Peningkatan Kualitas Papan Komposit Limbah Batang Sawit dengan Acrylic sebagai Water Repellent

  TINJAUAN PUSTAKA Peningkatan Papan Komposit Papan komposit adalah papan buatan yang terbuat dari serpihan bagian- bagian kayu dengan bantuan perekat thermosettingkemudian mengalami kempa panas sehingga memiliki sifat seperti kayu, tahan api dan merupakan bahan isolasi serta bahan akustik yang baik (Dumanauw, 1993). Adapun pengetian lain papan partikel adalah produk kayu yang dihasilkan dari pengempaan panas antara campuran partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik serta bahan perekat lainnya yang dibuat dengan cara pengempaan mendatar dengan dua lempeng datar.

  Macam Papan Komposit

  a. Bentuk Papan komposit pada umumnya berbentuk datar dengan ukuran relatif panjang tipis sehingga disebut panel. Ada beberapa papan partikel yang tidak datar (papan komposit lengkung) dan mempunyai bentuk tertentu tergantung pada cetakan yang dipakai seperti bentuk kotak radio.

  b. Pengempaan Cara pengempaan dapat secara mendatar atau secara ekstrusi. Cara mendatar ada yang kontinyu dan tidak kontinyu. Cara kontinyu berlangsung melalui ban baja

yang menekan pada saat bergerak memutar. Cara tidak kontinyu pengempaan

berlangsung pada lempeng yang bergerak vertikal dan banyaknya celah dapat satu

atau lebih. Pada cara ekstrusi, pengempaan berlangsung kontinyu diantara dua

lempeng statis. Penekanan dilakukan oleh semacam piston yang bergerak vertikal dan horizontal.

  Ada tiga kelompok kerapatan papan komposit, yaitu rendah, sedang dan tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap kelompok tersebut, tergantung pada standar yang digunakan.

  d. Kekuatan (Sifat Mekanis) Pada prinsipnya sama seperti kerapatan, pembagian berdasarkan kekuatan pun ada yang rendah, sedang dan tinggi. Terdapat perbedaan batas antara setiap macam

(tipe) tersebut, tergantung pada standar yang digunakan. Ada standar yang

menambahkan persyaratan beberapa sifat fisis.

  e. Macam perekat Macam perekat yang dipakai mempengaruhi ketahanan papan

kompositterhadap pengaruh kelembaban, yang selanjutnya menentukan

penggunaannya. Ada standar yang membedakan berdasarkan sifat perekatnya, yaitu interior dan eksterior. Ada standar yang memakai penggolonganberdasarkam macam perekat, yaitu Tipe U (urea formaldehyde atau yang setara), Tipe M (melamin urea formaldehyde atau yang setara) dan tipe P (phenol formaldehyde atau yang setara).

  f. Susunan komposit Pada saat membuat komposit dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu halus dan kasar. Pada saat membuat papan komposit kedua macam komposit tersebut dapat disusun tiga macam sehingga menghasilkan papan komposit yang berbeda.

  g. Arah komposit Pada saat membuat hamparan, penaburankomposit (yang sudah dicampur dengan perekat) dapat dilakukan secara acak (arah serat komposit tidak teratur) atau

arah serat diatur, misalnya sejajar atau bersilangan tegak lurus. Untuk yang disebutkan terakhir dipakai komposit yang relatif panjang, biasanya berbentuk untai (strand) sehingga disebut papan untai terarah (oriented strand board atau OSB). h. Penggunaan Berdasarkan penggunaan yang berhubungan dengan beban, papan komposit dibedakan menjadi papan komposit penggunaan umum dan papan komposit struktural (memerlukan kekuatan yang lebih tinggi). Untuk membuat mebel, pengikat dinding dipakai papan komposit penggunaan umum. Untuk membuat komposisi dinding, peti kemas dipakai papan komposit struktural. i. Pengolahan Ada dua macam papan komposit berdasarkan tingkat pengolahannya, yaitu pengolahan primer dan pengolahan sekunder. Papan komposit pengolahan primer

adalah papan komposit yang dibuat melalui pembuatan komposit, pembentukan

hamparan dan pengempaan yang menghasilkan papan komposit. Papan komposit

pengolahan sekunder adalah pengolahan lanjutan dari papan komposit pengolahan primer misalnya dilapisi vinir indah, dilapisi kertas aneka corak.

  Limbah Batang Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.)

  Choon et al., (1991) mengemukakan bahwa kelapa sawit adalah jenis monokotil yang tidak memiliki pertumbuhan sekunder, lingkaran tahun, kayu muda dan kayu dewasa, cabang, dan mata kayu. Pertumbuhan dan pertambahan diameter batang berasal dari pembelahan sel secara keseluruhan dan pembesaran sel pada jaringan dasar parenkim, juga berasal dari pembesaran serat dari berkas pembuluh.

  Secara taksonomi kelapa sawit diklasifikasikan sebagai berikut. Kingdom : Plantae

  Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledonae Famili : Arecaceae (Palmae) Subfamili : Cocoidae Genus : Elaeis Spesies : Elaeis guineensis Jacq.

  Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) merupakan tumbuhan tropis yang dari Nigeria. Kelapa sawit termasuk tumbuhan pohon, tingginya dapat mencapai 24 m. Bunga buahnya berupa tandan, bercabang banyak. Buahnya kecil, bila masak berwarna merah kehitaman. Daging buahnya padat. Daging dan kulit buahnya mengandung minyak yang dapat digunakan sebagai bahan minyak lasti, sabun dan lilin, sedangkan ampasnya dimanfaatkan untuk makanan ternak.

  Tempurungnya digunakan sebagai bahan bakar dan arang. Kelapa sawit berkembang biak dengan biji, tumbuh didaerah tropis, pada ketinggian 0 – 500 mdpl. Kelapa sawit menyukai tanah subur, di tempat terbuka dengan kelembaban tinggi serta curah hujan yang berkisar 2000 – 2500 mm setahun (Hadi, 2004).

  Kelapa sawit setelah berumur 25-30 tahun sudah tidak produktif lagi sehingga akan menjadi limbah. Berdasarkan data luas areal tanaman dan rendemen penggergajian kelapa sawit bagian tepi, diketahui bahwa potensi batang

  3

  kelapa sawit dapat dimanfaatkan sekitar 2.782.060 m per tahun. jumlah ini akan terus meningkat dengan semakin luasnya perkebunan kelapa sawit (Bakar, 2003) Variasi kadar air (KA) kelapa sawit relatif besar seperti halnya variasi KA kayu daun lebar (hardwood) yang mempunyai berat jenis (BJ) rendah. Bagian pusat umumnya mempunyai KA yang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian tengah, tetapi lebih rendah dibandingkan dengan bagian kulit. KA akan turun dari pangkal batang ke beberapa meter di atas pangkal dan kemudian naik menuju bagian ujung (puncak). Bakar (2003) mengemukakan bahwa KA tertinggi berkisar antara 65%, variasi ini cenderung turun dari atas batang ke bawah dan dari empulur ke tepi. Beberapa sifat penting dari setiap bagian batang disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Sifat-sifat dasar batang sawit

   Bagian dalam batang Sifat-sifat penting Tepi Tengah Pusat

  Berat jenis 0,35 0,28

  0.20 Kadar air 156 257 365

  4

  4

  4 Kekuatan Lentur, (Kg/cm2) 3 x10 1 x 10 0.7 x 10

  Keteguhan Lentur, (Kg/cm2) 295 129

  67 Susut Volume (%)

  26

  39

  48 Kelas Awet

  V V

  V Kelas Kuat

  III-V

  V V Sumber: Bakar (2003)

  Menurut Fauzi (2002), batang sawit yang sudah tua dan tidak produktif lagi, dapat dimanfaatkan menjadi produk yang bernilai tinggi. Batang kelapa sawit tersebut dapat dibuat sebagai bahan perabot rumah tangga seperti mebel,

  furniture , atau sebagai papan partikel. Sifat-sifat yang dimiliki batang kelapa

  sawit tidak berbeda jauh dengan batang kayu yang biasa digunakan untuk perabot rumah tangga sehingga berpeluang untuk dimanfaatkan secara luas.

  Sifat-sifat Pada Batang Kelapa Sawit a. Sifat anatomi

  Pada dasarnya batang kelapa sawit tergolong dalam tanaman monokotil, dimana apabila terlihat dari penampang transversal, batang kelapa sawit dibagi menjadi 3 bagian yaitu cortex, peripheral region dan central zone. Cortex merupakan bagian terluar batang dengan tebal sekitar 1,5-3,5 cm. Peripheral

  region merupakan wilayah yang agak gelap, yang sangat padat dengan vascular bundles dan sedikit parenchyma. Bagian ini memberikan kekuatan terhadap

  batang kelapa sawit. Daerah central merupakan wilayah yang paling luas sekitar 80 % dari total luas (Killmann dan Choon, 1985).

  Sedangkan Erwinsyah (2008) membagi penampang lintang batang menjadi 3 bagian yaitu peripheral, central dan inner zone. Zona peripheral merupakan zona paling luar batang sebelum kulit dan korteks. Vascular bundles pada area ini sangat padat, sedangkan sel parenkim sangat sedikit dibandingkan wilayah lainnya. Secara visual, daerah ini terlihat agak gelap. Zona central merupakan daerah paling lebar sekitar 50 % dari total seluruh area. Orientasi

  vascular bundles pada area ini adalah random atau acak. Zona inner hanya 20–25

  % dari total area dan memiliki kandungan sel parenkim yang tinggi. Kandungan

  vascular bundle pada area ini paling sedikit dibandingkan area lainnya. Orientasi vascular bundles pada area ini sama dengan zona central.

  Bagian pusat batang kelapa sawit umumnya mempunyai kadar air yang lebih tinggi dibandingkan dengan bagian tengah dan tepinya. Kadar air kayu akan naik dari pangkal ke beberapa meter di atas pangkal dan kemudian naik menuju bagian ujung. Hal ini disebabkan pada bagian pusat dan bagian ujung memiliki persentase jumlah parenkim yang lebih besar daripada vascular bundle, sedangkan parenkim memiliki kemampuan untuk mengikat air lebih banyak dibandingkan vascular bundle (Bakar et al. 1998).

  Killmann dan Choon (1985) menyatakan bahwa kadar air kayu kelapa sawit sangat bervariasi antara 100-500 %. Lim dan Khoo (1986) juga menyatakan bahwa kadar air meningkat ke arah tinggi dan juga ke arah pusat batang. Sedangkan Erwinsyah (2008) mengemukakan kadar air batang kelapa sawit dalam kondisi segar mencapai lebih dari 500 % dan nilai rata-rata kadar air 304 %.

  Tabel 2. Sifat fisis vascular bundles

  Sifat fisis Rataan (pada bagian pangkal, tengah, ujung )

  Kadar air 11,71%

  Berat jenis zat 0,52 Berat jenis 0,44 Sumber: Saragih (2010) c.

Kerapatan

  Menurut faktor ketinggian batang, bagian pangkal mempunyai nilai kerapatan tertinggi, diikuti bagian tengah dan bagian ujung. Nilai kerapatan tertinggi juga tercatat pada lapisan terluar dan nilainya menurun menuju ke bagian pusat kayu (Prayitno, 1995).

  Erwinsyah (2008) mengemukakan bahwa kerapatan kayu pada bagian

  3

  dalam (inner zone) berkisar antar 0,16 - 0,19 g/cm dengan nilai rata-rata 0,18

  3

  3

  g/cm , pada bagian tengah (central zone) berkisar antara 0,17 - 0,23 g/cm dengan

  3

  nilai rata-rata 0,20 g/cm . Bagian tepi (peripheral zone) memiliki nilai kerapatan tertinggi dibandingkan bagian tengah dan dalam. Besarnya nilai kerapatan pada

  

3

  3

  bagian ini berkisar antara 0,37-0,43 g/cm dengan nilai rata-rata 0,40 g/cm . Nilai kerapatan kayu kelapa sawit meningkat dari bagian dalam hingga bagian tepi, tetapi akan menurun dari pangkal hingga ujung batang.

  d. Kerapatan Ikatan Pembuluh

  Bakar et al. (1998) mengemukakan bahwa kerapatan vascular bundles di bagian tepi sangat rapat dan mengalami penurunan ke arah pusat kayu. Sedangkan faktor ketinggian tidak memberikan kecenderungan yang jelas tentang jumlah vascular bundles .

  Pola kerapatan vascular bundles kelapa sawit berbanding lurus dengan nilai berat jenis. Bagian tepi yang mempunyai vascular bundles lebih banyak menghasilkan nilai berat jenis yang tinggi pula. Jaringan vascular bundles mempunyai kerapatan yang lebih tinggi daripada jaringan di sekitarnya (Bakar et

  al. 1998).

  e. Penyusutan

  Bakar et al. (1998) menyatakan bahwa penyusutan volume batang kelapa sawit berkisar antara 25-74 %. Berdasarkan kedalaman batang nilai susut volume tertinggi ada pada bagian pusat batang dan semakin ke tepi semakin kecil. Sedangkan berdasarkan faktor ketinggian batang, bahwa pada bagian pangkal (sampai ketinggian 4,5 m) mempunyai nilai susut yang lebih rendah dibandingkan bagian lainnya. Prayitno (1995) dan Bakar et al. (1998) menganggap sebagai anomali untuk ketinggian batang pada posisi tersebut.

  f. Sifat Mekanis

  Bakar et al. (1999) mengemukakan bahwa seluruh sifat-sifat mekanis yang diteliti yaitu keteguhan lentur atau MOE (Modulus of Elasticity), keteguhan patah atau MOR (Modulus of Rupture), keteguhan tekan, keteguhan belah, keteguhan geser, dan kekerasan menurun dari bagian dekat kulit ke arah pusat batang dan dari bagian pangkal ke arah pucuk dari batang, dimana pengaruh kedalaman (arah diameter) lebih besar dari pengaruh ketinggian (arah tinggi).

  Pada arah diameter, seluruh sifat mekanis menurun tajam dari bagian tepi ke bagian medium dan menurun landai dari bagian medium ke bagian pusat.

  Penurunan tersebut terutama disebabkan perbedaan berat jenis dan kerapatan ikatan pembuluh pada masing-masing bagian. Sedangkan penurunan pada arah tinggi disebabkan oleh perbedaan umur dari batang kelapa sawit pada setiap ketinggian (Bakar et al. 1999).

  Dibandingkan dengan nilai sifat mekanis kayu lain, nilai keteguhan lentur, keteguhan patah, keteguhan tekan, keteguhan geser dan kekerasan kayu kelapa sawit bagian luar hampir setara dengan nilai sifat mekanis pada kayu sengon (Paraserianthes falcataria) yang termasuk ke dalam kelas kuat IV-V (Bakar et al. 1999).

  g. Sifat Kimia

  Bakar et al. (1998) mengemukakan bahwa sifat kimia batang kelapa sawit bervariasi secara horizontal. Kandungan selulosa dan lignin menurun dari bagian dekat kulit ke arah pusat batang, sedangkan kandungan pati meningkat ke arah pusat batang. Kandungan silica dan abu lebih tinggi pada bagian pusat batang, seperti terlihat pada Tabel 3.

  Tabel 3. Hasil analisa kimia pada berbagai posisi kedalaman batang

  Jenis Analisa Near the Bark Inner Center

  Lignin (%) 37,87 36,66 36,31 Selulosa (%) 45,40 42,16 41,11 Pati (%) 4,09 4,81 5,90 Abu (%) 2,23 2,14 3,14 Silica (%) 1,26 1,26 1,96 Kelarutan (%) :

  11,24 13,56 17,82

• Air dingin

  12,51 15,22 18,22

• Air panas

  9,90 9,89 10,84

• Alkohol Benzene 27,64 28,48 32,26
• NaOH 1 % Sumber : Bakar et al. (1998) h.

Sifat Keawetan

  Kelapa sawit tidak luput dari serangan hama dan penyakit. Batangnya dapat menjadi busuk akibat serangan beberapa cendawan Ganoderma seperti G.

  applanatum, G. cochlear, G. laccatum, dan G. tropicum. Berdasarkan klasifikasi

  kelas awet, batang kelapa sawit termasuk kelas awet V yang berarti sangat rentan terhadap serangan faktor-faktor perusak kayu terutama dari faktor biologi.

  Berdasarkan hasil pengujian grave yard test didapatkan umur pakai batang kelapa sawit berkisar antara 0 sampai 232 hari. Batang kelapa sawit yang paling panjang umurnya terdapat pada bagian tepi pangkal. Berdasarkan laju kerusakan, terjadi peningkatan persentasi kerusakan dengan semakin tinggi dan semakin dalamnya batang (Bakar et al. 1998).

  PerekatIsocyanate

  Perekatan adalah keadaan dimana 2 permukaan material dapat diikat secara bersamaan dengan adanya kekuatan interparsial, dapat berupa kekuatan valensi, kekuatan terpadu ataupun gabungan keduanya. Kekuatan valensi merupakan interaksi atom-atom, ion-ion dan molekul yang bereaksi didalam dan pada permukaan material perekat. Kekuatan terpadu yang juga disebut keteguhan rekat berarti permukaan-permukaan material diikat secara bersamaan oleh perekat yang telah berpenetrasi melalui pori-pori (bila berbentuk cairan) selama proses solidifikasi (Vick, 1999).

  Menurut Nuryawan (2007) keuntungan perekat isocyanate dibandingkan perekat berbahan dasar resin antara lain:

  1. Jumlah yang dibutuhkan sedikit saja untuk memproduksi papan dengan kekuatan yang sama.

  2. Suhu yang digunakan lebih rendah.

  3. Penggunaan kempa lebih cepat.

  4. Lebih toleran pada perekat berkadar air tinggi.

  5. Energi untuk pengeringan lebih sedikit dibutuhkan.

  6. Stabilitas dimensi papan yang dihasilkan lebih stabil.

  7. Tidak ada emisi formaldehyde.

  Isocyanate adalah perekat yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi dari

  pada perekat lainnya. Isocyanate bereaksi bukan hanya dengan aquarous tetapi juga dengan kayu yang menghasilkan ikatan kimia yang kuat sekali (chemical

  bonding ). Isocyanate juga memiliki gugus kimia yang sangat reaktif, yaitu R-

  N=C=O. Beberapa istilah lain dari perekat yang memiliki kekhususan meliputi glue, mucilage, pasta, dan cement. Glue merupakan perekat yang terbuat dari protein hewani, seperti kulit, kuku, urat, otot dan tulang yang secara luas digunakan dalam industri pengerjaan kayu. Mucilage merupakan perekat yang dipersiapkan dari getah dan air dan digunakan terutama untuk merekat kertas.

  Paste merupakan perekat pati (strach) yang dibuat melalui pemanasan campuran pati dan air yang hasilnya berbentuk pasta. Cement merupakan istilah yang digunakan untuk perekat yang bahan dasarnya semen dan mengeras melalui pelepasan pelarut.

  Acrylicuntuk Water Repellent Acrylic merupakan bahan kimia yang berisi komponen asam acrylic yang

  berasal daribumi, namun saat ini sudah banyak industri yg mengembangkan

  acrylic tanpa mengambil dari perut bumi inimerupakan serat sintetis polimer yang berisi sekurang-kurangnya 85% acrylonitrile.

  Asam acrylic atau prop-2-enoic merupaka karbosilat terminus. Dalam bentuk murni, asam acrylic berupa cairan yg tidak memiliki warna, tetapi memiliki karakteristik acrid atau berbau tajam. itu akibat tidak bercampur denga sebuah produk minyak dan gas yang ada di pasaran. Ester dadari asam

  acrylic yang secara kolektif dikenal sebagai(atau propenoat). Yang

  paling umum dari alkyl ester. Asam acrylic terdiri dari methyl-,-butyl, ethyl-, dan 2-ethylhexyl-acrylate.

  Serat acrylic adalah yang dibuat dari polimer dengan rata-rata molekul berat ~ 100.000, sekitar 1.900 unit monomer. Untuk dikatakanacrylic di negara Amerika Serikat, maka polimer harus berisi setidaknya 85%Apabila kita menyentuh acrylic, maka akan terasa lembut, dan hangat pada permukaan kulit kita. Belakangan ini, acrylic biasa digunakan untuk campuran bahan pelapis anti bocor pada atap atau genting yang produksinya mencapai skala besar, seperti industri Waterproof, Aquaproof dan Multiguard dan lainnya (Anatole, 2007).

  Jenis Umum WaterRepellent di Indonesia

  

• Aquaproof -
• Water proofer

  

  

  Masterguard/multiguard