BAHAN PEREKAT PADA PAPAN PARTIKEL

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Teknologi Industri Hijau berbasisSumber Daya Hayati

Dosen Pengampu : Dr Ragil Widyorini

Disusun Oleh :Heny Akbar M (11/324156/PMU/07181)

MAGISTER TEKNOLOGI PENGEMBANGAN BERKELANJUTANPROGRAM STUDI ILMU LINGKUNGAN SEKOLAH PASCA SARJANA

UNIVERSITAS GADJAH MADA2013

A. PENDAHULUAN

Hutan merupakan salah satu sumber daya alam yang penting di Indonesia

dan memberikan manfaat langsung dan tidak langsung. Manfaat langsung antara

lain berupa kayu yang dipanen dan diolah. Kegiatan pemanenan dan pengolahan

tersebut menyebabkan terjadinya limbah pemanenan dan limbah

pengolahan. Limbah kayu dari kedua kegiatan tersebut secara botanis umumnya

sama karena sebagian besar pohon yang dipanen dikeluarkan dari hutan untuk

diolah. Perbedaannya dalam bentuk, yaitu limbah pemanenan berupa batang,

cabang, dan ranting, sedangkan limbah pengolahan berupa sebetan, potongan

ujung, tatal, serbuk, sisa pemotongan dolok, sisa venir, sisa kupasan, sisa sayatan

dan sisa pemotongan produk tergantung macam pengolahannya.

Indonesia dengan kekayaan alamnya yang beragam dan dengan posisi

strategis di belahan bumi ini mempunyai potensi untuk mengembangkan eco-

technology (melalui pemberdayaan masyarakat dan pemberdayaan regional) yang

pada akhirnya mampu menyejahterakan masyarakatnya melalui swasembada

energi dan optimalisasi pemanfaatan sumber daya.

Salah satu bentuk nyata penerapan eco-technology adalah pemanfaatan

limbah padat perkebunan dan pertanian yang berbentuk serat (fiber) sebagai

penguat material komposit untuk keperluan industri manufaktur. Salah satu

contohnya yaitu “Papan Partikel”. Dengan pemanfaatan ini maka limbah padat

dapat diminimalkan sekaligus meminimalkan pencemaran udara akibat polusi dan

emisi GHG

Papan partikel adalah bagian-bagian kecil yang dibuat dari potongan-

potongan kayu yang dihasilkan dengan memotong atau mekanis fraktur. Partikel-

partikel yang saling berhubungan dengan perekat sintetis didominasi bahan

sintetis. Zat aditif seperti parafin sering dimasukkan dalam resin kayu campuran

untuk memberikan stabilitas dimensi atau sifat fisik diinginkan kepada papan

partikel. Partikel kayu yang digunakan adalah dihasilkan dari sisa-sisa kayu

primer lain atau dari kayu bulat.. Kombinasi bahan baku proses pembuatan

partikel seperti hasil dalam berbagai bentuk dan ukuran partikel (Tsoumis, 1991).

Tipe Utama Partikel

Salah satu pemanfaatan limbah kayu adalah untuk pembuatan papan

partikel yaitu lembaran hasil pengempaan panas campuran partikel kayu atau

bahan berlignoselulosa lainnya dengan perekat organik dan bahan

lainnya. Partikel berarti butir atau bahan yang berukuran relatif kecil. Partikel

kayu berarti potongan kecil kayu yang bentuknya bermacam-macam tergantung

pada cara pengolahannya. Tipe utama partikel yang digunakan untuk papan

partikel adalah sebagai berikut :

1. Pasahan, partikel kayu kecil berdimensi tak menentu, berasal dari limbah

pengetaman.Serpih, partikel kecil dengan dimensi yang ditentukan, berasal

dari pealatan khusus, seratsejajar dengan permukaan.

2. Bentuk kiskuit, berupa serpih tetapi lebih lebar. Biasanya lebih besar dari

0,025 inci tebalnya dan lebih dari 1 inci panjangnya.

3. Tatal, dihasilkan dengan memotong kayu menggunakan pisau atau

pemukul.

4. Serbuk gergajian, berasal dari limbah gergajian kayu

5. Untaian, pasahan panjang. Pipih dengan permukaan sejajar.

6. Kerat, potongan hampir persegi, melintang, panjang sedikitnya 4 x

ketebalannya.

7. Wol kayu,(ekselsior), keratin panjang, berombak, ramping (Haygreen dan

Boywer, 1996).

Berdasarkan kerapatannya, papan partikel dapat dibagi menjadi 3

golongan, yaitu:

1. Papan partikel berkepadatan rendah (Low Density Particleboard), yaitu

papan yang mempunyai kerapatan < 0,4g/cm3

2. Papan partikel berkerapatan besar (Medium Density Particleboard), yaitu

papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,4-0,8 g/cm3 c.

3. Papan parikel berkerapatan tinggi (Hight Density Particleboard), yaitu

papan partikel yang mempunyai kerapatan > 0,8 g/cm3

B. JENIS-JENIS PEREKAT

Sebuah perekat, atau lem, adalah campuran cairan dalam keadaan semi-

cair atau yang melekat atau ikatan item bersama. Perekat dapat berasal dari

sumber alam atau sintetis. Jenis bahan yang dapat berikatan yang luas namun

mereka sangat berguna untuk ikatan bahan yang tipis. Perekat mengeras dengan

pelarut pada suhu kamar atau dengan mengeksposkannya ke suhu yang

ditingkatkan.

Definisi perekat menurut beberapa ahli :

1. Shield (1970) mendefinisikan perekat sebagai suatu bahan yang dapat

menyatukan bahan-bahan lainnya melalui ikatan permukaan.

2. Kennedy et all (1984) mendefinisikan perekat sebagai unsur yang mampu

menyatukan bahan secara bersama melalui ikatan secara kimia atau secara

mekanik.

3. Salomon & Schonlau (1951) mendefinisikan perekat sebagai bahan yg

mampu menyambungkan atau menyatukan kedua permukaan benda yg

terpisah sehingga mempunyai kekuatan yg memadai saat dikenai beban

tertentu.

4. Wake (1976) & Ruhendi (1986) mendefinisikan perekat sebagai bahan yang

mampu menyatukan benda sejenis atau tidak sejenis melalui ikatan atau

sentuhan permukaan & menjadikan benda tsb memiliki sifat tahan terhadap

usaha pemisahan.

Pembagian bahan perekat dibagi menjadi beberapa bagian secara utama

terdiri dari bahan perekat alami dan bahan perekat alami. Bahan perekat alami

berasal dari hewani, tumbuhan, dan mineral. Beberapa bahan perekat yang berasal

dari hewani adalah Albumen, Casein, Shellac, Lilin lebah dan Kak (Animal Glue).

Beberapa bahan perekat yang berasal dari tumbuhan adalah Damar Alam, Arabic

Gum, Protein, Starch, Dextrin, dan Karet Alam. Beberapa bahan perekat yang

berasal dari mineral adalah Silicate, Magnesia, Litharge, Bitemen, dan Asphalt.

Bahan pereket sintetis berasal dari Elastomer, Thermoplastic, dan

Thermosetting. Beberapa bahan perekat yang berasal dari Elastomer adalah Poly

Chloropene, Poly Urethane, Silicon Rubber, Polisoprene, Poly Sulphide, dan

Butyl Rubber. Beberapa bahan perekat yang berasal dari Thermoplastic adalah

Ethyl Cellulose, Poly Vinyl Acetate, Poly Vinyl Aalcohol, Poly Vinyl Chloride,

Poly Acrylate, dan Hotmelt. Beberapa bahan perekat yang berasal dari

Thermosetting adalah Urea Formaldehyde, Epoxy Polyamide, dan Phenol

Formaldehyde.

1. Animal Glue

Secara umum jenis lem mini dikenal lem Kak. Bahan ini dibuat dari

collagen (suatu protein kulit binatang, tulang-tulang dan daging penyambung

tulang). Keistimewaan dari bahan ini adalah dapat larut dalam air panas, dan pada

waktu pendinginan terjadi pembekuan seperti agar-agar (jelly), sehingga lam ini

dapat menghasilkan daya rekat pertama yang cukup kuat. Pada pengeringan

selanjutnya terjadilah daya rekat yang kuat. Lem Kak ini terdapat dipasaran dalam

bentuk granulate (butir-butir), potongan-potongan dan lempengan.

2. Casein

Casein adalah zat protein yang terdapat dalam susu hewan (sapi) sebagai

hasil samping dari perusahaan keju. Larutan casein dalam bentuk pasta banyak

digunakan pada penempelan label kertas ke botol gelas. Keistimewaan dari lem

casein ini ialah hasil penempelannya bersifat tahan terhadap kelembaban dan juga

tehan terhadap air, sehingga jika botol terendam di dalam air kertas tidak akan

lepas.

3. Starch dan Dextrin

Starch atau kanji adalah hasil dari tumbuhan, contoh yang kita jumpai

ialah terbuat dari tepung tapioka. Bahan ini sudah dikenal sejak dahulu sebagai

bahan lem, ialah dengan cara memasaknya dengan air. Dextrin adalah hasil

modifokasi secara kimia dari kanji. Kedua bahan ini banyak digunakan pada

pembuatan kantong-kantong kertas, kotak-kotak karton, dan lain-lain.

4. Poly Vinyl Acetate

Poly vinyl acetate atau disingkat PVAc adalah suatu resin (polymer) dari

hasil polimerisasi di mana sebagai bahan monomernya adalah vinyl acetate. Hasil

dari polimerisasi ini berbentuk disperse atau emulsi di dalam air, berwarna putih

dan pasta. Poly vinyl acetate dipakai secara meluas di bidang lem sejak tahun

1940 sebagai pengganti dari lem Kak (animal glue) di industri perkayuan. PVAc

sangat sesuai digunakan pada mesin-mesin pembungkus yang berkecepatan tinggi.

Juga, PVAc digunakan pada mesin-mesin penjilid buku, kantong kertas,

pembuatan sampul, dan lain-lain. Secara kimia poly vinil acetate mempunyai

gugus-gugus atom yang aktif sehingga ia dapat mengikat bahan-bahan lain dengan

cara hydrogen bonding maupun adsorpsi secara kimia.

5. Urea Formaldehide

Kemajuan yang dicapai dalam hal perekatan perkayuan ialah

ditemukannya bahan perekat sintetis pada tahun pertengahan 1930. Perekat

sintatis ini ialah Phenol Formaldehyde dan Urea Formaldehyde. Disebabkan lebih

murah, maka Urea Formaldehyde lebih banyak dipakai dibanding yang lainnya.

Urea Formaldehyde banyak dipakai pada pembuatan plywood. Pada

pemakaiannya kadang-kadang dicampur dengan tepung terigu untuk menjadikan

hasil perekatan fleksibel. Resin dicampur dengan hardener di dalam air kemudian

ditambahkan tepung terigu sebagai pengisi dan kemudian zat katalis. Adukan ini

disebarkan ke permukaan lapisan kayu dengan rol spreader. Lapisan-lapisan kayu

tipis (vinir) yang telah dispread dengan lem urea ini kemudian disusun lapis tiga

(triplek) dan dipres dengan dipanaskan dengan steam selama 4 sampai 7 menit,

dengan temperature atau suhu dari steam antara 125 derajat hingga 140 derajat

Celcius.

C. PEREKAT DALAM PAPAN PARTIKEL (ISOSIANAT)

Perekat merupakan salah satu faktor yang mempunyai keberhasilan dalam

pembuatan papan partikel. Pemilihan jenis dan banyaknya perekat yang

dibutuhkan sangat penting untuk diperhatikan. Suatu bahan perekat tergantung

pada jenis papan partikel yang akan dibuat. Beberapa istilah lain dari perekat yang

memiliki kekhususan meliputi glue, mucilage, pasta, dan cement. Glue merupakan

perekat yang terbuat dari protein hewani, seperti kulit, kuku, urat, otot dan tulang

yang secara luas digunakan dalam industri pengerjaan kayu. Mucilage merupakan

perekat yang dipersiapkan dari getah dan air dan diperuntukkan terutama untuk

merekat kertas. Paste merupakan perekat pati (strach) yang dibuat melalui

pemanasan campuran pati dan air dan dipertahankan berbentuk pasta. Cement

merupakan istilah yang digunakan untuk perekat yang bahan dasarnya karet dan

mengeras melalui pelepasan pelarut Isosianat merupakan salah satu perekat yang

dapat digunakan dalam pembuatan papan biokomposit. Perekat ini bersifat

karsinogen dan beracun. Perekat ini tergolong dalam kategori perekat

termosetting, karena tidak dapat kembali kebentuk semula apabila diaplikasikan

ke bahan yang digunakan.

Isosianat adalah perekat yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi

daripada perekat lainnya. Isosianat bereaksi bukan hanya dengan aquarous tetapi

juga dengan kayu yang menghasilkan ikatan kimia yang kuat sekali (chemical

bonding). Isosianat juga memiliki gugus kimia yang sangat reaktif, yaitu R-

N=C=O. Keunikan perekat isosianat adalah dapat digunakan pada variasi suhu

yang luas, tahan air, panas, cepat kering, Ph netral dan kedap terhadap solvent

(pelarut organik). Isosianat membutuhkan waktu yang lama untuk mengental,

pada saat menit ke-70 isosianat tidak mampu menental dengan sempurna.

Isosianat memiliki kemampuan wetabilitas yang buruk. Hal ini ditandai

dengan kemampuan perekat isosianat yang sulit menembus permukaan dan

membentuk sudut kontak yang luar yang terkecil atau sudut kontak dalam yang

terbesar. Hal ini disebabkan isosianat memiliki kekentalan yang tinggi disbanding

dengan larutan lain yang digunakan sebagai perekat.

Referensi:

http://himabatpl08.wordpress.com/2009/11/26/pengertian-perekat-adhesive/ (17Januari 2013)

http://ecimansorong.blogspot.com/2010/05/kimia-lem-dan-perekat.html (17Januari 2013)

http://vansaka.blogspot.com/2010/03/perekat-isosianat.html (17 Januari 2013)

Ruhedi, S. dan Y.S. Hadi. 1997. Perekat dan Perekatan. Teknologi Hasil HutanFakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Ruhedi, S., Koroh D. S., Syahmani F., Yanti H., Nurhaida, Saad S., Sucipto T.2007. Analisis Perekatan Kayu. Institut Peranian Bogor. Bogor.

Vick, C. B. 1999. Adhesive Bonding of Wood Material. Forest ProductTechnology. USDA Forest Service. Wisconsin.