Pengaruh Suhu Pengempaan Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel dengan Menggunakan Campuran Perekat Urea Formaldehida dan Phenol Formaldehida

27

DAFTAR PUSTAKA

Bowyer, J.L., Shmulsky, R. dan Haygreen, J. G. 2003. Forest Products and Wood
Science:An Introduction. Ed ke-4. Ames, Iowa: Iowa State Press.
Blomquist, R. F. 1983. Adhesive Bonding of Wood and Other Structural
Materials. Forest Product Technology USDA Forest Service and The
University of Winconsin. Chap.1.
Bufalino, L., Albino, V.C.S., VA de Sá , Corrê a, A.A.R., Mendes, L.M., Almeida
NA. 2012. Particleboards Made from Australian Red Cedar: Processing
Variables and Evaluation of Mixed- Species. J. Tropical Forest Science24
(2): 162 Fore.
Clausen, C.A., Kartal, S.N., Muchl, J. 2000. Properties of Particleboard made
from recycled CCA-treated wood. International Reseach Grub on Wood
Preservation, IRG/WO/00-50146, Stockholm, Sweden.
Haygreen, J. G. dan J. L. Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu
Pengantar. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.
Iswanto, A.H., Widya, F., Andi, D.Y., Ahmad, Z. danFauzi, F. 2013.
SifatFisisdanMekanisOriented Strand Board dariStandarKayuTerasetilasi
JurnalIlmudanTeknologiKayuTropis.

Japanese Standards Association. 2003. Japanese Industrial Standard (JIS) A 5908
Particleboard. Tokyo: Japanese Standards Association.
Lee, A.W, Yihai, L. 2003. Selected physical properties of commercial bamboo
flooring. For Prod J 53:23-26.
Kelly, M.W. 1977. Critical Literature Review of Relationship Between
Processing Parameter And Physical Properties of Particleboard. General
Technical Report FPL-10.Department of Agriculture Forest. Wisconsin
University.
Kementrian Kehutanan 2013. Statistika Kehutanan Indonesia 2013. Kementrian
Kehutanan. Jakarta.
Kementrian Kehutanan 2014. Statistika Kehutanan Indonesia 2014. Kementrian
Kehutanan. Jakarta.
Koch, P.,1972, Utilization Of Southern Pinesvol.1: The Raw Material , U.S
Departement of Agriculture, Forest Service.

Universitas Sumatera Utara

28

Nuryawan, A. 2007.Sifat Fisis dan Mekanis OSB dari Kayu Akasia, Ekaliptus dan

Gmelina Berdiameter Kecil [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor
(IPB)
Nuryawan, A., Iwan, R. dan Pamona S.S,.2009. Sifat Fisis-Mekanis papan
partikel dari limbah pemanenan kayu. Jurnal ilmu dan teknologi hasil
hutan 2(2):57-63.
Maloney, T.M. 1993. Modern particleboard and dry-process fiberboard
manufacturing (updated edition). Miller Freeman, San Francisco.
Mamza, P.A.P., Ezeh, E C., Gimba, E.C and Arthur, D.E. 2014,” Comporative
study of phenol formaldehyde and urea formaldehyde particleboards from
wood waste for subtainable envirotment” internasional jurnal of
scientific and technology research, vol.3, no.9 pp. 53-61.
Muharam, A.1995. Pengaruh Ukuran Partikel Dan Kerapatan Lembaran Terhadap
Sifat Fisis Dan Mekanis Papan Partikel Ampas Tebu.Skripsi. Fakultas
Teknologi Pertanian. Institute Pertanian Bogor. Bogor.
Ortuno, T.G., Javier A.R., Maria, T. Ferrandezs-Garcia., Manuel Ferrandezs Villena., dan Clara.E. Ferrandez-Gracia. 2011. Evaluation of the physical
and Mechanical properties of particleboard made from gian reed (Arundo
donax L)
Paridah, M.T., Chin, A.M.E. dan Zaidon A. 2001. Bonding properties of
Azadirachta excelsa. Journal of Tropical Forest Products 161–171.
Pari, G. 2002. Teknologi Alternatif Pemanfaatan Limbah Industri Pengolahan

kayu.http://tumoutou.net.
Pizzi, A. Garcia, R.Wang, S.1997. On the networking mechanisms of
additivesaccelerated phenol-formaldehyde polycondensates. Journal of
Applied Polymer Science 66(2), 255-266.
Pizzi, A. 1994. Advanced Wood Adhesives Technology.MarcelDekker, Inc. New
York.
Ruhendi, S. dan Y.S Hadi. 1997. Perekat dan perekatan. Jurusan Teknologi Hasil
Hutan. Fakultas Kehutanan. IPB. Bogor.
Ruhendi, S., Firda, A.S., Desy, N.K., Nurhaida., Sahriyanto, S., Tito, S.dan
Hikma, Y.2007.Analisis Perekatan Kayu. Bogor: Fakultas Kehutanan IPB.
Rusman, D. 2003.Sifat Keasaman beberapa Jenis Kayu dan pengaruh terhadap
keteguhan rekat perekat urea formaldehida [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.

Universitas Sumatera Utara

29

Sulastiningsih, I.M., Novitasari dan A. Turoso. 2006. Pengaruh kadar perekat
terhadap sifat papan partikel bambu. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 24(1):

1-8. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Bogor.
Suryadinata, E. 2005. Determinasi Suhu dan Waktu Kempa Optimum dalam
Pembuatan Papan Komposit dari Limbah Kayu dan Karton Gelombang
[Skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.
Wang, S., Dai, C. 2003. Proc. of a Workshop Fundamental of Composite
Processing, Madison, Wisconsin, USA, p.116.
Wahyuningsih, N. S. 2011. Pengaruh Perendaman dan Geometri Partikel tehadap
Kualitas Papan Partikel Sekam Padi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Widyorini, R., Xu, J., Umemura, K dan Kawai, S. (2005). “Manufacture and
properties of binderless particleboard from bagse. I. Effects of raw
material type, storge methods and manufacturing process,” J. Wood Sci.
51, 648-654.
Winandy, J.E. dan Krzysik, A. 2007 Thermal degradation of wood fibers during
hot-pressing of MDF composites: Part I. Relative effects and benefits of
thermal exposure.Wood Fiber Sci 39(3):450–46.
Yang, H., Kim, D dan Kim, H. 2003. Rice straw–wood particle composite for
sound absorbing wooden construction materials. Bioresource Technology
86: 117–121.
Yusuf, A. 2000. Determinasi Suhu Kempa Optimum Papan Komposit Dari Kayu
Dan Limbah Plastik. Skripsi Fakultas Kehutanan IPB Bogor.

Zhang, Y., Zheng, J., Guo, H., Li, Y dan Lu, M. 2015.Urea formaldehyde resin
with low formaldehyde content modified byphenol formaldehyde
intermediates and properties of its bambooparticleboards.J. Appl. Polym.
Sci.: 1-8. DOI: 10.1002/APP.42280.

Universitas Sumatera Utara

7

METODOLOGI PENELITIAN

Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni sampai dengan Desember
2015, Lokasi penelitiam pembuatan dan pengujian sifat fisis papan partikel
bertempat di Workshop dan Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Progran Studi
Kehutanan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara. Sementara itu untuk
pengujian sifat mekanis papan partikel dilakukan Laboratorium Keteknikan Kayu
Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah oven, compressor, spray

gun,mesin kempa panas, timbangan digital, Kaliper dan universal testing machine
(UTM). Selanjutnya bahan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah limbah
serutan kayu durian yang diperoleh dari tempat pengolahan kayu. Salah satu
alasan penggunaan kayu durian yaitu kayu ini tergolong kedalam kayu
berkerapatan sedang. Haygreen dan bowyer (1996) menyatakan bahwa
persyaratan penting bahan baku untuk dapat digunakan dalam pembuatan papan
partikel adalah berkerapatan rendah sampai sedang karena semakin mudah
dikempa, kontak antara permukaan pertikel semakin sempurna dan panel yang
dibentuk semakin padat, sehingga kekuatannya semakin baik. Perekat yang
digunakan adalah Urea Formaldehida (UF) dengan solid content 63% dan Phenol
Formaldehida (PF) dengan solid content 50%yang diperoleh dari PT. Palmolite
Adhesive Indusrti (PT. PAI) Probolinggo, Jawa Timur.

Universitas Sumatera Utara

8

Pembuatan Papan
Persiapan Bahan
Serutan kayu dikeringkan hingga mencapai kadar air ± 4%. Kebutuhan

bahan baku untuk tiap papan disajikan pada Tabel 2.
Table 2. Kebutuhan Bahan Baku Pembuatan Papan Partikel Untuk Setiap Papan.
Jumlah
Perbandingan
Perekat UF
Perekat PF
Partikel
Ulangan
Campuran
Perekat UF/PF
(%/w/w)
3
70/30 %
50.89 gram
34.13 gram
448

Pengukuran panjang, lebar dan tebal sampel partikel serutan kayu durian
pada 100 sampel yang disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Geometri partikel

Ukuran partikel
Rata-ratan
St.dev
Panjang(cm)
1.83
0.61
Lebar (cm)
0.57
0.22
Tebal (cm)
0.05
0.02
Selenderness Ratio (SR)
42.9
28.35
Aspect Ratio (AR)
3.8
2.2
Keterangan : n (sebanyak 100 partikel yang diambil secara acak untuk pengukuran
dimensi

Proses Pembuatan
Serutan dan perekat dicampur dengan menggunakan alat pencampur.
Selanjutnya dilakukan pembuatan lembaran dimana furnish/adonan dicetak
dengan menggunakan cetakan ukuran 25×25 cm. Kemudian lembaran dikempa
panas pada suhu sesuai dengan perlakuan 140, 150, 160 dan170oC dengan waktu
(10 menit) dengan tekanan 30 kgf/cm3. Setelah proses pengempaan, dilakukan
pengkondisian papan selama ±7 hari pada kondisi suhu ruang.

Universitas Sumatera Utara

9

Pemotongan Contoh Uji
Pemotongan contoh uji pada gambar berdasarkan standar JIS A 5908
(2003). Pola pemotongan contoh uji disajikan pada Gambar 1.
A

B
C

D

Gambar 1.Pola Pemotongan

Keterangan gambar :
A = Sampel uji MOE & MOR (5 x 20)cm2
B = Sampel uji kerapatan dan KA (10 x 10)cm2
C = Sampel uji PT dan DSA (5x 5)cm2
D = Sampel uji IB (5 x 5)cm2

Universitas Sumatera Utara

10

Pembuatan papan dapat dilihat pada alur proses pada Gambar 2.
Persiapan Bahan
Pembuatan Serutan Kayu
Pengeringan Serutan Kayu
Ka ̴ 4%

Bahan Perekat
Perbandingan UF/PF =
70/30

Pencampuran (Blending)

Pembutan lembaran kayu
(25 x 25 x 1)cm3
Target Kerapatan 0,75 g/cm3

Hot Press
Suhu: 140o,150o,160o,170oC
Waktu :10 Menit
Tekanan:30 kg/cm2

Sampel dipotong
Pengkondisian
±1 Minggu

A

Pengujian

B
C

D

Fisis
Kerapatan
Kadar Air
Pengembangan Tebal
Daya Serap Air

Mekanis
Modulus of Elasticity (MOE)
Modulus of Rupture (MOR)
Internal Bond(IB)

Gambar 2. Bagan prosedur pembuatan papan partikel
Keterangan gambar :
A = Sampel uji MOE & MOR (5 x 20)cm2
B = Sampel uji kerapatan dan KA (10 x 10)cm2
C = Sampel uji PT dan DSA (5x 5)cm2
D = Sampel uji IB (5 x 5)cm2

Universitas Sumatera Utara

11

Pengujian Sifat Fisis Papan Berdasarkan Standar JIS A 5908 2003
Kerapatan
Kerapatan dihitung berdasarkan berat dan volume kering udara contoh uji.
Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm ditimbang beratnya (B), lalu diukur ratarata panjang, lebar, dan tebalnya untuk menentukan volume contoh ujinya (V).
Nilai Kerapatan dapat dihitung dengan rumus:
P = B/V
Keterangan :
Ρ = kerapatan (g/cm3)
B = berat contoh uji kering udara (g)
V = volume contoh uji kering udara (cm3)

Kadar air (KA)
Contoh uji kadar air berukuran 10 cm x 10 cm yang digunakan adalah
sama dengan contoh uji kerapatan. Contoh uji ditimbang (Bawal), selanjutnya
contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu (103±2)oC selama 24 jam hingga
beratnya konstan. Contoh uji didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang
(BKO). Nilai kadar air papan dihitung dengan rumus:

Bawal - BKO
KA (%) =
x 100
BKO
Keterangan:
KA
= kadar air (%)
Bawal = berat awal contoh uji (g)
BKO = berat kering oven contoh uji (g)

Pengembangan tebal (PT)
Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm . Contoh uji dalam kondisi kering udara
diukur rata-rata dimensi tebal pada 4 titik pengukuran (T0).Selanjutnya contoh uji
direndam dalam air dingin selama 24 jam, lalu diukur kembali rata-rata dimensi

Universitas Sumatera Utara

12

tebal pada 4 titik pengukuran (T1). Nilai pengembangan tebal dihitung dengan
rumus:
T1-T0
PT (%) =
x 100
T0
Keterangan:
PT
= pengembangan tebal (%)
T1
= tebal contoh uji sebelum perendaman (mm)
T0
= tebal contoh uji setelah perendaman (mm)

Daya serap air (DSA)
Daya serap air papan dilakukan dengan mengukur selisih berat sebelum
dan setelah perendaman dalam air dingin selama 24 jam. Contoh uji berukuran
5 cm x 5 cm sama dengan contoh uji pengembangan tebal. Daya serap air tersebut
dihitung dengan rumus:

B2 - B1
DSA (%) =

x 100
B1

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

Pengujian Sifat Mekanis Papan Berdasarkan Standar JIS A 5908 2003
Keteguhan rekat internal
Contoh uji keteguhan rekat internal (internal bond) berukuran 5 cm x 5
cm. Contoh uji diukur dimensi panjang dan lebar untuk mendapatkan luas
permukaan. Kemudian contoh uji dilekatkan pada dua blok besi dengan perekat
epoksi dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Cara pengujian internal bond
seperti pada Gambar 3.

Universitas Sumatera Utara

13

Arah beban
Balok besi
Contoh uji

Arah beban

Gambar 3. Contoh uji keteguhan rekat internal

Keteguhan rekat tersebut dihitung dengan rumus:
IB = P/A
Keterangan:
IB
= keteguhan rekat internal (kg/cm2)
P
= beban maksimum (kg)
A
= luas permukaan contoh uji (cm2)

Modulus of Rupture (MOR)
Modulus of Rupture (MOR) adalah sifat mekanis papan yang
menunjukkan kekuatan dalam menahan beban.Untuk memperoleh nilai MOR,
maka pengujian pembebanan dilakukan sampai contoh uji patah.Pengujian MOR
dilaksanakan bersamaan dengan pengujian MOE (Modulus of Rupture). Contoh
uji berukuran 20 cm x 5 cm. Gambar 4 merupakan ilustrasi pengujianparameter
MOR dan MOE.
P

L
Gambar 4. Contoh uji Modulus of Rupturedan Modulus of Elassticity

Universitas Sumatera Utara

14

Nilai MOR dihitung dengan rumus:
3PL
MOR =
2bh2
Keterangan:
MOR = Modulus of Rupture (kgf/cm2)
P
= beban maksimum (kgf)
b
= lebar contoh uji (cm)
h
= tebal contoh uji (cm)
L
= jarak sangga (cm)

Modulus OfElasticity (MOE)
Pengujian MOE dilakukan bersama-sama dengan pengujian modulus
patah, sehingga contoh ujinya sama. Pada saat MOE dicatat besarnya defleksi
yang terjadi pada setiap perubahan beban tertentu.
Rumus yang digunakan adalah:
ΔPL3
MOE =
4bh3 ΔY
Keterangan:
MOE = Modulus of Elasticity (kg/cm2)
ΔP
= perubahan beban yang digunakan (kg)
L
= jarak sangga (cm)
ΔY
= perubahan defleksi pada setiap perubahan beban (cm)
b
= lebar contoh uji (cm)
h
= tebal contoh uji (cm)

Analisis data
Penelitian ini menggunakan analisis Rancangan Acak Lengkap (RAL),
dengan perlakuan suhu kempa yang berbeda - beda 140, 150, 160dan 170oC
masing-masing perlakuan dibuat sebanyak tiga kali ulangan.
Model statistik linier dari rancangan percobaan ini dinyatakan dalam
persamaan sebagai berikut:
Yij = µ + αi + ∑ij

Universitas Sumatera Utara

15

Keterangan:
Yij = Respon pengamatan pada papanke-i dan ulangan ke-j
µ
= Nilai rata-rata umum
αi
= Pengaruh perlakuan kempa i
∑ij = Sisaan acak dari satuan percobaan ulangan ke-j yang diberi perlakuan
suhu kempa i
i
= 1,2,…
j
= 1,2,3,…
Adapun hipotesis yang digunakan adalah :
H0 = Tidak terdapat pengaruh perbedaan suhu kempa terhadap sifat fisismekanis papan
H1 = Terdapat pengaruh perbedaan suhu kempa terhadap sifat fisis-mekanis
papan
Untuk mengetahui pengaruh suhu kempa terhadap sifat fisis dan mekanis
papan maka dilakukan analisis keragaman (analysis of variance). Analisis
keragaman tersebut menggunakan kriteria uji sebagai berikut:
a.

Jika Fhitung < Ftabel maka H0 diterima atau perbedaan suhu kempa tidak
berpengaruh terhadap sifat fisis-mekanis papan.

b.

Jika Fhitung > Ftabel maka H0 ditolak atau perbedaan suhu kempa
berpengaruh terhadap sifat fisis-mekanis papan.
Selanjutnya

untuk

mengetahui

perbedaan

antar

perlakuan

maka

dilanjutkan dengan pengujian dengan menggunakan uji wilayah berganda Duncan
(Duncan Multiple Range Test). Kemudian setelah data hasil pengujian untuk
setiap respon yang diuji dianalisis, lalu dibandingkan dengan persyaratan JIS A
5908 (2003) dengan maksud untuk mengetahui apakah sifat-sifat papan yang
dibuat memenuhi standar atau tidak.

Universitas Sumatera Utara

16

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sifat Fisis Papan Partikel
Kerapatan dan Kadar Air
Nilai kerapatan dan kadar air papan partikel disajikan pada Gambar
5.Nilai kerapatan papan yang dihasilkan berkisar antara 0,57-0,61 g/cm3 dimana
nilai tertinggi diperoleh pada perlakuan suhu kempa 140oC dan nilai terendah
padasuhu kempa 150dan 160oC.

Kerapatan

Kadar Air
12,00

8,79 b

9,61 c
7,78 a

10,00

8,86 b

8,00
0,50

6,00
0,60

0,57

0,57

0,58

4,00

Kadar Air (%)

Kerapatan (g/cm3)

1,00

2,00
0,00

0,00
140

150

160

170

Suhu Kempa (oC)

Keterangan: perlakuan yang diiuti oleh huruf yang sama akan menunjukan pengaruh
yang tidak berbeda nyata menurut DMRT 5%

Gambar 5 .Kerapatan papan partikel.

Kerapatan papan partikel yang dihasilkan tidak sesuai dengan kerapatan
target sebesar 0,75 g/cm³ namun sudah memenuhi standar JIS A 5908-2003 yang
mensyaratkan nilai kerapatan papan berkisar anatara 0,4 - 0,9 g/cm³ JSA,
2003.Kerapatan papan partikel yang tidak sesuai dengan target tersebut
disebabkan oleh beberapa hal yaitu kemungkinan tidak tercapainya tekanan

Universitas Sumatera Utara

17

kempa yang ditargetkan, springback papan setelah proses pengkondisian dan
adanya partikel yang terbuang selama pembuatan papan. Bufalino et al, (2012)
menyatakan bahwa rendahnya nilai kerapatam papan partikel dikarenakan adanya
sejumlah partikel yang terbuang selama proses pembuatan. Heygreen dan Bowyer
(1993) yang menyatakan bahwa nilai kerapatan sangat tergantung pada kerapatan
kayu yang digunakan dan besarnya tegangan kempa yang diberikan dalam
pembuatan lembaran. Kelly (1977) melaporkan bahwa beberapa faktor yang
mempengaruhi nilai kerapatan papan diantaranya jenis kayu, tekanan kempa,
jumlah partikel, jumlah perekat dan aditif. Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa
perlakuan suhu kempa tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata padda
selang kepercayaan 95% terhadap nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan.
Selanjutnya untuk parameter kadar air, hasil penelitian menunjukkan
bahwa nilai kadar air papan partikel berkisar antara 7,78-11,12% (Gambar 5).
Nilai kadar air tertinggi terdapat pada perlakuan suhu kempa 150oC dan terendah
pada suhu 160oC. Kadar air berkaitan denga suhu dan waktu dalam proses
pengempaan (Roffi et al.,2008). Faktor lain yang juga turut berperan dalam
parameter kadar air yaitu kadar air partikel dan kondisi lingkungan pada saat
proses pengempaan. Maloney (1993) menyatakan bahwa kadar air awal bahan
baku berperan penting dalam menentukan kadar air papan partikel yang
dihasilkan.
Hasil sidik ragam

menunjukkan bahwa perlakuan suhu kempa

berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap parameter kadar air
papan partikel. Hasil uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT)
menunjukkan bahwa perlakuan pengempaan dengan suhu kempa tertinggi 170oC

Universitas Sumatera Utara

18

dan terendah 140oC tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata, namun
terhadap perlakuan lain memberikan pengaruh yang berbeda. Mengacu pada
standar JIS A 5908 (2003) parameter kadar air papan partikel yang dihasilkan
pada penelitian ini sudah memenuhi standar tersebut yang mensyaratkan nilai
kadar air papan partikel berkisaran 5-13%.

Pengembangan Tebal (PT)
Nilai PT papan partikel untuk PT 2 jam berkisar antara 9,32 - 12,10%
sedangkan untuk PT 24 jam berkisar antara 13,18 - 18,13% (Gambar 6).
PT 2 Jam

PT 24 Jam
20,00

24,00

16,00

15,18 a

15,52 a

16,28 a

18,13 b

16,00
12,00

12,00
8,00
8,00

9,71 a

10,32 a

4,00

12,10 b

12,49 b

PT 24 JAM%

PT 2 JAM%

20,00

4,00

0,00

0,00
140

150

160

170

Suhu Kempa (oC)

Keterangan:perlakuan yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukan pengaruh yang
tidak berbeda nyata menurut DMRT 5%

Gambar 6. Pengembangan Tebal Papan Partikel
Nilai tertinggi pada pengukuran PT 2 jam dan 24 jam terdapat pada papan
partikel dengan suhu kempa 170oC. Sedangkan untuk pengukuran 2 jam dan 24
jam terendah terdapat pada suhu kempa 140oC. Semakin tinggi suhu pengempaan
menyebabkan nilai PT papan partikel yang dihasilkan semakin besar, hal ini
diduga karena perekat UF terlalu matang (overcuring) hal ini diindikasi dengan
nilai keteguhan rekat internal (IB) papan yang dihasilkan dimana perlakuan pada

Universitas Sumatera Utara

19

suhu kempa 140oC memiliki nilai IB yang paling tinggi. Kondisi tersebut
menunjukkan ikatan antara partikel dengan perekat terjadi dengan baik. Idealnya
perekat UF menggunakan suhu maksimal 140oC. Pada penelitian ini
menggunakanperekat campuran UF dan PF dengan komposisi perbandingan
UF/PF sebesar 70/30 (%w/w) berdasarkan berat kering partikel. Dominasi
penggunaan perekat UF ini menjadi salah satu penyebab bahwa semakin tinggi
suhu pengempaan berakibat terhadap buruknya nilai pengembangan tebal papan
yang dihasilkan.
Hasil sidik ragammenunjukkanbahwa perlakuansuhu kempa berpengaruh
nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap PT 2 dan 24 jam dari papan partikel
yang dihasilkan. Hasil uji DMRT menunjukkan bahwa pada PT 2 jam perlakuan
suhu pengempaan 170oC berbeda nyata terhadap perlakuan lainnya. Sementara itu
untuk suhu pengempaan 140, 150 dan 160oC masing-masing tidak berbeda nyata
satu dengan yang lainnya. Sementara untuk PT 24 jam menunjukkan bahwa
perlakuan suhu pengempaan antara 140 dengan 150oC tidak berbeda nyata, begitu
juga dengan perlakuan suhu pengempaan antara 160 dengan 170oC. Berdasarkan
JIS A 5908 (2003) nilai PT yang disyaratkan oleh standar maksimal 12%,
sehingga secara keseluruhan papan partikel yang dihasilkan pada penelitian ini
belum memenuhi standar JIS A 5908 (2003).

Daya Serap Air (DSA)
Nilai daya serap air disajikan pada Gambar 7. Berdasarkan Gambar 7,
nilai DSA papan partikel untuk 2 jam berkisar antara 74,35 - 96,60%, sedangkan
nilai DSA untuk 24 jam berkisar antara 91,14 - 107,25%.

Universitas Sumatera Utara

20

Dsa 2 Jam

Dsa 24 Jam

150,00

150,00
105,96 b
91,14 a

107,25 b

120,00

94,47 a

90,00

90,00
95,90 c

60,00
74,35 a

96,60 c

84,07 b

60,00

30,00

30,00

0,00

0,00
140

150

160

DSA 24 JAM (%)

DSA 2 JAM (%)

120,00

170

Suhu Kempa ( oC)
Keterangan: perlakuan yang diikuti oleh huruf yang sama berarti tidak berbeda nyata pengaruhnya
menurut DMRT 5%

Gambar 7. Daya Serap Air Papan Partikel
Berdasarkan Gambar 7nilai DSAtertinggi pada perendaman 2 jam dan 24
jam terdapat pada papan partikel dengan perlakuan suhu pengempaan 170oC.
Sedangkan nilai DSA terendah pada perendaman 2 jam dan 24 jam terdapat pada
papn partikel dengan perlakuan suhu kempa 140oC. Tren menunjukkan bahwa
peningkatan suhu kempa menyebabkan peningkatan niai DSA. Hal ini diduga
karena terlalu matang (overcuring) perekat UF pada suhu yang lebih tinggi
sehingga daya ikat antara perekat dengan perekat mengalami penurunun. Mamza
et al, (2014) menyatakan bahwa titik melting perekat UF pada suhu 132,7oC. Pada
penelitian ini nilai DSA masih tinggi. Bowyer et al.,(2003) menyatakan bahwa
penyerapan air terjadi karena adanya gaya absorpsi yang merupakan gaya tarik
molekul air pada tempat ikatan hidrogen yang terdapat dalam selulosa,
hemiselulosa, dan lignin. Winandy dan Krzysik (2007) menyatakan bahwa
peningkatan suhu pengempaan tidak menyebabkan produk medium density
fiberboard (MDF) tahan terhadap penyerapan air karena untuk partikel kayu

Universitas Sumatera Utara

21

tersusun mengandung hemiselulosa dimana komponen ini bersifat hidrofobik
dan bertanggung jawab terhadap kemampuan DSA.
Sidik ragam menunjukan bahwaperlakuan suhu pengempaan memberikan
pengaruh nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap DSA 2 jam dan DSA 24
jam papan partikel yang dihasilkan. Hasil uji lanjut DMRT menunjukkan bahwa
pada DSA 2 jam perlakuan suhu pengempaan masing-masing manunjukkan
perbedaan yang antar perlakuan kecuali antara perlakuan suhu kempa 160 dengan
170oC tidak berbeda nyata. Sementara itu untuk DSA 24 jam menunjukkan bahwa
perlakuan suhu pengempaan 140 dengan 150oC tidak berbeda nyata, begitu juga
dengan perlakuan suhu pengempaan antara 160 dengan 170oC. Meskipun nilai
DSA papan partikel tidak dipersyaratkan dalam JIS A 5908 - 2003, namun
parameter inipenting untuk diketahui karena akan mempengaruhi

nilai

pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan.

Sifat mekanis papan partikel
Modulus of elasticity (MOE)danModulus of Rupture (MOR)
NilaiMOE dan MOR hasil pengujian disajikan pada Gambar 8. Nilai MOE
pada penlitian berkisar antara 7645 - 9660 kgf/cm2. Nilai rata-rata MOE papan
partikel tertinggi diperoleh pada papan dengan perlakuan suhu pengempaan
160oC,

sementara

itu

nilai

terendah

terdapat

pada

perlakuan

suhu

pengempaan170oC. kenaikan suhu kempa hingga 160oC masih memberikan
respon yang positif terhadap nilai MOE papan. Suhu pengempaan diatas 160oC
menunjukkan penurunan nilai MOE yang signifikan hal ini dikarenakan perekat

Universitas Sumatera Utara

22

UF terlalu matang (overcuring) sehingga menyebabkan papan yang dihasilkan
menjadi lebih regas.

20000,00
18000,00
16000,00
14000,00
12000,00
10000,00
8000,00
6000,00
4000,00
2000,00
0,00

76,79

82,63

MOR
120,00

94,24
67,27

100,00
80,00
60,00
40,00

9032

8760

9660

7645

MoR (kgf/cm²)

MoE (kgf/cm2)

MOE

20,00
0,00

140

150

160

170

Suhu Kempa (oC)

Gambar 8. Modulus of elasticity (MOE) dan Modulus of rupture (MOR)
Nilai MOE papan yang dihasilkan masih jauh dari standar JIS A 5908
(2003). Penyebab rendahnya nilai MOE papan partikel yang dihasilkan pada
penelitian ini adalah nilai slenderness ratio (SR) yang merupakan perbandingan
panjang dan lebar dari partikel sebagai bahan baku pembuatan papan. Nilai SR
dari serutan kayu yang dipergunakan sebesar 42,90. Nilai ini jauh dari nilai ideal
SR sebagaimana yang dikemukakan oleh Maloney (1993) yang menyatakan
bahwa nilai ideal SR untuk partikel sebesar 150 yang dimiliki oleh partikel dalam
bentuk flake. Sementara pada penelitian ini partikel yang diperlakukan berupa
serutan. Nilai SR akan memberikan pengaruh terhadap kemudahan didalam
pengorientasian. Partikel dengan selenderness ratio yang tinggi akan lebih mudah
diorientasikan sehingga kekuatan papan yang dihasilkan akan dihasilkan akan
meningkat serta memerlukan sedikit perekat per-luasan permukaan untuk
mengikat partikel. Masih menurut Maloney (1993); Heygreen dan Bowyer (1996)
bahwa nilai MOE dipengaruhi oleh kandungan dan jenis bahan perekat yang

Universitas Sumatera Utara

23

digunaka, kerapatan papan, daya ikat perekat dan panjang serat, dan geometri
partikel. Selanjutnya Pizzi (1994) menyatakan bahwa papan partikel yang
menggunakan perekat UF sebagai bahan pengikat memiliki kekuatan relative
rendah dibandingkan dengan perekat lain.
Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan suhu tidak memberikan
pengaruh yang nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai MOE papan
partikel yang dihasilkan. Seluruh papan partikel yang dihasilkan belum memenuhi
standar JIS A 5908-2003 yang mensyaratkan nilai MOE min 20.400 kgf/cm2.
Selanjutnya untuk parameter MOR sebagaimana disajikan pada Gambar 8
menunjukkan bahwa, nilai MOR papan partikel yang dihasilkan berkisar antara
67,27 - 94,24 kgf/cm2. NilaiMORtertinggi dicapai pada papan dengan perlakuan
suhu pengempaan 160oC, sementara itu nilai terendah terdapat pada
perlakuansuhu pengempaan 170oC. Tren pada parameter MOR hampir sama
dengan MOE. Perlakuan suhu pengempaan diatas 160oC memberikan respon
negatif terhadap nilai MOR. Suryadinata (2005) menyatakan bahwa apabila suhu
yang digunakan terlalu tinggi melewati batas optimum kenaikan waktu
pengempaan akan mengurangi nilai MOR pada papan partikel karena suhu yang
tinggi pada waktu yang lama menyebabkan papan mengalami overcuring dimana
ikatan telah terbentuk menjadi pecah sehingga kemampuan menahan beban
berkurang. MOR papan partikel yang dihasilkan oleh perlakuan suhu pengempaan
150 dan 160oC telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan
nilai MOR minimal 82 kgf/cm2.

Universitas Sumatera Utara

24

Internal Bond (IB)
Nilai rata-rata IB papan partikel hasil penelitian ini berkisar antara 1,98 3,65kgf/cm2 dimana IB terendah diproleh pada perlakuan suhu pengempaan
160oC dan yang tertinggi pada suhu pengempaan 140oC. Hasil pengujian
parameter IB disajikan pada Gambar 9.
4,500

3,654

Internal Bond (kgf/cm²)

4,000
3,500
2,399

3,000

1,981

2,058

160

170

2,500
2,000
1,500
1,000
0,500
0,000
140

150
Suhu (0C)

Keterangan:perlakuan yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan pengaruh tidak
berbeda nyata menurut DMRT 5%

Gambar 9. Internal Bond (IB) papan partikel
Nilai IB terlihat mengalami penurunan seiring dengan peningkatan suhu
pengempaan. Hal ini disebabkan oleh kondisi perekat UF yang mengalami
overcuring sehingga daya ikat antara partikel denagn perekat mengalami
penurunan. Nilai IB yang dihasilkan dari penelitian ini telah memenuhi standar
JIS A 5908 (2003) yang mensyaratkan minimum nilai IB dari papan partikel
sebesar 1,5 kg/cm2. Proses pencampuran, pembentukan, dan pengempaan yang
baik akan menentukan kualitas papan yang dihasilkan. Faktor yang perlu
diperhatikan dalam pencapaian keberhasilan proses perekatan adalah waktu dan
suhu pengempaan. Apabila suhu terlalu rendah, maka perekatan tidak mengalami
kematangan

sedangkan

bila terlalu

tinggi

maka

perekat

mengalami

Universitas Sumatera Utara

25

overcuringsehingga perekat menjaddi rapuh, hal ini dapat menyebabkan
penurunan nilai IB. Widyorini et al. (2005) menyatakan bahwa peningkatan suhu
memperlihatkan

adanya

penurunan

nilai

kekuatan

rekat

internal

yang

kemungkinan disebabkan oleh terlalu tingginya suhu yang dipakai.
Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan suhu pengempaan
berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 95% terhadap nilai IB papan partikel
yang dihasilkan.
Hasil uji DMRTmenunjukkan bahwa perlakuan suhu kempa 140oC
berbeda nyata pengaruhnya terhadap perlakuan suhu pengempaan 140oC berbeda
nyata terhadap perlakuan lain, sementara itu perlakuan suhu pengempaan 150,
160 dan 170oC tidak berbeda nyata satu dengan yang lainnya.

Universitas Sumatera Utara

26

KESIMPULAN

Kesimpulan
Perlakuan suhu pengempaan menunjukkan pengaruh terhadap parameter
sifat fisis dan mekanis papan partikel yang dihasilkan terutama pengembangan
tebal, daya serap air dan internal bond. Meskipun berpengaruh terhadap beberapa
parameter tersebut namun perlakuan ini belum mendapatkan kondisi yang optimal
terutama untuk parameter pengembangan tebal. Secara keseluruhan dengan
meningkatnya suhu pengempaan berakibat terhadap penurunan kualitas papan
partikel yang terbuat dari serutan kayu dengan menggunakan campuran perekat
PF dan UF.

Universitas Sumatera Utara

4

TINJAUANPUSTAKA

Potensi Limbah Kayu
Produksi total kayu gergajian Indonesia mencapai 1,218 juta m³ pertahun.
Dengan asumsi bahwa jumlah limbah yang terbentuk 54,24% dari produksi total,
maka dihasilkan limbah penggergajian kayu sebanyak 0,66 juta m³ per tahun.
Angka tersebut cukup besar karena mencapai sekitar separuh dari produksi kayu
gergajian (Statistik kehutanan Indonesia,2013).
Limbah kayu berupa potongan log maupun serutan telah dimanfaatkan
sebagai inti papan blok dan bahan baku papan partikel. Adapun limbah berupa
serbuk gergaji pemanfaatannya masih belum optimal untuk industri besar dan
terpadu, selama ini limbah serbuk kayu gergajian sudah dimanfaatkan menjadi
beriket arang dan arang aktif yang dijual secara komersial. Namun untuk industri
penggergajian kayu skala industri kecil yang jumlahnya mencapai ribuan unit dan
tersebar diperdesaan,limbah ini belum dimanfaatkan secara optimal (Pari, 2002).
Papan Partikel
Papan partikel merupakan istilah umum untuk panel yang dibuat dari
bahan berlignoselulosa (biasanya kayu), terutama dalam bentuk partikel atau
serpihan, yang membedakan dengan serat, yang digabung dengan perekat sintetik
atau perekat lain yang sesuai dan diikat bersama dengan menggunakan kempa
panas (Maloney, 1993).
Papan berasal dari partikel kayu dengan penambahan perekat melalui
pengempaan panas. Pengujian papan sifat fisis dan mekanis papan partikel
menggunakan Japanese Industrial Standard (JSA 2003). Persyaratan sifat fisis

Universitas Sumatera Utara

5

dan mekanis papan partikel yang harus dipenuhi menurut Japanese Industrial
Standard A 5908 (2003) disajikan pada Tabel.1
Tabel 1. Standar Nilai JIS A 5908 (2003) tentang Papan Partikel
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Parameter sifat fisis dan mekanis
Kerapatan (g/cm³)
Kadar air (%)
Daya serap air (%)
Pengembangan tebal (%)
Modulus of Rupture (MOR) (kg/cm²)
Modulus of Elasticity(MOE) (kg/cm²)
Internal Bond (kg/cm²)
Kuat pegang sekrup (kg)

Standar
0,4 – 0,9
5 – 13
Maks 12
Min 82
Min 20400
Min 1.5
Min 31

Perekat Urea Formaldehida (UF)
Menurut Blomquist et al., (1983) dalam Ruhendi (2007), perekat
(adhesive) adalah suatu substansi yang dapat menyatukan dua buah benda atau
lebih melalui ikatan permukaan. Dilihat dari reaksi perekat terhadap panas,
makaperekat dapat dibedakan menjadi perekat termoseting dan termoplastik.
Menurut Pizzi (1994), Urea Formaldehida (UF) merupakan perekat dari jenis
perekat amino yang paling penting dan banyak digunakan. Perekat Urea
Formaldehida memiliki manfaat yaitu memiliki tingkat daya larut (cocok untuk
bahan yang bulky dan produksi yang murah), tidak mudah terbakar, sifat termal
baik, warnanya tidak berubah meskipun telah masak, mudah beradaptasi untuk
berbagai suhu pemasakan. Namun terdapat kelemahan utama perekat UF, yaitu
terjadi kerusakan pada ikatannya terutama disebabkan oleh air dan kelembaban.
Perekat Phenol Formaldehida (PF)
Phenol formaldehida merupakan hasil kondensasi formaldehida dengan
monorik phenol, termasuk phenol itu sendiri, creosol dan xylenol. Phenol
formaldehida dibagi menjadi dua kelas yaitu resol yang bersifat thermoseting dan
menolak yang bersifat thermoplastik. Perbedaan kedua ini disebabkan oleh

Universitas Sumatera Utara

6

perbandingan molar phenol dan formaldehida, serta katalis atau kondisi yang
terjadi selama berlangsungnya reaksi (Ruhendi dan Hadi, 1997).
Jenis perekat sintetis yang digunakan dalam industri papan serat maupun
papan partikel ada dua macam yaitu: Urea formaldehida (UF) dan Phenol
formaldehida (PF). Perekat resin urea formaldehida (UF) biasanya digunakan
untuk membuat jenis papan yang pada aplikasinya digunakan di dalam ruangan
(interior) dan tidak memerlukan ketahanan yang kuat terhadap cuaca. Untuk
papan yang memerlukan ketahanan terhadap cuaca atau digunakan pada luar
ruangan biasanya perekat yang digunakan adalah resin phenol formaldehida (PF)
(Maloney, 1993).
Perekat phenol formaldehida (PF) merupakan perekat resin fenolik,
dibentuk melalui reaksi kondensasi antara formaldehida dengan senyawa fenolik
(Pizziet al., 1997). Perekat PF memiliki sifat tahan air, panas dan jamur sehingga
digolongkan kedalam jenis perekat tipe eksterior. Perekat urea formaldehida tidak
tahan terhadap pengaruh cuaca sehingga digolongkan kedalam perekat tipe
interior.
Suhu Pengempaan
Faktor yang mempengaruhi kualitas perekat salah satunya adalah suhu dan
lamanya waktu pengempaan.Menurut Yusuf (2000) jika suhu pengempaan di atas
suhu optimum dengan waktu yang lama akan menyebabkan papan partikel yang
dihasilkan terlalu matang (overcuring) sehingga bersifat getas dan menyebabkan
ikatan antar partikel menjadi tidak normal. Pengempaan pada suhu dibawah suhu
optimum dan waktu yang terlalu singkat akan menyebabkan perekat belum
matang.

Universitas Sumatera Utara

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Fakta menunjukkan bahwa kebutuhan kayu sebagai bahan baku industri
perkayuan tidak seimbang dengan ketersediaan bahan baku dari hutan alam. Data
statistik Kementrian Kehutanan Tahun (2013) menunjukkan kebutuhan kayu bulat
di Indonesia pada tahun 2013 sebesar 23,23 juta m3 dan pada tahun 2014
menunjukkan jumlah kayu bulat di Indonesia adalah sebesar 38.61 juta m3
(Kementrian Kehutanan, 2014).
Salah satu solusi dari permasalahan pemenuhan kebutuhan bahan baku
bagi industri papan komposit adalah melalui pemanfaatan limbah kayu baik yang
berasal dari limbah industri penggergajian, pemgerjaan maupun limbah kayu dari
hutan sebagai bahan bakunya. Diantara produk

komposit yang terkenal di

Indonesia salah satunya adalah papan partikel. Secara terminologi papan partikel
merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel kayu yang terbuat dari
partikel - partikel kayu atau bahan - bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat
dengan perekat sintetis termoseting atau termoplastik kemudian dilakukan proses
pengempaan panas (Maloney, 1993). Penggunaan papan partikel terbatas pada
keperluan interior seperti furniture, peredam suara, partisi dinding dan lain-lain.
Penelitian ini menggunakan jenis perekat campuran antara urea
formaldehida (UF) dengan phenol formaldehida (PF). Sebagaimana dikemukakan
oleh Zhang et al (2015) bahan urea sering dipergunakan sebagai akselerator untuk
mempercepat proses pematangan perekat PF serta mengurangi biaya dari perekat
PF. Sementara itu phenol digunakan untuk memperbaiki ketahanan terhadap air

Universitas Sumatera Utara

2

dan mengurangi emisi formaldehida pada perekat UF karena sifat hidrofobik dari
cincin benzena serta tingginya konstanta ekuilibrium dari reaksi phenol dan
formaldehida. Secara umum penelitian ini diharapkan dapat memperbaiki
kelemahan papan partikel dalam hal stabilitas dimensinya yang rendah. Heygreen
dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa pengembangan tebal papan partikel
berkisar anatara 10-25% dari kondisi basah kekering melebihi pengembangan
kayu utuhnya serta pengembangan liniernya hingga 0.35.
Didalam pembuatan papan partikel tidak terlepas dari proses pengempaan
untuk menghasilkan papan. Tekanan dan suhu kempa merupakan parameter
proses yang sangat berpengaruh dalam menghasilkan papan yang menghasilkan
papan yang berkualitas baik. Beberapa peneliti telah melakukan kajian bagaimana
pengaruh suhu dan waktu pengempaan terhadap kualitas papan yang dihasilkan.
Parameter suhu dan waktu kempa berperan penting dalam mengoptimalkan laju
polimerisasi dari perekat. Menurut Parida et al. (2001), optimalisasi laju
polimerisasi perekat dapat dilakukan melalui pengaturan suhu dan waktu kempa
guna mendapatkan daya rekat yang optimal.
Selanjutnya Wang dan Dai (2003) mengemukakan bahwa pengaturan
kondisi suhu dan waktu pengempaan dapat dilakukan melalui dua mekanisme
yaitu peningkatan waktu kempa pada suhu yang konstan atau melalui peningkatan
suhu kempa pada waktu kempa yang konstan. Perekat UF yang dicampur dengan
serat kayu yang bersifat asam akan memerlukan waktu pematangan yang singkat,
namun jika pengempaan panas dilakukan dalam waktu yang lebih lama akan
berdampak pada kematangan perekat (overcuring) sehingga akan memberikan
pengaruh negatif pada keteguhan rekat.

Universitas Sumatera Utara

3

Dalam proses pengempaan panas pada pembuatan papan prtikel dengan
perekat UF, beberapa peneliti menggunakan suhu yang bervariasi mulai dari 120
hingga 160oC dengan variasi waktu antara 4 menit hingga 10 menit (Clausen etal.
2000; Lee et al, 2003; Yang et al. 2003; Sulastiningsih et al, 2006; Ortuno et al,
2011). Untuk mendapatkan kombinasi kondisi suhu dan waktu yang ideal pada
pembuatan papan partikel dengan menggunakan perekat campuran UF dan PF,
perlu dilakukan eksplorasi penelitian mengenai pengaturan suhu pengempaan.
Tujuan
Menganalisis pengaruh suhu kempa terhadap sifat fisis dan mekanis pada
campuran perekat Urea Formaldehida (UF) dan Phenol Formaldehida (PF).
Hipotesis
Peningkatan suhu kempa menyebabkan perbaikan sifat fisis dan mekanis
papan partikel yang dihasilkan.

Universitas Sumatera Utara

i

ABSTRAK
ERVI UTARI GINTING.Pengaruh Suhu Pengempaan Terhadap Sifat Fisis dan
Mekanis Papan Partikel Dengan Menggunakan Campuran Perekat Urea
Formaldehida Dan Phenol Formaldehida. Dibawah Bimbingan APRI HERI
ISWANTO dan IRAWATI AZHAR.
Pada umumnya papan partikel memiliki kelemahan terhadap stabilitas
dimensi yang rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi
pengaruh suhu pengempaan terhadap sifat fisis dan mekanis partikel. Papan
terbuat dari serutan kayu durian dengan menggunakan perekat campuran UF dan
PF. Papan dibuat berukuran 25×25 cm2 dengan ketebalan dan target kerapatan
masing-masing sebesar 1 cm dan 0,75 kg/cm3. Kadar perekat yang digunakan
pada penelitian ini sebesar 12% berdasarkan berat kering partikelnya. Komposisi
perekat campuran UF dan PF sebesar 70/30 % dengan solid content UF dan PF
masing-masing sebesar 63 dan 50%. Teknik pencampuran perekat dengan partikel
dilakukan secara bertahap dimana perekat UF disemprotkan terlebih dahulu
kemudian dilanjutkan dengan perekat PF. Perlakuan suhu pengempaan yang
dipergunakan dalam penelitian ini adalah 140, 150, 160 dan 170o dengan waktu
dan tekanan kempa masing-masing 10 menit dan 30 kg/cm2. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa perlakuan suhu pengempaan 150oC memberikan respon
yang lebih baik dalam hal pengembangan tebal, daya serap air, dan internal bond
(IB) papan partikel bila dibandingkan dengan perlakuan lain. Peningkatan suhu
pengempaan memberikan respon negatif terhadap parameter tersebut. Secara
keseluruhan nilai IB papan yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908
(2003). Nilai IB terbaik dihasilkan pada suhu 140oC hal ini mengindikasikan
bahwa perekat campuran UF dan PF telah tercapai pematangannya dengan baik
pada suhu tersebut.
Kata kunci: Suhu pengempaan, urea formaldehida, phenol formaldehida.

i
Universitas Sumatera Utara

ii

ABSTRACT
ERVI UTARI GINTING. Effect of Pressing Temperature on Physical and
Mechanical Properties of Particle board Bonded using Using Urea
Formaldehyde Adhesives And Phenol Formaldehyde Mixtures. Under supervised
APRI HERI ISWANTO and IRAWATI AZHAR.
In general, particle board have the disadvantage of the low dimensional
stability. The objective of this research was to evaluate the effect of pressing
temperature on physical and mechanical properties of the particle boards. Boards
made from Durian wood shavings. The particles were dried up to5,2% moisture
content. The size of board was set on 25 by 25cm2 with thickness and density
target were 1 cm and 0.75g/cm3 respectively. Board was bonded using a mixture
of UF and PF adhesives. Levels of adhesives used in this study was12% based on
oven dry weight of the particles. The adhesive ratio of UF and PF was70/30
(%w/w) with resin solid content of UF and PF were 63 and 50%. Respectively
indirect spraying resin was applied to produce of particle board.The first UF
sprayed and after that followed by PF resin. After mat forming, board was
pressed using hot pressing machine. The pressing condition was set on 140, 150,
160, and 170oC for 10 minutes and 30kg/cm2 pressure. The results showed that
150oC temperature treatment produced of better thickness swelling, water
absorption, and internal bond (IB) particle board when compared to other
treatments. The increasing of temperature resulted in negative responses to these
parameters. Overall the IB value had met the JIS A 5908 (2003). The temperature
of 140oC resulted the best IB value, it was indicating that the resin have reached
of curing well.
Keywords: Pressing temperature, urea formaldehyde, phenol formaldehyde

ii
Universitas Sumatera Utara

PENGARUH SUHU PENGEMPAAN TERHADAP SIFAT
FISISDAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL DENGAN
MENGGUNAKAN CAMPURAN PEREKATUREA
FORMALDEHIDA DAN PHENOL FORMALDEHIDA

SKRIPSI

Ervi Utari Ginting
121201011

PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS KEHUTANAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH SUHU PENGEMPAAN TERHADAP SIFAT FISIS
DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL DENGAN
MENGGUNAKAN CAMPURAN PEREKATUREA
FORMALDEHIDA DAN PHENOL FORMALDEHIDA

SKRIPSI

Ervi Utari Ginting
121201011

Skripsi sebagai syarat untuk memperoleh
gelar sarjana di Fakultas Kehutanan
Universitas Sumatera Utara

PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS KEHUTANAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Peneletian

: Pengaruh Suhu Pengempaan Terhadap Sifat Fisis dan
Mekanis Papan Partikel dengan Menggunakan
Campuran Perekat Urea Formaldehida dan Phenol
Formaldehida

Nama
NIM
Program Studi

: Ervi Utari Ginting
: 121201011
: Kehutanan

Disetujui Oleh
Komisi Pembimbing

Dr. Apri Heri Iswanto., S.Hut., M.Si
Ketua

Irawati Azhar., S.Hut.,M.Si
Anggota

Mengetahui

Siti Latifah, S.Hut., M.Si., Ph.D
Dekan Fakultas Kehutanan

Universitas Sumatera Utara

i

ABSTRAK
ERVI UTARI GINTING.Pengaruh Suhu Pengempaan Terhadap Sifat Fisis dan
Mekanis Papan Partikel Dengan Menggunakan Campuran Perekat Urea
Formaldehida Dan Phenol Formaldehida. Dibawah Bimbingan APRI HERI
ISWANTO dan IRAWATI AZHAR.
Pada umumnya papan partikel memiliki kelemahan terhadap stabilitas
dimensi yang rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi
pengaruh suhu pengempaan terhadap sifat fisis dan mekanis partikel. Papan
terbuat dari serutan kayu durian dengan menggunakan perekat campuran UF dan
PF. Papan dibuat berukuran 25×25 cm2 dengan ketebalan dan target kerapatan
masing-masing sebesar 1 cm dan 0,75 kg/cm3. Kadar perekat yang digunakan
pada penelitian ini sebesar 12% berdasarkan berat kering partikelnya. Komposisi
perekat campuran UF dan PF sebesar 70/30 % dengan solid content UF dan PF
masing-masing sebesar 63 dan 50%. Teknik pencampuran perekat dengan partikel
dilakukan secara bertahap dimana perekat UF disemprotkan terlebih dahulu
kemudian dilanjutkan dengan perekat PF. Perlakuan suhu pengempaan yang
dipergunakan dalam penelitian ini adalah 140, 150, 160 dan 170o dengan waktu
dan tekanan kempa masing-masing 10 menit dan 30 kg/cm2. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa perlakuan suhu pengempaan 150oC memberikan respon
yang lebih baik dalam hal pengembangan tebal, daya serap air, dan internal bond
(IB) papan partikel bila dibandingkan dengan perlakuan lain. Peningkatan suhu
pengempaan memberikan respon negatif terhadap parameter tersebut. Secara
keseluruhan nilai IB papan yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908
(2003). Nilai IB terbaik dihasilkan pada suhu 140oC hal ini mengindikasikan
bahwa perekat campuran UF dan PF telah tercapai pematangannya dengan baik
pada suhu tersebut.
Kata kunci: Suhu pengempaan, urea formaldehida, phenol formaldehida.

i
Universitas Sumatera Utara

ii

ABSTRACT
ERVI UTARI GINTING. Effect of Pressing Temperature on Physical and
Mechanical Properties of Particle board Bonded using Using Urea
Formaldehyde Adhesives And Phenol Formaldehyde Mixtures. Under supervised
APRI HERI ISWANTO and IRAWATI AZHAR.
In general, particle board have the disadvantage of the low dimensional
stability. The objective of this research was to evaluate the effect of pressing
temperature on physical and mechanical properties of the particle boards. Boards
made from Durian wood shavings. The particles were dried up to5,2% moisture
content. The size of board was set on 25 by 25cm2 with thickness and density
target were 1 cm and 0.75g/cm3 respectively. Board was bonded using a mixture
of UF and PF adhesives. Levels of adhesives used in this study was12% based on
oven dry weight of the particles. The adhesive ratio of UF and PF was70/30
(%w/w) with resin solid content of UF and PF were 63 and 50%. Respectively
indirect spraying resin was applied to produce of particle board.The first UF
sprayed and after that followed by PF resin. After mat forming, board was
pressed using hot pressing machine. The pressing condition was set on 140, 150,
160, and 170oC for 10 minutes and 30kg/cm2 pressure. The results showed that
150oC temperature treatment produced of better thickness swelling, water
absorption, and internal bond (IB) particle board when compared to other
treatments. The increasing of temperature resulted in negative responses to these
parameters. Overall the IB value had met the JIS A 5908 (2003). The temperature
of 140oC resulted the best IB value, it was indicating that the resin have reached
of curing well.
Keywords: Pressing temperature, urea formaldehyde, phenol formaldehyde

ii
Universitas Sumatera Utara

iii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Besitang pada tanggal 18 Maret 1994 dari Ayah
Dingin Ginting dan Ibu Salminawati. Penulis merupakan anak pertama dari dua
bersaudara.
Penulis memulai pendidikan di SD Negeri 057230 Bukit 1 Securai Utara
pada tahun 2000 - 2006, pendidikan tingkat Sekolah Menengah Pertama di SMP
Mulia Securai Utara pada tahun 2006-2009, pendidikan tingkat Sekolah
Menengah Atas di SMA Negeri 1 Gebang pada tahun 2009-2012. Pada tahun
2012, penulis diterima di program Studi kehutanan Fakultas Pertanian
USUmelalui jalur Undangan-Bidikmisi. Selanjutnya pada semester VII penulis
memilih minat studi Teknologi Hasil Hutan.
Pengalaman penulis selama kuliah di program studi Kehutanan, penulisan
merupakan anggota organisasi Himpunan Rain Forest. Penulis juga pernah
menjadi Asisten Hasil Hutan Non Kayu (HHNK), menjadi Asisten Inventarisasi
Hutan, menjadi asisten Hidrologi Hutan, menjadi Asisten Teknologi Serat dan
Komposit dan menjadi Asisten Praktikum Pengenalan Ekosistem Hutan selama
10 hari di Aek Nauli pada tahun 2015.
Penulis telah mengikuti Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Hutan
Mangrove Pulau Sembilan Pangkalan susu Kec.babalan, Kab.Langkat pada tahun
2014. Selanjutnya Penulis melakukan Praktik Kerja Lapang (PKL) di Taman
Nasional Manupeu Tanah Daru, Waikabubak, Sumba Timur, Nusa Tenggara
Timur pada tahun 2016.

iii
Universitas Sumatera Utara

iv

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena
atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh
Suhu pengempaan TerhadapSifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Dengan
Menggunakan Campuran Perekat Urea Formaldehida Dan Phenol Formaldehida”
ini dengan baik. Penulisan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar sarjana kehutanan dari Program Studi Kehutanan, Fakultas
Kehutanan, Universitas Sumatera Utara.
Skripsi ini berisi tentangbagaimana pengaruh suhu pengempaan terhadap
sifat fisis dan mekanis papan diantaranya adalah pengaruhnya terhadap stabilitas
dimensi dan daya ikat internal antara partikel dengan campuran parekat UF dan
PF. Dalam penyusunan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan
arahan serta bantuan dalam proses penyelesaiannya. Oleh karena itu penulis
mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.

Dr. Apri Heri Iswanto, S.Hut.,M.Si dan Irawati Azhar, S.Hut., M.Si. selaku
ketua dan anggota komisi pembimbing penelitian yang telah membimbing
dan memberi masukan dalam penyusunan skripsi ini.

2.

Ayahanda Dingin Ginting dan Ibu Salminawati yang memberikan dukungan
moril dan materi hingga saat ini.

3.

Keluarga besar yang selalu memberikan dorongan serta bantuan dan selalu
menyemangati.

4.

Sahabat-sahabat saya (Ratna, Nina, Rizki, Yuli, Dipta, Monika, Amel dan
Sugiarti)

5.

Rekan satu tim PKL
iv
Universitas Sumatera Utara

v

6.

Stap pengajar dan Tata Usaha Kehutanan USU, angkatan 2012 yang tidak
dapat saya sebutkan satu persatu serta abang-abang 2011 yang ikut membantu
dalam penelitian saya.
Penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi

pengembangan ilmu pegetahuan khususnya ilmi kehutanan. Akhir kata penulis
meng