : 1. Komposit serat pendek (Short fiber composite) 2. Komposit serat panjang (Long fiber composite)

I. Komposit serat pendek (Short fiber composite)

Komposit yang diperkuat oleh serat pendek pada umunya menggunakan resin sebagai matriksnya.

Adapun pengertian dari serat pendek adalah serat dengan perbandingan antara panjang dan diameternya < 100 mm. Komposit jenis ini dibagi atas:

1. Bahan komposit yang mengandung orientasi bidang acak (Implane Random

Orientation)

Serat cencang (Chopped Strand Mat CSM), CSM ini memiliki distribusi acak dalam dua dimensi. Pembuatan komposit jenis ini biasanya dilakukan teknik “Hand Lay Up”. Ukuran serat dapat dipilih untuk mendapatkan perbedaan jumlah penyebaran serat selama pencetakan.

Dengan adanya distribusi acak, maka akibatnya adalah bahwa nilai fraksi volum serat lebih rendah dalam komposit sehingga fraksi volum matriks lebih besar, harga fraksi volum serat acak biasanya berada pada Vf = 0.10-0.30 dari harga perbandingan komposisi penyusun komposit. Fraksi volum serat yang lebih rendah akan berkaitan dengan ketidakefisienan balutan dan batasan-batasan dalam proses pencetakan.

2. Bahan komposit yang diperkuat dengan serat pendek yang terorientasi ataupun sejajar satu dengan yang lainnya.

(21)

2.Komposit Serat Panjang(Long Fiber Composite)

Keistimewaan komposit serat panjang adalah lebih mudah diorientasikan. Jika dibandingkan dengan serat pendek. Walaupun demikian serat pendek memiliki rancangan lebih banyak. Secara teoritis serat panjang dapat menyalurkan pembebanan atau tegangan dari suatu titik pemakaiannya. Pada prakteknya, hal ini tidak mungkin karena variabel pembuatan komposit serat panjang tidak mungkin memperoleh kekuatan tarik melampaui panjangnya. Perbedaan serat panjang dan serat pendek yaityu serat pendek dibebani secara tidak langsung atau kelemahan Matriks akan menentukan sifat dari produk komposit tersebut yakni jauh lebih kecil dibandingkan dengan besaran yang terdapat pada serat panjang. Bentuk serat panjang memiliki kemampuan yang tinggi, disamping itu kita tidak perlu memotong-motong serat.

Fungsi penggunaan serat sebagai penguat secara umum adalah sebagai bahan yang dimaksudkan untuk memperkuat komposit, disamping itu penggunaan serat juga mengurangi pemakaian resin sehingga akan diperoleh suatu komposit yang lebih kuat, kokoh dan tangguh jika dibandingkan produk bahan komposit yang tidak menggunakan serat penguat.

2.2.Penguat Oleh Serat

Pemakaian serat sebagai penguat dalam suatu bahan komposit harus memenuhi beberapa persyaratan berikut :

1. Memiliki kekuatan lentur dan modulus elastis yang tinggi 2. Permukaan dan diameter harus sama

3. Perbedaan kekuatan diantara serat-serat tunggal harus rendah

(22)

Serat-serat organik dan anorganik umumnya digunakan untuk memperoleh bahan komposit serat. Serat organik seperti selulosa, propylene, dan serat grafit pada umumnya dikarakterisasi sebagai bahan yang ringan, lentur, elastik dan peka terhadap panas, sedangkan serat anorganik seperti gelas dan keramik merupakan serat yang paling tinggi kekuatannya serta tahan terhadap panas.

2.3.Faktor-faktor yang Mempengaruhi kekuatan Komposit 1. Orientasi Serat

Faktor orientasi serat akan menentukan kekuatan mekanis dari suatu bahan komposit dan arah dimana kekuatan tersebut yang terbesar. Ada tiga jenis orientasi serat yaitu penguatan satu dimensi, dua dimensi dan tiga dimensi. Jenis penguatan serat satu dimensi memiliki kekuatan dan modulus komposit yang maksimum dalam arah orientasi sumbu serat. Jenis penguatan dua dimensi menunjukkan kekuatan yang berbeda pada setiap arah orientasi serat. Sedangkan jenis penguatan tiga dimensi adalah isotropic, artinya komposit akan memiliki kekuatan yang sama pada satu titik. Sebagai contoh bentuk CSM (random chopped strand mat) pada komposit dianggap isotropic, sedangkan pada bentuk anyaman (woven roving) menunjukkan sifat yang berbeda pada setiap titik, maka material ini disebut anisotropic.

Pada anyaman woven roving bentuk susunannya orthogonal maka disebut serat anisotropic orthogonal atau artotropik. Dengan demikian sifat perilaku material anisotropic sangat berbeda dengan isotropic. Komposit dengan system seperti woven

roving menunjukkan kekuatan pada arah serat itu lebih besar daripada bukan arah

serat tersebut dan sifat ini juga dipengaruhi fraksi volum serat.

Untuk anyaman satu arah (alignment) kekuatan tariknya lebih besar pada arah serat dibandingkan dengan arah tegak lurus terhadap serat. Pada arah normal yang

(23)

menanggung beban hanya matriks saja. Ini merupakan prinsip lamina ortotropik yang berbentuk roving atau fabric, serat-serat arahnya sudah tertentu tidak seperti CSM (Chopped Strand Mat).

Gambar 1. Bentuk penguatan pada Lamina Ortotropik

(1) Unity rectional roving (2) Woven roving or fabric

Pada bagaian tiga dimensi sifat-sifat mekanik pada setiap arah adalah sebanding dengan jumlah serat per volumnya yang diorientasikan pada arah serat. Jika orientasi serat menjadi lebih acak, maka sifat-sifat mekanis pada setiap arah menjadi lebih rendah. Pada penguatan satu dimensi serat-serat disusun secara searah sedangkan pada penguatan dua dimensi susunan serat dengan sudut 90o. Susunan serat secara acak dijumpai pada penguatan tiga dimensi.

2. Panjang Serat

Semua serat yang digunakan secara praktisnya sekarang ini memiliki penampang yang melingkar baik untuk serat panjang maupun serat pendek. Sementara itu serat gelas, plastik dan logam telah dihasilkan dalam berbagai bentuk dan ukuran. Pada umumnya semakin kecil ukuran diameter suatu serat maka akan semakin besar kekuatannya. Hal

(24)

ini disebabkan kehilangan kecacatan permukaan pada serat. Akan tetapi kekuatan mekanis juga dipengaruhi sifat dasar serat dan matriks yang digunakan.

2.4 Matriks

Matriks merupakan suatu bahan yang digunakan untuk mengikat dan menyatukan serat tanpa bereaksi secara kimia dengan serat yang mempunyai fungsi :

a. Untuk melindungi komposit dari kerusakan mekanik maupun kerusakan kimiawi.

b. Untuk mengalihkan / meneruskan beban dari luar kepada serat. Hal ini berarti bahwa matriks menyebarkan dan memisahkan serat sehingga keretakan tidak dapat berpindah dari satu serat keserat lainnya.

c. Sebagai pengikat.

Pembagian matriks menurut pola pengerjaan pada polimer dikelompokkan yaitu termoset dan termoplastik. Dimana termoset merupakan polimer tiga dimensi yang tetap bersifat kaku meskipun memperoleh perlakuan panas atau dengan kata lain tahan terhadap temperatur tinggi, ini dipengaruhi oleh tipe struktur yang dimilikinya. Resin thermoset adalah plastik yang berpolimerisasi lagi apabila dipanaskan. Oleh karena itu panas akan menimbulkan set tambahan. Resin thermoset tidak dapat didaur ulang karena telah membentuk ikatan silang antara rantai-rantai molekulnya. Sifat mekanisnya bergantung pada unsur molekuler yang membentuk jaringan, rapat serta panjang jaringan silang. Proses pembuatannya dapat dilakukan pada suhu kamar dengan memperhatikan zat kimia yang digunakan, pengontrolan polimerisasi jaringan silang dilakukan untuk memperoleh nilai jaringan silang dan sifat bahan yang optimum. Contoh dari matriks termoset yaitu : epoksi, polyester, phenolik.

(25)

Sedangakan termoplastik merupakan polimer satu dimensi yang mempunyai rigiditas sangat rendah temperatur tinggi. Bahan ini mempunyai keunggulan sebagai berikut : kerapatannya rendah, tahan terhadap kerusakan kimiawi, bersifat isolator yang baik tetapi juga mempunyai keterbatasan pemakaian karena sifat-sifat yang kurang menguntungkan seperti kekuatan dan modulus elastisitasnya yang rendah dibandingkan logam, koefisien pemuaian yang tinggi. Contohnya antara lain : Polyetylene (PE), Plypropylene (PP), Polyvynilchlorida (PVC) dan Polystyrene (PS).

2.5.Papan Partikel

Papan partikel adalah lembaran bahan yang mengandung ligno-selulosa seperti keping, serpih, untai yang disatukan dengan menggunakan bahan pengikat organik dan dengan memberikan perlakuan panas, tekanan, kadar air, katalis dan sebagainya (FAO, 1997).

Ada tiga ciri utama papan yang menentukan sifat-sifat papan yaitu : (i) spesies dan bentuk partikel, (ii) kerapatan dan (iii) kandungan resin dan penyebarannya. (Haygreen dan Bowyer, 1989). Kerapatan lembaran papan partikel merupakan faktor penting yang banyak digunakan sebagai pedoman dalam memperoleh gambaran tentang kekuatan papan yang diinginkan.

Faktor utama yang mempengaruhi kerapatan adalah berat jenis bahan baku dan pemadatan hamparan pada mesin pengempaan. Kerapatan papan harus lebih tinggi daripada kerapatan bahan baku untuk mengahsilkan kekuatan papan yang lebih baik (Sutigno, 1988). Semakin tinggi kerapatan menyeluruh papan dari suatu bahan baku tertentu, semakin tinggi kekuatannya , namun sifat-sifat papan lain seperti kestabilan dimensi mungkin terpengaruh jelek oleh naiknya kerapatan (Haygreen dan Bowyer, 1989).

(26)

Penggunaan papan partikel sangat luas. Pada sejumlah pemakaian, papan partikel digunakan sebagai pilihan lain terhadap kayu lapis. Umumnya papan partikel dapat bersaing secara lebih efektif atas dasar kekuatannya daripada atas ketegarannya (Haygreen dan Bowyer, 1989). Papan partikel yang umum diproduksi adalah yang berkerapatan sedang, sebab memberikan hasil yang optimum ditinjau dari segi mekanis, pemakaian perekat dan aspek ekonomi lainnya. (Djalal, 1984).

2.6. Perekat

Perekat Urea Formaldehida adalah perekat yang banyak digunakan di hampir semua industri kayu. Perekat ini berbahan dasar urea dan formaldehida. Urea adalah bahan padat tidak berwarna yang berasal dari reaksi amonia dengan karbon dioksida, sedangkan formaldehida adalag gas dari metil alkohol (Rayner, 1951).

Perekat Urea Formaldehida adalah resin yang paling umum digunakan untuk pembuatan papan partikel di Eropa dan Amerika Serikat. Biaya yang relatif rendah dan siklus pematangan yang pendek adalah dua keuntungan perekat ini (Haygreen dan Bowyer, 1989). Perekat Urea Formaldehida banyak digunakan untuk penggunaan interior karena : (i) warnanya terang, (ii) harganya murah, (iii) dapat digunakan dengan cepat pada suhu dibawah 260oF atau 126,67oC (Koch, 1972).

Kelemahan perekat urea formaldehida yaitu hanya dapat digunakan untuk kebutuhan interior, dimana tidak dituntut daya tahan yang tinggi terhadap air dan kelembaban (Maloney, 1977). Hal tersebut disebabkan mudahnya Urea Formaldehida mengalami kerusakan ikatan hydrogen karena pengaruh kelembaban dan asam khususnya pada suhu sedang dan suhu tinggi. Dalam air dingin laju kerusakan struktur resin sangat lambat tapi pada suhu di atas 40oC kerusakan dipercepat dan di atas 60oC prosesnya sangat cepat (Pizzi, 1983)

(27)

2.7. Pengempaan

Perekatan partikel terjadi pada saat proses pengempaan dan dipengaruhi oleh suhu, waktu dan tekanan pengempaan. Suhu pengempaan yang rendah perlu diimbangi dengan waktu yang lama. Suhu yang terlalu rendah ataupun terlalu tinggi akan mengurangi keteguhan rekatnya. Masa kempa perlu disesuaikan dengan perekat yang digunakan serta suhu pada proses pengempaan. Tekanan saat pengempaan biasanya berkisar 5-25 kg/cm2 (Sutigno, 1988). Suhu pada saat proses kempa berkisar antara 130-150oC dan besarnya tekanan antara 15 kg/cm2-35 kg/cm2 (FAO, 1997).

Penekanan atau pengempaan bertujuan untuk: (i) membantu proses pengaliran sehingga perekat membentuk lapisan tipis, (ii) membantu proses pemindahan, sehingga perekat akan dapat berpindah dari satu permukaan ke permukaan lain, (iii) membantu proses penembusan, sebagian perekat dipaksa masuk ke dalam rongga sel dari kayu, akibat tekanan ini ada sel kayu yang pecah sehingga dapat dimasuki perekat, (iv) menahan kayu yang direkat sampai perekat memadat dan (v) membuat bentuk tertentu pada bahan yang direkat seperti pada pembuatan kayu lapis lengkung (Sutigno, 1988).

2.8. Standar Mutu Papan Partikel

Standar acuan yang digunakan dalam pembuatan papan serat serat tandan kosong kelapa sawit adalah Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003. Standar ini mencakup defenisi, istilah, klasifikasi, syarat mutu, cara pengukuran dimensi, cara pengambilan contoh, cara pengujian, cara lulus uji, syarat penandaan dan cara pengemasan. Tabel berikut menunjukkan nilai standar FAO, JIS dan SNI.

(28)

Tabel 1. Standar Mutu FAO, JIS 5908-2003 dan SNI untuk Papan Partikel

Sifat fisis-mekanis Satuan FAO JIS A 5908-2003

SNI

Kerapatan g/cm3 0,4-0,8 0,5-0,9 0,5-0,9 Kadar Air g/cm3 Maks 12 5-13 Maks 14 Pengembangan Tebal % 5-15 Maks 12 Maks 12 Penyerapan Air % 20-75 td td Modulus Patah Kg/cm2 100-500 82-184 Min 18 Modulus Elastisitas Kg/cm2 10000-50000 20400-36000 Min 15000 Internal Bond Kg/cm2 2-12 1,5-3,1 Min 1,5 Kuat Pegang Sekrup Kg td 31-51 Min 30 Keterangan : td = tidak dipersyaratkan

Macam papan partikel dan faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel adalah: 1. Berat jenis kayu

Perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan partikel dengan berat jenis kayu harus lebih dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar mutu papannya baik. Pada keadaan tersebut proses pengempaan berjalan optimal sehingga kontak antar partikel baik.

2. Zat ekstraktif kayu

Kayu yang berminyak akan menghasilkan papan partikel yang kurang baik dibandingkan dengan papan dari kayu yang tidak berminyak. Zat ekstraktif semacam itu akan mengganggu proses perekatan.

(29)

3. Jenis Kayu

Jenis kayu (misalnya meranti kuning) yang kalau dibuat papan partikel emisi formaldehidanya lebih tinggi dari jenis lainnya (misalnya meranti merah). Hal ini masih diperdebatkan apakah karena pengaruh warna atau zat ekstraktif atau pengaruh keduanya.

4. Campuran jenis kayu

Keteguhan lentur papan partikel dari campuran jenis kayu ada di antara keteguhan lentur papan partikel dari jenis tunggalnya, karena itu papan partikel struktural dibuat dari satu jenis kayu daripada dari campuran jenis kayu.

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 structural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar.

6. Perekat

Macam perekat mempengaruhi sifat papan serat. Penggunaan perekat eksterior akan mengahsilkan papan eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan, misalnya karena ada perbedaan dalam komposit perekat dan terdapat banyak sifat papan partikel. Sebagai contoh, 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.

7. Pengolahan

Proses produksi papan partikel berlangsung secara otomatis. Walaupun demikian masih mungkin terjadi penyimpangan yang dapat mengurangi mutu papan

(30)

partikel. Sebagai contoh, 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 (Sutigno, 2002).

Berdasarkan kerapatannya, papan partikel diklasifikasikan menjadi tiga golongan, yaitu :

1. Papan partikel berkerapatan rendah (Low Density Particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan 0,25-0,40 g/cm3.

2. Papan partikel yang berkerapatan sedang (Medium Density Particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan 0,40-0,80 g/cm3.

3. Papan partikel yang berkerapatan tinggi (High Density Particleboard), yaitu papan yang mempunyai kerapatan 0,80-1,20 g/cm3 (Tsoumis, 1991).

Papan partikel merupakan salah satu panel kayu yang memiliki keunggulan diantaranya adalah harganya relatif murah, cukup tebal, kekuatannya memadai. Tetapi papan partikel mempunyai ketahanan yang rendah terhadap pengaruh air, yaitu papan partikel mudah menyerap dan dalam keadaan basah sifat-sifat yang berhubungan dengan kekuatan menurun drastis (Hadi et al, 1992).

Sifat fisis papan partikel yang telah dimiliki oleh papan tanpa adanya pengaruh bahan dari luar dan sifatnya tetap. Sifat ini meliputi kerapatan, kadar air, berat jenis, pengembangan tebal dan penyerapan air (Surjokusumo et al, 1985).

Sifat mekanis kayu dipengaruhi oleh kekuatan dalam menahan beban dari luar. Sifat ini dipengaruhi oleh kelembaban, kerapatan, suhu dan kerusakan kayu (Tsoumis, 1991).

Sifat fisis dan mekanis papan partikel meliputi kerapatan, kadar air, penyerapan air, pengembangan tebal, modulus patah, modulus lentur dan keteguhan

(31)

rekat internal. Kerapatan adalah suatu ukuran kekompakan partikel dalam lembaran yang bergantung pada besarnya tekanan kempa yang diberikan selama proses pembuatan lembaran. Makin tinggi kerapatan papan partikel yang akan dibuat semakin besar tekanan yang digunakan pada saat pengempaan. Sedangkan kadar air papan partikel akan semakin rendah dengan semakin meningkatnya suhu dan semakin banyaknya perekat yang digunakan karena ikatan antar partikel akan semakin kuat sehingga air sukar untuk masuk ke dalam papan partikel (Widarmana, 1977).

Semakin tinggi kerapatan papan dari suatu bahan baku maka semakin tinggi kekuatannya, tetapi kestabilan dimensinya menurun oleh naiknya kerapatan (Haygreen dan Bowyer, 1989).

Kerapatan papan partikel dipengaruhi oleh kerapatan kayu. Kerapatan papan partikel merupakan faktor utama dengan kerapatan 5%-20% lebih tinggi dibandingkan kerapatan kayu. Penambahan perekat akan mempengaruhi kerapatan dan menghasilkan papan partikel yang lebih berat (Tsoumis, 1991).

2.9. Kelapa Sawit

Kelapa sawit pertama sekali diperkenalkan di Indonesia oleh pemerintah kolonial Belanda pada tahun 1848. Kelapa sawit termasuk produk yang banyak diminati oleh investor karena nilai ekonominya cukup tinggi. Para investor menginvestasikan modalnya untuk membangun perkebunan dan pabrik pengolahan kelapa sawit. Selama tahun 1990-2000, luas areal perkebunan kelapa sawit mencapai 14.164.439 ha atau meningkat 21,5 % jika dibandingkan akhir tahun 1990 yang hanya 11.651.439 ha. Rata-rata produktivitas kelapa sawit mencapai 1,396 ton/ha/tahun untuk perkebunan besar. Produktivitas kelapa sawit tersebut dinilai cukup tinggi bila dibandingkan dengan produktivitas komoditas perkebunan lain. Minyak sawit dapat dimanfaatkan di

(32)

berbagai industri karena memiliki susunan dan kandungan gizi yang cukup lengkap. Industri yang banyak menggunakan minyak sawit sebagai bahan baku adalah industri nonpangan seperti kosmetik dan farmasi. Bahkan minyak sawit telah dikembangkan sebagai salah satu bahan bakar.

2.9.1. Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)

Limbah kelapa sawit adalah sisa hasil tanaman kelapa sawit yang tidak termasuk dalam produk utama atau merupakan hasil ikutan dari proses pengolahan kelapa sawit. Limbah yang dihasilkan oleh tanaman kelapa sawit dapat memberikan manfaat yang besar bagi kehidupan, di antaranya sebagai pupuk organik dan sebagai arang aktif. Salah satu jenis limbah padat industri kelapa sawit adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS). Pabrik dengan kapasitas 30 ton tandan buah segar per jam mampu menghasilkan serat sebanyak 30 ton per hari. Tandan Kosong Kelapa Sawit dapat menjadi sumber konversi untuk pembuatan serat yang berguna. Serat TKKS memiliki potensi untuk jadikan produk yang memiliki nilai tambah secara ekonomi, seperti pembuatan papan partikel, matras dan berbagai produk berlignoselulosa lainnya. Limbah padat mempunyai cirri khas pada komposisinya. Komponen terbesar dalam limbah padat tersebut adalah selulosa, disamping komponen lain yaitu hemiselulosa dan lignin. Komposisi kimiawi TKKS dapat dilihat pada table berikut.

(33)

Tabel 2. Komposisi kimiawi TKKS

Komposisi Kadar (%)

Abu 15

Selulosa 40

Lignin 21

Hemiselulosa 24 Sumber : Azemi et al, 1994

2.9.2 Bahan Berlignoselulosa

Selulosa terdapat pada tumbuhan tingkat tinggi yang berfungsi sebagai bahan pembentuk.

Lignin adalah bahan polimer alam kedua yang terbanyak setelah selulosa yang berada pada dinding sel dan antar sel. Lignin dapat menaikkan sifat-sifat kekuatan mekanik sedemikian rupa sehingga tumbuhan besar seperti pohon yang tingginya lebih dari 100 m tetap dapat berdiri kokoh.

(34)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Peralatan dan Bahan Pembuatan Papan Serat 3.1.1.Bahan

1. Bahan baku yang digunakan adalah serat tandan kosong kelapa sawit.

2. Bahan perekat yang digunakan adalah Urea Formaldehida. Perekat diperoleh dari PT. Superin Medan Sumatera Utara. Dengan kekentalan 25 centivoice.

3.1.2.Alat

Peralatan yang dipakai dalam pembuatan papan serat tandan kosong kelapa sawit, yaitu :

1. Kempa Panas (Hot Psress)

Dengan suhu 140oC, tekanan 25 kg/cm2, lama pengempaan 10 menit yang berfungsi untuk memberi tekanan pada campuran bahan agar sesuai dengan pengaturan ketebalan yang diperlukan sehingga menghasilkan papan serat yang padat.

2. Blender Drum

Berfungsi sebagai tempat pencampuran bahan (serat tandan kosong kelapa sawit) dengan perekat (Urea Formaldehida)

3. Sprayer Gun

Berfungsi menyemprotkan perekat (Urea Formaldehida) secara merata pada bahan (serat tandan kosong kelapa sawit)

4. Oven

(35)

5. Cetakan kayu dengan ukuran 25 cm x 25cm Membentuk ukuran papan serat

6. Plat besi dengan ketebalan 1 cm

Memberikan ketebalan papan serat yang diinginkan 7. Lempeng aluminium 2 buah

Sebagai alas pada bagian atas dan bawah bahan 8. Aluminium Foil

Melapisi lempeng besi bagian atas dan bawah 9. Timbangan

Mengukur massa bahan 10.Neraca Analitik Digital

Mengukur massa perekat, dan mengukur massa Kadar Air dan Pengembangan Tebal dalam tahap pengujian.

11.Alat-alat lain

Peralatan lain yang digunakan pada saat pembuatan papan serat yaitu : a. Gunting

b. Beacker glass c. Millimeter sekrup d. Spidol

e. Gunting

3.1.2.1.Alat pengujian

Alat yang digunakan adalah Universal Testing Machine (UTM) Lohmann dipakai untuk pengujian mekanis.

(36)

3.2 Metode Pembuatan Papan Serat

Metode pembuatan papan serat dari serat tandan kosong kelapa sawit adalah sebagai berikut :

a. Persiapan bahan baku

Tandan kosong kelapa sawit dibusukkan selama ± 2 minggu di dalam karung. Kemudian diserur-serut secara acak menggunakan tangan menjadi partikel-partikel serat. Serat kemudian direndam selama 24 jam dalam air dingin untuk memisahkan kotoran dan sisa minyak dalam serat. Kemudian dijemur dibawah terik matahari hingga kering.

Perekat yang digunakan adalah Urea Formaldehida dengan variasi kadar perekat 6% ; 8%; 10%; 12%; 14% dari berat sasaran papan partikel (500 gr).

b. Pembuatan Papan Serat

Serat ditimbang kemudian dicampur dengan perekat. Pada tahap ini ada 5 taraf perlakuan kompisisi perekat yaitu : 6% ; 8%; 10%; 12%; 14%. Pencampuran serat dengan perekat dilakukan dengan menggunakan sprayer gun dalam blender drum.

Campuran serat dan perekat yang telah merata dibentuk dalam bak papan berukuran 25 cm x 25 cm. Campuran yang telah berbentuk kemudian diletakkan diatas lempeng aluminium yang dilapisi aluminium foil dan bagian atas campuran juga dilapisi dengan aluminium foil dan lempengan aluminium yang sama. Bagian sisi campuran diganjal dengan plat besi dengan ukuran ketebalan 1cm. Campuran selanjutnya dikempa dengan menggunakan kempa panas pada suhu 140oC selama 10 menit dengan tekanan 25 kg/cm2.

(37)

Campuran yang telah dikempa selama 10 menit, kemudian menjadi papan serat. Papan serat yang telah dibentuk kemudian dibiarkan dalam ruangan selama 7 hari untuk mencapai kadar air kesetimbangan pada suhu kamar. Diagram alir proses pembuatan papan serat dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Diagram Alir Proses Pembuatan Papan Serat

Serat tandan kosong kelapa sawit - perlakuan pembusukan

- pemisahan serat

- perendaman manggunakan air dingin memisahkan sisa kotoran dan minyak dari serat

- pengeringan

Pengempaan - suhu 140oC

-10 menit

- tekanan 25 kg/cm2) Pencampuran - menggunakan sprayer gun

Pembentukan

- menggunakan cetakan kayu 25 cm x 25 cm

Penghamparan - menggunakan lempengan aluminium dan aluminium foil 25 cm x 25 cm

Pengkondisian selama 7 hari

Urea Formaldehida (UF) - variasi: 6% ; 8%; 10%; 12%; 14%:

(38)

Pengujian sifat fisis - kerapatan - daya serap air - kadar air

- pengembangan tebal

Pengujian sifat mekanik - keteguhan rekat (IB) - Kuat pegang sekrup - MOR

- MOE

Data

Analisa data

Kesimpulan Papan Serat

(39)

3.3.Pembuatan Contoh Uji

Pengujian papan serat didasarkan pada standar JIS A 5908-2003. Pola pemotongan contoh uji dan metode pengujian sifat-sifat fisis dan mekanis lembaran papan serat mengikuti standar Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003 seperti yang tertera pada gambar berikut:

Gambar 3. Contoh Uji Papan Serat Mengacu pada JIS A 5908-2003

Keterangan :

A = contoh uji kadar air dan kerapatan

B = contoh uji Modulus Elastisitas (MOE) dan Modulus Patah (MOR) C = contoh uji daya serap air dan pengembangan tebal

D = contoh uji keteguhan rekat (Internal Bond) E = contih uji kuat pegang sekrup

C D

(40)

Papan yang telah terbentuk akan dipotong berdasarkan ukuran tertentu.

Tabel 3 dibawah ini akan menunjukkan ukuran dan jumlah contoh uji papan serat.

Tabel 3. Ukuran dan Jumlah Contoh Uji Papan Serat.

No Macam Pengujian Ukuran (mm)

Jumlah contoh uji tiap papan serat 1 Kadar Air dan Kerapatan 100 mm x 100mm 1

2 Daya Serap Air

dan Pengembangan Tebal

50 mm x 50 mm 1

3 (MOR dan MOE) 200 mm x 50 mm 1 4 Kuat Pegang Sekrup 100 mm x 50 mm 1 5 Internal Bond 50 mm x 50 mm 1

3.4 Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis 3.4.1. Pengujian Sifat Fisis

3.4.1.1 Kerapatan

Kerapatan merupakan sifat fisis papan serat yang paling penting. Kerapatan didefenisikan sebagai berikut :

v m

Keterangan :

ρ = kerapatan (gr/cm3) m = massa (gr)

(41)

3.4.1.2. Daya Serap Air (DSA)

Contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm3. Pengukuran daya serap air dilakukan dengan mengukur massa awal (B1), kemudian diberikan perlakuan perendaman dalam air dingin selama 24 jam dan diukur kembali massanya (B2).

Nilai Daya serap air papan partikel dapat dihitung dengan :

Daya Serap Air (DSA) (%) = 100%

1 1 2

x B

B −

Keterangan :

DSA = daya serap air (%)

B1 = massa contoh uji sebelum perendaman (gr) B2 = massa contoh uji setelah perendaman (gr)

3.4.1.3. Kadar Air (KA)

Penetapan kadar air pada contoh uji 10 x 10 x 1 cm3 dihitung dengan rumus :

KA = 100%

1 1

x B

B Bo −

Keterangan : KA = kadar air (%)

B0 = massa awal contoh uji setelah pengkondisian (gr) B1 = massa kering tanur contoh uji (gr)

(42)

3.4.1.4 Pengembangan Tebal (PT)

Pengembangan tebal dihitung atas tebal sebelum dan sesudah perendaman dalam air dingin selama 24 jam pada contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm3.

PT = 100%

1 1 2

X T

T −

Keterangan :

PT = pengembangan tebal

T1 = tebal contoh uji sebelum perendaman (cm) T2 = tebal contoh uji setelah perendaman (cm)

3.4.2. Pengujian Sifat Mekanik

3.4.2.1. Keteguhan Rekat (Internal Bond = IB)

Keteguhan rekat (internal bond) pada contoh uji 5 x 5 x 1 cm3 dihitung dengan menggunakan rumus :

IB = X100%

A P

Keterangan :

IB = internal bond (keteguhan rekat) (kg/cm2) P = gaya maksimum yang bekerja (kg) A = luas permukaan contoh uji (cm2)

3.4.2.2. Kuat Pegang Sekrup

Contoh uji berukuran 10 x 5 x 1 cm3 diuji dengan menggunakan sekrup berdiameter 2,7 mm, panjang 16 mm dimasukkan hingga mencapai kedalaman 8 mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam kilogram (kg).

(43)

3.4.2.3. MOE dan MOR

Modulus patah (MOR) pada contoh uji berukuran 20 x 5 x 1 cm3 dihitung dengan menggunakan rumus :

MOR = ₂

2 3 lt BS

Keterangan :

MOR = modulus patah (kg / cm2) B = beban maksimum (kg) S = jarak sangga (cm) l = lebar contoh uji (cm) t = tebal contoh uji (cm)

Adapun pola pembentukan uji MOR dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 4. Pola pembentukan uji MOR

Beban (B)

Contoh uji

penyangga

Modulus elastisitas (MOE) pada contoh uji yang bersamaan dengan modulus patah dihitung dengan menggunakan rumus :

MOE =

D B x lt S

∆∆ 3 3

(44)

Keterangan :

MOE = modulus elastisitas (kg / cm2)

∆B = selang beban (kg) S = jarak sangga (cm)

∆D = deflesi (cm)

l = lebar contoh uji (cm) t = tebal contoh uji (cm)

(45)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Sifat Fisis 4.1.1.Kerapatan

Kerapatan adalah massa per unit volume. Volume papan serat akan sangat dipengaruhi oleh tekanan kempa pada saat pembuatan papan. Kerapatan sangat berpengaruh terhadap sifat fisika dan mekanik.

Grafik kerapatan rata-rata papan serat dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 5. Grafik Uji Kerapatan Papan Serat Terhadap Variasi Perekat.

Gambar diatas memperlihatkan bahwa nilai kerapatan papan serat yang terendah sampai yang tertinggi adalah papan serat dengan kadar perekat 14 % dengan nilai kerapatan rata-rata 0,72 gr / cm3 dan pada kadar perekat 12 % dengan nilai kerapatan rata-rata 0,79 gr / cm3. Nilai kerapatan papan serat berkisar antara 0,72-0,79 gr / cm3. Papan serat tersebut termasuk ke dalam kategori papan serat berkerapatan

Kerapatan 0.680.7 0.72 0.74 0.76 0.780.8 0.82

6% 8% 10% 12% 14%

Kadar perekat (%)

K e ra p a ta n ( g r/ cm 3 ) Kerapatan

(46)

sedang (Tsoumis, 1991). Dan kerapatan ini juga memenuhi persyaratan JIS A 5908-2003 karena nilainya berada pada di antara 0,5-0,9 gr/cm3.

Kerapatan papan serat dipengaruhi oleh berat jenis partikel yang digunakan. Semakin besar berat jenis partikel maka semakin besar kerapatan papan serat. Berat jenis juga ditentukan oleh kandungan air yang terdapat pada serat. Data uji kerapatan papan serat dapat dilihat pada tabel 4 berikut ini:

(47)

Kadar Air Dan Kerapatan

No UF Ulangan P l t Volume

(cm) Berat awal (gr) berat oven (gr) Kadar air (%) Rata-rata Kerapatan awal Rata-rata Kerapatan oven Rata-rata

1 6% 1 7.7 7.5 1.1 63.525 46.48 40.93 13.55 13.61 0.713 0.794 0.644 0.698 0.746

2 2 7.35 7.27 1.13 60.38 45.45 40.14 13.22 0.752 0.664

3 3 7.53 7.24 1.07 58.33 52.47 46 14.06 0.899 0.788

4 8% 1 7.365 7.355 1.1 59.58 58.93 53.58 9.98 7.949 0.989 0.791 0.899 0.764 0.7775

5 2 7.54 7.42 1.1 61.54 50.36 49.31 2.129 0.72 0.801

6 3 7.535 7.46 1.05 59.02 39.21 35.09 11.74 0.664 0.594

7 10% 1 7.3 7.28 1.12 59.52 52.88 48.42 9.211 9.746 0.888 0.799 0.813 0.728 0.7635

8 2 7.55 7.29 1.11 61.09 46.47 42.17 10.196 0.76 0.69

9 3 7.48 7.365 1.07 58.94 44.23 40.27 9.833 0.75 0.683

10 12% 1 7.51 7.39 1 55.49 42.59 39.56 7.659 8.892 0.677 0.817 0.712 0.777 0.797

11 2 7.425 7.33 1.22 66.39 57.17 52.12 9.689 0.861 0.785

12 3 7.48 7.295 1.1 60.02 54.82 50.14 9.33 0.913 0.835

13 14% 1 7.5 7.38 1.28 70.848 54.85 50.15 9.371 10.614 0.774 0.765 0.707 0.692 0.7285

14 2 7.425 7.4 1.365 74.99 58.72 52.76 11.296 0.783 0.703

15 3 7.7 7.44 1.285 73.61 54.51 49.03 11.176 0.74 0.666

Tabel 4. Data Hasil Pengujian Kerapatan dan Uji Kadar Air(KA)

−

x

− x − x 2 KO x KA x − − +

(48)

4.1.2. Kadar Air

Kadar air papan serat adalah jumlah air yang masih tinggal di dalam rongga sel dan antar serat selama proses pengerasan perekat dengan kempa panas. Kadar air ditentukan oleh kadar air sebelum dikempa panas, jumlah air yang terkandung dalam perekat dan kelembeban udara sekeliling. Pengujian kadar air perlu dilakukan karena kadar air menentukan kualitas papan serat.

Grafik kadar air papan serat dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 6. Grafik Uji Kadar Air Papan Serat Terhadap Variasi Perekat.

Nilai kadar air berkisar antara 7,94 % sampai 13,61%. Nilai Kadar air papan serat yang telah dibuat memenuhi standar JIS A 5908-2003 yaitu 5 % sampai 13%. Adanya kecenderungan penurunan nilai kadar air sehubungan adanya faktor lain yang diduga dapat mempengaruhi kadar air papan serat adalah kadar air partikel dan perekat serta suhu dan lama pengempaan. Suhu dan lama pengempaan harus disesuaikan dengan jenis perekat dan kadar air bahan. Pengaturan faktor-faktor tersebut sangat penting agar kadar air papan serat dapat memenuhi standard. Data hasil pengujian kadar air dapat dilihat pada tabel 4.

Kadar Air

0.000 5.000 10.000 15.000

6% 8% 10% 12% 14%

Kadar Perekat (%)

(

)

(49)

4.1.3. Daya Serap Air (DSA)

Daya serap air merupakan sifat fisis papan serat yang mencerminkan kemampuan papan untuk menyerap air sewaktu direndam dengan air. Daya serap air dipengaruhi oleh banyaknya rongga/pori pada papan serat dan mudah atau tidaknya bahan penyusun papan serat menyerap air.

Data hasil pengujian daya serap air papan serat dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 5. Data hasil pengujian daya serap air papan serat

No UF Ulangan

Berat Awal (gr) Berat Akhir (gr) Daya Serap Air (%) Rata-rata (x ) −

1 46.48 183.51 294.81

273.32 2 2 45.45 171.14 276.54

3 3 52.47 182.93 248.63 4

1 58.93 165.94 181.58

257.78 5 2 44.36 164.42 270.64

6 3 39.21 165.38 321.78 7

10%

1 52.88 138.22 161.38

207.13 8 2 46.47 156.94 237.78

9 3 44.23 142.53 222.24 10

12%

1 37.59 118.04 214.01

143.87 11 2 57.17 115.66 102.30

12 3 54.82 118.03 115.30 13

14%

1 54.85 114.79 109.27

120.55 14 2 58.72 130.77 122.70

(50)

Grafik daya serap air rata-rata dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 7. Grafik Uji Daya Serap Air Papan Serat Terhadap Variasi Perekat

. Gambar diatas memperlihatkan bahwa nilai daya serap air papan serat yang terendah sampai yang tertinggi adalah papan serat dengan kadar perekat 14 %, nilai daya serap air rata 120,55 % dan pada kadar perekat 6 %, nilai daya serap air rata-rata 273,32 %. Jadi, nilai daya serap air papan serat yang dihasilkan berkisar antara 120,55% sampai 273,32%. Japanesse Industrial Standard (JIS) A 5908-2003 tidak mensyaratkan nilai daya serap air papan serat.

Pengembangan tebal yang tinggi adalah akibat dari banyaknya air yang diserap oleh papan serat. Masuknya air ke dalam papan serat dipengaruhi oleh banyaknya pori papan serat dan penyerapan air oleh partikel penyusun papan serat.

Tingginya nilai daya serap air papan serat cenderung diakibatkan oleh sifat tandan kosong kelapa sawit yang mudah menyerap air. Serat tandan kosong kelapa sawit memiliki nilai daya serap air tinggi karena kadar air papan serat yang rendah dan

Daya Serap Air

0 50 100 150 200 250 300

6% 8% 10% 12% 14%

Kadar Perekat (%)

D a y a S e ra p A ir ( % ) Daya Serap Air

(51)

tidak adanya perlakuan khusus terhadap permukaan serat sehingga papan ini akan lebih banyak menyerap air dibandingkan papan dari jenis bahan yang lain.

4.1.4. Pengembangan Tebal (PT)

Pengembangan tebal adalah pertambahan tebal papan serat setelah mengalami proses perendaman. Nilai rata-rata pengembangan papan serat setelah direndam dalam air selama 24 jam adalah 55,78 % sampai 599,62%. Pengujian pengembangan tebal papan serat ini tidak memenuhi standar JIS A 5908-2003 karena tingginya nilai penyerapan air oleh papan serat. Masuknya air ke dalam papan serat dipengaruhi oleh banyaknya pori papan serat dan penyerapan air oleh serat penyusun papan serat. Data hasil pengujian pengembangan tebal papan serat dapat dilihat sebagai berikut :

Tabel 6. Data hasil pengujian pengembangan tebal papan serat.

No UF Ulangan tawal

− akhir t − _Pengembangan Tebal (%) Rata-rata (x ) −

1 1.06 3.93 270.75

201.87 2 2 1.30 2.85 119.23

3 3 1.15 3.63 215.65 4

1 1.17 3.45 196.13

599.62 5 2 1.18 3.43 190.67

6 3 1.12 3.47 209.82 7

10%

1 1.05 2.17 106.66

163.92 8 2 1.04 3.57 244.92

9 3 1.02 2.45 140.19 10

12%

1 1.00 2.04 204

93.83 11 2 1.20 1.65 37.5

12 3 1.25 1.75 40

14%

1 1.02 1.79 75.49

55.78 14 2 1.35 2.05 51.85

(52)

Grafik pengembangan tebal dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 8. Grafik Pengembangan Tebal Papan Serat Terhadap Variasi Perekat.

Selain tekanan, kadar perekat juga berpengaruh nyata terhadap nilai pengembangan tebal. Untuk memperbaiki sifat pengembangan tebal papan partikel dapat dilakukan dengan menambahkan bahan pengisi (filler). Filler yang dapat ditambahkan adalah tepung tempurung kelapa dan tepung kayu. Filler diharapkan dapat mengisi ruang-ruang antar partikel sehingga tidak mudah dimasuki oleh air. Penambahan filler dapat mengubah sifat perekat dan dapat menaikkan keteguhan rekat (Sutigno, 1988).

4.2. Sifat Mekanis

Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut sifat mekanisnya. Kekuatan adalah kemampuan suatu bahan untuk memikul beban atau gaya yang mengenainya. Ketahanan terhadap perubahan bentuk menentukan banyaknya bahan yang dimampatkan, terpuntir, atau terlengkung oleh suatu beban yang mengenainya (Haygreen dan Bowyer, 1989).

Pengembangan Tebal 0 100 200 300 400 500 600 700

6% 8% 10% 12% 14%

Kadar Perekat (%)

P e n g e m b a n g a n T e b a l (% ) Pengembangan Tebal

(53)

4.2.1 Modulus Patah (MOR)

Modulus patah (MOR) adalah keteguhan patah dari suatu papan yang dinyatakan dalam besarnya tegangan per satuan luas. MOR dapat dihitung dengan menentukan besarnya tegangan dari papan pada beban maksimum (Maloney, 1977). MOR ini merupakan salah satu sifat yang paling penting pada papan serat karena menunjukkan kekuatan papan serat tersebut dalam menahan beban yang dikenakan padanya (Haygreen dan Bowyer, 1989).

Papan serat yang dibuat memiliki nilai Modulus Of Rupture (MOR) antara 145,32 kg/cm2 sampai 285,22 kg/cm2. Nilai keseluruhan MOR dapat dilihat pada tabel berikut:

(54)

MOR (Keteguhan Patah)

No UF Ulangan l t t2 2l 2lt2 Jarak

Sangga (S)

Beban (B) 3BS

Rata-rata

1 6% 1 5.375 1.35 18.225 10.75 19.59 14 50.8 2133.6 108.91 145.32

2 2 5.375 1.11 12.321 10.75 13.24 14 56.4 2368.8 178.91

3 3 5.3 1.05 11.025 10.6 11.68 14 41.2 1730.4 148.15

4 8% 1 5.25 1.075 11.556 10.5 12.13 14 56.8 2385.6 196.61 178.11

5 2 5.135 1.12 12.544 10.27 12.88 14 49.6 2083.2 161.73

6 3 5.340 1.1 1.21 10.68 12.92 14 54.1 2273.8 175.99

7 10% 1 5.270 1.1 1.21 10.54 12.75 14 68.4 2872.8 225.32 224.6

8 2 5.250 1.050 11.025 10.5 11.57 14 72.4 3040.8 262.82

9 3 5.4 1.11 12.321 10.8 13.30 14 58.8 2469.6 185.68

10 12% 1 5.7 1 1 11.4 11.4 14 90.8 8813.6 334.52 285.22

11 2 5.43 1.020 10.404 10.86 11.29 14 74 3108 275.28

12 3 5.175 1.05 11.025 10.35 11.41 14 66.8 2805.6 245.88

13 14% 1 5.230 1.080 11.664 10.46 12.20 14 66 2772 227.21 282.13

14 2 5.280 1.025 10.506 10.56 11.09 14 74 3108 280.25

15 3 5.435 1.17 13.689 10.87 14087.00 14 120 5040 338.93

Tabel 7. Data Hasil Pengujian MOR Papan Partikel.

2 2 3 lt BS

− x

(55)

Nilai tersebut memenuhi standar JIS A 5908-2003 yaitu 82 kg/cm2 sampai 184 kg/cm2. Gambar berikut menunjukkan nilai MOR papan serat.

Gambar 9. Grafik Uji MOR Terhadap Variasi Perekat.

Semakin tinggi besar perekat maka semakin tinggi nilai MOR yang dihasilkan. Hal ini diduga karena perekat yang lebih banyak mampu menghasilkan ikatan atau perekatan antar serat sehingga kekuatan papan serat yang dihasilkan menjadi lebih baik. Peningkatan perekat dapat meningkatkan nilai MOR (Maloney, 1977).

4.2.2 Modulus Elastisitas (MOE)

Modulus Elastisitas (MOE) merupakan ukuran ketahanan terhadap pembengkokan. MOE ini berhubungan dengan kekuatan papan. Semakin besar ketahanannya terhadap perubahan bentuk, semakin tinggi MOE papan. MOE akan meningkat dengan bertambahnya panjang dan lebar serat berkurangnya ketebalan serat yang digunakan (Sutigno, 1994).

Nilai MOE yang dihasilkan antara 6215,5 kg/cm2 sampai 18160,1 kg/cm2. Nilai keseluruhan MOE dapat dilihat pada data berikut:

Keteguhan Patah (MOR)

0 50 100 150 200 250 300

6% 8% 10% 12% 14%

Kadar Perekat (%)

(

2 )

Keteguhan Patah (MOR)

(56)

MOE (Keteguhan Lentur)

No UF Ulangan t t3 l 4lt3 S S3 Rata-rata

1 6% 1 1.35 2.46 5.375 52.89 14 2744 2 0.175 11.42 2924.8 6215.6

2 2 1.11 1.36 5.375 29.24 14 2744 2 0.42 4.76 4466.9

3 3 1.05 1.15 5.3 24.38 14 2744 2 0.2 10 11255.1

4 8% 1 1.075 1.242 5.25 26.082 14 2744 2 0.18 11.11 1168.4 8823.7

5 2 1.12 1.4 5.135 28.756 14 2744 2 0.27 7.4 7061.3

6 3 1.1 1.331 5.34 28.43 14 2744 2 0.25 8 7721.4

7 10% 1 1.1 1.331 5.27 28.05 14 2744 2 0.21 9.52 9312.9 13473

8 2 1.05 1.157 5.25 24.29 14 2744 2 0.16 12.5 14121.03

9 3 1.11 1.36 5.4 29.37 14 2744 2 0.11 18.18 16985.3

10 12% 1 1 1 5.7 22.8 14 2744 2 0.16 12.5 15043.8 17224.1

11 2 1.02 1.061 5.43 23.04 14 2744 2 0.1 20 23819.4

12 3 1.05 1.15 5.175 23.8 14 2744 2 0.18 11.11 12809.1

13 14% 1 1.08 1.259 5.23 26.33 14 2744 2 0.16 12.5 13026.9 18160.1

14 2 1.025 1.076 5.28 22.72 14 2744 2 0.08 25 30193.6

15 3 1.17 1.601 5.435 34.8 14 2744 2 0.14 14.28 11259.8

Tabel 8. Data Hasil Pengujian MOE Papan Partikel.

∆ ∆D

D B

∆

∆ x _DB

lt S

∆∆

3 3

(57)

Nilai tersebut masih jauh dari standar JIS 5908-2003 karena kurang dari 20.400 kg/cm2. Gambar berikut menunjukkan nilai MOE berdasarkan variasi perekat.

Gambar 10. Grafik Uji MOE Terhadap Variasi Perekat.

Nilai MOE yang dihasilkan jauh di bawah standar JIS A 5908-2003. Hal ini diduga karena tidak adanya ikatan yang kuat diantara rongga-rongga papan serat. Perekatan yang terjadi diduga bukan merupakan perekatan spesifik. Perekatan yang terjadi hanya perekatan mekanik tidak sempurna.

4.2.3 Keteguhan Rekat (Internal Bond = IB)

Keteguhan rekat internal adalah suatu nilai yang menunjukkan ikatan antar serat sehingga rekat internal ini dapat digunakan sebagai petunjuk yang baik dalam menentukan kualitas papan serat yang dihasilkan (Haygreen dan Bowyer, 1989). Data IB yang dihasilkan dapat dilihat sebagai berikut:

Tabel 9. Data hasil pengujian Internal Bond (IB) papan serat.

No UF Ulangan

Luas (pxl) (cm2)

Pmax (kg) IB (kg/cm2)

Rata-rata (x ) −

1 25 21.2 0.848

1.056

2 2 25 29.6 1.184

3 3 25 28.4 1.136

1 25 26.8 1.072

1.274

5 2 25 35.6 1.424

Keteguhan Lentur (MOE)

0 5000 10000 15000 20000

6% 8% 10% 12% 14%

Kadar Perekat (%)

M O E ( kg /c m 2 ) 2 Keteguhan Lentur (MOE)

(58)

6 3 25 33.2 1.328 7

10%

1 25 24 0.96

1.330

8 2 25 36.8 1.472

9 3 25 39.2 1.568

12%

1 25 58.4 2.336

1.834

11 2 25 39.2 1.568

12 3 25 40 1.6

14%

1 25 34.2 1.368

1.709

14 2 25 42.8 1.712

15 3 25 51.2 2.048

Gambar dibawah ini menunjukkan hasil uji keseluruhan IB.

Gambar 11. Grafik Uji Internal Bond (IB) Terhadap Variasi Perekat.

Grafik pada gambar diatas menunjukkan bahwa nilai IB mengalami kecenderungan naik seiring dengan naiknya perekat. Nilai IB yang dihasilkan antara 1,056 kg/cm2 sampai 1,834 kg/cm2. Nilai tersebut memenuhi standar JIS A 5908-2003 yaitu 1,5 kg/cm2 sampai 3,1 kg/cm2.

Perekat yang lebih banyak mampu menghasilkan nilai IB yang lebih tinggi. Hal ini diduga karena perekat yang lebih banyak dapat mengisi ruang-ruang antar serat sehingga proses perekatannya dapat berlangsung baik. Adanya perekatan yang baik dapat menahan tarikan dari mesin penguji lebih lama sehingga diperlukan beban

Internal Bond 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000

6% 8% 10%12%14%

Kadar Perekat (%)

In te rn a l B o n d ( k g /c m 2 ) Internal Bond

(59)

yang lebih besar untuk merusak daya rekat papan serat. Salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas papan serat adalah perekat. Peningkatan kadar perekat dapat meningkatkan IB (Maloney, 1977).

4.2.4. Kuat Pegang Sekrup

Salah satu sifat mekanis papan serat yang tidak kalah penting adalah kuat pegang sekrup. Kuat pegang sekrup adalah kekuatan papan serat dalam menahan sekrup yang ditancapkan ke dalamnya. Papan serat yang digunakan untuk bahan bangunan dan

furniture harus memiliki kekuatan cabut sekrup yang baik. Nilai yang disyaratkan oleh

JIS A 5908-2003 adalah 31-51 kg. Gambar berikut menunjukkan grafik kuat pegang sekrup arah tegak lurus papan serat.

Gambar 12. Grafik Uji Kuat Pegang Sekrup Tegak Lurus Permukaan Terhadap Variasi Perekat.

Kuat Pegang Sekrup

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

6% 8% 10%12%14%

Kadar Perekat (%)

K u a t P e g a n g S e k ru p ( k g ) kuat pegang sekrup

(60)

Data hasil uji kuat pegang sekrup dapat dilihat sebagai berikut:

Tabel 10. Data hasil pengujian kuat pegang sekrup papan serat.

No UF Ulangan

Kuat Pegang Sekrup (kg)

Rata-rata (x ) −

1 58

53.6

2 2 44

3 3 58.8

1 80

69.06

5 2 73.2

6 3 54

10%

1 61.6

56.13

8 2 64.4

9 3 42.4

12%

1 81.2

72.26

11 2 57.6

12 3 78

14%

1 76.8

81.33

14 2 82.8

15 3 84.4

Nilai kuat pegang sekrup arah tegak lurus yang dihasilkan tidak memenuhi standar JIS A 5908-2003 karena berada pada 53,6 kg sampai 81,33 kg. Kekuatan pegang sekrup papan serat semakin meningkat seiring banyaknya perekat yang digunakan. Hal ini diduga karena semakin banyak perekat yang digunakan mampu meningkatkan perekatan antar serat. Perekat yang lebih banyak diduga mengisi permukaan antar serat lebih luas sehingga mampu menahan sekrup lebih kuat. Kekuatan menahan sekrup penting untuk kegunaan perabot rumah tangga, kabinet dan bagian-bagian industri yang lain. Kekuatan menahan paku dan sekrup sebagian besar ditentukan oleh kerapatan papan dan kandungan resin (Heygreen dan Bowyer, 1989). Upaya yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kuat pegang sekrup adalah dalam penggunaan perekat serta pemberian tekanan yang sesuai karena hal ini berhubungan dengan kerapatan papan serat. Semakin besar nilai kerapatan maka nilai kuat pegang

(61)

sekrup semakin besar karena papan serat yang lebih rapat dapat lebih mengikat sekrup lebih kuat.

(62)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Dari hasil pengujian berbagai sifat fisis dan mekanis papan serat yang menggunakan serat tandan kosong kelapa sawit dengan variasi perekat 6%, 8%, 10% 12% dan 14% dapat disimpulkan bahwa :

1. Serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dapat dimanfaatkan untuk pembuatan papan serat dengan menggunakan perekat urea formeldehida. Sifat fisis yang diuji pada penelitian ini meliputi kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal. Sifat mekanik yang diuji meliputi keteguhan lentur (MOE dan MOR), keteguhan rekat internal (internal bond) dan kuat pegang sekrup tegak lurus.

2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kerapatan papan partikel serat tandan kosong kelapa sawit berkisar antara 0,72-0,79 gr / cm3. Kadar air papan partikel berkisar antara 7,94 % sampai 13,61%. Daya serap air papan partikel berkisar antara 120,55% sampai 273,32%. Nilai pengembangan tebal berkisar antara 55,78 % sampai 599,62%. Nilai MOR berkisar antara 145,32 kg/cm2 sampai 285,22 kg/cm2, sedangkan nilai MOE berkisar antara 6215,6 kg/cm2 sampai 18160,1 kg/cm2. Nilai IB berkisar antara 1,056 kg/cm2 sampai 1,834 kg/cm2 dan nilai kuat pegang sekrup tegak lurus berkisar antara 53,6 kg sampai 81,33 kg.

Secara keseluruhan nilai sifat fisis yang memenuhi standar JIS A 5908-2003 yaitu kerapatan, daya serap air, kadar air. Nilai sifat mekanik yang memenuhi

(63)

standar JIS A 5908-2003 yaitu keteguhan rekat internal (internal bond) dan MOR.

3. Faktor perekat berpengaruh nyata terhadap uji MOE, kuat pegang sekrup, pengembangan tebal.

4. Hasil penelitian ini memang belum dapat mengahsilkan papan serat yang memiliki sifat fisis dan mekanik yang sepenuhnya memenuhi standar, namun upaya pemanfaatan serat tandan kosong kelapa sawit memiliki keuntungan lain. Pemanfaatan serat tandan kosong kelapa sawit mempunyai dampak terhadap lingkungan karena menggunakan sumber daya yang terbuang sehingga dapat menghasilkan material baru dan dapat meminimalkan pemakaian kayu yang berasal dari hutan dimana ketersediaannya semakin terbatas.

5.2 Saran

1. Pemanfaatan serat tandan kosong kelapa sawit harus dilakukan hingga menemukan titik optimal. Penelitian lanjutan harus dilakukan untuk dapat meningkatkan nilai sifat mekanik papan serat sehingga sumber daya serat tandan kosong kelapa sawit tidak terbuang percuma dan memiliki nilai ekonomis.

2. Perlu dilakukan pengujian emisi formaldehida untuk mengetahui seberapa besar emisi yang dikeluarkan oleh papan serat serat tandan kosong kelapa sawit.

(64)

DAFTAR PUSTAKA

Djalal, M. 1984. Peranan Kerapatan Kayu dan Kerapatan Lembaran Dalam Usaha Perbaikan Sifat-Sifat Mekanik dan Stabilitas Dimensi Papan Partikel dari

Beberapa Jenis Kayu dan Campurannya. Disertasi. Fakultas Pasca Sarjana, IPB, Bogor.

Dorel Feldman dan Anton, J. 1995. Bahan Polimer Konstruksi Bangunan. Terbitan Pertama. PT. Gramedia Pustaka Umum. Jakarta.

FAO. 1997. Fiberboard and Particle Board. FAO. Geneva.

Hadi, Y.S., H.Gunawan dan S.Danu. 1992. Pengaruh Konsentrasi Epoksi Akrilat dan Jenis Radiasi Terhadap Sifat Permukaan Papan Partikel. Buletin Jurusan Teknik Hasil Hutan.

Haygreen, J.G dan Bowyer,J.L. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu Penganta. Terjemahan. Gajah Mada University. Yogyakarta.

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

JIS. 2003. Mutu Papan Partikel. JIS A 5908-2003. Terjemahan. Japanesse Standards Association.

Koch, P. 1972. Untilization of The Southern Pines. Agriculture Handbook No. 420. U.S. Department of Agriculture Forest Service. Washington.

Maloney, T.M. 1977. Modern Particleboard and Dry Procces Fiberboard

Manufacturing. Miller Freeman. San Francisco.

Murjanto, T.M. 1997. Pengaruh Penambahan Pengawet Permetrin Pada Perekat Urea Formaldehida Terhadap Sifat Papan Partikel Kayu Karet (Havea Brasilliensis,

Muel. Arg). Jurusan Teknologo Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Universitas

Winaya Mukti. Jatimangor.

Pizzi, A. 1983. Wood Adhesive, Chemistry and Technology. Marcel Dekker, Inc. New York.

Rayner, C.A. 1951. Structural Adhesives: The Theory and Practice of Gluing with

Syntetic Resin. Lange, Maxwell & Springer Ltd. London.

Rozak, M., et, al. Standar Papan Partikel Datar. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor.

(65)

SNI. 1996. Mutu Papan Partikel. SNI 03-2105-1996. Dewan Standarisasi Nasional (DSN). Jakarta.

Surjokusuno, S. , Sucahyo dan T.J.D. Raharjo. 1985. Pengujian Sifat Fisik-Mekanik Tujuh Jenis Kayu Kurang Dikenal Dalam Rangka Pemanfaatannya Sebagai Bahan Bangunan. Proyek Penelitian Pengembangan Efisiensi Penggunaan Sumber-Sumber Kehutanan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Sutigno, P. 1988. Perekat dan Perekatan. Departemen Kehutanan Badan Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor.

_______. 1991. Orasi Pengukuhan Ahli Peneliti Utama Kayu Majemuk Perkembangan dan Masa Depannya di Indonesia. Departemen Kehutanan. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Jakarta.

_______. 1994. Teknologi Papan Partikel. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan. Bogor.

Suwardi, S. 1982. Pengaruh Bahan Penguat Pada Bahan Perekat Terhadap Sifat-Sifat Papan Partikel. Fakultas Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Tata Surdia dan Shinroku Saito, 2005. Pengetahuan Bahan Teknik. Cetakan keenam. Pradnya Paramita.

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood. Van Nostran. New York.

Widarmana, S. 1977. Panil-Panil Berasal Dari Kayu Sebagai Bahan Bangunan. Dalam: Surjokusumo, S dan T.R. Mardikanto (Eds). Risalah (Proccedings). Seminar Penerapan Teknologi Kayu Modern Untuk Membangun Konstruksi Kayu di Indonesia. Pengurus Pusat Persaki. Bogor.

Yan Fauzi, et, al. 2008 Kelapa Sawit. Seri Agribisnis. Edisi Revisi. Cetakan 23. Terbitan Penebar Swadaya. Jakarta.

(66)

LAMPIRAN 1

Gambar Universal Testing Machine (UTM) Lohmann

Gambar Mesin Pemotong Papan Partikel

(67)

LAMPIRAN 2

Gambar Papan Serat

Gambar Cetakan Kayu

(68)

LAMPIRAN 3

Gambar Uji Kuat Pegang Sekrup

Gambar Uji MOR

(1)

standar JIS A 5908-2003 yaitu keteguhan rekat internal (internal bond) dan MOR.

3. Faktor perekat berpengaruh nyata terhadap uji MOE, kuat pegang sekrup, pengembangan tebal.

5.2 Saran

2. Perlu dilakukan pengujian emisi formaldehida untuk mengetahui seberapa besar emisi yang dikeluarkan oleh papan serat serat tandan kosong kelapa sawit.

(2)

DAFTAR PUSTAKA

Djalal, M. 1984. Peranan Kerapatan Kayu dan Kerapatan Lembaran Dalam Usaha Perbaikan Sifat-Sifat Mekanik dan Stabilitas Dimensi Papan Partikel dari

Beberapa Jenis Kayu dan Campurannya. Disertasi. Fakultas Pasca Sarjana, IPB, Bogor.

Dorel Feldman dan Anton, J. 1995. Bahan Polimer Konstruksi Bangunan. Terbitan Pertama. PT. Gramedia Pustaka Umum. Jakarta.

FAO. 1997. Fiberboard and Particle Board. FAO. Geneva.

Hadi, Y.S., H.Gunawan dan S.Danu. 1992. Pengaruh Konsentrasi Epoksi Akrilat dan Jenis Radiasi Terhadap Sifat Permukaan Papan Partikel. Buletin Jurusan Teknik Hasil Hutan.

Haygreen, J.G dan Bowyer,J.L. 1989. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu, Suatu Penganta. Terjemahan. Gajah Mada University. Yogyakarta.

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

JIS. 2003. Mutu Papan Partikel. JIS A 5908-2003. Terjemahan. Japanesse Standards Association.

Koch, P. 1972. Untilization of The Southern Pines. Agriculture Handbook No. 420. U.S. Department of Agriculture Forest Service. Washington.

Maloney, T.M. 1977. Modern Particleboard and Dry Procces Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman. San Francisco.

Murjanto, T.M. 1997. Pengaruh Penambahan Pengawet Permetrin Pada Perekat Urea Formaldehida Terhadap Sifat Papan Partikel Kayu Karet (Havea Brasilliensis, Muel. Arg). Jurusan Teknologo Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Universitas Winaya Mukti. Jatimangor.

Pizzi, A. 1983. Wood Adhesive, Chemistry and Technology. Marcel Dekker, Inc. New York.

Rayner, C.A. 1951. Structural Adhesives: The Theory and Practice of Gluing with Syntetic Resin. Lange, Maxwell & Springer Ltd. London.

Rozak, M., et, al. Standar Papan Partikel Datar. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor.

Selardi, S. Budidaya Kelapa Sawit. Agromedia Pustaka.