BAHAN DAN METODE Pengaruh kadar perekat MDI dan kombinasi strand terhadap sifat fisis mekanis Oriented Strand Board dari tiga jenis bambu dengan perlakuan pendahuluan perendaman air dingin

BAB III BAHAN DAN METODE

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan mulai bulan Februari – Agustus 2010. Penelitian Oriented Strand Board OSB dilaksanakan di Laboratorium Bio Komposit, Pembuatan contoh uji di bagian pengerjaan kayu Laboratorium Kayu Solid dan pengujian sifat mekanis OSB dilaksanakan di laboratorium Rekayasa Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. 3.2 Bahan Dan Alat Dalam penelitian ini dipergunakan bahan – bahan yang terdiri dari 3 jenis bambu seperti bambu betung Dendrocalamus asper Schulter.f Backer ex Heyne, bambu andong Gigantochloa verticillata Wild Munro, bambu ampel Bambusa vulgaris Schrad. Ex Wendl yang berasal dari desa Cikereteg kabupaten Bogor, masing-masing berumur 2 sampai 3 tahun, perekat MDI Methylene di-Phenil di-Isocyanate tipe H3M dari PT. Polychemie Asia Pasific Prima, wax parafin dan air. Peralatan yang dipergunakan terdiri dari kantong plastik, fan, waterbath, oven, desikator, gelas ukur, gelas piala, timbangan digital,rotary blender, spray gun, cetakan berukuran 30 cm x 30 cm, aluminium foil, hot press, gergaji, caliper, bak plastik, dan alat uji sifat mekanis Universal Testing Machine merk Instron. 3.3 Urutan Kerja Penelitian Urutan Kerja Penelitian disajikan dalam Gambar 1. Gambar 1. Urutan Kerja Penelitian 3.4 Metode Penelitian 3.4.1 Pembuatan OSB 1 Pembuatan Strand Strand dibuat dari 3 jenis bambu yaitu ampel, betung , dan andong . masing – masing berukuran panjang 70 mm, lebar 20 mm, serta ketebalannya 0,05 – 0,20 mm. Sampel diambil secara acak sebanyak 100 strand dari masing – masing jenis bambu, kemudian diukur panjang dan lebar strand untuk menentukan nilai aspect ratio strand perbandingan panjang dan lebar strand dan nilai slenderness ratio. Hasil pengukuran dimensi strand dan perhitungan nilai aspect ratio strand dan nilai slenderness ratio secara lengkap disajikan Di lampiran 2, sedangkan nilai rata – ratanya disajikan pada Tabel 2 Persiapan Bahan Pembuatan OSB Pencampuran Strand, Perekat dan serbuk Parafin Perlakuan Pendahuluan Strand Pengkondisian Pengujian Sifat Fisis Pengujian Sifat Mekanis Analisis Data Pengeringan Strand Tabel 2. Nilai rata-rata pengukuran dimensi strand dan perhitungan nilai aspect ratio strand dan nilai slenderness ratio Variasi Parameter Rata- Rata Minimum Maksimum Jenis Betung Panjang cm 6,92 6,51 7,19 Lebar cm 2,01 1,70 2,27 Tebal cm 0,09 0,01 0,11 Aspect Ratio 3,46 3 4,07 Slenderness Ratio 114,07 64,27 693 Ampel Panjang cm 6,79 6,35 7,16 Lebar cm 1,98 1,65 2,25 Tebal cm 0,08 0.05 0,1 Aspect Ratio 3,45 3 4,13 Slenderness Ratio 91,05 67,2 143,2 Andong Panjang cm 7,03 6,65 7,31 Lebar cm 2,07 1,68 3,08 Tebal cm 0,07 0,04 0,11 Aspect Ratio 3,4 2,24 4,17 Slenderness Ratio 98,13 63,82 179 2 Perlakuan Pendahuluan Strand Perlakuan pendahuluan terhadap strand dilakukan dengan cara perendaman dengan air dingin selama 24 jam kemudian dikering udarakan dan dikeringkan dalam oven hingga mencapai kadar air kurang dari 10. 3 Persiapan perekat Perekat yang digunakan adalah MDI Methylene di-phenil di- Isocyanate. Konsentrasi perekat yang akan dipakai adalah 3, 4, dan 5 lampiran 1. 4 Pencampuran strand dan perekat Sebelum dilakukan pencampuran terlebih dahulu menaburkan parafin serbuk sebanyak 1 ke strand yang telah ditimbang. Kemudian pencampuran strand dan perekat dilakukan dengan menggunakan bantuan alat rotary blender, sedangkan untuk memasukkan perekat kedalam rotary blender menggunakan sprayer . Pembuatan lapik mats OSB berukuran 30 x 30 x 1 cm dengan kerapatan target ± 0.7 grcm 3 dan kadar perekat 3, 4 dan 5 berat kering tanur strand yang dibutuhkan terdapat dalam Lampiran 1. Tebal lapisan inti core ditargetkan setengah dari tebal papan. 5 Pembentukan lapik mats OSB Lapik yang dibuat terdiri dari 3 lapis yaitu lapisan muka, belakang, dan inti. Masing – masing dikombinasikan dari 3 jenis bambu tersebut. Arah strand lapisan muka dan belakang disusun sejajar menurut arah memanjang panel, untuk meningkatkan dimensi panel yang dibentuk. Gambar 2. Bentuk Oriented Strand Board Tabel 3. Kombinasi strand pembentuk OSB 6 Pengempaan Pengempaan lapik menggunakan kempa panas, bertujuan membentuk lapik strand dalam ikatan panil yang padat dan keras serta untuk memperoleh ketebalan yang diinginkan yaitu 1 cm. Tekanan kempa yang digunakan sebesar 25 kgcm 2 , dengan waktu kempa 7 menit, dan suhu 160 C. 7 pengkondisian Setelah proses pengempaan, lembaran – lembaran OSB diberi perlakuan conditining dengan cara penumpukan rapat solid files selama kurang lebih 14 hari agar perekat mengeras dan kadar air berada pada kondisi kesetimbangan sebelum dilakukan pengujian sifat fisis dan mekanisnya. 3.4.2 Pengujian Sifat Fisis Mekanis Sifat fisis dan mekanis OSB yang diuji terdiri atas : kadar air, kerapatan, daya serap air selama 2 jam dan 24 jam, pengembangan tebal selama 2 jam dan 24 jam, keteguhan lentur modulus of elasticiity, MOE sejajar dan tegak lurus serat, keteguhan patah modulus of rupture, MOR sejajar dan tegak lurus serat, dan keteguhan rekat internal internal bond, IB. Kombinasi Face Core Back AAA ABA Andong Andong Andong Betung Andong Andong ACA Andong Ampel Andong BBB Betung Betung Betung BAB Betung Andong Betung BCB Betung Ampel Betung CCC Ampel Ampel Ampel CAC Ampel Andong Ampel CBC Ampel Betung Ampel 3 7 6 1 4 2 5 8 Gambar 3. Pola penentuan contoh uji Gambar 3. Pola penentuan contoh uji Gambar 3. Pola penentuan contoh uji Keterangan Gambar 3: 1. MOE dan MOR serat pengujian basah 2. MOE dan MOR ┴ serat pengujian basah 3. MOE dan MOR serat pengujian kering 4. MOE dan MOR ┴ serat pengujian kering 5. Kerapatan dan kadar air 6. Pengembangan tebal, penyerapan air 7. Internal Bond 8. Cadangan 1 Pengujian sifat fisik mekanis a. Kerapatan KR Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dan volume kering udara. Contoh uji berukuran 10 x 10 x 1 cm berdasarkan 4 1 1 4 2 5 8 6 1 4 2 5 8 7 6 1 4 2 5 8 3 7 6 1 4 2 5 8 3 7 6 1 4 2 5 8 standar JIS A 5908 2003 ditimbang beratnya �1. Lalu diukur rata-rata panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan contoh uji v. Nilai kerapatan dihitung dengan persamaan : � 3 = �1 � b. Kadar Air KA Contoh uji berukuran 10 x 10 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 yang digunakan adalah bekas contoh uji kerapatan. Kadar air OSB di hitung berdasarkan berat awal �1 dan berat kering oven �2 selama 24 jam pada suhu 103 ± 2 C. Nilai KA dihitung dengan persamaan : = �1−�2 �1 × 100 c. Daya Serap Air DSA Contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 ditimbang berat awalnya �1. Kemudian direndam dalam air dingin selama 2 dan 24 jam, setelah itu ditimbang beratnya �2. Nilai DSA dihitung dengan persamaan : = �2 − �1 �1 × 100 d. Pengembangan Tebal PT Contoh uji pengembangan tebal berukuran 5 x 5 x 1 cm sama dengan contoh uji daya serap air. Pengembangan tebal didasarkan pada tebal sebelum tl yang diukur pada keempat sisi dan dirata-ratakan dalam kondisi kering udara dan tebal setelah perendaman t2 dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Nilai PT dihitung dengan persamaan : = �2 − �1 �1 × 100 2 Pengujian Sifat Mekanis OSB a. Modulus Lentur Modulus Of Elasticity = MOE Pengujian MOE dilakukan dengan menggunakan Universal Testing Machine merk Instron dengan menggunakan lebar bentang jarak penyangga 15 kali tebal nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Contoh uji yang digunakan berukuran 5 x 20 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 yaitu pada arah longitudinal searah dengan orientasi strand pada lapisan permukaan OSB an pada arah transversal tegak lurus dengan orientasi strand pada lapisan permukaan OSB. Pembebanan contoh uji diberikan dengan kecepatan 10 mmmenit. Nilai MOE dihitung dengan persamaan : � � 2 = � 3 4 �� � 3 Keterangan : MOE : modulus of elasticity kgfcm 2 ΔP : beban dibawah batas proporsi kgf L : jarak sangga cm ΔY : defleksi pada beban P cm b : lebar contoh uji cm t : tebal contoh uji cm b. Modulus Patah modulus of Rupture = MOR Pengujian MOR dilakukan bersama-sama dengan pengujian MOE dengan memakai contoh uji yang sama. Pada pengujian ini, pembebanan pada pengujian MOE dilanjutkan sampai contoh uji mengalami kerusakan patah. Nilai MOR dihitung dengan persamaan : � � 2 = 3 2 � 2 Keterangan : MOR : modulus of rupture kgfcm 2 P : beban maksimum kgf L : jarak sangga cm b : lebar contoh uji cm t : tebal contoh uji cm c. Internal Bond IB Contoh uji berukuran 5 x 5 x 1 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003 direkatkan pada dua buah blok aluminium dengan perekat dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok ditarik tegak lurus permukaan contoh uji dengan kecepatan 2 mmmenit sampai beban maksimum. Nilai IB dihitung dengan persamaan sebagai berikut : � � � 2 = Keterangan : IB : internal bond strength kgfcm 2 P : beban maksimum kgf b : lebar contoh uji cm L : panjang contoh uji cm d. Kuat Pegang Sekrup Screw Holding Power Contoh uji berukuran 5 x 10 cm berdasarkan standar JIS A 5908 2003. Sekrup yang digunakan berdiameter 2.7 mm, panjang 16 mm dimasukkan hingga mencapai kedalaman 8 mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam kilogram. 3.5 Analisis Data Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap RAL faktorial 2 faktor dengan faktor A adalah variasi jumlah perekat dan faktor B adalah kombinasi susunan masing-masing jenis bambu pada bagian face, back serta core dengan ulangan sebanyak 3 kali sehingga disebut percobaan 9 x 3 x 3 Model umum rancangan yang digunakan adalah sebagai berikut : Y ijk = μ + A i + B j + AB ij + ε ijk Keterangan : Yijk : nilai respon pada taraf ke-i faktor variasi jumlah perekat dan taraf ke-j faktor kombinasi susunan masing-masing jenis bambu pada bagian face, back serta core. μ : nilai rata-rata pengamatan A i : pengaruh sebenarnya faktor variasi jumlah perekat Bj : pengaruh sebenarnya faktor kombinasi susunan masing- masing jenis bambu pada bagian face, back serta core pada taraf ke-j i : variasi jumlah perekat 3 , 4 , 5 j : kombinasi susunan masing-masing jenis bambu pada bagian face, back serta core k : ulangan 1,2,3,4 ABij : pengaruh interaksi faktor variasi jumlah perekat pada taraf ke-i dan faktor kombinasi susunan masing-masing jenis bambu pada bagian face, back serta core pada taraf ke-j. εijk : kesalahan galat percobaan pada faktor variasi jumlah perekat pada taraf ke-i dan faktor kombinasi susunan masing- masing jenis bambu pada bagian face, back serta core pada taraf ke-j. Adapun hipotesis yang diuji adalah sebagai berikut : Pengaruh utama faktor kombinasi susunan jenis bambu pada lapisan OSB faktor A: H : α 1 =….= αa = 0 faktor A tidak berpengaruh H 1 : paling sedikit ada satu i dimana α i ≠ Pengaruh utama faktor variasi kadar perekat faktor B: H : β 1 =….= βb = 0 faktor B tidak berpengaruh H 1 : paling sedikit ada satu i dimana β i ≠ Pengaruh sederhana interaksi faktor A dengan faktor B: H : αβ 1 1 =….= αβab = 0 faktor A – faktor B tidak berpengaruh H 1 : paling sedikit ada satu ij dimana αβ ij ≠ Untuk melihat adanya pengaruh perlakuan terhadap respon maka dilakukan analisis keragaman dengan menggunakan uji F pada tingkat kepercayaan 95 Tabel 4. Analisis keragaman ANOVA Sumber Keragaman Db JK KT F hitung A B AB Sisa Total A-1 B-1 A-1B- 1 ABn-1 ABn-1 JKA JKB JKAB JKS JKT JKAA-1 JKBB-1 JKABA-1B- 1 JKSABn-1 KTAKTS KTBKTS KTABKTS Sedangkan kriteria ujinya yang digunakan adalah jika F hitung lebih kecil atau sama dengan F tabel maka perlakuan tidak berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu dan jika F hitung lebih besar dari F tabel maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan tertentu. Untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh nyata dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji beda Duncan. Analisis dilakukan dengan menggunakan bantuan progam komputer SAS 9.1.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN