SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL JERAMI DENGAN JENIS PEREKAT UREA FORMALDEHYDE DAN ISOCYANATE ROSLITA FAJARWATI

Transkripsi

1 SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL JERAMI DENGAN JENIS PEREKAT UREA FORMALDEHYDE DAN ISOCYANATE ROSLITA FAJARWATI DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

2 RINGKASAN Roslita Fajarwati. E Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Jerami dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehyde dan Isocyanate. Di bawah bimbingan Ir. Jajang Suryana, M.Sc dan Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc Kebutuhan bahan baku kayu sebagai penggunaan struktural maupun nonstruktural dari hari ke hari semakin menunjukkan peningkatan. Berdasarkan Statistik Direktorat Jenderal Bina Produksi Kehutanan Tahun 2008, dapat diketahui bahwa realisasi pemenuhan bahan baku industri primer hasil hutan kayu per bulan Juni 2008, untuk kayu bulat tahun 2008 sebesar ,76 m 3, sedangkan realisasinya tahun 2008 sebesar ,25 m 3. Dengan kurangnya pemenuhan bahan baku kayu bulat maka industri harus mengurangi kebutuhan bahan bakunya. Industri yang dapat mengganti kayu bulat sebagai bahan baku adalah industri yang dapat memanfaatkan kayu dengan beragam ukuran, misalnya industri papan partikel. Industri papan partikel dapat beralih menggunakan bahan berlignoselulosa lain sebagai pengganti kayu. Alternatif pengganti kayu yang dapat dikembangkan salah satunya adalah jerami. Selama ini, jerami digunakan untuk bahan pembersih atau juga kerajinan tangan, namun masih banyak yang akhirnya hanya dibakar atau jadi bahan pakan ternak. Isroi (2008) menyatakan produksi jerami padi sebesar 15 ton/ha. Pada penelitian ini dilakukan pembuatan suatu produk papan partikel jerami dengan menggunakan perekat urea formaldehyde (UF) dan isocyanate yang belum banyak ditemukan penelitiannya. Bahan yang digunakan yaitu batang jerami yang masih segar lalu dipotong-potong dan dikeringkan. Setelah itu digiling untuk mendapatkan partikel yang seragam dan menghilangkan rongga batang jerami. Partikel yang akan dibuat papan dioven pada suhu C untuk mendapatkan kadar air dibawah 6%. perekat yang dipersiapkan jenis UF dan isocyanate dengan kadar masingmasing 10%, 12%, dan 14%. Perekat diaduk dengan partikel dalam rotary blender, dilanjutkan dengan pencetakan lembaran dan pengempaan dengan suhu 160 C, tekanan 25 kg/cm 2 selama 10 menit. Pengujian produk mengacu kepada Japanese Standard Association, JIS A 5908 : 2003, mengenai particleboard. Sifat fisis meliputi kerapatan dengan ratarata antara 0,75 g/cm 3 0,90 g/cm 3, kadar air dengan nilai rata-rata 4,66-6,30%, daya serap air 2 jam dan 24 jam masing-masing berkisar antara 30,01-83,30% dan 82,11-120,89%, pengembangan tebal 2 jam dan 24 jam berkisar antara 11,91-40,73% dan 24,99-72,19%. Sifat mekanis meliputi modulus lentur (MOE) berkisar antara 10704, ,53 kg/cm 2, modulus patah (MOR) berkisar antara 62, ,7962 kg/cm 2, internal bond berkisar dari 0,24 kg/cm 2 sampai 1,39 kg/cm 2, dan kuat pegang sekrup berkisar antara 32,60-59,43 kg. Sifat fisis dan mekanis papan partikel yang memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 adalah kadar air, kerapatan, kuat pegang sekrup dan MOR yang hanya papan dengan perekat isocyanate. Papan partikel isocyanate 14% merupakan papan terbaik dalam hasil penelitian. Hal ini ditunjukkan dengan perolehan nilai daya serap air dan pengembangan tebal paling rendah serta nilai internal bond, kuat pegang sekrup, MOE, dan MOR paling tinggi. Kata kunci : papan partikel, jerami padi, kadar perekat

3 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Jerami dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehyde dan Isocyanate 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 tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Bogor, Agustus 2009 Roslita Fajarwati NRP E

4 SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL DENGAN VARIASI KADAR PEREKAT UREA FORMALDEHYDE DAN ISOCYANATE Karya Ilmiah Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan Pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor Oleh : Roslita Fajarwati E DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

5 Judul Skripsi Nama NIM : Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Jerami dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehyde dan Isocyanate : Roslita Fajarwati : E Menyetujui, Komisi Pembimbing Ketua, Anggota, Ir. Jajang Suryana, M. Sc Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc NIP NIP Mengetahui, Dekan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor Dr. Ir. Hendrayanto, M.Agr NIP Tanggal Lulus:

6 KATA PENGANTAR Penulis memanjatkan puji dan syukur ke hadirat Allah SWT atas segala curahan rahmat dan kasih sayang-nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Mayor Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini berjudul Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Jerami dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehyde dan Isocyanate. Jerami padi merupakan limbah hasil panen padi setelah dipisahkan berasnya. Selama ini jerami hanya dimanfaatkan sebagai pakan ternak dan sisanya dibakar habis, sehingga dibutuhkan suatu metode atau teknologi untuk memberikan nilai tambah bagi jerami. Papan partikel jerami masih belum banyak dilakukan sehingga penulis menggunakan jerami sebagai bahan baku papan partikel. Papan partikel ini menggunakan perekat urea formaldehyde (UF) dan isocyanate, dengan beberapa kadar yang berbeda. Tujuan dari karya ilmiah ini untuk mendapatkan jenis perekat dan kadar perekat yang optimal dalam pembuatan papan partikel dari jerami serta menguji kualitas sifat fisis dan mekanis dari papan partikel jerami. Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel jerami dapat digunakan sebagai panil dinding, interior atau kabinet yang tidak menahan beban yang terlalu besar. Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi yang berguna dalam pengembangan pemanfaatan jerami. Penulis juga menyadari bahwa hasil penelitian ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun bagi penulis sehingga penulis akan menjadi lebih baik lagi. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat terutama bagi penulis dan pihak-pihak yang membutuhkan. Bogor, Agustus 2009 Penulis

7 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Garut, 23 Agustus 1987 sebagai anak pertama dari empat bersaudara pasangan Yayat Sumirat dan Teti. Tahun penulis memulai pendidikan di TK PGRI Cicapar, Banjar. Pendidikan Sekolah Dasar di SD Negeri Gunung Leutik 1 Ciparay Bandung, dilanjutkan di SLTP Negeri 1 Ciparay Bandung. Pada tahun 2005 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Garut dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Penulis memilih Program Studi Mayor Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan. Pada tahun 2008 memilih Bio-Komposit sebagai bidang keahlian. Selama menuntut ilmu di IPB, penulis aktif di sejumlah organisasi kemahasiswaan yakni sebagai staf Keteknikan Kayu Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan , staf Departemen Eksternal Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan , anggota Himpunan Mahasiswa Garut pada tahun , Kepala Bidang Kewirausahaan Himpunan Mahasiswa Garut periode , Bendahara Komunitas Seni Budaya Masyarakat Roempoet periode Penulis juga aktif di berbagai kepanitiaan internal kampus. Penulis pernah melaksanakan Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Indramayu dan Linggarjati, melaksanakan Praktek Pengelolaan Hutan di Hutan Pendidikan Gunung Walat Sukabumi. Selain itu, penulis juga melakukan Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Sumalindo Lestari Jaya, Tbk., Samarinda, Kalimantan Timur. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dalam bidang Bio-komposit dengan judul Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Jerami dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehyde (UF) dan Isocyanate, di bawah bimbingan Ir. Jajang Suryana, M.Sc selaku ketua komisi pembimbing dan Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc selaku anggota komisi pembimbing.

8 UCAPAN TERIMA KASIH Penulis memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala curahan rahmat dan kasih sayang-nya sehingga karya ilmiah yang berjudul Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Jerami dengan Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehyde dan Isocyanate. Ucapan terimakasih dan penghargaan setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada: 1. Bapak Ir. Jajang Suryana, M.Sc dan Bapak Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc atas kesabaran dan keikhlasan dalam memberikan bimbingan ilmu dan nasehat kepada penulis. 2. Ibu Ir. Emi Karminarsih, M.Si, Bapak Dr. Ir. Sri Wilarso Budi R, M.S, dan Bapak Rachmad Hermawan, M.Sc selaku dosen penguji pada ujian komprehensif penulis. 3. Seluruh dosen dan staf Departemen Hasil Hutan yang telah memberikan jasanya kepada penulis sehingga penulis mampu menyelesaikan studi ini. 4. Ayah, mama, adik, dan segenap keluarga penulis, ateu dan bunda, atas motivasi, dukungan baik moral maupun material dan rasa sayang yang tak henti-hentinya kepada penulis. 5. Bapak Atin, Mas Gunawan, Bapak Abdullah, Mas Ikin, dan Mas Irfan yang telah membantu penulis dalam penyediaan, pembuatan, dan pengujian papan partikel. 6. Rekan-rekan mahasiswa Laboratorium Bio-Komposit dan teman-teman angkatan 42 Teknologi Hasil Hutan: Iie, Miske, Ijup, Poye, Evelin, Nila, Shinta, Ridho, Danu, Opik, Widy, Rentry, Sakti, Dian, Icha, basecamp ers, dan teman mahasiswa THH 42 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas segala dukungan dan kebersamaannya. 7. Teman-teman seperjuangan PKL Amel, Kumis, dan Oki atas dukungan, keceriaan dan kebersamaannya. 8. Seseorang yang selalu memberikan dukungan dan kasih sayangnya kepada penulis. Bogor, Agustus 2009 Penulis

9 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... iv DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR LAMPIRAN... vi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Hipotesis... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Papan Partikel Bahan Baku Jerami Padi Perekat Urea Formaldehyde (UF) Isocyanate... 8 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Pembuatan Contoh Uji Pengujian Papan Partikel Analisis Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Jerami Sifat Mekanis Papan Partikel Jerami BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 35

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1 Standar Nilai JIS A 5908 : 2003 Particleboard... 5 Tabel 2 Kandungan kimia jerami... 6 Tabel 3 Karakteristik Perekat UF... 8 Tabel 4 Analisis Keragaman (ANOVA)... 17

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1 Pola Pemotongan Contoh Uji Gambar 2 Pengujian MOE dan MOR Gambar 3 Kerapatan papan partikel Gambar 4 Kadar air papan partikel Gambar 5 Daya serap air dengan perendaman selama 2 jam Gambar 6 Daya serap air dengan perendaman selama 24 jam Gambar 7 Pengembangan tebal dengan perendaman selama 2 jam Gambar 8 Pengembangan tebal dengan perendaman selama 24 jam Gambar 9 Modulus of Elasticity (MOE) papan partikel Gambar 10 Modulus of Rupture (MOR) papan partikel Gambar 11 Internal Bond (IB) papan partikel Gambar 12 Kuat pegang sekrup papan partikel... 29

12 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Tabel data hasil pengujian papan partikel Lampiran 2 Tabel data hasil perkalian dengan faktor koreksi kerapatan sasaran 37 Lampiran 3 Tabel rekapitulasi data hasil pengujian sifat fisis dan mekanis Lampiran 4 Analisis keragaman sifat fisis papan partikel Lampiran 5 Analisis keragaman sifat mekanis papan partikel... 43

13 I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kebutuhan akan bahan baku kayu untuk penggunaan produk struktural maupun non-struktural dari hari ke hari semakin menunjukkan peningkatan seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk. Disisi lain produksi kayu semakin menurun yang berpengaruh pada pasokan dan meningkatnya harga kayu. Berdasarkan Statistik Direktorat Jendaral Bina Produksi Kehutanan Tahun 2008, dapat diketahui bahwa realisasi pemenuhan bahan baku industri primer hasil hutan kayu untuk IPHHK dengan kapasitas >6000 m 3 /tahun yang didasarkan pada sistem online rencana dan realisasi RPBBI (Rencana Pemenuhan Bahan Baku Industri) tahun 2008 per bulan Juni 2008, menunjukkan bahwa RPBBI untuk kayu bulat tahun 2008 sebesar ,76 m 3, sedangkan realisasi RPBBI tahun 2008 sebesar ,25 m 3. Industri yang dapat mengganti kayu bulat sebagai bahan baku adalah industri yang dapat memanfaatkan kayu dengan beragam ukuran, misalnya industri papan partikel yang bahan bakunya dari partikel-partikel kayu kecil. Industri papan partikel dapat beralih menggunakan bahan berlignoselulosa lain sebagai pengganti kayu. Alternatif pengganti kayu yang dapat dikembangkan salah satunya adalah jerami. Selama ini, jerami hanya menjadi bahan buangan setelah padi dipisahkan untuk diolah jadi beras. Jerami digunakan untuk bahan pembersih atau juga kerajinan tangan. Meski begitu, jumlahnya pun tidak banyak dan justru akhirnya hanya dibakar atau jadi bahan pakan ternak. Menurut Syamsu (2007), produksi jerami padi di Indonesia adalah ton bahan kering. Pernyataan ini didukung oleh Isroi (2008) yang menghitung produksi jerami padi per ha, angka yang didapatkan sebesar 15 ton/ha jerami padi basah habis panen. Pemanfaatan jerami yang sampai saat ini belum optimal, perlu didukung dengan adanya pengembangan teknologi pengolahan jerami. Dengan adanya pengembangan teknologi tersebut, dapat menghasilkan penampilan yang lebih baik dan menambah kekuatan serta dimensi yang lebih besar melalui produkproduk turunan dari jerami berupa papan partikel sehingga mampu menambah nilai jual. Pada penelitian ini dilakukan pembuatan suatu produk papan partikel

14 jerami dengan menggunakan perekat urea formaldehyde (UF) dan isocyanate yang sampai saat ini masih belum banyak dilakukan penelitiannya. 1.2 Tujuan a. Mendapatkan jenis perekat dan kadar perekat yang optimal dalam pembuatan papan partikel dari jerami pada kadar 10%, 12%, dan 14%. b. Mengevaluasi sifat fisis dan mekanis papan partikel jerami dengan menggunakan perekat UF dan isocyanate. 1.3 Manfaat a) Pemanfaatan jerami sebagai alternatif pengganti kayu b) Peningkatan nilai tambah jerami melalui pengembangan teknologi pengolahan jerami sebagai produk partikel jerami c) Diharapkan dapat menambah ilmu dan manfaat bagi khasanah dalam dunia pendidikan. 1.4 Hipotesis a) Papan partikel jerami dengan perekat isocyanate akan menghasilkan papan yang lebih baik sifat fisis dan mekanisnya, dibandingkan dengan papan partikel jerami dengan menggunakan perekat UF. b) Penambahan kadar perekat dari 10%, 12%, hingga 14%, akan memperbaiki sifat fisis dan mekanis papan partikel jerami.

15 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Papan Partikel Panil-panil kayu adalah kelompok produk yang merupakan suatu bentuk pemanfaatan kayu secara lebih efisien yang dapat menunjang usaha pelestarian sumberdaya hutan disamping mempunyai sejumlah keunggulan dalam sifat-sifat pemakaiannya (Djalal 1984). Papan partikel adalah salah satu bentuk dari panilpanil kayu. Papan partikel merupakan produk panel yang dibuat dengan pengempaan partikel-partikel kecil kayu dengan menggunakan perekat sebagai pengikatnya (Haygreen dan Bowyer 1996). Bahan baku papan komposit akan sangat bervariasi di masa mendatang. Negara-negara yang memiliki sumber daya kayu yang cukup tinggi dapat mengandalkan kayu sebagai bahan baku pembuatan papan komposit, tetapi negara-negara yang tidak atau kurang memiliki potensi kayu dapat menggunakan berbagai sumber bahan baku selain kayu yang berlignoselulosa. Penggunaan berbagai macam bahan baku sangat memungkinkan seiring dengan timbulnya berbagai desakan seperti isu lingkungan, kelangkaan sumberdaya kayu, tuntunan konsumen akan kualitas produk semakin tinggi, pengetahuan dan penguasaan ilmu yang semakin tinggi serta berbagai faktor lain yang merangsang terciptanya produk komposit yang berkualitas tinggi dari bahan baku yang berkualitas rendah (Rowell 1996). Berdasarkan kerapatannya, Maloney (1993) membagi papan partikel ke dalam tiga golongan yaitu : a) Papan partikel berkerapatan rendah (Low Density Particleboard), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,59 g/cm 3 b) Papan partikel berkerapatan sedang (Medium Density Particleboard), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,59-0,8 g/cm 3 c) Papan partikel berkerapatan tinggi (High Density Particleboard), yaitu papan partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm 3. Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti :

16 a) Papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak b) Ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan c) Tebal dan kerapatan papan partikel seragam serta mudah dikerjakan d) Mempunyai sifat isotropis e) Sifat dan kualitasnya dapat diatur. Papan partikel mempunyai kelemahan stabilitas dimensi yang rendah. Pengembangan tebal papan partikel sekitar 10-25% dari kondisi kering ke basah melebihi pengembangan kayu alami, serta pengembangan linearnya sampai 0,35%. Pengembangan panjang dan tebal papan partikel sangat besar pengaruhnya pada pemakaian terutama bila digunakan sebagai bahan bangunan (Haygreen & Bowyer 1996). Rowell (1996) menyebutkan, bahwa penggunaan papan komposit dibedakan menjadi dua bagian yaitu : a) Structural Composite (SC) Structural Composite (SC) yaitu bahan yang diperlukan untuk memikul beban dalam penggunaannya. Structural Composite dipergunakan untuk dinding, atap, bagian lantai, komponen kerangka, meubel, dan lain-lain. Structural Composite yang digunakan dalam ruangan (indoor use) biasanya dibuat dengan menggunakan perekat yang low cost adhesive dan bersifat tidak stabil terhadap pengaruh uap air. Exterior grade menggunakan perekat thermosetting resin yang harganya mahal akan tetapi tahan terhadap pengaruh cuaca. b) Non Structural Composite (NSC) Komposit ini tidak dimaksudkan untuk memikul beban didalam penggunaannya. Komposit ini dibuat dengan menggunakan perekat thermoplastic dan penggunaaan akhir produk untuk pintu, jendela, meubel, bahan pengemas, pembatas ubin, bagian interior mobil dan lain-lain. Kualitas papan partikel merupakan fungsi dari berbagai faktor yang berinteraksi dalam proses pembuatan papan partikel tersebut. Sifat fisis dan mekanis papan partikel seperti kerapatan, modulus patah, dan modulus elastisitas, keteguhan rekat internal serta pengembangan tebal merupakan parameter yang cukup baik untuk menduga kualitas papan partikel yang dihasilkan.

17 Japanese Industrial Standard A 5908 : 2003, menetapkan persyaratan sifat fisis dan mekanis papan partikel yang harus dipenuhi, seperti terlihat pada Tabel 1 Tabel 1 Standar Nilai JIS A 5908:2003 Particleboard no Parameter Sifat Fisis Mekanis 1 Kerapatan (g/cm3) 0,4 0,9 2 Kadar air (%) Daya serap air (%) - 4 Pengembangan tebal (%) maks 12 5 MOR (kg/cm2) min 82 6 MOE (kg/cm2) min Internal Bond (kg/cm2) min 1,5 8 Kuat pegang sekrup (kg) min 31 Standar JIS A 5908 (2003) 2.2 Bahan Baku Jerami Padi Padi (Oryza sativa L) merupakan salah satu tanaman pangan yang banyak diusahakan oleh petani di Indonesia. Limbah panen dan olahan padi adalah katul, sekam, jerami, dan merang (Setyorini 1993). Jerami merupakan bagian yang terbuang setelah padi dipisahkan untuk diolah menjadi beras. Wahyu (1991) menyatakan jerami adalah sisa hijauan dari tanaman padi-padian dan kacang-kacangan setelah biji atau bulirnya dipetik untuk kepentingan manusia. Menurut Muchji (1982) diacu dalam Rozak (1997), jerami merupakan batang padi yang terdiri atas batang, pucuk, kelopak daun, dan daun. Menurut Syamsu (2007), produksi jerami padi di Indonesia adalah ton bahan kering. Isroi (2008) menyebutkan produksi jerami padi per ha sebesar 15 ton/ha jerami padi basah habis panen. Kim and Dale (2004) diacu dalam Isroi (2008), menyebutkan bahwa rasio jerami/panen adalah 1,4 (berdasarkan pada berat kering massa). Artinya setiap produksi 1 ton padi akan menghasilkan jerami 1,4 ton. Misal produksi rata-rata padi di Jawa Barat adalah 6 ton maka jeraminya kurang lebih sebanyak 8,4 ton (berat kering). Moiorella (1985) diacu dalam Isroi (2008), menyebutkan bahwa setiap kg panen dapat menghasilkan antara 1 1,5 kg jerami padi. Ditinjau dari komposisi kimianya, jerami mengandung dinding sel 65% dan silika 16,5% dimana kandungan silika pada daun (15,5%) lebih tinggi daripada

18 batang (8,1%) (Setiarso 1987). Kandungan jerami menurut Karimi (2006) diacu dalam Isroi (2007) adalah tertera pada Tabel 2. Tabel 2 Kandungan kimia jerami Komponen Kandungan (%) Hemiselulosa 27(+/- 0.5) Selulosa 39(+/- 1) Lignin 12(+/- 0.5) Abu 11(+/- 0.5) Pemanfaatan jerami sebagai bahan bangunan secara langsung di Indonesia juga sangat memungkinkan, namun mengingat keadaan iklim hangat lembab, nampaknya pemakaian jerami di Indonesia tidak akan memberikan nilai tambah yang signifikan. Perbedaan karakteristik jerami dari tanaman padi yang dihasilkan di negara maju dengan jerami tanaman padi yang dihasilkan di Indonesia berupa karakteristik batang, panjang, dan ketebalan batang yang memberikan pengaruh signifikan saat jerami digunakan sebagai bahan bangunan secara langsung. Namun Mediastika (2007) menambahkan secara umum karakteristik jerami kering hampir sama, maka jerami Indonesia masih dapat digunakan sebagai bahan bangunan. Penggunaan jerami yang potensial untuk diaplikasikan adalah sebagai bahan pelapis elemen pembatas ruang (seperti dinding dan plafon), bukan sebagai bahan bangunan struktural. 2.2 Perekat Perekat (adhesive) adalah suatu subtansi yang dapat menyatukan dua buah benda atau lebih melalui ikatan permukaan. Dilihat dari reaksi perekat terhadap panas, maka perekat dapat dibedakan menjadi perekat thermosetting dan thermoplastic (Blomquist et al. 1983; Forest Product Society 1999 dalam Ruhendi 2007). Perekat thermosetting merupakan perekat yang dapat mengeras apabila terkena panas atau reaksi kimia dengan sebuah katalisator yang disebut hardener dan bersifat irreversible. Perekat jenis ini jika sudah mengeras tidak dapat menjadi lunak. Contoh jenis perekat yang termasuk golongan ini adalah UF, MF, PF, isocyanate, dan resolsinol formaldehide. Perekat thermoplastic adalah perekat

19 yang dapat melunak jika terkena panas dan menjadi mengeras kembali apabila suhunya rendah. Contoh jenis perekat yang termasuk jenis ini polyvinyl adhesive, cellulose adhesive, dan acrylic resin adhesive (Pizzi 1983). Penggunaan perekat, harus dipilih perekat yang dapat memberikan ikatan yang baik dalam jangka waktu yang panjang pada suatu struktur. Perekat yang ideal pada kayu mempunyai persyaratan tertentu yaitu harganya murah, mempunyai waktu kadaluarsa yang panjang, cepat mengeras dan cepat matang hanya dengan temperatur yang rendah, mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap kelembaban, tahan panas dan mikroorganisme, serta dapat digunakan untuk berbagai keperluan (Ruhendi 2007). Sifat-sifat papan partikel umumnya sangat dipengaruhi oleh perekat yang digunakan, sehingga perekat adalah salah satu faktor penting yang menentukan, baik dilihat dari faktor teknis maupun ekonomis (Kollman et al diacu dalam Amalia 2009). Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan bahwa semakin banyak resin yang digunakan dalam suatu papan, semakin kuat dan semakin stabil dimensi papan tersebut, walaupun untuk alasan ekonomis tidak diinginkan. 2.4 Perekat Urea Formaldehyde (UF) Urea formaldehyde (UF) merupakan perekat hasil reaksi kondensasi dan polimerisasi antara urea dan formaldehyde. Perekat ini termasuk tipe perekat MR (moisture resistant) dalam pemakaiannya banyak digunakan untuk industri meubel dan kayu lapis tipe II. Perekat UF matang dalam kondisi asam, keasaman diperoleh dengan menggunakan hardener (NH 4 Cl). Kelemahan utamanya adalah mudah terhidrolisis sehingga terjadi kerusakan pada ikatan hidrogennya oleh kelembaban atau basa serta asam kuat khususnya pada suhu sedang sampai tinggi. Kelebihannya adalah sifat ketahanan yang baik terhadap air dingin, cukup tahan terhadap air panas tapi tidak tahan terhadap air mendidih (Pizzi 1983). Sifat-sifat UF yang lain adalah mengeras pada suhu relatif rendah (115 o C- 127 o C), tahan kelembaban, berwarna terang, murah, tidak tahan pada suhu serta kondisi ekstrim serta umur penyimpanan pendek. Perekat ini juga tahan terhadap pelarut organik, jamur dan rayap tetapi tidak tahan terhadap basa dan asam kuat. Karakterisitk perekat UF dapat dilihat pada Tabel 3.

20 Tabel 3 Karakteristik Perekat UF (UA 140) No Test Specification 1 Viscosity (Poise/25 o C) 2,0 3,0 2 ph (ph meter/25 o C) 8,00-9,00 3 Cure Time (second./100 o C) Resin Content (%/105 o C) 65,00-67,00 5 Specific Gravity (25 o C) 1,268-1,280 6 Water Solubility (x/25 o C) More than 2 7 Free Formaldehyde (%) Less than 0,8 8 Appearance Milky White Sumber: PT. Pamolite Addhesive Industry (2009) Perekat UF mempunyai waktu pengerasan yang singkat dengan kempa panas kurang lebih 10 menit dan dalam pembuatan papan ditambahkan 10% dari berat kering oven partikel. Secara normal kandungan perekat UF untuk papan partikel bervariasi dari 6-10% berdasarkan berat perekat padat (Haygreen dan Bowyer 2003). Menurut Maloney (1993) perekat ini mempunyai karakteristik viscositas (25 o C) (Cps) sebesar 30%, resin solid content 40-60%, ph sekitar 7-8, berat jenis (25 o C) adalah 1,27-1, Perekat Isocyanate Penggunaan diisocyanate sebagai perekat kayu baru-baru ini sangat menarik perhatian, walaupun diisocyanate telah digunakan 30 tahun yang lalu, pada pembuatan polyurethane untuk berbagai produk industri, penggunaanya sebagai perekat kayu merupakan hal yang baru. Serbuk gergaji yang berasal dari papan yang dibuat dengan MDI aman dan tidak berbahaya bagi kesehatan (Structural Board Association 2004). Isocyanate merupakan bahan kimia industri yang penting yang digunakan dalam pemasukan molding dan untuk produksi polyurethane foam. Seluruh isocyanate pada industri berisi dua atau lebih kelompok isocyanate (-N=C=O) per molekul. MDI (methan di-isocyanate) menjadi perekat yang cukup penting dalam industri produk kayu, khususnya untuk pengikatan pada OSB. Isocyanate dibuat dari phosgenation yang berasal dari amino. Perekat diisocyanate murni PMDI (polymeric isocyanate), merupakan bahan yang digunakan industri produk kayu sebagai perekat. Pada suhu ruangan, PMDI merupakan cairan berwarna cokelat

21 bersih dengan viscositas sekitar 0,5 Pas dan low vapor pressure. Isocyanate juga memiliki umur yang lebih lama. Sifat perekat dari PMDI dari reaktifitas pada kelompok isocyanate. Grup ini bereaksi dengan zat yang memiliki hidrogen aktif, seperti air, alkohol, dan amino. Pemanasan dapat meningkatkan rata-rata pada reaksinya, dan pada temperatur tinggi reaksi dapat meningkat dengan cepat. Tambahan, untuk mereaksikan dengan KA dalam kayu untuk membentuk poliurea, secara teori ini mungkin bahwa terbentuk ikatan kovalen antara kelompok hidroksil pada kayu (contoh pada selulosa) dan isocyanate (Anonim 2001) Keuntungan menggunakan perekat isocyanate dibandingkan perekat berbahan dasar resin adalah (Marra 1992): 1. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit untuk memproduksi papan dengan kekuatan yang sama. 2. Dapat menggunakan suhu kempa yang lebih rendah. 3. Memungkinkan penggunaan kempa yang lebih cepat. 4. Lebih toleran pada partikel yang berkadar air tinggi. 5. Energi untuk pengeringan lebih sedikit dibutuhkan. 6. Stabilitas dimensi papan yang dihasilkan lebih stabil. 7. Tidak ada emisi formaldehyde. Selain kelebihan perekat isocyanate juga memiliki kekurangan, yaitu: 1. Harganya lebih mahal dibanding PF dan UF. 2. Isocyanate merupakan perekat yang baik untuk logam dengan kayu, sehingga pada pembuatan papan menyebabkan papan melekat pada plat press. 3. Isocyanate, seperti perekat lain, merupakan bahan kimia beracun. Isocyanate dapat menyebabkan iritasi pada pernafasan yang menyebabkan asma.

22 III. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Persiapan bahan baku dan pembuatan papan partikel dilaksanakan di Laboratorium Kimia Hasil Hutan dan Laboratorium Bio-Komposit sedangkan untuk pengujian sifat fisis contoh uji dilakukan di Laboratorium Teknologi Peningkatan Mutu Kayu dan pengujian sifat mekanis contoh uji di Laboratorium Rekayasa dan Kontruksi Design Bangunan Kayu yang bertempat di Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini berlangsung mulai bulan Juli 2009 sampai dengan bulan Agustus Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari mesin Willey mill, alat potong jerami, timbangan, oven, desikator, rotary blender, spray gun, mesin hot press, aluminium foil, caliper, micrometer, cawan porselin, wadah plastik, kantong plastik, label, plat aluminium, cutter, lem, mesin gergaji band saw, alat tulis, dan alat hitung serta alat uji mekanis merk Instron. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah jerami padi untuk jenis beras 64 yang berasal dari daerah Garut, yang selanjutnya dipotong dan digiling sehingga menjadi partikel. Selain jerami padi, bahan utama untuk pembuatan papan partikel dibutuhkan dua jenis perekat, yaitu UF dari PT Palmolite Addhesive Industry dan perekat isocyanate yang didapat dari PT Polyoshika Pembuatan Contoh Uji Persiapan Bahan Bahan baku yang digunakan berupa partikel jerami. Bagian jerami yang digunakan adalah bagian batangnya yang kemudian dipotong-potong hingga seukuran korek api, lalu digiling dengan mesin Willey mill untuk mendapatkan partikel jerami yang seragam. Penggilingan juga bertujuan untuk menghilangkan rongga pada jerami sehingga partikel yang didapatkan tipis. Hasil gilingan jerami, kemudian diayak untuk menghilangkan debunya, lalu dioven dengan suhu o C hingga kadar air mencapai 2-5%.

23 Papan partikel yang dibuat adalah papan partikel dengan kerapatan sasaran 0,7 g/cm 3 dengan dimensi 30cm x 30cm x 1cm (PxLxT). Papan partikel yang dibuat sebanyak 18 sampel, 9 sample menggunakan perekat UF dan 9 sample lagi menggunakan perekat isocyanate. Kadar perekat yang digunakan yaitu 10%, 12%, dan 14% untuk masing-masing perekat dengan 3 kali ulangan Pencampuran Bahan Pencampuran bahan antara partikel jerami dengan perekat menggunakan rotary blender dan spray gun. Partikel jerami dimasukan ke dalam rotary blender, sedangkan perekat dimasukkan kedalam spray gun. Saat mesin rotary blender berputar, perekat disemprotkan kedalamnya sehingga perekat akan bercampur rata dengan partikel jerami Pembuatan Lembaran Pembentukan lembaran dilakukan setelah partikel dan perekat tercampur secara merata kemudian adonan tersebut dimasukkan kedalam pencetak lembaran. Selama proses pembentukan lembaran pendistribusian partikel pada alat pencetak diusahakan tersebar merata sehingga produk papan komposit yang dihasilkan memiliki profil kerapatan yang seragam Pengempaan Sebelum dilakukan proses pengempaan, bagian bawah dan atas lembaran dilapisi dengan aluminium foil dan plat aluminium. Bagian tepi dibatasi dengan batang besi dengan ketebalan 1 cm. Proses pengempaan dilakukan dengan menggunakan kempa panas (hot pressing) dengan suhu 160 o C dengan tekanan 25 kgf/cm 2 selama 10 menit. Suhu dan tekanan kempa disesuaikan dengan jenis perekat yang dipakai Pengkondisian Pengkondisian dilakukan untuk menyeragamkan kadar air dan menghilangkan tegangan sisa yang terbentuk selama proses pengempaan panas selama 14 hari pada suhu kamar. Selain itu pengkondisian dimaksudkan agar kadar air papan komposit mencapai kesetimbangan.

24 3.3.6 Pemotongan Contoh Uji Papan partikel yang telah mengalami conditioning kemudian dipotong sesuai dengan tujuan pengujian yang dilakukan. Ukuran contoh uji disesuaikan dengan standar pengujian JIS A tentang papan partikel. Pola pemotongan untuk pengujian seperti terlihat pada Gambar 1. Gambar 1. Pola Pemotongan Contoh Uji Keterangan: A = Contoh uji untuk pengujian MOR dan MOE B = Contoh uji untuk kadar air dan kerapatan C = Contoh uji untuk daya serap air dan pengembangan tebal D = Contoh uji untuk internal bond E = Contoh uji untuk kuat pegang sekrup CC = Cadangan untuk contoh uji MOR dan MOE

25 3.4 Pengujian Papan Partikel Pengujian Sifat Fisis a) Kerapatan Kerapatan papan partikel berdasarkan berat dan volume kering udara dengan ukuran cm. Nilai kerapatan papan partikel dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : dimana : Kr = kerapatan (gram/cm 3 ) M = berat contoh uji kering udara (gram) V = volume contoh uji kering udara (cm 3 ) b) Kadar Air Kadar air papan partikel dihitung dari berat awal dan berat akhir setelah mengalami pengeringan dalam oven selama 24 jam pada suhu 103 ± 2 o C. Contoh uji berukuran cm. Selanjutnya kadar air papan dihitung dengan menggunakan rumus : KA= BB BKT BKT X 100% dimana : KA = kadar air (%) BA = berat awal contoh uji (gram) BKT = berat kering tanur (gram) c) Daya Serap Air Daya serap air papan komposit dihitung berdasarkan berat sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 2 dan 24 jam dengan ukuran 5 5 cm. Besarnya daya serap air papan dihitung berdasarkan rumus: dimana : DSA = daya serap air (%)

26 B1 = berat contoh uji sebelum perendaman (gram) B2 = berat contoh uji setelah perendaman 2 jam / 24 jam (gram) d) Pengembangan Tebal Penetapan pengembangan tebal didasarkan atas tebal sebelum dan sesudah perendaman dalam air selama 2 dan 24 jam dengan ukuran 5 5 cm. Nilai pengembangan tebal dihitung dengan rumus: dimana : PT = pengembangan tebal atau linear (%) T1 = tebal contoh uji sebelum perendaman (mm) T2 = tebal contoh uji setelah perendaman 2 jam / 24 jam (mm) Pengujian Sifat Mekanis a) Modulus Patah (MOR) Pengujian modulus patah dilakukan dengan menggunakan mesin uji universal (Universal Testing Machine) merek Instron. Contoh uji berukuran 5 20 cm pada kondisi kering udara, lebar bentang 15 kali tebal tetapi tidak kurang dari 15 cm. Nilai MOR papan partikel dihitung dengan rumus: dimana : MOR = modulus patah (kgf/cm 2 ) P = beban maksimum (kgf) L = jarak sangga (15 cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm) b) Modulus Lentur (MOE) Pengujian modulus lentur menggunakan contoh uji yang sama dengan contoh uji pengujian modulus patah. Contoh uji berukuran 5 20 cm pada kondisi kering udara, lebar bentang 15 kali tebal tetapi tidak kurang dari 15 cm.

27 Pada saat pengujian dicatat besarnya defleksi yang terjadi setiap selang beban tertentu. Nilai modulus lentur (MOE) dihitung dengan menggunakan rumus : dimana : MOE= modulus lentur (kgf/cm 2 ) P = beban sebelum batas proporsi (kgf) L = jarak sangga (cm) Y = lenturan pada beban P (cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm) BEBAN h 25mm 12h 12h 25mm b Gambar 2. Pengujian MOE dan MOR c) Keteguhan Rekat (Internal Bond) Contoh uji berukuran 5 5 cm dilekatkan pada dua buah blok besi dengan perekat epoxy dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum. Nilai keteguhan rekat dihitung dengan menggunakan rumus:

28 dimana : IB= keteguhan rekat ( kg/cm 2 ) P = beban maksimum (kg) A = luas penampang (cm 2 ) d) Kuat Pegang Sekrup (Screw Holding Power) Contoh uji berukuran 5 10 cm. Sekrup yang digunakan berdiameter 2,7 mm, panjang 16 mm lalu dimasukkan hingga mencapai kedalaman 8 mm. Nilai kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam kilogram (JIS 5908:2003). 3.5 Analisis Data Model rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan faktorial dengan pola acak lengkap (RAL). Model yang digunakan tersusun atas 2 faktor perlakuan, faktor A terdiri atas 3 taraf dan faktor B terdiri atas 3 taraf dengan ulangan sebanyak 3 kali sehingga disebut percobaan 3 x 3 x 3, untuk mendapatkan sifat fisis dan mekanis yang diuji yaitu kadar air, kerapatan, daya serap air, pengembangan tebal, keteguhan lentur (modulus of elasticity, MOE), keteguhan patah (modulus of rupture, MOR), keteguhan rekat internal (internal bond, IB) dan kuat pegang sekrup. Faktor perlakuan pada penelitian ini berupa jenis perekat dan kadar perekat. Perlakuan jenis perekat terdiri atas 2 (dua) taraf, yaitu perekat UF dan perekat isocyanate, serta kadar perekat yang terdiri dari 3 (tiga) taraf, yaitu 10%, 12%, dan 14%. Model umum rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut: Yijk= µ + αi + βj + (αβ)ij + εijk Keterangan : Yijk = Nilai respon dari unit percobaan yang mendapatkan perlakuan jenis perekat ke-i, kadar perekat ke-j, pada ulangan ke-k k = Ulangan ke-1, 2,dan 3 µ = Nilai rata-rata sebenarnya

29 αi βj = Pengaruh perlakuan jenis perekat pada taraf ke- i = Pengaruh perlakuan kadar perekat pada taraf ke-j (αβ)ij = Pengaruh interaksi dari unit percobaan yang mendapatkan perlakuan εijk jenis perekat ke-i, dan kadar perekat ke-j = Nilai galat (kesalahan percobaan) dari unit percobaan yang mendapatkan perlakuan jenis perekat ke-i, kadar perekat ke-j, pada ulangan ke-k Untuk melihat adanya pengaruh perlakuan terhadap respon maka dilakukan analisis keragaman dengan menggunakan uji F pada tingkat kepercayaan 95% (nyata) dan 99% (sangat nyata). Tabel 4 Analisis keragaman (ANOVA) Sumber Db JK KT F hitung Keragaman A B A*B Sisa Total A-1 B-1 (A-1)(B-1) AB(n-1) ABn-1 JKA JKB JKAB JKS JKT JKA/A-1 JKB/B-1 JKAB/(A-1)(B-1) JKS/AB(n-1) Adapun hipotesis yang diuji adalah sebagai berikut : Pengaruh utama faktor jenis perekat (faktor A) : H 0 : α 1 = = α a = 0 (faktor A tidak berpengaruh) H 1 : paling sedikit ada satu i dimana α i 0 Pengaruh utama faktor kadar perekat (faktor B) : H 0 : β 1 = = β b = 0 (faktor B tidak berpengaruh) H 1 : paling sedikit ada satu i dimana β i 0 Pengaruh sederhana (interaksi) faktor A dengan faktor B : KTA/KTS KTB/KTS KTAB/KTS H 0 : (αβ) 11 = = (αβ) ab = 0 (interaksi faktor A - faktor B tidak berpengaruh) H 1 : paling sedikit ada satu ij dimana (αβ) ij 0 Sedangkan kriteria ujinya yang digunakan adalah jika F hitung lebih kecil atau sama dengan F tabel maka perlakuan tidak berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu dan jika F hitung lebih besar dari F tabel maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan tertentu. Untuk mengetahui faktorfaktor yang berpengaruh nyata dan sangat nyata dilakukan uji lanjut dengan menggunakan uji beda Duncan.

30 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat fisis papan partikel jerami yang diuji meliputi kerapatan, kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal. Sifat mekanis yang diuji meliputi Modulus of Rupture (MOR), Modulus of Elasticity (MOE), Internal Bonding (IB) dan kuat pegang sekrup. 4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Jerami Kerapatan Hasil pengujian kerapatan didapatkan nilai kerapatan rata-rata papan partikel berkisar antara 0,75 g/cm 3-0,90 g/cm 3. Nilai kerapatan rata-rata tertinggi terdapat pada papan partikel dengan perekat UF 14%, sedangkan nilai kerapatan rata-rata terendah terdapat pada papan partikel dengan perekat isocyanate 10%. KERAPATAN (g/cm3 ) 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 10% 12% 14% Kadar Perekat JIS A 5908:2003 UF ISO Gambar 3 Kerapatan papan partikel Data menunjukkan bahwa penggunaan perekat UF cenderung memberikan nilai kerapatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan perekat isocyanate. Kedua penggunaan jenis perekat dengan kadar perekat yang semakin meningkat, menjadikan nilai kerapatan cenderung meningkat pula dalam penelitian ini. Namun jika dilihat dari data statistik, pengaruh perlakuan jenis perekat dan kadar perekat maupun interaksi antara keduanya terhadap nilai kerapatan papan tidak berpengaruh nyata. Hal ini berarti nilai kerapatan papan tidak dipengaruhi oleh perbedaan jenis perekat dan penambahan kadar perekat. Dalam penelitian ini jika papan harus dipilih maka papan dengan kadar perekat paling sedikit (10%) yang dipilih, karena memberikan hasil yang sama namun dapat menghemat penggunaan perekat.

31 Nilai kerapatan yang dihasilkan papan partikel lebih besar dari kerapatan sasaran yaitu 0,7 g/cm 3. Hal ini diduga disebabkan oleh penyebaran partikel pada saat pengempaan yang tidak terlalu merata dan tidak menyebar akibat plat besi penahan partikel hanya pada dua sisi saja, sedangkan pada sisi lainnya tidak diberi plat besi untuk menahan penyebaran partikel. Pelebaran partikel tersebut menyebabkan massa partikel tidak sama. Menurut Maloney (1993) papan partikel yang dihasilkan termasuk kedalam papan partikel berkerapatan sedang untuk papan dengan perekat isocyanate sedangkan papan partikel berkerapatan tinggi untuk papan partikel dengan perekat UF. Setiawan (2004) menyatakan, tidak meratanya penyebaran partikel pada tahap pembuatan lembaran saat proses pembuatan papan partikel dapat menyebabkan nilai kerapatan yang bervariatif. Menurut Haygreen dan Bowyer (1996) nilai kerapatan tergantung pada besarnya tekanan yang diberikan pada saat pengempaan papan. Semakin tinggi kerapatan papan yang dibuat, maka semakin besar pula tekanan kempa yang diberikan pada saat pengempaan papan partikel. Kerapatan sangat mempengaruhi sifat-sifat papan yang dihasilkan. Selain itu penggunaan suatu produk juga akan mempertimbangkan nilai kerapatannya. Oleh karena itu, diupayakan agar kerapatan papan komposit yang dihasilkan relatif seragam. Berdasarkan standar JIS A 5908 : 2003, yang mensyaratkan kerapatan papan partikel yaitu 0,4-0,9 g/cm 3, kerapatan seluruh papan komposit yang dihasilkan memenuhi standar yang ditetapkan Kadar Air Kadar air merupakan salah satu sifat fisis papan partikel yang menunjukan kandungan air papan partikel dalam keadaan kesetimbangan dengan lingkungan sekitarnya. Hasil pengukuran kadar air papan partikel yang dibuat menunjukkan kadar air yang terkandung dalam papan berkisar antara 4,66-6,30%. Nilai tertinggi terdapat pada papan partikel dengan perekat UF 14%, sedangkan nilai terendah terdapat pada papan partikel dengan perekat isocyanate 12%. Dari rata-rata hasil diketahui perekat UF memberikan nilai yang cenderung naik setiap penambahan kadar perekat mulai dari 10%, 12%, hingga 14%, namun berbeda dengan

32 penggunaan perekat isocyanate yang memberikan nilai yang cenderung menurun untuk setiap penambahan kadar perekatnya. KADAR AIR (%) 13,00 12,00 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 10% 12% 14% JIS A 5908:2003 UF ISO Kadar Perekat Gambar 4 Kadar air papan partikel Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa baik jenis perekat, kadar perekat maupun interaksi keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap nilai kadar air papan yang dihasilkan. Hal ini berarti nilai kadar air tidak dipengaruhi oleh perbedaan jenis perekat maupun penambahan kadar perekat dari 10%, 12%, hingga 14%, sehingga penentuan yang terbaik untuk dipilih dari segi efisiensi adalah papan partikel UF 10%. Kadar air papan partikel diduga dipengaruhi oleh kadar air bahan baku. Semakin tinggi kadar air bahan baku maka semakin tinggi kadar air papan partikel yang dihasilkan, karena tidak semua uap air dapat keluar dari dalam papan. Haygreen dan Bowyer (1996) menjelaskan, apabila dalam pembuatan papan partikel menggunakan jenis perekat cair, maka partikel yang digunakan harus dalam kondisi kering (2-5%), karena dengan ditambahkannya perekat, kadar air akan bertambah ± 4-6%. Perbedaan kadar air rata-rata papan partikel diduga ada hubungannya dengan fraksi yang menolak air (lignin, lemak, resin) serta fraksi yang menarik air (selulosa, hemiselulosa, karbohidrat). Fraksi yang menolak air dan menarik air dalam papan partikel dapat mempengaruhi kandungan air dalam papan partikel yang tercapai dalam kondisi ruangan atau pada saat kondisi lain (Setiawan 2008). Mengacu pada standar JIS A 5908 : 2003, hanya satu papan yang tidak memenuhi standar JIS A 5908 : 2003, yaitu papan partikel isocyanate 12%

33 dengan kadar air 4,66%. Nilai ini lebih rendah dari standar yang menetapkan kisaran nilai kadar air 5-13%, namun perbedaan ini tidak terlalu signifikan dengan standar Daya Serap Air Daya serap air merupakan salah satu sifat fisis suatu papan komposit yang menunjukkan kemampuan papan menyerap air setelah dilakukan perendaman selama 2 jam dan 24 jam yang dinyatakan dalam persen. Standar JIS A 5908 : 2003 tidak mensyaratkan nilai untuk daya serap air, namun pengujian ini tetap dilakukan untuk mengetahui ketahanan papan terhadap air. Berdasarkan hasil pengujian, rata-rata daya serap air yang direndam selama 2 jam berkisar antara 30,01-83,30%. Daya serap tertinggi pada papan partikel dengan menggunakan perekat isocyanate 10% dan terendah terdapat pada papan partikel dengan perekat isocyanate 14%. 100,00 DAYA SERAP AIR(%) 50,00 UF 0,00 10% 12% 14% Kadar Perekat ISO Gambar 5 Daya serap air dengan perendaman selama 2 jam Hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap menambahan kadar perekat dari 10%, 12%, hingga 14%, menghasilkan nilai daya serap air yang cenderung menurun. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa peningkatan kadar perekat memberikan nilai daya serap air yang semakin menurun secara signifikan. Pada uji Duncan, antara kadar perekat 10% dengan kadar perekat 12% berpengaruh berbeda terhadap nilai daya serap air 2 jam namun kadar 12% dengan kadar 14% tidak berpengaruh berbeda. Walaupun papan dengan isocyanate 14% memiliki nilai daya serap air terendah, tetapi analisis keragaman menyatakan bahwa antara papan dengan kadar 12% dengan 14% tidak

34 berpengaruh berbeda maka papan partikel isocyanate 12% lebih baik dari papan isocyanate 14%. Pada perendaman 24 jam nilai yang dihasilkan berkisar antara 82,11-120,89%. Nilai tertinggi dan nilai terendah masih terdapat pada papan yang sama dengan perendaman 2 jam, yaitu isocyanate 10% sebagai tertinggi dan isocyanate 14% sebagai terendah. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa jenis dan kadar perekat menghasilkan nilai daya serap air yang sama. 150,00 DAYA SERAP AIR (%) 100,00 50,00 0,00 10% 12% 14% Kadar Perekat Gambar 6 Daya serap air dengan perendaman selama 24 jam UF ISO Dalam konteks penelitian ini setiap pengurangan jumlah partikel dalam setiap papan maka akan mengurangi penyerapan air. Semakin besar penambahan kadar perekat maka semakin berkurang partikel yang digunakan, sehingga daya serap air terbesar terdapat pada papan yang memiliki kadar perekat yang terendah dan partikel yang terbesar. Penyerapan air untuk papan partikel jerami dilihat sangat besar, hal ini diduga karena sifat bahan baku jerami yang higroskopis. Menurut Karimi (2006) diacu dalam Isroi (2007), jerami mengandung hemiselulosa 27±0,5%, selulosa 39±1%, lignin 12±0,5%, dan abu 11±0,5. Kandungan lignoselulosa yang tinggi ini memudahkan masuknya air ke dalam papan. Beberapa faktor yang mempengaruhi penyerapan air papan partikel, yaitu adanya saluran kapiler yang menghubungkan antar ruang kosong, volume ruang kosong diantara kapiler, dan luas permukaan partikel yang tidak dapat ditutupi perekat (Djalal 1984). Diduga adanya ruang kosong pada papan yang menyebabkan nilai daya serap air ini tinggi.

35 4.1.4 Pengembangan Tebal Pengembangan tebal merupakan salah satu sifat fisis yang menentukan suatu papan dapat digunakan untuk eksterior atau interior. Pengujian pengembangan tebal dilakukan dengan merendam papan partikel selama 2 jam dan 24 jam. Nilai rata-rata dari perendaman 2 jam berkisar antara 11,91-40,73%. Nilai terendah terdapat pada papan dengan perekat isocyanate 12% dan tertinggi pada papan dengan perekat UF 10%. PENGEMBANGA N TEBAL (%) 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 10% 12% 14% Kadar Perekat Gambar 7 Pengembangan tebal dengan perendaman selama 2 jam Data menunjukkan bahwa nilai semakin menurun dengan adanya penambahan perekat hingga 14%, sehingga jika perekat ditambahkan lebih dari 14% diduga dapat mengurangi nilai pengembangan tebal. Jika dibandingkan, perekat isocyanate lebih menghasilkan nilai pengujian pengembangan tebal dengan perendaman 2 jam yang lebih rendah dibandingkan perekat UF. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa peningkatan kadar perekat memberikan nilai pengembangan tebal yang semakin kecil, sedangkan jenis perekat dan interaksinya tidak berpengaruh nyata terhadap nilai pengembangan tebal yang dihasilkan. Uji Duncan menunjukkan pengaruh berbeda untuk kadar perekat 10% dengan 12% dan 14% namun tidak untuk kadar perekat 12% dengan 14%. Papan yang baik adalah papan dengan kadar 12%, karena selain lebih menghemat biaya perekat juga dapat memperbaiki sifat pengembangan tebal. Pada perendaman selama 24 jam, nilai pengembangan tebal berkisar antara 24,99-72,19%. Papan yang memiliki pengembangan tebal tertinggi yaitu papan dengan perekat UF 12% dan terendah yaitu isocyanate 14%. Dilihat dari Gambar 8 hasil pengujian pengembangan tebal dengan perendaman selama 24 jam kedua UF JIS A 5908:2003 ISO

36 jenis perekat memberikan kecenderungan nilai yang menurun setiap variasi kadar perekat 10%, 12%, dan 14%. 90,00 PENGEMBANGAN TEBAL (%) 75,00 60,00 45,00 30,00 15,00 JIS A 5908:2003 UF ISO 0,00 10% 12% 14% Kadar Perekat Gambar 8 Pengembangan tebal dengan perendaman selama 24 jam Dilihat dari hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa jenis perekat, kadar perekat, dan interaksi keduanya memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai pengembangan tebal 24 jam. Hasil uji Duncan pun menunjukkan hasil antara perekat isocyanate dan perekat UF memberikan pengaruh yang berbeda, sama halnya dengan kadar perekat 10% dan 14%, namun berbeda untuk kadar 10% dan 12% yang tidak memberikan pengaruh yang berbeda. Maloney (1993) menunjukkan hubungan antara nilai pengembangan tebal yang semakin menurun dengan semakin meningkatnya kadar resin. Namun dari pengujian didapatkan bahwa papan yang memiliki pengembangan tebal tertinggi yaitu papan UF 12%, bukan papan dengan kadar 10%. Hal ini diduga karena sampel papan yang direndam menunjukkan hasil pengembangan tebal yang tidak merata pada setiap sisinya. Ketidakmerataan perekat dan partikel pada papan diduga menyebabkan ada bagian sisi papan yang kurang mendapatkan perekat dan mengembang lebih tebal dari sisi lainnya. Pengembangan tebal dipengaruhi oleh faktor banyaknya pemampatan yang diberikan kepada produk selama proses pembuatan papan. Semakin tinggi kadar perekat, maka pengembangan tebalnya semakin rendah. Hal ini diduga disebabkan oleh semakin banyaknya perekat yang digunakan maka ikatan antara partikel menjadi lebih kompak sehingga air sulit untuk menembusnya. Dalam penelitian Rozak (1997) menunjukkan bahwa penambahan jerami memberikan