PENINGKATAN KUALITAS KAYU KELAPA SAWIT (Elaeis
PENINGKATAN KUALITAS KAYU KELAPA SAWIT (Elaeis
guineensis Jacq.) YANG DI KOMPREGNASI DENGAN
RESIN GETAH DAMAR (Agathis dammara) SKRIPSI LENI WIDIARTI 100802036 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014PENINGKATAN KUALITAS KAYU KELAPA SAWIT(Elaeis
guineensis Jacq.) YANG DI KOMPREGNASI DENGAN RESIN GETAH DAMAR (Agathis dammara) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains LENI WIDIARTI 100802036 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
PERSETUJUAN
Judul : Peningkatan Kualitas Kayu Kelapa Sawit (Elaeis
guineensis Jacq.) Yang Di Kompregnasi Dengan
Resin Getah Damar (Agathis dammara) Kategori : Skripsi Nama : Leni Widiarti Nomor Induk Mahasiswa : 100802036 Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen : Kimia Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara Disetujui di
Medan, Agustus 2014 Komisi Pembimbing Pembimbing 2, Pembimbing 1, Ir. Nurfajriani, M.Si Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D NIP. 196709022005022004 NIP. 195204181980021001 Disetujui Oleh Departemen Matematika FMIPA USU Ketua, DR. Rumondang Bulan Nst, MS NIP. 195408301985032001
PERNYATAAN
PENINGKATAN KUALITAS KAYU KELAPA SAWIT(Elaeis
guineensis Jacq.) YANG DI KOMPREGNASI DENGAN
RESIN GETAH DAMAR (Agathis dammara)
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2014 LENI WIDIARTI 100802036
PENGHARGAAN
Bismillahirahmanirrahim Puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT. Karena atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan penghargaan dan mengucapkan terima kasih kepada: Bapak Wagito dan Ibu Susmaini selaku orang tua , abang saya Budi Santoso dan istri Sri Maya Sari,adik saya tercinta Tri Gita Pratiwi, Dimas Maulana, dan M. Zidan Alfani’am yang telah memberikan dukungan moral dan material serta kasih sayang yang selalu tercurah.
Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Ibu Ir. Nurfariani, M.Si selaku pembimbing pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberi panduan dan penuh kepercayaan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Panduan ringkas dan padat telah diberikan pada saya agar penulis dapat menyelesaikan tugas ini. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia, Dekan dan pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Semua dosen Departemen kimia FMIPA USU dan pegawai di FMIPA USU, rekan- rekan Asisten di Laboratorium Kimia Polimer bg Edi Satrio, rekan –rekan kuliah Khususnya stambuk 2010 S1 Kimia, Idealisman S. Tel dan yang lainnya. Pihak – pihak lain yang tidak bisa disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu kritik dan saran membangun sangat diharapkan oleh penulis. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat.
Penulis
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian peningkatan kualitas kayu kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) yang di kompregnasi dengan resin getah damar (Agathis dammara). Selulosa sebagai polimer alam dalam KKS mampu berinteraksi dengan resin getah damar, sehingga dapat meningkatkan sifat mekanis KKS. Kompregnasi KKS dengan resin getah damar dilakukan didalam suatu kompregnator vakum dengan waktu dua menit.
Suhu kompregnasi dilakukan pada suhu kamar dengan konsentrasi resin getah damar 0%, 10%, 20%, 30% dan 40% dengan tekanan -0,2 atm. KKS hasil kompregnasi dianalisa dengan uji mekanis yaitu Modulus Elastisitas (MoE) dan Modulus Patah (MoR), analisa pernukaan dengan Mikroskop Elektron Payaran (SEM), analisa gugus fungsi dengan Spektroskopi Infra Merah (FT-IR) dan analisa termal dengan Analisa Termogravimetri (TGA). Hasil kompregnasi menunjukkan bahwa kompregnasi optimum adalah pada KKS dengan ketinggian bagian bawah dengan konsentrasi resin 20% dengan MoE sebesar 24,595 MPa dan konsentrasi resin 40% dengan MoR sebesar 2,889 MPa. Hasil analisa gugus fungsi KKS sebelum perlakuan dengan KKS terkompregnasi dengan FT-IR menunjukkan spektrum yang sesuai, tidak ada pergeseran kurva yang terjadi, hanya terjadi penurunan luas pada puncak tersebut, yang menunjukkan adanya interaksi fisika saja. Pada analisa permukaan dengan Scanning
Electron Microscopy (SEM) dengan perbesaran 500 kali, morfologi KKS
terkompregnasi tampak bahwa rongga-rongga dari jaringan parenkim telah tertutupi oleh resin. Pada analisa termal dengan Analisa Termogravimetri menunjukkan bahwa
o
pada suhu 400 C KKS sebelum perlakuan memiliki kehilangan massa kurang dari 50% yaitu 29,65% dan KKS terkompregnasi kehilangan massa tidak kurang dari 50% yaitu 68,664% untuk KKS terkompregnasi dengan resin getah damar 20% dan 67,681%.untuk KKS terkompregnasi dengan resin getah damar 30%.
THE QUALITY INCREASING OF OIL PALM TRUNK (Elaeis
guineensis Jacq.) BY COMPREGNATED WITH DAMMAR RESIN
(Agathis dammara)
ABSTRACT
The quality increasing of oil palm trunk (Elaeis guineensis Jacq.) by compregnated with dammar resin (Agathis dammara) has been performed. Sellulose as a natural polymer of the oil palm trunk interacted with dammar resin and the mechanical properties of the oil palm trunk was increased. OPT compregnate with dammar resin was performed in vacum compregnator with the duration time of two seconds. The temperature of compregnate was room temperature with 0%, 10%, 20%, 30%, and 40% concentrations of dammar resin. The compregnated oil palm trunk was analyzed by measurement of mechanical analysis of Modulus Elasticity (MoE) and Modulus Rupture (MoR), Mophology was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM), Functional group was analized by Fourier Transform Infra Red (FT-IR) and Thermal Analysis by Thermogravimetry Analysis (TGA). The result showed optimum condition was at under of OPT with dammar resin concentration of 20% with value MoE was 281,141 Mpa and dammar resin concentration of 40% with value MoR was 1,010 MPa. The result of functional group analysis at OPT and compregnated of OPT by FT-IR showed the suitable spectrum, there is no change in spectrum but the only decrease of peak area that show physical interaction. Morphology analysis by Scanning Electron Microscopy (SEM) by zoom 500 times, showed the morphology of compregnated OPT space of parenchyma has been covered by resin. The conclusion that morphology of OPT was changed and OPT was compregnated. Thermal analysis by Thermogravimetry Analysis
o
(TGA) showed at temperature of 400 C OPT has been lost of mass less than 50% was 29,65% and OPT compregnated has been lost of mass not less than 50% was 68,664% in OPT compregnated with 20% concentration of dammar resin, and 67,681%. In OPT compregnated with 30% therconcentration of dammar resin.
Halaman Persetujuan i
2.5.4 Sifat Termal Bahan Polimer
2.3 Cara Peningkatan Kayu Kelapa Sawit
22
2.4 Resin
24
2.4.1 Resin Damar
25
2.5 Uji Karakteristik
28
2.5.1 Modulus Elastisitas
28
2.5.2 Mikroskop Elektron Payaran
28
2.5.3 Spektroskopi Infra Merah
29
30 Bab 3. METODE PENELITIAN
2.2 Kayu Kelapa Sawit
31
3.1 Alat Penelitian `
31
3.2 Bahan Penelitian
32
3.3 Prosedur Penelitian
33
3.3.1 Pemotongan Kayu Kelapa Sawit
33
3.3.2 Pembuatan Resin Alam
34
3.3.3 Kompregnasi Kayu Kelapa Sawit
35
3.3.4 Pengujian Karakter
16
16
Pernyataan ii
1.3 Pembatasan Masalah
Penghargaan iii
Abstrak iv
Abstract v
Daftar Isi vi
Daftar Tabel viii
Daftar Gambar ix
Daftar Singkatan x
Daftar Lampiran xi
Bab 1. PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Permasalahan
7
7
2.1.3 Sifat Mekanis Kayu
9
15
2.1.2 Sifat Fisis Kayu
13
2.1.1 Keawetan Alami Kayu
9
2.1 Kayu
8 Bab 2. TINJAUAN PUSTAKA
1.4 Tujuan Penelitian
1.7 Metodologi Penelitian
8
1.6 Lokasi Penelitian
8
1.5 Manfaat Penelitian
7
35
3.3.4.1 Pengujian MoE
35
3.3.4.2 Pengujian MoR
36
3.3.4.3 Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrometer 36 FT-IR
3.3.4.4 Mikroskop Elektron Payaran (SEM)
36
3.3.4.5 Analisis Termal TGA
37
3.4 Bagan Penelitian
38
3.4.1 Bagan Preparasi Kayu Kelapa Sawit (KKS) 38
3.4.2 Bagan Preparasi Resin Damar
39
3.4.3 Kompregnasi KKS dengan Resin Getah Damar 40
Bab 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
41
4.1 Preparasi Kayu Kelapa Sawit (KKS)
41
4.2 Pembuatan Resin Damar
41
4.2.1 Pembuatan Resin Damar 10%
42
4.2.1 Pembuatan Resin Damar 20%
42
4.2.1 Pembuatan Resin Damar 30%
42
4.2.1 Pembuatan Resin Damar 40%
42
4.3 Kompregnasi Kayu Kelapa Sawit (KKS)
42
4.4 Pengujian Karakter
43
4.4.1 Analisa Kekuatan Mekanik
43
4.4.2 Mikroskop Elektron Payaran (SEM)
53
4.4.3 Analisa Infra-Merah(FT-IR)
55
4.4.4 Analisa Termal TGA
57 Bab 5. KESIMPULAN DAN SARAN
59
5.1 Kesimpulan
59
5.2 Saran
60 DAFTAR PUSTAKA
61
DAFTAR TABEL
4.1 Analisa Kekuatan Mekanik Tegangan Vs Regangan KKS Kering Sebelum Perlakuan Dan KKS Terkompregnasi Pada KKS Bagian Bawah.
60
4.5 Data (%) Berat KKS Sebelum Perlakuan dan KKS Terkompregnasi pada Berbagai Temperatur
58
4.4 Tabel Hasil Identifikasi Gugus Fungsi pada KKS Sebelum Perlakuan dengan KKS Terkompregnasi
52
4.3 Analisa Kekuatan Mekanik Tegangan Vs Regangan KKS Kering Sebelum Perlakuan Dan KKS Terkompregnasi Pada KKS Ketinggian Bagian Atas.
49
4.2 Analisa Kekuatan Mekanik Tegangan Vs Regangan KKS Kering Sebelum Perlakuan Dan KKS Terkompregnasi KKS Pada Ketinggian Bagian Tengah
45
Nomor Tabel
Judul Halaman
2.5 Tabel Kelas Kuat Kayu
22
2.4 Sifat-Sifat Dasar Batang Sawit
22
2.3 Perbedaan kayu kelapa sawit dengan kayu konvensional
20
2.2 Komponen-komponen yang terkandung dalam KKS dalam kering konstan
19
2.1 Kelarutan KKS pada berbagai pelarut
22
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman Gambar
2.1 Senyawa Triterpenoid Utama dalam Damar
29
3.1 Tiga arah serat pada kayu
35
4.1 Diagram pengaruh konsentrasi resin getah damar terhadap
46 Modulus Patah KKS pada ketinggian bagian bawah
4.2 Diagram Pengaruh Konsentrasi Resin Getah Damar
47 Terhadap Modulus Elastisitas KKS Pada Ketinggian Bagian Bawah
4.3 Kurva Tegangan Vs Regangan KKS Pada Ketinggian
48 Bagian Bawah
4.4 Diagram pengaruh konsentrasi resin getah damar terhadap
49 Modulus Patah KKS pada ketinggian bagian tengah
4.5 Diagram Pengaruh Konsentrasi Resin Getah Damar
50 Terhadap Modulus Elastisitas KKS Pada Ketinggian Bagian Tengah
4.6 Kurva Tegangan vs Regangan KKS pada ketinggian bagian
51 tengah
4.7 Diagram Pengaruh Konsentrasi Resin Getah Damar
52 Terhadap Modulus Patah KKS Pada Ketinggian Bagian Atas
4.8 Diagram Pengaruh Konsentrasi Resin Getah Damar
53 Terhadap Modulus Elastisitas KKS Pada Ketinggian Bagian Atas
4.9 Kurva Tegangan vs Regangan KKS pada Ketinggian Bagian
54 Atas
4.10 SEM KKS Sebelum Kompregnasi
55
4.11 SEM KKS Terkompregnasi dengan Resin Getah Damar
56 20%
4.12 Hasil Spektrum KKS Sebelum Perlakuan dan KKS
57 Terkompregnasi
4.13 Termogram TGA KKS Kering Sebelum Perlakuan dan KKS
59 Terkompregnasi
DAFTAR SINGKATAN
KKS = Kayu Kelapa Sawit FT-IR = Fourier Transform-Infra Red SEM = Scanning Electron Microscopy TGA = Thermogravimetry Analysis MoE = Modulus Elastisitas MoR = Modulus Rupture OPT = Oil Palm Trunk