Densifikasi dengan Impregnasi Perubahan sifat-sifat komponen penyusun kayu, struktur sel kayu dan sifat-sifat dasar kayu terdensifikasi secara parsial

55

B. Densifikasi dengan Impregnasi

1. Polimer content Kandungan monomer Polimer content dalam kayu terpadatkan ditentukan berdasarkan rata-rata dari persen serta bahan monomer terhadap berat contoh kayu. Nilai kadar monomer yang diserap pada kayu Agatis dan Mangium yang diteliti dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7 Nilai polimer content kayu Impregnasi Tingkatan Polimer Metode Polimer Content Kayu Agatis Kayu Mangium Full Load Vakum 66.16 34.53 Vakum Tekan 70.18 31.76 Half Load Vakum 57.11 32.84 Vakum Tekan 49.26 29.67 Quarter Load Vakum 30.63 17.19 Vakum Tekan 18.79 18.45 Kadar monomer dalam kayu terpadatkan berbeda untuk setiap jenis kayu. Kadar monomer dari kayu Agatis lebih tinggi dibanding kayu Mangium. Hal ini menurut Nurwati 1990 karena kayu daun jarum mempunyai treabilitas yang lebih tinggi dari kayu daun lebar. Perbedaan tersebut karena pada kayu daun jarum aliran cairan hanya melalui trakeida dan noktah bahkan pada beberapa jenis melalui saluran damar longitudinal dan sel-sel parenkim. Sedangkan pada kayu daun lebar karena struktur anatominya lebih kompleks maka difusi agak sulit. Untuk semua jenis kayu pada tingkatan polimer full load FL mempunyai polimer content lebih tinggi dibanding yang lainnya, sebab tingkat kecepatan polimerisasi dari monomer tanpa campuran Benzen lebih tinggi dibanding tingkatan polimerisasi yang lainnya. Sedangkan untuk metode vakum kadar monomer yang masuk ke dalam kayu lebih banyak dibanding vakum tekan. Hal ini diduga karena waktu tekanan 60 menit masih tidak cukup optimal untuk penyerapan bahan monomer oleh kayu dibanding metode vakum saja selama 24 jam. 56 2. Kerapatan dan Berat Jenis Kerapatan kayu terpadatkan pada umumnya lebih tinggi dibanding berat jenis kontrol. Pada Gambar 20 dan 21 menunjukkan bahwa peningkatan kerapatan pada kayu Agatis terpadatkan dari 0.46 gcm 3 – 0.55 gcm 3 menjadi 0.65 gcm 3 – 0.89 gcm 3 , sedangkan pada kayu Mangium terpadatkan dari 0.47 gcm 3 – 0.54 gcm 3 menjadi 0.60 gcm 3 – 0.74 gcm 3 . Pada umumnya nilai peningkatan kerapatan terjadi pada tingkatan polimer Full Load FL dan pada metode vakum tekan. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa pada kayu Agatis tingkatan polimer dan interaksi antar faktor sangat berpengaruh nyata pada kerapatan sedangkan pada kayu Mangium hanya loading polimer yang berpengaruh nyata. Hasil uji lanjut menunjukkan bahwa baik kayu Agatis maupun Mangium berbeda untuk setiap taraf perlakuan. Hal ini menunjukkan bahwa meningkatnya kerapatan disebabkan oleh meningkatnya kandungan polimer dalam kayu. Peningkatan kerapatan berhubungan erat dengan kandungan monomer setelah dipolimerisasi yang berikatan silang satu sama lain dan mengeras didalam kayu. Pada kayu impregnasi terjadi peningkatan berat dari contoh kayu, sedangkan volume kayu tertahan akibat adanya polimer sehingga kerapatan kayu plastik bertambah. Gambar 20 Peningkatan kerapatan kayu Agatis terpadatkan pada berbagai tingkatan polimer dan metode impregnasi 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 Vakum Vakum Tekan Vakum Vakum Tekan Vakum Vakum Tekan Full Load Half Load Quarter Load K e rap atan gc m 3 Tingkatan Polimer Metode Kontrol Terpadatkan 57 Gambar 21 Peningkatan kerapatan kayu Mangium terpadatkan pada berbagai tingkatan polimer Pada Gambar 22 dan 23 ditunjukkan bahwa berat jenis kayu terpadatkan pada umumnya lebih tinggi dibanding berat jenis kayu kontrol. Peningkatan kayu Agatis terpadatkan dari 0.48 – 0.56 menjadi 0.65 – 1.03, sedangkan pada kayu Mangium terpadatkan dari 0.46 – 0.59 menjadi 0.58 – 0.74. Pada umumnya nilai peningkatan berat jenis terjadi pada tingkatan polimer full load FL dan metode vakum tekan. Menurut Wangaard 1979 pada kayu plastik WPC terjadi polimerisasi insitu dari monomer yang menyebabkan kenaikan berat dari contoh kayu, sedangkan volume kayu tertahan oleh adanya polimer tersebut, akibatnya berat jenis kayu bertambah. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa pada kayu Agatis tingkatan polimer, metode dan interaksi antar faktor sangat berpengaruh nyata pada berat jenis sedangkan pada kayu Mangium hanya tingkatan polimer yang berpengaruh nyata. Hasil uji lanjut menunjukkan bahwa baik kayu Agatis maupun Mangium memberikan respon untuk setiap taraf perlakuan. Hal ini menunjukkan bahwa masuknya monomer ke dalam kayu menyebabkan peningkatan berat kayu. Semakin tinggi tingkatan polimer maka semakin tinggi pula berat jenisnya. 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 Full Load Half Load Quarter Load K e rap atan gc m 3 Tingkatan Polimer Kontrol Terpadatkan 58 Gambar 22 Peningkatan berat jenis kayu Agatis terpadatkan pada berbagai tingkatan polimer dan metode impregnasi Gambar 23 Peningkatan berat jenis kayu Mangium terpadatkan pada berbagai tingkatan polimer 3. Stabilitas Dimensi dan Tingkat Perubahan Dimensi Stabilitas dimensi kayu terpadatkan diamati dari pengembangan volume kayu setelah diberi perlakuan Impregnasi. Nilai pengembangan volume kayu terimpregnasi terendah pada kayu Agatis yaitu sebesar 2.10 pada tingkatan polimer quarter load QL dengan metode vakum tekan, sedangkan pada kayu Mangium nilai pengembangan volume terendah sebesar 1.52 pada tingkatan 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Vakum Vakum Tekan Vakum Vakum Tekan Vakum Vakum Tekan Full Load Half Load Quarter Load B e rat Je n is Tingkatan Polimer Metode Kontrol Terpadatkan 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Full Load Half Load Quarter Load B e rat Je n is Tingkatan Polimer Kontrol Terpadatkan 59 polimer full load FL dengan metode vakum seperti ditunjukkan pada Gambar 24 dan 25. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa pada kayu Agatis semua faktor perlakuan dan interaksi antar faktor tidak berpengaruh nyata pada pengembangan volume sedangkan pada kayu Mangium hanya tingkatan polimer yang berpengaruh nyata. Hasil uji lanjut menunjukkan bahwa tingkatan polimer quarter load QL berbeda dengan full load FL dan half load HL. Perubahan pengembangan volume pada kayu terpadatkan sangat rendah, hal ini disebabkan karena adanya monomer di dalam rongga sel yang bersifat “Bulky mengisi rongga ”. Semakin banyak bahan polimer yang digunakan maka semakin kuat dan semakin stabil dimensinya. Gambar 24 Nilai pengembangan volume kayu Agatis pada metode dan tingkatan polimer Gambar 25 Nilai pengembangan volume kayu Mangium pada metode dan tingkatan polimer 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 Vakum Vakum Tekan Pen g e m b an g an v o lu m e Metode Full Load Half Load Quarter Load 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 Vakum Vakum Tekan Pen g e m b an g an v o lu m e Metode Full Load Half Load Quarter Load 60 Tingkat perubahan dimensi dari kondisi kering udara ke kondisi kelembaban RH 50. Rata-rata kayu Mangium lebih rendah dibanding kayu Agatis. Tingkat perubahan dimensi terkecil dihasilkan pada tingkatan polimer quarter load QL dengan metode vakum tekan pada kayu Agatis dan metode vakum pada kayu Mangium. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa baik pada kayu Agatis maupun Mangium tingkat perubahan dimensi tidak berbeda nyata. Hal ini menunjukkan bahwa tingkat perubahan dimensi tidak dipengaruhi oleh perlakuan tingkatan polimer dan metode impregnasi yang digunakan seperti ditunjukkan pada Tabel 8. Tabel 8 Tingkat perubahan dimensi kayu Agatis dan Mangium Tingkatan Polimer Metode Tingkat perubahan dimensi Agatis Mangium Full Load Vakum 2.94 1.52 Vakum Tekan 2.84 2.77 Half Load Vakum 3.56 2.01 Vakum Tekan 3.30 2.48 Quarter Load Vakum 3.55 3.86 Vakum Tekan 2.10 2.98 5. Kadar Air Keseimbangan KAK dan Laju Penurunan Kadar Air Nilai Kadar Air Keseimbangan kayu terpadatkan ditunjukkan pada Gambar 26 dan 27, terlihat bahwa secara umum kayu impregnasi dapat mencapai kadar air keseimbangan yang lebih rendah daripada kontrol. Rata-rata kadar air keseimbangan pada kayu Agatis 4.85 - 7.94 dari kadar air keseimbangan kayu kontrol 8.09 - 8.75 sedangkan pada kayu Mangium 5.87 - 8.04 dari kadar air keseimbangan kayu kontrol 12.64 - 14.36 . Pada umumnya nilai kadar air keseimbangan tertinggi terjadi pada tingkatan polimer quarter load QL dan terendah terjadi pada full load FL. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa baik pada kayu Agatis maupun Mangium hanya faktor tingkatan polimer berpengaruh sangat nyata pada kadar air keseimbangan. Hasil uji lanjut menunjukkan adanya perbedaan yang nyata diantara tingkatan polimer. 61 Terjadinya penurunan kadar air keseimbangan tersebut karena pori-pori kayu sudah tertutupi oleh bahan monomer sehingga volume air yang masuk ke dalam kayu tidak sebesar pada kayu sebelum impregnasi dimana pori-pori masih belum tertutupi. Penyebab lainnya adalah bahwa monomer yang diimpregnasikan ke dalam kayu mampu mengurangi sifat hidrofil kayu menjadi hidrofob, karena monomer yang diimpregnasikan bersifat hidrofob. Gambar 26 Kadar air keseimbangan kayu Agatis berdasarkan tingkatan polimer Gambar 27 Kadar air keseimbangan kayu Mangium berdasarkan tingkatan polimer Laju penurunan kadar air dari kondisi kering udara ke kondisi kelembaban RH 50. Laju penurunan kadar air tertinggi dihasilkan dari tingkatan polimer quarter load QL. Laju penurunan kadar air untuk kayu Agatis berkisar antara 0.13 – 0.23 , untuk kayu Mangium berkisar antara 0.14 – 0.20 . Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa pada kayu Agatis laju penurunan kadar air faktor tingkatan polimer yang berbeda sangat nyata, 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 Full Load Half Load Quarter Load K A K Tingkatan Polimer Kontrol Terpadatkan 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 Full Load Half Load Quarter Load KA K Tingkatan Polimer Kontrol Terpadatkan 62 sedangkan pada kayu Mangium tidak berpengaruh nyata. Hasil uji lanjut menunjukkan adanya perbedaan yang nyata diantara tingkatan polimer. Tabel 9 Rata-rata Laju Penurunan Kadar Air Kayu Terpadatkan Tingkatan Polimer Metode Laju Penurunan Kadar Air Agatis Mangium Full Load Vakum 0.13 0.14 Vakum Tekan 0.13 0.14 Half Load Vakum 0.16 0.15 Vakum Tekan 0.18 0.15 Quarter Load Vakum 0.19 0.17 Vakum Tekan 0.23 0.20 Laju penurunan kadar air baik untuk kayu Agatis maupun Mangium sangat rendah. Hal ini disebabkan karena monomer mampu meningkatkan kestabilan dimensi kayu. Kemampuan tersebut dikarenakan monomer mampu menurunkan sifat hidrofil kayu menjadi hidrofob. Hal ini terjadi karena monomer yang bersifat hidrofob terimpregnasi kedalam kayu yang menyebabkan monomer masuk ke dalam kayu dan berinteraksi dengan materi-materi fibril antar lapisan kayu sehingga kestabilan struktur kayu meningkat. Aspek 2. Peningkatan Sifat Mekanis Kayu Terdensifikasi Pada umumnya densifikasi kayu baik dengan kompresi maupun impregnasi dapat meningkatkan kekuatan mekanis kayu, yaitu modulus elastisitas MOE dan kekuatan patah MOR, serta dapat meningkatkan kekerasan kayu.

A. Densifikasi Parsial dengan Kompressi