Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida

PENGARUH UKURAN PARTIKEL DAN KADAR PEREKAT TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL
DARI LIMBAH BATANG KELAPA SAWIT DENGAN PEREKAT PHENOL FORMALDEHIDA
SKRIPSI
Oleh: Lateranita Sembiring
081203040
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara

Judul penelitian
Nama NIM Program Studi

LEMBAR PENGESAHAN
: Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida : Lateranita Sembiring : 081203040 : Kehutanan

Disetujui oleh: Komisi Pembimbing

Tito Sucipto, S.Hut., M.Si Ketua

Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si Anggota

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

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
LATERANITA SEMBIRING: The Influence of Particle Size and Adhesive Content on Physical and Mechanical Properties of Particleboard Made of Residu Oil Palm Trunks Using Phenol Formaldehida Adhesive. Supervised by TITO SUCIPTO and RUDI HARTONO.
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 adhesive content of phenol formaldehida, get the optimal size and 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 phenol formaldehida adhesive, press 25 kg/cm2 for 10 minute and experiments were analyzed by factorial with completely randomized design in 3 particle size (20,35 and 50 mesh) and 3 adhesive content (6, 8 and 10%). Particleboard was tested for density, moitusture content, water absorption, thickness swelling, internal bond, modulus of elasticity and modulus of repture. Result showed that adhesive content, particle size and interaction adhesive content and particle size have significant influence to the density, moisture content, thickness swelling, water absorbtion, and internal bond. The result of the research so that density value about 0,57-0,64 gr/cm3, moisture content about 10,45-11,91%, water absorption about 42,86-112,45%, thickness swelling about 2,84-17,49%, internal bond about 0,90-4,24 kg/cm2, modulus of repture about 24,93-67,58 kgf/cm2, modulus of elasticity about 1602,76-2231,90 kgf/cm2. Density, moisture content and thickness swelling had filled SNI 03-21052006, water absorbtion, modulus of repture and modulus of elasticity hasn’t filled the standard. Optimal condition was attained by combination of particle size of 35 mesh and adhesive content 8%., were the density was 0,63 g/cm3, moisture content was 11,38%, water absorption 61,69%, thickness swelling was 6,26%, modulus of rupture was 67,58 kg/cm2, modulus of elasticity was 2062,60 kg/cm2 and internal bond was 3,07 kg/cm2.
Keyword: oil palm trunk, particleboard, particle size and adhesive content.
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
LATERANITA SEMBIRING: Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida. Di bawah bimbingan TITO SUCIPTO dan RUDI HARTONO.
Limbah batang kelapa sawit merupakan salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan variasi ukuran partikel dan kadar perekat phenol formaldehida, mendapatkan ukuran dan kadar perekat yang optimal untuk papan partikel dari limbah batang kelapa sawit. Papan partikel yang dibuat berukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dengan target kerapatan 0,7 gr/cm3. Papan partikel menggunakan perekat phenol formaldehida dengan suhu pengempaan 1500C, tekanan kempa 25 kg/cm2 selama 10 menit dan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan 3 kali ulangan dan 2 faktor yaitu ukuran partikel (20,35 dan 50 mesh) dan kadar perekat (6, 8 dan 10%). Pengujian papan partikel terdiri atas kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan rekat internal, keteguhan lentur dan keteguhan patah. Hasil penelitian menunjukkan kadar perekat, ukuran partikel, dan interaksi antara ukuran partikel dan kadar perekat berpengaruh nyata terhadap kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, daya serap air dan internal bond. Hasil penelitian menunjukkan nilai kerapatan berkisar 0,57-0,64 gr/cm3, kadar air berkisar 10,45-11,91%, daya serap air berkisar 42,86-112,45%, pengembangan tebal berkisar 2,84-17,49%, internal bond berkisar 0,90-4,24 kg/cm2, modulus patah berkisar 24,93-67,58 kgf/cm2, modulus elastisitas berkisar 1602,76-2231,90 kgf/cm2. Nilai kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal telah memenuhi SNI 03-2105-2006, pengembangan tebal, modulus patah, dan modulus elastisitas belum memenuhi standar. Kombinasi ukuran partikel dan kadar perekat yang optimal adalah pada perlakuan ukuran partikel 35 mesh dengan kadar perekat 8% yang memiliki nilai kerapatan 0,63 g/cm3, kadar air 11,38%, daya serap air 61,69%, pengembangan tebal 6,26%, keteguhan patah 67,58 kg/cm2, keteguhan lentur 2062,60 kg/cm2 dan keteguhan rekat internal 3,07 kg/cm2.
Kata kunci: limbah batang kelapa sawit, papan partikel, ukuran partikel dan kadar perekat.
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kota Kabanjahe pada 13 Juni 1990 dari Ayah Jaman Sembiring (almarhum) dan Ibu Jendakita Br Sinulingga. Penulis merupakan anak kelima dari lima bersaudara.
Tahun 2002 penulis lulus pendidikan di SD Negeri No 040467 Desa Lingga, Kabupaten Karo dan pada tahun 2005 penulis lulus SMP Swasta Maria Goretti Kabanjahe. Pada tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Kabanjahe dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Penulis memilih minat Teknologi Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian.

Selain perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Sylva (HIMAS), pengurus di Unit Kegiatan Mahasiswa Kebaktian Mahasiswa Kristen Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara (UKM KMK FP USU), anggota Ikatan Mahasiswa Karo “Mbuah Page” Fakultas Pertanian (IMKA FP). Penulis pernah menjadi asisten praktikum papan serat dan papan partikel, asisten praktikum teknologi serat dan komposit. Penulis melaksanakan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan (PEH) di Lau Kawar dan Deleng Lancuk. Penulis melakukan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di HTI PT. Finnantara Intiga Area Sintang Kalimantan Barat dari tanggal 18 April sampai dengan 18 Juni 2012. Penulis melaksanakan penelitian dengan judul “ Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida”, di bawah bimbingan Tito Sucipto, S.Hut., M.Si dan Dr. Rudi Hartono, S.Hut., M.Si.
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan hasil penelitian ini. Adapun judul penelitian ini adalah “ Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida”. Papan partikel dibuat dari limbah batang kelapa sawit dengan tujuan untuk mengurangi penggunaan kayu di hutan alam dan memanfaatkan limbah batang kelapa sawit yang belum dimanfaatkan secara optimal.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ayahanda alm. Jaman Sembiring dan Ibunda Jendakita Br. Sinulingga, atas
kesabaran, doa, cinta dan kasih sayang yang menjadi motivasi terbesar bagi penulis selama melakukan penelitian. 2. Bapak Tito Sucipto, S.Hut, M.Si selaku Ketua Komisi Pembimbing dan Bapak Dr. Rudi Hartono, S.Hut, M.Si selaku Anggota Komisi Pembimbing yang telah banyak memberikan masukan, arahan dan bimbingan kepada penulis dalam menyelesaikan hasil penelitian ini. 3. Bapak Apri Heri Iswanto, S.Hut, M.Si yang telah membantu penulis untuk pengujian sifat mekanis di Laboratorium Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. 4. Ibu Siti Latifah, S.Hut, M.Si, P.hD dan Bapak Luthfi Hakim S.Hut, M.Si, selaku ketua dan sekretaris program studi Kehutanan FP USU.
Universitas Sumatera Utara

5. Abang dan kakak Luter Sembiring, Ratmita Br Sinulingga, Lius Sembiring, Rosita Br Ginting, Lasrin Sembiring, Lili Suryani Br Ginting, Livianto Arizona Sembiring, dan Karolina Br Sinulingga yang selalu memberi dukungan dan doa kepada penulis.
6. Keponakan-keponakanku Wandy Feber Ando Sembiring, Regina Fransiska Br Sembiring, Elyaster Br Sembiring, Milgin Sakti Edy Nisura Sembiring, Glory Harry Pranata Sembiring, Christmas Sendylona Sembiring, Aaron Benzema Sembiring, dan Liona Avuliza Br Sembiring buat dukungan dan doanya.
7. Teman – teman seperjuangan Friska Simatupang, Ruth All Yen Tobing, Lensi Mian Sinaga, S.Hut, Ori Yani Yunilda Siregar, S.Hut, Janner Wiliam Ginting, Zainal Abidin Syah Polem, Christine Anastasia Tarigan, Hadyan Tamam Ahta Daulay.
8. Buat teman-teman kos Grace Ginting, Olivia Ginting, Rolis Saragih, Iren Ginting dan Devita Simarmata yang telah menjadi menjadi keluarga bagi penulis selama mengikuti perkuliahan.
9. Xaverius Ginting buat kesabaran, motivasi, dan doa selama penulis melakukan penelitian.
10. Teman-teman dari UKM KMK FP USU, IMKA “Mbuah Page” FP, HIMAS USU, THH 2008 dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Semoga hasil penelitian ini memberikan manfaat bagi para pembaca..
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Medan, Juli 2013
Penulis
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal. ABSTRACT ........................................................................................................... iv ABSTRAK ............................................................................................................. v RIWAYAT HIDUP................................................................................................vi KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii DAFTAR ISI.......................................................................................................... x DAFTAR TABEL................................................................................................. xii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ xiv
PENDAHULUAN Latar Belakang.............................................................................................. 1 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 3 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 4 Hipotesis Penelitian ...................................................................................... 4
TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Kelapa Sawit ................................................................................. 5 Sifat Fisis dan Mekanis Batang Kelapa Sawit ............................................. 6 Perekat Phenol Formaldehida (PF)............................................................... 8 Papan Partikel ............................................................................................... 9 Ukuran Partikel............................................................................................ 14 Kadar Perekat............................................................................................... 15
METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian...................................................................... 16 Bahan dan Alat ............................................................................................ 16 Prosedur Penelitian ...................................................................................... 16 Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel ............................................................ 20 Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel...................................................... 21 Analisis Data................................................................................................ 24
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel ............................................................................. 26 Sifat Mekanis Papan Partikel....................................................................... 36 Rekapitulasi Kualitas Papan Partikel........................................................... 41
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan .................................................................................................. 43 Saran ............................................................................................................ 43
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 44 LAMPIRAN.......................................................................................................... 46
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Hal 1. Sifat-sifat dasar batang kelapa sawit .............................................................. 7 2. Perbandingan sifat batang batang sawit dengan beberapa jenis kayu............ 7 3. Sifat fisis dan mekanis papan partikel berdasarkan SNI 03-2105-2006 ....... 24 4. Peringkat kualitas papan partikel dari limbah BKS dengan perekat PF ....... 39
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Hal 1. Pembagian contoh uji papan partikel........................................................... 18 2. Bagan alir penelitian .................................................................................... 19 3. Pengujian keteguhan rekat internal.............................................................. 22 4. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE) ............. 23 5. Nilai rata-rata kerapatan papan partikel dari limbah BKS........................... 26 6. Nilai rata-rata kadar air papan partikel dari limbah BKS ............................ 28 7. Nilai rata – rata daya serap air papan partikel dari limbah BKS ................. 30 8. Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel dari limbah BKS ......... 32 9. Nilai rata – rata pengujian IB papan partikel dari limbah BKS................... 34 10. Nilai rata-rata MOR papan partikel dari limbah BKS ................................. 36 11. Nilai rata – rata pengujian MOE papan partikel dari limbah BKS.............. 37
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Hal 1. Perhitungan kebutuhan bahan baku papan partikel ..................................... 46 2. Nilai sifat fisis papan partikel ...................................................................... 47 3. Nilai sifat mekanis papan partikel ............................................................... 48 4. Analisis keragaman kerapatan papan partikel ............................................. 48 5. Analisis keragaman kadar air papan partikel.............................................. 49 6. Hasil uji Duncan kadar air partikel papan partikel ...................................... 49 7. Analisis keragaman daya serap air papan partikel....................................... 49 8. Analisis keragaman pengembangan tebal papan partikel............................ 49 9. Analisis keragaman IB papan partikel ......................................................... 50 10. Analisis keragaman MOR papan partikel.................................................... 50 11. Analisis keragaman MOE papan partikel .................................................... 50 12. Pengkondisian Papan Partikel ..................................................................... 51 13. Pola Pemotongan Contoh Uji Papan Partikel .............................................. 51 14. Pemotongan Contoh Uji Papan Partikel ...................................................... 51 15. Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel ............................................................ 51
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
LATERANITA SEMBIRING: The Influence of Particle Size and Adhesive Content on Physical and Mechanical Properties of Particleboard Made of Residu Oil Palm Trunks Using Phenol Formaldehida Adhesive. Supervised by TITO SUCIPTO and RUDI HARTONO.
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 adhesive content of phenol formaldehida, get the optimal size and 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 phenol formaldehida adhesive, press 25 kg/cm2 for 10 minute and experiments were analyzed by factorial with completely randomized design in 3 particle size (20,35 and 50 mesh) and 3 adhesive content (6, 8 and 10%). Particleboard was tested for density, moitusture content, water absorption, thickness swelling, internal bond, modulus of elasticity and modulus of repture. Result showed that adhesive content, particle size and interaction adhesive content and particle size have significant influence to the density, moisture content, thickness swelling, water absorbtion, and internal bond. The result of the research so that density value about 0,57-0,64 gr/cm3, moisture content about 10,45-11,91%, water absorption about 42,86-112,45%, thickness swelling about 2,84-17,49%, internal bond about 0,90-4,24 kg/cm2, modulus of repture about 24,93-67,58 kgf/cm2, modulus of elasticity about 1602,76-2231,90 kgf/cm2. Density, moisture content and thickness swelling had filled SNI 03-21052006, water absorbtion, modulus of repture and modulus of elasticity hasn’t filled the standard. Optimal condition was attained by combination of particle size of 35 mesh and adhesive content 8%., were the density was 0,63 g/cm3, moisture content was 11,38%, water absorption 61,69%, thickness swelling was 6,26%, modulus of rupture was 67,58 kg/cm2, modulus of elasticity was 2062,60 kg/cm2 and internal bond was 3,07 kg/cm2.
Keyword: oil palm trunk, particleboard, particle size and adhesive content.
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
LATERANITA SEMBIRING: Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida. Di bawah bimbingan TITO SUCIPTO dan RUDI HARTONO.
Limbah batang kelapa sawit merupakan salah satu alternatif bahan baku pembuatan papan partikel. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan variasi ukuran partikel dan kadar perekat phenol formaldehida, mendapatkan ukuran dan kadar perekat yang optimal untuk papan partikel dari limbah batang kelapa sawit. Papan partikel yang dibuat berukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dengan target kerapatan 0,7 gr/cm3. Papan partikel menggunakan perekat phenol formaldehida dengan suhu pengempaan 1500C, tekanan kempa 25 kg/cm2 selama 10 menit dan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial dengan 3 kali ulangan dan 2 faktor yaitu ukuran partikel (20,35 dan 50 mesh) dan kadar perekat (6, 8 dan 10%). Pengujian papan partikel terdiri atas kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan rekat internal, keteguhan lentur dan keteguhan patah. Hasil penelitian menunjukkan kadar perekat, ukuran partikel, dan interaksi antara ukuran partikel dan kadar perekat berpengaruh nyata terhadap kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, daya serap air dan internal bond. Hasil penelitian menunjukkan nilai kerapatan berkisar 0,57-0,64 gr/cm3, kadar air berkisar 10,45-11,91%, daya serap air berkisar 42,86-112,45%, pengembangan tebal berkisar 2,84-17,49%, internal bond berkisar 0,90-4,24 kg/cm2, modulus patah berkisar 24,93-67,58 kgf/cm2, modulus elastisitas berkisar 1602,76-2231,90 kgf/cm2. Nilai kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal telah memenuhi SNI 03-2105-2006, pengembangan tebal, modulus patah, dan modulus elastisitas belum memenuhi standar. Kombinasi ukuran partikel dan kadar perekat yang optimal adalah pada perlakuan ukuran partikel 35 mesh dengan kadar perekat 8% yang memiliki nilai kerapatan 0,63 g/cm3, kadar air 11,38%, daya serap air 61,69%, pengembangan tebal 6,26%, keteguhan patah 67,58 kg/cm2, keteguhan lentur 2062,60 kg/cm2 dan keteguhan rekat internal 3,07 kg/cm2.
Kata kunci: limbah batang kelapa sawit, papan partikel, ukuran partikel dan kadar perekat.
Universitas Sumatera Utara

PENDAHULUAN
Latar Belakang Kebutuhan masyarakat akan kayu semakin meningkat seiring dengan
peningkatan jumlah penduduk. Namun, hutan alam sebagai penyediaan kayu semakin hari semakin menurun luasnya. Berdasarkan Kementerian Kehutanan (2012) luas hutan di Indonesia pada tahun 2011 adalah seluas 134,28 juta ha dan menurun menjadi 133,30 juta ha di tahun 2012. Perlu upaya untuk mengatasi masalah tersebut dengan mencari sumber bahan baku pengganti kayu yang jumlahnya cukup berlimpah seperti limbah batang kelapa sawit (BKS).
Potensi BKS terus meningkat seiring dengan meningkatnya areal perkebunan sawit. Menurut KPPU (2012), perkebunan kelapa sawit setiap tahun meningkat yaitu tahun 2010 sebesar 8,39 juta ha, tahun 2011 sebesar 8,91 juta ha, dan meningkat pada tahun 2012 dengan luas sebesar 9,27 juta ha. Biasanya pada umur 25 tahun, dilakukan peremajaan dan penjarangan yang menghasilkan limbah batang kelapa sawit yang belum dimanfaatkan secara optimal.
Menurut Killman dan Lim (1985), batang kelapa sawit memiliki beberapa kelemahan yaitu kerapatan 220 - 550 Kg/m2, Modulus of Elasticity (MOE) 800 - 8.000 MPa, Modulus of rupture (MOR) 8 - 45 MPa, tekan sejajar serat 5 - 25 MPa, kekerasan 350 - 2.450. Sedangkan menurut Bakar (2003) kadar air batang kelapa sawit mencapai 156% di bagian tepi, 257% di bagian tengah, dan 365% di bagian pusat. Batang kelapa sawit memiliki kelas awet dan kelas kuat yang sangat rendah yaitu V. Demikian juga dengan sifat keteguhan lentur dan keteguhan patah yang rendah. Kelemahan-kelemahan tersebut bisa diatasi dengan membuat satu produk seperti papan partikel.
Universitas Sumatera Utara

Upaya untuk mengurangi limbah batang kelapa sawit maka batang kelapa sawit tersebut dijadikan produk yang bermanfaat, salah satunya adalah papan partikel. Limbah batang kelapa sawit tersebut dapat dimanfaatkan sebagai papan partikel karena papan partikel tidak mensyaratkan kualitas bahan baku yang tinggi seperti industri perkayuan lainnya. Hanya mensyaratkan bahan baku yang memiliki kandungan lignoselulosa.
Pembuatan produk papan partikel dari limbah batang kelapa sawit tidak terlepas dari keberadaan perekat. Perekat sebagai komponen utama dalam pembuatan papan partikel akan menentukan kualitas teknis yang dihasilkan. Beberapa jenis perekat sesuai dengan tujuan penggunaannya dikategorikan sebagai perekat ekseterior (seperti isosianat dan phenol formaldehida; PF) dan tipe interior (seperti urea formaldehida; UF). Pada penelitian ini menggunakan perekat PF untuk penggunaan di luar ruangan (eksterior). Perekat PF tahan terhadap kelembaban dan temperatur tinggi, tahan terhadap bahan kimia seperti minyak, basa, dan bahan pengawet.
Dalam penelitian Sucipto dkk. (2012), sifat mekanis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit (MOE, daya serap air, dan pengembangan tebal) belum memenuhi persyaratan. Hal ini diduga terjadi karena ukuran partikel yang tidak homogen. Ukuran partikel yang tidak homogen akan membentuk celah di antara partikel dan dapat meningkatkan daya serap air. Diharapkan homogenitas ini dapat meningkatkan sifat fisis dan mekanis dari papan partikel.
Pembuatan papan partikel membutuhkan perekat. Perekat sebagai komponen utama dalam pembuatan papan partikel akan menentukan kualitas papan yang dihasilkan. Penggunaan perekat yang sedikit akan mempengaruhi sifat
Universitas Sumatera Utara

fisis dan mekanis yang kualitasnya akan semakin menurun, sedangkan penggunaan perekat dalam jumlah yang banyak akan menimbulkan pemborosan. Penelitian ini menggunakan variasi kadar perekat yaitu 6, 8 dan 10%. Diharapkan variasi kadar perekat ini akan mendapatkan kadar perekat yang optimal untuk meningkatkan kualitas papan partikel.
Atas dasar pemikiran tersebut, maka penulis melakukan penelitian dengan judul “Pengaruh Ukuran Partikel dan Kadar Perekat terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dari Limbah Batang Kelapa Sawit dengan Perekat Phenol Formaldehida”. Hasil penelitian diharapkan dapat meningkatkan kualitas papan partikel sesuai dengan standar yang digunakan. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mengevaluasi sifat fisis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan
perekat PF dengan variasi ukuran partikel dan kadar perekat berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) 03-2105-2006. 2. Mengevaluasi sifat mekanis papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF dengan variasi ukuran partikel dan kadar perekat berdasarkan SNI 03-2105-2006. 3. Mendapatkan ukuran dan kadar perekat yang optimal untuk papan partikel dari limbah batang kelapa sawit dengan perekat PF berdasarkan SNI 03-2105-2006.
Universitas Sumatera Utara

Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini adalah untuk memberikan informasi
tentang penggunaan BKS sebagai papan partikel dan untuk meningkatan pemanfaatan limbah BKS. Hipotesis Penelitian
1. Ukuran partikel batang kelapa sawit berpengaruh terhadap sifat fisis dan sifat mekanis papan partikel batang kelapa sawit.
2. Kadar perekat PF berpengaruh terhadap kualitas papan partikel. 3. Interaksi antara ukuran partikel dan kadar perekat PF berpengaruh terhadap
kualitas papan partikel.
Universitas Sumatera Utara

TINJAUAN PUSTAKA

Tanaman Kelapa Sawit

Sawit merupakan tanaman monokotil, yaitu batangnya tidak mempunyai

kambium dan umumnya tidak bercabang. Batang sawit berbentuk silinder dengan

diameter 20-75 cm. Tinggi maksimum yang ditanam di perkebunan antara 15–18

m, sedangkan yang di alam mencapai 30 m (Fauzi dkk., 2002).

Sawit umumnya tumbuh dan ditanam disekitar 15°LU-15°LS pada lahan

yang datar, bergelombang sampai berbukit (kemiringan 0-30%). Curah hujan yang

optimum untuk tanaman sawit adalah 2.000-2.500 mm/tahun, tidak memiliki

defisit air, serta penyebarannya merata sepanjang tahun. Sawit merupakan

tanaman tropis sehingga menghendaki temperatur yang hangat sepanjang tahun

dengan kisaran optimal 24-28°C, temperatur minimum 18°C, temperatur

maksimum 32°C, kelembaban udara 80%, dan penyinaran matahari 5-7 jam/hari

(Latif, 2006).

Menurut Hadi (2004), klasifikasi botani kelapa sawit dapat diuraikan

sebagai berikut:

Kingdom

: Plantae

Divisi

: Magnoliophyta

Kelas

: Liliopsida

Ordo

: Arecales

Familia

: Arecaceae

Genus

: Elaeis

Spesies

: Elaeis guineensis Jacq

Universitas Sumatera Utara

Sifat Fisis dan Mekanis Batang Kelapa Sawit Batang kelapa sawit yang sudah tua dan tidak produktif lagi, dapat
dimanfaatkan menjadi produk yang bernilai tinggi. Batang kelapa sawit tersebut dapat dibuat sebagai bahan perabot rumah tangga seperti meubel, furniture, atau sebagai papan partikel. Sifat-sifat yang dimiliki batang kelapa sawit tidak berbeda jauh dengan batang kayu yang biasa digunakan untuk perabot rumah tangga sehingga berpeluang untuk dimanfaatkan secara luas (Fauzi dkk., 2002).
Kadar air (KA) batang kelapa sawit bervariasi antara 100%-500%. Kenaikan KA yang bertahap ini diindikasikan terhadap ketinggian dan kedalaman posisi batang. Bagian terendah dan terluar batang memiliki nilai KA yang kecil yang sangat jauh berbeda dengan dua bagian batang lainnya. Kecenderungan kenaikan KA ini dapat dijelaskan dengan mempertimbangkan distribusi jaringan parenkim yang berfungsi menyimpan atau menahan lebih banyak air daripada jaringan pembuluh. Ketersediaan jaringan parenkim ini akan semakin melimpah pada bagian puncak batang dan juga semakin berlimpah pada bagian dalam (pusat) batang (Choon dkk.,1991).
Bakar (2003) mengemukakan bahwa berat jenis, kadar air, modulus patah (MOE), modulus elastisitas (MOR), susut volume dan kelas kuat pada batang kelapa sawit sangat bervariasi, tergantung pada bagian batang. Umumnya bagian tepi batang kelapa sawit lebih baik kualitasnya daripada bagian tengah dan pusat. Beberapa sifat dasar dari setiap bagian batang kelapa sawit disajikan pada Tabel 1.
Universitas Sumatera Utara

Tabel 1. Sifat-sifat dasar batang sawit

Sifat-sifat dasar

Tepi

Berat jenis

0,35

Kadar air, % Kekuatan lentur, Kg/cm2 Keteguhan lentur, Kg/cm2

156 29996

295

Susut volume

26

Kelas awet

V

Kelas kuat

III-V

Sumber: Bakar (2003)

Bagian dalam batang
Tengah 0,28 257 11421 129 39 V V

Pusat 0,20 365 6980 67 48

V V

Demikian juga dengan Killmann dan Lim (1985) mengemukakan

sifat-sifat batang kelapa sawit dan dibandingkan dengan batang kelapa, kayu

cengal, kayu kapur, dan kayu karet. Secara umum, batang kelapa sawit memiliki

sifat-sifat yang lebih rendah dibandingkan dengan jenis-jenis yang lainnya.

Tabel 2 membandingkan beberapa sifat mekanis batang sawit dengan beberapa

jenis kayu.

Tabel 2. Perbandingan sifat batang sawit dengan beberapa jenis kayu

Spesies

Kerapatan MOE MOR

Tekan

(kering oven) (MPa) (MPa) kg/m2

sejajar serat

(MPa)

Batang sawit

220-550

800- 8-45 5-25

(30 tahun)

8.000

Batang kelapa

250-850

3.100- 26-105 19-49

(Cocos nucifera)

11.400

(60 tahun)

Kayu cengal

820

19.600 149

75

(Neobalano-carpus

heimii)

Kayu kapur

690

13.200 73

39

(Dryobalanops

camphora)

Kayu karet

530

8.800 58

26

(Havea brasiliensis)

Sumber: Killmann dan Lim (1985)

Kekerasan (N)
350-2.450 520-4.400
9.480
5.560
4.320

Menurut Balfas (2003), secara umum terdapat beberapa hal yang kurang

menguntungkan dari batang sawit dibandingkan dengan kayu biasa, diantaranya

adalah:

Universitas Sumatera Utara

1. Kandungan air pada kayu segar sangat tinggi (dapat mencapai 500%). 2. Kandungan zat pati sangat tinggi (pada jaringan parenkim dapat mencapai
45%). 3. Keawetan alami sangat rendah. 4. Kadar air keseimbangan relatif lebih tinggi. 5. Dalam pengolahan mekanik batang sawit lebih cepat menumpulkan pisau,
gergaji, dan amplas. 6. Kualitas permukaan kayu setelah pengolahan relatif sangat rendah. 7. Dalam proses pengerjaan akhir (finishing) memerlukan bahan lebih
banyak.
Perekat Phenol Formaldehida (PF) Perekat PF merupakan hasil kondensasi formaldehida dengan monohidrik
phenol, termasuk phenol itu sendiri, kreosol, dan xylenol. Phenol formaldehida ini dapat dibagi menjadi dua kelas yaitu resol yang bersifat thermosetting dan novolak yang bersifat thermoplastik. Perbedaan kedua ini disebabkan oleh perbandingan molar phenol dan formaldehida, serta katalis atau kondisi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi (Ruhendi dkk., 2007).
Menurut Achmadi (1990), perekat PF dapat berekasi secara kimia dengan struktur fenolik pada lignin. Viskositas perekat PF cukup rendah sehingga memungkinkan untuk berpenetrasi ke dalam pori-pori kayu dan berfungsi sebagai jangkar mekanis dalam perekatan. Akhirnya, kekuatan kohesif dari resin melebihi kekuatan kohesif kayu. Semua faktor ini memberikan sumbangan bagi kekuatan rekat pada kayu.
Universitas Sumatera Utara

Kualitas rekat dari PF sangat baik. Perekatan yang tepat memberikan kekuatan yang tinggi dan daya tahan di bawah kondisi yang sulit saat pemakaian. Bidang rekat tahan terhadap air dingin dan air mendidih, tidak diserang oleh jamur, serangga, dan tahan terhadap bahan kimia, juga tahan terhadap suhu tinggi yang menyebabkan karbonisasi kayu. Kekurangan perekat phenol formaldehida adalah garis rekatnya gelap, venir berwarna terang akan mengalami perubahan warna, dan memerlukan perhatian yang lebih jika dibandingkan dengan perekat sintesis lainnya. Di samping itu, pekerja dapat mengalami iritasi kulit jika tidak menggunakan perlengkapan keamanan, dan formulasi perekat akan mengeluarkan bau yang tidak sedap bahkan setelah pengerasan (Tsoumis, 1991).
Papan Partikel Papan partikel adalah salah satu jenis produk panel yang terbuat dari
partikel-partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat dengan perekat atau bahan pengikat lain kemudian dikempa panas. Menurut Haygreen dkk. (2003) dan Tsoumis (1991) papan partikel ialah produk panel yang dihasilkan dengan memanfaatkan partikel-partikel kayu dan sekaligus mengikatnya dengan suatu perekat. Papan partikel adalah produk panel yang dibuat dengan melekatkan partikel-partikel secara bersama-sama (seperti bagianbagian kecil dari kayu atau material lignoselulosa lainnya), dengan kayu sebagai sumber utama.
Menurut Haygreen dkk. (2003), tipe-tipe partikel yang digunakan untuk bahan baku pembuatan papan partikel adalah :
1. Pasahan (shaving), partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau mengetam sisi ketebalan kayu.
Universitas Sumatera Utara

2. Serpih (flake), partikel kayu kecil dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dalam peralatan yang telah dikhususkan.
3. Biskit (wafer), bentuknya berupa serpih tetapi lebih besar. Tebalnya lebih dari 0,025 inci dan panjangnya 1 inci.
4. Tatal (chips), sekeping kayu yang dipotong dari suatu blok dengan pisau yang besar atau pemukul, seperti dengan mesin pembuat tatal kayu pulp.
5. Serbuk gergaji (sawdust), dihasilkan oleh pemotongan kayu dengan gergaji.
6. Unting (strand), pasahan panjang, tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar.
7. Keratan (sliver), hampir persegi potongan melintangnya, dengan panjang paling sedikit empat kali ketebalannya. Menurut Sutigno (2004), faktor-faktor yang mempengaruhi mutu papan
partikel, yaitu : 1. Berat jenis kayu Perbandingan antara kerapatan atau berat jenis papan partikel dengan berat jenis kayu harus lebih besar dari satu, yaitu sekitar 1,3 agar mutu papan partikelnya 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 partikel dari kayu yang tidak berminyak. Zat ekstraktif semacam itu akan mengganggu proses perekatan.
Universitas Sumatera Utara

3. Jenis kayu Jenis kayu (misalnya meranti kuning) yang kalau dibuat menjadi papan partikel emisi formaldehidanya lebih tinggi dari jenis lain (misalnya meranti merah). Masih diperdebatkan apakah karena pengaruh warna dan pengaruh 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 lebih baik 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 struktural dibuat dari partikel yang relatif panjang dan relatif lebar.
6. Kulit kayu Makin banyak kulit kayu dalam partikel kayu sifat papan partikelnya makin kurang baik karena kulit kayu akan mengganggu proses perekatan antar partikel. Banyaknya kulit kayu maksimum 10%.
7. Perekat Jenis perekat yang dipakai mempengaruhi sifat papan partikel. Penggunaan perekat eksterior akan menghasilkan papan partikel eksterior sedangkan pemakaian perekat interior akan menghasilkan papan partikel interior. Walaupun demikian, masih mungkin terjadi penyimpangan,
Universitas Sumatera Utara

misalnya karena ada perbedaan dalam komposisi 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 besar. Menurut Maloney (1993), papan partikel dibagi atas tiga macam berdasarkan kerapatannya, yaitu: 1. Papan partikel berkerapatan rendah (low density particleboard) yaitu papan yang mempunyai kerapatan 0,8 g/cm3. Pada dasarnya sifat papan partikel dipengaruhi oleh bahan baku kayu pembentuknya, jenis perekat, dan formulasi yang digunakan serta proses pembuatan papan partikel tersebut mulai dari persiapan bahan baku, pembentukan partikel, pengeringan partikel, pencampuran perekat dengan partikel, proses kempa dan finishingnya (Haygreen dkk., 2003). Menurut Widarmana (1977) dalam Roza (2009) bahwa sifat-sifat papan partikel dapat dipengaruhi oleh beberapa sifat yakni: 1. Kerapatan papan partikel Kerapatan adalah suatu ukuran kekompakan suatu partikel dalam lembaran dan sangat tergantung 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.
Universitas Sumatera Utara

2. Kadar air papan partikel Kadar air papan partikel sangat tergantung pada kondisi udara di sekelilingnya, karena terdiri atas bahan-bahan yang mengandung lignoselulosa sehingga bersifat higroskopis. Kadar air papan partikel akan semakin rendah dengan semakin banyaknya perekat yang digunakan, karena kontak antara partikel akan semakin rapat sehingga air akan sulit masuk di antara partikel kayu.
3. Penyerapan air Papan partikel sangat mudah menyerap air pada arah tebal terutama pada keadaan basah dan suhu udara yang lembab. Faktor yang mempengaruhi papan partikel terhadap penyerapan air adalah volume ruang kosong yang dapat menampung air di antara partikel, adanya saluran kapiler dan luas permukaan partikel yang tidak dapat ditutupi oleh perekat.
4. Pengembangan tebal Salah satu kelemahan papan partikel adalah besarnya tingkat pengembangan dimensi tebal. Pengembangan tebal ini akan menurun dengan banyak parafin yang ditambahkan dalam proses pembuatannya sehingga sifat kedap airnya akan lebih sempurna. Maloney (1993) dalam Prayitno dan Darnoko (1994) menyatakan papan
partikel memiliki beberapa kelebihan, seperti: 1. Papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak. 2. Ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan. 3. Tebal dan kerapatannya seragam. 4. Mudah dikerjakan. 5. Memiliki sifat isotropis. 6. Sifat dan kualitasnya dapat diatur.
Universitas Sumatera Utara

Umumnya papan partikel tidak cukup stabil pada arah liniernya. Pengembangan papan partikel pada bidang liniernya dapat melebihi pengembangan normal (Haygreen dkk., 2003). Papan partikel yang berbahan baku batang sawit memiliki kekurangan yaitu penyerapan air yang tinggi. Hal ini dikarenakan batang sawit memiliki sifat higroskopis yang berlebihan. Ukuran Partikel
Ukuran partikel merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap sifat fisik dan mekanik papan partikel. Geometri partikel ini mempengaruhi karakteristik permukaan papan, reaksinya terhadap kelembaban dan sifat-sifat pengerjaanya seperti pemotongan, pengetaman, dan penghalusan. Penerapan ukuran partikel yang pernah dilakukan sebelumnya oleh Okuda dan Sato (2004) dalam penelitian pembuatan papan tanpa perekat dengan menggunakan bahan kenaf inti dan metode pengempaan panas, dengan ukuran partikel 53 μm dan pencampuran dengan ukuran partikel 3,3 mm. Hasil dari penelitian tersebut menunjukkan bahwa semakin kecil ukuran partikel maka akan semakin besar kekuatan rekat internal.
Semakin mengecilnya ukuran partikel penyusun maka nilai sifat fisis khususnya kadar air dan pengembangan tebal semakin rendah. Hasil pengujian sifat mekanis, semakin baik pada tingkat kerapatan yang tinggi dengan ukuran partikel yang lebih besar. Hal ini terjadi karena kekompakan partikel penyusun lebih baik selain itu pelaburan perekat lebih merata pada partikel besar dibandingkan partikel kecil (Sumardi dkk., 2004).
Universitas Sumatera Utara

Kadar Perekat Kulaitas papan partikel dipengaruhi oleh perekat. Hasil penelitian
Sulastiningsih dkk (2008) menunjukkan bahwa sifat fisis dan mekanis papan partikel bamboo sangat dipengaruhi oleh kadar perekat yang digunakan. Semakin tinggi kadar perekat semakin baik sifat papan partikel yang dihasilkan. Penggunaan kadar perekat minimum 11% dari berat kering partikel bamboo menghasilkan papan partikel bamboo yang cukup kuat dan stabil serta memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia (SNI).
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 tebal dan penyerapan air papan partikel bambu menurun dengan meningkatnya kadar perekat. Hal ini berarti semakin tinggi kadar perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel bamboo semakin baik sifat papan partikel bambu yang dihasilkan (Sulastiningsih dkk., 2008).
Universitas Sumatera Utara

METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2012 sampai dengan Juli 2013.
Pembuatan papan partikel dan pengujian sifat fisis dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Universitas Sumatera Utara dan pengujian sifat mekanis dilaksanakan di Laboratorium Keteknikan Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah partikel batang kelapa
sawit, perekat PF, dan parafin. Alat yang digunakan adalah chainsaw, parang/golok, mesin serut, terpal, mesin penggiling, saringan berukuran 20, 35, dan 50 mesh, mesin penggiling, oven, mesin blending, spray gun, plat besi, alat pencetak pencetak lembaran, kempa panas, gergaji pita, timbangan digital, caliper, micrometer sekrup, universal testing machine (UTM), alat tulis, dan kamera digital.
Prosedur Penelitian 1. Persiapan bahan baku Tanaman kelapa sawit yang sudah tidak produktif lagi ditebang, dan batangnya dipotong menjadi beberapa bagian dengan panjang 50 cm. Batang tersebut dibelah menjadi papan dengan menggunakan chainsaw. Papan tersebut diserut dengan mengunakan mesin serut dan dikeringkan agar serbuk terhindar dari serangan jamur. Partikel digiling dan disaring dengan ukuran 20, 35 dan 50 mesh. Selanjutnya partikel dioven hingga kadar air kurang lebih 5%.
Universitas Sumatera Utara

2. Pencampuran (blending)

Partikel sawit dengan ukuran 20, 35, dan 50 mesh masing-masing dicampur

dengan perekat PF dengan cara disemprot menggunakan sprayer gun sesuai

kebutuhan setiap papan. Parafin sebanyak 1% dari kadar perekat ditambahkan

untuk menurunkan daya serap air (DSA) dari papan partikel. Papan partikel

dibuat dengan target kerapatan 0,7 g/cm3, ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dengan

kadar perekat yang digunakan adalah 6%, 8% dan 10%.

3. Pembentukan lembaran (mat formating).

Partikel yang telah dicampur dengan perekat phenol formaldehida (PF)

dimasukkan ke dalam alat pencetak lembaran. Pembentukan lembaran dilakukan

dengan menggunakan frame besi dengan ukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm.

4. Pengempaan panas (hot pressing).

Setelah lembaran terbentuk, lembaran diletakkan di atas kempa panas (hot press)

dan dikempa dengan suhu 1500C dan tekanan 25 kgf/cm2 selama

10 menit

dan bagian atas dan bawah lembaran dilapisi teflon sheet agar papan partikel

tidak lengket pada plat besi.

5. Pengkondisian (conditioning).

Papan yang baru dibentuk dengan mesin kempa panas masih lunak dan rentan

terhadap kerusakan, oleh sebab itu perlu dilakukan pengkondisian. Pengkondisian

ini dilakukan dengan cara penumpukan selama 14 hari pada suhu kamar yang

bertujuan untuk menyeragamkan kadar air lembaran papan dan untuk mengurangi

tegangan pada papan akibat pengempaan.

6. Pemotongan Contoh Uji Papan Partikel

Papan partikel yang berukuran 25 cm x 25 cm x 1 cm dan telah dikondisikan

tersebut kemudian dipotong dengan ukuran tertentu sebagai contoh uji pengujian

kualitasnya. Skema pemotongan dan pembagian contoh uji dapat dilihat dari

Gambar 1.

Universitas Sumatera Utara

25 cm

1
23 4

25 cm

Gambar 1. Pembagian contoh uji papan partikel
Keterangan: 1 = contoh uji modulus lentur dan modulus patah (5 cm x 20 cm) 2 = contoh uji kerapatan dan kadar air (10 cm x10 cm) 3 = contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air (5 cm x 5 cm) 4 = contoh uji keteguhan rekat internal (5 cm x 5 cm)

Universitas Sumatera Utara

Secara singkat bagan alir penelitian disajikan pada Gambar 2.
Batang kelapa sawit dibuat menjadi balok

Penyerutan dan penggilingan menjadi partikel
Partikel disaring menjadi ukuran 20 35, dan 50 mesh
Pengovenan hingga kadar air 5 %

Pencampuran dengan perekat (blending)., menggunakan perekat phenol formaldehida (PF) dengan kadar perekat 6%, 8%,dan 10% dan juga parafin sebesar 1% dari kadar perekat.

Pembentukan lembaran papan (mat formatting)
Pengempaan dengan suhu 1500C, tekanan 25 kgf/cm2 selama 10 menit, dengan dimensi 25 cm x 25 cm x 1 cm
Pengkondisian (conditioning) selama 2 minggu
Pemotongan contoh uji

Pengujian sifat fisis yaitu: kerapatan, kadar air
pengembangan tebal dan daya serap air sesuai dengan SNI 03-2105-2006

Pengujian sifat mekanis yaitu: MOE, MOR, keteguhan rekat internal, sesuai dengan SNI 03-2105-2006

Gambar 2. Bagan alir penelitian

Universitas Sumatera Utara

Pengujian Sifat Fisis Papan Partikel

Kerapatan

Kerapatan dihitung berdasarkan berat dan volume kering udara contoh uji.

Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang beratnya (B), lalu diukur

rata-rata panjang, lebar, dan tebalnya untuk menentukan volume contoh ujinya

(V). Pengukuran dilakukan pada dimensi panjang dan lebar sebanyak 2 titik

pengukuran serta dimensi tebal sebanyak 4 titik pengukuran. Nilai Kerapatan

dapat dihitung dengan rumus:

P = B/V

Keterangan : Ρ = kerapatan (g/cm3)
B = berat contoh uji kering udara (g) V = volume contoh uji kering udara (cm3)

Kadar air (KA)

Contoh uji kadar air berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm yang digunakan

adalah bekas contoh uji kerapatan. Contoh uji ditimbang (Bawal), selanjutnya contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (103±2)0C selama 24 jam. Contoh

uji didinginkan dalam desikator sampai mencapai suhu kamar, kemudian

ditimbang. Pengeringan dan penimbangan dilakukan sampai diperoleh berat oven

(BKO). Nilai kadar air papan dihitung dengan rumus:

Bawal - BKO

KA (%) =

x 100

BKO

Keterangan: KA = kadar air (%) Bawal = berat awal contoh uji (g) BKO = berat kering oven contoh uji (g)

Universitas Sumatera Utara

Pengembangan tebal (PT)

Contoh uji 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 4 titik

pengukuran (T1). Selanjutnya contoh uji direndam dalam air dingin selama 2, 6, 12 dan 24 jam, lalu diukur kembali rata-rata dimensi tebal pada 4 titik pengukuran (T2). Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus:

T2-T1

PT (%) =

x 100

T1

Keterangan: PT = pengembangan tebal (%) T1 = tebal contoh uji sebelum perendaman (g) T2 = tebal contoh uji setelah perendaman (g)

Daya serap air (DSA)

Daya serap air papan dilakukan dengan mengukur selisih berat sebelum dan

setelah perendaman dalam air dingin selama 2, 6, 12 dan 24 jam. Contoh uji berukuran 5

cm x 5 cm x 1 cm. Daya serap air tersebut dihitung dengan rumus:

B2 - B1

DSA (%) =

x 100

B1

Keterangan: DSA = daya serap air (%) B1 = berat contoh uji sebelum perendaman (g) B2 = berat contoh uji setelah perendaman (g)

Pengujian Sifat Mekanis Papan Partikel Keteguhan rekat internal Contoh uji keteguhan rekat internal (internal bond) berukuran 5 cm x 5 cm x 1
cm. Contoh uji diukur dimensi panjang dan lebar untuk mendapatkan luas permukaan. Kemudian contoh uji dilekatkan pada dua blok besi dengan perekat epoksi dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji

Universitas Sumatera Utara

sampai beban maksimum menggunakan UTM merk instron. Diukur dimensi panjang dan lebar untuk menetapkan luas permukaan (A). Cara pengujian internal bond seperti pada Gambar 3.
Arah beban Balok besi
Contoh uji
Arah beban Gambar 3. Pengujian keteguhan rekat internal Keteguhan rekat tersebut dihitung dengan rumus:
IB = P/A
Keterangan: IB = keteguhan rekat internal (kg/cm2) P = beban maksimum (kg) A = luas permukaan contoh uji (cm2)
Modulus patah (MOR) Modulus patah (MOR) adalah sifat mekanis papan yang menunjukkan kekuatan dalam menahan beban. Untuk memperoleh nilai MOR, maka pengujian pembebanan dilakukan sampai contoh uji patah. Pengujian MOR dilaksanakan bersamaan dengan pengujian MOE. Contoh uji berukuran 20 cm x 5 cm x 1 cm. Gambar 4 adalah gambar pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE):
Universitas Sumatera Utara

P

L

Gambar 4. Pengujian modulus patah (MOR) dan modulus elastisitas (MOE)
Nilai MOR dihitung dengan rumus:
3PL MOR =
2bh2

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

Modulus elastisitas (MOE)

Pengujian modulus lentur dilakukan bersama-sama dengan pengujian modulus

patah, sehingga contoh ujinya sama. Pada saat MOE dicatat besa