ANALISA PENGARUH KOMPOSISI POLIESTER TAK
ANALISA PENGARUH KOMPOSISI POLYESTER TAK JENUH
TERHADAP SIFAT PAPAN PARTIKEL BERBAHAN DASAR
LIMBAH MEDIA TANAM JAMUR.
Alan Tedja Kusuma1, Dr.Prantasi Harmi Tjahjanti.Ssi.,MT.2
1
Penelitian tentang analisa pengaruh komposisi polyester tak jenuh terhadap sifat papan partikel berbahan dasar limbah
media tanam jamur.
2
Pembimbing penelitian tentang analisa pengaruh komposisi polyester tak jenuh terhadap sifat papan partikel berbahan
dasar limbah media tanam jamur.
ABSTRAK
Dewasa ini permintaan akan bahan baku kayu terus meningkat, sedangkan pasokan kayu dari alam
terus menurun akibat kebakaran hutan, perluasan lahan, pembalakan liar, dll. Oleh sebab itu perlu adanya
bahan alternatif pengganti kayu. Salah satunya adalah dengan melakukan penelitian pembuatan papan partikel
yang bernilai ekonomis dari limbah yang tak terpakai.
Limbah yang dipakai dalam penelitian ini adalah limbah media tanam jamur. Kemudian limbah
dikeringkan selama 2 hari dengan bantuan panas matahari. Kemudian dicampurkan dengan perekat resin
poliester tak jenuh (dengan variasi 19%, 24% dan 29%) dan katalis 1%. Aduk campuran tersebut hingga
merata dengan baik kemudian dikempa panas dengan mesin hot press pada suhu 130C, tekanan 50kgf/cm2
selama ±30 menit. Kemudian dibalik dan dikempa panas lagi selama ±30 menit. Setelah jadi, perlu adanya
pengkondisian selama ±14 hari. Kemudian dilakukan pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air, pengembangan
tebal dan daya serap air) dan pengujian sifat mekanis (MOR, MOE, IB dan kuat pegang sekrup).
Pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada SNI 03-2105-1996 dan JIS A 5908-2003. Nilai ratarata kerapatan papan partikel 0,81-0,87 g/cm3. Nilai rata-rata kadar air papan partikel 4,81-5,14%. Nilai ratarata pengembangan tebal papan partikel 3,43-6,09%. Nilai rata-rata daya serap air papan partikel 39,3253,18%. Nilai rata-rata MOR papan partikel 89,56-123,11 kgf/cm2. Nilai rata-rata MOE papan partikel
7740,24-22228,52 kgf/cm2. Nilai rata-rata IB papan partikel 2,33-5,67 kgf/cm2. Nilai rata-rata kuat pegang
sekrup papan partikel 41,95-80,06 kgf. Dari hasil uji sifat fisis dan sifat mekanis maka komposisi papan
partikel yang dapat memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003 adalah papan partikel yang
mengandung 75% limbah media tanam jamur, 24% perekat resin poliester tak jenuh dan 1% katalis.
Kata kunci ;papan partikel, baglog jamur, poliester tak jenuh, sifat fisis, sifat mekanis
Alan Tedja Kusuma kuliah di fakultas
teknik
jurusan
mesin
universtas
Muhammadiyah sidoarjo. Dibawah
bimbingan Dr. Prantasi Harmi Tjahjanti,
S.Si.,MT. Melakukan penelitian tentang
analisa pengaruh komposisi polyester
tak jenuh terhadap sifat papan partikel
berbahan dasar limbah media tanam
jamur.
PENDAHULUAN
Semakin meningkatnya taraf hidup manusia, semakin
meningkat pula kebutuhan hidup manusia. Salah satunya
adalah kebutuhan akan kayu yang dimanfaatkan untuk
pembuatan funiture, dll. Akan tetapi hal ini berbanding
terbalik dengan kondisi hutan Indonesia yang
prokduktivitasnya
semakin
menurun.
“Industri
woodworking kebutuhan bahan baku kayu kita proyeksi
13,9 juta pada tahun 2013 dan naik menjadi 15,4 juta pada
tahun 2014,” ujar Emil Satria. Awriya Ibrahim, Direktur
Bina Usaha Hutan Alam Kementrian Kehutanan,
menuturkan tegakan yang siap panen di areal HPH
mencapai 14 juta m3 pada tahun 2013. Namun, realisasi
tebangan hingga November 2013 tercatat hanya 2,69 juta
m3 atau 635.973 batang kayu log. Dengan adanya kondisi
ini, secara tidak langsung kita dituntut untuk mencari
bahan alternatif pengganti kayu yang bernilai ekonomis.
Karena jika tidak, dengan semakin langkanya kayu akan
memicu meningkatnya harga.
Limbah adalah suatu bahan sisa dari suatu proses
produksi atau aktivitas manusia yang belum
dimanfaatkan karena berbagai pertimbangan. Limbah
yang tak termanfaatkan dapat menjadi sumber penyakit
dan polusi lingkungan bagi kehidupan bersih dan
nyaman. Pada masa sekarang dengan semakin
berkembangnya kesadaran masyarakat akan hal ini.
Maka semakin banyak pula cara – cara yang digunakan
untuk memanfaatkan limbah tersebut. Salah satu limbah
yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah limbah
jamur tiram berupa media tanam baglog. Dengan cara
memanfaatkannya sebagai serat komposit pembuatan
papan partikel.
Box speaker adalah salah satu komponen yang
penting dalam menghasilkan suara yang baik. Pada saat
1
ini
bahan
dasar
pembuatan
box
speaker
hanyamenggunakan papan kayu ataupun papan partikel
tanpa ada klasifikasi khusus yang dapat mendukung agar
mendapatkan hasil suara yang baik. Pada penelitian ini
pembuatan papan partikel berbahan dasar limbah media
tanam jamur sebagai serat komposit dan poliester tak
jenuh sebagai pengikatnya. Papan partikel ini
difungsikan untuk pembuatan box speaker. Dan tujuan
penelitian ini untuk mengetahui komposisi yang tepat
dalam pembuatan papan partikel yang nantinya
digunakan untuk pembuatan box speaker dengan
melakukan uji sifat fisis dan mekanis.
METODE PENELITIAN
Alat dan bahan
Oven
Timbangan
Cetakan ukuran 40 x 40 cm
Mesin hot press
Gergaji
Obeng
Ayakan dengan mesh 2,5 mm
Mesin uji tekan
Ember
Sarung tangan karet
Kaliper
Terpal
Desikator
Meteran
Spidol
Pertama-tama limbah tanam jamur yang berupa
partikel serbuk gergaji dipilah-pilah untuk diambil yang
masih dalam kondisi bagus, karena sering kali banyak
bagian luar yang ditumbuhi jamur karena serbuk gergaji
dalam kondisi lembab. Kemudian partikel serbuk gergaji
tersebut dijemur dengan bantuan panas matahari selama
2 hari.media tanam jamur yang telah dijemur kering
diayak untuk memisahkan partikel dengan kotoran saat
proses pengeringan dan juga untuk mendapatkan hasil
partikel yang berukuran merata.Kemudian timbang
partikel dan perekat sesuai dengan kebutuhanMasukkan
pratikel kedalam bak kemudian tambahkan perekat dan
juga katalis sebanyak 1%. Kemudian campur dengan
cara diaduk hingga tercampur merata.Partikel, perekat
dan juga katalis yang telah tercampur rata dituang ke
dalam cetakan ukuran 40 x 40 cm yang telah dialasi
dengan kertas sampul lalu diberi tekanan pendahulu
untuk memadatkan lembaran papan partikel. Kemudian
lembaran tersebut dikempa panas dengan tekanan 50
kgf/cm2 pada suhu 130C selama ± 30 menit pada mesin
hot press,setelah itu dibalik dan dipres lagi selama ±30
menit. Hal ini bertujuan untuk mematangkan perekat
secara merata dan juga membentuk papan dengan
ketebalan 1,5 cm.
Setelah itu proses pengkondisian contoh uji dilakukan
selam ± 14 hari, hal ini untuk menyeragamkan kadar air
dan membebaskan tegangan sisa yang terbentuk pada
permukaan papan saat terjadi proses pengempaan panas.
Proses pengkondisian ini dilakukan di udara bebas
Adapun komposisi dalam pembuatan papan partikel ini
dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1 Komposisi papan partikel
Papan Baglog Resin Katalis
No.
patikel
(%)
(%)
(%)
1
A
79
20
1
2
B
74
25
1
3
C
69
30
1
Dan sebaiknya campuran dilebihkan massanya sebesar
10% dikarenaan adanya penyusutan disaat proses kempa
panas.flow chart yang secara umum menerangkan alur
pengerjaan penelitian ini.bisa dilihat dalam gambar 1.
Gambar 1: diagram alir penelitian
2
MACAM PENGUJIAN
Modulus of Rupture (MOR)
Potong contoh uji sesuai pola pemotongan
dengan ukuran 5 cm x 20 cm pada kondisi kering udara,
seperti terlihat pada Gambar 2 berikut ini.
ℎ
= tebal contoh uji (cm)
Modulus of Elasticity (MOE)
Pengujian MOE dilakukan secara bersamaan
dengan pengujian MOR. Pada saat pengujian, besarnya
nilai defleksi dan beban dicatat. Sesuai dengan SNI 032105-2006 maka nilai MOE dapat dihitung dengan
rumus:
�=
Gambar 2 Contoh uji MOR dan MOE
Pengujian dilakukan dengan mesin uji tekan yang ada di
kampus ITS jurusan perkapalan. Alat ini dapat dilihat
pada Gambar 3 berikut ini.
∆��
∆��ℎ
(2.2)
Keterangan :
�
= keteguhan lentur (kgf/cm2)
∆
= perubahan beban (kgf)
= jarak sangga (cm)
∆�
= perubahan defleksi (cm)
= lebar contoh uji (cm)
ℎ
= tebal contoh uji (cm)
Internal Bond (IB)
Potong contoh uji sesuai pola pemotongan
dengan ukuran 5 cm x 5 cm dalam kondisi kering udara,
seperti terlihat pada Gambar 4 berikut ini.
Gambar 3. Mesin uji tekan
Kemudian bentangkan dengan jarak sangga 10 kali tebal
nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Pembebanan
dilakukan di tengah-tengah jarak sangga. Pilih mandrel
dengan diameter 10 mm
Kemudian catat beban maksimum yang
diperoleh dari pengujian tersebut. Sesuai dengan SNI 032105-2006 maka nilai MOR dapat dihitung dengan
rumus:
��
(2.1)
�=
�ℎ
Keterangan :
� = keteguhan patah (kgf/cm2)
= beban maksimum (kgf)
= panjang bentang (cm)
= lebar contoh uji (cm)
Gambar 4 Sampel uji IB
Kemudian contoh uji direkatkan pada blok kayu
dengan perekat epoxy dan dibiarkan selama ±24 jam
hingga mengeras, seperti terlihat pada Gambar 5 dan
Gambar 6 berikut ini.
Gambar 5 Pengeleman sampel dengan epoxy
3
Gambar 6 Proses perekatan sampel IB
Setelah itu kedua plat besi tersebut ditarik tegak
lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum
(contoh uji rusak), seperti pada Gambar 7 berikut ini.
permukaan bagian atas dan bagian bawah dari balok
pada beban maksimum.
Adapun sebuah contoh dari perhitungan dari uji
MOR pada penelitian ini sebagai berikut:
Contoh uji
:
papan
partikel dengan perekat 20%.
Beban maksimum
: 30 kgf
Panjang bentang
: 15 cm
Lebar contoh uji
: 4,75 cm
Tebal contoh uji
: 1,01 cm
Maka didapatkan hasil sebagai berikut:
�=
ℎ
×
×
× ,7 × ,
� ⁄
� = 9,
�
Untuk hasil lainnya dilakukan dengan
perhitungan yang sama untuk tiap variannya dan
pengujian dilakukan secara triplo. Hasilnya dapat dilihat
pada tabel 1 di bawah ini.
�=
Tabel 1Data hasil uji MOR papan partikel
Gambar 7 Uji IB
Amati nilai uji yang keluar pada presure gauge lalu
catat nilai yang keluar (dalam kgf/cm2), seperti terlihat
pada Gambar 8 berikut ini.
Gambar 8 Presure gaugeuji IB
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Uji Modulus of Rupture (MOR)
Menurut Maloney (1993) MOR adalah
keteguhan patah dari suatu balok yang dinyatakan dalam
besarnya tegangan per satuan luas, yang mana dapat
dihitung dengan menentukan besarnya tegangan pada
Hasil Uji Modulus of Elasticity (MOE)
MOE adalah nilai yang menunjukkan sifat
kekakuan yang mana merupakan ukuran dari
kemampuan balok maupun tiang dalam menahan
perubahan bentuk maupun lenturan yang terjadi akibat
adanya pembebanan sampai pada batas proporsi (Bodig
dan Jayne, 1982).
Adapun sebuah contoh dari perhitungan dari uji
MOE pada penelitian ini sebagai berikut:
Contoh uji
: papan partikel
dengan perekat 20%.
Perubahan beban
: 30 cm
Panjang bentang
: 15 cm
Perubahan defleksi
: 0,5 cm
Lebar contoh uji
: 4,75 cm
Tebal contoh uji
:1,01 cm
Maka didapatkan hasil sebagai berikut:
∆
�=
∆� ℎ
×
�=
× , × ,7 × ,
�=
, 7
�
⁄
�
4
Untuk hasil lainnya dilakukan dengan perhitungan
yang sama untuk tiap variannya dan pengujian dilakukan
secara triplo. Hasilnya dapat dilihat pada tabel 2 di
bawah ini.
Gambar 9 Nilai rata-rata MOR papan partikel
Hasil Uji Internal Bond (IB)
Bowyer, et al, (2003) menyatakan bahwa IB adalah
keteguhan tarik tegak lurus permukaan lembaran papan
partikel. Nilai IB dapat diketahui langsung dari alat uji
tarik. Pengujian IB dilakukan secara triplo. Hasilnya
dapat dilihat pada tabel 3 di bawah ini.
Tabel 3 Data hasil uji IB papan partikel
No.
IB
(kg/cm2)
Material
Run 1
2
Run 2
2
3
Run 3
3
4
Run 1
4
Run 2
3
6
Run 3
5
7
Run 1
5
Run 2
7
Run 3
5
1
2
5
8
9
Perekat 20%
Perekat 25%
Perekat 30%
Rata-rata
IB
(kgf/cm2)
2,33
4,00
Dari gambar 9 di atas dapat diketahui nilai rata-rata
MOR berkisar antara90,22 – 120,73 kgf/cm2. Nilai
tertinggi MOR dimiliki oleh papan partikel dengan kadar
perekat 25%. Sedangkan nilai terendah MOR dimiliki
oleh papan partikel dengan kadar perekat 20%. Jika
ditinjau dengan SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003
maka semua varian papan partikel yang dibuat
dinyatakan memenuhi standar, dimana nilai MOR yang
diperbolehkan harus melebihi 80 kgf/cm2.
Nilai MOR dipengaruhi oleh kandungan dan jenis
bahan perekat yang digunakan, daya ikat perekat dan
ukuran partikel (Maloney, 1993).
Modulus of Elasticity (MOE)
MOE adalah nilai yang menunjukkan sifat
kekakuan yang mana merupakan ukuran dari
kemampuan balok maupun tiang dalam menahan
perubahan bentuk maupun lenturan yang terjadi akibat
adanya pembebanan sampai pada batas proporsi (Bodig
dan Jayne, 1982). Sedangkan Bowyer, et al (2003)
menyatakan bahwa MOE adalah ukuran ketahanan
terhadap pembengkokan yang berhubungan langsung
dengan kekuatan gelagar.Adapun nilai rata-rata yang
didapat dari penelitian ini sebagai berikut.
5,67
PEMBAHASAN
Pembahasan dari penelitian ini meliputi nilai dari
sifat fisis dan sifat mekanis papan partikel yang terbuat
dari limbah media tanam jamur dengan perekat resin
polyester tak jenuh dengan kerapatan tinggi dan juga
dengan komposisi perekat 20%, 25% dan 30%.
Modulus of Rupture (MOR)
Menurut Maloney (1993) MOR adalah keteguhan
patah dari suatu balok yang dinyatakan dalam besarnya
tegangan per satuan luas, yang mana dapat dihitung
dengan menentukan besarnya tegangan pada permukaan
bagian atas dan bagian bawah dari balok pada beban
maksimum.Adapun nilai rata-rata yang didapat dari
penelitian ini sebagai berikut.
Gambar 10 Nilai rata-rata MOE papan partikel
Dari gambar 10 di atas dapat diketahui nilai ratarata MOE berkisar antara 7590,59 – 21798,73 kgf/cm2.
Nilai tertinggi MOE dimiliki oleh papan partikel dengan
kadar perekat 25%. Sedangkan nilai terendah MOE
dimiliki oleh papan partikel dengan kadar perekat 20%.
5
Jika ditinjau dengan SNI 03-2105-2006 dan JIS A 59082003 maka hanya papan partikel dengan kadar perekat
25% yang dapat memenuhi standar dengan nilai rata-rata
MOE sebesar 21798,73 kgf/cm2. Dimana nilai terendah
SNI 03-2105-2006 sebesar 15000 kgf/cm2 dan nilai
terendah JIS A 5908-2003 sebesar 20000 kgf/cm2.
Internal Bond (IB)
Bowyer, et al, (2003) menyatakan bahwa IB
adalah keteguhan tarik tegak lurus permukaan lembaran
papan partikel. Dari nilai IB dapat diperoleh gambaran
tentang kekuatan ikatan antar partikel dan juga dapat
digunakan sebagai petunjuk yang baik dalam
menentukan kwalitas lembaran sehubungan dengan
sistem pembuatan papan partikel yang dilakukan.
Adapun nilai rata-rata yang didapat dari penelitian ini
sebagai berikut.
IB (Kgf/cm2)
IB
6
4
2
0
Perkat 20%
Perkat 25%
Perkat 30%
SNI Minimum
Analisa
JIS Minimum
Gambar 11 Nilai rata-rata IB papan partikel
Dari gambar 4.17 di atas dapat diketahui nilai ratarata IB berkisar antara 2,33 – 5,67 kgf/cm2. Nilai
tertinggi IB dimiliki oleh papan partikel dengan kadar
perekat 30%. Sedangkan nilai terendah IB dimiliki oleh
papan partikel dengan kadar perekat 20%. Jika ditinjau
dengan SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003 maka
semua papan partikel yang dibuat dalam penelitian ini
memenuhi standar. Dimana nilai terendah SNI 03-21052006 dan JIS A 5908-2003 sebesar 1,5 kgf/cm2.
Kesimpulan
Dari penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa
papan partikel yang terbuat dari campuran limbah media
tanam jamur dengan perekat resin poliester tak jenuh
dapan digunakan sebagai bahan alternatif pengganti
kayu.
Dari uji sifat fisis maka kesimpulan yang dapat
diambil adalah sebagai berikut:
1. Nilai rata-rata MOR dari semua varian contoh uji
memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 59082003.
2. Nilai rata-rata MOE dari semua varian contoh uji
hanya ada satu varian contoh uji dengan kadar
perekat 25% yang memenuhi SNI 03-2105-2006
dan JIS A 5908-2003.
3. Nilai rata-rata IB dari semua varian contuh uji
memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003.
Dan semakin tinggi kadar perekat maka semakin
tinggi pula nilai IB-nya.
4. Nilai rata-rata kuat pegang sekrup dari semua varian
contoh uji memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A
5908-2003. Dan semakin tinggi kadar perekat maka
semakin tinggi pula nilai kuat pegang sekrupnya.
Dari hasil uji sifat fisis dan sifat mekanis maka
komposisi papan partikel yang dapat memenuhi SNI 032105-2006 dan JIS A 5908-2003 adalah papan partikel
yang mengandung 69% limbah media tanam jamur, 25%
perekat resin poliester tak jenuh dan 1% katalis.
DAFTAR PUSTAKA
Bowyer JL, Shmulsky R, Haygreen JG. 2003. Forest
Products and Wood Science An Introduction
4thED. LOwa State Press a B’ackwell Publ,
USA.
Djalal, M. 1981. Pengaruh Orientasi Partikel dan Kadar
Perekat Terhadap Sifat-Sifat Flakeboard Dari
Kayu Albazzia dan Getah Perca (Tesis). Institut
Pertanian Bogor. Fakultas Pasca Sarjana,
Bogor.
Djalal, M. 1984. Pengaruh Kerapatan Kayu dan
Kerapatan Lembaran Dalam Usaha Perbaikan
Sifat-Sifat Mekanik dan Stabilisasi Dimensi
Papan Partikel dari Beberapa Jenis Kayu dan
Campurannya [Disertasi]. Program Pasca
Sarjana. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Dyatro.
2010.
Papan
Partikel.
http://dyatrodoank.blogspot.com/2010/11/papan
-partikel.html?m=1, Diakses tanggal 1 Februari
2015.
Fauzan,
L.
2013.
Rumus
Kerapatan
Zat.
http://lukmanfauzan.blogspot.com/2013/09/
rumus-kerapatan-zat.html?m=1,
Diakses
tanggal 1 Februari 2015.
Feldman, D. 1995. Bahan polimer Konstruksi Bangunan.
Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Hendridunan,
A.
2013.
Komposit
Partikel.
http://aantekuk28.blogspot.com/2013/
05/komposit-partikel.html?m=1,
Diakses
tanggal 1 Februari 2015.
Humaidi, S. 1998. Bahan Komposit Polimer. Universitas
Sumatera Press. Medan
Iskandar. 2009. Proses Pembuatan Papan Partikel. Pusat
Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.
Departemen Kehutanan, Bogor.
Japanese Imdutrial Standard. 2003. JIS A 5908-2003,
Japan.
Koch P. 1985. Utilization of The Southern Pines.
Washington DC: U.S.Department of
Agriculture Forest Service.
Maloney, TM. 1993. Modern Paticleboard and Dry
Process Fiberboard Manufacturing. Miller
Freeman Inc, San Francisco.
6
TERHADAP SIFAT PAPAN PARTIKEL BERBAHAN DASAR
LIMBAH MEDIA TANAM JAMUR.
Alan Tedja Kusuma1, Dr.Prantasi Harmi Tjahjanti.Ssi.,MT.2
1
Penelitian tentang analisa pengaruh komposisi polyester tak jenuh terhadap sifat papan partikel berbahan dasar limbah
media tanam jamur.
2
Pembimbing penelitian tentang analisa pengaruh komposisi polyester tak jenuh terhadap sifat papan partikel berbahan
dasar limbah media tanam jamur.
ABSTRAK
Dewasa ini permintaan akan bahan baku kayu terus meningkat, sedangkan pasokan kayu dari alam
terus menurun akibat kebakaran hutan, perluasan lahan, pembalakan liar, dll. Oleh sebab itu perlu adanya
bahan alternatif pengganti kayu. Salah satunya adalah dengan melakukan penelitian pembuatan papan partikel
yang bernilai ekonomis dari limbah yang tak terpakai.
Limbah yang dipakai dalam penelitian ini adalah limbah media tanam jamur. Kemudian limbah
dikeringkan selama 2 hari dengan bantuan panas matahari. Kemudian dicampurkan dengan perekat resin
poliester tak jenuh (dengan variasi 19%, 24% dan 29%) dan katalis 1%. Aduk campuran tersebut hingga
merata dengan baik kemudian dikempa panas dengan mesin hot press pada suhu 130C, tekanan 50kgf/cm2
selama ±30 menit. Kemudian dibalik dan dikempa panas lagi selama ±30 menit. Setelah jadi, perlu adanya
pengkondisian selama ±14 hari. Kemudian dilakukan pengujian sifat fisis (kerapatan, kadar air, pengembangan
tebal dan daya serap air) dan pengujian sifat mekanis (MOR, MOE, IB dan kuat pegang sekrup).
Pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada SNI 03-2105-1996 dan JIS A 5908-2003. Nilai ratarata kerapatan papan partikel 0,81-0,87 g/cm3. Nilai rata-rata kadar air papan partikel 4,81-5,14%. Nilai ratarata pengembangan tebal papan partikel 3,43-6,09%. Nilai rata-rata daya serap air papan partikel 39,3253,18%. Nilai rata-rata MOR papan partikel 89,56-123,11 kgf/cm2. Nilai rata-rata MOE papan partikel
7740,24-22228,52 kgf/cm2. Nilai rata-rata IB papan partikel 2,33-5,67 kgf/cm2. Nilai rata-rata kuat pegang
sekrup papan partikel 41,95-80,06 kgf. Dari hasil uji sifat fisis dan sifat mekanis maka komposisi papan
partikel yang dapat memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003 adalah papan partikel yang
mengandung 75% limbah media tanam jamur, 24% perekat resin poliester tak jenuh dan 1% katalis.
Kata kunci ;papan partikel, baglog jamur, poliester tak jenuh, sifat fisis, sifat mekanis
Alan Tedja Kusuma kuliah di fakultas
teknik
jurusan
mesin
universtas
Muhammadiyah sidoarjo. Dibawah
bimbingan Dr. Prantasi Harmi Tjahjanti,
S.Si.,MT. Melakukan penelitian tentang
analisa pengaruh komposisi polyester
tak jenuh terhadap sifat papan partikel
berbahan dasar limbah media tanam
jamur.
PENDAHULUAN
Semakin meningkatnya taraf hidup manusia, semakin
meningkat pula kebutuhan hidup manusia. Salah satunya
adalah kebutuhan akan kayu yang dimanfaatkan untuk
pembuatan funiture, dll. Akan tetapi hal ini berbanding
terbalik dengan kondisi hutan Indonesia yang
prokduktivitasnya
semakin
menurun.
“Industri
woodworking kebutuhan bahan baku kayu kita proyeksi
13,9 juta pada tahun 2013 dan naik menjadi 15,4 juta pada
tahun 2014,” ujar Emil Satria. Awriya Ibrahim, Direktur
Bina Usaha Hutan Alam Kementrian Kehutanan,
menuturkan tegakan yang siap panen di areal HPH
mencapai 14 juta m3 pada tahun 2013. Namun, realisasi
tebangan hingga November 2013 tercatat hanya 2,69 juta
m3 atau 635.973 batang kayu log. Dengan adanya kondisi
ini, secara tidak langsung kita dituntut untuk mencari
bahan alternatif pengganti kayu yang bernilai ekonomis.
Karena jika tidak, dengan semakin langkanya kayu akan
memicu meningkatnya harga.
Limbah adalah suatu bahan sisa dari suatu proses
produksi atau aktivitas manusia yang belum
dimanfaatkan karena berbagai pertimbangan. Limbah
yang tak termanfaatkan dapat menjadi sumber penyakit
dan polusi lingkungan bagi kehidupan bersih dan
nyaman. Pada masa sekarang dengan semakin
berkembangnya kesadaran masyarakat akan hal ini.
Maka semakin banyak pula cara – cara yang digunakan
untuk memanfaatkan limbah tersebut. Salah satu limbah
yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah limbah
jamur tiram berupa media tanam baglog. Dengan cara
memanfaatkannya sebagai serat komposit pembuatan
papan partikel.
Box speaker adalah salah satu komponen yang
penting dalam menghasilkan suara yang baik. Pada saat
1
ini
bahan
dasar
pembuatan
box
speaker
hanyamenggunakan papan kayu ataupun papan partikel
tanpa ada klasifikasi khusus yang dapat mendukung agar
mendapatkan hasil suara yang baik. Pada penelitian ini
pembuatan papan partikel berbahan dasar limbah media
tanam jamur sebagai serat komposit dan poliester tak
jenuh sebagai pengikatnya. Papan partikel ini
difungsikan untuk pembuatan box speaker. Dan tujuan
penelitian ini untuk mengetahui komposisi yang tepat
dalam pembuatan papan partikel yang nantinya
digunakan untuk pembuatan box speaker dengan
melakukan uji sifat fisis dan mekanis.
METODE PENELITIAN
Alat dan bahan
Oven
Timbangan
Cetakan ukuran 40 x 40 cm
Mesin hot press
Gergaji
Obeng
Ayakan dengan mesh 2,5 mm
Mesin uji tekan
Ember
Sarung tangan karet
Kaliper
Terpal
Desikator
Meteran
Spidol
Pertama-tama limbah tanam jamur yang berupa
partikel serbuk gergaji dipilah-pilah untuk diambil yang
masih dalam kondisi bagus, karena sering kali banyak
bagian luar yang ditumbuhi jamur karena serbuk gergaji
dalam kondisi lembab. Kemudian partikel serbuk gergaji
tersebut dijemur dengan bantuan panas matahari selama
2 hari.media tanam jamur yang telah dijemur kering
diayak untuk memisahkan partikel dengan kotoran saat
proses pengeringan dan juga untuk mendapatkan hasil
partikel yang berukuran merata.Kemudian timbang
partikel dan perekat sesuai dengan kebutuhanMasukkan
pratikel kedalam bak kemudian tambahkan perekat dan
juga katalis sebanyak 1%. Kemudian campur dengan
cara diaduk hingga tercampur merata.Partikel, perekat
dan juga katalis yang telah tercampur rata dituang ke
dalam cetakan ukuran 40 x 40 cm yang telah dialasi
dengan kertas sampul lalu diberi tekanan pendahulu
untuk memadatkan lembaran papan partikel. Kemudian
lembaran tersebut dikempa panas dengan tekanan 50
kgf/cm2 pada suhu 130C selama ± 30 menit pada mesin
hot press,setelah itu dibalik dan dipres lagi selama ±30
menit. Hal ini bertujuan untuk mematangkan perekat
secara merata dan juga membentuk papan dengan
ketebalan 1,5 cm.
Setelah itu proses pengkondisian contoh uji dilakukan
selam ± 14 hari, hal ini untuk menyeragamkan kadar air
dan membebaskan tegangan sisa yang terbentuk pada
permukaan papan saat terjadi proses pengempaan panas.
Proses pengkondisian ini dilakukan di udara bebas
Adapun komposisi dalam pembuatan papan partikel ini
dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1 Komposisi papan partikel
Papan Baglog Resin Katalis
No.
patikel
(%)
(%)
(%)
1
A
79
20
1
2
B
74
25
1
3
C
69
30
1
Dan sebaiknya campuran dilebihkan massanya sebesar
10% dikarenaan adanya penyusutan disaat proses kempa
panas.flow chart yang secara umum menerangkan alur
pengerjaan penelitian ini.bisa dilihat dalam gambar 1.
Gambar 1: diagram alir penelitian
2
MACAM PENGUJIAN
Modulus of Rupture (MOR)
Potong contoh uji sesuai pola pemotongan
dengan ukuran 5 cm x 20 cm pada kondisi kering udara,
seperti terlihat pada Gambar 2 berikut ini.
ℎ
= tebal contoh uji (cm)
Modulus of Elasticity (MOE)
Pengujian MOE dilakukan secara bersamaan
dengan pengujian MOR. Pada saat pengujian, besarnya
nilai defleksi dan beban dicatat. Sesuai dengan SNI 032105-2006 maka nilai MOE dapat dihitung dengan
rumus:
�=
Gambar 2 Contoh uji MOR dan MOE
Pengujian dilakukan dengan mesin uji tekan yang ada di
kampus ITS jurusan perkapalan. Alat ini dapat dilihat
pada Gambar 3 berikut ini.
∆��
∆��ℎ
(2.2)
Keterangan :
�
= keteguhan lentur (kgf/cm2)
∆
= perubahan beban (kgf)
= jarak sangga (cm)
∆�
= perubahan defleksi (cm)
= lebar contoh uji (cm)
ℎ
= tebal contoh uji (cm)
Internal Bond (IB)
Potong contoh uji sesuai pola pemotongan
dengan ukuran 5 cm x 5 cm dalam kondisi kering udara,
seperti terlihat pada Gambar 4 berikut ini.
Gambar 3. Mesin uji tekan
Kemudian bentangkan dengan jarak sangga 10 kali tebal
nominal, tetapi tidak kurang dari 15 cm. Pembebanan
dilakukan di tengah-tengah jarak sangga. Pilih mandrel
dengan diameter 10 mm
Kemudian catat beban maksimum yang
diperoleh dari pengujian tersebut. Sesuai dengan SNI 032105-2006 maka nilai MOR dapat dihitung dengan
rumus:
��
(2.1)
�=
�ℎ
Keterangan :
� = keteguhan patah (kgf/cm2)
= beban maksimum (kgf)
= panjang bentang (cm)
= lebar contoh uji (cm)
Gambar 4 Sampel uji IB
Kemudian contoh uji direkatkan pada blok kayu
dengan perekat epoxy dan dibiarkan selama ±24 jam
hingga mengeras, seperti terlihat pada Gambar 5 dan
Gambar 6 berikut ini.
Gambar 5 Pengeleman sampel dengan epoxy
3
Gambar 6 Proses perekatan sampel IB
Setelah itu kedua plat besi tersebut ditarik tegak
lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum
(contoh uji rusak), seperti pada Gambar 7 berikut ini.
permukaan bagian atas dan bagian bawah dari balok
pada beban maksimum.
Adapun sebuah contoh dari perhitungan dari uji
MOR pada penelitian ini sebagai berikut:
Contoh uji
:
papan
partikel dengan perekat 20%.
Beban maksimum
: 30 kgf
Panjang bentang
: 15 cm
Lebar contoh uji
: 4,75 cm
Tebal contoh uji
: 1,01 cm
Maka didapatkan hasil sebagai berikut:
�=
ℎ
×
×
× ,7 × ,
� ⁄
� = 9,
�
Untuk hasil lainnya dilakukan dengan
perhitungan yang sama untuk tiap variannya dan
pengujian dilakukan secara triplo. Hasilnya dapat dilihat
pada tabel 1 di bawah ini.
�=
Tabel 1Data hasil uji MOR papan partikel
Gambar 7 Uji IB
Amati nilai uji yang keluar pada presure gauge lalu
catat nilai yang keluar (dalam kgf/cm2), seperti terlihat
pada Gambar 8 berikut ini.
Gambar 8 Presure gaugeuji IB
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Uji Modulus of Rupture (MOR)
Menurut Maloney (1993) MOR adalah
keteguhan patah dari suatu balok yang dinyatakan dalam
besarnya tegangan per satuan luas, yang mana dapat
dihitung dengan menentukan besarnya tegangan pada
Hasil Uji Modulus of Elasticity (MOE)
MOE adalah nilai yang menunjukkan sifat
kekakuan yang mana merupakan ukuran dari
kemampuan balok maupun tiang dalam menahan
perubahan bentuk maupun lenturan yang terjadi akibat
adanya pembebanan sampai pada batas proporsi (Bodig
dan Jayne, 1982).
Adapun sebuah contoh dari perhitungan dari uji
MOE pada penelitian ini sebagai berikut:
Contoh uji
: papan partikel
dengan perekat 20%.
Perubahan beban
: 30 cm
Panjang bentang
: 15 cm
Perubahan defleksi
: 0,5 cm
Lebar contoh uji
: 4,75 cm
Tebal contoh uji
:1,01 cm
Maka didapatkan hasil sebagai berikut:
∆
�=
∆� ℎ
×
�=
× , × ,7 × ,
�=
, 7
�
⁄
�
4
Untuk hasil lainnya dilakukan dengan perhitungan
yang sama untuk tiap variannya dan pengujian dilakukan
secara triplo. Hasilnya dapat dilihat pada tabel 2 di
bawah ini.
Gambar 9 Nilai rata-rata MOR papan partikel
Hasil Uji Internal Bond (IB)
Bowyer, et al, (2003) menyatakan bahwa IB adalah
keteguhan tarik tegak lurus permukaan lembaran papan
partikel. Nilai IB dapat diketahui langsung dari alat uji
tarik. Pengujian IB dilakukan secara triplo. Hasilnya
dapat dilihat pada tabel 3 di bawah ini.
Tabel 3 Data hasil uji IB papan partikel
No.
IB
(kg/cm2)
Material
Run 1
2
Run 2
2
3
Run 3
3
4
Run 1
4
Run 2
3
6
Run 3
5
7
Run 1
5
Run 2
7
Run 3
5
1
2
5
8
9
Perekat 20%
Perekat 25%
Perekat 30%
Rata-rata
IB
(kgf/cm2)
2,33
4,00
Dari gambar 9 di atas dapat diketahui nilai rata-rata
MOR berkisar antara90,22 – 120,73 kgf/cm2. Nilai
tertinggi MOR dimiliki oleh papan partikel dengan kadar
perekat 25%. Sedangkan nilai terendah MOR dimiliki
oleh papan partikel dengan kadar perekat 20%. Jika
ditinjau dengan SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003
maka semua varian papan partikel yang dibuat
dinyatakan memenuhi standar, dimana nilai MOR yang
diperbolehkan harus melebihi 80 kgf/cm2.
Nilai MOR dipengaruhi oleh kandungan dan jenis
bahan perekat yang digunakan, daya ikat perekat dan
ukuran partikel (Maloney, 1993).
Modulus of Elasticity (MOE)
MOE adalah nilai yang menunjukkan sifat
kekakuan yang mana merupakan ukuran dari
kemampuan balok maupun tiang dalam menahan
perubahan bentuk maupun lenturan yang terjadi akibat
adanya pembebanan sampai pada batas proporsi (Bodig
dan Jayne, 1982). Sedangkan Bowyer, et al (2003)
menyatakan bahwa MOE adalah ukuran ketahanan
terhadap pembengkokan yang berhubungan langsung
dengan kekuatan gelagar.Adapun nilai rata-rata yang
didapat dari penelitian ini sebagai berikut.
5,67
PEMBAHASAN
Pembahasan dari penelitian ini meliputi nilai dari
sifat fisis dan sifat mekanis papan partikel yang terbuat
dari limbah media tanam jamur dengan perekat resin
polyester tak jenuh dengan kerapatan tinggi dan juga
dengan komposisi perekat 20%, 25% dan 30%.
Modulus of Rupture (MOR)
Menurut Maloney (1993) MOR adalah keteguhan
patah dari suatu balok yang dinyatakan dalam besarnya
tegangan per satuan luas, yang mana dapat dihitung
dengan menentukan besarnya tegangan pada permukaan
bagian atas dan bagian bawah dari balok pada beban
maksimum.Adapun nilai rata-rata yang didapat dari
penelitian ini sebagai berikut.
Gambar 10 Nilai rata-rata MOE papan partikel
Dari gambar 10 di atas dapat diketahui nilai ratarata MOE berkisar antara 7590,59 – 21798,73 kgf/cm2.
Nilai tertinggi MOE dimiliki oleh papan partikel dengan
kadar perekat 25%. Sedangkan nilai terendah MOE
dimiliki oleh papan partikel dengan kadar perekat 20%.
5
Jika ditinjau dengan SNI 03-2105-2006 dan JIS A 59082003 maka hanya papan partikel dengan kadar perekat
25% yang dapat memenuhi standar dengan nilai rata-rata
MOE sebesar 21798,73 kgf/cm2. Dimana nilai terendah
SNI 03-2105-2006 sebesar 15000 kgf/cm2 dan nilai
terendah JIS A 5908-2003 sebesar 20000 kgf/cm2.
Internal Bond (IB)
Bowyer, et al, (2003) menyatakan bahwa IB
adalah keteguhan tarik tegak lurus permukaan lembaran
papan partikel. Dari nilai IB dapat diperoleh gambaran
tentang kekuatan ikatan antar partikel dan juga dapat
digunakan sebagai petunjuk yang baik dalam
menentukan kwalitas lembaran sehubungan dengan
sistem pembuatan papan partikel yang dilakukan.
Adapun nilai rata-rata yang didapat dari penelitian ini
sebagai berikut.
IB (Kgf/cm2)
IB
6
4
2
0
Perkat 20%
Perkat 25%
Perkat 30%
SNI Minimum
Analisa
JIS Minimum
Gambar 11 Nilai rata-rata IB papan partikel
Dari gambar 4.17 di atas dapat diketahui nilai ratarata IB berkisar antara 2,33 – 5,67 kgf/cm2. Nilai
tertinggi IB dimiliki oleh papan partikel dengan kadar
perekat 30%. Sedangkan nilai terendah IB dimiliki oleh
papan partikel dengan kadar perekat 20%. Jika ditinjau
dengan SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003 maka
semua papan partikel yang dibuat dalam penelitian ini
memenuhi standar. Dimana nilai terendah SNI 03-21052006 dan JIS A 5908-2003 sebesar 1,5 kgf/cm2.
Kesimpulan
Dari penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa
papan partikel yang terbuat dari campuran limbah media
tanam jamur dengan perekat resin poliester tak jenuh
dapan digunakan sebagai bahan alternatif pengganti
kayu.
Dari uji sifat fisis maka kesimpulan yang dapat
diambil adalah sebagai berikut:
1. Nilai rata-rata MOR dari semua varian contoh uji
memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 59082003.
2. Nilai rata-rata MOE dari semua varian contoh uji
hanya ada satu varian contoh uji dengan kadar
perekat 25% yang memenuhi SNI 03-2105-2006
dan JIS A 5908-2003.
3. Nilai rata-rata IB dari semua varian contuh uji
memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A 5908-2003.
Dan semakin tinggi kadar perekat maka semakin
tinggi pula nilai IB-nya.
4. Nilai rata-rata kuat pegang sekrup dari semua varian
contoh uji memenuhi SNI 03-2105-2006 dan JIS A
5908-2003. Dan semakin tinggi kadar perekat maka
semakin tinggi pula nilai kuat pegang sekrupnya.
Dari hasil uji sifat fisis dan sifat mekanis maka
komposisi papan partikel yang dapat memenuhi SNI 032105-2006 dan JIS A 5908-2003 adalah papan partikel
yang mengandung 69% limbah media tanam jamur, 25%
perekat resin poliester tak jenuh dan 1% katalis.
DAFTAR PUSTAKA
Bowyer JL, Shmulsky R, Haygreen JG. 2003. Forest
Products and Wood Science An Introduction
4thED. LOwa State Press a B’ackwell Publ,
USA.
Djalal, M. 1981. Pengaruh Orientasi Partikel dan Kadar
Perekat Terhadap Sifat-Sifat Flakeboard Dari
Kayu Albazzia dan Getah Perca (Tesis). Institut
Pertanian Bogor. Fakultas Pasca Sarjana,
Bogor.
Djalal, M. 1984. Pengaruh Kerapatan Kayu dan
Kerapatan Lembaran Dalam Usaha Perbaikan
Sifat-Sifat Mekanik dan Stabilisasi Dimensi
Papan Partikel dari Beberapa Jenis Kayu dan
Campurannya [Disertasi]. Program Pasca
Sarjana. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Dyatro.
2010.
Papan
Partikel.
http://dyatrodoank.blogspot.com/2010/11/papan
-partikel.html?m=1, Diakses tanggal 1 Februari
2015.
Fauzan,
L.
2013.
Rumus
Kerapatan
Zat.
http://lukmanfauzan.blogspot.com/2013/09/
rumus-kerapatan-zat.html?m=1,
Diakses
tanggal 1 Februari 2015.
Feldman, D. 1995. Bahan polimer Konstruksi Bangunan.
Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Hendridunan,
A.
2013.
Komposit
Partikel.
http://aantekuk28.blogspot.com/2013/
05/komposit-partikel.html?m=1,
Diakses
tanggal 1 Februari 2015.
Humaidi, S. 1998. Bahan Komposit Polimer. Universitas
Sumatera Press. Medan
Iskandar. 2009. Proses Pembuatan Papan Partikel. Pusat
Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.
Departemen Kehutanan, Bogor.
Japanese Imdutrial Standard. 2003. JIS A 5908-2003,
Japan.
Koch P. 1985. Utilization of The Southern Pines.
Washington DC: U.S.Department of
Agriculture Forest Service.
Maloney, TM. 1993. Modern Paticleboard and Dry
Process Fiberboard Manufacturing. Miller
Freeman Inc, San Francisco.
6