TINJAUAN PUSTAKA. Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Papan Partikel Papan partikel merupakan salah satu jenis produk komposit atau panel 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, 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 (Sulaeman, 2010). Peningkatan jumlah lapisan daun pisang meningkatkan sifat mekanis papan partikel dari daun pisang. Papan partikel dengan 4 lapisan menghasilkan modulus elastisitas dan keteguhan rekat internal yang tinggi. Hal ini diduga dipengaruhi oleh orientasi serat daun pisang yang sejajar dengan arah pengujian pada kekuatan tarik (Nongman et al., 2016). 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

2 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. Eceng Gondok Menurut Suprapti (2000), eceng gondok (Eichhornia crassipes) merupakan jenis tumbuhan air yang termasuk genus Eichhornia, famili Pontedericeae, kelas Monocotyledonae dan divisi Spermatophyta. Eceng gondok memiliki daun berbentuk bulat telur dan berwarna hijau segar mengkilat, berbunga ungu muda (nila), daun ditopang oleh bingkai daun (petioles) berbentuk silinder memanjang sampai 1 meter dengan diameter 1-2 cm yang berisi serat kuat dan lemas serta mengandung banyak air. Eceng gondok memiliki dua cara perkembangbiakan yaitu dengan biji dan tune (stolon) yang berada di atas akar. Di samping itu, eceng gondok memiliki kemampuan merubah ph air di lingkungan tempat tumbuhnya. Suhu ideal untuk pertumbuhannya berkisar antara 28 C-30 C dengan derajat keasaman (ph) antara 5-6. Menurut Zerrudo (1979) tangkai daun (petioles) eceng gondok mengandung 34,6% fiber berdasarkan berat kering oven, dengan panjang fiber ratarata 1,53 mm dan berdinding tipis, mengandung sedikit lignin, holoselulosa, pentosan yang tinggi. Kadar abu yang tinggi, tetapi mengandung sedikit silika, ekstraktif cukup larut dalam alkohol-benzena tetapi larut banyak dalam NaOH 1%. Kandungan selulosa Cross and Bevan eceng gondok sebesar 64,51% dari berat total (Joedodibroto, 2000) memungkinkan eceng gondok dapat dipakai

3 sebagai bahan baku pembuatan papan partikel. Kandungan ekstraktifnya rendah, yaitu sekitar 6% dari berat total, sehingga tidak mengganggu perekatan. Pemanfaatan eceng gondok sebagai bahan baku pembuatan papan partikel merupakan salah satu alternatif manfaat yang memberikan nilai tambah eceng gondok bagi masyarakat. Menurut Gopal dan Sharma (1981) eceng gondok mengandung 11,3% lignin, 13,3% pentosan, 21,9% selulosa, dan hanya 0,018% pati. Kadar selulosa dilaporkan ditemukan dalam kisaran nilai yang sangat besar yaitu 26,1%; 32%; 42%; dan 40-50%, selulosa yang dihasilkan sebaik kapas dengan karakteristik serat sebagai berikut: panjang 1,53 mm, lebar 0,023 mm, tebal dinding sel 3,5 µm dengan kadar abu yang tinggi. Eceng gondok (water hyacinth) mengandung protein, karbohidrat, lemak, kadar abu dan serat. Daun eceng gondok merupakan sumber protein dengan konsentrasi yang baik. Eceng gondok mengandung asam amino, tripofan, glutamin dan asporagin. Dari analisis logam yang dilakukan menunjukan bahwa ada Cd, Cr, Hg, Pb, Sn, Fe, Cu, Zn, Ni, dan Co. Namun konsentrasi logam tersebut tidak menimbulkan ancaman yang berat dalam penggunaan eceng gondok maupun dalam lingkungan (Adeyemi et al., 2016). Eceng gondok dapat menyerap hingga 180 ppm Pb dan telah digunakan untuk membersihkan garam perak dari air limbah (Hidayati, 2005). Perekat Urea Formaldehida (UF) Perekat (adhesive) adalah suatu subtansi yang dapat menyatukan dua buah benda atau lebih melalui ikatan permukaan. Perekat thermosetting merupakan perekat yang dapat mengeras apabila terkena panas atau reaksi kimia dengan

4 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 urea formaldehyde (UF), melamine formaldehyde (MF), phenol formaldehyde (PF), isocyanate, dan resolsinol formaldehide. Perekat thermoplastic adalah perekat 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). Menurut Walker (1993), UF merupakan perekat yang paling banyak digunakan dalam pembuatan papan partikel karena UF lebih murah harganya bila dibandingkan dengan perekat lainnya. UF lebih cepat kering pada saat dikempa dengan suhu yang rendah bila dibandingkan dengan PF. Sifat-sifat UF yaitu 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. Perekat UF mempunyai waktu pengerasan yang singkat dengan kempa panas kurang lebih 10 menit dan dalam pembuatan papan ditambahkan 10% dari serat kering oven partikel. Menurut Maloney (1993) perekat ini mempunyai karakteristik viskositas (25 o C) (Cps) sebesar 30%, resin solid content 40-60%, ph sekitar 7-8, berat jenis (25 o C) adalah 1,27-1,29. Penelitian mengenai degradasi termal UF dan epoksi campuran (UF dan epoksi) menemukan bahwa kelemahan utama resin UF adalah emisi secara terus menerus yakni CO 2, CO, HCN, NH 3, HNCO dan H 2 O sedangkan pada epoksi

5 campuran tidak ada emisi. Sifat formaldehida dapat ditingkatkan dengan menggunakan polimer lainnya agar dapat diaplikasikan sebagai indoor/outdoor dalam industri kayu (Ahamad et al., 2014). Faktor konsentrasi urea formaldehida dan interaksi hanya berpengaruh nyata terhadap kadar air papan partikel. Semua sifat fisik dan mekanik papan partikel yang diuji telah memenuhi standar JIS A , kecuali pada pengembangan tebal dan modulus elastisitas papan. Perlakuan terbaik untuk sifat fisik dan mekanik papan partikel dari batang pandan mengkuang (Pandanus atrocarpus) adalah pada perlakuan ukuran partikel kasar dan konsentrasi urea formaldehida 14% (Maulana et al., 2015). Peningkatan kadar perekat UF berpengaruh terhadap pengembangan tebal, penyerapan air, dan meningkatkan modulus patah, modulus elastisitas dan kuat cabut sekrup, tetapi tidak mengakibatkan perubahan terhadap kerapatan, kadar air dan keteguhan rekat. Kadar air dan modulus patah papan partikel yang memenuhi standar Indonesia dan standar Jepang baik secara parsial atau keseluruhan. Berdasarkan nilai kerapatan, papan partikel hasil percobaan ini lebih cocok untuk digunakan sebagai penyekat ruangan dan rangka meja (Iskandar, 2012). Semakin tinggi kadar perekat maka akan semakin tinggi keteguhan rekat dari papan partikel. Semakin tinggi kadar perekat maka nilai pengembangan tebal akan semakin menurun. Penyerapan air akan menyebabkan mengembangnya dinding sel serat, sedangkan rongga serat yang mengecil saat pengempaan mudah kembali ke ukuran semula karena perekat tidak masuk ke dalam rongga serat yang mengikatnya dengan baik, karena semakin banyak air yang diserap dan memasuki

6 struktur partikel maka semakin besar perubahan dimensi tebal yang dihasilkan (Gultom, 2012). Produk komposit yang ramah lingkungan adalah dengan menggunakan perekat pati. Faktor yang mempengaruhi kekuatan ikat dan daya tahan air perekat pati adalah solid content yang berbeda dan penambahan aditif. Rasio optimum penambahan aditif yang baik yaitu sekitar 4% - 6% (Tan et al., 2011). Perekat memiliki peran yang penting dalam industri pengolahan kayu. Perekat juga memberi kontribusi untuk meningkatkan kualitas produk dan merupakan dasar untuk pengembangan kayu. Perekat UF memiliki kelebihan efisiensi biaya dalam produksi panel kayu namun kualitas yang dihasilkan belum maksimal jika digunakan dalam industri besar (Giertl et al., 2015). Ukuran Partikel Papan partikel dengan ukuran partikel kasar memiliki nilai modulus elastisitas yang lebih besar. Hal ini dikarenakan dimensi partikel yang lebih besar dapat menyalurkan tekanan dari beban yang diterima lebih baik dibandingkan dengan ukuran partikel halus. Faktor ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap kadar air, modulus elastisitas, modulus patah, keteguhan rekat dan kuat pegang sekrup yang dihasilkan (Sinulingga, 2007). Perubahan ukuran butir dari besar menjadi lebih kecil akan berakibat meningkatkan massa jenis struktur batang sekam padi serta akan meningkatkan kekuatan yang diukur dari nilai tensile yang makin meningkat seiring makin halusnya ukuran butir. Secara visual dan tekstur kekasaran maka untuk ukuran butir 0,5 mm termasuk kategori yang halus secara tekstur (Iskandar, 2015).