TINJAUAN PUSTAKA. Menurut Badan Standardisasi Nasional (2010) papan partikel merupakan

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Papan Partikel Menurut Badan Standardisasi Nasional (2010) papan partikel merupakan papan yang terbuat dari bahan berlignoselulosa yang dibuat dalam bentuk partikel dengan menggunakan perekat termoseting melalui proses pengempaan untuk membentuk papan. Maloney (1993) menyatakan pembandingan papan partikel dengan kayu asalnya mempunyai beberapa kelebihan seperti papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak, ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan, tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan, memiliki sifat isotropis dan kualitasnya mudah diatur. Bowyer dkk (2003) menerangkan bahwa salah satu kelemahan papan partikel sebagai bahan bangunan adalah stabilitas dimensinya yang rendah, sehingga kebanyakan papan partikel hanya digunakan untuk keperluan interior. Faktor-faktor yang mempengaruhi mutu papan partikel diantaranya yaitu jenis partikel dan campuran jenis partikel, ukuran partikel dan perekat. Sifat-sifat papan partikel dibagi menjadi dua yaitu sifat fisis dan sifat mekanis. Kemudian sifat fisis papan partikel dipengaruhi oleh kerapatan, kadar air, daya serap air, dan pengembangan tebal. Maloney (1993) membagi kerapatan papan partikel ke dalam beberapa kelompok, yaitu papan partikel kerapatan rendah (low density particleboard) memiliki kerapatan kurang dari 0,4 g/cm 3, papan partikel kerapatan sedang (medium density particleboard) memiliki kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm 3 dan papan partikel kerapatan tinggi (hight density particleboard), memiliki kerapatan lebih dari 0,8 g/cm 3.

2 Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Sifat fisis papan partikel merupakan sifat yang dipengaruhi oleh kondisi lingkungan keberadaan papan partikel. Sifat fisis papan partikel yakni kadar air, daya serap air, pengembangan tebal dan kerapatan papan. Menurut Roza (2009) kerapatan papan merupakan suatu ukuran kekompakan partikel dalam perekatannya yang bergantung dalam pada besarnya tekanan kempa yang diberikan pada pembentukan lembaran. Semakin tinggi kerapatan suatu papan partikel akan mempengaruhi kemampuan daya serap airnya. Menurut Ruhendi dkk (2007) kemampuan air masuk kedalam papan komposit dipengaruhi oleh kerapatannya, yang berhubungan erat dengan ikatan antar molekul partikel dengan molekul perekat yang menyebabkan air sulit mengisi rongga papan partikel. Pengembangan tebal merupakan sifat fisis yang menyatakan persentase penambahan tebal papan partikel terhadap tebal awalnya yang dipengaruhi oleh mudah tidaknya papan partikel dalam menyerap air pada keadaan basah dan suhu udara lembab. Dalam hal ini, kadar air awal dan akhir papan saat perlakuan berperan penting dalam persentase pengembangan papan partikel. Sifat mekanis merupakan kemampuan papan partikel dalam menahan reaksi, muatan serta gaya yang berasal dari luar papan. Keteguhan patah (modulus of rupture), keteguhan lentur (modulus of elasticity) dan keteguhan tarik lurus (internal bond) papan partikel merupakan beberapa sifat mekanis yang terdapat pada papan partikel. Sifat-sifat tersebut merupakan tolak ukur dari kekuatan papan partikel.

3 Menurut Maloney (1993) modulus of rupture (MOR) merupakan nilai keteguhan patah dari suatu balok yang dinyatakan dalam besarnya tegangan per satuan luas, dihitung dengan cara menentukan besarnya tegangan pada permukaan bagian atas dan bagian bawah dari balok pada beban maksimum. Demikian halnya modulus of elasticity (MOE) yang merupakan nilai keteguhan lentur dan ketahanan terhadap pembengkokan. Sifat mekanis internal bond (IB) dari papan partikel menurut Standardisasi Nasional Indonesia (2006) merupakan keteguhan tarik lurus permukaan lembaran partikel. Nilai internal bond (IB) merupakan gambaran tentang kekuatan ikatan antar partikel, dan merupakan petunjuk yang baik dalam menentukan kualitas lembaran sehubungan dengan sistem pembuatan papan partikel. Peningkatan nilai internal bond (IB) sebanding dengan peningkatan kerapatan papan. Sifat Fisis dan Mekanis Batang Kelapa Sawit Kelapa sawit (Elaies guineensis jacq.) merupakan salah satu komoditas unggulan nasional karena kontribusinya yang cukup besar terhadap perekonomian Indonesia. Menurut Kementerian Pertanian (2014) pengembangan komoditas kelapa sawit terus meningkat dari tahun ke tahun, terlihat dari rata-rata laju pertumbuhan areal kelapa sawit selama sebesar 7,67%, sedangkan produksi kelapa sawit meningkat rata-rata 11,09% per tahun. Pada tahun 2014 luas areal komoditas kelapa sawit mencapai 10,9 juta ha dengan produksi 29,3 juta minyak sawit. Seiring dengan semakin luasnya areal perkebunan kelapa sawit, potensi limbah batang kelapa sawit (BKS) di Indonesia menjadi sangat besar. Pada umumnya kelapa sawit akan ditebang saat peremajaan. Peremajaan biasanya

4 dilakukan pada umur 25 tahun. Berdasarkan penelitian Febrianto dan Bakar (2004) pada saat umur peremajaan, tinggi batang sawit dapat mencapai 12 meter. Apabila 1,5 m batang dari pangkal dan 1 m batang dari ujung dihilangkan, maka dari setiap batang sawit dapat dihasilkan 9,5 m log sawit dengan diameter ratarata 40 cm. Dengan demikian dari setiap batang peremajaan akan dihasilkan sebanyak 1,193 m 3 log sawit. Bila dalam 1 ha terdapat 140 batang dengan jarak tanam yang sudah ditentukan, maka dari setiap hektar didapati 167 m 3 log sawit. Berdasarkan penelitian sebelumnya, didapati bahwa batang kelapa sawit memiliki sifat yang sangat beragam dari bagian luar hingga ke pusat bagian batang dan sedikit variasi dari bagian pangkal hingga ke ujung batang. Menurut Rahayu (2001) pemanfaatan batang kelapa sawit menjadi bahan konstruksi maupun furniture harus melalui tahapan pengetahuan tentang sifat-sifat dasar batang kelapa sawit terutama sifat fisis dan mekanis. Sifat dasar kayu kelapa sawit sangat berbeda dengan kayu yang lainnya dalam hal berat jenis, kerapatan dan kadar air. Berdasarkan hasil penelitian dari Hartono dkk (2011) mengemukakan bahwa kerapatan BKS adalah berkisar antara 0,23-0,74 g/cm 3. Hal ini berpengaruh kepada kadar air yang terkandung di dalam BKS. Kadar air batang kelapa sawit bervariasi antara %. Kenaikan kadar yang bertahap ini diindikasikan terhadap dan kedalaman posisi batang. Untuk kerapatan, kelapa sawit memiliki nilai yang sangat bervariasi pada bagian yang berbeda dari batang kelapa sawit yang memiliki sifat dasarnya merupakan jenis monokotil. Pada penelitian Bakar (2003) dalam menganalisis sifat dasar batang kelapa sawit menunjukkan batang kelapa sawit termasuk dalam kelas kuat III-V. Hal ini

5 dipengaruhi oleh oleh kelas awet batang kayu kelapa sawit yang terdapat pada kelas awet V yang menyatakan bahwa tingkat keawetan batang kayu kelapa sawit sangat rentan terhadap serangan hama perusak. Kekuatan dan ketahanan terhadap perubahan bentuk suatu bahan disebut sebagai sifat-sifat mekaniknya yang merupakan kemampuan untuk menahan beban gaya luar yang bekerja padanya. Kekuatan tersebut terkandung dalam nilai MOE dan MOR batang kelapa sawit. Pada penelitian Hartono dkk (2011) menunjukkan adanya keragaman yang cukup lebar dari nilai sifat-sifat mekanik yaitu MOE dan MOR yang disebabkan adanya perbedaan struktur dari kelapa mulai bagian pangkal sampai bagian ujung batang. Hal ini merupakan salah satu alasan mengapa batang kelapa sawit tidak efektif sebagai bahan bangunan. Pada penelitian Endy dkk (2013) menyatakan nilai MOE batang kelapa sawit berkisar antara 4456, ,40 kg/cm 2. Hal ini diikuti dengan nilai rerataan MOR batang kelapa sawit antara 108,20-354,47 kg/cm 2. Perubahan dimensi yang cukup besar pada batang kelapa sawit berkisar 11,54-19,84 % menyatakan bahwa batang kelapa sawit memiliki kadar air yang cukup tinggi. Nilai tekan sejajar serat yang dihasilkan dari batang kelapa sawit bekisar antara 16,56-69,96 kg/cm 2. Nilai-nilai tersebut didapatkan dari pengujian bagian batang kelapa sawit pada pangkal, tengah dan bagian ujung batang. Phenol Formaldehida (PF) Phenol formaldehida merupakan jenis perekat thermosetting yang digunakan untuk kepentingan eksterior dan struktural. Jenis perekat ini biasanya memiliki berat molekul yang cukup tinggi dan menghasilkan garis rekat di antara partikel kayu yang kuat, kaku dan tahan terhadap pengaruh air. Pada penggunaan

6 perekat phenol formaldehida dalam pembuatan papan partikel ini, menggunakan suhu 170 o C dan pengempaan selama 7 menit (Siregar, 2013). Perekat phenol formaldehida (PF) untuk perekatan memiliki berat molekul yang cukup baik. Perekat ini tetap berada pada bagian permukaan partikel dan dapat tahan lama, keras dan tahan terhadap air. Menurut Sumardi (2000) resin phenol formaldehida dapat masuk dan mengembangkan dinding sel kayu, dan setelah dimatangkan dengan panas akan menghasilkan stabilitas dimensi yang tinggi. Kelemahan phenol formaldehida yaitu memberikan warna gelap, kadar air kayu harus lebih rendah daripada perekat urea formaldehida atau perekat lainnya dan garis perekatan yang relatif tebal. Kayu Mahoni Kadar selulosa pada kayu mahoni sebesar 46,8% dan lignin 26,9%. Keberadaan ekstraktif biasanya menjadi kendala dalam proses perekatan pada pembuatan papan komposit. Hal ini disebabkan antara perekat dan ekstraktif sering mempunyai sifat yang tidak bisa menyatu (compatible) sehingga mengakibatkan proses perekatan berjalan dengan tidak baik. Pada pembuatan papan partikel tanpa menggunakan perekat, kekuatan rekatnya dihasilkan dari aktivasi komponen-komponen kimia yang terkandung di dalamnya selama proses perlakuan panas, terutama pada komponen-komponen hemiselulosa dan lignin (Widyorini dkk, 2005). Penelitian sifat fisis dan mekanis kayu mahoni dari tegakan berumur 19, 22, 29, 33 dan 37 tahun menunjukkan bahwa sifat fisis dan mekanis kayu tersebut cenderung meningkat dari umur 19 sampai 29 dan 32 tahun, tetapi kemudian tidak terjadi peningkatan sifat fisis dan mekanis sejak umur 32 tahun. Nilai kerapatan

7 kayu mahoni yang diteliti berkisar antara 0,507-0,583 g/cm 3 dengan rata-rata 0,55 g/cm 3, sedangkan penyusutan tangensial dari keadaan basah sampai kering udara berkisar antara 1,951-2,534% dengan rata-rata 2,187%. Rata-rata modulus elastisitas berkisar antara 68657, ,59 kg/cm 2 terendah pada pada kayu umur 19 tahun dan tertinggi pada umur 37 tahun. Kayu mahoni yang diteliti tergolong kelas kuat III (Hajib, 2011). Bilik Bambu Bambu termasuk suku Graminae, mempunyai pertumbuhan pimer tanpa diikuti pertumbuhan sekunder. Batangnya berbuku-buku dan beruas-ruas. Pada ruasnya tidak terdapat elemen-elemen sel radial, seperti jari-jari. Kulit bagian luar batang tersusun sel epidermis dan kulit bagian dalam berupa sel-sel sklerenkim. Batang bambu tersusun kurang lebih 50% parenkim, 40% serabut sklerekim dan 10% berkas pengangkut. Jaringan parenkim yang cukup banyak, memberikan ketahanan yang baik pada bambu (Darupratomo, 2008). Pada penelitian ini, digunakan bilah bambu talang (Schizostachyum brachycladum Kurz.) sebagai pelapis pada bagian permukaannya, dan papan partikel pada bagian tengahnya. Hasil penelitian Anggrahini (2009) menyatakan bahwa papan komposit khususnya papan partikel memiliki kelemahan yaitu sifat mekanisnya yang lebih rendah dibandingkan kayu solid. Untuk meningkatkan kekuatan papan komposit, telah dikembangkan produk yang permukaannya dilapisi bilik bambu, produk dengan konstruksi demikian disebut comply. Sehingga, diharapkan dapat meningkatkan kekuatan papan komposit secara signifikan.