KUALITAS PAPAN PARTIKEL BATANG BAWAH, BATANG ATAS DAN CABANG KAYU JABON (Anthocephalus cadamba Miq.) ERWINSYAH PUTRA

Transkripsi

1 KUALITAS PAPAN PARTIKEL BATANG BAWAH, BATANG ATAS DAN CABANG KAYU JABON (Anthocephalus cadamba Miq.) ERWINSYAH PUTRA DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

2 RINGKASAN Erwinsyah Putra. E Kualitas Papan Partikel Batang Bawah, Batang Atas dan Cabang Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Mig). Dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Surdiding Ruhendi, M.Sc Selama ini pemanfaatan kayu hanya terbatas pada bagian-bagian kayu yang dianggap penting dan komersial untuk digunakan sebagai bahan baku industri sedangkan bagian lainnya dibiarkan begitu saja tanpa ada pemanfaatan selanjutnya. Dalam rangka mengantisipasi keterbatasan dan ketersedian kayu berbagai upaya dilakukan untuk meningkatkan keefisienan penggunaan kayu. salah satu upaya yang dilakukan adalah dengan memanfaatkan jenis kayu cepat tumbuh seperti jabon (Anthocephalus cadamba Miq). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui faktor yang berpengaruh terhadap kualitas papan partikel yaitu posisi kayu dalam pohon dan kadar perekat. Kualitas papan partikel diyatakan dalam sifat fisis (kerapatan, kadar air, daya serap, pengembangan tebal) dan sifat mekanis (modulus of elasticity, modulus of rupture, internal bond, kuat pegang sekrup). Penelitian ini juga ditujukan untuk menyatakan keterbasahan partikel dan hubungannya dengan internal bond papan partikel. Penelitian ini menggunakan kayu jabon yang berasal dari batang bawah, batang atas dan cabang, menggunakan perekat urea formaldehida dengan kadar perekat 3%, 4%, dan 5% dari berat kering tanur partikel. Papan partikel yang dibuat berukuran 30 cm x 30 cm x 1 cm dengan kerapatan 0,7 g/cm³ pada suhu kempa 110ºC, tekanan kempa 25 kgf/cm² dan waktu kempa 10 menit. Partikel yang digunakan berukuran lolos 20 mesh. Pengujian papan partikel mengacu pada standar JIS A Pengujian sifat fisis papan partikel menunjukkan nilai rataan kerapatan yaitu 0,6 g/cm³, nilai rataan kadar air adalah 9,81 %, nilai rataan pengembangan tebal setelah perendaman 2 jam dan 24 jam yaitu 121,59% dan 160,1%, nilai rataan daya serap air setelah perendaman 2 jam dan 24 jam yaitu 50,29% dan 62,31%. Pengujian sifat mekanis papan partikel menunjukkan nilai rataan Modulus of Elasticity (MOE) yaitu 10835,58 kg/cm², nilai rataan Modulus of

3 Rupture (MOR) yaitu 86,05 kg/cm², nilai rataan internal bond yaitu 4,71 kg/cm², dan nilai rataan kuat pegang sekrup yaitu 60,56 kg. Posisi kayu dalam pohon berpengaruh terhadap kualitas papan partikel yang dihasilkan. Kualitas papan partikel yang dibuat dari batang bawah, batang atas dan cabang kayu jabon berbeda. Kayu yang berasal dari cabang menghasilkan kualitas papan partikel yang lebih baik dan cabang memiliki nilai keterbasahan yang lebih tinggi dari batang bawah dan batang atas. Kenyataan menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai keterbasahan kayu maka semakin tinggi juga nilai internal bond papan partikel yang dihasilkan, sehingga nilai keterbasahan dapat dijadikan indikator keterekatan kayu khususnya internal bond. Kata Kunci : papan partikel, kayu jabon, batang bawah, batang atas, cabang

4 KUALITAS PAPAN PARTIKEL BATANG BAWAH, BATANG ATAS DAN CABANG KAYU JABON (Anthocephalus cadamba Miq.) ERWINSYAH PUTRA E Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan Pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

5 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kualitas Papan Partikel Batang Bawah, Batang Atas dan Cabang Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi. Bogor, September 2011 Erwinsyah Putra E

6 LEMBAR PENGESAHAN Judul Skripsi : Kualitas Papan Partikel Batang Bawah, Batang Atas dan Cabang Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) Nama : Erwinsyah Putra NRP : E Menyetujui Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. Surdiding Ruhendi, M.Sc NIP : Mengetahui, Ketua Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor Dr. Ir. I Wayan Darmawan, M.Sc NIP : Tanggal Lulus :

7 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala nikmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul Kualitas Papan Partikel Batang Bawah, Batang Atas dan Cabang Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq). Penyusunan skripsi dilakukan atas dasar penelitian yang dilaksanakan pada bulan Januari sampai bulan Maret 2011 di Laboratorium Bio-Komposit Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, Laboratorium Rekayasa dan Desain Bangunan Kayu Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor dan Seafast Fakultas Teknik Pertanian Institut Petanian Bogor. Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada : 1. Prof. Dr. Ir Surdiding Ruhendi, M.Sc selaku dosen pembimbing yang membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 2. Seluruh staf pengajar di Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor atas ilmu yang telah diberikan selama penulis menuntut ilmu. 3. Segenap laboran yang telah memberikan bantuan untuk kelancaran kegiatan penelitian, Pak Abdullah lab. Biokomposit, Pak Kadiman Lab. Pengerjaan Kayu, dan Mas Irfan Lab. Keteknikan Kayu. 4. Keluarga besar, ibu, kakak Yuni, Nova, Dani dan abang Azwar serta Aulia yang telah memberikan semangat, doa dan dukungan untuk penulis selama kuliah. 5. Teman-teman THH 43: Desi, Neneng, Solihin, Imam, Devi, Bagus ferry, Mamo, Benhur, Elang, Neneng, Poppy, Siska, Zulhijah, Wulan, Ema, dan rekan-rekan yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terima kasih atas dukungan dan kebersamannya. 6. Teman kontrakan perwira 40 : Fajar Adiatno, Fitra Murgianto, Ilman fazrin, Anef Nugroho, Satrio Tunggul Pramana, Bayu Seftian, Dandi, Faisal, Zulkarnaen, Leo, terima kasih atas dukungan dan kebersamaannya. 7. Pujahan hati Nurul Rahmalia yang telah memberikan waktu, semangat dan dukungannya selama penulis menyelesaikan skripsi.

8 Penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membagun bagi penulis. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat terutama bagi penulis dan pihak-pihak yang membutuhkan. Bogor, September 2011 Erwinsyah Putra E

9 RIWAYAT HIDUP Penulis bernama Erwinsyah Putra dilahirkan di Serbalawan pada tanggal 22 Juni Penulis merupakan anak kelima dari enam bersaudara dari pasangan Edwarsyah Rangkuti (Alm) dan Syahria Ritonga. Jenjang pendidikan formal yang telah dilalui penulis, antara lain Taman Kanak (TK) Aisiyah Muhammadiyah Serbalawan tahun , Sekolah Dasar (SD) negeri 3 Serbalawan tahun , Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) Muhammadiyah Serbalawan tahun , Sekolah Menegah Umum (SMU) Negeri 1 Dolok Batu Nanggar Serbalawan tahun Tahun 2006, penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI. Tahun 2007, penulis mengambil peminatan Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan dan pada tahun 2009, penulis memilih Laboratorium Biokomposit sebagai bidang keahlian. Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek kerja lapang, antara lain Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Baturaden-Cilacap tahun 2008, Praktek Pengelolaan Hutan (P2H) di Hutan Pendidikan Gunung Walat tahun2009, Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Intracawood Manufacturing di Kalimantan Timur, Tarakan tahun Kegiatan kemahasiswaan yang pernah diikuti penulis, antara lain staf BEM-TPB IPB tahun , anggota Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) tahun , dan kepanitian KOMPAK THH tahun 2008, juara 1 Lomba Kreasi Pertanian Institut Pertanian Bogor tahun Untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, penulis menyelesaikan skripsi dengan judul Kualitas Papan Partikel Batang Bawah, Batang Atas dan Cabang Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Surdiding Ruhendi, M.Sc.

10 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR LAMPIRAN... viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penelitian Hipotesis Manfaat penelitian... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kayu Jabon Papan Partikel Perekat Urea Formaldehida Keterbasahan (Wettability) Keterekatan (Gluability) Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond)... 7 BAB III BAHAN ALAT DAN METODE 3.1 Bahan dan Alat Rancangan Percobaan dan Analisis Data Pembuatan Contoh Uji Persiapan Partikel Pengujian Keterbasahan Pencampuran Bahan Pembuatan Lembaran Pengempaan Pengkondisian Pemotongan Contoh Uji Pengujian Papan partikel Pengujian Sifat Fisis... 12

11 a. Kerapatan b. Kadar Air c. Daya Serap d. Pengembangan Tebal Pengujian Sifat Mekanis a. Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity) b. Keteguhan Patah (Modulus of Rupture) c. Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond) d. Kuat Pegang Sekrup (Screw Holding Power) BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Kerapatan Kadar Air Daya Serap Air Pengembangan Tebal Sifat Mekanis Papan Partikel Keteguhan Lentur atau Modulus of Elasticity Keteguhan Patah atau Modulus of Rupture Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond) Kuat Pegang Sekrup Hubungan Keterbasahan (Wettability) dengan Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond) Papan Partikel BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 38

12 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Pola Pemotongan Contoh Uji Pengujian MOE dan MOR Pengujian internal bond Histogram Kerapatan Papan Partikel Histogram Kadar Air Papan Partikel Histogram Daya Serap Air Perendaman 2 jam Histogram Daya Serap Air Perendaman 24 jam Histogram Pengembangan Tebal Perendaman 2 jam Histogram Pengembangan Tebal Perendaman 24 jam Histogram Lentur (Modulus of Elasticity) Papan Partikel Histogram Keteguhan Patah (Modulus of Rupture) Papan Partikel Histogram Internal Bond Papan Partikel Histogram Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel Grafik Hubungan Antara Keterbasahan Partikel dengan Internal Bond Papan Partikel 33

13 DAFTAR TABEL Halaman 1. Sifat fisis dan mekanis papan partikel Karakteristik perekat urea formaldehida Analisis Sidik Ragam Kerapatan Papan Partikel Analisis Sidik Ragam Kadar Air Papan Partikel Analisis Sidik Ragam Daya Serap Air 2 jam Analisis Sidik Ragam Daya Serap Air 24 jam Analisis Sidik Ragam Pengembangan Tebal 2 jam Papan Partikel Analisis Sidik Ragam Pengembangan Tebal 24 jam Papan Partikel Analisis Sidik Ragam Modulus of Elasticity (MOE) Papan Partikel Analisis Sidik Ragam Modulus of Rupture (MOR) Papan Partikel Analisis Sidik Ragam Internal Bond Papan Partikel Analisis Sidik Ragam Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel. 33

14 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Perhitungan Kebutuhan Partikel dan Perekat Rekapitulasi Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Kerapatan Papan Partikel Kadar Air Papan Partikel Daya Serap Air 2 Jam dan 24 Jam Papan Partikel Pengembangan Tebal 2 Jam Papan Partikel Pengembangan Tebal 24 Jam Papan Partikel Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity) Papan Partikel Keteguhan Patah (Modulus of Rupture) Papan Partikel Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond) Papan Partikel Kuat Pegang Sekrup Papan Partikel Keterbasahan Partikel

15 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Selama ini pemanfaatan kayu hanya terbatas pada bagian-bagian kayu yang dianggap penting dan komersial untuk digunakan sebagai bahan baku industri sedangkan bagian lainnya dibiarkan begitu saja tanpa ada pemanfaatan selanjutnya. Dalam rangka mengantisipasi keterbatasan dan ketersedian kayu berbagai upaya dilakukan untuk meningkatkan keefisienana penggunaan kayu. salah satu upaya adalah dengan memanfaatkan kayu cepat tumbuh (fast growing species) seperti jabon (Anthocephalus cadamba Miq) yang didapat dari hutan rakyat. Jabon (Anthocephalus cadamba Miq) merupakan salah satu jenis kayu cepat tubuh, berbatang silinders, lurus, kayunya berwarna putih kekuningan, tergolong hasil hutan yang potensial untuk dikembangkan menjadi pemasok bahan baku industri dan dapat digunakan untuk berbagai keperluan yaitu untuk bahan bangunan non-konstruksi, produk biokomposit (kayu lapis, papan partikel, papan semen), papan, peti pembungkus, cetakan beton, mainan anak-anak, alas sepatu, korek api, konstruksi darurat yang ringan, cocok untuk pulp (Pratiwi 2003) Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kualitas papan partikel yang dibuat dari batang bawah, batang atas dan cabang kayu jabon (Anthocephalus cadamba Miq)

16 2 1.2 Tujuan Penelitian a. Mengetahui kualitas papan partikel batang bawah, batang atas dan cabang. b. Mengetahui nilai keterbasahan kayu yang berasal dari batang bawah, batang atas dan cabang serta hubungannya terhadap internal bond papan partikel. 1.3 Hipotesis a. Nilai keterbasahan kayu yang tinggi akan menghasilkan internal bond papan partikel yang tinggi. b. Pemberian kadar perekat yang lebih tinggi akan menghasilkan kualitas papan partikel yang lebih baik. 1.4 Manfaat Penelitian a. Memberikan informasi kualitas papan partikel yang dibuat dari batang bawah, batang atas, dan cabang. b. Memberikan informasi nilai keterbasahan kayu batang bawah, batang atas dan cabang dan hubungannya dengan internal bond papan partikel.

17 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) merupakan jenis kayu daun lebar yang pertumbuhannya sangat cepat, termasuk kedalam famili Rubiaceae. Tinggi pohon dapat mencapai 45 m dengan panjang batang bebas cabang 30 m, diameter mencapai 160 cm, batang lurus dan silindris, bertajuk tinggi dengan cabang mendatar, berbanir sampai ketinggian 1,50 m, kulit berwarna kelabu sampai coklat, sedikit beralur dangkal. Pertumbuhan riap sampai tanaman berumur 6-8 tahun adalah 7 cm/tahun dan akan menurun menjadi 3 cm/tahun sampai tanaman berumur 20 tahun. Tanaman jabon tumbuh di tanah aluvial lembab di pinggir sungai, daerah peralihan antara tanah rawa, tanah kering, di tanah liat, tanah lempung podsolik coklat, tanah tuf halus, atau tanah berbatu yang tidak sarang. Jabon memerlukan iklim basah sampai kemarau dengan tipe curah hujan A-D, mulai dari dataran rendah sampai dengan ketinggian 1000 mdpl. Kayu jabon memiliki warna kayu teras berwarna putih, kayu gubal tidak dapat dibedakan dari kayu teras, tekstur agak halus sampai agak kasar, arah serat lurus, kesan raba permukaan kayu licin atau agak licin. Struktur pori bergabung dua sampai tiga dalam arah radial, jarang, soliter, diameter µ, frekuensi 2-5/mm², Parenkim agak jarang seringkali 2-3 garis bersambungan dalam arah tangensial diantara jari-jari, dan bersinggungan dengan pori, jari-jari uniseriet, tinggi 580µ, lebar 44µ, frekuensi 2-3/mm, serat, panjang 1979µ, diameter 54µ, tebal dinding 3,2µ, dan diameter 47,6µ. Kayu jabon memiliki berat jenis 0,42(0,29-0,56) dan termasuk kelas kuat III- IV, penyusutan sampai KA 12% adalah 3,0% (R) dan 6,9% (T), serta keawetan dimasukan kedalam kelas awet V. Komposisi kimia kayu jabon yaitu kadar selulosa 52,4%, lignin 25,4%, pentosan 16.2%, abu 0.8%, silika 0,1%, kelarutan, alkohol-benzena 4.7%, air dingin 1.6%, air panas 3,1%, NaOH1 8,4%, nilai kalor call/g. Kerapatan kayu g/cm³ pada kadar air 15%, penyusutan radial 0,8% dan penyusutan tangensial 2,1%. Keteguhan lentur (Modulus of Elasticity) berkisar 7,700-9,300 N/mm2 (Martawijaya et al. 1989).

18 4 2.2 Papan Partikel Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panil kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, yang diikat menggunakan perekat sintesis atau bahan pengikat lain dan dikempa panas (Maloney 1993). Sifat bahan baku kayu sangat berpengaruh terhadap sifat papan partikelnya. Sifat kayu tersebut antara lain jenis dan kerapatan kayu, penggunaan kulit kayu, bentuk dan ukuran bahan baku, penggunaan kulit kayu, tipe, ukuran dan geometri partikel kayu, kadar air kayu, dan kandungan ekstraktifnya (Bowyer et al. 2003). Papan partikel mempunyai beberapa kelebihan dibanding kayu asalnya yaitu papan partikel bebas dari mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam dan mudah dikerjakan, mempunyai sifat isotropis, sifat dan kualitasnya dapat diatur. Kelemahan papan partikel adalah stabilitas dimensinya yang rendah. Spesifikasi sifat-sifat fisis dan mekanis menurut standar JIS A 5908 (2003) untuk papan partikel disajukan pada Tabel 1. Tabel 1. Sifat fisis mekanis papan partikel menurut standar JIS A 5908 (2003) NO Parameter sifat fisis dan Mekanis Standar Kerapatan (g/cm 3 ) Kadar air (%) Daya serap air (%) Pengembangan tebal (%) MOR (kg/cm 2 ) MOE (kg/cm 2 ) Internal Bond (kg/cm 2 ) Kuat pegang sekrup (kg) 0,4 0, maks 12 min 82 min min 1,5 min 31

19 5 2.3 Urea Formaldehida Perekat adalah suatu subtansi yang memiliki kemampuan untuk mempersatukan bahan sejenis atau tidak sejenis malalui ikatan permukaannya. Faktor yang mempengaruhi keberhasilan perekatan antara lain penetrasi perekat ke dalam kayu, tingkat kekasaran permukaan, serta komposisi multi polimer dan keragaman jenis bahan yang direkatkan (Frihart 2005). Urea formaldehida (UF) adalah perekat sintetis yang merupakan hasil kondensasi dari urea dan formaldehida dengan perbandingan molar 1: (1,2-2). Pada umumnya resin yang digunakan dalam pembuatan papan partikel memiliki perbandingan molar 1,4-1,6 :1. Perekat urea formaldehida termasuk resin yang memilki kandungan amino tertinggi dan umumnya digunakan untuk kayu lapis dan papan partikel (interior). Maloney (1993) mengungkapkan bahwa perekat urea formaldehida sudah dapat mengeras pada waktu kempa ± 10 menit dengan suhu kempa (115 C-127 C). Secara normal kandungan perekat urea formaldehida untuk papan partikel bervariasi dari 6-10% berdasarkan berat perekat padat dan umumnya perekat ditambahkan 10% dari berat kering oven partikel dalam pembuatan papan partikel (Bowyer et al. 2003). Perekat urea formaldehida memiliki kelebihan dan kelemahan, untuk kelebihannya yaitu harganya murah, tidak muda terbakar, tingkat kematangan cepat dan berwarna terang sedangkan kelemahannya ikatannya tidak tahan terhadap air dan menimbulkan emisi formaldehida (Rowell 2005). Tabel 2 Karakteristik perekat urea formaldehida NO Test Specification 1 Viscosity (poise/25 C 2,0-3,0 2 ph (ph meter/25 C) 8,00-9,00 3 Cure time (second/100 C) Resin Content (%/105 C) 65,00-67,00 5 Specific Gravity (25 C) 1,268-1,280 6 Water Solubility (x/25 C) More than 2 7 Free Formaldehyde Less than 0,8 8 Appearance Milky white Sumber: PT. Pamolite Adhesive Industry (2009)

20 6 2.4 Keterbasahan (Wettability) Keterbasahan merupakan kondisi suatu permukaan yang menentukan sejauh mana cairan akan ditarik oleh permukaan tersebut, keterbasahan dipengaruhi oleh absorpsi, penetrasi, dan penyebaran perekat (Marra 1992). Ikatan antara perekat dan permukaaan sirekat dimungkinkan terjadi karena perekat lebih dulu membasahi permukaan, dengan kata lain perekat harus diaplikasikan dalam bentuk cairan. Ukuran keterbasahan suatu permukaan adalah sudut yang terbentuk antara cairan yang jatuh pada permukaaan yang datar dan halus. Pembasahan yang baik terjadi ketika sudut kontak antara perekat dan substrat lebih kecil dari 90º. Pembasahan yang sempurna terjadi ketika ikatan molekuler antara cairan dan padatan lebih besar dibandingkan ikatan molekuler dalam cairan. Berhasil atau tidaknya cairan membasahi suatu padatan tergantung pada tegangan permukaan kedua substan, misalnya polimer dan substrat (Wellons 1983). Faktor- faktor yang mempengaruhi keterbasahan yaitu kayu (kerapatan, ekstraktif, porositas dan kebersihan permukaan), perekat (suhu, kekentalan, dan tegangan permukaan), serta kondisi-kondisi pengerjaan mesin (Surdiding et al. 2007). Kayu-kayu yang berkerapatan rendah (porositasnya tinggi) menjadi lebih baik untuk dibasahi, sedangkan kandungan zat ekstraktif pada kayu dalam jumlah berlebihan atau ekstraktif non polar seperti terpena dan asam lemak mempunyai pengaruh yang kurang baik. Selain itu, keterbasahan juga dipengaruhi oleh kebersihan permukaan kayu dan kondisi-kondisi pengerjaan dengan mesin. Sebagai contoh, pisau yang tidak tajam menyebabkan permukaan kayu menjadi terlalu panas atau terjadi compaction (Sucipto 2009). Peningkatan energi permukaan yang dipengaruhi kadar air, terjadi karena pengembangan struktur kayu yang melepaskan gugus hidroksi polar akan mengembangkan cairan dan polimer perekat. Perekat cair dapat menyebabkan pengembangan kayu secara substansial. Dengan demikian, beberapa perekat kayu mempunyai kapasita untuk mengkonversi permukaan kayu yang energinya rendah menjadi energi permukaan yang jauh lebih tinggi (Wellons 1983). Perekat cair dengan ph rendah seperti urea formaldehida mempunyai kesulitan dalam pembasahan dan menempel pada permukaan (Surdiding et al. 2007).

21 7 Keterbasahan memiliki peranan penting terhadap keteguhan rekat, artinya nilai keterbasahan yang tinggi cenderung menghasilkan keteguhan rekat relatif baik. Keterbasahan dapat diukur dengan menggunakan dua metode, yaitu Metode Sudut Kontak dan Metode Tinggi Absorpsi Air Terkoreksi (TAAT) atau Corrected Water Absorption Height (CWAH) yang digunakan untuk papan partikel. Pada hasil pengukuran TAAT tidak mencerminkan kualitas kayu yang akan direkat karena pada metode TAAT kayu dihaluskan sehingga bagian permukaan dan bagian yang bukan permukaan tidak dapat dibedakan (Surdiding et al. 2007). 2.5 Keterekatan (Gluability) Keterekatan adalah suatu istilah yang digunakan untuk menggambarkan kemampuan kayu untuk melekat dengan menggunakan perekat. Tipe ekstraktif tertentu yang terkandung dalam kayu dari beberapa jenis mungkin melemahkan kekuatan ikatan dari perekat. Keterekatan merupakan karakteristik yang penting ketika megaplikasikan perekat pada suatu jenis kayu. Banyak kayu mempunyai kandungan lilin alami atau minyak yang cenderung untuk menolak jenis perekat tertentu, terutama perekat berpelarut air. 2.6 Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond) Keteguhan rekat internal merupakan parameter terbaik dari kualitas papan partikel yang dihasilkan. Hal ini ditunjukkan dari kekuatan ikatan antar partikel. Pengujian keteguhan rekat internal memiliki peranan yang penting dalam pengendalian kualitas karena dapat mengidentifikasi pencampuran, pembentukan, maupun proses pengempaan yang baik (Bowyer et al. 2003). Keteguhan rekat internal akan semakin sempurna dengan bertambahnya jumlah perekat yang digunakan dalam proses pembuatan papan partikel (Haygreen dan Bowyer 1996).

22 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) yang berumur 2,5 tahun dan berdiameter 25 cm diperoleh dari Bapak Irdika Mansyur yang terletak di Desa Cibanteng. Sedangkan Perekat yang digunakan adalah perekat urea formaldehida yang diperolah dari PT. Pamolite Adhesive Industry. Partikel berasal dari batang bawah, batang atas dan cabang. Batang bawah yaitu bagian pangkal sampai batang bebas cabang, batang atas yaitu batang bebas cabang sampai bagian ujung batang dan cabang yaitu bagian kayu yang menempel pada batang atas. Partikel yang digunakan lolos 20 mesh, kebutuhan partikel yang digunakan 18,2 kg dan perekat sebanyak 1,6 kg. Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi circular saw, disk flaker, willey mill, oven, desikator, ayakan, karung, timbangan elektrik, rotary blender, spray gun, kempa panas, gelas ukur, gelas plastik, pipa gelas berdiameter 0,46±0,02 cm dan tinggi 60 cm, kapas, pencetak papan, plat alumunium, kaliper, micrometer, cutter, kantong plastik, ember plastik dan Universal Testing Machine. 3.2 Rancangan Percobaan dan Analisis Data Penelitian ini menggunakan analisis faktorial dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL). Faktor yang diteliti meliputi faktor A adalah posisi kayu dalam pohon yaitu: batang bawah (a 1 ), batang atas (a 2 ) dan cabang (a 3 ). Faktor B adalah kadar perekat yaitu 3% (b 1 ), 4% (b 2 ) dan 5% (b 3 ). Masing-masing taraf dilakukan sebanyak tiga ulangan, sehingga jumlah papan yang dibuat adalah 27 papan. Model statistik linier dari rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut: Y ijk = µ + A i + B j + (AB) ij + ijkl Keterangan: Yijk = Nilai respon pada taraf ke-i faktor posisi kayu dalam pohon, taraf ke-j faktor kadar perekat pada taraf ke-i µ = Nilai rata-rata pengamatan

23 9 Ai = Pengaruh faktor posisi kayu dalam pohon pada taraf ke-i Bj = Pengaruh faktor kadar perekat pada taraf ke-j (AB)ij = Pengaruh interaksi faktor posisi kayu dalam pohon pada taraf ke-i dan faktor kadar perekat pada taraf ke-j εijk = Kesalahan percobaan pada faktor posisi kayu dalam pohon pada taraf kei, faktor kadar perekat pada taraf ke-j i = Posisi kayu dalam pohon yaitu batang bawah (a 1 ), batang atas (a 2 ), dan cabang (a 3 ) j = Kadar perekat 3%, 4% dan 5% k = Ulangan 1,2 dan 3 Selanjutnya dilakukan analisis keragaman dengan menggunakan uji F pada tabel ANOVA untuk tingkat kepercayaan 95% agar diketahui pengaruh perlakuan yang diberikan, kemudian dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT). 3.3 Pembuatan Contoh Uji Persiapan Partikel Bahan baku yang digunakan berupa kayu jabon yang berasal dari batang bawah, batang atas dan cabang. Untuk batang bawah dan batang atas dipotong menjadi ukuran 5 cm x 5 cm x 3 cm, kemudian dimasukkan kedalam mesin disk flaker hingga berbentuk flakes dengan ukuran 5 cm x 2 cm x 0,5 cm, sedangkan cabang dicacah menggunakan golok dengan ukuran 1-3 cm x 1-2 cm x 0,2-0,6 cm. Selanjutnya digiling dengan menggunakan mesin willey mill sehingga menjadi partikel dengan ukuran lolos 20 mesh. Kemudian partikel dikeringkan di dalam oven dengan suhu 60-80ºC hingga mencapai kadar air 5% selama 3 hari.

24 Pengujian Keterbasahan (Wettability) Pengujian keterbasahan menggunakan partikel yang berukuran 60 mesh dengan kadar air 5%. Pengujian keterbasahan dilakukan dengan metode Tinggi Absorpsi Air Terkoreksi (Corrected Water Absorption Height) pada partikel. Menurut Surdiding (1983), prosedurnya adalah sebagai berikut: 1. Alat uji untuk keterbasahan dibersihkan dan dikeringkan. 2. Pipa gelas berdiameter 0.46±0.02 cm dan tinggi 60 cm ditimbang dengan timbangan ketelitian 0.01 g. 3. Salah satu ujung pipa gelas ditutup dengan kapas. 4. Pipa gelas diisi dengan partikel sampai ketinggian ±50 cm. pengisian partikel dilakukan dalam tiga tahap, setiap pengisian harus diketuk dengan ketukan yang sama. 5. Pipa gelas yang telah diisi partikel kemudian ditimbang, dan ditegakkan dengan ujung bawah direndam air ½ inch (±1.25cm) 6. Pipa gelas tersebut dibiarkan selama 48 jam, kemudian diukur tinggi absorpsi air. Tinggi absorpsi air terkoreksi dapat dihitung dengan menggunakan rumus: CWAH = h 1 b = h 1 d² π h 2 4 w s Keterangan: CWAH = Corrected Water Absorption Height (mm) h 1 b h 2 w d = Tinggi penyerapan air (mm) = Faktor koreksi (bulk factor) = Tinggi partikel (cm) = Berat kering oven partikel (g) = Diameter dalam pipa gelas (cm) π = 3,1415 s = Volume jenis air (cm 3 /g)

25 Pencampuran Bahan Partikel dan perekat ditimbang sesuai dengan kebutuhan yang digunakan kemudian partikel dimasukan ke dalam rotary blender sedangkan perekat urea formaldehida dimasukan ke dalam spray gun. Saat rotary blender berputar perekat urea formaldehida disemprotkan dengan menggunakan spray gun dengan kadar perekat 3%, 4%, 5% sampai perekat dan partikel tercampur merata Pembuatan Lembaran Setelah perekat dan partikel tercampur merata, masukkan adonan ke dalam pencetak lembaran yang berukuran (30 x 30 x 10) cm kemudian dipadatkan disemua sisinya. Pada bagian bawah dan bagian atas cetakan dilapisi dengan plat alumunium dan kertas teflon. Usahakan pendistribusian adonan pada alat pencetak tersebar merata sehingga menghasilkan papan yang memiliki kerapatan yang seragam dan sesuai dengan target kerpatan 0,7 g/cm Pengempaan Sebelum pengempaan dilakukan pada bagian dua sisi kiri dan kanan diletakkan batang besi dengan ketebalan 1 cm. Kemudian di kempa dengan menggunakan mesin kempa panas (hot pressing) dengan waktu pengempaan kurang lebih 10 menit, suhu kempa 110 o C dan tekanan kempa 25 kgf/cm 2. Setelah pengempaan selesai biarkan selama 30 menit agar lembaran panil mengeras Pengkondisian Pengkondisian dilakukan selama 14 hari pada suhu kamar supaya kadar air lembaran papan partikel yang dibuat seragam dan melepaskan tegangan pada papan setelah pengempaan sekaligus memungkinkan proses perekatan lebih sempurna.

26 Pemotongan Contoh Uji Papan partikel yang telah dilakukan pengkondisian kemudian dipotong sesuai pola yang mengacu pada standar JIS 5908 : 2003 sesuai dengan Gambar 1. b a c d 30 cm e 30 cm Gambar 1 Pola pemotongan contoh uji Keterangan: a = contoh uji MOE dan MOR, berukuran 5 cm x 20 cm. b = contoh uji kerapatan dan kadar air, berukuran 10 cm x 10 cm. c = contoh uji daya serap air dan pengembangan tebal, berukuran 5 cm x 5 cm. d = contoh uji keteguhan rekat internal, berukuran 5 cm x 5 cm. e = contoh uji kuat pegang sekrup, berukuran 5 cm x 10 cm. 3.4 Pengujian Papan Partikel Pengujian Sifat Fisis a) Kerapatan Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm yang sudah dalam keadaan kering udara ditimbang. Kemudian pengukuran dimensi dilakukan meliputi panjang, lebar, dan tebal untuk mengetahui volume contoh uji. Kerapatan papan dihitung menggunakan rumus: Keterangan : ρ = Kerapatan (g/cm³) ρ = M V M = Berat kering udara contoh uji (g) V = Volume kering udara contoh uji (cm³)

27 13 b) Kadar Air Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 1 cm ditimbang berat kering udara (BKU), kemudian oven pada suhu 103±2 C selama 24 jam, setelah dioven contoh uji dimasukan ke dalam desikator selama 10 menit, kemudian dikeluarkan untuk ditimbang. Selanjutnya dimasukan kembali ke dalam oven selama ± 3 jam, dan dimasukan kedalam desikator, dikeluarkan dan ditimbang. Demikian selanjutnya hingga mencapai berat konstan yaitu berat kering oven (BKO). Nilai kadar air dihitung menggunakan rumus: Keterangan: KA = Kadar Air (%) BKU = Berat kering udara (g) BKO = Berat kering oven (g) c) Daya Serap Air (Water Absorption) KA = BKU BKO x 100% BKO Contoh uji 5 cm x 5 cm x 1 cm pada kondisi kering udara ditimbang beratnya (B0). Kemudian direndam dalam air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Selanjutnya contoh uji diangkat dan ditiriskan sampai tidak ada lagi air yang menetes, kemudian timbang kembali beratnya (B1). Nilai daya serap air dihitung menggunakan rumus: WA = B1 B0 x 100% B0 Keterangan : WA = Pengembangan tebal (%) B0 = Berat awal (g) B1= Berat setelah perendaman (g) d) Pengembangan Tebal (Thickness Swelling) Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm pada kondisi kering udara diukur tebal keempat sisi kemudian dirata-ratakan (T1). Selanjutnya contoh uji direndam dengan air dingin selama 2 jam dan 24 jam. Setelah direndam dilakukan kembali pengukuran tebal keempat sisi contoh uji kemudian dirata-ratakan (T2).

28 14 Pengembangan tebal dihitung dengan menggunakan rumus : TS = T2 T1 x 100% T1 Keterangan : TS = Pengembangan tebal (%) T1 = Tebal awal (cm) T2 = Tebal setelah perendaman (cm) Pengujian Sifat Mekanis a) Keteguhan Lentur (MOE) Contoh uji berukuran 5 cm x 20 cm x 1 cm pada kondisi kering udara diukur dimensi lebar (b) dan tebal (h). Kemudian contoh uji dibentangkan pada mesin Universal Testing Machine (UTM) dengan jarak sangga 15 cm (L). Selanjutnya beban diberikan ditengah-tengah jarak sangga. Pembebanan dilakukan sampai batas titik elastis contoh uji (Gambar 2). Besarnya nilai MOE dihitung menggunakan rumus: MOE = ΔPL³ 4ΔYbh³ Keterangan : MOE = Modulus of Elasticity (kgf/cm 2 ) ΔP L ΔY b h = Selisih beban (kgf) = Jarak sangga (cm) = Perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) = Lebar contoh uji (cm) = Tebal contoh uji (cm)

29 15 P b h 1/2 L 1/2 L b) Keteguhan Patah (MOR) L = 15 cm Gambar 2 Pengujian MOE dan MOR Pengujian modulus patah dilakukan bersamaan dengan pengujian modulus lentur dengan memakai contoh uji yang sama namun pada pengujian ini pembebanan dilakukan sampai contoh uji tersebut patah (Gambar 2). Besarnya nilai MOR dihitung dengan rumus: MOR = 3PL 2bh² Keterangan : MOR = Modulus of Rupture (kgf/cm 2 ) P L b h = Berat maksimum (kgf) = Panjang bentang (cm) = Lebar contoh uji (cm) = Tebal contoh uji (cm) c) Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond) Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm x 1 cm pada kondisi kering udara diukur panjang dan lebarnya untuk menghitung luas permukaan (A). selanjutnya contoh uji direkatkan diantara dua buah blok kayu yang berukuran 5 cm x 5 cm dengan perekat epoxy dan biarkan mengering selama 24 jam agar proses perekatannya sempurna (Gambar 3). Kemudian contoh uji diletakkan pada mesin

30 16 uji Kemudian blok kayu ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai diketahui nilai beban maksimum. Nilai keteguhan rekat internal dihitung dengan menggunakan rumus : IB = P A Keterangan: IB = Internal bond (kg/cm²), satuan kg/cm² dikonversi ke N/mm² dengan faktor konversi 0,098 P = Beban maksimum (kg) A = Luas penampang (cm²) Blok kayu Contoh uji Blok kayu Gambar 3. Pengujian Internal Bond d) Kuat pegang sekrup (Screw Holding Power) Sekrup yang digunakan berdiameter 3,1 mm, panjang 13 mm dimasukkan kedalam contoh uji hingga mencapai kedalaman 8 mm. Proses pengujian dilakukan dengan cara contoh uji diapit pada sisi kanan dan kiri. Kemudian sekrup ditarik keatas hingga beban maksimum sampai sekrup tercabut. Besarnya beban maksimum yang tercapai dalam satuan kilogram.

31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Kerapatan Nilai rata-rata kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 0,56 g/cm³ sampai 0,66 g/cm³. Nilai kerapatan papan partikel tertinggi terdapat pada papan partikel cabang dengan kadar perekat 3% dan 4% sebesar 0,66 g/cm³, sedangkan nilai kerapatan terendah terdapat pada papan partikel batang atas dengan kadar perekat 4% sebesar 0,56 g/cm³. Secara keseluruhan nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A yang mensyaratkan bahwa kerapatan papan partikel berkisar 0,4 g/cm³ sampai 0.9 g/cm³. Nilai rata-rata hasil pengujian kerapatan papan partikel dapat dilihat pada Gambar 4. Kerapatan (g/cm³) 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0,62 0,64 0,58 0,59 0,60 0,56 0,66 0,66 0,64 B. Bawah (A1) B. Atas (A2) Cabang (A3) Posisi kayu dalam pohon Gambar 4 Histogram kerapatan papan partikel JIS A g/cm³ Kadar Perekat 3% Kadar Perekat 4% Kadar Perekat 5% Gambar 4 menunjukkan bahwa nilai kerapatan papan partikel yang dihasilkan lebih rendah dari target yang diinginkan yaitu 0,7 g/cm³. Hal ini diduga karena tidak merata penyebaran partikel pada saat proses penaburan partikel kayu

32 18 dalam cetakan dan pada saat pengempaan, terjadi pergerakan partikel ke arah samping sebagai akibat plat penahan partikel yang digunakan hanya terdapat pada dua sisi saja sedangkan dua sisi lainya tidak diberi plat besi untuk menahan penyebaran partikel kayu sehingga papan partikel yang dihasilkan memiliki luasan yang lebih besar dan kerapatanya menjadi lebih rendah. Menurut Sutigno (1994) menyatakan bahwa jumlah dan keadaan bahan pada hamparan bersama-sama dengan teknik pengempaan mempengaruhi kerapatan papan partikel. Gambar 4 menunjukan bahwa kerapatan papan partikel cabang memiliki nilai kerapatan tertinggi bila dibandingkan dengan kerapatan papan partikel batang bawah dan batang atas. Hal ini diduga karena berat jenis cabang lebih rendah dari batang atas dan batang bawah sehingga pada saat pembuatan papan partikel akan menghasilkan kerapatan papan yang lebih tinggi. Brown (1952) menyatakan bahwa berat jenis kayu pada umumnya semakin menurun dari pangkal batang, pucuk dan cabang. Haygreen dan Bowyer (2003) menyatakan bahwa nilai kerapatan papan partikel sangat dipengaruhi oleh bahan baku yang digunakan dimana semakin rendah kerapatan bahan baku yang digunakan maka kerapatan papan yang dihasilkan akan semakin tinggi. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam yang telah dilakukan diketahui bahwa posisi kayu dan interaksi keduanya berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan partikel yang dihasilkan, sedangkan untuk kadar perekat tidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan partikel. Hasil analisis sidik ragam kerapatan dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 Analisis sidik ragam kerapatan papan partikel Sumber DB Jumlah Kuadrat F-Hitung Pr > F Keragaman Kuadrat Tengah Posisi kayu <.0001ⁿ Kadar perekat ⁿ Posisi kayu *kadar ⁿ perekat Keterangan : * = interaksi, n = nyata, tn = tidak nyata Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa posisi kayu dan interaksi keduanya memberikan nilai kerapatan terbaik terhadap papan partikel yang dihasilkan yaitu papan partikel cabang dengan kadar perekat 3% dan papan

33 19 partikel cabang dengan kadar perekat 4% dengan kerapatan yang sama sebesar 0,66%. Dengan demikian papan partikel cabang dengan kadar perekat 3% lebih optimal terhadap kerapatan papan partikel yang dihasilkan karena menghasilkan kerapatan yang lebih tinggi sebesar 0,66% serta secara ekonomis lebih efisien dalam penggunaan perekat pembuatan papan partikel Kadar Air Nilai rata-rata kadar air papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 9,55% sampai 10,09%. Nilai kadar air tertinggi terdapat pada papan partikel batang bawah dengan kadar perekat 5% sebesar 10,09%, sedangkan nilai kadar air terendah terdapat pada papan partikel batang atas dengan kadar perekat 4% sebesar 9,55%. Secara keseluruhan nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A yang mensyaratkan nilai kadar air papan partikel berkisar antara 5% sampai 13%. Nilai rata-rata hasil pengujian kadar air papan partikel dapat dilihat pada Gambar 5. 14,00 Kadar Air (%) 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 9,82 9,76 9,89 9,78 10,09 9,85 9,95 9,55 9,60 B. Bawah (A1) B. Atas (A2) Cabang (A3) Posisi kayu dalam pohon JIS A % Kadar Perekat 3% Kadar Perekat 4% Kadar Perekat5% Gambar 5 Histogram kadar air papan partikel Gambar 5 menunjukkan bahwa nilai kadar air papan partikel yang dihasilkan cukup tinggi, hal ini diduga disebabkan oleh kayu yang bersifat higroskopis yang berarti kayu dapat menyerap dan melepaskan air, sehingga kadar

34 20 air dapat berubah sewaktu-waktu sesuai dengan kondisi lingkungannya. Widarmana (1977) menyatakan bahwa kadar air papan komposit sangat tergantung pada kondisi udara disekitarnya, karena bahan baku papan komposit adalah bahan-bahan yang mengandung lignoselulosa yang bersifat higroskopis. Penggunaan perekat cair dapat meningkatkan kadar air papan partikel. Menurut Haygreen dan Bowyer (2003), apabila pada pembuatan papan partikel menggunakan perekat cair maka kadar air papan akan bertambah 4-6%. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam yang telah dilakukan diketahui bahwa posisi kayu dan interaksi keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air papan partikel namun kadar perekat berpengaruh nyata terhadap papan partikel yang dihasilkan. Hasil analisis sidik ragam kadar air dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4 Analisis sidik ragam kadar air papan partikel Sumber Keragaman DB Jumlah Kuadrat F Value Pr > F Kuadrat Tengah Posisi kayu ⁿ Kadar perekat ⁿ Posisi kayu*kadar ⁿ perekat Keterangan : * = interaksi, n = nyata, tn = tidak nyata Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa kadar perekat 4% berbeda nyata dengan kadar perekat 5% dan kadar perekat 3%, sedangkan kadar perekat 5% dengan 3% tidak berbeda nyata terhadap kadar air papan partikel. Dengan demikian kadar perekat 3% merupakan kadar perekat yang optimal untuk merespon kadar air papan partikel. Karena secara ekonomis lebih mengefisienkan penggunaan perekat dalam pembuatan papan partikel Daya Serap Air Daya serap air merupakan kemampuan papan partikel dalam menyerap air dimana dalam penelitian ini perendaman dilakukan selama 2 jam dan 24 jam. Nilai rata-rata daya serap air papan partikel setelah perendaman 2 jam berkisar antara 79,69% sampai 163,50%. Nilai daya serap air tertinggi setelah perendaman 2 jam terdapat pada papan partikel batang atas dengan kadar perekat 4% sebesar 163,50% dan nilai daya serap air terendah terdapat pada papan partikel cabang

35 21 dengan kadar perekat 5% sebesar 79,69%. Nilai rata-rata hasil pengujian daya serap air papan partikel perendaman 2 jam dapat dilihat pada Gambar 6. D SA 2 jam (%) 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 132,91 133,34 108,48 87,12 163,50 Kadar Perekat 5% 99,44 86,07 87,12 79,69 B. Bawah (A1) B. Atas (A2) Cabang (A3) Kadar Perekat 3% Kadar Perekat 4% Posisi kayu dalam pohon Gambar 6 Histogram daya serap air perendaman 2 jam Nilai rata-rata daya serap air setelah perendaman 24 jam berkisar antara 110,14% sampai 210,05%. Nilai daya serap air tertinggi setelah perendaman 24 jam terdapat pada papan partikel batang atas dengan kadar perekat 4% sebesar 210,05% dan nilai daya serap air terendah terdapat pada papan partikel cabang dengan kadar perekat 5% sebesar 110,14%. Nilai rata-rata hasil pengujian daya serap air papan partikel perendaman 24 jam dapat dilihat pada Gambar 7. DSA 24 jam (%) 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 210,05 177,03 174,87 146,57 121,41 135,80 118,64 117,30 110,14 Kadar Perekat 3% Kadar Perekat 4% Kadar Perekat 5% 0,00 B. Bawah (A1) B. Atas (A2) Cabang (A3) Posisi kayu dalam pohon Gambar 7 Histogram daya serap air perendaman 24 jam

36 22 Gambar 6 dan Gambar 7 menunjukkan bahwa tingginya nilai rata-rata daya serap air papan partikel yang dihasilkan baik perendaman 2 jam maupun 24 jam terutama pada papan partikel batang atas yang memiliki nilai daya serap air yang lebih tinggi bila dibandingkan papan partikel batang bawah dan papan partikel cabang. Hal ini diduga karena kayu jabon mempunyai berat jenis yang rendah, dimana rongga selnya besar sehingga mudah menyerap air dalam kapasitas besar. Penggunaan perekat urea formaldehida mempengaruhi tingginya daya serap air papan partikel dimana ikatan yang dihasilkan tersebut tidak tahan air sehingga air mudah sekali merusak ikatan-ikatan antar perekat dan partikel (Djalal 1984). Pada pembuatan papan partikel tidak ditambahan bahan aditif sebagai penahan air sehingga menyebabkan nilai daya serap air papan partikel menjadi tinggi. Menurut Haygreen dan Bowyer (2003) ada beberapa bahan aditif yang dapat ditambahkan pada papan komposit dan paling banyak digunakan adalah wax sehingga akan meningkatkan resistensi ketahanan terhadap air. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam yang telah dilakukan diketahui bahwa posisi kayu, kadar perekat dan interaksi keduanya berpengaruh nyata terhadap daya serap air pada perendaman 2 jam dan 24 jam. Hasil analisis sidik ragam daya serap air dapat dilihat pada Tabel 5 dan Tabel 6. Tabel 5 Analisis sidik ragam daya serap air 2 jam Sumber DB Jumlah Kuadrat F-Hitung Pr > F Keragaman Kuadrat Tengah Posisi kayu <.0001ⁿ Kadar perekat <.0001ⁿ Posisi kayu <.0001ⁿ *kadar perekat Keterangan : * = interaksi, n = nyata, tn = tidak nyata Tabel 6 Analisis sidik ragam daya serap air 24 jam Sumber DB Jumlah Kuadrat F-Hitung Pr > F Keragaman Kuadrat Tengah Posisi kayu <.0001 ⁿ Kadar perekat <.0001 ⁿ Posisi kayu *kadar perekat <.0001 ⁿ Keterangan : * = interaksi, n = nyata, tn = tidak nyata

37 23 Pada daya serap air 2 jam hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa posisi kayu, kadar perekat dan interaksi keduanya memberikan pengaruh terbaik terhadap papan partikel dengan daya serap 2 jam yaitu cabang dengan kadar perekat 3% dengan nilai daya serap air sebesar 86,07% hal ini karena nilai ratarata daya serap air yang dihasilkan lebih rendah bila dibandingkan dengan kombinasi lainnya dan lebih efisien penggunaan perekat, Pada daya serap air 24 jam hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa posisi kayu, kadar perekat dan interaksi keduanya memberikan pengaruh terbaik terhadap papan partikel dengan daya serap air 24 jam yaitu cabang dengan kadar perekat 3% dengan nilai daya serap air sebesar 117,30% hal ini karena nilai ratarata daya serap air papan partikel yang dihasilkan lebih rendah dari kombinasi lainnya dan lebih efisien penggunaan perekat. Standar JIS A tidak mensyaratkan nilai untuk daya serap air, namun pengujian ini tetap dilakukan untuk mengetahui ketahanan papan komposit yang dihasilkan terhadap air Pengembangan Tebal Pengembangan tebal merupakan perubahan dimensi papan dengan bertambahnya ketebalan dari papan tersebut. pengembangan tebal ini menentukan suatu papan dapat digunakan untuk eksterior atau interior. Pengembangan tebal yang tinggi pada papan partikel tidak dapat digunakan untuk keperluan eksterior karena memiliki stabilitas dimensi produk yang rendah dan sifat mekanisnya akan rendah juga (Massijaya et al 2000 dalam Hasni 2008). Pengujian pengembangan tebal dilakukan dengan merendam papan partikel selama 2 jam dan 24 jam. Nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel setelah perendaman 2 jam berkisar antara 30,87% sampai 69,71%. Nilai tertinggi pengembangan tebal setelah peredaman 2 jam terdapat pada papan partikel batang atas dengan kadar perekat 4% yaitu 69,71% dan nilai terendah terdapat pada papan partikel cabang dengan kadar perekat 5% yaitu 30,87%. Nilai rata-rata pengujian pengembangan tebal perendaman 2 jam papan partikel dapat dilihat pada Gambar 8.

38 24 PT 2 Jam (%) 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 54,95 51,64 69,71 42,91 36,66 35,56 35,25 34,00 30,87 B. Bawah (A1) B. Atas (A2) Cabang (A3) Kadar Perekat 3% Kadar Perekat 4% Kadar Perekat 5% JIS A % Posisi kayu dalam pohon Gambar 8 Hitogram pengembangan tebal perendaman 2 jam Nilai rata-rata pengembangan tebal perendaman 24 jam berkisar antara 38,11% sampai 86,50%. Nilai tertinggi perendaman 24 jam terdapat pada papan partikel batang atas degan kadar perekat 4% yaitu 86,50%, sedangkan nilai terendah terdapat pada papan partikel cabang dengan kadar perekat 5% yaitu 38,11%. Nilai rata-rata pengujian pengembangan tebal perendaman 24 jam papan partikel dapat dilihat pada Gambar 9. PT 24 Jam (%) 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 86,50 68,93 64,02 54,80 46,87 43,95 44,48 43,52 38,11 B. Bawah (A1) B. Atas (A2) Cabang (A3) Posisi kayu dalam pohon Gambar 9 Histogram pengembangan tebal perendaman 24 jam Kadar Perekat 3% Kadar Perekat 4% Kadar Perekat 5% JIS A %

39 25 Gambar 8 dan Gambar 9 menunjukkan bahwa secara keseluruhan nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan melebihi standar JIS A yang mensyaratkan nilai pengembangan tebal papan partikel yaitu maksimal 5%. Tingginya nilai pengembangan tebal papan partikel yang dihasilkan diduga disebabkan tingkat absorpsi air oleh bahan baku yang tinggi dan sifat perekat yang digunakan. Setiawan (2008) menyatakan bahwa pengembangan tebal diduga ada hubungan dengan absorbsi air, karena semakin banyak air yang diabsorbsi dan memasuki struktur partikel maka semakin banyak pula perubahan dimensi yang dihasilkan, hal tersebut dibuktikan dengan besarnya nilai daya serap air yang tinggi. Berdasarkan sifat perekat urea formaldeida yang digunakan menurut Maloney (1993) menyatakan bahwa terdapat kelemahan utama perekat urea formaldehida yaitu terjadinya kerusakan pada ikatannya yang disebabkan oleh air dan kelembapan. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam yang telah dilakukan diketahui bahwa posisi kayu, kadar perekat dan interaksi keduanya berpengaruh nyata terhadap pengembangan tebal selama 2 jam dan 24 jam. Hasil analisi sidik ragam pengembangan tebal dapat dilihat pada Tabel 7 dan Tabel 8. Tabel 7 Analisis sidik ragam pengembangan tebal 2 jam Sumber DB Jumlah Kuadrat F-Hitung Pr > F Keragaman Kuadrat Tengah Posisi kayu <.0001 ⁿ Kadar perekat <.0001ⁿ Posisi kayu <.0001ⁿ *kadar perekat Keterangan : * = interaksi, n = nyata, tn = tidak nyata Tabel 8 Analisis sidik ragam pengembangan tebal 24 jam Sumber DB Jumlah Kuadrat F-Hitung Pr > F Keragaman Kuadrat Tengah Posisi kayu <.0001 ⁿ Kadar perekat <.0001 ⁿ Posisi kayu *kadar perekat <.0001 ⁿ Keterangan : * = interaksi, n = nyata, tn = tidak nyata

40 26 Pada pengembangan tebal 2 jam hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa posisi kayu, kadar perekat dan interaksinya memberikan pengaruh terbaik terhadap terhadap pengembangan tebal 2 jam yaitu cabang dengan kadar perekat 3% dan cabang dengan kadar perekat 5%. Dengan demikian nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel yang optimal terdapat pada cabang dengan kadar perekat 3% sebesar 30,87% karena nilai rata-rata pengembangan tebal terendah bila dibandingkan dengan kombinasi lainnya serta saceara ekonomis mengefisienkan penggunaan perekat. Sedangkan pada pengembangan tebal 24 jam, hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa posisi kayu, kadar perekat dan interaksi keduanya memberikan pengaruh terbaik pada pengembangan tebal 24 jam. Nilai rata-rata pengembangan tebal 24 jam yang terbaik terhadap papan partikel yang dihasilkan yaitu cabang dengan kadar perekat 5% sebesar 38,11%. Kombinasi cabang dengan kadar perekat 5% merupakan kombinasi yang optimal terhadap pengembangan tebal papan partikel karena nilai rata-rata pengembangan tebalnya terendah bila dibandingkan dengan kombinasi yang lainnya. 4.2 Sifat Mekanis Papan Partikel Keteguhan Lentur (Modulus of Elasticity) Modulus of Elasticity (MOE) merupakan ukuran ketahanan papan untuk memperatahankan bentuk yang berhubungan dengan kekakuan papan. Keteguhan lentur juga merupakan salah satu kekuatan mekanis yang sangat penting diketahui pada papan partikel. Keteguhan lentur juga merupakan salah satu kekuatan mekanis yang sangat penting diketahui pada papan partikel. Nilai rata-rata MOE papan pertikal yang dihasilkan berkisar antara 6244,69 kg/cm 2 sampai 15426,47 kg/cm 2. Nilai MOE tertinggi terdapat pada papan partikel cabang dengan kadar perekat 4%, sedangkan nilai MOE terendah terdapat pada papan partikel batang atas dengan kadar perekat 4%. Nilai rata-rata hasil pengujian MOE papan partikel dapat dilihat pada Gambar 10.