Oleh : Febriana Tri Wulandari Prodi Kehutanan Faperta Unram

Transkripsi

1 ISSN No Media Bina Ilmiah 7 DESKRIPSI SIFAT FISIKA DAN MEKANIKA PAPAN PARTIKEL TANGKAI DAUN NIPAH (Nypa fruticans.wurmb) DAN PAPAN PARTIKEL BATANG BENGLE (Zingiber cassumunar.roxb) Oleh : Febriana Tri Wulandari Prodi Kehutanan Faperta Unram Abstrak : Papan partikel adalah produk panil yang dihasilkan dengan memampatkan partikel-partikel kayu dan sekaligus mengikatnya dengan suatu perekat (Haygreen, 1986 dalam Wulandari T.F, 2009). Papan partikel merupakan salah satu produk papan komposit yang ramah lingkungan, karena bahan bakunya berasal dari berbagai limbah. Limbah-limbah yang biasa digunakan sebagai bahan baku papan partikel adalah limbah kehutanan, pertanian, perkebunan dan limbah rumah tangga (kertas dan plastik bekas). Tujuan penulisan makalah ini untuk memberikan gambaran sifat fisika dan mekanika dari kedua jenis papan tersebut dan memberikan rekomendasi bahan baku partikel yang terbaik dari kedua produk papan partikel tersebut berdasarkan nilai sifat fisika dan mekanikanya. Metode yang digunakan dalam penulisan makalah ini adalah metode penelitian deskripsi yaitu menyajikan suatu gambaran terperinci atas suatu situasi khusus (Silalahi,2009). Sumber data diperoleh dari hasil penelitian yang pernah dilakukan oleh peneliti. Berdasarkan hasil deskripsi sifat fisika dan mekanika papan partikel tangkai daun nipah dan papan parttikel batang bengle maka dapat disimpulkan bahwa semua pengujian sifat fisika dan mekanika pada kedua jenis papan tersebut telah memenuhi standar SNI (1996) kecuali pada pengujian pengembangan tebal tidak memenuhi standar. Papan partikel yang terbaik pada kedua jenis papan tersebut adalah papan partikel dari tangkai daun nipah dengan komposisi perekat 15% (A2B3) dengan nilai pengujian kadar air 8,088%, kerapatan 0,725 g/cm3, pengembangan tebal 13,050%, MoR 40,230 kg/cm2 dan MoE 3781,390 kg/cm2. Kata kunci : sifat dan mekanika papan partikel tangkai PENDAHULUAN Papan partikel adalah produk panil yang dihasilkan dengan memampatkan partikel-partikel kayu dan sekaligus mengikatnya dengan suatu perekat (Haygreen, 1986 dalam Wulandari T.F, 2009). Papan partikel merupakan salah satu produk papan komposit yang ramah lingkungan, karena bahan bakunya berasal dari berbagai limbah. Limbah-limbah yang biasa digunakan sebagai bahan baku papan partikel adalah limbah kehutanan, pertanian, perkebunan dan limbah rumah tangga (kertas dan plastik bekas). Papan partikel tangkai daun nipah merupakan salah satu produk papan partikel dari bahan baku yang berasal dari limbah perkebunan dan papan partikel zingiber berasal dari limbah perrtanian. Untuk mengetahui kekuatan kedua jenis papan partikel tersebut maka perlu dilakukan pengujian terhadap kedua jenis produk papan tersebut. Pengujian yang biasa dilakukan untuk melihat kekuatan suatu produk papan partikel adalah dengan melakukan pengujian sifat fisika dan mekanika. Tujuan penulisan makalah ini untuk memberikan gambaran sifat fisika dan mekanika dari kedua jenis papan tersebut dan memberikan rekomendasi bahan baku partikel yang terbaik dari kedua produk papan partikel tersebut berdasarkan nilai sifat fisika dan mekanikanya. METODE PENELITIAN Metode yang digunakan dalam penulisan makalah ini dengan menggunakan metode penelitian deskriptif yaitu menyajikan suatu gambaran terperinci atas suatu situasi khusus (Silalahi,2009). Sumber data diperoleh dari hasil penelitian yang pernah dilakukan oleh peneliti. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Sifat Fisika Sifat fisika adalah sifat yang dipengaruhi oleh kondisi lingkungan disekitarnya. Sifat fisika (kadar air, kerapatan dan pengembangan tebal) pada papan partikel tangkai daun nipah dan papan partikel batang bengle telah memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI 1996). Untuk lebih jelas dapat dilihat pada table 1 dibawah ini. Berdasarkan tabel 1 dapat dilihat bahwa nilai kadar air papan partikel batang bengle (A1) berkisar antara 14, 120 % - 14,530% ; kadar air papan partikel tangkai daun nipah (A2) berkisar antara 8,088% - 10,773%. Nilai kerapatan papan partikel batang bengle (A1) berkisar antara 0,540 g/cm3 0,620 g/cm3 ; nilai kerapatan papan partikel tangkai daun nipah (A2) berkisar antara. Nilai pengembangan tebal papan partikel batang bengleberkisar antara 32,190% - 40,610% ;

2 8 Media Bina Ilmiah ISSN No pengembangan tebal papan partikel tangkai daun nipah berkisar antara 13,050% - 20,260%. Berdasarkan pengujian sifat fisika (kadar air dan kerapatan) pada papan partikel dari batang bengle (A1) dan tangkai daun nipah (A2) pada semua komposisi perekat (B1, B2 dan B3) telah memenuhi standar SNI kecuali pada pengembangan tebal tidak memenuhi standar SNI. Tabel 1. Sifat fisika papan partikel batang bengle dan papan partikel tangkai daun nipah Keterangan : A1 = Papan partikel batang bengle A2 = Papan partikel tangkai daun nipah B1 = Komposisi perekat 10% B2 = Komposisi perekat 12.5% B3 = Komposisi perekat 15% * = Sesuai standar 1. Kadar air Pada pembuatan papan partikel, kadar air memegang peranan penting. Kadar air yang tinggi akan menghambat proses perekatan antara partikel dengan perekat. Penyebab terhambatnya proses perekatan antara perekat dengan partikel karena pori-pori partikel masih banyak terisi oleh air sehingga perekat akan mengalami kesulitan untuk masuk kedalam pori-pori (Wulandari F.T, 1995). Kadar air papan partikel batang bengle yang terendah pada papan partikel A1B3 dan yang tertinggi pada A1B2. Sedangkan pada papan partikel tangkai daun nipah kadar air yang terendah pada A2B3 dan yang tertinggi pada A2B1. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik dibawah ini. Grafik1. Nilai kadar air papan partikel batang nipah Bervariasinya nilai kadar air pada kedua jenis papan partikel tersebut disebabkan perbedaan ukuran partikel. Semakin besar ukuran partikel suatu papan partikel akan semakin tinggi nilai penyerapan airnya.selain ukuran partikel, keseragaman ukuran partikel juga memegang peranan penting, semakin seragam ukuran partikel maka semakin rendah nilai penyerapan airnya. Partikel yang paling ideal dan dikehendaki dalam pembuatan papan partikel adalah yang mempunyai ukuran panjang dan tipis, umumnya panjang mm, tebal 0,2 0,5 mm, dan lebar 1 5 mm(wulandari F.T, 2009). Pada grafik 1 dapat dilihat semakin tinggi komposisi perekat pada kedua jenis papan partikel tersebut semakin rendah nilai kadar airnya. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi komposisi perekat maka semakin tinggi pula kekompakan suatu papan partikel melakukan pengikatan antar partikelnya. Dan semakin rendah kadar air semakin banyak perekat yang dapat masuk kedalam pori-pori partikel (Wulandari, F.T, 2005). Papan partikel tangkai daun nipah (A2) memiliki nilai kadar air lebih rendah dibandingkan papan partikel batang bengle (A1), sehingga papan partikel tangkai daun nipah lebih baik dibandingkan papan partikel batang bengle berdasarkan nilai kadar airnya. Tingginya nilai kadar air disebabkan sifat papan partikel yang bersifat higroskopis karena mengandung lignin dan sellulosa, dimana semua bahan mengandung lignin dan sellulosa sangat mudah menyerap dan melepaskan air (higroskopis) dan selain bahan baku yang berpengaruh terhadap tingginya kadar air papan, penggunaan perekat cair juga dapat meningkatkan kadar air 4% 6% (Haygreen dan Bowyer, 2003). Berdasarkan standar SNI (1996) kadar air kedua jenis papan telah memenuhi standar (maksimum14%). 2. Kerapatan Pengukuran kerapatan papan partikel untuk mengetahui nilai kerapatan suatu papan.semakin tinggi nilai kerapatannya maka semakin tinggi pula kekuatan dari papan partikel tersebut.. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik 2 dibawah ini. Grafik 2. Nilai kerapatan papan partikel batang nipah. 0,800 0,600 0,400 0,200 0,540 0,600 0,620 0,537 0,694 0,725

3 ISSN No Media Bina Ilmiah 9 Berdasarkan grafik 2 diatas dapat dilihat bahwa Grafik 3. Nilaii pengembangan tebal papan partikel nilai kerapatan tertingi terdapat pada papan partikel batang bengle dan papan partikel tangkai A2B3 yaitu 0,725 g/cm3 dan yang terendah pada daun nipah. papan partikel A2B1 yaitu 0,537 g/cm3. Pada grafik dapat dilihat adanya peningkatan kerapatan dengan semakin tingginya komposisi perekat. Hal ini disebabkan karena semakin tinggi komposisi perekat maka semakin tinggi ikatan antar seratnya (Wulandari F.T, 2005) Tingginya nilai kerapatan pada partikel tangkai daun nipah (A2) karena tangkai daun nipah memiliki kemampuan penyerapan perekat yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan karena tangkai daun nipah memiliki pori-pori yang lebih besar daripada batang bengle sehingga memudahkan perekat masuk kedalam pori-pori kayu. Tebal dinding sel juga berpengaruh terhadap nilai kerapatan papan partikel. Pada grafik 3 diatas nilai pengembangan tebal Hal ini sesuai dengan pernyataan Wulandari tertinggi padaa papan partikel A1B1 dan yang T.W (2009) yang menyatakan bahwa semakin tinggi terendah padaa papan partikel A2B3. Pada grafik tebal dinding sel semakin tidak mudah perekat dapat dilihat semakin tinggi komposisi perekat maka menembus dinding sel. Sehingga disarankan untuk nilai pengembangan tebalnya semakin rendah.hal pembuatan papan komposit menggunakan bahan ini disebabkan karena semakin tinggi komposisi baku yang memiliki kerapatan yang ringan sampai perekat maka semakin banyak bahan perekat yang sedang. Untuk memudahkan dalam proses dapat masuk kedalam pori-pori kayu sehingga ikatan perekatan (memudahkan perekat dapat mengikat antar seratnya semakin kuat dan menyebabkan air dengan kompak). tidak mudah untuk masuk kedalamnya (Haygreen Kerataan penyebarann partikel juga sangat dan Bowyer, 2003). berpengaruh terhadap kerapatan yang dihasilkan, Menurut Setiawan (2008) menyatakan bahwa semakin rata maka kerapatan papan yang dihasilkan pengembangann tebal diduga ada hubungan dengan semakin baik (Putra Erwinsyah, 2011).Hal ini absorbsi air, karena semakin banyak air yang didukung pernyataan Sutigno (1994) dalam Putra E diabsorbsi dan memasuki struktur partikel maka (2011), menyatakan bahwa jumlah dan keadaan semakin banyak pula perubahan dimensi yang bahan pada hamparan bersama-sama dengan teknik dihasilkan, hal tersebut dibuktikan dengan besarnya pengempaan mempengaruhi kerapatan papan nilai daya serap air yang tinggi. Berdasarkan sifat partikel.berdasarkan hasil pengujian semua nilai perekat urea formaldeida yang digunakan menurut kerapatan papan partikel batang bengle dan tangkai Maloney (1993) menyatakan bahwa terdapat daun nipah telah memenuhi Standar Nasional kelemahan utama perekat urea formaldehida yaitu Indonesia (SNI 1996) yaitu berkisar antara 0,5 0.9 terjadinya kerusakan pada ikatannya yang g/cm3 disebabkan oleh air dan kelembapan.berdasarkan 3. Pengembangan Tebal standar SNI (1996) semua papan partikel tidak Pengujian pengembangan tebal dilakukan untuk masuk dalam standar. mengetahui perubahan dimensi papan dengan bertambahnya ketebalan dari papan b. Sifat Mekanika tersebut.pengembangan tebal ini menentukan suatu Sifat mekanika adalah kemampuan kayu untuk papan dapat digunakan untuk eksterior atau interior. menahan beban diatasnya (Wulandari F.T, 2005). Pengembangan tebal yang tinggi pada papan partikel Salah pengujian mekanika yang sangat diperlukan tidak dapat digunakan untuk keperluan eksterior dalam pengujian kayu adalah pengujian keteguhan karena memiliki stabilitas dimensi produk yang lengkung (MoE dan MoR). Keteguhan lengkung rendah dan sifat mekanisnya akan rendah juga merupakan salah satu kekuatan mekanis yang sangat (Massijaya et al 2000 dalam Hasni 2008). penting diketahui pada papan partikel. Berdasarkan hasil pengujian sifat Berdasarkan standar SNI (1996) maka nilai pengembangan tebal nilai pengembangan tebal dari MoE dan MoR kedua jenis papan partikel telah kedua papan berkisar antara 13,160% - 40,610%. memenuhi standar SNI kecuali pada papan partikel Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik 3 A1B3. dibawah ini.

4 10 Media Bina Ilmiah ISSN No Tabel 2. Sifat mekanika papan partikel batang nipah Komposisi MoR No. MoE (kg/cm2) Perekat (%) (kg/cm2) 1 A1B * * 2 A1B * * 3 A1B A2B1 35,000* 5,564,430* 5 A2B2 34,830* 3,987,530* 6 A2B3 40,230* 3,781,390* Standar SNI (1996) Min 80 Min Keteguhan lentur (Modulus of Elasticity) Pengujian Modulus of Elasticity (MOE) merupakan ukuran ketahanan papan untuk mempertahankan bentuk yang berhubungan dengan kekakuan papan. Nilai rata-rata MoE berkisar antara.3,781,390 kg/cm kg/cm2.nilai MoE tertinggi pada papan partikel A1B3 dan yang terendah pada papan partikel A2B2.Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik 3 dibawah ini. Grafik 4. Nilai Modulus of Elasticity (MoE) papan partikel batang bengle dan papan partikel tangkai daun nipah , , , , , ,390 Bervariasinya nilai MoE Hal ini diduga disebabkan oleh ukuran partikel yang digunakan dalam pembuatan papan partikel yang bervariasi, sehingga diduga kandungan debu cukup tinggi akibatnya distribusi perekat tidak merata dan lebih banyak menutupi permukaan debu akibatnya ikatan antara partikelnya kurang kompak.haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa selain kerapatan, kadar perekat, geometri partikel merupakan ciri utama yang menentukan sifat MoE yang dihasilkan. Faktor lain yang mempengaruhi rendahnya nilai MOE papan partikel yang dihasilkan masih banyaknya pith yang tidak ikut terbuang. Hesh (1973) diacu dalam Muharam (1995) menyatakan bahwa pith merupakan bahan yang berupa spons yang bersifat tidak memberikan kekuatan oleh karena itu bila dalam pembuatan papan partikel, pith diikutsertakan maka akan menghasilkan kekuatan yang rendah dan memerlukan banyak perekat.berdasarkan standar SNI (1996) semua papan partikel telah memenuhi standar kecuali papan partikel A1B3 2. Keteguhan patah (Modulus of Rupture) Modulus of Rupture atau modulus patah merupakan kemampuan papan untuk menahan beban hingga batas maksimum.nilai rata-rata MOR papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 35,000 kg/cm2 130,360 kg/cm2. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik 5 dibawah ini. Grafik 5.Nilai Modulus of Rupture (MoR) papan partikel batang bengle dan papan partikel tangkai daun nipah Rendahnya nilai MoR pada papan A1B3 diduga karena kerapatan yang dihasilkan lebih rendah bila dibandingkan dengan papan partikel lainnya. Semakin tinggi kerapatan papan partikel yang dihasilkan maka sifat keteguhan patah papan partikel juga akan semakin tinggi (Haygreen dan Bowyer 1996). Faktor yang mempengaruhi keteguhan patah papan partikel adalah berat jenis kayu, geometri partikel, kadar perekat, kadar air lapik, prosedur kempa (Koch 1972 dalam Nurywan 2007).Berdasarkan standar SNI (1996) semua papan partikel telah memenuhi standar SNI (1996) kecuali papan partikel A1B3. PENUTUP 51,500 62, ,360 35,00034,83040,230 a. Simpulan Berdasarkan hasil deskripsi sifat fisika dan mekanika papan partikel tangkai daun nipah dan papan partikel batang bengle maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut : 1. Semua sifat fisika papan partikel tangkai daun nipah (A1) dan papan partikel batang bengle

5 ISSN No Media Bina Ilmiah 11 (A2) telah memenuhi standar SNI (1996) dan Mekanis Papan Partikel Ampas Tebu [ kecuali pengujian pengembangan tebal. Skripsi]. 2. Semua sifat mekanika papan partikel tangkai Nuryawan A Sifat Fisis dan Mekanis OSB daun nipah (A1) dan papan partikel batang dari Kayu Akasia, Ekaliptus, dan Gmelina bengle (A2) telah memenuhi standar SNI Berdiameter Kecil [tesis]. Bogor: Program (1996) kecuali pada papan partikel batang Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. bengle dengan komposisi 15% (A1B3). 3. Papan partikel yang terbaik adalah papan Prasetyani SR Keteguhan Rekat Internal partikel tangkai daun nipah dengan komposisi Papan Partikel Ampas Tebu dengan 15% (A2B3) dengan nilai kadar air 8,088%, Swadhesi dan Perekat Urea Formaldehida. kerapatan 0,725 g/cm3, pengembangan tebal Skripsi. Fakultas Kehutanan, Institut 13,050%, MoR 40,230kg/cm2 dan MoE Pertanian Bogor. Bogor. 3781,390kg/cm2. b. Saran 1. Perlu dilakukan uji lanjut hubungan kerapatan, kadar air, pengembangan tebal terhadap MoR dan MoE papan partikel tangkai daun nipah dan papan partikel batang bengle. 2. Perlu dilakukan penelitian lanjut kombinasi papan partikel yang terbaik dengan menggunakan bahan baku papan partikel dari limbah pertanian seperti sekam dan jerami padi. 3. Perlu dilakukan penelitian lanjut pembuatan papan partikel tanpa menggunakan bahan pereka untuk menekan polusi akibat emisi bahan perekat (jenis perekat formaldehyde). DAFTAR PUSTAKA Bowyer JL, Shmulsky, Haygreen JG Forest Products and Wood Science - An Introduction, Fourth edition. Iowa State University Press Brown HP, A. J Panshin and C. C. For Saith Textbook of wood Tecnoloy. Vol II. MC Graw Hill Book. Co. Inc. New York. Erwinsyah Putra, Kualitas Papan Partikel Batang Bawah Batang Atas Dan Cabang Kayu Jabon (Anthocephalus cadamba Miq.) Haygreen JG dan Bowyer JL Hasil Hutan dan Ilmu Kayu : Suatu Pengantar. Sujipto, A.H, penerjemah; Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Terjemahan dari : Forest Product and Wood Science: An Introduction. Maloney TM Modern Particleboard and Dry- Process Fiberboard Manufacturing. Miller Freeman Inc. California. Muharam A Pengaruh Ukuran Partikel dan Kerapatan Lembaran Terhadap Sifat Fisis Pratiwi Prospek Pohon Jabon Untuk Pengembangan Hutan Tanaman. Buletin Penelitian dan Pengembangan Kehutanan 4(1): Rowell RM Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites: Wood Adhesion and Adhesives. CRC Press. Setiawan B Kualitas Papan Partikel Sekam Padi [Skripsi]. Bogor: Departemen Hasil hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Sucipto T Determinasi Keterbasahan (Wettability) Kayu. Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatra Utara. Medan. 11 hal. Surdiding R Gluability of Rotary-Cut Veneers of Some Indonesian Woods Using Adhesive Extended With Nami and Cassava Flours [Disertasi]. Philippines: University of The Philippines. Surdiding R, D.N. Koroh, F.A. Syamani, H. Yanti, Nurhaida, S. Saad, T. Sucipto Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Bogor. Wulandari F.T, Studi Sifat Fisika dan Mekanika Kayu Karet Berdasarkan Letak dalam Batang. Fakultas Kehutanan, Universitas Mulawarman. Samarinda Wulandari F.T, Sifat Fsika dan Mekanika Papan Serat Berkerapatan Sedang (MDF) Dari Sabut Kelapa Dan Limbah Kayu Campuran. Fakultas Kehutanan, Universitas Mulawarman. Samarinda Wulandari F.T, Pemanfaatan Batang Bengle (Zingiber Cassumunar Roxb) Sebagai Papan Partikel (makalah seminar). Fakultas Pertanian, Universitas Mataram. Mataram.