33 Suhu rendah menyebabkan kekuatan lemah dikarenakan perekat belum
mengalami pematangan, demikian juga pada suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan perekat mengalami over curing sehingga mengurangi kekuatan ikatan
pada garis rekat. Menurut Maloney 1993, nilai MOE dipengaruhi oleh kandungan dan jenis bahan perekat yang digunakan, daya ikat perekat dan panjang serat.
Agustina 2011 melaporkan bahwa penggunaan suhu 110
C selama 10 menit menyebabkan nilai MOE dari papan partikel KBJ tanpa perlakuan dengan
menggunakan perekat UF pada kadar 10 dan 14 masing-masing sebesar 210 dan 302 N mm
-2
. Rendahnya nilai MOE tersebut mengindikasikan perekat belum mengalami pematangan karena suhu yang dipergunakan kurang tinggi atau waktu
pengempaannya kurang lama sebagai akibat dari pengaruh sifat basa partikel KBJ yang dipergunakan. Bila dibandingkan dengan hasil penelitian pada Bab 3 dimana
KBJ diberi perlakuan perendaman dalam asam asetat serta kondisi pengempaannya pada suhu 130
C selama 10 menit menunjukkan bahwa nilai MOE hasil penelitian tersebut mengalami peningkatan hampir 5 kalinya. Nilai MOE papan yang dihasilkan
pada penelitian ini masih belum memenuhi standar JIS A 5908 2003. Diantara beberapa faktor yang berpengaruh terhadap nilai MOE tersebut, rendahnya nilai MOE
pada penelitian ini kemungkinan disebabkan oleh faktor panjang serat dari partikel dimana partikel KBJ memiliki ukuran panjang serat yang pendek sekitar
900 µm 700-
900 µm. Hasil analisis sidik ragam Tabel 4.3 menunjukkan bahwa suhu kempa
menghasilkan perbedaan yang nyata pada selang kepercayaan 95 terhadap nilai MOE papan yang dihasilkan, sedangkan waktu kempa serta interaksi antara suhu dan
waktu kempa menunjukkan perbedaan yang nyata pada selang kepercayaan 99. Hasil analisis DMRT menunjukkan bahwa interaksi antara suhu dan waktu kempa
untuk 120
C selama 10 menit dan 130 C selama 10 menit menunjukkan perbedaan
yang nyata terhadap interaksi antara suhu dan waktu kempa lainnya. Sedangkan antara suhu 120
C selama 10 menit dan 130 C selama 10 menit tidak berbeda nyata
terhadap nilai MOE yang dihasilkan. Nilai MOE yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908 2003 yang mensyaratkan nilai MOE minimal sebesar
2000 N mm
-2
. Nilai rerata terendah dan tertinggi untuk MOR papan partikel yang dihasilkan
sebesar 5.31 dan 10.65 N mm
-2
Gambar 4.7. Kecenderungan pola peningkatan nilai MOR seperti yang terjadi pada MOE. Peningkatan suhu dan waktu kempa
menyebabkan peningkatan nilai MOR. Menurut Maloney 1993 salah satu faktor yang mempengaruhi nilai MOR panil adalah geometri partikel.
34
Gambar 4.7 MOR papan partikel Geometri partikel berhubungan dengan ukuran partikel, slenderness ratio dan
aspect ratio Tabel 4.2. Partikel dengan slenderness ratio yang tinggi akan lebih mudah diorientasikan sehingga kekuatan papan yang dihasilkan akan meningkat serta
memerlukan sedikit perekat per-luasan permukaan untuk mengikat partikel. Selain slenderness ratio, untuk memperoleh orientasi papan yang bagus maka besarnya nilai
aspect ratio minimal tiga Maloney 1993. Hasil analisis sidik ragam Tabel 4.3 menunjukkan bahwa waktu kempa menghasilkan perbedaan yang nyata pada selang
kepercayaan 95 terhadap nilai MOR papan, namun suhu kempa serta interaksi antara suhu dan waktu kempa tidak menunjukkan perbedaan yang nyata. Nilai MOR
yang dihasilkan pada pengempaan dengan suhu 130
C selama 10 menit telah memenuhi standar JIS A 5908 2003 yang mensyaratkan nilai MOR minimal sebesar
8 N mm
-2
. Tabel 4.2 Dimensi, slenderness dan aspect ratio KBJ
n
Parameter Rerata
Panjang mm 27.46 ± 1.41
Lebar mm 1.51 ± 0.14
Tebal mm 0.34 ± 0.13
Slenderness ratio SR 92.35 ± 33.58
Aspect ratio AR 4.96 ± 1.97
n: 100 KBJ
4.3.2.1 IB
Nilai rerata terendah dan tertinggi untuk IB papan partikel yang dihasilkan sebesar 0.11 dan 0.25 N mm
-2
Gambar 4.8. Peningkatan suhu dan waktu pengempaan menyebabkan terjadinya peningkatan nilai IB papan. Menurut Nemli
2002 peningkatan suhu, waktu, tekanan kempa dan kadar perekat secara signifikan dapat memperbaiki IB. Hal ini berkaitan dengan pematangan perekat, peningkatan
keterbasahan dari permukaan partikel serta peningkatan luas permukaan partikel Akbulut 1995 dalam Nemli 2002. Hasil penelitian Heinemann et al. 2002
2 4
6 8
10 12
14
110 120
130
M O
R N
m m
-2
Suhu C
35 menunjukkan adanya perbedaan nilai IB papan partikel dengan menggunakan perekat
UF kadar 10 pada 5 tingkatan suhu kempa yang berbeda. Menurut Heinemann et al. 2002 terdapat dua konsep pendekatan yang berbeda untuk menjelaskan
fenomena yang terjadi. Pertama, suhu akan mempengaruhi kemampuan penyerapan perekat UF pada kayu. Keberadaan suhu kempa akan mempengaruhi pergerakan
keluar masuknya cairan kedalam kayu, hal ini akan berakibat pada kemampuan difusi molekul perekat kedalam rongga partikel kayu. Pada suhu kempa yang rendah
80
C, difusi perekat kedalam kayu akan rendah yang mana hal ini berakibat terhadap penurunan kekuatan ikat secara mekanis mechanical interlocking. Kedua,
adanya perubahan kimia dari substrat akibat pengaruh suhu seperti pelunakan lignin, modifikasi atau degradasi dari ikatan hidrogen, kesemuanya ini berperan dalam
menentukan nilai keteguhan rekat. Pada suhu rendah 80
C, terjadi pengurangan mobilitas gugus hidroksil reaktif dari molekul polimer. Kemudian jembatan metil
eter yang kurang stabil tidak terkonversi menjadi jembatan metilena yang lebih stabil sehingga menghasilkan nilai keteguhan rekatnya rendah.
Gambar 4.8 IB papan partikel Hasil analisis sidik ragam Tabel 4.3 menunjukkan bahwa suhu, waktu, dan
interaksi antara suhu dan waktu kempa menghasilkan perbedaan yang nyata pada selang kepercayaan 99 terhadap nilai IB papan. Hasil analisis DMRT menunjukkan
bahwa interaksi antara suhu dan waktu kempa untuk 130 C selama 10 menit
menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap interaksi antara suhu dan waktu kempa lainnya. Nilai IB yang dihasilkan sebagian besar telah memenuhi standar JIS A 5908
2003 yang mensyaratkan nilai MOE minimal sebesar 0.15 N mm
-2
. Tabel 4. 3 Analisis sidik ragam sifat mekanis papan partikel
Sumber keragaman MOE
MOR IB
F Sig
F Sig
F Sig
Suhu 6.14
0.49 ns
11.11 Waktu
27.93 7.01
203.54 Suhu X waktu
7.45 1.88
ns 55.56
ns tidak berbeda nyata; berbeda nyata pada selang kepercayaan 95; berbeda nyata pada selang kepercayaan 99
0.05 0.1
0.15 0.2
0.25 0.3
110 120
130
IB N
m m
-2
Suhu C
36
4.4 Simpulan
Pengaturan suhu dan waktu kempa merupakan salah satu faktor penentu kualitas papan partikel yang dihasilkan. Kondisi pengempaan panas dengan suhu
kempa 130 C selama 10 menit menghasilkan nilai stabilisasi dimensi, MOE, MOR
dan IB yang paling baik dibandingkan dengan suhu dan waktu kempa yang lainnya. Meskipun menjadi perlakuan yang terbaik, namun parameter PT dan MOE yang
dihasilkan masih belum memenuhi standar JIS A 5908 2003.
37
5 SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL DARI
KULIT BUAH JARAK YANG DIPERKUAT SERUTAN KAYU DAN FINIR
5.1 Pendahuluan
Perlakuan perendaman partikel dalam larutan asam asetat 1 selama 24 jam telah berhasil memperbaiki beberapa sifat fisis dan mekanis papan partikel dari KBJ
dengan perekat UF Bab 3. Hasil optimasi laju polimerisasi melalui pengaturan suhu dan waktu kempa, menunjukkan papan terbaik dihasilkan pada kondisi pengempaan
pada suhu 130
C selama 10 menit pada Bab 4. Namun demikian, nilai parameter pengembangan tebal dan MOE papan yang dihasilkan pada kedua penelitian tersebut
masih belum memenuhi standar JIS A 5908 2003. Perlu dilakukan upaya peningkatan nilai bending MOE dan MOR papan, diantaranya melalui penambahan
partikel lignoselulosa jenis lainnya yang memiliki keteguhan tekan dan lentur lebih tinggi. Pencampuran partikel yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi dengan
partikel yang memiliki kekuatan lebih rendah diharapkan dapat meningkatkan kekuatan dan kelenturan papan partikel berbahan dasar KBJ yang dihasilkan
Beberapa kajian penelitian mengenai penggunaan campuran
bahan berlignoselulosa untuk meningkatkan sifat mekanis papan diantaranya adalah
kombinasi serpih kayu, modifikasi serat limbah pertanian, dan pelapisan permukaan papan partikel secara signifikan dapat memperbaiki sifat papan partikel sehingga
memenuhi kriteria standar papan partikel komersial Guler et al. 2006; Bektas et al. 2005; Norvydas dan Minelga 2006; Subiyanto et al. 2008.
Berdasarkan hal tersebut, penelitian penggunaan campuran partikel kayu seperti serutan kayu dan pelapisan
permukaan papan partikel dengan lapisan finir diharapkan dapat memperbaiki nilai MOE papan yang masih dibawah standar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
meningkatkan kekuatan papan partikel dari KBJ dengan menambahkan partikel kayu dan pelapisan permukaan papan partikel menggunakan finir.
5.2 Bahan dan Metode 5.2.1 Bahan
Bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini diantaranya KBJ yang sudah diberi perlakuan perendaman dalam asam asetat 1 selama 24 jam. Partikel berupa
serutan kayu mangium Acacia mangium dengan dan tanpa perlakuan perendaman dalam asam asetat Gambar 5.1 dan Tabel 5.1, finir dari kayu sengon
Paraserianthes falcataria dan jabon Anthocepalus cadamba sebagai lapisan permukaan papan partikel Gambar 5.1. Seluruh bahan dikeringkan hingga
mencapai KA sekitar 3. Ketebalan finir yang dipergunakan adalah sebesar 1.59 mm. Perekat yang dipergunakan pada penelitian ini adalah UF dengan kadar perekat
10 dan SC 63.
