Kualitas Papan Serat Berkerapatan Tinggi Dari Sludge Terasetilasi

(1)

KUALITAS PAPAN SERAT BERKERAPATAN TINGGI DARI

SLUDGE

TERASETILASI

SKRIPSI

Oleh

Yessie Monica Sibagariang 061203029

DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

KUALITAS PAPAN SERAT BERKERAPATAN TINGGI DARI

SLUDGE

TERASETILASI

SKRIPSI

Oleh

Yessie Monica Sibagariang 061203029/Teknologi Hasil Hutan

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara

DEPARTEMEN KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Hasil : Kualitas Papan Serat Berkerapatan Tinggi dari Sludge Terasetilasi Nama : Yessie Monica Sibagariang

NIM : 061203029

Program Studi : Teknologi Hasil Hutan

Disetujui oleh: Komisi Pembimbing

Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si Evalina Herawati, S.Hut, M.Si

Ketua Anggota

Mengetahui,

Dr. Ir. Edy Batara Mulya Siregar, MS Ketua Departemen Kehutanan

(4)

Yessie Monica Sibagariang. Kualitas Papan Serat Berkerapatan Tinggi dari

Sludge Terasetilasi. Dibimbing oleh Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si dan

Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi sifat fisis, mekanis, dan ketahanan hardboard terhadap serangan rayap dari sludge terasetilasi dengan konsentrasi asetat anhidrida 0%, 3%, 5% dan 7% sebanyak 3 kali ulangan. Pembuatan hardboard dilakukan dengan proses kering (dry process). Setelah bahan baku dicampur perekat, dilakukan pengempaan dengan menggunakan kempa panas dengan suhu 170 oC dan tekanan 45 Pa selama 25 menit. Ukuran papan yang dibuat yaitu 25 x 20 x 1 cm dengan kerapatan 1,2 g/cm3. Selanjutnya dilakukan pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air, pengembangan tebal) dan mekanis (keteguhan lentur, keteguhan patah, keteguhan rekat, kuat pegang sekrup) terhadap hardboard yang dihasilkan dengan mengacu pada JIS A 5905-2003 dan pengujian ketahanan hardboard terhadap serangan rayap mengacu pada SNI 01-7207-2006. Sifat fisis hardboard yang dihasilkan yang sesuai dengan standar JIS A 5905-2003 adalah kerapatan, tetapi untuk sifat mekanisnya belum memenuhi standar yang diacu. Berdasarkan persentase kehilangan berat, sampel hardboard yang dihasilkan termasuk ke dalam Kelas I yaitu sangat tahan terhadap rayap.

Kata kunci: sludge terasetilasi, hardboard sifat fisis, sifat mekanis, dan ketahanan

(5)

Yessie Monica Sibagariang. Quality of High Density Fibreboard Made of

Acetylated Sludge. Supervised by Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si and

Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.

ABSTRACT

This study aimed to evaluate physical properties, mechanical properties and hardboard durability of termites attack from acetylated sludge on 4 levels of acetate anhydride (0%, 3%, 5% and 7%) with 3 restats. The hardboard was made using dry process. After materials were mixed with the adhesives, they were pressed using hotpress with 170oC temperature, 45 Pa pressure for 25 minutes. The size of the hardboard sample was 25 x 20 x 1 cm with 1,2 g/cm3 density. Then physical properties (density, moisture content, water absorbtion, thickness swelling) evaluating and mechanical (modulus of elasticity, modulus of rupture, internal bond, screw holding power) evaluating were done according to JIS A 5905-2003 and durability evaluating were done according to SNI 01-7207-2006. Physical properties of hardboard JIS A 5905-2003 is density, furthermore mechanical properties didn’t fulfill. Based on the weight lost, hardboard sample was classified to class I that means very resistant to termites

Key words: acetylated sludge, hardboard, physical properties, mechanical properties durability of termites attack.

(6)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di kota Medan Provinsi Sumatera Utara pada tanggal 18 Maret 1987 dari Ayah Hermas Sibagariang (Alm) dan Ibu Rosetty Marsaulina Pandiangan. Penulis adalah anak ketiga dari enam bersaudara.

Pendidikan formal yang telah ditempuh oleh penulis yaitu Pendidikan Dasar di SD Negeri Hutaraja lulus tahun 1999, Pendidikan lanjutan di SMP Negeri 2 Tarutung lulus tahun 2002, Pendidikan menengah atas di SMA Negeri 1 Tarutung lulus tahun 2005. Tahun 2006 lulus ujian Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada Program Studi Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

Penulis melaksanakan Praktik Pengenalan Pengolahan Hutan (P3H) di Taman Nasional Gunung Leuser Aras Napal dan Hutan Mangrove Pulau Sembilan Kabupaten Langkat pada tahun 2009. Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapang (PKL) di HTI PT. Arara Abadi Distrik Duri II, Provinsi Riau.

Semester delapan, penulis melaksanakan penelitian dengan judul ”Kualitas Papan Serat Berkerapatan Tinggi dari Sludge Terasetilasi”, di bawah bimbingan Bapak Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Evalina Herawati S.Hut, M.Si.

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan segala berkat, kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Kualitas Papan Serat Berkerapatan Tinggi dari Sludge Terasetilasi ”. Papan serat berkerapatan tinggi (hardboard) dibuat dari limbah pulp dengan tujuan untuk mengurangi penggunaan kayu dengan menambahkan asetat anhidrida untuk mendapatkan hasil yang baik. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menjadi Sarjana Kehutanan.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada Ibu Rosetty Marsaulina Pandiangan yang selalu mendoakan, memberi dukungan, kasih sayang dan materi serta menginspirasi penulis untuk tetap semangat dalam mewujudkan skripsi ini. Kakak dan adik-adik yang mendoakan dan memberi dorongan dalam mengerjakan skripsi ini. Komisi Pembimbing Skripsi yaitu Bapak Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Evalina Herawati, S.Hut, M.Si yang telah membimbing dan memberi masukan-masukan serta saran dalam pembuatan skripsi selama ini.

Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam penulisan skripsi ini, untuk itu penulis memohon maaf atas kekurangan yang ada. Penulis mengharapkan agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa kehutanan secara khusus dan masyarakat secara umum. Akhir kata penulis menyampaikan terima kasih.

Medan, November 2010

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

RIWAYAT HIDUP ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 2

Hipotesis Penelitian ... 2

TINJAUAN PUSTAKA Sludge ... 3

Defenisi dan Klasifikasi Papan Serat ... 6

Papan Serat Berkerapatan Tinggi (Hardboad) ... 8

Asetat anhidrida ... 10

Perekat ... 11

Perekat Isosianat ... 12

METODOLOGI Waktu dan Tempat ... 16

Alat dan Bahan ... 16

Prosedur Penelitian ... 17

Persiapan Bahan Baku ... 17

Pembuatan Papan Serat ... 18

Pengujian Papan Serat ... 19

Analisis Data ... 25

HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat fisis ... 27

Kerapatan ... 27

Kadar Air ... 29

Daya Serap Air ... 31

(9)

Sifat Mekanik ... 36

Keteguhan Patah (MOE) ... 36

Keteguhan Lentur (MOR) ... 38

Keteguhan Rekat Internal (IB) ... 39

Kuat Pegang Sekrup... 42

Ketahanan Hardboard Terhadap Serangan Rayap ... 43

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 47

Saran ... 47 DAFTAR PUSTAKA

(10)

DAFTAR TABEL

No. Halaman

1. Klasifikasi Papan Serat Berdasarkan kerapatan ... 8 2. Nilai-nilai Rata-rata Hasil Pengujian Sifat Fisis Hardboard... 27 4. Persentase Kehilangan Berat Sampel Hardboard Uji Ketahanan ... 44 5. Klasifikasi Ketahanan Kayu Terhadap Rayap Tanah Berdasarkan

(11)

DAFTAR GAMBAR

No. Halaman

1. Papan Hardboard ... 26

2. Pola Pengambilan Contoh Uji Pada masing-masing Pengujian ... 19

3. Cara Pembebanan pengujian MOR ... 21

4. Pengujian keteguhan Rekat ... 23

4. Skema Proses Pengerjaan Hardboard ... 26

5. Nilai Kerapatan Hardboard ... 29

6. Nilai Kadar Air Hardboard ... 31

7. Nilai Daya Serap Air Hardboard... 32

8. Nilai Pengembangan Tebal Hardboard ... 34

9. Nilai Modulus of Elasticity Hardboard ... 37

10. Nilai Modulus of Rupture Hardboard ... 38

11. Nilai Internal Bond Hardboard ... 40

12. Nilai Kuat Pegang Sekrup Hardboard ... 42

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

No. Halaman

1. Data Pengukuran Kerapatan dan Kadar Air ... 52

2. Analisis Sidik Ragam Sifat Fisis Hardboard ... 52

3. Hasil Uji Lanjutan Duncan Pengembangan Tebal ... 53

4. Data Pengukuran DSA dan Pengembangan Tebal ... 53

5. Analisis Sidik Ragam Sifat Mekanik ... 54

6. Hasil Uji Lanjutan Duncan ... 54

(13)

Yessie Monica Sibagariang. Kualitas Papan Serat Berkerapatan Tinggi dari

Sludge Terasetilasi. Dibimbing oleh Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si dan

Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.

ABSTRAK

Kata kunci: sludge terasetilasi, hardboard sifat fisis, sifat mekanis, dan ketahanan

(14)

Yessie Monica Sibagariang. Quality of High Density Fibreboard Made of

Acetylated Sludge. Supervised by Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si and

Evalina Herawati, S.Hut, M.Si.

ABSTRACT

Key words: acetylated sludge, hardboard, physical properties, mechanical properties durability of termites attack.

(15)

PENDAHULUAN

Latar belakang

Kayu memegang peranan penting dalam berbagai aspek kehidupan masyarakat, tidak bisa dipungkiri bahwa secara tidak langsung ketergantungan masyarakat terhadap kayu sangat tinggi dalam memenuhi kebutuhan hidup. Namun, pada kenyataannya ketersediaan kayu di alam juga semakin menipis seiring bertambahnya jumlah penduduk. Mengantisipasi hal tersebut berbagai upaya pun dilakukan demi mencari alternatif pengganti kayu, yaitu dengan memanfaatkan bahan-bahan lain yang berlignoselulosa menjadi produk yang baru yang lebih homogen, kekuatan yang lebih tinggi dan bermanfaat.

Salah satu bahan berlignoselulosa adalah sludge, yakni limbah padat yang dihasilkan industri pulp dan kertas baik sumber kayunya berasal dari hutan tanaman industri maupun hutan alam. Sludge yang dihasilkan dari industri pulp dan kertas sekitar 3 – 4 % dari produk riil pulp dan kertas (Roliadi dkk., 2006).

Menurut Karcher dan Baser (2001), industri pulp dan kertas di Amerika rata-rata menghasilkan kurang lebih 900 ton sludge per hari. Di Indonesia sendiri, PT. Pindo Deli Pulp & Paper salah satu gambaran perusahaan pulp dan kertas di

Indonesia menghasilkan 1000 sampai 1500 ton sludge per bulan (PT. Pindo Deli Pulp dan Paper, 2002). Angka ini merupakan jumlah yang besar

sehingga memerlukan cara penyaluran limbah yang tepat agar tidak sampai mencemari lingkungan.

Pemanfaatan sludge menjadi papan serat berkerapatan tinggi (hardboard)

merupakan upaya kreatif untuk memberi solusi permasalahan bahan baku kayu untuk industri dan pencemaran limbah industri pulp dan kertas yang terus

(16)

meningkat. Pemanfaatan sludge menjadi hardboard ini menggunakan perekat isosianat dan ditambahkan asetat anhidrida dengan tujuan untuk memekarkan selulosa serat sludge sehingga papan yang dihasilkan memiliki kerapatan dan kekuatan yang maksimal. Hardboard secara prinsip, menurut Buiddirect (2009), sama saja dengan papan partikel dan MDF, hanya saja hardboard lebih keras dan lebih rapat. Hardboard memiliki kerapatan antara 0,8 - 1,2 g/cm3. Hardboard

merupakan produk papan komposit yang pada dasarnya berasal dari serat berlignoselulosa yang dikombinasikan dengan perekat. Pemanfaatan sludge

menjadi hardboard dapat menciptakan nilai tambah sludge dan dapat memberikan peluang yang nyata untuk mengurangi volume penggunaan kayu serta menangani pencemaran lingkungan

Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal), sifat mekanis

(modulusof elasticity, modulus of rupture, internal bond dan kuat pegang sekrup) dan ketahanan hardboard terhadap serangan rayap.

Hipotesis

Pengaruh pemberian asetat anhidrida terhadap sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap air dan pengembangan tebal), sifat mekanis (modulusof elasticity, modulus of rupture, internal bond dan kuat pegang sekrup) dan ketahanan

(17)

TINJAUAN PUSTAKA

Sludge

Sludge adalah istilah umum yang digunakan untuk residu atau limbah yang dihasilkan dari proses pembuatan pulp dan kertas. Mengetahui lebih jelas tentang

sludge, penting untuk mengetahui bagaimana sludge terbentuk. Secara umum,

sludge merupakan residu padat yang diperoleh dari aliran air limbah proses pembuatan pulp dan kertas. Sludge dihasilkan pada dua tahapan proses. Sludge

primer didapat dari tahap pertama proses pada bagian pencucian atau penjernihan awal serat. Pencucian awal biasanya terbawa oleh proses sedimentasi. Proses sedimentasi limbah cair tersebut dipompa ke tangki penampungan besar, dimana bahan-bahan padatnya diloloskan melalui bagian dasar tangki. Bahan-bahan padat berkisar 1,5 - 6,5% dari jumlah limbah bergantung pada karakteristik materialnya. Air sisa pencucian dilewatkan ke tahapan kedua (Scott dan Smith, 1995).

Sludge adalah larutan berbentuk lumpur yang terdiri dari serat-serat kayu berukuran kecil yang tak layak mutu untuk dijadikan kertas bercampur dengan

filler yaitu kalsium karbonat (CaCO) dan air (H2O). Limbah padat berserat industri kertas dihasilkan dari pemisahan serat yang lolos pada pembuangan limbah cair mesin kertas. Limbah padat ini jumlah dan karakteristiknya sangat bervariasi tergantung dari bahan baku, proses pembuatan dan produk yang dihasilkan (Haroen dkk., 2007).

Industri kertas menghasilkan beberapa jenis limbah padat antara lain

sludge, biosludge, dan pith. Di antara limbah padat tersebut, sludge merupakan limbah dengan volume terbesar. Semakin meningkatnya kebutuhan kertas, semakin tinggi pula limbah sludge yang dihasilkan. Karakteristik sludge industri

(18)

kertas antara lain lembek, strukturnya lunak seperti bubur, berwarna abu-abu keruh atau kehitaman, dan berbau tidak sedap. Seperti halnya limbah agroindustri lainnya, sludge merupakan limbah dengan kandungan senyawa karbon yang sangat tinggi. Limbah padat pabrik kertas juga mengandung unsur-unsur lain yaitu kalium, kalsium, magnesium, besi, dan sulfida yang merupakan hara untuk tanaman. Selain itu, limbah pabrik kertas umumnya mengandung logam-logam berbahaya seperti merkuri (Hg), tembaga (Cu), crom (Cr), timbal (Pb), seng (Zn), dan nikel (Ni) (Arisandi, 2002). Berdasarkan aspek nutrisi tanaman, aplikasi kompos sludge memperbaiki medium tumbuh karena kompos merupakan sumber hara makro dan mikro bagi tanaman (Widyati, 2006). Namun demikian, karakteristik limbah sangat dipengaruhi oleh bahan baku dan proses produksi kertas.

Sludge merupakan limbah padat pabrik kertas yang terdiri dari padatan 90% dan air 10% yang didapat dari proses pengendapan pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Selain itu limbah padat kertas juga menghasilkan sludge

sekunder yang merupakan hasil sampingan dari pengendapan air (biological aeration) limbah yakni dengan penambahan mikroorganisme untuk menetralisir bahan kimia yang terkandung pada air limbah sebelum dialirkan, sludge sekunder tersusun dari bahan baku pulp yang mengandung mikroorganisme sebagai efek dari biological aeration, limbah padat kertas juga menghasilkan pith yang berupa bahan dari proses depething plant yaitu pemisahan secara mekanik bahan baku pulp yaitu bahan serat dan bahan bukan serat (Hastutik dkk., 2006).

(19)

Sludge merupakan limbah industri pulp dan kertas yang dihasilkan dalam kuantitas yang besar setiap harinya. Sebagian besar sludge ditumpuk oleh perusahan, sehingga menghasilkan masalah finansial dan masalah lingkungan. Umumnya industri kertas menghasilkan sekitar 900 ton sludge per hari. Biaya harian untuk penumpukan sludge yaitu sebesar $2.250 ($2,50/ton). Peraturan yang berkembang di beberapa negara saat ini adalah dengan membatasi jenis dan jumlah sludge yang dapat dikubur di tanah. Hal ini dapat membatasi cara pembuangan sludge di masa depan. Menemukan cara baru adalah cara yang tepat untuk menyalurkan limbah sludge akan menguntungkan industri pulp dan kertas secara finansial dan juga memberikan pengaruh positif pada lingkungan yaitu mengurangi pencemaran tanah (Karcher dan Baser, 2001).

Umumnya sumber limbah padat yang dihasilkan dari industri pulp atau kertas berasal dari reject proses penyediaan stok, unit pemulihan serat dan hasil akhir instalasi pengolahan limbah cair berupa sludge yang keluar dari belt press. Komponen dari limbah padat terdiri dari serat pendek, serta bahan pengisi, plastik, logam, wax dan pengotor lainnya. Limbah padat berserat yang berasal dari keluaran belt press umumnya masih mengandung 60% serat pendek, sedangkan sisanya berupa bahan pensisi. Limbah padat ini biasanya dibuang sebagai tanah urugan, masih mengandung air sekitar 60 - 80% (Haroen dkk., 2007).

Sludge kertas pada dasarnya terdiri atas serat-serat kayu dan berbagai materi inorganik, seperti lumpur kaolin dan kalsium karbonat. Penggunaan sludge

kertas dapat dijadikan cara yang inovatif untuk mendaur ulang sludge kertas. Industri kertas menghasilkan sekitar 4 juta ton sludge setiap tahunnya, dimana sebagian besar mengandung sejumlah serat bermutu tinggi. Kandungan sludge

(20)

berbeda-beda pada tiap industri tergantung proses pengerjaan yang digunakan. Hal ini mengakibatkan tantangan besar dalam teknologi pemanfaatan sludge.

Sludge yang berasal dari proses pulping murni mengandung serat kayu yang berpotensi. Akan tetapi sludge juga mengandung kontaminan seperti chip kayu dan kotoran berupa tanah. Di sisi lain, sludge yang berasal dari daur ulang kertas biasanya mengandung sedikit serat dan lebih banyak filler (pengisi) serta berbagai kontaminan termasuk plastik, bahan baku serta kotoran (tanah). Sulit untuk mengenali dan mengelompokkan kandungan beragam dari sludge yang dihasilkan tersebut. Seiring dengan bertambahnya proses daur ulang kertas yang dilakukan dan permintaan terhadap kertas daur ulang, maka otomatis volume sludge yang dihasilkan oleh industri juga meningkat (Scott dan Smith, 1995).

Komposisi kimia limbah padat banyak dipengaruhi oleh komponen kimia yang tergantung dari sumber limbah tersebut berasal. Limbah padat berserat yang dihasilkan dari produk kertas mempunyai kandungan senyawa organik dengan komponen utamanya adalah serat selulosa sebanyak ± 60% dan sisanya senyawa anorganik. Pemanfaatan limbah padat ini menjadi bahan untuk pembuatan papan serat ditentukan oleh jumlah dan kualitas serat yang terkandung didalamnya. Bila fraksi serat masih cukup tinggi maka mutu papan serat sebagai salah satu komponen bahan bangunan akan terpenuhi (Haroen dkk., 2007).

Defenisi dan Klasifikasi Papan Serat

Papan serat (fiberboard) merupakan produk panel kayu yang baru dikembangkan pada tahun 1960-an. Bentuk papan serat mirip dengan papan keras dan papan partikel, tetapi cara pembuatannya berbeda dengan keduanya. Sifat-sifat papan serat adalah:

(21)

1) tidak ada keteguhan dalam arah panjang dan lebarnya, 2) dapat menghasilkan lembaran yang lebar,

3) permukaannya licin dan cukup keras, 4) tidak mudah pecah dan retak, dan 5) mudah dilengkungkan

(Kollman dkk., 1975).

Papan serat merupakan panel yang dihasilkan dari pengempaan serat kayu atau bahan berlignoselulosa lain dengan ikatan utama berasal dari bahan baku yang bersangkutan (khususnya lignin) atau bahan lain (khusus perekat) untuk memperoleh sifat khusus. Papan serat merupakan produk panel yang berupa serat sehingga pembuatannya didahului dengan pembuatan pulp sebagai bahan dasarnya. Proses pembuatan selanjutnya dilakukan dengan membentuk lembaran dan pengempaan (pengepresan). Proses pembuatannya mirip pembuatan papan

keras dan papan partikel dengan penambahan sedikit modifikasi (Kollman dkk., 1975).

Papan serat adalah papan tiruan dengan ketebalan melebihi 1,5 mm yang terbuat dari serat berlignoselulosa yang kekuatannya berasal dari ikatan primer antar serat masing-masing serta daya rekatnya sendiri (International Standar Organization atau ISO, dalam Adnan, 1994). Klasifikasi papan serat dibedakan atas dasar tipe bahan baku, metode pembuatan lembaran, kerapatan, dan fungsi atau kegunaan (Kollman dkk., 1975).

(22)

Tabel 1. Klasifikasi papan serat berdasarkan kerapatan

No. Jenis Papan Serat Kerapatan (g/cm3)

Non Compressed Fiberboard (Insulation board) a. Semi Rigid Insulation

b. Rigid Insulation Board

Compressed Fiberboard

a. Intermediate/Medium Dencity Fiberboard b. Hardboard

c. Special Dencity Hardboard

0,02 – 0,15 0,15 – 0,40 0,40 – 0,80 0,80 – 1,20 1,20 – 1,45

Sumber : Kollmann dkk., (1975)

Papan Serat Berkerapatan Tinggi (Hardboard)

Hardboard yang juga dikenal sebagai papan serat berkerapatan tinggi adalah salah satu tipe produk hasil pendaurulangan. Secara prinsip, hardboard

sama saja dengan papan partikel dan MDF, hanya saja lebih keras dan lebih rapat.

Hardboard memiliki kerapatan antara 0,8 - 1,2 g/cm3. Sehingga hardboard ini memiliki kestabilan tinggi untuk digunakan sebagai material lantai laminasi dan bahan kontruksi. Apabila hardboard dibuat dengan proses basah (wet process)

atau tanpa menggunakan perekat, yaitu hanya menggunakan ikatan lignin dan ikatan H2O maka hardboard yang dihasilkan tidak dapat digunakan untuk eksterior karena akan menyerap air. Sebaliknya, jika hardboard dibuat dengan proses kering (dry process) maka papan yang dihasilkan lebih tahan terhadap air dan pengaruh cuaca dan kelembaban. Sehingga hardboard ini dapat dimanfaatkan untuk dinding, lantai maupun pelapis kontruksi (Builddirect, 2009).

Hardboard adalah produk papan komposit yang pada dasarnya berasal dari serat berlignoselulosa yang dikombinasikan dengan perekat sintetis atau dengan sistem ikatan lainnya yang diproses dengan tekanan dan suhu tinggi.

(23)

Hardboard memiliki permukaan yang rata, kaku, rapat, dan halus. Mudah dikerjakan dengan mesin dan dapat dipotong tanpa merusak permukaannya.

Hardboard juga dapat dikombinasikan dengan vinir ataupun pelapis plastik sebagai penambah nilai estetika maupun nilai ekonominya (Maloney, 1993).

Cara pembuatan hardboard mirip dengan papan partikel. Hardboard

merupakan material olahan yang tidak tahan terhadap air dan kelembapan. Daerah-daerah yang memiliki kelembaban tinggi, sebaiknya tidak menggunakan

hardboard. Produk-produk jadinya bisa berbentuk mebel (furniture), rak televisi, kabinet televisi, piano, organ, loudspeaker, moulding, meja bahkan lemari dan barang dekoratif lainnya (Bowyer dkk., 2003).

Hardboard memiliki banyak keunggulan diantaranya yaitu dapat diatur ketebalannya, dapat dibentuk, permukaannya licin dan cukup keras, dan tidak ada keteguhan dalam arah panjang dan lebarnya. Secara konvensional papan serat dapat diproduksi dengan proses kering yaitu dengan serat-serat ditambahkan perekat, dimana perekat yang digunakan selama ini berdasarkan formaldehida adalah perekat UF dan PF, yang berefek emisi formaldehida. Karena UF dan PF memiliki efek emisi formaldehida. Kemudian dicoba dengan menggunakan perekat yang non-formaldehida yang bertipe baru yaitu perekat isosianat.

Asetat anhidrida (CH3CO2)O

kelembapan di udara membent pembuatan hardboard dari sludge berfungsi untuk memekarkan selulosa sludge,

(24)

sludge juga dapat mendorong terjadinya ikatan antar serat-serat sludge (Maloney, 1993) .

Asetat anhidrida melebur pada suhu 73oC, dan mendidih pada suhu 139oC dan memiliki kerapatan 1,080 g/mL pada suhu 15oC. Asetat anhidrida dapat terbakar dengan titik pembakaran 54oC. Larutan ini dapat langsung terbakar dan menghasilkan api besar. Asetat anhidrida dapat dihasilkan dari dehidrasi asam asetat pada suhu 800oC. Reaksi antara asam klorida dan sebuah atom asam asetat (contohnya sodium asetat) menghasilkan asetat anhidrida dan sebuah garam

(Shakhashiri, 2008).

Menurut IOSHIC (2006) asetat anhidrida merupakan senyaw air. Air tidak cocok digunakan untuk memadamkan api yang disebabkan asetat anhidrida, sebaiknya digunaka

2O merupakan salah satu

3CO)2O. Asetat

anhidrida dihasilkan melalu reaksi: Asam asetat → Asetat anhidrida

Asetat anhidrida dapat meningkatkan ketahanan terhadap jamur, serangga, degradasi ultraviolet, stabilitas pada kondisi panas, stabilitas dimensi, kekakuan, kekerasan, kesesuaian dengan bahan lain, dan penyerapan kelembaban. Proses terjadinya asetilisasi pada serat kayu dapat dilihat pada reaksi di bawah ini:

(25)

(Rowell, 2004).

Pengaruh buruk dari asetat anhidrida adalah dapat menyebabkan iritasi. Asetat anhidrida bersifat korosif dan mengiritasi mata, kulit, pernafasan sehingga penggunaan asetat anhidirida sangat dianjurkan untuk di tempat-tempat tertentu yang jauh dari jangkauan. Proses pembuatan asetat selulosa, satu grup asetil dari setiap molekul asetat anhidrida bereaksi dengan selulosa dan grup asetil lainnya diubah menjadi asam asetat yang dapat didaur kembali untuk menghasilkan lebih banyak asetat anhidrida atau digunakan untuk menghasilkan asam asetat lainnya (Lewis, 1997).

Perekat

ASTM (American Society for Testing and Materials) mendefinisikan bahwa perekat adalah suatu bahan yang mampu mengikat material secara bersama-sama melalui hubungan permukaan. Perekatan adalah suatu keadaan dimana dua permukaan diikat bersama-sama melalui kekuatan interfasial, mungkin daya valensi, aksi bersikunci, atau keduanya. Daya valensi adalah daya tarik-menarik yang dihasilkan dari interaksi atom, ion-ion, dan molekul-molekul yang ada pada perekat dan sirekat. Aksi bersikunci disebut juga sebagai ikatan mekanik, yang berarti permukaan diikat bersama-sama dengan perekat. Perekat menjangkarkan diri pada sirekat selama proses pematangan (solidification) (Vick, 1999).

Secara kimiawi, polimer sintetik dirancang dan dirumuskan dalam perekat untuk menunjukkan variasi yang besar dari fungsi ikatannya. Apakah itu berbahan dasar thermoplastk atau thermosetting yang berpengaruh besar pada kemampuan

(26)

perekat dalam aplikasinya. Thermoplastik adalah polimer rantai panjang yang mencair pada saat dipanaskan, kemudian mengeras kembali saat pendinginan. Contohnya adalah PVAc (polyvinyl acetate), elastomer, dan lain-lain. Polimer

thermosetting memiliki reaksi kimia yang bersifat irreversible, artinya pada saat pemanasan kembali, perekat tidak bisa mencair lagi. Polimer ini mempunyai kekuatan yang tinggi, ketahanan terhadap kelembaban, cukup kaku, dan memiliki kemampuan jangka pembebanan yang lama tanpa mengalami perubahan bentuk. Jenis perekat yang tergolong kategori polimer ini adalah fenol, resorsinol, melamin, isosianat, urea, dan epoksi (Vick, 1999).

Perekat Isosianat

Isosianat dikenal sebagai diphenylmethane di-isocyanate (MDI) biasanya digunakan dalam pembuatan produk papan komposit. MDI secara utama digunakan dalam pembuatan OSB (Oriented Strands Board). Perekat ini dipilih berdasarkan pada kesesuaiannya untuk produk khusus dengan pertimbangan bahan-bahan yang direkatkan, kadar air saat perekatan, sifat mekanis, dan ketahanannya, serta biayanya (Vick, 1999).

Salah satu perekat kayu yang tidak menghasilkan emisi formaldehida adalah perekat poliisosianat atau yang lebih dikenal dengan sebutan API (Aqueous Polymer Isocyanate). Perekat ini dapat digunakan baik untuk proses kempa panas maupun kempa dingin. Perekat API pada dasarnya terdiri dari polimer larut air dan emulsi, yaitu poli vinil alkohol (PVOH) dan emulsi lateks seperti SBR (Styrene Butadiene Rubber) dengan senyawa isosianat sebagai crosslinking agent

(27)

Perekat poliisosianat ini mempunyai sifat daya rekat yang baik pada suhu ruang dan sangat tahan terhadap air panas atau air mendidih serta bersifat ramah lingkungan (Taki 1998; Hongjiu dkk., 2006). Hanya saja, perekat ini masih sangat mahal sehingga berpengaruh terhadap harga kayu olahan di tingkat produksi.

Pembuatan hardboard ini menggunakan bahan perekat yaitu perekat PI-120 berbasis isosianat. PI-120 adalah salah satu jenis perekat dari bahan dasar polimer isosianat dengan pelarut air yang ditujukan untuk perekatan kayu lamina dari bahan kayu daun lebar menggunakan kempa dingin. PI-120 bersama dengan bahan pengerasnya H-3 dapat digunakan sebagai perekat struktural dengan sifat ketahanan yang sangat baik terhadap air. Pot life-nya cukup panjang, sekitar 120 menit pada suhu 20oC. Sifat perekat ini sangat baik dan mudah dalam pemanfaatannya. Perekat ini berupa cairan berwarna putih kental dengan kandungan total padatan 40 - 44%, viskositas 40 - 80 poise (4 - 8 Pa.s) dan pH 6,0 - 8,0. Bahan pengerasnya berupa cairan berwarna coklat gelap dengan

kandungan total padatan minimum 98% dan viskositas 1,5 - 2,0 poise (0,15 - 0,2 Pa.s). Perekat berbasis isosianat ini tidak mengandung senyawa

formaldehida dan tidak menggunakan hardener yang mengandung senyawa formaldehida (Maloney, 1993).

Pencapaian keberhasilan proses perekatan salah satu faktor yang perlu diperhatikan adalah waktu pengempaan. Pengempaan produk perekatan atau rakitan perekatan bertujuan untuk menempelkan lebih rapat sehingga garis perekat dapat terbentuk serata mungkin dengan ketebalan yang setipis mungkin. Pengempaan di dalam proses perekatan dibagi ke dalam dua tipe, (1) pengempaan dingin (repressing atau cold pressing), (2) pengempaan panas (hot pressing) yang

(28)

dijalankan dengan suhu dan tekanan tertentu. Beberapa faktor lain yang perlu diperhatikan dalam proses pengempaan adalah lama waktu kempa (lama waktu tekan), tekanan spesifik, dan suhu pengempaan (Yulianto dkk., 2007).

Waktu kempa tergantung dari beberapa faktor antara lain: tipe atau jenis perekat yang dipergunakan. Prinsip yang dipakai untuk menentukan lama waktu pengempaan adalah perilaku jenis perekat dan kondisi adonan perekat yang dipakai sewaktu dikenai tekanan. Waktu kempa juga dipengaruhi oleh ketebalan

bahan yang direkat dan komposisi adonan atau larutan perekat (Ruhendi dkk., 2007).

Tekanan spesifik berfungsi sebagai pembatas kemungkinan terjadinya pecah pada venir panel karena tegangan yang dapat diterima oleh jenis kayu atau venir dan bahan yang direkat kayu terlewati. Tekanan spesifik untuk rakitan perekatan didasarkan pada berat jenis kering tanur dari panel yang sedang dikerjakan atau berdasarkan jenis kayu yang dipergunakan (Ruhendi dkk., 2007).

Suhu pengempaan berhubungan dengan waktu pengempaan. Suhu yang tinggi diperlukan untuk mematangkan perekat dengan cepat tetapi kurang ekonomis karena diperlukan biaya yang tinggi untuk membawa suhu kempa ke suhu yang lebih tinggi dari suhu kamar. Suhu yang rendah dipakai untuk mematangkan perekat tetapi diperlukan waktu yang lebih lama. Kompromi antara biaya dan waktu pengempaan berarti membentuk kombinasi keduanya yang selanjutnya akan menentukan kapasitas pabrik berjalan untuk memproduksi produk perekatan (Ruhendi dkk., 2007).

(29)

Spesifikasi hardboard berdasarkan Jappanesse industrial Standart (JIS) A 5905 (2003) berdasarkan sifat fisis dan mekanisnya papan serat berkerapatan tinggi antara lain

- Kerapatan : 0,8 - 1,2 g/cm3 - Kadar air : 5-13%

- Daya serap air : maksimum 25% - Pengembangan tebal : maksimum12% - Keteguhan rekat : minimum 4,08 kgf/cm2

- MOR : minimum 357 kgf/cm2

- MOE : minimum 25500 kgf/cm2

(30)

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan dari bulan Juli – November 2009. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian dan Laboratorium Kimia Polimer Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara serta Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.

Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah disintegrator untuk

mengaduk sludge, kempa panas untuk menekan sampel, saringan ukuran 40 mesh

untuk menyaring sludge, timbangan elektrik untuk menimbang berat sampel, oven

untuk mengeringkan sampel dan mengetahui kadar air sludge, mesin bandsaw,

untuk memotong sampel yang telah jadi, kamera digital untuk dokumentasi hasil, plat besi dan bingkai besi (frame) untuk mencetak sampel jadi papan serat, plastik untuk wadah sludge, kaliper untuk mengukur ketebalan papan serat, circular saw

untuk memotong sampel yang telah jadi, mesin amplas untuk meratakan papan serat yang sudah dipotong, alat tulis, untuk mencatat hasil.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sludge sebagai sampel untuk pembuatan hardboard. Asetat anhidrida (CH3CO2)O untuk memperluas permukaan papan serat sehingga mempermudah untuk dibentuk menjadi papan, perekat isosianat jenis PI-120 dengan pengeras H3M untuk merekatkan sampel.

(31)

Metode Pelaksanaan Persiapan bahan baku

Kegiatan persiapan bahan baku dilakukan dalam 5 tahap yaitu: 1. Pengadaan bahan baku

Sludge diperoleh dari PT. Pindo Deli Mandiri Deli Tua Medan. Sludge

diperoleh dari kolam penampungan limbah yang disedot dan diambil secara manual dari kolam, kemudian dimasukkan ke dalam wadah-wadah atau kantong plastik berukuran besar.

2. Proses pencucian

Sludge yang telah diperoleh dimasukkan ke dalam alat disintegrator

(pengaduk) dan ditambahkan air secukupnya sampai sludge tersebut tenggelam. Pengadukan dilakukan selama 20 - 25 menit. Pengadukan ini dilakukan untuk dapat memisahkan sludge dari kandungan kapurnya, sehingga serat-seratnya terpisah.

3. Penyaringan dan pengeringan

Sludge yang sudah dipisahkan dari kandungan kapurnya, kemudian disaring dengan menggunakan saringan 40 mesh agar terpisah serat dari kapur dan airnya. Setelah didapatkan serat sludge maka sludge yang sudah disaring tersebut dikeringkan secara alami sampai kadar air mencapai 5 – 10%.

4. Pencampuran asetat anhidrida

Asetat anhidrida dicampurkan pada serat sludge yang telah disaring dengan pemberian konsentrasi 0%, 3%, 5%, dan 7%. Pemberian asetat anhidrida ini bertujuan untuk memekarkan selulosa serat sludge, agar permukaan serat-serat

(32)

sludge melebar sehingga mempermudah untuk dibentuk menjadi papan, kemudian sludge dikeringudarakan.

5. Pencampuran bahan baku dan perekat

Setelah serat kering, dilakukan pencampuran serat sludge dengan perekat isosianat. Pencampuran perekat dilakukan dengan metode pengadukan

Pembuatan Hardboard

Proses selanjutnya adalah pembuatan hardboard akan dilakukan dengan proses kering (dry process) yaitu dengan menggunakan pengempaan panas (hot press). Adonan sampel diaduk dan disemprot kembali dengan perekat isosianat.

Pengempaan dilakukan dengan suhu 1700 C dan tekanan 45 Pa selama 20 – 25 menit. Ukuran papan yang akan dibuat dengan ukuran 25 x 20 x 1 cm dengan kerapatan 1,2 g/cm3. Dilakukan conditioning selama 4 - 5 jam dalam frame tersebut setelah dikeluarkan dari kempa.

(33)

Pengujian Hardboard

Pengujian dilakukan dengan menggunakan standar pengujian Japan Industrial Standard (JIS) 5905-2003 untuk hardboard. Pembagian sampel untuk pengujian dapat dilihat pada Gambar 1.

Keterangan gambar:

A = Contoh uji kadar air dan kerapatan

B = Contoh uji untuk MOR dan MOE

C = Contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal

D = Contoh uji untuk IB

E = Contoh uji untuk kuat pegang sekrup

F = Contoh uji untuk keawetan

Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian sifat fisis, sifat mekanis dan keawetannya, yaitu:

1. Pengujian sifat fisis papan serat a. Kerapatan

Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering

10 cm 2,5 cm

2,5 cm 5 cm

5 cm

A

B

C

D

E

10 cm 2,5 cm 2,5 cm 5 cm

1 cm

Gambar 2. Pola pengambilan contoh uji pada masing-masing pengujian dengan ukurra 20 x 25 x 1 cm

(34)

Kerapatan (g/cm3) = ) ( ) ( 3 cm Volume gram Berat Keterangan:

Berat = berat awal sampel

Volume = volume (panjang x lebar x tebal) sampel

b. Kadar Air (KA)

Kadar air papan serat dihitung berdasarkan berat awal (BA) dan berat kering setelah dioven (BKO) selama 24 jam pada suhu 103 ± 20 C.

Nilai KA dihitung berdasarkan rumus:

Kadar air (%) = x100%

BKO BKO

BA−

Keterangan:

Berat = berat awal sampel

Volume = volume (panjang x lebar x tebal) sampel

c. Daya Serap Air (DSA)

Daya serap air (DSA) papan serat dihitung berdasarkan berat sebelum (B1) dan setelah perendaman (B2) dalam air selama 2 dan 24 jam dihitung dengan rumus :

DSA(%) = 100%

1 1 2 x B B B − Keterangan:

B1 = berat sebelum perendaman

B2 = berat setelah perendaman

d. Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal berdasarkan pada tebal sebelum (T1) dan tebal setelah perendaman (T2) dalam air selama 2 dan 24 jam dihitung dengan berdasarkan rumus :

T (%) = 100%

1 1 2 _x T T T −

(35)

Keterangan:

T1 = tebal sebelum perendaman

T2 = tebal setelah perendaman

2. Pengujian sifat mekanis papan serat

a. Keteguhan Patah (Modulus of Rupture = MOR)

Pengujian keteguhan patah dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine dengan menggunakan lebar bentang (jarak penyangga) 15 cm.

Beban

L Penyangga l

b b

Gambar 3. Cara Pembebanan Pengujian MOR

Nilai MOR dihitung dengan menggunakan rumus:

Keterangan :

MOR : Modulus patah (kg/cm2)

P : Beban Maksimum (kg)

L : Jarak sangga (cm)

b : Lebar contoh uji (cm)

d : Tebal contoh uji (cm)

b. Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity = MOE)

Pengujian modulus lentur papan serat dilakukan bersama-sama dengan pengujian keteguhan patah dengan memakai contoh uji yang sama. Besarnya

Contoh Uji MOR = 2 . . 2 . . 3 d b L P

(36)

defleksi yang terjadi pada saat pengujian dicatat pada setiap selang beban tertentu.

Nilai MOE dihitung berdasarkan rumus :

Keterangan:

MOE : Modulus lentur (kg/cm2)

∆P : Beban sebelum batas proporsi (kg)

L : Jarak sangga (cm)

∆Y : Lenturan pada beban (cm)

b : Lebar contoh uji (cm)

d : Tebal contoh uji (cm)

c. Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond)

Keteguhan rekat diperoleh dengan cara merekatkan kedua permukaan contoh uji pada balok besi. Kemudian balok besi tersebut ditarik secara berlawanan. Nilai keteguhan rekat internal dihitung berdasarkan rumus :

IB =

Pmax

Keterangan

IB = Keteguhan rekat internal (kg/cm2) P max = Beban maksimum (kg)

A = Luas permukaan contoh uji (cm2) Arah beban Balok besi Contoh uji Arah beban

Gambar 4. Pengujian Keteguhan Rekat (Internal Bond) MOE = 3 3 . . . 4 . d b Y L P ∆ ∆

(37)

d. Kuat Pegang Sekrup

Sekrup dimasukkan ke dalam contoh uji yang berukuran 5 x 10 cm hingga mencapai kedalaman 8 mm. Sekrup yang digunakan berdiameter 7 mm dan panjangnya 16 mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam kilogram.

3. Pengujian ketahanan hardboard terhadap serangan rayap

Pengujian ketahanan ini dilakukan untuk mengetahui sifat ketahanan

hardboard terhadap serangan rayap dan organisme perusak lainnya. Metode pengujian ketahanan terhadap serangan rayap dilakukan berdasarkan metode Santoso dan Jassni (2003). Pengujian ketahanan dilakukan dengan mengumpankan contoh uji berukuran 1 x 1 x 1 cm pada rayap yang diletakkan di dalam botol. Rayap yang diumpankan berjumlah 50 rayap, dengan komposisi yaitu 45 rayap pekerja dan 5 rayap prajurit. Lama pengujian dilakukan hingga seluruh rayap mati dimana pengamatan mortalitas (tingkat kematian) rayap dihitung setiap hari dengan rumus:

Mortalitas (%) =

Keterangan:

M0 = total jumlah rayap yang diumpankan

M1 = jumlah rayap yang mati

Pengujian rayap dilakukan dengan standar SNI 01-7207-2006 tentang uji ketahanan kayu dan produk kayu terhadap organisme perusak kayu. Pada akhir pengujian dihitung persentasi kehilangan berat contoh uji dengan rumus:

Kehilangan berat (%) =

Keterangan:

W0 = berat kering oven sampel sebelum diumpankan pada rayap tanah

(38)

Analisis Data

Analisis data yang digunakan adalah rancangan acak lengkap yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian asetat anhidrida dalam konsentrasi yang berbeda yaitu 0%, 3%, 5%, dan 7% dan masing-masing sebanyak 3 kali ulangan. Model statistik dari rancangan percobaan ini adalah sebagai berikut:

Yij= µ + τi+ εij Keterangan:

Yij = respon unit percobaan yang dikenakan perlakuan ke-i ulangan ke-j

µ = Nilai rataan umum

τi = pengaruh perlakuan pemberian asetat anhidrida ke-i

εij = kesalahan unit percobaan yang dikenakan perlakuan ke-i ulangan ke-j

i = pemberian asetat anhidrida dengan jumlah konsentrasi 0%, 3%, 5%, dan 7%

j = ulangan 1, 2, 3

Hipotesis yang digunakan adalah :

Ho : pemberian asetat anhidrida dengan konsentrasi 0%, 3%, 5%, dan 7% tidak meningkatkan nilai sifat fisis, mekanis, dan keawetan hardboard yang dihasilkan.

H1 : pemberian asetat anhidrida dengan konsentrasi 0%, 3%, 5%, dan 7% meningkatkan nilai sifat fisis, mekanis, dan keawetan

hardboard yang dihasilkan.

Jika pemberian asetat anhidrida dengan konsentrasi 0%, 3%, 5%, dan 7% memberikan pengaruh terhadap sifat fisis, mekanis dan keawetan hardboard.

(39)

Test) untuk mengetahui faktor perlakuan mana yang paling berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis dan keawetan hardboard yang dihasilkan.

Skema proses pengerjaan hardboard mulai dari persiapan bahan baku hingga pembuatannya.

Gambar 5. Skema Proses Pengerjaan Hardboard dengan Ukuran Dimensi (pxlxt) = 25 x 20 x 1 cm

Pengambilan Bahan

Pencucian dan Repulping

Penyaringan Sludge

Pengeringan Sludge

Pemberian Asetat Anhidrida

Pencampuran dengan Perekat Isosianat

Pengempaan

Conditiong

(40)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisis

Pengujian sifat fisis berguna untuk mengetahui karakteristik dan kualitas fisis dari hardboard yang dihasilkan. Nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis ditampilkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Nilai rata-rata hasil pengujian sifat fisis hardboard. Konsentrasi

Asetat anhidrid KA(%)

Kerapatan (%)

DSA 2jam(%)

DSA 24 jam (%)

PT 2 jam (%)

PT 24jam (%)

0% 3,19 0,93 18,78 39,13 8,79 15,94

3% 2,88 0,93 42,93 54,56 8,8 21,03

5% 2,94 0,95 36,13 47,79 22,02 27,62

7% 2,9 0,96 36,86 48,14 20,18 28,13

a. Kerapatan

Kerapatan adalah salah satu sifat fisis yang menunjukkan perbandingan antara massa benda terhadap volumenya atau banyaknya massa zat persatuan volume. Kerapatan hardboard yang dihasilkan berkisar 0,93 – 0,96 g/cm3. Kisaran nilai tersebut telah memenuhi standar JIS A 5905-2003 dimana kerapatan

hardboard yang diperbolehkan antara 0,8 – 1,2 g/cm3. Sehingga dapat disimpulkan bahwa kerapatan hardboard yang diuji layak untuk digunakan. Namun kerapatan hardboard masih belum mencapai kerapatan target (1,2 g/cm3). Kerapatan papan tidak tercapai disebabkan kurangnya tekanan spesifik pada saat proses pengempaan panas. Sludge merupakan bahan yang ringan dan lunak sehingga sangat volumenous untuk dijadikan hardboard dan dibutuhkan pemampatan yang tinggi untuk mencapai kerapatan target. Kerapatan tidak mencapai target juga disebabkan karena penyebaran perekat kurang merata, sehingga di satu bagian papan kerapatannya tinggi dan di bagian lainnya kerapatannya rendah. Kemungkinan lain adanya efek springback (Tsoumis 1991),

(41)

yaitu usaha pembebasan tekanan yang dialami papan setelah proses pengempaan dan penyesuaian kadar air papan pada saat pengkondisian sehingga terjadi kenaikan ketebalan papan, dimana kenaikan tebal papan menyebabkan menurunnya kerapatan hardboard.

Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa pemberian konsentrasi asetat anhidrida (0%, 3%, 5%, dan 7%) tidak memberikan pengaruh terhadap kerapatan

hardboard tersebut. Hal ini disebabkan pemberian asetat anhidrida pada

hardboard tidak berfungsi untuk meningkatkan nilai kerapatannya. Rowell (2004) menyatakan bahwa asetat anhidrida dapat meningkatkan ketahanan terhadap jamur, serangga, degradasi ultraviolet, stabilisas pada kondisi panas, stabilitas dimensi, kekakuan, kekerasan, kesesuaian dengan bahan lain, dan mempengaruhi penyerapan kelembaban papan asetilasi. Kerapatan tertinggi pada konsentrasi 7% yaitu rata-rata 0,96 g/cm3 dan terendah pada konsentrasi 0% dan 3% yaitu rata-rata 0,93 g/cm3. Hasil kerapatan pada penelitian ini secara lengkap disajikan pada Gambar 6.

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20

0% 3% 5% 7%

0.93 0.93 0.95 0.96

K e ra p a ta n ( %)

Konsentrasi Asetat Anhidrida

Gambar 6. Nilai Kerapatan hardboard

JIS A 5905-2003 0,8g/cm3-1,2g/cm3

(42)

Kerapatan dipengaruhi oleh tebal dinding sel, kadar air dan proses perekatan yang dinyatakan Bowyer dkk. (2003). Peningkatan kerapatan disebabkan terjadinya pemadatan sirekat akibat pengempaan sewaktu pembuatan

hardboard. Semakin tinggi kerapatan hardboard yang dihasilkan menunjukkan bahwa ikatan antar serat yang terjadi sangat kuat dan baik. Adanya perekat yang ditambahkan dalam pembuatan hardboard membuat pori-pori antar serat tertutup dan semakin baik bidang kontak antar serat pada permukaan hardboard, hal ini akan berpengaruh terhadap kekuatan papan yang dihasilkan.

b. Kadar Air

Kadar air adalah kandungan air yang terdapat dalam partisi sewaktu digunakan atau diletakkan dalam lingkungan udara terbuka. Uap air akan berusaha masuk ke setiap benda yang ada disekelilingnya dan akan mencapai kesetimbangan dengan kadar air di udara. Namun kadar air akan sulit masuk melalui pori-pori bilamana bahan tersebut sangat kedap air. Kadar air sangat mempengaruhi kualitas fisis hardboard. Semakin tinggi kadar air, kualitas

hardboard akan semakin tidak baik.

Kadar air papan hardboard yang dihasilkan mempunyai nilai berkisar 2,88 – 3,19%. Kadar air tertinggi terdapat pada konsentrasi 0% yaitu rata-rata 3,19% dan yang terendah pada konsentrasi 3% yaitu rata-rata 2,9%. Nilai kadar air tersebut tidak memenuhi standar JIS A 5905-2003 yaitu sebesar 5 - 13%. Menurut Rowel (2004) proses asetilasi pada kayu terjadi pergantian gugus OH oleh gugus asetil, sehingga kayu asetilasi lebih kering dan memiliki kadar air yang rendah. Proses terjadinya asetilisasi pada serat sludge dapat dilihat pada reaksi di bawah ini:

(43)

Serat-OH + CH3C(=O)-O-C(=O)-CH3→ Serat-O-C(=O)-CH3 + CH3C(=O)-OH

Saat serat diberi perlakuan asetat anhidrida maka menghasilkan serat terasetilisasi dan tersisa asam asetat. Serat yang terasetilisasi tidak memiliki gugus OH lagi oleh karena pemberian asetat anhidrida pada serat tersebut. Gugus OH tersebut terdapat pada asam asetat yang dihasilkan dari hasil reaksi asetilisasi tersebut. Hal ini dapat dibuktikan dengan kadar air hardboard dengan konsentrasi asetat anhidrida 3%, 5% dan 7% lebih rendah dibandingkan kadar air hardboard

dengan konsentrasi 0% yang tidak diberi asetat anhidrida. Maka pemberian asetat anhidrida pada hardboard dapat mengurangi kadar air dibandingkan dengan

hardboard yang tidak diberi asetat anhidrida. Kadar air hardboard ini secara lengkap disajikan pada Gambar 7.

0 1 2 3 4 5

0% 3% 5% 7%

3.19

2.88 2.94 2.9

)

Konsentrasi Asetat Anhidrida

Gambar 7. Nilai Kadar Air Hardboard

Serat terasetilisasi Asam asetat

Serat Asetat anhidrida

JIS A 5905-2003 5 – 13%

(44)

Hasil sidik ragam menunjukkan pemberian konsentrasi asetat anhidrida (0%, 3%, 5%, dan 7%) tidak berpengaruh nyata terhadap hardboard, sehingga tidak perlu dilakukan uji lanjutan. Hal ini dikarenakan semakin tinggi perekat, maka permukaan papan serat akan lebih merata tertutupi karena rongga-rongga partikel dimasuki oleh serat dan sebaliknya. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Ruhendi dkk. (2007) yang menyatakan bahwa kadar air papan komposit dipengaruhi oleh kerapatannya, papan dengan kerapatan tinggi memiliki ikatan antara molekul partikel dengan molekul perekat terbentuk dengan kuat sehingga molekul air sulit mengisi rongga yang terdapat dalam papan partikel karena telah terisi dengan molekul perekat.

c . Daya Serap air

Daya serap air yang diperoleh selama perendaman 2 jam yang tertinggi adalah pada konsentrasi 3% yaitu rata-rata 42,93% dan yang terendah pada konsentrasi 0% yaitu rata-rata 18,78%. Sedangkan pada daya serap air selama 24 jam nilai tertinggi pada konsentrasi 3% yaitu rata-rata 54,56% dan terendah pada konsentrasi 0% yaitu rata-rata 39,13%. Secara keseluruhan daya serap air yang dihasilkan menunjukkan penyerapan air yang tinggi, hal ini dikarenakan papan yang dihasilkan adalah papan serat dari sludge. Serat sludge tersebut cenderung mudah menyerap air lebih banyak dalam jumlah dan waktu tertentu. Daya serap akan menurun seiring tingkat kejenuhan air dalam papan. Hal ini didukung oleh Lee (2002) dimana penelitiannya terhadap papan serat berbahan

sludge memiliki daya serap air yang tinggi hingga 71, 2%. Daya serap air ini secara lengkap disajikan pada Gambar 8.

(45)

Gambar 8. Nilai Daya Serap Air hardboard

Hasil sidik ragam menunjukkan pemberian dosis asetat anhidrida tidak berpengaruh nyata terhadap daya serap air hardboard. Hal ini dikarenakan di dalam sludge masih terdapat kalsium karbonat yang menyerap air. Asetat anhidrida hanya dapat menurunkan penyerapan air oleh serat, tetapi tidak dapat menurunkan penyerapan oleh kalsium karbonat tersebut, sehingga daya serap air

hardboard menjadi lebih tinggi. Berbeda dengan Penelitian Salim (2007) yang membandingkan hardboard dari buluh/bambu semantan (Gigantochloa scortechini Gamble) dan pinus komersil dengan menggunakan resin dan penambahan parafin, menunjukkan bahwa penambahan resin dari 1% ke 2% menurunkan daya serap air dan meningkatkan sifat mekanis yaitu MOE, MOR dan IB. Karena fungsi parafin itu sendiri berfungsi menolak air. Sehingga dengan semakin rendahnya daya serap air, maka kekuatan hardboard yang dihasilkan akan semakin meningkat dan layak pakai. Namun, bila dibandingkan hardboard

dari bahan buluh semantan dengan pinus komersil, hardboard yang berbahan dari buluh semantan lebih baik hasilnya dibandingkan yang berbahan pinus komersil.

JIS A 5905-2003 Max 25%

(46)

dari hardboard yang berbahan sludge dapat disimpulkan bahwa penelitan Salim (2007) lebih layak pakai dibanding hardboard dari bahan sludge.

Pengujian daya serap air tidak memenuhi standard JIS A 5905-2003 yaitu maksimum 25 %. Hal ini dikarenakan semakin tingginya kadar air yang terdapat pada papan serat pada saat perendaman sehingga daya serap pada papan dengan cepat menyerap air. Hal tersebut juga dapat dikarenakan distribusi perekat isosianat yang kurang merata pada adonan hardboard sebelum dikempa, sehingga terdapat rongga-rongga antar serat sludge yang menyerap air. Kandungan kalsium karbonat yang terdapat pada sludge juga mempengaruhi proses perekatan yang terjadi antar serat. Kalsium karbonat yang terkandung dalam sludge tidak dapat hilang dengan sekali pencucian. Hal ini didukung oleh Taramian et al. (2004) yang menyatakan bahwa sludge memiliki kandungan material inorganik seperti lumpur kaolin dan kalsium karbonat.

Material inorganik tersebut tidak dapat hilang seluruhnya dengan sekali pencucian saja. Hal tersebut menyebabkan kalsium karbonat mengendap yang berbentuk seperti kapur. Endapan kalsium karbonat tersebut yang menghambat proses perekatan antar serat, karena perekat tidak seutuhnya merekat pada serat sehingga terdapat rongga-rongga antar serat yang mengakibatkan daya serap air

hardboard yang dihasilkan tinggi. d. Pengembangan Tebal

Pengembangan tebal merupakan sifat fisis untuk mengukur kemampuan papan menjaga dimensinya selama direndam dalam air. Semakin tinggi nilai pengembangan tebal maka semakin rendah kestabilan dimensinya dan demikian juga sebaliknya. Pengujian pengembangan tebal dilakukan dalam selang waktu

(47)

tertentu yaitu 2 jam dan 24 jam. Hal ini dilakukan untuk melihat pengembangan tebal dengan lebih teliti. Meningkatnya waktu perendaman maka pengembangan tebal semakin bertambah pada setiap papan serat yang dihasilkan.

Gambar 9. Nilai Pengembangan Tebal hardboard

Pengembangan tebal yang diperoleh selama perendaman 2 jam yang tertinggi pada konsentrasi 5% yaitu rata-rata 22,02% dan terendah pada konsentrasi 0% yaitu rata-rata 8,79%. Sedangkan pada pengembangan tebal selama 24 jam nilai tertinggi pada konsentrasi 7% yaitu sebesar 28,13% dan nilai terendah yaitu pada konsentrasi 0% yaitu sebesar 15,94%. Oleh karena itu, pengujian pengembangan tebal tidak memenuhi standard JIS A 5905-2003 yaitu maksimum 12%. Pengembangan tebal tidak memenuhi standar disebabkan oleh kerapatan hardboard yang rendah. Kerapatan yang rendah cenderung memiliki kepadatan yang rendah pula, sehingga terdapat rongga pada hardboard. Adanya rongga tersebut menunjukkan air masuk dan menyebabkan pengembangan dimensi hardboard.

JIS A 5905-2003 Max 12%

(48)

Hasil sidik ragam menunjukkan pemberian konsentrasi asetat anhidrida yang 24 jam memberikan pengaruh nyata terhadap pengembangan tebal papan

hardboard. Hal ini juga didukung oleh hasil uji lanjutan Duncan yang menunjukkan bahwa hardboard dengan konsentrasi asetat anhidrida 0% berbeda nyata dengan konsentrasi 5% dan 7% tetapi tidak berbeda nyata dengan konsentrasi 3%. Hal ini dipengaruhi oleh pemberian asetat anhidrida yang semakin meningkat, dimana fungsi asetat anhidrida untuk memekarkan selulosa

sludge, sehingga lebih mudah menyerap air dan semakin meningkat pula nilai pengembangan tebalnya. Berbeda dengan penelitian Muehl dkk. (1999) menyatakan penambahan parafin menurunkan pengembangan tebal dan cenderung untuk meningkatkan sifat-sifat mekanis, tetapi pengaruhnya tidak meningkat secara proposional dengan jumlah parafin. pengembangan tebal cenderung menurun dengan peningkatan jumlah resin, peningkatan kerapatan panel, dan penambahan parafin. Pengaruh parafin dalam hal kemampuan menyerap air secara gradual menurun dengan meningkatnya waktu perendaman.

Sifat Mekanis

Sifat mekanis papan adalah sifat yang berhubungan dengan ukuran kemampuan papan untuk menahan gaya luar yang bekerja padanya, yang termasuk kedalam sifat mekanis papan adalah keteguhan patah, keteguhan lentur, keteguhan rekat dan kuat pegang sekrup.

a. MOE (Modulus of Elasticity)

Hasil MOE hardboard yang dihasilkan berkisar antara 71,29 - 113,22 kgf/cm2 yang menunjukkan bahwa MOE hardboard yang

(49)

dihasilkan tidak memenuhi nilai standar JIS A 5905-2003 yaitu minimum 25500 kgf/cm2. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa pemberian asetat anhidrida dengan dosis yang berbeda-beda tidak mempengaruhi nilai MOE

hardboard yang dihasilkan. Hal ini berhubungan dengan bahan yang digunakan untuk membuat hardboard yaitu sludge yang berasal dari limbah kayu dimana panjang dan diameter serat-seratnya pendek dan mudah hancur karena telah digunakan sebelumnya sehingga sifat kekakuan dan kekuatannya telah menurun. Sementara untuk mendapatkan kekuatan papan yang tinggi diperlukan ikatan antar serat yang kuat dengan serat berdiameter besar dan berdinding tipis. Data hasil MOE hardboard disajikan dalam Lampiran 9 dan nilai rata-ratanya terdapat pada Gambar 10.

0 50 100 150 200

0% 3% 5% 7%

71.3

113.22

89.98

60.67

(

Konsentrasi Asetat Anhidrida

Gambar 10. Nilai Modulus Of Elasticity Hardboard

Taramian dkk. (2006) juga menyatakan bahwa sludge memiliki kandungan material inorganik seperti lumpur kaolin dan kalsium karbonat. Material inorganik tersebut tidak dapat hilang seluruhnya dengan sekali pencucian saja. Pada tahap pencucian sludge untuk dijadikan hardboard kalsium karbonat tidak tercuci secara sempurna sehingga serat sludge yang dihasilkan bukan serat-serat kayu seutuhnya.

JIS A 5905-2003 Min 25500 kgf/cm2

(50)

Hal ini mempengaruhi proses perekatan dengan isosianat, dimana perekat tidak dapat bereaksi dengan kalsium karbonat seperti kapur sehingga proses perekatan antar serat tidak terjalin. Oleh karena itu MOE hardboard yang dihasilkan sangat rendah, sehingga tidak layak digunakan sebagai papan struktural.

b. Keteguhan Patah (MOR)

Hasil MOR hardboard yang dihasilkan berkisar 87,09 - 186,99 kgf/cm2 yang menunjukkan bahwa MOR hardboard tidak memenuhi nilai standar JIS A 5905-2003 yaitu minimum 357 kgf/cm2. Nilai MOR tertinggi pada konsentrasi asetat anhidrida 7% yaitu rata-rata 186,99 kgf/cm2 dan terendah pada konsentrasi asetat anhidrida 5% yaitu rata-rata 87,09 kgf/cm2.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa pemberian asetat anhidrida dengan konsentrasi yang berbeda mempengaruhi nilai MOR hardboard yang dihasilkan (Lampiran 3). Hal ini didukung oleh hasil uji lanjutan Duncan yang menunjukkan bahwa hardboard dengan konsentrasi 7% berbeda nyata dengan konsentrasi 0%, 3% dan 5%. Hal ini berhubungan dengan kerapatan papan yang dinyatakan oleh Haygreen dan Bowyer (1996), semakin tinggi kerapatan papan serat penyusunnya maka akan semakin tinggi sifat keteguhan dari papan yang dihasilkan. Sesuai dengan hasil kerapatan pada konsentrasi 3% dan 7% nilai kerapatan meningkat. Sehingga sesuai literatur di atas maka semakin meningkat juga MOR. Data hasil MOR hardboard disajikan dalam pada Gambar 11.

(51)

Gambar 11. Nilai MOR hardboard

Hasil penelitian Muehl dkk. (1999) yang berbahan dari serat kenaf dengan penambahan parafin, menunjukkan nilai MOR semakin meningkat dengan semakin

bertambahnya pemberian parafin. Sama halnya dengan penelitian Chow dkk. (1995) yang berbahan serat pinus menyatakan bahwa MOR meningkat

dengan semakin meningkatnya pemberian resin dari 3% ke 7%. Namun beda halnya dengan hardboard yang berbahan serat sludge, pada konsentrasi 3% meningkat namun pada konsentrasi 5% menurun dan pada konsentrasi 7%. Hal ini disebabkan karena miskinnya ikatan lignoselulosa sludge sehingga saat dibentuk menjadi papan, serat-serat sludge tidak saling mengikat. Selain itu disebabkan oleh proses perekatan pada permukaan papan yang tidak baik, karena prosesnya dilakukan secara manual yaitu dengan pengadukan. Namun masih dapat dibuat menjadi papan komposit dengan cara memodifikasi kandungan kimianya.

Hasil MOR sama dengan nilai MOE yang tidak memenuhi standar yang diacu. Nilai MOE dan MOR rendah dipengaruhi oleh kandungan yang terdapat pada sludge tersebut yaitu kalsium karbonat. Kalsium karbonat merupakan filler

dalam pembuatan kertas pada industri pulp dan kertas. Kalsium karbonat adalah

JIS A 5905-2003 Min 357kgf/cm2

(52)

material yang dapat terlarut dalam kondisi asam. Kalsium karbonat bereaksi perlahan dengan asam yang menimbulkan ion kalsium, yang bergabung dengan ion lainnya seperti sitrat dan fosfat, dan mengendap seperti lapisan kabut putih mengeras seperti batu dan juga seperti kapur (www.kertas grafis.com, 2003).

c . Internal Bond (IB)

Hasil internal bondhardboard berkisar 0,71 - 0,93 kgf/cm2. Nilai internal bond yang paling rendah ditunjukkan oleh hardboard konsentrasi 3%, sedangkan

untuk nilai internal bond tertinggi ditunjukkan hardboard konsentrasi 5% sebesar 0,93 kgf/cm2. Sehingga internal bond hardboard tidak memenuhi nilai standard

JIS A 5905-2003 yaitu 4,08 kgf/cm2. Nilai IB menunjukkan bahwa pada konsentrasi 0% ke 3% terjadi penurunan, tetapi pada konsentrasi 5% terjadi peningkatan dan kemudian pada konsentrasi 7% terjadi penurunan. Hal ini diduga dipengaruhi oleh proses perekatan isosianat dengan serat-serat sludge. Dimana proses pencampuran perekat dengan sludge dilakukan dengan pengadukan secara manual (dengan tangan), dimana terdapat kemungkinan penyebaran perekat yang tidak merata ke seluruh serat-serat sludge dan dapat menyebabkan kekuatan rekat

hardboard yang dihasilkan sangat rendah. Nilai internal bond hardboard dapat dilihat pada Gambar 12.

(53)

0 0.5 1 1.5 2

0% 3% 5% 7%

0.83 0.71 0.93 0.83 In te rn a l B o n d ( %)

Konsentrasi Asetat Anhidrida

Gambar 12. Nilai Internal Bond hardboard

Hasil internal bond hardboard tidak memenuhi standard disebabkan serat

sludge yang menjadi bahan baku hardboard bukan merupakan serat murni dari kayu asalnya yang memiliki kandungan lignoselulosa yang tinggi. Namun sludge

merupakan limbah dari hasil produksi serat untuk pulp dan kertas, dimana limbah serat yang dihasilkan pendek-pendek dan mudah hancur sehingga sulit untuk direkat.

Hal ini didukung dengan penelitian Ingeten (2009) yang meneliti dimensi serat sludge, dimana lumen serat yang sempit, panjang serat sludge pendek dan berdinding tebal sehingga sulit digepengkan dan ikatan antar serat sulit terjalin. Menurut Wardhani (1999) besarnya nilai keteguhan rekat dipengaruhi oleh tebal tipisnya dinding sel sirekat (serat sludge). Semakin tipis dinding sel sirekat maka keteguhan rekatnya semakin kecil.

Di bawah ini dapat dilihat proses reaksi serat sludge yang diberi asetat anhidrida dan kemudian ditambahkan dengan isosianat.

JIS A 5905-2003 4,08 kgf/cm2

(54)

Serat sludge yang masih memiliki kandungan kalsium karbonat diberi asetat anhidrida sehingga serat terasetilisasi. Serat yang terasetilisasi tersebut tidak dapat bereaksi dengan perekat isosianat. Oleh karena itu ikatan antar serat tidak dapat terjalin sehingga menyebabkan internal bond hardboard yang dihasilkan sangat rendah dan rapuh.

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa pemberian asetat anhidrida dengan konsentrasi yang berbeda-beda tidak mempengaruhi nilai internal bond hardboard yang dihasilkan. Karena pada dasarnya asetat anhidrida tidak ditujukan untuk meningkatkan keteguhan rekat hardboard yang dihasilkan tersebut. Bila dibandingkan dengan beberapa penelitian yang berbahan serat dari pinus, buluh semantan, serbuk-serbuk junifer dengan menggunakan resin dan penambahan parafin hasilnya jauh lebih baik dibandingkan hardboard yang terbuat dari sludge. Namun masih dapat dijadikan papan komposit dengan cara memodifikasi kandungan kimianya.

d. Kuat pegang sekrup

Hasil kuat pegang sekrup hardboard berkisar 16,51 - 27,46 kgf. Nilai kuat pegang sekrup yang paling rendah ditunjukkan oleh hardboard konsentrasi 7% yaitu 16,51 kgf, sedangkan untuk nilai tertinggi ditunjukkan hardboard

Serat

Fiber-OH

Kalsium karbonat

CaCo3 Fiber-Co3 CaOH

Isosianat

R-N=C=O

Tidak dapat bereaksi Fiber-Co3

Asetat anhidrida

CH3C (=O)-O-C (=O)-CH3 Fiber-O-C (=O)-CH3 CH3 (=O)-Co3 Serat terasetilisasi + + + + → → → → ↓

(55)

konsentrasi 0% sebesar 27,48 kgf. Nilai kuat pegang sekrup hardboard dapat dilihat pada Gambar 13.

Gambar 13. Nilai Kuat Pegang Sekrup hardboard

Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa tidak ada pengaruh pemberian asetat anhidrida dengan konsentrasi yang berbeda-beda terhadap nilai kuat pegang sekrup hardboard yang dihasilkan. Hal ini disebabkan karena pemberian asetat anhidrida memekarkan selulosa yang mengakibatkan serat menjadi lebih lebar dan tipis sehingga tidak kuat dalam menahan sekrup.

Hasil kuat pegang sekrup yang dihasilkan berkisar 16,51 - 27,46 kgf yang menunjukkan bahwa kuat pegang sekrup hardboard tidak memenuhi nilai standar JIS A 5905-2003 yaitu minimum 5100 kgf. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Prasetya dkk. (2000) yang menyatakan bahwa rendahnya nilai kuat pegang sekrup diduga karena distribusi serat tidak merata dalam pembuatan papan yang mengakibatkan papan masih terdapat rongga sehingga kuat pegang sekrupnya relatif menurun.

JIS A 5905-2003 Min 5100 kgf

(56)

Hal ini juga berhubungan dengan sifat kekakuan dan kekuatan hardboard

yang telah menurun dari bahan sludge yang berasal dari limbah kayu dimana panjang dan diameter serat-seratnya pendek dan mudah hancur karena telah digunakan sebelumnya. Sementara untuk mendapatkan kekuatan papan yang tinggi diperlukan ikatan antar serat yang kuat dengan serat berdiameter besar dan berdinding tipis. Sehingga kekuatan untuk menahan sekrup yang disambungkan pada hardboard sangat rendah, karena ikatan antar serat tidak terjalin kuat.

Ketahanan Hardboard terhadap Serangan Rayap

Pengujian ketahanan ini dilakukan untuk mengetahui sifat ketahanan

hardboard terhadap serangan rayap dan organisme perusak lainnya. Metode pengujian ketahanan terhadap serangan rayap dilakukan berdasarkan metode Santoso dan Jasni (2003) . Pengujian ketahanan dilakukan dengan mengumpankan contoh uji berukuran 1 x 1 x 1 cm pada rayap yang diletakkan di dalam botol. Rayap yang diumpankan berjumlah 50 rayap, dengan komposisi yaitu 45 rayap pekerja dan 5 rayap prajurit. Lama pengujian dilakukan hingga seluruh rayap mati dimana pengamatan mortalitas (tingkat kematian) rayap dihitung setiap hari.

Ketahanan terhadap serangan rayap yang dihasilkan menunjukkan bahwa tidak ada pengurangan berat terhadap berat awal (sebelum sampel diberi perlakuan rayap) dengan setelah sampel diberi perlakuan rayap. Rayap yang diumpankan pada hari yang ketiga sudah mati semuanya, rayap tidak tahan terhadap pemberian asetat anhidrida. Data persentase kehilangan berat sampel

(57)

Tabel 3. Persentase kehilangan berat sampel hardboard uji ketahanan

Sampel Ba (gr) Berat akhir (gr) Kehilangan berat (%)

0% 2,43 2,43 0

3% 3,17 3,17 0

5% 2,30 2,30 0

7% 2,97 2,97 0

Sampel hardboard yang diumpankan tidak mengalami penurunan berat dari berat awalnya, artinya serangan rayap pada sampel hardboard sangat sedikit atau bahkan tidak ada sama sekali. Hal ini dapat disebabkan oleh pola makan rayap yang terganggu karena tertekan dengan makanan yang beracun (sampel

hardboard yang diumpankan) dan kondisi lingkungan yang gelap menyebabkan rayap tidak memakan sampel hardboard dan tidak terjadi kehilangan berat pada

sampel hardbord seluruhnya (Tabel 3). Hal ini didukung oleh Nandika dkk. (2003) bahwa aktivitas makan rayap secara umum dipengaruhi oleh

ketersediaan dan tingkat kesukaan rayap terhadap sumber makanan dan lingkungan.

Berdasarkan persentase kehilangan berat sampel hardboard yang telah dihitung, sampel hardboard yang dihasilkan termasuk ke dalam Kelas I yang mengacu pada SNI 01-7207-2006 tentang uji ketahanan kayu dan produk kayu terhadap organisme perusak kayu yang ditunjukkan pada Tabel 4.

Tabel 4. Klasifikasi ketahanan kayu terhadap rayap tanah berdasarkan penurunan berat.

Kelas Ketahanan Penurunan berat (%)

I Sangat tahan < 3,52

II Tahan 3,52-7,50

III Sedang 7,30-10,96

IV Buruk 10,96-18,94

(58)

Mortalitas rayap merupakan salah satu indikator dalam penentuan keaktifan bahan beracun dalam hal ini asetat anhidrida yang terdapat pada

hardboard. Mortalitas rayap dihitung dengan membandingkan jumlah rayap yang mati dengan total jumlah rayap yang diumpankan dalam satuan persen. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pemberian asetat anhidrida pada hardboard dapat membunuh rayap secara efektif dibandingkan hardboard yang tidak diberi asetat anhidrida. Mortalitas rayap tanah terendah terjadi pada sampel hardboard 0% dan tertinggi pada sampel hardboard dosis 7% (Gambar 14).

Kematian rayap tersebut disebabkan oleh jenis bahan baku hardboard yaitu sludge yang tidak disukai rayap tanah, dimana Taramian dkk. (2006) menyatakan bahwa sludge masih memiliki kandungan zat kimia seperti lumpur kaolin dan kalsium karbonat yang tidak dapat tercuci secara sempurna. Hal ini dapat dibuktikan dengan berat awal sampel dengan berat akhir sampel setelah pengumpanan tidak berubah. Selain itu adanya kandungan perekat isosianat yang merupakan bahan kimia beracun yang mungkin tidak disukai oleh rayap sehingga meningkatkan mortalitas kematian rayap tanah yang diumpankan. Kematian rayap

(59)

tersebut juga disebabkan oleh adanya bahan kimia yang dicampur ke dalam

hardboard yaitu asetat anhidrida yang bersifat asam yang dapat meningkatkan ketahanan terhadap serangan jamur dan serangga.

(60)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Pemberian asetat anhidrida terhadap sifat fisis hanya berpengaruh terhadap pengembangan tebal.

2. Sifat mekanis yang dipengaruhi oleh adanya pemberian asetat anhidrida hanya terjadi pada MOR.

3. Sifat fisis yang memenuhi standar JIS 59050-2003 hanya pada kerapatan dan sifat mekanik tidak ada yang memenuhi standar.

4. Pengujian ketahanan sampel terhadap rayap termasuk dalam kelas I yaitu sangat tahan berdasarkan SNI 01-7207-2006 tentang pengujian ketahanan kayu dan produk kayu terhadap organisme perusak kayu.

Saran

Pencucian sludge yang dilakukan hanya satu kali masih meninggalkan zat kimia, yaitu kalsium karbonat, untuk penelitian selanjutnya jika menggunakan

(61)

DAFTAR PUSTAKA

American Society for Testing and Materials. 2002. ASTM Standar Coal and Coke

D 5. Philadelpia.

Bowyer, J.L., R. Shmulsky, dan J.G. Haygreen. 2003. Forest Product and Wood Science. An Introduction. Fourth Edition. Lowa State Press. America.

Builddirect. 2009. High and Medium Density Fiberboard for Flooring.

Chow, P, dan Z. Bao. 1995. Properties of Hardboards Made from Acetylated Aspen and Southern Pine. Department of Natural Resourcer and Environmental Sciences. Urbana.

Efendi, R. 2001. Kajian Tekno-Ekonomi Industri MDF (Medium Density Fiberboard). Jurnal Info Sosial Ekonomi Vol.2 No. 2 (2001) pp. 103 – 112. Falk, R. 1994. Housing Products From Recycled Wood Waste. Australia: Timber

Research Development and Advisory Council Vol. 2: 745-750.

Haroen, W. K., L. Santoso, dan M. Supratman. 2007. Pemanfaatan Limbah Padat Berserat Industri Kertas sebagai Pembuatan Partisi di IKM. Balai Besar Pulp dan kertas. Bandung.

Hastutik, W., Apriyanto, dan H. B. Nasution. 2006. Pengaruh Limbah Padat Pabrik Kertas Terhadap Hasil Tanaman Bawang Merah. Fakultas Pertanian, Universitas Tunas Pembangunan. Surakarta.

International Occupational Safety and Health Information Centre. 2006. Asetat

Anhidrid. Diakses dari

Iswanto, A. H. 2009. Papan Partikel dari Ampas Tebu (Saccharum officinarum).

USUeRepository

JIS A 5908. 2003. Japanese Industrial Standard: Particleboards. Japanese Standards Assosiation. Japan.

(62)

Karcher, D, dan W. Baser. 2001. Paper Mill Sludge as A Mulch during Turfgrass Establishment. Department of Horticulture. Fayetteville.

Kollman, F. J. P., E. E. Kuezi, dan A. J. Stamm. 1975. Principle of Wood Science and Technology. Volume II. Wood Based Material. Springer-Verlag-Berlin-Heidelberg. New York.

Nandika, D., R. Yudi, dan D. Farah. 2003. Rayap: Biologi dan Pengendaliannya. Muhammadyah University Press. Surakarta.

Lee, B.H. 2002. Performance of Paper Sludge/ Polypropylene Fiber/ Lignocellulosic Fiber Composites. J. Ind. Eng. Chem., Vol.8, No.1, (2002) 50-56.

Lewis, M. 1997. Acetic Anhydride. Commercial Chemicals Evaluation Branch. Hull.

Maloney, T.M. 1993. Modern Particleboard and Dry-Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Inc. San Francisco.

Muehl, J.H., A. M. Krzysik., J. A. Youngquist, dan Z. Bao. 1999. Performance of Hardboards Made from Kenaf. Forest Products Departement. Mississippi State University.

Roliadi, H., Ridwan, dan A. Pasaribu. 2006. Pembuatan dan Kualitas Karton dari Campuran Sludge Pulp TKS dan Sludge Industri Kertas. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 24 :323-336.

Rowell, R. 2004. Chemical Modification of Wood: A Journey from Analytical Technique to Commercial Reality. Forest Products Laboratory and University of Wisconsin. Madison, WI USA.

Ruhendi, S., D.N. Koroh., F.A. Syamani., H. Yanti., Nurhaida., S. Saad dan T. Sucipto. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor. Sastrapraja, S., E.A. Widjaja, S.

Salim, S. 2007. Production and Properties of ‘Buluh Semantan’ (Gigantochloa scortechini Gamble) Hardboard Compared to Commercially Produced Pine Hardboard. Thesis. University of Putra Malaysia. Malaysia.

(63)

Santoso, A, dan Jasni. 2003. Daya Tahan Garis Rekat LRF pada Kayu Lamina Manii terhadap Serangan Rayap Kayu Kering. J. Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis Vol. 1, No. 1.

Sastrosupadi, A. 2000. Rancangan Percobaan Praktis Bidang Pertanian. Edisi Revisi. Penerbit Kanisius. Yogyakarta.

Scott, G.M, dan A. Smith. 1995. Sludge Characteristic and Disposal Alternatives for the Pulp and Paper Industry. International Enviromental Confrence. Madison.

Setyawati, D. 2003. Komposit Serbuk Kayu Plastik Daura Ulang : Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Kayu Dan Plastik.

Shakhashiri. 2008. Acetic Acid & Acetic Anhydride. General Chemistry. USA.

[25 November 2009].

Syafii. 2003. Keawetan Alami Kayu Jati pada Berbagai Kelas Umur. Jurusan THH. Volume 8. IPB. Bogor.

Taki, K., H. Yoshida., Y. Yamagishi, dan T. Inoue. 1994. Mechanical Properties and Bond Strength of Water-Based Polymer-Isocyanate Adhesives. Proceedings. The Adhesives and Bonded Wood Symposium. Taiwan. No.4735/FPS. pp. 307-316.

Taramian, A., Doosthoseini, K., Ahmad, S. M, dan Faezipour, M. 2006. Particleboard Manufacturing: An Innovative Way to Recycle Paper Sludge. Journal Waste Management No.27.

Taringan, S.I. 2009. Dimensi Serat Sludge Primer Industri Pulp dan Kertas. Skripsi. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood Structure, Properties, Utilization. New York : Van Nostrand Reinhold.

Vick, C.B. 1999. Adhesive Bonding of Wood Materials. Wood Handbook: Wood as an Engineering Material. Madison, WI: Department of Agriculture, Forest Service, Forest Product Laboratory. USA.

Wardhani, I.Y. 1999. Kualitas Perekatan Kayu Lamina dari Empat Jenis Kayu Kurang Dikenal. Diakses dari

(64)

www.kertas grafis. 2003. Kalsium Karbonat dan Pengaruh terhadap Kertas. Diakses dari

Yulianto, D.H.Y., Euis, H, dan Widya, F. 2007. Fortifikasi Perekat Berbasis Resorsinol dan Isosianat Pada Perekat Lateks Karet Alam-Stirena. Prosiding Seminar Nasional MAPEKI IX. UPT Balai Penelitian dan Pengembangan

Biomaterial-LIPI. Diakses dari

(1)

Santoso, A, dan Jasni. 2003. Daya Tahan Garis Rekat LRF pada Kayu Lamina

Manii terhadap Serangan Rayap Kayu Kering. J. Ilmu dan Teknologi Kayu

Tropis Vol. 1, No. 1.

Sastrosupadi, A. 2000. Rancangan Percobaan Praktis Bidang Pertanian. Edisi

Revisi. Penerbit Kanisius. Yogyakarta.

Scott, G.M, dan A. Smith. 1995. Sludge Characteristic and Disposal Alternatives

for the Pulp and Paper Industry. International Enviromental Confrence.

Madison.

Setyawati, D. 2003. Komposit Serbuk Kayu Plastik Daura Ulang : Teknologi

Alternatif Pemanfaatan Limbah Kayu Dan Plastik.

Shakhashiri. 2008.

Acetic Acid & Acetic Anhydride

. General Chemistry. USA.

[25 November 2009].

Syafii. 2003. Keawetan Alami Kayu Jati pada Berbagai Kelas Umur. Jurusan

THH. Volume 8. IPB. Bogor.

Taki, K., H. Yoshida., Y. Yamagishi, dan T. Inoue. 1994. Mechanical Properties

and Bond Strength of Water-Based Polymer-Isocyanate Adhesives.

Proceedings. The Adhesives and Bonded Wood Symposium. Taiwan.

No.4735/FPS. pp. 307-316.

Taramian, A., Doosthoseini, K., Ahmad, S. M, dan Faezipour, M. 2006.

Particleboard Manufacturing: An Innovative Way to Recycle Paper Sludge.

Journal Waste Management No.27.

Taringan, S.I. 2009. Dimensi Serat Sludge Primer Industri Pulp dan Kertas.

Skripsi. Universitas Sumatera Utara. Medan.

Tsoumis, G. 1991.

Science and Technology of Wood Structure, Properties,

Utilization.

New York : Van Nostrand Reinhold.

Vick, C.B. 1999. Adhesive Bonding of Wood Materials. Wood Handbook: Wood

as an Engineering Material. Madison, WI: Department of Agriculture, Forest

Service, Forest Product Laboratory. USA.

Wardhani, I.Y. 1999. Kualitas Perekatan Kayu Lamina dari Empat Jenis Kayu

Kurang Dikenal. Diakses dari

(2)

www.kertas grafis. 2003. Kalsium Karbonat dan Pengaruh terhadap Kertas.

Diakses dari

Yulianto, D.H.Y., Euis, H, dan Widya, F. 2007. Fortifikasi Perekat Berbasis

Resorsinol dan Isosianat Pada Perekat Lateks Karet Alam-Stirena.

Prosiding

Seminar Nasional MAPEKI IX

.

UPT Balai Penelitian dan Pengembangan

Biomaterial-LIPI.

Diakses dari

(3)

Lampiran 1. Data pengukuran kerapatan dan kadar air

Hardboard

Lampiran 2. Analisis sidik ragam sifat fisis

Hardboard

ANOVA SIFAT FISIS HARDBOARD

Varian SS Df MS F P

Kerapatan Between Groups ,002 3 ,001 ,336 ,800

Within Groups ,016 8 ,002

Total ,018 11

KA Between Groups ,192 3 ,064 1,698 ,244

Within Groups ,302 8 ,028

Total ,494 11

DSA 2 jam Between Groups 148,775 3 49,592 1,345 ,327

Within Groups 294,940 8 36,868

Total 443,715 11

DSA 24 jam Between Groups 45,954 3 15,318 1,093 ,406

Within Groups 112,125 8 14,016

Total 158,079 11

PT 2 jam Between Groups 459,085 3 153,028 3,515 ,069

Within Groups 384,368 8 43,546

Total 807,453 11

PT 24 jam Between Groups 303,881 3 101,294 3,993 ,052

Within Groups 202,945 8 25,368

Total 506,826 11

Sampel Ulg Dimensi Volume BA BKT Kerapatan KA

Pr Lr Tr

1 10 9.95 1.45 144.28 131.9 127.8 0.88 3.21

2 10 10 1.35 135.75 138.2 133.9 0.98 3.21

3 9.9 10 1.41 139.59 133.7 129.6 0.928 3.16

Rata2 9,96 9,98 1,41 139,87 0.93 3.19

1 10 9.95 1.32 132.09 121.5 118.1 0.89 2.87

2 10.4 10.05 1.31 136.39 126.5 123 0.90 2.84

3 10.05 9.95 1.44 143.99 145.1 141 0.97 2.90

Rata2 10,15 9,98 1,36 137,49 0.92 2.87

1 10.2 10.15 1.21 125.27 126.4 123.1 0.98 2.68

2 10.05 9.95 1.21 121.24 118.7 115.5 0.95 2.77

3 9.9 10 1.33 131.17 122.2 118.2 0.90 3.38

Rata2 10,05 10,03 1,25 125,89 0.94 2.94

1 10.15 9.8 1.31 129.81 122.8 119.4 0.91 2.84

2 10 10 1.44 144 143 138.9 0.96 2.95

3 10.05 10.05 1.24 124.99 127.7 124.1 0.99 2.91

(4)

Lampiran 3. Hasil uji lanjutan Duncan.

Lampiran 4. Data pengukuran daya serap air dan pengembangan tebal

Hardboard

Smp

l Ulg

Dimensi awal Perendaman 2 jam

Perendaman 24

jam PT 2

jam

PT 24 jam

DSA 2jam

DSA 24 jam

Tr BA Tr BB Tr BB

0% 1 1.43 29.9 1.5 36.3 1.65 45.4 4.89 15.38 21.40 51.83

2 1.39 35 1.57 47.7 1.57 51.2 12.92 12.90 36.28 46.28

3 1.37 39 1.48 54.2 1.63 57.7 8.57 19.52 38.97 47.94

Rata2 8,79 15,93 32,22 48,69

3% 1 1.34 35.7 1.4 45.9 1.65 51 3.89 22.44 28.57 42.85

2 1.15 34.7 1.31 42.3 1.42 48.7 14.34 23.91 21.90 40.34

3 1.22 33.3 1.32 44.5 1.43 49.3 8.16 16.73 33.63 48.04

Rata2 _8,80 _21,03 _28,03 _43,75

5% 1 1.2 30.3 1.42 40.8 1.52 43.8 18.75 27.08 34.65 44.55

2 1.3 29.5 1.57 39.9 1.61 44 21.15 24.03 35.25 49.15

3 1.34 30.4 1.7 42.1 1.77 45.5 26.15 31.72 38.48 49.67

Rata2 22,02 27,61 36,13 47,79

7% 1 1.3 29.3 1.62 41.2 1.67 44.4 25 28.84 40.61 51.53

2 1.43 34.3 1.55 47.3 1.72 51.6 7.82 20 37.90 50.43

3 1.27 31.8 1.62 42 1.72 45.3 27.70 35.55 32.07 42.45

Rata2 20,17 28,13 36,86 48,18

Pengembangan Tebal 24

Duncan

Sampel N Subset for alpha = 0,05 Notasi

1 2

0 3 15,9378 a

3 3 21,0322 21,0322 ab

5 3 27,6157 b

7 3 28,1354 b

(5)

Lampiran 5. Analisis sidik ragam sifat mekanis

Hardboard

Lampiran 6. Hasil Uji Lanjutan Duncan

ANOVA SIFAT MEKANIS HARDBOARD

Varian Sum of Squares df Mean Square F P

IB Between Groups 498326,352 3 166108,78 ,444 ,728

Within Groups 2992538,265 8 374067,283

Total 3490864,617 11

MOR Between Groups 1520378,510 3 506792,837 4,302 ,044

Within Groups 942393,131 8 117799,141

Total 2462771,641 11

MOE Between Groups ,076 3 ,025 ,109 ,952

Within Groups 1,860 8 ,233

Total 1,937 11

KPS Between Groups 237,229 3 79,076 1,225 ,362

Within Groups 51,407 8 64,551

Total 753,636 11

MOR

Duncan

Sampel N Subset for alpha = 0,05 Notasi

1 2

5 3 888,6780 a

3 3 945,6727 a

0 3 969,6583 a

7 3 1,7539E3 b

(6)

Lampiran7. Uji Ketahanan

Hardboard

Terhadap Serangan Rayap

Sampel Ba (kg) B,akhir (kg) Jumlah kematian rayap Penurunan berat (kg)

Hari - 1 Hari - 2 Hari – 3

0% 2,2 2,2 25 18 7 0

2,2 2,2 30 15 5 0

2,9 2,9 26 17 7 0

3% 3,0 3,0 32 10 8 0

3,1 3,1 29 16 5 0

3,4 3,4 27 17 6 0

5% 2,6 2,6 32 16 2 0

1,9 1,9 35 10 5 0

2,4 2,4 30 18 2 0

7% 2,8 2,8 36 9 5 0

3,2 3,2 32 16 2 0