SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL JERAMI … · suatu produk papan partikel jerami dengan...

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

RINGKASAN Roslita Fajarwati. E24051126. 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 non-struktural 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 46.403.598,76 m3, sedangkan realisasinya tahun 2008 sebesar 36.268.586,25 m3. 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 60-80°C untuk mendapatkan kadar air dibawah 6%. perekat yang dipersiapkan jenis UF dan isocyanate dengan kadar masing-masing 10%, 12%, dan 14%. Perekat diaduk dengan partikel dalam rotary blender, dilanjutkan dengan pencetakan lembaran dan pengempaan dengan suhu 160°C, tekanan 25 kg/cm2 selama 10 menit.

Pengujian produk mengacu kepada Japanese Standard Association, JIS A 5908 : 2003, mengenai particleboard. Sifat fisis meliputi kerapatan dengan rata-rata antara 0,75 g/cm3 0,90 g/cm3, 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 10704,86-13342,53 kg/cm2, modulus patah (MOR) berkisar antara 62,85858-132,7962 kg/cm2, internal bond berkisar dari 0,24 kg/cm2 sampai 1,39 kg/cm2, 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

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 E24051126

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

E24051126

DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

Judul Skripsi : Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel Jerami dengan

Variasi Kadar Perekat Urea Formaldehyde dan

Isocyanate

Nama : Roslita Fajarwati

NIM : E24051126

Menyetujui,

Komisi Pembimbing

Ketua, Anggota,

Ir. Jajang Suryana, M. Sc Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc NIP. 19581018 198403 1 001 NIP. 19630711 199103 1 002

Mengetahui,

Dekan Fakultas Kehutanan

Institut Pertanian Bogor

Dr. Ir. Hendrayanto, M.Agr NIP. 19611126 198601 1 001

Tanggal Lulus:

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

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Garut, 23 Agustus 1987 sebagai anak pertama dari

empat bersaudara pasangan Yayat Sumirat dan Teti.

Tahun 1992-1993 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 2006-2007, staf Departemen Eksternal Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan

2007-2008, anggota Himpunan Mahasiswa Garut pada tahun 2005-2007, Kepala

Bidang Kewirausahaan Himpunan Mahasiswa Garut periode 2007-2008,

Bendahara Komunitas Seni Budaya Masyarakat Roempoet periode 2007-2008.

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.

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

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 ............................................................................. 1

1.2 Tujuan Penelitian ......................................................................... 2

1.3 Manfaat Penelitian ....................................................................... 2

1.4 Hipotesis ...................................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Papan Partikel ............................................................................. 3

2.2 Bahan Baku Jerami Padi ............................................................. 5

2.3 Perekat ........................................................................................ 6

2.4 Urea Formaldehyde (UF) ........................................................... 7

2.5 Isocyanate .................................................................................. 8

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat ....................................................................... 10

3.2 Alat dan Bahan ............................................................................ 10

3.3 Pembuatan Contoh Uji ................................................................. 10

3.4 Pengujian Papan Partikel ............................................................. 13

3.5 Analisis Data ............................................................................... 16

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisis Papan Partikel Jerami .................................................. 18

4.2 Sifat Mekanis Papan Partikel Jerami ............................................ 25

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ................................................................................. 31

5.2 Saran ........................................................................................... 31

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 32

LAMPIRAN .................................................................................................... 35

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

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Pola Pemotongan Contoh Uji ........................................................ 12

Gambar 2 Pengujian MOE dan MOR .............................................................. 15

Gambar 3 Kerapatan papan partikel ............................................................... 18

Gambar 4 Kadar air papan partikel .................................................................. 20

Gambar 5 Daya serap air dengan perendaman selama 2 jam .......................... 21

Gambar 6 Daya serap air dengan perendaman selama 24 jam ........................ 22

Gambar 7 Pengembangan tebal dengan perendaman selama 2 jam ................ 23

Gambar 8 Pengembangan tebal dengan perendaman selama 24 jam ................ 24

Gambar 9 Modulus of Elasticity (MOE) papan partikel ................................... 25

Gambar 10 Modulus of Rupture (MOR) papan partikel ..................................... 27

Gambar 11 Internal Bond (IB) papan partikel ................................................... 28

Gambar 12 Kuat pegang sekrup papan partikel ................................................. 29

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Tabel data hasil pengujian papan partikel ....................................... 36

Lampiran 2 Tabel data hasil perkalian dengan faktor koreksi kerapatan sasaran 37

Lampiran 3 Tabel rekapitulasi data hasil pengujian sifat fisis dan mekanis ........ 38

Lampiran 4 Analisis keragaman sifat fisis papan partikel .................................. 39

Lampiran 5 Analisis keragaman sifat mekanis papan partikel ............................ 43

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 m3/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 46.403.598,76 m3, sedangkan realisasi

RPBBI tahun 2008 sebesar 36.268.586,25 m3. 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 44.229.343 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 produk-

produk turunan dari jerami berupa papan partikel sehingga mampu menambah

nilai jual. Pada penelitian ini dilakukan pembuatan suatu produk papan partikel

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.

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 panil-

panil 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/cm3

b) Papan partikel berkerapatan sedang (Medium Density Particleboard), yaitu

papan partikel yang mempunyai kerapatan antara 0,59-0,8 g/cm3

c) Papan partikel berkerapatan tinggi (High Density Particleboard), yaitu papan

partikel yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm3.

Maloney (1993) menyatakan bahwa dibandingkan kayu asalnya, papan

partikel mempunyai beberapa kelebihan seperti :

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.

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

Standar JIS A 5908 (2003)

1 Kerapatan (g/cm3) 0,4 – 0,9 2 Kadar air (%) 5 – 13 3 Daya serap air (%) - 4 Pengembangan tebal (%) maks 12 5 MOR (kg/cm2) min 82 6 MOE (kg/cm2) min 20400 7 Internal Bond (kg/cm2) min 1,5 8 Kuat pegang sekrup (kg) min 31

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 44.229.343 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

batang (8,1%) (Setiarso 1987). Kandungan jerami menurut Karimi (2006) diacu

dalam Isroi (2007) adalah tertera pada Tabel 2.

Tabel 2 Kandungan kimia jerami

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

Komponen Kandungan (%) Hemiselulosa 27(+/- 0.5) Selulosa 39(+/- 1) Lignin 12(+/- 0.5) Abu 11(+/- 0.5)

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. 1975 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 (NH4Cl). 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 (115oC-

127oC), 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.

Tabel 3 Karakteristik Perekat UF (UA – 140)

No Test Specification 1 Viscosity (Poise/25oC) 2,0 – 3,0 2 pH (pH meter/25oC) 8,00 - 9,00 3 Cure Time (second./100oC) 50 - 70 4 Resin Content (%/105oC) 65,00 - 67,00 5 Specific Gravity (25oC) 1,268 - 1,280 6 Water Solubility (x/25oC) 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 (25oC) (Cps) sebesar 30%, resin solid content 40-60%, pH sekitar 7-8,

berat jenis (25oC) adalah 1,27-1,29.

2.5 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

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.

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 2009.

3.2 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. .

3.3 Pembuatan Contoh Uji

3.3.1 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 60-

80oC hingga kadar air mencapai 2-5%.

Papan partikel yang dibuat adalah papan partikel dengan kerapatan sasaran

0,7 g/cm3 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.

3.3.2 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.

3.3.3 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.

3.3.4 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 160oC dengan tekanan 25

kgf/cm2 selama 10 menit. Suhu dan tekanan kempa disesuaikan dengan jenis

perekat yang dipakai.

3.3.5 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.

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 5908-2003 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

3.4 Pengujian Papan Partikel

3.4.1 Pengujian Sifat Fisis

a) Kerapatan

Kerapatan papan partikel berdasarkan berat dan volume kering udara

dengan ukuran 10×10 cm. Nilai kerapatan papan partikel dihitung dengan

menggunakan rumus sebagai berikut :

dimana :

Kr = kerapatan (gram/cm3)

M = berat contoh uji kering udara (gram)

V = volume contoh uji kering udara (cm3)

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 ± 2oC.

Contoh uji berukuran 10×10 cm. Selanjutnya kadar air papan dihitung dengan

menggunakan rumus :

KA=퐵퐵 − 퐵퐾푇퐵퐾푇 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 (%)

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)

3.4.2 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/cm2)

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.

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/cm2)

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:

dimana :

IB= keteguhan rekat ( kg/cm2 )

P = beban maksimum (kg)

A = luas penampang (cm2)

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

αi = Pengaruh perlakuan jenis perekat pada taraf ke- i

βj = Pengaruh perlakuan kadar perekat pada taraf ke-j

(αβ)ij = Pengaruh interaksi dari unit percobaan yang mendapatkan perlakuan

jenis perekat ke-i, dan kadar perekat ke-j

εijk = 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

Keragaman Db JK KT Fhitung

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)

KTA/KTS KTB/KTS

KTAB/KTS

Adapun hipotesis yang diuji adalah sebagai berikut :

Pengaruh utama faktor jenis perekat (faktor A) :

H0 : α1 = … = αa = 0 (faktor A tidak berpengaruh)

H1 : paling sedikit ada satu i dimana αi ≠ 0

Pengaruh utama faktor kadar perekat (faktor B) :

H0 : β1 = … = βb = 0 (faktor B tidak berpengaruh)

H1 : paling sedikit ada satu i dimana βi ≠ 0

Pengaruh sederhana (interaksi) faktor A dengan faktor B :

H0 : (αβ)11 = … = (αβ)ab = 0 (interaksi faktor A - faktor B tidak berpengaruh)

H1 : paling sedikit ada satu ij dimana (αβ)ij ≠ 0

Sedangkan kriteria ujinya yang digunakan adalah jika Fhitung lebih kecil

atau sama dengan Ftabel maka perlakuan tidak berpengaruh nyata pada suatu

tingkat kepercayaan tertentu dan jika Fhitung lebih besar dari Ftabel maka perlakuan

berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan tertentu. Untuk mengetahui faktor-

faktor yang berpengaruh nyata dan sangat nyata dilakukan uji lanjut dengan

menggunakan uji beda Duncan.

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

4.1.1 Kerapatan

Hasil pengujian kerapatan didapatkan nilai kerapatan rata-rata papan

partikel berkisar antara 0,75 g/cm3-0,90 g/cm3. 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%.

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.

0,300,400,500,600,700,800,901,00

10% 12% 14%

KERA

PATA

N

(g/c

m3

)

UF

ISO

Kadar Perekat

JIS A 5908:2003

Nilai kerapatan yang dihasilkan papan partikel lebih besar dari kerapatan

sasaran yaitu 0,7 g/cm3. 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/cm3, kerapatan seluruh papan komposit yang dihasilkan

memenuhi standar yang ditetapkan.

4.1.2 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

penggunaan perekat isocyanate yang memberikan nilai yang cenderung menurun

untuk setiap penambahan kadar perekatnya.

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%

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

10,0011,0012,0013,00

10% 12% 14%

KA

DA

R A

IR (%

)

UF

ISO

Kadar Perekat

JIS A 5908:2003

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.

4.1.3 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%.

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

0,00

50,00

100,00

10% 12% 14%

DA

YA S

ERA

P A

IR(%

)

UF

ISO

Kadar Perekat

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.

Gambar 6 Daya serap air dengan perendaman selama 24 jam

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.

0,00

50,00

100,00

150,00

10% 12% 14%

DA

YA S

ERA

P A

IR

(%)

UF

ISO

Kadar Perekat

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%.

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

0,005,00

10,0015,0020,0025,0030,0035,0040,0045,00

10% 12% 14%

PEN

GEM

BAN

GA

N T

EBA

L (%

)

UF

ISO

Kadar Perekat

JIS A 5908:2003

jenis perekat memberikan kecenderungan nilai yang menurun setiap variasi kadar

perekat 10%, 12%, dan 14%.

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

0,00

15,00

30,00

45,00

60,00

75,00

90,00

10% 12% 14%

PEN

GEM

BAN

GA

NTE

BAL

(%) UF

ISO

Kadar Perekat

JIS A 5908:2003

hasil rata-rata pengembangan yang lebih tinggi. Menurut Setiawan (2008) dalam

penelitiannya mengenai papan partikel sekam padi mengatakan bahwa

pengembangan tebal diduga ada hubungannya dengan absorpsi air, karena

semakin banyak air yang diabsorpsi dan memasuki struktur sekam maka semakin

banyak pula perubahan dimensi yang dihasilkan. Hal ini dibuktikan dengan

besarnya nilai daya serap air yang tinggi.

Mengacu pada standar JIS A 5908 : 2003 yang mensyaratkan untuk

pengembangan tebal papan partikel maksimum 12%, sehingga hanya ada satu

papan partikel yang memenuhi syarat tersebut yaitu papan partikel isocyanate

12%. Nilai pengembangan tebal papan tersebut sebesar 11,91%.

4.2 Sifat Mekanis Papan Partikel

4.2.1 Modulus of Elasticity (MOE)

Modulus lentur atau Modulus of elasticity merupakan suatu besaran yang

menunjukkan sifat elastisitas suatu bahan atau material. Hasil penelitian

menunjukkan nilai rata-rata MOE papan partikel jerami berkisar antara 10704,86-

13342,53 kg/cm2.

Gambar 9 Modulus of Elasticity (MOE) papan partikel

Nilai MOE terbesar terdapat pada papan dengan perekat UF 14%,

sedangkan terendah terdapat pada papan UF 10% Nilai tertinggi ini tidak jauh

berbeda dengan nilai MOE papan dengan perekat isocyanate 14%, yaitu 13316,65

kg/cm2. Hal ini membuktikan pernyataan Setiawan (2008), yaitu nilai MOE dapat

ditingkatkan dengan cara menambah kadar perekat. Pada penelitian ini, nilai MOE

0,00

5000,00

10000,00

15000,00

20000,00

25000,00

10% 12% 14%

Kadar Perekat

MO

E ( K

g/cm

2 )

UF

ISO

JIS A 5908:2003

semakin bertambah dengan bertambahnya kadar perekat untuk setiap jenis perekat

yang digunakan.

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa nilai MOE papan tidak

dipengaruhi oleh jenis perekat maupun penambahan kadar perekat ataupun

interaksi keduanya.

Nilai MOE yang kecil ini diduga karena partikel yang digunakan sebagai

bahan baku belum seragam ukurannya. Haygreen dan Bowyer (1996) menyatakan

bahwa partikel ideal untuk mengembangkan kekuatan dan stabilitas dimensi

adalah partikel serpih tipis dengan ketebalan seragam dengan perbandingan tebal

ke panjang yang tinggi. Maloney (1993) mengatakan bahwa nilai MOE

dipengaruhi oleh kandungan dan jenis bahan perekat yang digunakan, daya ikat

perekat, dan ukuran partikel.

Berdasarkan standar JIS A 5908 : 2003 nilai MOE yang diijinkan untuk

papan partikel minimal 20400 kg/cm2, sehingga untuk seluruh papan partikel yang

dibuat belum memenuhi standar JIS A 5908 : 2003. Dengan nilai MOE yang

belum memenuhi standar, maka tidak disarankan papan partikel jerami ini

digunakan sebagai bahan bangunan struktural, karena tidak mampu

mempertahankan bentuknya. Setiawan (2008) mengatakan semakin tinggi nilai

MOE maka papan akan semakin tahan terhadap perubahan bentuk.

4.2.2 Modulus of Rupture (MOR)

Nilai rata-rata MOR papan partikel yang dihasilkan berkisar antara 62,86-

132,80 kg/cm2. Nilai terendah ada pada papan partikel dengan perekat UF 10%

dan tertinggi terdapat pada papan partikel dengan perekat isocyanate 14%. Hasil

pengujian ini menunjukkan kecenderungan nilai MOR yang semakin meningkat

dengan bertambahnya kadar perekat. Berdasarkan hasil analisis keragaman

didapatkan hasil bahwa hanya jenis perekat yang menghasilkan nilai MOR yang

berbeda. Uji Duncan menunjukkan bahwa penggunaan perekat UF dengan perekat

isocyanate memberikan pengaruh berbeda. Kisaran nilai MOR dapat dilihat pada

Gambar 10.

Gambar 10 Modulus of Rupture (MOR) papan partikel

Pizzi (1983) menjelaskan bahwa papan partikel yang dibuat dengan perekat

UF mempunyai kekuatan yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan perekat

yang lain yang umum digunakan untuk membuat papan partikel, sehingga hal ini

diduga dapat mempengaruhi kekuatan papan partikel yang dihasilkan.

Faktor yang mempengaruhi nilai MOR papan partikel adalah berat jenis

kayu, geometri partikel, kadar perekat, kadar air lapik, prosedur kempa (Koch

1972 diacu dalam Putriyani 2005). Selain itu, Maloney (1993) menyatakan bahwa

nilai MOR dipengaruhi oleh kandungan dan jenis perekat yang digunakan, daya

ikat perekat, dan ukuran partikel. Semakin tinggi kerapatan papan partikel

penyusunnya maka akan semakin tinggi sifat keteguhan dari papan yang

dihasilkan (Haygreen dan Bowyer 1996).

Papan yang memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 adalah papan yang

menggunakan perekat isocyanate baik dengan kadar 10%, 12%, dan 14%,

sedangkan papan dengan menggunakan perekat UF belum memenuhi standar JIS

A 5908 : 2003 yang ditetapkan.

4.2.3 Internal Bond (IB)

Berdasarkan pengujian didapatkan nilai pengujian berkisar antara 0,24-1,39

kg/cm2. Nilai terendah terdapat pada papan partikel dengan perekat isocyanate

10% dan nilai tertinggi terdapat pada papan partikel dengan perekat isocyanate

14%. Jika dilihat dari rata-rata setiap penggunaan perekat dapat dikatakan bahwa

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00110,00120,00130,00140,00

10% 12% 14%

MO

R ( K

g/cm

2 )

UF

ISO

JIS A 5908:2003

papan dengan perekat UF memiliki nilai rata-rata sebesar 0,53 kg/cm2 sedangkan

penggunaan perekat isocyanate memiliki nilai rata-rata sebesar 0,82 kg/cm2.

Gambar 11 Internal Bond (IB) papan partikel

Kecenderungan nilai IB meningkat dengan bertambahnya kadar perekat dari

10%, 12%, hingga 14% pada setiap jenis perekat (UF dan isocyanate), walaupun

secara statistik nilainya tidak berbeda nyata. Perekat UF mempunyai kelemahan

utama yaitu mudah terhidrolisis sehingga terjadi kerusakan pada ikatan

hidrogennya oleh kelembaban atau basa serta asam kuat khususnya pada suhu

sedang sampai tingggi (Pizzi 1983). Nilai terendah pada papan isocyanate 10%

diduga karena pencampuran dan penaburan adonan antara perekat dan partikel

tidak merata, sehingga keterikatan partikel dengan perekat dalam papan tidak

merata. Masih terdapatnya rongga dan kadar air yang masih diatas 5% pada

partikel dapat juga menyebabkan kurangnya ikatan antara perekat dengan partikel.

Hal ini diduga karena bahan baku jerami yang sangat higroskopis, sehingga ikatan

antara perekat dengan partikel terhalangi dengan adanya air. Haygreen dan

Bowyer (1996) mengatakan bahwa ikatan internal adalah ukuran tunggal terbaik

tentang kualitas pembuatan suatu papan karena menunjukkan kekuatan ikatan

antara partikel-partikel, kebaikan pencampurannya, pembentukan lembarannya,

dan proses pengempaannya.

Standar JIS A 5908 : 2003 mensyaratkan nilai IB papan partikel minimal

sebesar 1,5 kg/cm2, sehingga nilai seluruh papan yang diuji masih belum

memenuhi standar yang ditetapkan.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

10% 12% 14%

INTE

RNA

L BO

ND

( K

g/cm

2 )

UF

ISO

kadar perekat

JIS A 5908:2003

4.2.4 Kuat Pegang Sekrup

Kuat pegang sekrup menunjukkan kemampuan papan partikel untuk

menahan sekrup yang ditanamkan pada papan partikel. Hasil dari pengujian

didapatkan nilai kuat pegang sekrup berkisar antara 32,60-59,43 kg. Nilai

tertinggi terdapat pada papan partikel dengan perekat isocyanate 12%, sedangkan

yang terendah pada papan partikel dengan perekat UF 10%.

Berdasarkan nilai analisis keragaman dapat dilihat bahwa hanya jenis

perekat memberikan pengaruh nyata dan uji Duncan menunjukkan bahwa jenis

perekat memberikan pengaruh yang berbeda setiap penggunaannya. Hasil ini

membuktikan bahwa perekat isocyanate lebih baik daripada perekat UF untuk

papan partikel berbahan baku jerami.

Gambar 12 Kuat pegang sekrup papan partikel

Pada penelitian Setiawan (2008), yang menggunakan perekat UF untuk

papan partikel sekam padi, menyatakan bahwa kuat pegang sekrup yang

dihasilkan untuk kadar perekat 10%, dan 12% sangat kecil berkisar antara 10,08-

10,99 kg dan tidak memenuhi standar. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan

perekat UF kadar 10% dan 12% untuk papan partikel jerami lebih baik daripada

untuk papan partikel sekam padi.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

10% 12% 14%

Kadar Perekat

KUA

T PE

GA

NG

SEK

RUP

(Kg)

UF

ISO

JIS A 5908:2003

Berdasarkan JIS A 5908 : 2003, nilai kuat pegang sekrup yang diijinkan

minimal 31 kg, sehingga seluruh papan pada pengujian kuat pegang sekrup

memenuhi standar yang berlaku.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian mengenai papan partikel jerami dengan

menggunakan perekat isocyanate dan urea formaldehyde (UF) dengan kadar

perekat masing-masing 10%; 12%; dan 14%, maka dapat disimpulkan beberapa

hal sebagai berikut :

a) Untuk pembuatan papan partikel yang berbahan baku jerami, lebih baik

menggunakan perekat isocyanate dibandingkan dengan perekat urea

formaldehyde. Kadar perekat isocyanate yang optimal dalam penelitian ini

adalah 12%.

b) Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa papan partikel yang memiliki

nilai tertinggi adalah papan dengan perekat isocyanate 14%. 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.

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan setelah melihat hasil dari penelitian ini adalah :

a) Penggunaan produk papan partikel jerami dianjurkan untuk kebutuhan

interior, panel dinding, atau kabinet yang tidak terlalu menahan beban besar,

seperti bingkai foto, interior mobil.

b) Pengembangan tebal yang tinggi dapat diatasi dengan penambahan zat lain,

seperti parafin.

c) Perlu penelitian lebih lanjut mengenai penambahan kadar perekat lebih dari

14%, untuk membuktikan bahwa penambahan kadar perekat akan mampu

memperbaiki sifat fisis dan mekanis papan.

DAFTAR PUSTAKA

Amelia, S. 2009. Pengaruh Perendaman Panas dan Dingin Sabut Kelapa Terhadap

Kualitas Papan Partikel yang Dihasilkannya [skripsi]. Bogor: Fakultas

Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

[Anonim]. 2001. Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Elsevier

Science Ltd.

Departemen Kehutanan. 2009. Statistik 2008. Jakarta: Direktorat Jenderal Bina

Produksi Kehutanan. http://www.dephut.go.id/index.php?q=id/node/5584

Djalal, M. 1984. Peranan Kerapatan Kayu dan Kerapatan Lembaran dalam Usaha

Perbaikan Sifat-Sifat Mekanik dan Stabilitas Dimensi Papan Partikel dari

Beberapa Jenis Kayu dan Campurannya [disertasi]. Bogor: Fakultas Pasca

Sarjana. Institut Pertanian Bogor.

[FAO] Food and Agriculture Organization of The United Nations. 2009. Jerami

Fermentasi sebagai Pakan Alternatif bagi Ternak Sapi pada Musim kemarau

(Lombok Tengah-Nusa Tenggara Barat). http://database.go.id/saims-

Indonesia/index.php?files-DetailTechnologies-indo&id=83. [Diakses

Tanggal 18 Agustus 2009]

Haygreen, J.G dan J.L. Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu. Sujipto, A.H,

penerjemah; Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Terjemahan dari :

Forest Product and Wood Science.

Isroi. 2008. Potensi Biomassa Lignoselulosa Di Indonesia Sebagai Bahan Baku

Bioetanol : Jerami Padi. http://isroi.wordpress.com/2008/04/28/potensi-

biomassa-lignoselulosa-di-indonesia-sebagai-bahan-baku-bioetenol

[Diakses tanggal 15 juni 2009]

[JIS] Japanese Standard Association. 2003. Japanese Industrial Standard

Particleboard. JIS A 5908. Japanese Standard Association. Japan.

Maloney, T.M. 1993. Modern Parcle Board and Dry Process Fiberboard.

MILLER Freeman, inc. Sanfrancisco.

Marra, AA. 1992. Technology of Wood Bonding : Principles in Practice. New

York: Van Nostrand Reinhold.

Mediastika, C.E. 2007. Potensi jerami Padi Sebagai Bahan Baku Panel

Akustik.http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index

.php/ars/article/viewfile/16749/16728 [diakses tanggal 9 Agustus 2009]

Pizzi, A. 1983. Wood Adhesives, Chemistry of Technology. National Timber

Research Institute Council for Scientific and Industrial Research. Pretoria

South Africa.

Putriyani, V. 2005. Kualitas Papan Partikel Core Kenaf (Hibiscus cannabinus L.)

pada berbagai kadar Parafin dalam Bentuk Emulsi [skripsi]. Bogor:

Departemen Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

Ruhendi, S. dkk. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Bogor: Fakultas Kehutanan.

Institut Pertanian Bogor.

Rowell, RM. 1996. Paper and Composites from Agro-Based Resources. USA :

CRC Press, Inc.

Rozak, A. 1997. Pemanfaatan Jerami Padi sebagai Bahan Substitusi pada

Pembuatan Panel Dinding [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian.

Institut Pertanian Bogor.

[SBA] Structural Board Association. 2004. OSB Performance by Design:

Oriented Strand Board in Wood Frame Construction. TM422. Canada.

Setiarso, W. 1987. Penggunaan Jerami Padi dan TSP bagi Usaha Perbaikan

Pertumbuhan dan Serapan Unsur Jagung (Zea mays L.) serta Kimia Tanah

Sulfat Masam Delta Telang, Sumatera Selatan [skripsi]. Bogor: Fakultas

Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Setiawan, C.N. 2004. Pemanfaatan Tandan Kosong kelapa Sawit sebagai Bahan

Baku Perekat Likuida Kayu dan Papan Partikel Berkerapatan Sedang

[skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

Setiawan, B. 2008. Kualitas Papan Partikel Sekam Padi [skripsi]. Bogor:

Departemen Hasil hutan. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor.

Setyorini. 1993. Pemanfaatan Limbah Jerami dan Abu Sekam Padi dalam

Pembuatan Papan Semen Pulp pada Berbagai Komposisi [skripsi]. Bogor:

Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

Syamsu, J.A. 2007. Kajian Penggunaan Starter Mikroba dalam Fermentasi Jerami

Padi sebagai Pakan pada Peternakan Rakyat di Sulawesi Tenggara. Di

dalam : Seminar Nasional Bioteknologi; Puslit Bioteknologi LIPI, Bogor,

15-16 Nopember 2006. http://jasmal.blogspot.com/2007/09/kajian-

penggunaan-starter-mikroba-dalam.html. [Diakses Tanggal 18 Agustus

2009].

Wahyu, T.N. 1991. Peningkatan Kualitas Jerami Padi sebagai Pakan Ternak

Ruminansiae dengan H2SO4 dan Urea [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi

Pertanian. Institut Pertanian Bogor.

LAMPIRAN

Lampiran 1 Tabel Data Hasil Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Papan Partikel

komposisi kadar ulangan KA (%)

Krptn DSA (%) KEMBANG TEBAL (%) IB

sekrup MOE MOR

(G/CM3) 2 JAM

24 JAM 2 JAM 24 JAM (KG) (kg/Cm2) (kg/Cm2)

ISO

10%

1 6,39 0,78 95,69 135,97 44,76 65,54 0,02 61,84 5927,365 90,60842

2 6,02 0,75 96,45 134,95 40,50 66,98 0,17 63,98 29407,57 187,9759

3 7,72 0,72 76,65 124,85 38,35 67,20 0,59 26,36 5877,06 50,53108

12%

1 5,22 0,81 64,52 96,08 32,29 47,21 0,80 66,21 4645,283 77,60618

2 4,99 0,82 26,23 51,21 5,19 29,20 0,76 65,32 19022,66 245,6359

3 6,03 0,81 29,45 177,57 3,89 31,22 1,36 75,31 21879,01 136,267

14%

1 1,73 0,77 62,73 101,36 23,13 43,10 0,68 84,27 3463,58 111,2941

2 5,90 0,78 17,83 40,02 13,23 21,12 3,52 64,77 27378,7 171,582

3 10,49 0,78 18,45 35,91 17,78 18,37 0,43 37,42 13497 157,7923

UF

10%

1 6,10 0,91 99,07 168,43 46,85 66,26 0,89 40,16 23818,7 81,64739

2 6,80 0,89 93,76 114,27 46,59 77,83 0,23 49,01 11495,07 104,0673

3 7,59 0,86 105,35 176,53 61,05 93,38 0,44 34,93 5806,669 54,07215

12%

1 7,43 0,93 73,17 108,23 19,97 92,39 0,53 56,64 9047,039 104,9673

2 6,82 0,88 59,99 68,72 25,44 113,04 1,24 46,64 30309,33 102,5846

3 7,18 0,79 120,59 142,52 59,61 67,16 0,42 32,00 7187,965 60,88016

14%

1 7,08 0,89 46,58 69,00 33,58 69,53 0,49 52,44 31486,62 97,365

2 8,69 0,84 66,80 124,00 23,32 42,90 0,54 52,47 14426,42 90,38318

3 8,29 ` 51,96 120,89 43,50 49,99 1,22 39,20 12619,56 94,91117

Lampiran 2 Tabel Data Hasil Perkalian dengan Faktor Koreksi Kerapatan Sasaran Faktor

Koreksi KA (%) krptn DSA (%) KEMBANG TEBAL

(%) IB (KG/CM2)

SEKRUP MOE MOR

(g/cm3) 2 JAM 24 JAM 2 JAM 24 JAM (KG) (kg/Cm2) (kg/Cm2)

0,90 5,72453 0,7 85,75591 121,8498 40,1144 58,73409 0,01882 55,422 5311,939 81,20073

0,93 5,601998 0,7 89,81508 125,6706 37,7124 62,37405 0,16204 59,5792 27385,65 175,0516

0,97 7,482262 0,7 74,32346 121,0655 37,1862 65,16603 0,56823 25,5597 5698,857 48,99888

6,269597 0,7 83,29815 122,862 38,3376 62,09139 0,2497 46,8536 12798,81 101,7504

0,86 4,507506 0,7 55,76112 83,04548 27,9093 40,80795 0,69144 57,2289 4014,928 67,07518

0,86 4,283012 0,7 22,52735 43,97774 4,46075 25,0741 0,64926 56,0933 16336,88 210,9549

0,86 5,201205 0,7 25,39641 153,1472 3,35763 26,92818 1,17122 64,9555 18869,84 117,5252

4,663907 0,7 34,56163 93,39015 11,9092 30,93675 0,83731 59,4259 13073,88 131,8518

0,91 1,579043 0,7 57,36236 92,68579 21,1539 39,4148 0,62364 77,0602 3167,211 101,771

0,90 5,296353 0,7 16,01663 35,94822 11,8893 18,97763 3,15773 58,1876 24595,89 154,1421

0,90 9,467936 0,7 16,66018 32,42701 16,0543 16,58941 0,38555 33,785 12186,86 142,4756

5,447777 0,7 30,01305 53,68701 16,3658 24,99395 1,38897 56,3442 13316,65 132,7962

0,77 4,706053 0,7 76,44258 129,9546 36,1486 51,12261 0,68978 30,9861 18377,71 62,9964

0,79 5,344533 0,7 73,71193 89,83804 36,6298 61,18767 0,1824 38,5309 9037,431 81,81777

0,81 6,138737 0,7 85,26519 142,8726 49,4108 75,57584 0,35772 28,2695 4699,441 43,76155

5,396441 0,7 78,47323 120,8884 40,7297 62,62871 0,40997 32,5955 10704,86 62,85858

0,75 5,611232 0,7 55,24487 81,70908 15,076 69,75117 0,40241 42,7642 6830,436 79,2494

0,80 5,450755 0,7 47,94898 54,92034 20,335 90,3448 0,98786 37,2748 24224,32 81,98935

0,89 6,356995 0,7 106,8051 126,227 52,7984 59,47965 0,37376 28,3418 6366,254 53,92049

5,806327 0,7 69,99964 87,61882 29,4031 73,19187 0,58801 36,1269 12473,67 71,71974

0,79 5,562063 0,7 36,585 54,20241 26,3738 54,61414 0,38411 41,195 24732,85 76,48056

0,84 7,267972 0,7 55,8518 103,6771 19,5005 35,87049 0,44815 43,8681 12062,05 75,57014

0,73 6,063728 0,7 38,01213 88,44485 31,8219 36,57119 0,8955 28,6801 9232,673 69,43854

6,297921 0,7 43,48298 82,10812 25,8987 42,35194 0,57592 37,9144 15342,53 73,82975 rata-rata 5,646995 0,7 56,63811 93,42574 27,1074 49,36577 0,67498 44,8768 12951,73 95,80108

Lampiran 3 Tabel Rekapitulasi Data Hasil Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis

komposisi kadar KA (%)

krptn DSA (%) TS IB (KG/CM2)

pg.skrup MOE MOR

(G/CM3) 2 JAM

24 JAM

2 JAM

24 JAM (KG) (kg/Cm2) (kg/Cm2)

ISO

10% 6,27 0,75 83,30 122,86 38,34 62,09 0,25 46,85 12798,80 101,75

12% 4,66 0,81 34,56 93,39 11,91 30,94 0,84 59,43 13073,88 131,85

14% 5,45 0,77 30,01 53,69 16,37 24,99 1,39 56,34 13316,65 132,80

UF

10% 5,40 0,89 78,47 120,89 40,73 62,63 0,41 32,60 10704,90 62,86

12% 5,81 0,86 70,00 88,44 29,40 73,19 0,59 36,13 12473,67 71,72

14% 6,30 0,90 43,48 82,11 25,90 42,35 0,58 37,91 15342,53 73,83

Lampiran 4 Analisis Keragaman dan Uji Duncan Sifat Fisis Papan Partikel

a) Kerapatan

Tabel analisis keragaman

Source DF Type I SS Mean Square F Value Pr > F

Komposisi 1 0.00001012 0.00001012 1.01 0.3336**

Kadar 2 0.00002224 0.00001112 1.11 0.3597**

komposisi*kadar 2 0.00000116 0.00000058 0.06 0.9436**

** tidak nyata

Uji Duncan tidak dilakukan karena seluruh fakrot tidak berpengaruh

nyata.

b) Kadar air



Komposisi 1 0.62653666 0.62653666 0.20 0.6596**

Kadar 2 1.53154913 0.76577457 0.25 0.7833**

komposisi*kadar 2 3.55886642 1.77943321 0.58 0.5752**

** tidak nyata


nyata.

c) Daya serap air 2 jam



Komposisi 1 971.656097 971.656097 2.72 0.1252**

Kadar 2 6015.291662 3007.645831 8.41 0.0052*

komposisi*kadar 2 1219.200316 609.600158 1.70 0.2231**

*nyata

**tidak nyata

Tabel Uji Duncan Kadar Perekat

Means with the same letter are not significantly different.

Duncan Grouping Mean N kadar

A 80.89 6 10%

B 52.28 6 12%

B

B 36.75 6 14%

d) Daya serap air 24 jam



komposisi 1 213.753397 213.753397 0.19 0.6743**

kadar 2 8817.553704 4408.776852 3.83 0.0518**

komposisi*kadar 2 1053.691156 526.845578 0.46 0.6436**

**tidak nyata


nyata.

e) Pengembangan tebal 2 jam



komposisi 1 432.735753 432.735753 3.56 0.0834**

kadar 2 1390.397873 695.198937 5.73 0.0179*

komposisi*kadar 2 171.216932 85.608466 0.71 0.5134**

* nyata

**tidak nyata




A 39.534 6 10%

B 21.132 6 14%

B

B 20.656 6 12%

f) Pengembangan tebal 24 jam



komposisi 1 1809.037592 1809.037592 14.42 0.0025*

kadar 2 2534.389347 1267.194673 10.10 0.0027*

komposisi*kadar 2 1321.589215 660.794607 5.27 0.0228*

*nyata

Tabel Uji Duncan Jenis Perekat


Duncan Grouping Mean N komposisi

A 59.391 9 UF

B 39.341 9 ISO




A 62.360 6 10%

A

A 52.064 6 12%

B 33.673 6 14%

Tabel Uji Duncan Komposisi antara Jenis dan Kadar Perekat


Duncan Grouping Mean N fak

A 73.192 3 UF0.12

A

B A 62.629 3 UF0.1

B A

B A 62.091 3 ISO0.1

B

B C 42.352 3 UF0.14

C

C 30.937 3 ISO0.12

C

C 24.994 3 ISO0.14

Lampiran 5 Analisis Keragaman dan Uji Duncan Sifat Mekanis Papan

Partikel

a) Modulus of elasticity (MOE)



komposisi 1 223312.44 223312.44 0.00 0.9618**

kadar 2 20219405.92 10109702.96 0.11 0.8981**

komposisi*kadar 2 13050277.29 6525138.65 0.07 0.9328**

**tidak nyata


nyata.

b) Modulus of rupture (MOR)



komposisi 1 12480.42005 12480.42005 6.81 0.0228*

kadar 2 1646.43223 823.21612 0.45 0.6483**

komposisi*kadar 2 427.85643 213.92822 0.12 0.8908**

*nyata

**tidak nyata

Tabel Uji Duncan Jenis Perekat



A 122.13 9 ISO

B 69.47 9 UF

c) Internal bond (IB)



komposisi 1 0.40800556 0.40800556 0.88 0.3680**

kadar 2 1.29263333 0.64631667 1.39 0.2873**

komposisi*kadar 2 0.71641111 0.35820556 0.77 0.4853**

**tidak nyata


nyata.

d) Kuat pegang sekrup



komposisi 1 1567.440050 1567.440050 9.54 0.0094*

kadar 2 240.060044 120.030022 0.73 0.5018**

komposisi*kadar 2 61.504133 30.752067 0.19 0.8316**

*nyata

**tidak nyata Tabel Uji Duncan Jenis Perekat



A 54.208 9 ISO

B 35.544 9 UF

SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL JERAMI … · suatu produk papan partikel jerami dengan...

Documents

Transcript of SIFAT FISIS DAN MEKANIS PAPAN PARTIKEL JERAMI … · suatu produk papan partikel jerami dengan...