Beberapa penelitian sudah dilakukan untuk mengetahui ketahanan komposit serbuk kayu plastik terhadap serangan rayap. Menurut Sukmana 2005, komposit
serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi tahan terhadap serangan rayap
tanah Coptotermes curvignathus.
Indonesia memiliki dua musim, yaitu musim kemarau dan hujan. Kayu apabila terkena air hujan terus menerus maka ketahanannya akan berkurang dan
mudah terserang rayap dan mikroorganisme lainnya. Untuk mengetahui ketahanan komposit serbuk kayu apabila digunakan diluar ruangan atau terkena air maka
dilakukan penelitian pengujian komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi setelah dilakukan perendaman dalam air terhadap serangan
rayap tanah Coptotermes gestroi.
I.2 Tujuan
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui ketahanan komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi terhadap rayap tanah Coptotermes
gestroi setelah pelunturan.
I.3 Manfaat
Manfaat penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi tentang ketahanan komposit kayu polietilena berkerapatan tinggi terhadap serangan rayap
tanah untuk penggunaan umum.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Komposit Serbuk Kayu Plastik Polietilena Berkerapatan Tinggi Wood Flour Filled High Density Polyethylene Composites
2.1.1 Komposit Serbuk Kayu Plastik
Komposit kayu merupakan istilah untuk menggambarkan setiap produk yang terbuat dari lembaran atau potongan–potongan kecil kayu yang direkat
bersama-sama Maloney 1996. Komposit serbuk kayu plastik Wood Flour Polymer Composites
adalah suatu produk komposit yang terbuat dari plastik yang berfungsi sebagai pengikat atau matriks dan serbuk kayu sebagai pengisi. Produk
ini mempunyai sifat-sifat gabungan kayu dan plastik. Dengan penambahan serbuk kayu, dapat ditingkatkan kekakuan dan kemampuan daur ulang plastik.
Sebaliknya dengan penggunaan plastik pada produk komposit ini akan meningkatkan kekuatan dan sifat fisisnya Febrianto 1999, diacu dalam Setyawati
2003. Tujuan utama dalam pengembangan produk ini berasal dari satu atau
beberapa tujuan bagian penelitian dan pengembangan berikut, yaitu: 1 mengurangi biaya bahan baku, menggabungkan bahan baku yang murah
berfungsi sebagai pengisi atau ekstender dengan bahan yang mahal, 2 mengembangkan produk yang dapat memanfaatkan bahan daur ulang dan
peoduknya sendiri bersifat dapat didaur ulang, atau 3 menghasilkan produk komposit dengan sifat yang spesifik yaitu bersifat superior dibandingkan dengan
bahan penyusunnya sendiri-sendiri seperti meningkatkan nisbah kekuatan terhadap berat, memperbaiki sifat ketahanan abrasi dan lain-lain Youngquist
1995. Menurut Strak dan Berger 1997 diacu dalam Setyawati 2003, serbuk
kayu memiliki kelebihan sebagai filler bila dibandingkan dengan filler mineral seperti kalsium karbonat, dan talk yaitu dapat terdegradasi secara alami, sifat
kekakuan dan kekuatan tinggi serta berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui.
Plastik merupakan polimer organik yang memiliki variasi jenis dan fungsi beragam sesuai dengan monomer penyusunnya. Plastik memiliki derajat
kekristalan yang lebih rendah daripada serat dan dapat dicetak atau dilunakkan pada suhu tinggi Cowd 1991.
Secara garis besar plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yakni plastik yang bersifat termoplastik dan yang bersifat termoset. Termoplastik
dapat dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi bentuk lain, sedangkan jenis termoset bila telah mengeras tidak dapat dilunakkan kembali.
Plastik yang paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bentuk termoplastik Setyawati 2003.
Komposit serbuk kayu plastik merupakan produk masa depan, karena dapat dibuat dari limbah kayu dan limbah plastik. Limbah kayu dapat dihasilkan
dari industri perkayuan dan pemanenan hasil hutan, sedangkan limbah plastik dapat diperoleh dari limbah rumah tangga Febrianto 1999, diacu dalam
Setyawati 2003.
2.1.2 Polietilena
Menurut Henkle 1982, polietilena PE merupakan bahan yang bersifat termoplastik yang diproses melalui proses polimerisasi gas etilen. Polietilena
bervariasi dalam setiap tipe, dan setiap tipe berbeda berdasarkan struktur molekul penyusunnya sifat kristalinnya, bobot molekul dan distribusi dari bobot
molekulnya. Perubahan molekul tergantung dari temperatur, tipe katalis, tekanan, aditif, dan reaksi yang digunakan dalam proses produksinya.
Polietilena bervariasi dalam bentuk, ditemukan dalam berbagai produk seperti pelapis pembungkus pada susu dan makanan, perekat, pipa air dan gas,
kantong, botol air dan susu, pelapis pada kabel komunikasi dan listrik serta masih
banyak kegunaan lainnya Benham 1985.
Benham 1985 menyebutkan sifat-sifat umum polietilena antara lain : 1 Penampakan bervariasi dari transparan berminyak sampai keruh
tergantung dari cara pembuatannya. 2 Mudah dibentuk, lemas dan gampang ditarik,
3 Daya rentang tinggi tanpa sobek,
4 Mudah dikelim panas sehingga banyak digunakan untuk laminasi dengan bahan lain, meleleh pada suhu 120
C. 5 Tahan terhadap asam, basa, alkohol, deterjen, dan bahan kimia lainnya.
6 Dapat digunakan untuk penyimpanan beku sampai dengan -50 C.
7 Mudah lengket satu sama lain, sehingga menyulitkan dalam proses laminasi.
8 Dapat dicetak setelah mengoksidasikan permukaannya dengan proses elektronik.
9 Memiliki sifat kedap air dan uap air terutama HDPE, MDPE dan LDPE. Sifat dari Polietilena tergantung dari derajat polimerisasi. Pada umumnya
polietilena diklasifikasikan atas empat golongan : Low Density Poliethylene LDPE dengan density 0,910-0,925 gcm
3
, Medium Density Poliethylene MDPE dengan density 0,926-0,940 gcm
3
, High Density Poliethylene HDPE dan Homopolymer High Density Poliethylene HHDPE dengan density 0,960
gcm
3
. Massijaya 2000, menyatakan bahwa secara umum polietilena tahan
terhadap air, tidak baik sebagai penghalang oksigen dan karbondioksida. Ketahanan terhadap bahan kimia baik, tetapi pada suhu diatas 60
C dapat bereaksi dengan beberapa hidrokarbon organik. Tidak terpengaruh oleh asam dan basa
kecuali asam nitrat pada suhu tinggi. Syarief et al. 1989 diacu dalam Kusnadi 2003 menyatakan bahwa HDPE mempunyai kemampuan perlindungan yang
baik pada produk terhadap air dan meningkatkan stabilitas terhadap panas.
Secara spesifik sifat HDPE High Density Polyethylene dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Sifat-sifat HDPE
No. Parameter Satuan
Nilai
1 Densitas pada suhu 20
C gcm
3
0,93-0,96 2
Suhu melunak C
123-127 3
Titik melebur C
125-135 4
Kristalinitas 65-93
5 Panas jenis pada 20
C -
0,45-0,55 6
Modulus elastisitas Kgcm
2
8000-12000
Sumber : Bost 1980 diacu dalam Kusnadi 2003
2.2 Rayap 2.2.1 Biologi dan Ekologi Rayap
Rayap adalah sejenis serangga yang masuk kedalam ordo isoptera bersayap sama. Tekstur badan rayap dari yang berukuran kecil sekali sampai
sedang, pada jenis-jenis rayap, batas antara toraks dan abdomen kurang jelas yang sering dikatakan rayap tidak memiliki pinggang yang ramping. Nama lain dari
rayap adalah anai-anai, semut putih white ant, rengas, dan laron. Untuk individu yang bersayap yang biasa disebut laron atau sulung, alata, alates, memiliki
sepasang sayap yang dalam keadaan diam cara melipatnya memanjang lurus ke belakang, seperti halnya jenis-jenis belalang dan lipas. Rayap berkembang melalui
proses metamorfose hemimetabola, yaitu secara bertahap yang secara teori melalui stadium telur, nimpa dan dewasa. Rayap hidup dalam kelompok-
kelompok sosial dengan sistem kasta yang berkembang sempurna Tarumingkeng 1971.
Rayap pada dasarnya adalah serangga daerah tropika dan subtropika. Namun sebarannya kini cenderung meluas ke daerah sedang temperate . Di
daerah tropika rayap ditemukan mulai dari pantai sampai ketinggian 3000 m di atas permukaan laut. Makanan utama rayap adalah kayu atau bahan yang terutama
terdiri atas selulosa. Rayap mampu makan menyerap selulosa, rayap mampu melumatkan dan menyerap makanannya sehingga sebagian besar ekskremen
hanya tinggal lignin saja. Hal ini bisa terjadi karena keberadaan protozoa flagellata dalam usus bagian belakang dari berbagai jenis rayap terutama rayap
tingkat rendah: Mastotermitidae, Kalotermitidae dan Rhinotermitidae, protozoa ini berperan sebagai simbion untuk melumatkan selulosa sehingga rayap mampu
mencernakan dan menyerap selulosa. Bagi yang tak memiliki protozoa seperti famili Termitidae, bukan protozoa yang berperan tetapi bakteria dan bahkan pada
beberapa jenis rayap seperti Macrotermes, Odontotermes dan Microtermes memerlukan bantuan jamur perombak kayu yang dipelihara di dalam sarangnya
Tarumingkeng 1971. Menurut Tambunan dan Nandika 1989, dalam setiap koloni rayap
terdapat tiga kasta, yaitu : 1 Kasta pekerja
Kasta pekerja merupakan anggota terbesar dalam koloni, berbentuk seperti nimfa, dan berwarna pucat dengan kepala hipognat tanpa mata majemuk.
Mandibelnya relatif kecil jika dibandingkan dengan kasta prajurit. Fungsi kasta pekerja dalam koloni adalah sebagai pencari makanan, perawat telur,
dan membuat serta memelihara sarang. Kasta ini juga mengatur efektivitas koloni dengan jalan membunuh dan memakan individu yang lemah atau mati
untuk menghemat energi dalam koloni. 2 Kasta prajurit
Kasta prajurit mudah dikenal karena bentuk kepalanya besar dengan penebalan skloreotisasi kulit yang nyata. Anggota-anggota kasta ini
mempunyai rahang mandibelrostum yang besar dan kuat. Fungsi kasta prajurit adalah melindungi koloni terhadap gangguan luar.
3 Kasta reproduktif Kasta ini terdiri dari serangga-serangga dewasa yang bersayap dan menjadi
pendiri koloni raja dan ratu. Bila masa perkawinan tiba, imago-imago akan terbang keluar dari sarang dalam jumlah yang besar. Saat seperti ini
merupakan masa perkawinan dimana sepasang imago jantan dan betina bertemu dan segera menanggalkan sayapnya serta mencari tempat yang sesuai
didalam tanah atau kayu. Selama hidupnya kasta reproduktif ratu bertugas
menghasilkan telur, sedangkan makanannya dilayani oleh kasta pekerja. Seekor ratu dapat hidup selama 6-20 tahun bahkan berpuluh-puluh tahun.
Apabila ratu mati atau koloni membutuhkan reproduktif baru untuk perluasan koloninya, maka akan dibentuk reproduktif sekunder neoten. Neoten juga
terbentuk jika sebagian koloni terpisah terisolasi dari sarang utamanya. Kasta ini dapat terbentuk dalam jumlah yang besar sesuai dengan perkembangan
koloni. Dalam hidupnya, rayap mempunyai beberapa sifat yang khas Tambunan
dan Nandika 1989 antara lain : 1 Trofalaksis, yaitu sifat rayap untuk saling berkumpul dan menjilat
sesamanya serta mengadakan pertukaran bahan makanan dari mulut ke mulut.
2 Kriptobiotik, yaitu sifat rayap yang menjauhi cahaya. Sifat ini tidak berlaku untuk rayap yang bersayap laron karena selama peroide tertentu
mereka memerlukan cahaya. 3 Nekrofagi, yaitu sifat rayap untuk memakan bangkai sesamanya.
4 Kanibalistik, yaitu sifat rayap untuk memakan individu sejenis yang lemah dan sakit, sifat ini lebih menonjol apabila rayap berada dalam kekurangan
makanan. Selulosa merupakan makanan utama rayap, sehingga kayu dan jaringan
tumbuhan lainnya merupakan sasaran serangan rayap. Bahkan dengan ukuran populasi yang besar disertai daya jelajah yang sangat luas maka rayap mampu
menjangkau dan merusak bahan-bahan yang menjadi kepentingan manusia seperti kertas, karton, kain dan lainnya Tambunan dan Nandika 1989. Pada bagian usus
belakang rayap terdapat sejumlah besar organisme simbion yang mengeluarkan enzim selulase untuk menguraikan selulosa. Pada genus Coptotermes ditemukan
protozoa flagellata yang berperan sebagai simbion untuk melumatkan selulosa yang dimakan sehingga rayap mampu mencernakan dan menyerap selulosa
Nandika et al. 2003. Para ahli serangga menarik kesimpulan bahwa rayap dapat hidup dan
tumbuh dengan baik, bila tersedia makanan yang mengandung gula, protein,
garam, vitamin A, B, D dan G. Menurut Hasan 1984, zat lain seperti kanji, gula, protein, dan nitrogen juga diperlukan oleh rayap untuk keperluan hidupnya serta
berbagai energi untuk bertelur. Zat-zat tersebut diperoleh dari makanan dan pencernaan beberapa organisme simbiotik didalam ususnya.
Berdasarkan lokasi sarang utama atau tempat tinggalnya Tarumingkeng 1971 menggolongkan rayap perusak kayu kedalam tipe-tipe berikut :
1 Rayap pohon, yaitu jenis-jenis rayap yang menyerang pohon yang masih hidup, bersarang dalam pohon dan tak berhubungan dengan tanah. Contoh
yang khas dari rayap ini adalah Neotermes tectonae famili Kalotermitidae, hama pohon jati.
2 Rayap kayu lembab, menyerang kayu mati dan lembab, bersarang dalam kayu, tak berhubungan dengan tanah. Contoh : Jenis-jenis rayap dari genus
Glyptotermes Glyptotermes spp., famili Kalotermitidae.
3 Rayap kayu kering, seperti Cryptotermes spp. famili Kalotermitidae, hidup dalam kayu mati yang telah kering. Hama ini umum terdapat di
rumah-rumah dan perabot-perabot seperti meja, kursi dsb. Tanda serangannya adalah terdapatnya butir-butir ekskremen kecil berwarna
kecoklatan yang sering berjatuhan di lantai atau di sekitar kayu yang diserang. Rayap ini juga tidak berhubungan dengan tanah, karena
habitatnya kering. 4 Rayap subteran, yang umumnya hidup di dalam tanah yang mengandung
banyak bahan kayu yang telah mati atau membusuk, tunggak pohon baik yang telah mati maupun masih hidup. Di Indonesia rayap subteran yang
paling banyak merusak adalah jenis-jenis dari famili Rhinotermitidae. Terutama
dari genus
Coptotermes Coptotermes
spp. dan
Schedorhinotermes . Perilaku rayap ini mirip rayap tanah seperti Macr-
otermes namun perbedaan utama adalah kemampuan Coptotermes untuk
bersarang di dalam kayu yang diserangnya, walaupun tidak ada hubungan dengan tanah, asal saja sarang tersebut sekali-sekali memperoleh lembab,
misalnya tetesan air hujan dari atap bangunan yang bocor. Coptotermes pernah diamati menyerang bagian-bagian kayu dari kapal minyak yang
melayani pelayaran Palembang-Jakarta. Coptotermes curvignathus
Holmgren sering kali diamati menyerang pohon Pinus merkusii dan banyak meyebabkan kerugian pada bangunan.
5 Rayap tanah. Jenis-jenis rayap tanah di Indonesia adalah dari famili Termitidae. Mereka bersarang dalam tanah terutama dekat pada bahan
organik yang mengandung selulosa seperti kayu, serasah dan humus. Contoh-contoh Termitidae yang paling umum menyerang bangunan adalah
Macrotermes spp. terutama M. gilvus, Odontotermes spp. dan
Microtermes spp. Jenis-jenis rayap ini sangat ganas, dapat menyerang
obyek-obyek berjarak sampai 200 meter dari sarangnya. Untuk mencapai kayu sasarannya mereka bahkan dapat menembus tembok yang tebalnya
beberapa cm, dengan bantuan enzim yang dikeluarkan dari mulutnya. Macrotermes
dan Odontotermes merupakan rayap subteran yang sangat umum menyerang bangunan di Jakarta dan sekitarnya.
2.2.2 Rayap tanah Coptotermes gestroi
Nama umum dari rayap C. gestroi adalah Asian rayap di bawah tanah. Rayap ini menyerang struktur kayu walau dalam kondisi apapun. Kasus serangan
rayap ini banyak ditemukan di Asia Tenggara, di Indonesia serangan rayap ini pertama kali dilaporkan pada tahun 1923 Anonim 2005.
C. gestroi termasuk kedalam famili Rhinotermitideae. Famili ini
mempunyai protonum agak datar dan lebih sempit dari kepalanya, pada protonum terdapat sayap yang mempunyai reticulata tanpa bulu-bulu dan dapat hidup walau
tanpa berhubungan dengan tanah Tarumingkeng 1971. Ciri-ciri dari rayap ini adalah kepala berwarna kuning, antena dan
protonum kuning pucat. Bentuk kepala bulat dan terdapat sepasang rambut, memiliki fontanel yang lebar dan dibelakangnya terdapat tonjolan. Antena terdiri
dari 15 segmen, segmen kedua dan segmen keempat sama panjangnya. Jumlah kasta prajurit sekitar 10 hingga 15 persen dari kasta pekerja dalam
satu koloni. Rayap ini agresif menyerang kayu dalam kondisi cacat. Pada saat menggigit makanan rayap ini akan mengeluarkan cairan berupa lendir dari
fontanel Anonim 2005.
Sistematika jenis rayap ini adalah : Kelas
: Insecta Ordo
: Isoptera Famili
: Rhinotermitideae Sub famili
: Coptotermitineae Genus
: Coptotermes Spesies
: Coptotermes gestroi
Gambar 1 Rayap pekerja a, dan rayap prajurit b
2.3 Pinus ponderosa
Nama perdagangan dari Pinus ponderosa ini adalah Ponderosa pine, pinus ini paling banyak didistribusikan di Amerika Utara. Pinus ponderosa tumbuh
pada kisaran diatas ketinggian 2.745 mdpl Anonim 2008. Menurut Panshin dan Zeeuw 1977 diacu dalam Sukmana 2005, kayu
gubal pada Pinus ponderosa berwarna putih sampai kuning pucat dan lebar terdiri dari lebih 80 lingkaran tahun. Kayu teras berwarna kemerah-merahan atau
kecoklatan. Kayu mengandung resin dengan penyusun utama -pinene, -pinene, dan limonene. Diameter saluran resin pada arah longitudinal maksimal 230 µm
rata-rata 160-185 µm sedangkan arah transversal lebih kecil kurang dari 70 µm. Lingkaran tahun tampak jelas pada kayu akhir late wood daripada kayu
awal early wood. Kerapatan Pinus ponderosa berkisar antara 0,40 – 0,48 gcm
3
. Kayu Pinus ponderosa umumnya digunakan untuk bahan bangunan.
Tetapi kayu gubal pada jenis ini lebih rentan terhadap organisme perusak kayu. Kayu ini mempunyai permukaan yang menarik dan kestabilannya tinggi.
a b
Titmuss 1971, menyatakan bahwa kayu P. ponderosa ini termasuk salah satu softwood yang mempunyai nilai komersial yang tinggi.
Gambar 2 Kayu gubal P. ponderosa a, dan kayu teras P. ponderosa b.
Sumber : www.thewoodexplorer.com
Kegunaan lain dari P. ponderosa ini adalah untuk konstruksi bangunan, konstruksi kapal, kursi, meja, furnitur, bingkai foto, bingkai map, mainan anak-
anak, bahan baku pintu, jendela, papan partikel, kayu lapis, dan produk kertas Anonim 2008.
a b
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di laboratorium pengawetan kayu, UPT Balai Penelitian dan Pengembangan Biomaterial, LIPI Cibinong–Bogor mulai dari
bulan Februari 2008 sampai Mei 2008.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat
