KUALITAS PAPAN PARTIKEL BEREMISI FORMALDEHIDA RENDAH DARI LIMBAH INTI KENAF (Hibiscus cannabinus L.)
DESY NATALIA KOROH
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Kualitas Papan Partikel Beremisi Formaldehida Rendah dari Limbah Inti Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Mei 2008 Desy Natalia Koroh NIM E051050051
ABSTRACT DESY NATALIA KOROH. The Quality of Low Emission Formaldehyde Particleboard Made from Core Kenaf Waste (Hibiscus cannabinus L.) Under direction of MUH. YUSRAM MASSIJAYA and DEDE HERMAWAN. The objective of this research is to find out the optimum pMDI-UF mixing level and paraffin content. The optimum conditions were determined based on the physical and mechanical properties and formaldehyde emission of the produced particleboard. pMDI-UF mixing levels were 1 : 1; 1 : 2; 1 : 3; 1 : 4, and 0 : 1. The resin content level was 10% based on the kenaf core particle oven dry. Meanwhile, the paraffin contents were 0%, 2%, 4%, 6%, and 8%. The research results are as follows : 1) The best performance was resulted by core kenaf particleboard bonded by pMDI-UF 1 : 4 and 8% paraffin level, pMDI-UF 1 : 1 and 4% paraffin level, and pMDI-UF 1 : 4 and 4% paraffin level, respectively. The boards properties fulfill the JIS A 5908:2003 standard, except the modulus of elasticity (MOE) properties. pMDI – UF mixing level 1 : 1 and 4% paraffin level with those of 1 : 4 and 4% paraffin level release the lowest formaldehyde emission (0,4 mg/l) and fulfill the criteria F*** set up by JIS A 5908:2003. The produced core kenaf particleboard performed better quality compared to those of commercial particleboard and fiberboard. Keywords : particleboard, core kenaf waste, low emission formaldehyde
RINGKASAN DESY NATALIA KOROH. Kualitas Papan Partikel Beremisi Formaldehida Rendah dari Limbah Inti Kenaf (Hibiscus cannabinus L.). Dibimbing oleh MUH. YUSRAM MASSIJAYA dan DEDE HERMAWAN.
Industri perkayuan yang memiliki ijin usaha saat ini dihadapkan pada masalah kekurangan bahan baku kayu karena permintaan terhadap kayu bulat jauh lebih besar dibandingkan dengan kemampuan produksinya, baik yang berasal dari hutan alam, hutan rakyat, maupun hutan tanaman. Kondisi ini menuntut diversifikasi bahan baku alternatif, salah satunya memanfaatkan limbah berlignoselulosa. Upaya ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan terhadap hutan yang merupakan zona penyerap CO2, berperanan penting dalam menurunkan pemanasan global. Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) merupakan salah satu bahan berlignoselulosa yang potensial untuk dikembangkan sebagai bahan baku alternatif industri papan partikel dan papan serat. Tanaman kenaf dapat menghasilkan serat sekitar 4,4 ton/ha dengan diameter batang 35 mm, dan menghasilkan hasil ikutan (by product) berupa limbah inti (core) kenaf sebesar 6 – 8 ton/ha. Tanaman semakin tua semakin tahan terhadap genangan, dan kisaran pH cukup luas berkisar 4,5 – 6,5 sehingga kenaf dapat tumbuh baik di tanah agak masam seperti di lahan gambut. Kelemahan utama papan partikel dari limbah inti kenaf adalah daya serap air dan pengembangan tebal yang tinggi. Sifat pengembangan tebal dapat diminimumkan dengan penambahan parafin. Fungsi dari penambahan parafin pada produk papan komposit adalah meningkatkan daya tahan papan terhadap penyerapan air dan menjaga stabilitas dimensi papan. Industri papan partikel di Indonesia sampai saat ini masih menggunakan perekat konvensional yang menggunakan bahan dasar formaldehida, salah satunya urea formaldehida (UF). Kelemahan penggunaan urea formaldehida sebagai perekat papan partikel adalah menghasilkan emisi formaldehida. Substitusi perekat polymeric 4,4’ Diphenylmethane Diisocyanate (pMDI) diharapkan dapat mengurangi emisi formaldehida. Melihat dampak negatif emisi formaldehida dan tingginya daya serap air dan pengembangan tebal papan partikel dari limbah inti kenaf, maka perlu dilakukan penelitian untuk mengurangi emisi formaldehida dan pengembangan tebal tersebut, yaitu dengan penambahan perekat pMDI dan parafin. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan komposisi perekat pMDI-UF dan kadar parafin yang mampu menghasilkan papan partikel dari limbah inti kenaf dengan kualitas terbaik. Komposisi perekat pMDI-UF yang digunakan masing-masing 1 : 1; 1 : 2; 1 : 3; 1 : 4, dan 0 : 1. Perekat yang digunakan sebanyak 10% berdasarkan berat kering partikel. Kadar parafin yang digunakan sebanyak 0%, 2%, 4%, 6%, dan 8%. Kadar air partikel yang digunakan berkisar 8 – 9%. Papan partikel dari limbah inti kenaf dibuat homogen berukuran 30 cm x 30 cm dengan target ketebalan papan 9 mm, dikempa panas dengan tekanan spesifik 25 kg/cm2 selama
7 menit pada suhu 1700C. Masing-masing perlakuan dilakukan 3 kali ulangan sehingga jumlah papan partikel yang dibuat sebanyak 75 buah papan. Papan partikel dari limbah inti kenaf yang dihasilkan dikondisikan selama 2 minggu, selanjutnya digergaji menjadi contoh uji-contoh uji untuk pengujian sifat fisis-mekanis dan emisi formaldehida. Ukuran contoh uji dan prosedur pengujian mengacu pada Japanese Industrial Standard (JIS) A 5908 : 2003 untuk papan partikel tipe 18, 13, dan 8. Prosedur pengujian emisi formladehida mengacu pada Japanese Industrial Standard (JIS) A 1460-2001: Building Boards Determination of Formaldehyde Emission Desicator Method. Keseluruhan hasil uji sifat fisis mekanis dan emisi formaldehida dibandingkan dengan standar JIS A 5908 : 2003. Kerapatan papan partikel yang dihasilkan berkisar 0,59 – 0,68 g/cm3, memenuhi rentang kerapatan yang dipersyaratkan JIS A5908 : 2003 sebesar 0,40 – 0,90 g/cm3. Seluruh nilai rata-rata kerapatan papan partikel masih di bawah kerapatan target, yaitu 0,70 g/cm3. Penyebab variasi dan rendahnya kerapatan papan partikel yang dihasilkan karena tidak tercapainya ketebalan target papan sebesar 9 mm. Ketebalan rata-rata papan partikel yang dihasilkan sebesar 11,3 mm. Nilai rata-rata kadar air (KA) papan partikel berkisar antara 6,31 – 11,87%, memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 yang mensyaratkan KA papan partikel berkisar 5 – 13%. Kadar air terendah diperoleh dari perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin 8% (A4B4) sebesar 6,31%, dan kadar air tertinggi diperoleh dari perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0% (A5B0) sebesar 11,87%. Perlakuan komposisi perekat pMD-UF parafin sangat mempengaruhi kadar air papan partikel yang dihasilkan. Kadar resin padat pMDI sebesar 98% sedangkan UF kadar resin padatnya 66% sisanya adalah bahan pelarutnya (air). Akibatnya kadar air papan partikel yang menggunakan perekat UF lebih tinggi dibandingkan dengan yang menggunakan perekat pMDI-UF. Daya serap air papan partikel selama 2 jam terendah dihasilkan oleh perlakuan komposisi perekat 1 : 1, parafin 8% (A1B4) sebesar 2,73%, dan tertinggi dihasilkan oleh perlakuan perekat dengan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0% (A5B0) sebesar 128,63%. Nilai rata-rata daya serap air setelah perendaman 24 jam terendah dihasilkan oleh perlakuan komposisi perekat 1 : 1, parafin 8% (A1B4) sebesar 17,81 %, dan tertinggi dihasilkan oleh perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0% (A5B0) sebesar 195,00%. Nilai daya serap air tidak dipersyaratkan dalam standar JIS A 5908:2003, namun berhubungan erat dengan stabilitas dimensi papan. Nilai rata-rata pengembangan tebal selama 2 jam yang rendah dihasilkan oleh perlakuan komposisi perekat MDI-UF 1 : 4, parafin 8% (A4B4) sebesar 1,65%, dan nilai yang tinggi dihasilkan papan partikel dengan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0% (A5B0) sebesar 37,27%. Nilai rata-rata pengembangan tebal setelah perendaman dalam air selama 24 jam menunjukkan perlakuan komposisi perekat MDI-UF 1:4, parafin 8% (A4B4) menghasilkan pengembangan tebal yang rendah sebesar 5,91% dan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0% (A5B0) menghasilkan pengembangan tebal yang tinggi sebesar 52,05%. Sebagian nilai rata-rata pengembangan tebal perlakuan komposisi perekat pMDI-UF dan parafin memenuhi standar JIS A 5908 :2003, yaitu maksimum 12%. Aplikasi perekat pMDI-UF dan parafin mampu meningkatkan stabilitas dimensi papan. Nilai rata-rata modulus elastisitas (Modulus of Elasticity/MOE) papan partikel inti kenaf terendah, diperoleh dari komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1,
parafin 0% sebesar 0,68 x 104 kgf/cm2. Nilai rata-rata modulus elastisitas tertinggi dihasilkan oleh komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1 dan parafin 4% (A1B2) sebesar 1,66 x 104 kgf/cm2. Namun keseluruhan nilai rata-rata MOE yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 minimum sebesar 2,04 x 104 kgf/cm2 (base particleboard tipe 8). Rendahnya nilai MOE papan partikel inti kenaf kemungkinan disebabkan rendahnya slenderness ratio partikel limbah inti kenaf sebesar 5,03. Partikel dengan perbandingan antara panjang dengan tebal yang rendah akan menghasilkan papan dengan sifat kekakuan lebih rendah. Nilai rata-rata modulus patah (Modulus of Rupture/MOR) papan partikel limbah inti kenaf yang terendah dihasilkan dari perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 8% (A5B4) sebesar 48,0 kgf/cm2, dan nilai tertinggi dihasilkan oleh perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin 8% (A4B4) sebesar 125,9 kgf/cm2. Hampir keseluruhan komposisi perekat pMDI-UF memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 base particleboard tipe 8, sebesar 82 kgf/cm2, sedangkan perlakuan perekat pMDI-UF 0 : 1 yang diaplikasikan menghasilkan MOR yang tidak memenuhi standar JIS A 5908: 2003. Jenis perekat sangat mempengaruhi nilai MOR yang dihasilkan. Nilai rata-rata keteguhan rekat internal terkecil dihasilkan oleh perlakuan perekat UF parafin 8% (A5B4) sebesar 2,62 kgf/cm2, dan nilai tertinggi dihasilkan oleh perlakuan komposisi perekat 1 : 1 dan parafin 4% (A1B2) sebesar 8,29 kgf/cm2. Keseluruhan nilai rata-rata keteguhan rekat internal papan partikel inti kenaf yang dihasilkan memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 base particleboard tipe 8 minimal 1,53 kgf/cm2. Gugus methylol dari perekat UF bereaksi dengan gugus reaktif (-N==C=O) dari perekat pMDI membentuk jembatan urethan menghilangkan potensi dekomposisi ikatan. Hasil rangking menunjukkan papan partikel limbah inti kenaf yang dibuat menggunakan komposisi perekat pMDi-UF 1 : 4, parafin 8%, pMDI-UF 1 : 1, parafin 4%, dan pMDI-UF 1 : 4, parafin 4% adalah papan terbaik 1, 2, dan 3. Perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1, parafin 4% (A1B2), dan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin 4% (A4B2) menghasilkan emisi formaldehida paling rendah sebesar 0,4 mg/l memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 dengan klasifikasi F***. Berdasarkan perbandingan kekuatan papan, papan partikel limbah inti kenaf terbaik hasil penelitian ini memiliki kualitas yang lebih unggul dibandingkan dengan papan partikel dan papan serat contoh yang diperoleh di pasaran. Papan partikel limbah inti kenaf terbaik dapat digunakan untuk penggunaan interior yang tidak memerlukan kekakuan tinggi, contohnya sebagai penyekat ruang, pelapis dinding, furniture, dan interior pada alat-alat transportasi.
© Hak cipta milik IPB, tahun 2008 Hak cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebut sumber. a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
KUALITAS PAPAN PARTIKEL BEREMISI FORMALDEHIDA RENDAH DARI LIMBAH INTI KENAF (Hibiscus cannabinus L.)
DESY NATALIA KOROH
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008
Judul Tesis Nama NIM
: Kualitas Papan Partikel Beremisi Formaldehida Rendah dari Limbah Inti Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) : Desy Natalia Koroh : E051050051
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS Ketua
Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS
Tanggal Ujian : 21 Mei 2008
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS
Tanggal lulus :
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Naresworo Nugroho, M.Si.
PRAKATA Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan YME atas segala kasih dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2007 ini adalah produk panel kayu berupa papan partikel yang ramah lingkungan, dengan judul Kualitas Papan Partikel Beremisi Formaldehida Rendah dari Limbah Inti Kenaf (Hibiscus cannabinus L.). Ungkapan terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS. dan Bapak Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc. selaku pembimbing, Bapak Dr. Ir. Naresworo Nugroho, M.Si. selaku penguji luar komisi, dan Bapak Prof. Dr. Ir. Sambas Basuni, MS. selaku pimpinan sidang ujian. Disamping itu, penghargaan juga penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir Adi Santoso dari Litbang Hasil Hutan Bogor atas saran dan masukannya, Bapak Jasmin dari PT Abadi Barindo Autotech atas bantuan partikel inti kenaf, Pak Abdullah di Lab. Biokomposit, Pak Kadiman dan Ibu Esti Prihantini S.Si. di Lab Kayu Solid, Pak Atin di Lab. Kimia Hasil Hutan, Pak Amin Suroso S.T. dan Irvan di Lab Keteknikan kayu Fakultas Kehutanan IPB, Ibu Dian, Ibu Erna, dan Ibu Leli dari PT Mutu Agung Lestari. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia yang telah memberikan Beasiswa Program Pasca Sarjana (BPPS) selama dua tahun. Kepada Bapak Rektor Universitas Palangka Raya, Drs. Henry Singarasa, MS. disampaikan terima kasih atas bantuan biaya keberangkatan, biaya penelitian serta ijin tugas belajar. Kepada Dekan Fakultas Pertanian Universitas Palangka Raya, Bapak Prof. Dr. Ir. Salampak, MS. disampaikan terima kasih atas ijin dan rekomendasi untuk studi di IPB serta bantuan biaya keberangkatan. Kepada Departemen Pendidikan Nasional RI disampaikan terima kasih atas bantuan biaya penelitian melalui Beasiswa Unggulan P3SWOT. Kepada seluruh rekan dari Program Studi IPK yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu penulis sampaikan terima kasih atas bantuan dan masukannya dalam penyusunan karya ilmiah ini. Kepada semua rekan dari UNPAR, penulis mengucapkan terima kasih atas bantuan dan kebersamaannya selama menempuh studi di IPB. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada seluruh keluarga tercinta, secara khusus kepada kedua orang tua, ayahanda Prof. Drs. Alex A. Koroh, dan ibunda Dra. Maria Idjau (almh), dan kedua mertua, Bapak F.Y. Toeweh (alm) dan Ibu Betsy G. Obus yang senantiasa mendoakan dan mendukung penulis selama menjalani studi. Kepada suami terkasih Ir. Teddy Rajadhy, MT. dan kedua anakku tercinta Jody dan Gina atas dukungan, pengorbanan dan cinta kasihnya yang telah diberikan selama penulis menempuh studi. Dengan kerendahan hati penulis menyampaikan permohonan maaf atas segala kekurangan yang terdapat dalam karya ilmiah ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Mei 2008 Desy Natalia Koroh
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Banjarmasin pada tanggal 16 Desember 1972. Penulis merupakan anak ke tujuh dari ayah Prof. Drs. Alex A. Koroh dan ibu Dra. Maria Idjau (almh). Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru, lulus pada tahun 1997. Pada tahun yang sama penulis bekerja di PT Inhutani III Banjarbaru. Sejak tahun 1998 hingga sekarang, penulis bekerja sebagai staf pengajar di Jurusan Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Palangka Raya, Palangka Raya. Pada tahun 1998, penulis menikah dengan Ir. Teddy Rajadhy, MT. dan telah dikaruniai dua orang anak yang diberi nama Jody Friedelisky Toeweh dan Gina Dyratri Toeweh. Kesempatan untuk melanjutkan studi ke program magister sains pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana IPB diperoleh pada tahun 2005, melalui Beasiswa Program Pasca Sarjana (BPPS) Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional RI.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL .......................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xiv
PENDAHULUAN Latar Belakang .................................................................................... Perumusan Masalah ............................................................................ Tujuan Penelitian .............................................................................. Manfaat Penelitian .............................................................................. Hipotesis .............................................................................................
1 2 3 3 3
TINJAUAN PUSTAKA Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) .......................................................... Papan Partikel (Particleboard) ............................................................ Perekat.................................................................................................. Perekat Urea Formaldehida.................................................................. Perekat MDI ......................................................................................... Parafin .................................................................................................. Standar Pengujian Papan Partikel ........................................................ Emisi Formaldehida .............................................................................
5 7 9 10 11 13 14 15
METODOLOGI Lokasi dan Waktu Penelitian ............................................................... Alat dan bahan .................................................................................... Prosedur Penelitian dan Parameter Pengamatan .................................. Analisis Data .......................................................................................
17 17 18 27
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel Limbah inti kenaf (Hibiscus cannabinus L.) .............................................................................................................. 29 Sifat Mekanis Papan Partikel Limbah inti kenaf (Hibiscus cannabinus L.) .............................................................................................................. 37 Emisi Formaldehida ............................................................................. 42 Papan Partikel Limbah inti kenaf Terbaik ........................................... 43 Analisis Kelayakan Teknis................................................................... 44 Sifat Fisis.............................................................................................. 44 Sifat Mekanis ....................................................................................... 47 Kualitas Papan Partikel Limbah inti kenaf Dibandingkan Papan Komersial ..............................................................................................................
50
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan .............................................................................................. Saran ....................................................................................................
51 52
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
53
DAFTAR TABEL Halaman 1
Dimensi serat kenaf ............................................................................
5
2
Komposisi kimia serat kenaf ..............................................................
5
3
Dimensi sel batang kenaf dari kulit, kayu, dan empulur......................
6
4
Sifat-sifat dan karakteristik batang dari tanaman kenaf.......................
6
5
Hasil uji sifat fisis dan mekanis papan partikel menggunakan Perekat UF dan polymeric MDI (pMDI)..............................................
6
12
Sifat fisis dan mekanis papan partikel menggunakan perekat pMDI... 8% pada berbagai kadar air partikel.....................................................
13
7
Klasifikasi papan partikel berdasarkan jumlah emisi formaldehida ....
15
8
Hasil pengujian emisi formaldehida papan partikel limbah inti kenaf
42
9
Perbandingan kualitas papan................................................................
44
ii
DAFTAR GAMBAR Halaman 1
Tanaman kenaf (Hibiscus cannabinus L.) ..............................................
4
2
Reaksi kondensasi urea dan formaldehida ..................................................
10
3
Rumus molekul perekat pMDI .....................................................................
11
4
Peralatan pembuatan dan pengujian papan partikel ................................
18
5
Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan papan partikel.............
19
6
Pengkondisian papan partikel limbah inti kenaf .....................................
22
7
Skema proses pembuatan papan partikel limbah inti kenaf ..................
22
8
Pola pemotongan contoh uji ..................................................................
23
9
Pengujian modulus elastisitas dan modulus patah ..................................
25
10
Pengujian keteguhan rekat internal .........................................................
26
11
Histogram kerapatan papan partikel limbah inti kenaf ...........................
30
12
Histogram kadar air papan partikel limbah inti kenaf.............................
32
13
Histogram daya serap air papan partikel limbah inti kenaf.....................
33
14
Histogram pengembangan tebal papan partikel limbah inti kenaf..........
35
15
Hasil pengujian pengembangan tebal......................................................
37
16
Histogram modulus elastisitas papan partikel limbah inti kenaf ............
38
17
Bentuk partikel limbah inti kenaf yang digunakan .................................
39
18
Histogram modulus patah papan partikel limbah inti kenaf ...................
40
19
Histogram keteguhan rekat internal papan partikel limbah inti kenaf ....
41
iii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1
Perhitungan berat jenis limbah inti kenaf menggunakan metode pemindahan ................................................................................
50
2
Hasil pengukuran keterbasahan (wettability) limbah inti kenaf..............
51
3
Pengukuran kandungan padatan perekat.................................................
51
4
Karakteristik perekat pMDI – UF ...........................................................
52
5
Analisis sidik ragam kerapatan papan partikel limbah inti kenaf ...........
53
6
Analisis sidik ragam kadar air papan partikel limbah inti kenaf.............
54
7
Analisis sidik ragam daya serap air 2 jam papan partikel limbah inti kenaf ............ ....................................................................................
55
Analisis sidik ragam daya serap air 24 jam papan partikel limbah inti kenaf ............ ....................................................................................
56
Analisis sidik ragam pengembangan tebal 2 jam papan partikel limbah inti kenaf ............ ....................................................................................
57
8 9 10
Analisis sidik ragam pengembangan tebal 24 jam papan partikel limbah inti kenaf ............ .................................................................................... 58
11
Analisis sidik ragam modulus elastisitas (MOE) papan partikel inti kenaf........................................................................................................
59
Analisis sidik ragam modulus patah (MOR) papan partikel limbah inti kenaf........................................................................................................
60
Analisis sidik ragam keteguhan rekat internal (IB) papan partikel inti kenaf........................................................................................................
61
12 14 15
Data sifat fisis papan partikel limbah inti kenaf setelah dikoreksi dengan Kerapatan ................................................................................................ 63
16
Data sifat mekanis papan partikel limbah inti kenaf setelah dikoreksi dengan kerapatan.....................................................................................
66
17
Contoh perhitungan kebutuhan bahan baku yang digunakan .................
69
18
Rangking kualitas papan partikel limbah inti kenaf................................
70
19
Pengukuran dimensi dan slenderness ratio partikel limbah inti kenaf ...
71
iv
PENDAHULUAN Latar Belakang Data Departemen Kehutanan (2005) menunjukkan bahwa bahan baku kayu yang dibutuhkan oleh industri perkayuan yang memiliki ijin usaha mencapai 63,48 juta m3/tahun sedangkan kemampuan produksi kayu bulat rata-rata sebesar 22,8 juta m3/tahun yang berasal dari hutan alam, hutan tanaman dan hutan rakyat sehingga terjadi kesenjangan kebutuhan bahan baku sebesar 40,60 juta m3/tahun. Kondisi ini berdampak pada kinerja industri kayu yang juga mengalami penurunan.
Dari 1.800 eksportir kayu yang terdaftar di Badan Revitalisasi
Industri Kehutanan (BRIK) saat ini tinggal 600 pengusaha yang masih aktif. Salah satu penyebab utamanya industri kesulitan mendapatkan bahan baku (www.dephut.go.id. 2008). Kondisi di atas menuntut diversifikasi bahan baku alternatif antara lain memanfaatkan limbah kayu dan bahan berlignoselulosa lainnya. Upaya ini diharapkan dapat mengurangi ketergantungan terhadap hutan yang merupakan zona penyerap CO2, berperanan penting dalam menurunkan pemanasan global. Kenaf
(Hibiscus
cannabinus
L.)
merupakan
salah
satu
bahan
berlignoselulosa yang potensial untuk dikembangkan sebagai bahan baku alternatif industri papan partikel dan papan serat.
Tanaman kenaf dapat
menghasilkan serat sekitar 4,4 ton/ha dengan diameter batang 35 mm, dan menghasilkan hasil ikutan (by product) berupa limbah inti (core) kenaf sebesar 6 – 8 ton/ha (Sastrosupadi 1984). Tanaman semakin tua semakin tahan terhadap genangan (Iswindoyono dan Sastrosupadi
1987 diacu dalam Balittas 1996).
Kisaran pH cukup luas berkisar 4,5 – 6,5 sehingga kenaf dapat tumbuh baik di tanah
agak
masam
seperti
di
lahan
gambut.
Penelitian
sebelumnya
memperlihatkan kelemahan utama papan partikel dari limbah inti kenaf adalah daya serap air dan pengembangan tebal yang tinggi. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Hermawan (2005), menggunakan perekat Phenol Formaldehida, menunjukkan
bahwa
dibutuhkan
parafin
minimal
8%
untuk
menahan
pengembangan tebal agar memenuhi standar JIS A 5908 : 1994. Sifat pengembangan tebal
dapat diminimumkan dengan menambahkan parafin.
2
Maloney (1993) menyatakan bahwa fungsi dari penambahan parafin pada produk papan komposit adalah meningkatkan daya tahan papan terhadap penyerapan air dan menjaga stabilitas dimensi papan. Sampai saat ini industri papan partikel di Indonesia menggunakan perekat konvensional yang menggunakan bahan dasar formaldehida yaitu urea formaldehida (UF). Kelemahan penggunaan urea formaldehida sebagai perekat papan partikel adalah menghasilkan emisi formaldehida dan keterbatasan ketahanan
perekat
terhadap
cuaca.
Emisi
formaldehida
adalah
jumlah
formaldehida yang dibebaskan oleh suatu produk (Badan Standardisasi Nasional 2005). Apabila kadar di udara lebih dari 0,1 mg/kg, formaldehida yang terhisap bisa menyebabkan air mata keluar, pusing, tenggorokan serasa terbakar, serta kegerahan (Yayasan Lembaga Konsumen Indonesia 2007). Perekat polymeric Diphenylmethane Diisocyanate (pMDI) memiliki reaktivitas tinggi berasal dari gugus isosianat (-N=C=0) (Pizzi 1983). Kelebihan perekat pMDI antara lain jumlah perekat yang digunakan lebih sedikit untuk menghasilkan papan dengan kekuatan yang sama dengan menggunakan perekat berbahan dasar formaldehida, dan tidak mengeluarkan emisi formaldehida ( Pizzi 1983, Marra 1992). Kelemahan perekat pMDI antara lain harganya mahal, dan melekat pada plat kempa. Wang dan Lu (2004) telah melakukan penelitian menggunakan campuran perekat 4,4’ Diphenylmethane Diisocyanate (MDI) - UF dengan rasio 1 : 6, dikempa panas menggunakan suhu 1750C selama 4,5 menit, menghasilkan emisi formaldehida di bawah 9 mg/100g. Kesimpulannya perekat MDI-UF dapat digunakan untuk pembuatan papan partikel, dengan tingkat emisi formaldehida
rendah
yang
memenuhi
kualitas
E1
(Chinese
National
Particleboard Standard B 4897-92). Selain emisi yang turun, sifat fisis dan mekanis meningkat sesuai dengan standar Chinese National Particleboard GB 4897-92. Melihat dampak negatif emisi formaldehida dan tingginya daya serap air dan pengembangan tebal papan partikel dari limbah inti kenaf, maka perlu dilakukan penelitian untuk mengurangi emisi formaldehida dan pengembangan tebal tersebut, yaitu dengan penambahan perekat pMDI , parafin.
3
Perumusan Masalah Penggunaan perekat pMDI-UF diharapkan mampu meningkatkan sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah inti kenaf, selain itu juga diharapkan mampu menekan pemakaian perekat UF sebagai sumber emisi formaldehida. Limbah inti kenaf sangat potensial dijadikan bahan baku papan partikel, dengan penambahan parafin pada kadar tertentu dapat menurunkan daya serap air dan pengembangan tebal papan partikel dari limbah inti kenaf. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian terhadap komposisi perekat pMDI-UF untuk menjawab permasalahan tersebut. Dalam penelitian ini parameter kualitas papan partikel dari limbah inti kenaf dilihat dari 2 aspek, yaitu jumlah emisi formaldehida papan partikel serta sifat fisis dan mekanis. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menentukan komposisi perekat pMDI-UF dan kadar parafin yang mampu menghasilkan papan partikel dari limbah inti kenaf dengan kualitas terbaik. Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kualitas papan partikel limbah inti kenaf menggunakan perekat PMDI-UF dan parafin, serta dapat menjadi pertimbangan dalam pemanfaatan bahan baku kayu alternatif yang ramah lingkungan. Hipotesis Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini : penggunaan perekat pMDIUF dan penambahan parafin akan meningkatkan sifat fisis dan mekanis papan partikel dari limbah inti kenaf.
4
TINJAUAN PUSTAKA Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) adalah salah satu diantara tanaman jenis serat-seratan yang dapat menghasilkan serat sebagai bahan baku karung goni. Tanaman ini merupakan tanaman herba semusim dengan tipe pertumbuhan semak berbentuk semak tegak (Balittas 1996). Sistematika tanaman kenaf menurut BenHill et al. (1960) diacu dalam Balittas (1996), adalah sebagai berikut : Kingdom
: Plant Kingdom
Divisio
: Spermatophyta
Subdivisio
: Angiospermae
Klas
: Dicotyledoneae
Ordo
: Malvales
Famili
: Malvaceae
Genus
: Hibiscus
Species
: Hibiscus cannabinus
Sumber : http:www.visionpaper.com/kenaf2.html.-8k Gambar 1. Tanaman kenaf (Hibiscus cannabinus L.) Kenaf dapat tumbuh hampir pada semua tipe tanah, tetapi tipe tanah yang ideal untuk kenaf yaitu tanah lempung berpasir atau lempung liat berpasir dengan drainase yang baik (Dempsey 1963 diacu dalam Balittas 1996). Kenaf agak tahan kekeringan, namun karena seluruh bagian vegetatifnya (batang) harus dipanen pada umur 3,5 – 4,0 bulan, maka ketersediaan air selama pertumbuhan harus cukup. Kebutuhan air untuk kenaf sebesar 600 mm selama 4 bulan. Tanaman
5
semakin tua semakin tahan terhadap genangan (Iswindoyono dan Sastrosupadi 1987 diacu dalam Balittas 1996). Kisaran pH cukup luas berkisar 4,5 – 6,5 sehingga kenaf dapat tumbuh baik di tanah agak masam seperti di lahan gambut. Curah hujan yang dikehendaki selama pertumbuhan sebesar 500 – 750 mm atau curah hujan setiap bulan 125 – 150 mm (Berger 1969, Sinha dan Guharoy 1987, Dempsey 1963 diacu dalam Balittas 1996). Tinggi tanaman kenaf dapat mencapai 4 m tergantung varietas, waktu tanam, dan kesuburan tanah.
Diameter batang dapat mencapai lebih dari 25 mm.
Permukaan batang ada yang licin, berbulu halus, berbulu kasar, dan ada juga yang berduri. Liu (2004) menyatakan bahwa serat kenaf terdiri atas serat bagian luar yang terdapat pada kulit sebesar 35% berat kering tangkai dan serat bagian dalam yang terdapat pada inti (core) sebesar 65% berat kering tangkai.
Dimensi dan
komposisi kimia serat dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 1. Dimensi serat kenaf Tipe serat Kulit
Panjang sel (mm) 1,8-4,0
0,4-1,0 Core Sumber : Liu 2004
Lebar sel (µ) 14-24
Tebal dinding Sel (µ) 3,8-8,6
Lebar lumen (µ) 6,6-12,8
22-37
4,8-8,2
16,5-22,7
Tabel 2. Komposisi kimia serat kenaf Tipe serat
Kadar abu (%)
a-selulosa (%)
Lignin (%)
Kulit
5,5 – 8,3
53 – 57,4
5,9 – 9,3
Core
2,9 – 4,2
51,2
17,0
Sumber : Liu 2004 Voulgaridis et al. (2000) telah melakukan penelitian terhadap batang kenaf yang tumbuh pada tanah dengan tingkat kesuburan rendah di wilayah Zagliveri Yunani Utara, selama periode bulan Juni – Oktober 1996. Hasil penelitiannya ditampilkan pada Tabel 3 dan 4.
6
Tabel 3. Dimensi sel batang kenaf dari kulit, kayu, dan empulur Posisi dari tanaman
pangkal
Kulit Panjang serat Kayu - panjang serat - pembuluh • panjang • Diameter - Sel parenchymatous • panjang • lebar Empulur - Sel parenchymatous • panjang • lebar
Dimensi sel (µm) Pangkal
Tengah
Ujung
Rataan
2.140
2250
2510
2.300
790
840
920
840
370 55
380 44
200 33
330 45
88 59
89 56
93 65
90 59
154 121
Sumber : Voulgaridis et al. (2000) Tabel 4. Sifat-sifat dan karakteristik batang dari tanaman kenaf Karakteristik/ Sifat-sifat Dimensi (cm) Tinggi (range) Diameter
Proporsi (%) - Melintang
- Proporsi berat Kerapatan (g/cm3)
Letak
Kulit
Kayu
Empulur
136 – 253 1,91 1,31 1,02
Pangkal (A) Tengah (B) Ujung (C) Pangkal (A) Tengah (B) Ujung (C)
22,4 22,9 22,8
76,9 64,4 41,4
0,9 12,7 46,9
Pangkal (A)
37,4 37,5 36,9
1,2 6,3 17,6
5,33
61,5 56,2 45,6 0,22 0,32 0,43 5,15
0,67
0,95
1,17
14,09
10,58
20,44
Tengah (B) Ujung (C) Pangkal (A)
Tengah (B) Ujung (C) A+B+C
Keasaman (pH) Ekstraktif (%) - larut dalam dichlorometane A+B+C - larut dalam air panas A+B+C Sumber : Voulgaridis et al. (2000)
Batang
0,28 0,31 0,27 4,30
7
Keunggulan komoditas kenaf adalah berumur pendek (4-5 bulan), mampu beradaptasi di berbagai lingkungan tumbuh marjinal, seperti lahan banjir (bonorowo), podsolik merah kuning, gambut dan tadah hujan, gangguan hama dan penyakit sedikit dan biaya produksi rendah (Direktorat Budidaya Tanaman Semusim Direktorat Jenderal Perkebunan (2007). Tanaman
kenaf
sudah
dikenal
oleh
masyarakat
Indonesia
sejak
dikembangkannya program Intensifikasi Serat Karung Rakyat (ISKARA) tahun 1978, yang pada waktu itu seratnya sebagian besar digunakan untuk industri karung goni. Di Indonesia ada 2 perusahaan swasta yang memanfaatkan serat kenaf sebagai bahan baku utama yaitu PT. Indonesia Nihon Seima di Tangerang yang memproduksi karung goni dan geo-textile dan PT Abadi Barindo Autotech (PT. ABA) yang ada di Purwosari Pasuruan, Jawa Timur yang memproduksi khusus fiberboard untuk industri automotif dengan pasar dalam negeri dan ekspor. Papan Partikel (Particle board) Sifat-Sifat Papan Partikel Kerapatan papan sangat mempengaruhi sifat-sifat papan.
Dalam
kebanyakan kasus, meningkatnya kerapatan papan secara otomatis meningkatkan sifat-sifat fisis, terkecuali stabilitas dimensi yaitu pengembangan tebal dan pengembangan linier akan lebih besar pada papan berkerapatan tinggi. Meningkatnya BJ papan menghasilkan kontak yang sangat bagus diantara partikel dalam lembaran selama dikempa, dan penggunaan perekat menjadi lebih efektif (Maloney 1993). Bowyer et al. (2003) menyatakan untuk menghasilkan kontak yang baik di antara partikel, biasanya dibutuhkan nisbah kempa 1,2 – 1,6. Maloney (1993) mengemukakan nisbah kempa 1,3 dapat digunakan sebagai acuan dalam pembuatan papan partikel dari kayu. Jika produk-produk berkerapatan tinggi dibuat dari jenis kayu berkerapatan rendah maka nisbah kempa meningkat secara drastis. Jumlah perekat yang digunakan dalam pembuatan papan partikel sangat mempengaruhi sifat-sifat papan partikel (Maloney 1993; Bowyer et al. 2003). Meningkatnya resin padat yang digunakan akan menambah kekuatan dan stabilitas dimensi papan. Untuk alasan ekonomi, tidak diinginkan untuk
8
menggunakan
perekat
dalam
jumlah
yang
besar.
Pemakaian
perekat
menghabiskan seperempat biaya total produksi papan partikel dan biaya ini sama banyaknya dengan kebutuhan kayu.
Biasanya jumlah perekat urea yang
digunakan dalam pembuatan papan partikel berkisar antara 6 – 10 persen berdasarkan berat kering partikel yang digunakan (Bowyer et al. 2003). Geometri partikel sangat mempengaruhi kualitas papan partikel yang dihasilkan, terutama sifat kekuatan bending papan (Maloney 1993). Aspek terpenting dari geometri partikel adalah perbandingan panjang partikel dengan ketebalan partikel (slenderness ratio). Partikel yang memiliki perbandingan panjang dengan tebal berkisar 150 menghasilkan papan dengan sifat kekakuan dan kekuatan bending yang paling baik (Maloney 1993). Heebink dan Hann (1959) diacu dalam Maloney (1993) telah melakukan penelitian pengaruh geometri partikel kayu northern oak terhadap kekuatan bending, dan keteguhan rekat internal papan partikel.
Hasilnya ukuran serpih
(flake, panjang 25.4 mm)
memberikan hasil tertinggi dibandingkan ukuran tatal/serutan (planer shavings), partikel halus (fines), dan serbuk (sawdust). Tujuan utama pengeringan partikel sebelum dibuat papan partikel adalah untuk menghindari terjadinya blister pada saat proses pengempaan panas akibat kadar air furnish yang relatif tinggi. Beberapa keuntungan yang diperoleh bila kadar air lembaran lebih rendah adalah : sifat-sifat kekuatan papan partikel umumnya lebih tinggi terutama keteguhan rekat internal, waktu kempa lebih pendek, gumpalan-gumpalan partikel dapat dihindari, dan profil kerapatan lebih seragam (Maloney 1993). Uap air atau cairan di dalam furnish berasal dari tiga sumber. Pertama, air yang terkandung di dalam partikel setelah dikeringkan. Kedua, air yang berasal dari perekat cair yang digunakan. Ketiga, air yang berasal dari reaksi kondensasi ketika perekat mengeras. Kebanyakan papan partikel atau papan serat dapat direkat pada kadar air antara 2 – 18%. Pada tingkat kadar air tinggi dibutuhkan waktu kempa yang lebih lama. Perekat Perekat (adhesive) adalah suatu zat atau bahan yang memiliki kemampuan untuk mengikat dua benda melalui ikatan permukaan (Blomquist 1983).
9
Marra (1992) menyatakan bahwa perekat akan mengalami lima tahapan dalam membentuk suatu ikatan, yaitu perekat mengalir lateral membentuk lapisan film (flowing), sebagian perekat beralih dari permukaan terlabur ke permukaan pasangannya (transferring), perekat merembes ke dalam sirekat (penetrating), perekat membasahi kedua permukaan sirekat (wetting) dan perekat mengalami pematangan dan menjadi substansi yang keras (solidifying). Selama dua kayu sirekat digabungkan secara bersama, cairan perekat harus membasahi (wetting) dan tersebar secara merata yang berhubungan dengan kedua permukaan. Molekul perekat harus merata di atas permukaan dan ke dalam permukaan masing-masing yang berhubungan dengan struktur molekul kayu, sehingga gaya tarik intermolekul antara perekat dan kayu menjadi efektif. Permukaan kayu kelihatan seperti halus dan rata/datar, tetapi secara mikroskopik, terdiri atas puncak, lembah dan celah, dilengkapi serabut terlepas dan serat lainnya yang tersebar (Vick 1999). Perekatan berkenaan dengan interaksi antara permukaan adhesive dengan permukaan substrate. Beberapa teori perekatan menekankan pada aspek mekanik, sedangkan yang lainnya menekankan pada aspek kimia. Namun pada kenyataannya, struktur kimia dan interaksinya mempengaruhi sifat mekanik, dan sifat mekanik mempengaruhi kekuatan ikatan kimia. Dengan demikian aspek mekanik dan aspek kimia tidak bisa dipisahkan, dalam memperjelaskan teori perekatan (Frihart 2005 diacu dalam Ruhendi et al. 2007). Perekat Urea Formaldehida Blomquist (1983) menyatakan urea formaldehida merupakan hasil kondensasi dari urea dan formaldehida dengan perbandingan molar 1 : (1,5–2). Pada tahap awalnya terbentuk mono-, di-, tri-, dan tetra- methylol ureas, reaksinya secara singkat sebagai berikut :
10
Sumber : Blomquist (1983)
Gambar 2. Reaksi kondensasi urea dan formaldehida Urea formaldehida ini larut dalam air dan proses pengerasannya akan terbentuk pola ikatan jaringan (cross-link). Urea formaldehida akan cepat mengeras dengan naiknya temperatur dan atau turunnya pH. Apabila pH turun secara drastis maka pot life-nya sangat pendek, dan kekuatan rekat menurun dengan pengaruh waktu.
Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan garam
amonium dari asam kuat, dan yang sering digunakan adalah amonium klorida. Dengan adanya dua faktor yang sangat berperan dalam proses pengerasan urea formaldehida ini, maka perekat ini dapat dikempa panas maupun dikempa dingin, yaitu dengan cara mengatur keasaman perekatnya. Kelebihan urea formaldehida yaitu warnanya putih sehingga tidak memberikan warna gelap pada waktu penggunaannya, dapat dicampur perekat melamin formaldehida agar lebih baik kualitas perekatnya, harganya relatif murah dibandingkan perekat sintetis lainnya serta tahan terhadap biodeteriorasi dan air dingin. Kelemahan urea formaldehida tidak tahan cuaca dan menimbulkan emisi formladehida. Tohmura et al. (2000) menduga emisi formaldehida berasal dari adanya kelebihan formaldehida yang tidak bereaksi dalam pembuatan perekat tersebut, formaldehida yang dilepaskan sewaktu kondensasi diantara kelompok methylol dan formaldehida yang dikeluarkan dari degradasi hidrolisis resin matang. mengalami pertumbuhan yang signifikan (Papadopoulos 2006).
11
Perekat polymeric 4,4’ Diphenilmethane Diisocyanate (pMDI) Perekat pMDI memiliki rumus molekul sebagai berikut :
Sumber: http://www.as.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd0471958123.html. Gambar 3. Rumus molekul perekat pMDI Sejak perekat ini pertamakali diperkenalkan pada pasar papan partikel Jerman di awal tahun 1970, penggunaan perekat polymeric 4,4’ Diphenylmethane diisocyanate (pMDI) pada papan komposit telah mengalami pertumbuhan yang signifikan (Papadopoulos 2006). Jika perekat pMDI direaksikan dengan senyawa dihidroksi (diol) terbentuklah poliuretan, yang mengandung jembatan uretan berulang-ulang. Dalam perekatan kayu, gugus hidroksil yang berasal dari kayu dimiliki oleh selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Metil, etil, propil, dan butil isosianat cepat bereaksi dengan kayu kering membentuk jembatan uretan dengan komponen dinding sel. Penelitian menunjukkan bahwa kayu yang diolah dengan sistem uretan menunjukkan ketahanan terhadap perusak hayati. Karena itu dapat diduga bahwa ikatan kimia antara kayu dengan isosianat melalui jembatan uretan sangat bermanfaat (Achmadi 1990). Meskipun telah diketahui perekat isosianat merupakan perekat serbaguna karena diaplikasikan pada kempa panas maupun dingin, tetapi peranannya relatif kecil dibandingkan perekat konvensional lainnya. Alasannya harga perekat isosianat relatif mahal dan untuk penggunaan skala industri belum ekonomis. Alternatif pemanfaatannya adalah isosianat ditambahkan ke dalam perekat UF sehingga berperan sebagai fortifier. Fortifier merupakan perekat non-base tetapi memiliki sifat lebih unggul dibandingkan dengan base.
Fungsi dari fortifier
adalah untuk meningkatkan keawetan dan mutu dari sistem perekat. Penambahan fortifier tidak terlalu banyak karena akan meningkatkan biaya perekat (Blomquist 1983).
Hasil penelitian Papadopoulus (2006), memperlihatkan
12
perekat pMDI dapat digunakan dalam jumlah yang lebih rendah dibandingkan dengan perekat konvensional seperti urea formaldehida dengan hasil pengujian yang sebanding. Hasil penelitian dapat dilihat pada Tabel 5 di bawah ini. Tabel 5. Hasil uji sifat fisis mekanis papan partikel menggunakan perekat UF dan polymeric MDI (pMDI) Jumlah Perekat (%) No.
Parameter
Hasil Uji
Urea
polymeric MDI
Formaldehida 1.
2.
Keteguhan rekat internal Modulus patah
0,68 N/mm2
7
2,8
1,01 N/mm2
9,6
6
13,1 N/mm2
7
2,5
16,5 N/mm2
13
4,5
2
13
3,8
13
3
3.
Modulus elastisitas 2300 N/mm 4. Pengembangan 20,9 % tebal Sumber : Papadopoulus (2006)
Perekat pMDI memiliki gugus diisosianat (-N=C=O) yang sangat reaktif, akan cepat bereaksi dengan gugus hidroksil yang merupakan unsur pokok kayu untuk membentuk ikatan uretan kovalen diantara kayu dan garis rekat, dan reaksi gugus isosianat dengan air yang terdapat dalam kayu untuk membentuk polyurea adalah reaksi utama yang membuatnya dapat dijadikan sebagai suatu perekat kayu (Pizzi 1983). Wittman diacu dalam Pizzi (1983) telah menghitung lebih dari 50% pMDI dimasukkan untuk
pengikatan menuju
pembentukan poliurea. Pembentukan
poliurea selama berikatan dengan kayu, memberikan beberapa keuntungan. Pertama, dengan terus meningkatnya distribusi berat molekul perekat maka sifat penutupan celah akan lebih baik. Kedua, pembentukan gugus amida dan gugus uretan akan mempercepat reaksi pengerasan (curing) dan kombinasi pMDI-kayu akan bertindak sebagai sistem catalyzing sendiri. Ketiga, “hybrid” perekat pMDI dengan perekat PF, UF atau MUF, gugus amidic akan secara cepat terjadi ko reaksi dengan gugus methylol dari resin berbahan dasar formaldehida, dapat meningkatkan kekuatan ikatan kedua perekat dan efisiensi pengikatan.
13
Penggunaan perekat pMDI memungkinkan menggunakan partikel dengan kadar air yang lebih tinggi dengan sifat mekanis yang baik. Dziurka et al. (2006) telah melakukan penelitian membuat papan partikel dengan kadar perekat pMDI 8%, hasil penelitian dapat dilihat pada Tabel 6 berikut ini. Tabel 6. Sifat fisis dan mekanis papan partikel menggunakan perekat pMDI 8% pada berbagai kadar air partikel Kadar air MOR Partikel (%) (Mpa) 18,8 2 5 17,0 10 22,9 15 24,0 20 22,6 25 22,8 Sumber : Dziurka et al. (2006)
MOE (Mpa) 2940 2930 3590 3740 3410 3490
IB (Mpa) 1,15 1,17 1,31 1,43 1,31 1,13
Pengembangan Tebal 24 jam (%) 12,6 15,1 15,2 14,9 14,2 13,5
Parafin Parafin termasuk golongan alkana. Alkana adalah sebuah hidrokarbon jenuh asiklis, dan termasuk senyawa alifatik. Dengan kata lain, alkana adalah sebuah rantai karbon panjang dengan ikatan-ikatan tunggal. Rumus umum alkana adalah CnH2n+2 (http://id.wikipedia.org/wiki/Alkana). Parafin telah digunakan untuk meningkatkan daya tolak air pada produkproduk komposit. Tertutupnya permukaan partikel dengan parafin, menurunkan energi permukaan partikel, membuatnya lebih hidropobik dan lebih tahan terhadap pengaruh cairan pada kondisi kelembaban tinggi. Kemampuan parafin untuk menolak cairan dan uap air dikaitkan dengan komposisi kimia parafin, sifatsifat fisis (titik leleh, viskositas, dan kandungan minyak), dan jumlah pemakaian (Muehl dan Krzysik 1997). Beberapa peneliti sependapat bahwa parafin sebanyak 1% atau kurang memiliki sedikit atau tidak berpengaruh terhadap sifat-sifat kekuatan papan. Bila tingkat pemakaian parafin lebih tinggi, kekuatan kadang-kadang menurun, dan kondisi ini harus diimbangi dengan penambahan resin, meningkatkan kerapatan, atau merubah geometri partikel (Maloney 1993). Suzuki et al. (1976) diacu dalam Muehl dan Krzysik (1997) telah mempelajari pengaruh 6 jenis resin dan dua taraf parafin dalam kemampuan
14
papan serat proses kering untuk menyerap air. Kesimpulannya, daya serap air dan pengembangan tebal cenderung menurun dengan peningkatan jumlah resin, peningkatan kerapatan panel, dan penambahan parafin. Pengaruh parafin dalam hal kemampuan menyerap air secara gradual menurun dengan meningkatnya waktu perendaman. Hsu et al. (1990) diacu dalam Muehl dan Krzysik (1997), mempelajari pengaruh jumlah parafin terhadap sifat-sifat waferboard. Hasilnya, penambahan parafin menurunkan pengembangan tebal dan cenderung untuk meningkatkan sifat-sifat mekanis, tetapi
pengaruhnya tidak meningkat secara proposional
dengan jumlah parafin. Winistorfer et al. (1992) diacu dalam Muehl dan Krzysik (1997), mengevaluasi pengaruh 10 jenis parafin dan jumlah pemakaian parafin (0,5%, 1,0%, dan 1,5% berdasarkan berat kering partikel) terhadap sifat-sifat OSB. Hasilnya, pemakaian parafin pada ketiga taraf menurunkan kualitas ikatan, tetapi semakin besar jumlah pemakaian parafin menurunkan daya serap air, pengembangan tebal, dan pengembangan linier OSB. Muehl dan Krzysik (1997), meneliti pengaruh kandungan resin dan jumlah parafin (0%, 0,8%, dan 1,6%) terhadap sifat-sifat hardboard. Hasilnya, daya serap air dan pengembangan tebal papan dengan pemakaian parafin 0,8% - 1,6% tidak
berbeda
nyata,
namun
pemakaian
parafin
1,6%
menghasilkan
pengembangan tebal dan daya serap air paling rendah masing-masing 10,1% dan 23,4%. Papadopoulus (2006) telah meneliti pengaruh jumlah parafin terhadap keteguhan rekat internal papan partikel dari kayu douglas fir yang direkat dengan pMDI dan UF. Hasilnya pada saat parafin yang digunakan lebih dari 0,5% akan menurunkan keteguhan rekat internal pada papan yang direkat dengan dua jenis perekat tersebut. Standar Pengujian Papan Partikel Menurut Japanese Industrial Standard (JIS) A 5905 : 2003 papan partikel, berdasarkan kekuatan bending (MOE – MOR) dikelompokkan menjadi 3 golongan yaitu : 1) base particleboard and decorative particleboard (tipe 18,
15
tipe 13, dan tipe 8), 2) base particleboard (tipe 24 – 10 untuk OSB, dan tipe 17,5 10,5 untuk waferboard), dan 3) veneered particleboard (tipe 30-15). Berdasarkan tipe perekat, papan partikel dikelompokkan ke dalam tiga golongan yaitu tipe U (tipe perekat urea), tipe M ( tipe perekat melamin) dan tipe P (tipe perekat phenol). Klasifikasi papan partikel berdasarkan jumlah emisi formaldehida dapat dilihat pada Tabel 7. Tabel 7. Klasifikasi papan partikel berdasarkan jumlah emisi formaldehida Klasifikasi
Simbol
F****
F****
F***
F***
F**
F**
Jumlah emisi formladehida Rataan 0,3 mg/l atau lebih rendah 0,5 mg/l atau lebih rendah 1,5 mg/l atau lebih rendah
Maksimum 0,4 mg/l atau lebih rendah 0,7 mg/l atau lebih rendah 2,1 mg/l atau lebih rendah
Sumber : Standar JIS A 5908 : 2003 Parameter sifat fisis dan mekanis papan partikel menurut standar JIS A 5908 : 2003 antara lain : -
Kerapatan
: 0,40 – 0,90 g/cm3
-
Kadar air
: 5 – 13%
-
Daya serap air
: -
-
Pengembangan tebal 24 jam
: maksimum 12%
-
MOR (Modulus of Rupture)
: Tipe 18 : minimum 184 kgf/cm2 Tipe 13 : minimum 133 kgf/cm2 Tipe 8
-
MOE (Modulus of Elasticity)
: minimum 82 kgf/cm2
: Tipe 18 : minimum 3,06 x 104 kgf/cm2 Tipe 13 : minimum 2,55 x 104 kgf/cm2 Tipe 8
-
Internal bond
: minimum 2,04 x 104 kgf/cm2
: Tipe 18 : minimum 3,1 kgf/cm2 Tipe 13 : minimum 2,0 kgf/cm2 Tipe 8
: minimum 1,5 kgf/cm2
16
Emisi Formaldehida Formaldehida (HCHO) tidak berwarna, mudah menguap pada suhu kamar dan di bawah tekanan, memiliki bau yang tajam dan dapat mengganggu pernafasan. HCHO murni tidak tersedia secara komersial, secara umum diproduksi dan dijual dalam bentuk larutan (formalin) dengan kadar berkisar 25 – 56%,
mudah
larut
dalam
air,
alkohol
(http://www.arb.ca.gov/research/.pdf).
dan
berbagai
Formaldehida
pelarut
termasuk
polar
golongan
aldehida, telah digunakan lebih dari 90 tahun dan berfungsi sebagai pengawet dalam berbagai industri antara lain tekstil, kertas, kayu, kosmetik, otomotif, kulit, karet, detergen, dan besi (Roffael 1993). Secara nasional Nilai Ambang Batas (NAB) bahan-bahan kimia dalam udara tempat kerja ditentukan menurut Surat Edaran Menteri Tenaga Kerja, Transmigrasi dan Koperasi No. SE-02/MEN/1978 tanggal 22 Maret 1978, dengan nilai ambang batas emisi formaldehida dalam udara tempat kerja yang diperkenankan sebesar 2 ppm (Ali et al. 1998). Beberapa penyakit yang telah terdeteksi sebagai akibat dari emisi formaldehida yang berlebihan antara lain iritasi dari membran mukosa pada mata, penyakit saluran pernafasan bagian atas, dan meningkatnya asam lambung. Penyakit-penyakit tersebut diderita oleh
lebih dari 50% pekerja yang telah
bekerja lebih dari 5 tahun di industri tekstil (Izmerof 1982 diacu dalam Ali et al. 1998). Hasil penelitian lainnya dampak emisi formaldehida pada industri tekstil dan kulit lebih banyak terlihat pada pekerja wanita. Selain penyakit-penyakit tersebut di atas, emisi formaldehida di lingkungan kerja juga meningkatkan persentase keguguran janin dan kelahiran dini serta rendahnya berat badan bayi yang dilahirkan (Sgibnev 1986 diacu dalam Ali et al. 1998). Ali et al. (1998) telah melakukan penelitian pada dua buah perusahaan kayu lapis di Samarinda, dan menyatakan bahwa jenis penyakit yang umum ditemukan pada pekerja adalah gangguan pencernaan, sakit kepala, gangguan pernafasan serta gangguan mata. Vick (1999) mengemukakan hal yang sama bahwa pada produk panel kayu yang dipakai di dalam ruangan, emisi formaldehida dapat mencemari lingkungan dan menimbulkan gangguan kesehatan pada selaput lendir mata, saluran pernafasan, dan menurunkan daya penciuman.
17
Perekat UF mengandung formaldehida bebas dalam jumlah yang sangat kecil dimana proporsi besar dari formaldehida bebas dalam bentuk terkondensasi. Pada
proses
pembuatan
papan
partikel
perekat
terkondensasi
mengeras/memadat di bawah pengaruh katalis dan panas.
akan
Sejumlah kecil
formaldehida terdapat dalam papan dan beberapa saat sebagian akan dilepaskan ke atmosfir (Roffael 1993). Kehadiran formaldehida mampu bereaksi dengan uap air yang ada di dalam papan partikel untuk membentuk methylene glycol yang mana pada gilirannya mengalami polimerisasi. Jembatan resin di antara partikel kayu mengandung ikatan tidak stabil yang akan melepaskan formaldehida khususnya di bawah kondisi suhu dan kelembaban tinggi. Hidrolisis resin yang mengeras adalah penyebab pembentukan formaldehida, yang dipercepat dengan pengurangan pH dalam kondisi asam (Roffael 1993).
18
METODOLOGI Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian pembuatan papan partikel limbah inti kenaf skala laboratorium dilaksanakan di Laboratorium Biokomposit, pengujian sifat fisis mekanis dilakukan di Laboratorium Kayu Solid dan Laboratorium Keteknikan Kayu, penelitian penunjang dilakukan di Laboratorium Kimia Hasil Hutan - Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB, dan pengujian emisi formaldehida dilakukan di PT. Mutu Agung Lestari (MAL) Depok. Penelitian dimulai pada bulan Juni 2007 sampai Januari 2008. Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan meliputi : -
Screen, rotary blender, cetakan ukuran 30x30 cm, stick besi, kantong plastik, aluminium foil, gergaji mesin, kaliper, milimeter sekrup, oven, timbangan, baskom, Mesin Universal Testing merek Instron, seng ukuran 40x40 cm, Spraygun, dan mesin kempa panas.
-
Peralatan untuk uji emisi : desikator, penjepit kawat, gelas piala 1000 ml, labu volumetrik, labu ukur, gelas piala 100 ml, pipet, erlenmeyer asah 100 ml, cawan, spektrofotometer, penangas air (PT. MAL Depok)
Keterangan : Kiri - kanan (atas) : timbangan, rotary blender, cetakan ukuran 30x30 cm, baskom, kaliper, milimeter sekrup Kiri – kanan (bawah) : screen, spraygun, stick besi, oven, UTM merk Instron, dan mesin kempa panas Gambar 4. Peralatan pembuatan dan pengujian papan partikel
19
Bahan-bahan yang digunakan : 1. Partikel limbah inti kenaf (Hibiscus cannabinus L.), diperoleh dari PT. Abadi Barindo Autotech (PT. ABA) Bekasi, berukuran rata-rata panjang, lebar, dan tebal masing-masing 6,64 mm, 2,49 mm, dan 1,57 mm, berumur ± 5 bulan. Karakteristik sifat kimia partikel limbah inti kenaf yang digunakan dalam penelitian ini tercantum dalam Tabel 7 berikut ini. Tabel 7. Sifat kimia partikel limbah inti kenaf Lignin (%)
Zat Ekstraktif Kelarutan dalam air dingin (%)
Kelarutan dalam air panas (%)
2,39
4,77
Holoselulosa (%)
Selulosa (%)
Kelarutan dalam Ethanol Benzene 1:2
1,04
17,55
75,94
39,46
2. Perekat Urea formaldehida dari PT. Pamolite Adhesive Industry Surabaya, dengan kadar perekat padatan/Solid Content (SC) sebesar 66%. 3. Perekat PMDI dari PT. Polychemi Asia Pasifik Jakarta, dengan SC 98% 4. Parafin, dari toko bahan kimia Bratachem Bogor. 5. Bahan-bahan kimia untuk uji emisi formaldehida (PT. MAL Depok).
Keterangan : (kiri – kanan) : partikel inti kenaf, parafin, perekat urea formaldehida, dan perekat pMDI Gambar 5. Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan papan partikel Prosedur Penelitian dan Parameter Pengamatan Penelitian Perekat Kadar Resin Padat Kadar resin padat ditentukan berdasarkan standar SNI 06-4565-1998. Cara pengujian : perekat ditimbang sebanyak 1,5 g kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 105±2 0C selama 3 jam. Selanjutnya dikondisikan dalam desikator
20
hingga mencapai suhu kamar, lalu ditimbang. Pekerjaan tersebut diulang sampai diperoleh berat konstan. Kadar resin padat dihitung menggunakan rumus: SC = BKT/BA x 100% Keterangan : SC = Resin padat (%) BKT = Berat kering oven (g) BA = Berat awal perekat (g) Viskositas Perekat Viskositas perekat ditentukan berdasarkan standar SNI 06-4565-1998. Cara pengujian : perekat sebanyak 200 ml dimasukkan ke dalam wadah viskometer selanjutnya rotor /pengaduk dimasukkan pada posisi di tengah wadah yang telah diisi perekat, tombol dinyalakan dan rotor
dibiarkan berputar sampai
menunjukkan nilai konstan pada alat. PH Perekat PH Perekat ditentukan berdasarkan standar SNI 06-4565-1998. Cara pengujian : pengukuran pH dilakukan dengan menggunakan alat pengukur pH, ujung pendeteksi dicelupkan ke dalam larutan perekat dan nilai pH dapat langsung dibaca pada alat. Gel Time Gel time diukur menurut SNI 06-4565-1998. Caranya menimbang ± 10 g perekat pMDI-UF dan memasukkan ke dalam tabung reaksi. Selanjutnya memanaskan di atas penangas air pada suhu 1000C, permukaan perekat diletakkan 2 cm di bawah permukaan air. Mengamati waktu yang dibutuhkan perekat tersebut tergelatin dengan cara memiringkan tabung reaksi dan terlihat perekat tidak mengalir lagi. Prosedur Pembuatan Papan Partikel Papan partikel dari limbah inti kenaf yang dibuat merupakan papan partikel homogen (single-layer particleboard) berukuran 30 cm x 30 cm x 0,9 cm dengan target kerapatan papan 0,7 g/cm3. Perlakuan yang diberikan dalam pembuatan papan partikel dari limbah inti kenaf yaitu pemberian perekat PMDI dan UF (perbandingan 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, dan 0:1), , parafin (kadar 0%, 2%, 4% , 6%, dan 8%). Papan yang dibuat sebanyak 75 buah papan.
21
Tahapan pembuatan papan partikel adalah sebagai berikut : 1. Persiapan partikel Partikel limbah inti kenaf disaring untuk memisahkannya dari serbuk dan kotoran sehingga diperoleh partikel seragam, dengan rata-rata panjang 6,64 mm, lebar 2,49 mm, dan tebal 1,57 mm 2. Pengeringan partikel (particle drying) Partikel limbah inti kenaf dikeringkan dalam oven dengan suhu 600C sampai mencapai kadar air partikel 8 - 9% berdasarkan berat kering oven partikel, lalu partikel disimpan dalam kantong plastik 3. Penimbangan partikel, parafin, dan perekat sesuai kebutuhan Perekat yang digunakan sebanyak 10% berdasarkan berat kering partikel 4. Pencampuran partikel, parafin, dan perekat/blending Partikel dimasukkan ke dalam rotary blender. Parafin yang sudah ditimbang ditaburkan secara manual ke dalam rotary blender lalu dicampurkan. Kemudian disemprotkan perekat campuran pMDI-UF
menggunakan
spraygun sambil terus di blending 5. Pembentukan Lembaran (mat forming) Pembentukan lembaran papan menggunakan
metode discontinuous yaitu
pembentukan lembaran papan satu demi satu. Pencetak lembaran yang digunakan berukuran 30 cm x 30 cm dengan alas dan penutup seng . 5. Pengempaan panas/Hot pressing Lembaran papan partikel dikempa panas dengan tekanan spesifik 25 kgf/cm2 pada suhu 170oC selama 7 menit. 6. Pengkondisian (Conditioning) Pengkondisian lembaran yang telah dikempa dilakukan selama 14 hari. Pengkondisian ini bertujuan untuk melepaskan tegangan sisa yang ada pada papan setelah dikempa panas. Lembaran ditata membentuk tumpukan dengan menyelipkan sticker diantara papan.
22
Gambar 6. Pengkondisian papan partikel limbah inti kenaf Skema proses produksi dapat dilihat pada gambar di bawah ini . Persiapan bahan
Pemisahan partikel P= 6,64 mm, l= 2,49 t= 1,57 mm, mm 2 3
Penimbangan parafin 2, 4, 6, dan 8%
Penimbangan perekat dengan perbandingan MDI-UF (0:1, 1:1, 1:2, 1:3, dan 1:4). Kadar perekat 10%
Pengeringan Partikel KA 8-9%
Pencampuran partikel, parafin, dan perekat
dicampur
Pembentukan lembaran
Target tebal = 0,9 cm Kerapatan = 0,7 g/cm3
Pengempaan
Suhu 1700C selama 7 menit,tekanan spesifik 25 kg/cm2
Pengkondisian
Selama 2 minggu
Gambar 7. Skema proses pembuatan papan partikel limbah inti kenaf
23
Pemotongan Setelah pengkondisian, lembaran-lembaran papan partikel dipotong menjadi bagian-bagian contoh uji seperti terlihat pada Gambar 8. Ukuran contoh uji mengacu pada standar JIS A 5908 : 2003.
4
5
4
6
7 2
1
3
8
Gambar 8. Pola pemotongan contoh uji Keterangan : 1 = Contoh uji kerapatan dan kadar air, berukuran 10 cm x 10 cm. 2 = Contoh uji daya serap air dan pengembangan tebal berukuran 5 cm x 5 cm 3 = Contoh uji keteguhan rekat internal, berukuran 5 cm x 5 cm 4,5,6,7 = Contoh uji emisi formaldehida, berukuran 5 cm x 15 cm 8 = Contoh uji keteguhan lentur dan keteguhan patah, berukuran 5 cm x 18,5 cm. Pengujian Sifat Fisis dan Mekanis Pengujian sifat fisis dan mekanis menurut standar JIS A 5908 : 2003. a. Sifat Fisis (1) Kerapatan Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm x 0,9 cm ditimbang beratnya. Volume aktual contoh uji tersebut dihitung dengan persamaan: V=PXLXT
24
Dimana : V P L T
= volume contoh uji (cm3) = panjang contoh uji (cm) = lebar contoh uji (cm) = tebal contoh uji (cm)
Kerapatan papan dihitung menggunakan rumus : Kerapatan =
(2)
Berat ( g ) Volume ( cm 3 )
Kadar air Contoh uji ditimbang berat awalnya dan berat akhirnya setelah
dioven pada suhu 103±2 0C. Nilai kadar air dihitung menggunakan rumus : Kadar air =
BA − BKO x 100% BKO
Keterangan : Kadar air (%) BA = berat awal (g) BKO = berat kering oven (g) (3) Daya serap air Contoh uji ditimbang berat awalnya dan berat akhirnya setelah direndam dalam air selama 2 jam dan 24 jam. Nilai daya serap air dapat dihitung menggunakan rumus : Daya serap air =
B1 − B0 x 100% B0
Keterangan : Daya serap air (%) B0 = berat awal (g) B1 = berat setelah perendaman (g) (4) Pengembangan tebal Contoh uji diukur dimensi tebalnya pada titik tengah contoh uji sebelum direndam dan setelah direndam dalam air selama 2 jam dan 24 jam . Nilai pengembangan tebal dihitung menggunakan rumus : Pengembangan tebal =
D1 − D0 x 100% D0
25
Keterangan : Pengembangan tebal (%) D0 = dimensi awal (cm) D1 = dimensi setelah perendaman (cm) b. Sifat Mekanis (1) Modulus elastisitas (Modulus of Elasticity/MOE) Pengujian dilakukan menggunakan alat Universal Testing
Machine merek Instron. Contoh uji dalam kondisi kering udara dibentangkan dengan jarak sangga 16,5 cm. Kemudian pembebanan dilakukan di tengah-tengah jarak sangga seperti terlihat pada Gambar 9. Nilai keteguhan lentur dihitung menggunakan rumus : Modulus elastisitas =
ΔPL3 4Δybh 3
Keterangan : Keteguhan lentur (kgf/cm2) ΔP = Selisih beban (kgf) L = Jarak sangga (cm) Δy = Perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) b = Lebar contoh uji (cm) h = Tebal contoh uji (cm) 11
P
1 cm
8.25 cm
8.25 cm
1 cm
L = 16.5 cm
Gambar 9. Pengujian modulus elastisitas dan modulus patah (2) Modulus patah (Modulus of Rupture/MOR) Pengujian Modulus patah dilakukan bersamaan dengan pengujian modulus
elastisitas.
menggunakan rumus :
Nilai
keteguhan
patah
dapat
dihitung
26
Modulus patah =
3PL 2bh 2
Keterangan : Keteguhan patah ( kgf/cm2) P = Berat maksimum ( kgf ) L = Jarak sangga ( cm ) b = Lebar contoh uji ( cm ) h = Tebal contoh uji ( cm ) (3) Keteguhan rekat internal (Internal bond/IB) Contoh uji direkatkan pada dua buah blok besi menggunakan perekat epoxi dan dibiarkan mengering selama 24 jam seperti terlihat pada Gambar 10. Kemudian kedua blok besi ditarik tegak lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum. Nilai keteguhan rekat internal dapat dihitung menggunakan rumus : Keteguhan rekat internal =
P A
Keterangan : Keteguhan rekat internal (kgf/cm2) P = Beban maksimum (kgf) A = Luas permukaan contoh uji (cm2) Blok besi Contoh uji Blok besi
Gambar 10. Pengujian keteguhan rekat internal Uji Emisi Formaldehida
Uji Emisi formaldehida menggunakan standar JIS A 1460 : 2001. Prosedur pengujian dilakukan sebagai berikut :
27
1. Persiapan Contoh Uji -
Menyiapkan contoh uji 10 buah ukuran 5x15 cm utk 1 perlakuan. Pengujian dilakukan terhadap 4 macam perlakuan. Jumlah contoh uji yang dibuat sebanyak 40 buah contoh uji
-
Contoh uji dibiarkan dalam ruangan dg suhu 200C±20C hingga mencapai berat konstan
2. Pengumpulan emisi formaldehida -
Mengkondisikan ruangan pada suhu 200C±20C sebelum dilakukan pengujian. Contoh uji disusun menggunakan penjepit kawat agar terpisah satu dengan yang lainnya
-
Mengisi cawan dengan air suling sebanyak 300 ml, kemudian memasukkannya ke dalam desikator gelas
-
Contoh uji yang sudah dijepit dengan penjepit kawat diletakkan di atas cawan yang berisi air suling dalam desikator, lalu menutup desikator tersebut dan membiarkan selama 24 jam
-
Selanjutnya air suling akan menyerap formaldehida yang menguap dari contoh uji dan disebut sebagai larutan contoh
3. Penetapan jumlah emisi formaldehida dalam contoh uji -
Setelah proses pengumpulan formaldehida selesai, air suling yang telah menangkap emisi formaldehida dari contoh uji kita keluarkan dari desikator. Memipet 25 ml air suling dari cawan lalu memasukkan ke dalam labu erlenmeyer 100 ml bertutup. Menambahkan 25 ml larutan Asetil aseton amonium asetat, dan mengaduk campuran tersebut hingga benar-benar tercampur.
-
Sebelum mengukur absorbansi contoh uji, kita ukur terlebih dahulu absorbansi larutan blanko, kemudian mengukur absorbansi contoh uji.
D. Perhitungan Menghitung kadar formaldehida menggunakan kurva kalibrasi yang telah dibuat sebelumnya. Nilai ini adalah jumlah emisi formaldehida (mg/l).
28
Analisis Data
Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap Faktorial. Faktor A (komposisi perekat pMDI : UF ) dengan 5 taraf, yaitu : A1
=
pMDI : UF = 1 : 1
A2
= pMDI : UF = 1 : 2
A3
= pMDI : UF = 1 : 3
A4
= pMDI : UF = 1 : 4
A5
= pMDI : UF = 0 : 1
Faktor B (kadar parafin) dengan 5 taraf, yaitu : B0
= 0%
B1
= 2%
B2
= 4%
B3
= 6%
B4
= 8%
Banyaknya papan partikel yang dibuat (5x5x3 ulangan) = 75 papan. Bentuk umum dari model linier aditif RAL Faktorial sebagai berikut (Mattjik dan Sumertajaya 2002) : Yijk = µ + αi + βj + (αβ)ij + εijk
Dimana : Yijk = Pengamatan perlakuan komposisi perekat PMDI-UF taraf ke i, dan kadar parafin taraf ke j, pada ulangan ke k µ = Rataan umum αi = Pengaruh perlakuan komposisi perekat PMDI-UF taraf ke i βj = Pengaruh perlakuan kadar parafin taraf ke j (αβ)ij = Interaksi antara αi dan βj εijk = Pengaruh acak pada perlakuan α, β, dengan masing-masing taraf ulangan ke k. Untuk melihat adanya pengaruh perlakuan terhadap respon maka dilakukan analisis keragaman berupa uji F dengan membandingkan F tabel dan F hitung pada tingkat kepercayaan 95% (nyata) dan 99% (sangat nyata). Jika F-hitung lebih kecil dari F tabel, maka perlakuan tidak berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu. Jika F-hitung lebih besar dari F tabel maka perlakuan berpengaruh nyata pada suatu tingkat kepercayaan tertentu.
29
Untuk melihat pengaruh perlakuan mana yang berbeda nyata terhadap respon yang diuji dilakukan uji wilayah berganda Duncan (Mattjik dan Sumertajaya 2002).
30
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel Limbah Inti Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) Kerapatan
Pada Gambar 11 menunjukkan nilai rataan kerapatan papan partikel limbah inti kenaf berkisar antara 0,59 – 0,68 g/cm3, masih bawah kerapatan target 0,70 g/cm3. Hasil tersebut cukup baik karena jangkauan perbedaan kerapatan antara kerapatan papan dengan target kerapatan hanya berkisar 0,02 – 0,11 g/cm3. Seluruh nilai rata-rata kerapatan papan partikel masih memenuhi rentang kerapatan yang dipersyaratkan dalam JIS A 5908 : 2003 berkisar 0,40 – 0,90 g/cm3. JIS A 5908 : 2003 ρ = 0,4 – 0,90g/cm3
1,00
KERAPATAN (g/cm3)
0,80 0,70 0,60
0,59 0,65 0,67 0,62 0,65 0,59 0,63 0,65 0,68 0,62 0,65 0,68 0,68 0,68 0,68 0,66 0,64 0,65 0,65 0,67 0,60 0,61 0,63 0,64 0,59
0,90
0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0
2
4
6
1 : 1 (A1)
8
0
2
4
6
1 : 2 (A2)
8
0
2
4
6
8
1 : 3 (A3)
0
2
4
6
1 :4 (A4)
8
0
2
4
6
8
0 : 1 (A5)
PERLAKUAN Gambar 11. Histogram kerapatan papan partikel limbah inti kenaf Maloney (1993) menyatakan bahwa kerapatan atau berat jenis (BJ) merupakan faktor penting dalam menggambarkan pemilihan jenis kayu yang digunakan dalam pembuatan produk komposit. Alasan utama penggunaan kayu yang relatif ringan bahwa kayu tersebut dapat dikempa menjadi papan partikel berkerapatan sedang dengan memberikan jaminan terjadinya kontak
area
interpartikel yang cukup baik selama proses pengempaan panas sehingga pengikatan/perekatan yang baik tercapai. Meningkatnya BJ papan menghasilkan
31
kontak yang sangat bagus diantara partikel dalam lembaran selama proses pengempaan hingga diperoleh produk akhir dengan penggunaan perekat yang lebih efektif. Pengempaan diperlukan saat pembentukan lembaran hingga tercipta produk akhir untuk mencapai kualitas perekatan yang maksimum. Bowyer et al. (2003) menyatakan untuk menghasilkan kontak yang baik di antara partikel, biasanya dibutuhkan nisbah kempa 1,2 – 1,6. Maloney (1993) menetapkan nisbah kempa 1,3 sebagai nisbah kempa optimal untuk pembuatan papan partikel dari kayu. Jika produk-produk berkerapatan tinggi dibuat dari jenis kayu berkerapatan rendah maka nisbah kempa meningkat secara drastis. Kondisi ini ditunjukkan oleh bahan baku limbah inti kenaf yang digunakan dalam penelitian ini. Penelitian pendahuluan menunjukkan BJ limbah inti kenaf sebesar 0,16 (Lampiran 1) dan kerapatan rata-rata keseluruhan papan partikel sebesar 0,64 g/cm3 sehingga nilai nisbah kempa papan partikel dari limbah inti kenaf yang dibuat rata-rata sebesar 4,0. Hal ini dapat dimengerti karena bahan baku yang digunakan bukan kayu. Penyebab bervariasinya dan masih rendahnya kerapatan papan partikel yang dihasilkan karena tidak tercapainya target ketebalan papan partikel sebesar 9 mm. Ketebalan rata-rata papan partikel yang dihasilkan sebesar 11,3 mm. Kondisi ini menyebabkan terjadinya penurunan kerapatan papan partikel. Tidak tercapainya kerapatan target papan kemungkinan disebabkan kurangnya tekanan spesifik pada saat proses pengempaan panas. Limbah inti kenaf merupakan bahan yang ringan dan lunak sehingga sangat volumenous untuk dijadikan panel dan dibutuhkan pemampatan yang tinggi untuk mencapai ketebalan target. Kemungkinan lain adanya efek springback (Tsoumis 1991), yaitu usaha pembebasan tekanan yang dialami papan partikel setelah proses pengempaan dan penyesuaian kadar air papan pada saat pengkondisian sehingga terjadi kenaikan ketebalan papan partikel. Kadar Air
Gambar 12 menunjukkan nilai rata-rata kadar air (KA) papan partikel berkisar antara 6,31 – 11,87%, dan keseluruhan nilai rata-rata kadar air papan partikel limbah inti kenaf memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 yang
32
mensyaratkan KA papan partikel berkisar 5 – 13%. Kadar air terendah diperoleh dari perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4 , parafin 8% sebesar 6,31%, dan kadar air tertinggi diperoleh dengan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1 parafin 0% sebesar 11,87%. Kadar air partikel yang digunakan dalam penelitian ini berkisar 8 - 9%.
10,21
8,62
7,08
0
6,31
8,22 7,29
8
6,84
7,25
8,19
8,52
7,61
7,81
8,81
8,00
7,17
10,88 9,14
4
8,28
2
7,23
8
8,07
10
7,46
12
10,05
KADAR AIR (%)
14
11,87 10,38
JIS A 5908 : 2003 KA 5 – 13%
16
8,97
18
6 4 2 0 0
6
1 : 1 (A1)
8
0
2
4
6
1 : 2 (A2)
8
0
2
4
6
1 : 3 (A3)
2
4
6
1 : 4 (A4)
8
0
2
4
6
8
0 : 1 (A5)
PERLAKUAN
Gambar 12. Histogram kadar air papan partikel limbah inti kenaf Maloney (1993) menyatakan bahwa umumnya kadar air papan partikel yang dihasilkan akan lebih rendah dibandingkan dengan kadar air bahan bakunya berkisar 5 – 7%, hal ini disebabkan proses pengempaan panas dalam pembuatan papan partikel sehingga uap air dari partikel dikeluarkan melalui permukaan papan partikel yang mengalami pengempaan. Tujuan utama pengeringan partikel sebelum dibuat papan partikel adalah untuk menghindari terjadinya blister pada saat proses pengempaan panas akibat kadar air furnish relatif tinggi. Beberapa keuntungan yang diperoleh bila kadar air lembaran lebih rendah adalah : sifat-sifat kekuatan umumnya lebih tinggi terutama keteguhan rekat internal, waktu kempa lebih pendek, gumpalan-gumpalan partikel dapat dihindari, dan profil kerapatan lebih seragam (Maloney 1993). Masih menurut Maloney (1993), menyatakan bahwa air yang terdapat dalam papan partikel dapat bersumber dari partikel sebelum dicampur dengan perekat, bagian dari perekat cair, dan hasil reaksi kondensasi saat perekat mengeras.
33
Histogram 12 menunjukkan bahwa perlakuan komposisi perekat pMDI-UF , parafin menghasilkan kadar air papan partikel limbah inti kenaf relatif lebih rendah dibandingkan dengan perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0%. Berdasarkan hasil pengujian kadar resin padat (Lampiran 3), diperoleh kadar resin padat pMDI sebesar 98 % sedangkan UF kadar resin padatnya 66% sisanya adalah bahan pelarutnya (air). Akibatnya kadar air papan partikel menggunakan perekat UF lebih tinggi dibandingkan perekat pMDI-UF. Maloney (1993) menyatakan sifat perekat pMDI adalah hidropobik, tidak menggunakan air sebagai pelarut, dan garis rekat yang tahan terhadap air. Parafin merupakan bahan tambahan yang umumnya digunakan untuk meningkatkan sifat tolak air pada produk-produk komposit. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan perekat, parafin, dan interaksi kedua perlakuan berpengaruh sangat nyata terhadap kadar air papan partikel limbah inti kenaf yang dihasilkan. Komposisi perekat pMDI-UF berbeda nyata dengan perekat UF 100%. Kadar parafin 8% berbeda tidak nyata dengan kadar parafin 4 dan 6%. Interaksi perlakuan komposisi perekat 1 : 4, parafin 8% berbeda nyata dengan interaksi perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0%. Daya Serap Air
Gambar 13 menunjukkan nilai rata-rata daya serap air papan partikel limbah
6
8
0
4
6
8
0
6
8
0
2
8
0
2
109,54
4
68,05
2 jam 24 jam 17,41
10,53
82,10
6
1 : 4 (A4)
13,69
33,50
35,37
3,76 18,70
5,77
8,04
4
33,24
59,54 15,88
41,97 47,64
41,68
4,66
45,77 7,56
4
1 : 3 (A3)
108,48
113,85
2
4,54
54,52 13,09
4,62 26,62 3,26 19,58 5,63 26,31 36,31
55,64 14,35
2
1 : 2 (A2)
128,63
195,00
4
1 : 1 (A1)
105,23
115,36
2
4,93 24,59 4,19 22,01 2,73 17,81 41,32
63,23
0
34,41
18,57
200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
6,95
DAYASERAP AIR(%)
inti kenaf yang dihasilkan.
6
8
0 : 1 (A5)
PERLAKUAN
Gambar 13 Histogram daya serap air papan partikel limbah inti kenaf
34
Daya serap air papan partikel setelah perendaman selama 2 jam berkisar 2,73 – 128,63%. Daya serap air yang paling rendah dihasilkan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1 8% sebesar 2,73%, dan nilai daya serap air yang tertinggi dihasilkan oleh perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0% sebesar 128,63%. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan perlakuan perekat, parafin, dan interaksi kedua perlakuan yang diberikan
berpengaruh
sangat nyata terhadap daya serap air selama 2 jam. Interaksi perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0% memberikan nilai rata-rata daya serap air paling tinggi dibandingkan interaksi perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1; 1 : 2; 1 : 3, dan 1 : 4, , parafin 2; 4; 6; dan 8% . Nilai rata-rata daya serap air setelah perendaman 24 jam berkisar 17,81 – 195,00%. Nilai rata-rata daya serap air terendah dihasilkan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1, parafin 8% sebesar 17,81%, dan nilai rata-rata daya serap air tertinggi dihasilkan dari perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0% sebesar 195,00 %. Analisis sidik ragam menunjukkan perlakuan perekat dan parafin berpengaruh sangat nyata terhadap daya serap air setelah perendaman 24 jam, sedangkan interaksi kedua perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap daya serap air setelah perendaman 24 jam. Uji lanjut Duncan menunjukkan komposisi perekat pMDI-UF berbeda nyata dibandingkan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1 (UF 100%). Komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1 berbeda nyata dengan perekat pMDI-UF 1 : 2; 1 : 3; dan 1 : 4. Uji beda lanjut Duncan menunjukkan kadar parafin 8% berbeda tidak nyata dengan parafin 4 dan 6%. Masalah utama yang dihadapi papan partikel dari limbah inti kenaf adalah daya serap air yang relatif tinggi. Limbah inti kenaf memiliki BJ rendah (0,16). Umumnya bahan baku berkerapatan rendah/BJ rendah memiliki karakteristik berupa dinding sel yang tipis serta lumen yang relatif besar, karakteristik demikian menyebabkan papan memiliki kemampuan yang tinggi untuk menyimpan air bebas dalam rongga selnya. Selain itu limbah inti kenaf memiliki karakteristik yang sama dengan kayu, yaitu bersifat higroskopis; mampu menyerap dan melepaskan air sesuai kadar air di sekitarnya. Fungsi penambahan parafin adalah mengurangi daya serap air papan partikel, sehingga stabilitas dimensi papan partikel kenaf lebih baik.
35
Standar JIS A 5908 : 2003 tidak mensyaratkan daya serap air papan partikel. Namun daya serap air papan partikel berhubungan erat dengan stabilitas dimensi papan partikel, yaitu pengembangan tebal papan. Pengembangan Tebal
Gambar 14 memperlihatkan nilai rata-rata pengembangan tebal papan partikel limbah limbah inti kenaf setelah perendaman dalam air selama 2 jam dan
56
52,05
24 jam. JIS A 5908 2003 :
48
23,01 3,79
24,42 4,45
6,18
10,75
13,19 2,26
1,66 5,91
11,81
17,43 8
5,28
6
5,39
10,72 10,23 2,94
12,50
10,44
13,22
4,78
8
2,61
6
3,45
4
2,94 8,95 2,29 6,20 2,83 8,13 8,96
12,49
10,74
7,85 7,69
9,09
2
3,54
4
4,43
8
5,76
12
9,15
16
3,27
20
10,53
24
19,52
28
23,10
24,94
32
28,96
36
19,92
40
32,32
37,27
44
3,19
PENGEMBANGAN TEBAL (%)
52
Maks 12%
0 0
1 : 1 (A1)
0
2
4 6
1 : 2 (A2)
8
0
2
4
1 : 3 (A3)
0
2 4
6
8
0
1 :4 (A4)
PERLAKUAN
2
4
6
8
0 : 1 (A5) 2 jam
24 jam
Gambar 14 Histogram pengembangan tebal papan partikel limbah inti kenaf Pengembangan tebal papan selama 2 jam berkisar antara 1,65 – 37,27%. Nilai pengembangan tebal yang rendah
diperoleh dari
perlakuan komposisi
perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin 8% sebesar 1,65%, dan nilai pengembangan tebal yang tinggi dihasilkan papan partikel dengan perlakuan perekat pMDI-UF 0 : 1 , parafin 0% sebesar 37,27%. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan perlakuan perekat, parafin, dan interaksi kedua perlakuan berpengaruh sangat nyata terhadap pengembangan tebal papan setelah perendaman selama 2 jam. Uji beda lanjut Duncan memperlihatkan perekat pMDI-UF berbeda nyata dengan perekat UF 100%. Komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4 berbeda tidak nyata dengan perekat pMDI-UF 1 : 1; 1 : 2; dan 1 : 3. Meskipun perlakuan pMDI-UF 1 : 4
36
menghasilkan pengembangan tebal 2 jam lebih rendah dibandingkan komposisi perekat pMDI-UF lainnya tetapi perbedaannya tidak signifikan. Perlakuan kadar parafin 8% berbeda tidak nyata dengan parafin 2, 4, dan 6% terhadap pengembangan tebal 2 jam. Interaksi perlakuan perekat pMDI-UF 0 : 1 , parafin 0% berbeda nyata dengan interaksi perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1; 1 : 2; 1 : 3; 1 : 4, dan parafin 2; 4; 6; dan 8%. Pengembangan tebal 2 jam tidak dipersyaratkan dalam standar JIS A 5908 : 2003. Nilai rata-rata pengembangan tebal setelah perendaman dalam air selama 24 jam menunjukkan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4 , parafin 8% menghasilkan pengembangan tebal yang rendah sebesar 5,91%, dan perlakuan perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 0% menghasilkan pengembangan tebal yang tinggi sebesar 52,05%.
Sebagian dari papan partikel limbah inti kenaf
menggunakan perekat pMDI-UF, parafin memenuhi standar JIS A 5908 : 2003, maksimum 12%. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan komposisi perekat pMDI-UF, parafin berpengaruh sangat nyata terhadap pengembangan tebal papan partikel limbah kenaf, tetapi interaksi kedua perlakuan yang diberikan tidak berpengaruh nyata terhadap pengembangan papan partikel. Uji beda lanjut Duncan menunjukkan perlakuan komposisi perekat pMDIUF berbeda nyata dengan perekat UF 100%. Komposisi perekat pMDI-UF (1:1; 1:2; 1:3; dan 1:4) berbeda tidak nyata terhadap pengembangan tebal papan partikel.
Perekat pMDI ditambahkan ke dalam perekat UF berperan sebagai
fortifier (Blomquist 1983).
Fungsi dari fortifier adalah untuk meningkatkan
keawetan dan mutu dari sistem perekat. Hasil penelitian Papadopoulus (2006), memperlihatkan perekat pMDI dapat digunakan dalam jumlah yang lebih rendah dibandingkan dengan perekat konvensional seperti urea formaldehida dengan hasil pengujian yang sebanding. Pengembangan tebal sebesar 20,9% dihasilkan dari pemakaian perekat UF sebesar 13%, sebanding dengan pemakaian pemakaian isosianat sebesar 3%. Hasil penelitian Wang dan Lu (2004) menggunakan perekat MDI-UF 1 : 6 menghasilkan pengembangan tebal sebesar 4,31%. Hasil penelitian di atas memperkuat pendapat Marra (1992), yang menyatakan perekat pMDI meningkatkan kestabilan dimensi papan.
37
Uji Beda lanjut Duncan menunjukkan perlakuan parafin berbeda nyata dengan tanpa parafin. Kadar parafin 8% tidak berbeda nyata dengan kadar parafin 4% dan 6%, dan dapat dikatakan kadar parafin 8% tidak memberikan perbedaan yang signifikan dibandingkan dengan pemakaian parafin 4 dan 6%. Limbah inti kenaf merupakan bahan berkayu yang ringan dan lunak (Voulgaridis et al. 2000), mempunyai BJ lebih rendah (0,16) menyebabkannya sangat mudah menyerap air dan
akan mengalami pemampatan yang lebih besar pada saat
menerima tekanan. Ketika papan partikel limbah inti kenaf direndam dalam air terjadi
pembebasan
tekanan
yang
besar
sehingga
menyebabkan
nilai
pengembangan tebal papan menjadi besar. Oleh karena itu dibutuhkan parafin yang lebih banyak agar stabilitas dimensi papan menjadi baik. Gambar 15 menunjukkan perbedaan pengembangan tebal papan partikel yang menggunakan parafin dengan tanpa menggunakan parafin. Papan partikel dengan perlakuan parafin menghasilkan pengembangan tebal yang lebih kecil dibandingkan tanpa parafin.
A1B1 Sebelum perendaman tebal rata-rata = 1,18 cm
A1B1 2 jam perendaman tebal rata-rata = 1,21 cm
A1B0 Sebelum perendaman A1B0 2 jam perendaman tebal rata-rata = 1,23 cm tebal rata-rata = 1,38 cm
A1B1 24 jam perendaman tebal rata-rata = 1,28 cm
A1B0 24 jam perendaman tebal rata-rata = 1,48 cm
Keterangan : A1B1 = komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1, parafin 2% A1B0 = komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1, parafin 0% Gambar 15. Hasil pengujian pengembangan tebal
38
Sifat Mekanis Papan Partikel Limbah Inti Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) Modulus Elastisitas (Modulus of Elasticity/MOE)
Gambar 16 memperlihatkan nilai rata-rata modulus elastisitas papan partikel limbah inti kenaf, berkisar antara 0,68 x 104 - 1,66 x 104 kgf/cm2. Perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1, parafin 4% menghasilkan MOE tertinggi sebesar 1,66 x 104 kgf/cm2, dan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1 , parafin 0% menghasilkan MOE terendah sebesar 0,68 x 104 kgf/cm2. Namun keseluruhan nilai rata-rata MOE yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 minimum sebesar 2,04 x 104 kgf/cm2 base particleboard tipe 8.
2
MODULUS ELASTISITAS (x 10 kgf/cm )
5
4
4
Tipe 18 3
Tipe 8
2
4
0,90
0,76
0,75
0
0,88
0,69
1,60
2
1,44
0
1,17
1,22
4
1,42
2
1,16
1,20
0
0,98
6
1,39
4
1,27
2
1,40
0
0,97
8
1,40
6
1,01
1,38
4
1
0,97
1,66
1,46
1,12
2
1,43
Tipe 13
6
8
0 0
2
1 : 1 (A1)
8
1 : 2 (A2)
6
1 : 3 (A3)
8
4
6
1 :4 (A4)
8
0 : 1 (A5)
PERLAKUAN
Gambar 16 Histogram modulus elastisitas papan partikel limbah inti kenaf Rendahnya nilai MOE papan partikel limbah inti kenaf kemungkinan disebabkan rendahnya slenderness ratio partikel limbah inti kenaf sebesar 5.03. Nilai ini jauh berbeda dengan nilai slenderness ratio yang ideal sebesar 150 seperti yang tercantum dalam Maloney (1993). Dari segi kekuatan, dapat dijelaskan bahwa partikel limbah inti kenaf material yang ringan dan lunak (Voulgaridis et al. 2000), dan merupakan limbah setelah serat yang merupakan hasil utama kenaf ini sudah dimanfaatkan, sehingga kekuatan papan partikel limbah inti kenaf tergolong rendah.
39
Gambar 17 merupakan bentuk partikel limbah inti kenaf yang digunakan dalam penelitian ini yang diukur dalam satuan μm dengan perbesaran 10x. Bentuk partikel limbah inti kenaf yang membulat akan sulit terjalin ikatan antar partikel. Geometri partikel sangat mempengaruhi kualitas papan partikel yang dihasilkan, terutama sifat kekuatan bending papan (Maloney 1993).
Gambar 17. Bentuk partikel limbah inti kenaf yang digunakan Analisis sidik ragam menunjukkan perlakuan perekat berpengaruh sangat nyata terhadap nilai MOE papan partikel limbah inti kenaf, sedangkan perlakuan parafin dan interaksi kedua perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap nilai MOE papan partikel limbah inti kenaf. Uji beda lanjut Duncan menunjukkan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF berbeda nyata dengan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1 (UF 100%). Modulus Patah (Modulus of Rupture/MOR)
Gambar 18 memperlihatkan nilai rata-rata modulus patah papan partikel limbah inti kenaf yang dihasilkan, berkisar antara 47,98 – 125,88 kgf/cm2.
40
200
Tipe 18
160 125,9
120,0
Tipe 13
65,5
2
Tipe 8 48,0
64,7
0
59,2
80
62,8
87,8
99,0
91,6
99,1
103,4
91,1
107,8
101,5
81,7
108,3
104,1
91,8
100,2
87,1
97,8
100
102,0
120
95,2
140
113,7
2
MODULUS PATAH (kgf/cm )
180
60 40 20 0 0
2
4
6
1 : 1 (A1)
8
0
2
4
6
8
0
1 : 2 (A2)
2
4
6
1 : 3 (A3)
8
0
2
4
6
1 :4 (A4)
8
4
6
8
0 : 1 (A5)
PERLAKUAN
Gambar 18 Histogram modulus patah papan partikel limbah inti kenaf Nilai rata-rata modulus patah papan partikel limbah inti kenaf yang terendah dihasilkan dari perlakuan perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 8% sebesar 48,0 kgf/cm2, dan nilai tertinggi dihasilkan perlakuan komposisi perekat pMDIUF 1 : 4, parafin 8% sebesar 125,9 kgf/cm2. Histogram 18 menunjukkan hampir seluruh perlakuan komposisi perekat pMDI-UF yang diaplikasikan memberikan nilai MOR papan partikel limbah inti kenaf memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 base particleboard tipe 8, sebesar 82 kgf/cm2 sedangkan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1 yang diaplikasikan tidak memenuhi standar JIS A 5908 : 2003. Tingginya nilai MOR papan yang direkat menggunakan perekat yang dicampur pMDI disebabkan oleh adanya ikatan antara partikel dengan perekat pMDI, terjadi perekatan mekanis
dan ikatan kimia.
Perekatan mekanis
mekanismenya sebagai berikut : gugus reaktif (–N=C=O) dari perekat pMDI bereaksi dengan air yang terdapat dalam partikel membentuk poliurea. Pembentukan poliurea selama berikatan dengan kayu memberikan keuntungan yaitu meningkatkan distribusi berat molekul perekat, sifat penutupan celah lebih baik (Wittman diacu dalam Pizzi 1983). Secara kimia gugus reaktif (-N=C=O) dari perekat pMDI bereaksi dengan gugus hidroksil yang terdapat dalam partikel limbah inti kenaf menyebabkan kekuatan ikatan perekat relatif kuat (Pizzi 1983). Parafin merupakan bahan aditif yang berfungsi meningkatkan sifat tolak air papan
41
partikel, hanya berpengaruh terhadap stabilitas dimensi papan dan tidak mempengaruhi sifat-sifat kekuatan papan partikel. Analisis sidik ragam menunjukkan perlakuan perekat berpengaruh sangat nyata terhadap MOR papan partikel, sedangkan perlakuan parafin dan interaksinya tidak berpengaruh nyata terhadap MOR papan partikel. Uji beda lanjut Duncan menunjukkan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1; 1 : 2; 1 : 3; dan 1 : 4 berbeda tidak nyata terhadap MOR papan partikel. Komposisi perekat pMDI-UF berbeda nyata dengan perekat UF 100%. Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond/IB)
Bowyer et al. (2003) menyatakan keteguhan rekat internal adalah kekuatan tarik tegak lurus permukaan panel, merupakan ukuran tunggal terbaik terhadap kualitas dari produksi sebab mengindikasikan kekuatan ikatan antar partikel Gambar 19 menunjukkan nilai rata-rata keteguhan rekat internal papan partikel limbah inti kenaf.
Tipe 18 Tipe 13 Tipe 8
Gambar 19 Histogram keteguhan rekat internal papan partikel limbah inti kenaf Nilai rata-rata keteguhan rekat internal terkecil dihasilkan dari perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 8% sebesar 2,62 kgf/cm2, dan nilai tertinggi dihasilkan dari perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1, parafin 4% sebesar 8,23 kgf/cm2. Keseluruhan nilai rata-rata keteguhan rekat internal papan
42
partikel limbah inti kenaf yang dihasil memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 base particleboard tipe 8 minimal 1,5 kgf/cm2. Mekanisme pengikatan perekat pMDI-UF yaitu gugus methylol dari perekat UF bereaksi dengan gugus reaktif (-N==C=O) dari perekat pMDI membentuk jembatan urethan menghilangkan potensi dekomposisi ikatan (Pizzi 1993 diacu dalam Wang dan Lu 2004). Histogram 19 menunjukkan bahwa perekat pMDI-UF memberikan nilai keteguhan rekat yang lebih baik dibandingkan perekat UF 100%. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa perekat berpengaruh sangat nyata terhadap keteguhan rekat, kadar parafin tidak berpengaruh nyata terhadap keteguhan rekat, dan interaksi kedua perlakuan yang diberikan berpengaruh nyata terhadap keteguhan rekat internal papan partikel yang dihasilkan. Komposisi perekat pMDI-UF berbeda nyata dengan perekat UF 100%. Komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1; 1 : 2; 1 : 3; dan 1 : 4 berbeda tidak nyata terhadap keteguhan rekat internal papan partikel. Emisi Formaldehida
Berdasarkan hasil pengujian sifat fisis dan mekanis diketahui perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4 , parafin 8%, komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1 , parafin 4%, dan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin 4% adalah perlakuan terbaik dari 22 kombinasi perlakuan lainnya.
Hasil ini dijadikan
sebagai acuan untuk pemilihan uji emisi formaldehida, dan sebagai kontrol dipilih komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 8%. Hasil uji emisi formaldehida dapat dilihat pada Tabel 8 berikut ini. Tabel 8. Hasil pengujian emisi formaldehida papan partikel limbah inti kenaf Emisi Formaldehida Standar JIS A 5908 : 2003 Klasifikasi &
Hasil Pengujian Rataan
Simbol F****
0,3 mg/l atau lebih rendah
F***
0,5 mg/l atau lebih rendah
F**
1,5 mg/l atau lebih rendah
A1B2 = 0,4 mg/l A4B2 = 0,4 mg/l A4B4 = 0,6 mg/l A5B4 = 1,2 mg/l
43
Hasil uji emisi formaldehida menunjukkan bahwa perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1 , parafin 4%, dan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin 4% menghasilkan emisi formaldehida paling rendah sebesar 0,4 mg/l dan memenuhi klasifikasi F***. Perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin 8% menghasilkan emisi formaldehida sebesar 0,6 mg/l, dan perlakuan komposisi perekat pMDI-UF 0 : 1, parafin 8% menghasilkan emisi formaldehida sebesar 1,2 mg/l yang memenuhi klasifikasi F**. Emisi formaldehida dihasilkan dari perekat yang berbasis formaldehida, seperti yang digunakan di sini adalah perekat urea formaldehida, sedangkan perekat pMDI tidak menghasilkan emisi formaldehida karena bukan perekat yang berbasis formaldehida.
Besar kecilnya emisi yang dihasilkan diduga karena
kemampuan perekat pMDI berikatan dengan perekat UF, mengurangi hidrolisis perekat UF yang pada akhirnya mengurangi emisi formaldehida. Emisi formaldehida berasal dari adanya kelebihan formaldehida yang tidak bereaksi dalam pembuatan perekat tersebut, formaldehida yang dilepaskan sewaktu kondensasi diantara kelompok methylol dan formaldehida yang dikeluarkan dari degradasi hidrolisis resin matang (Tohmura et al. 2000). Papan Partikel Limbah Inti Kenaf Terbaik
Papan partikel terbaik ditunjukkan dari hasil pengujian sifat fisis dan mekanis yang terbaik (masuk standar yang dipersyaratkan). Kualitas papan partikel limbah inti kenaf yang dihasilkan dirangking berdasarkan hasil pengujiannya.
Papan partikel limbah inti kenaf dengan jumlah skor terkecil
merupakan papan partikel limbah inti kenaf yang memiliki kualitas terbaik. Hasil rangking menunjukkan bahwa papan partikel limbah inti kenaf yang dibuat menggunakan perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin 8%, pMDI-UF 1 : 1, parafin 4%, dan pMDI-UF 1 : 4, parafin 4% adalah papan terbaik 1, 2, dan 3. Uji emisi formaldehida dilakukan setelah selesai dilakukan pengujian sifat fisis mekanis. Komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1, parafin 4%, komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin 4% nilai emisi formaldehida memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 dengan klasifikasi F***. Komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, parafin
44
8% nilai emisi formaldehida memenuhi standar JIS A 5908 : 2003 dengan klasifikasi F**. Perbandingan Kualitas Papan
Perbandingan sifat fisis mekanis papan dilakukan untuk mengetahui apakah kualitas papan partikel limbah inti kenaf menggunakan perekat PMDI-UF dan parafin lebih rendah, sebanding atau lebih baik dibandingkan dengan kualitas papan partikel dan papan serat (MDF) contoh yang dijual di pasaran. Sebagai pembanding digunakan produk papan partikel dari kayu karet, dan papan serat (MDF) dari kayu gmelina. Keduanya direkat menggunakan perekat urea formaldehida (UF). Hasil perbandingan kekuatan tercantum dalam Tabel 9. Tabel 9. Perbandingan sifat fisis dan mekanis tiga jenis papan No.
Jenis papan
Sifat Fisis 3
1. 2. 3.
Papan partikel Papan serat (MDF) Papan partikel limbah inti kenaf
Sifat Mekanis
ρ (g/cm )
Kadar air (%)
Pengembangan tebal (%) 2 jam 24 jam
MOE (x104 kgf/cm2)
MOR (kgf/cm2)
IB (kgf/cm2)
0.62
11.46
8.81
12.07
1,38
112
5,79
0.73
9.02
9.61
19.27
1,74
258
2,09
0.67
6.31
1.66
5.91
1,60
125,9
6,02
Berdasarkan hasil perbandingan kekuatan papan, papan partikel limbah inti kenaf terbaik hasil penelitian ini memiliki kualitas yang lebih unggul dibandingkan papan partikel dan papan serat komersial. Papan partikel limbah inti kenaf juga merupakan produk yang ramah lingkungan dengan nilai emisi formaldehida rendah sebesar 0.4 mg/l masuk standar JIS A 5908 : 2003 dengan klasifikasi F***.
Papan partikel limbah inti kenaf terbaik dapat digunakan
sebagai produk interior yang tidak memerlukan kekakuan tinggi, misalnya untuk penyekat ruang, pelapis dinding, furniture, dan interior pada alat-alat transportasi.
45
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan
1. Penggunaan perekat pMDI-UF dan penambahan parafin secara umum dapat meningkatkan kualitas (sifat fisis dan mekanis) papan partikel limbah inti kenaf. 2. penggunaan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, kadar parafin 8% (A4B4), komposisi perekat pMDI-UF 1 : 1, kadar parafin 4% (A1B2), dan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, kadar parafin 4% (A4B2) menghasilkan sifat fisis dan mekanis papan partikel limbah inti kenaf terbaik memenuhi standar JIS A 5908 : 2003, kecuali sifat modulus elastisitas. 3. Substitusi perekat UF dengan perekat pMDI mengurangi emisi formaldehida secara signifikan. Saran
1. Penggunaan komposisi perekat pMDI-UF 1 : 4, kadar parafin 4% dapat dipertimbangkan sebagai komposisi perekat dan kadar parafin terbaik untuk pembuatan papan partikel limbah inti kenaf yang ramah lingkungan dengan sifat fisis dan mekanis yang baik. 2. Untuk meningkatkan sifat modulus patah dan modulus elastisitas papan partikel dari limbah inti kenaf maka disarankan menggunakan venir, anyaman bambu, anyaman pandan atau bahan lainnya sebagai lapisan muka (face) dan lapisan belakang (back).
DAFTAR PUSTAKA Achmadi SS. 1990. Kimia Kayu (Bahan Pengajaran). Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. Pusat Antar Universitas Ilmu Hayat Institut Pertanian Bogor. Ali M, Husien N, Handayani SA, Erwin. 1998. Emisi Formaldehida pada Tenaga Kerja Wanita di Industri Kayu Lapis. http://www.emisi formaldehid.com.pdf. [4 Januari 2007]. Blomquist RF. 1983. Adhesive-In Overview. In : Adhesive Bonding of Wood and Other Structural Materials. Edited by : R.F. Blomquist, A.W. Christianson, R.H. Gillespie, G.E. Myers. Forest Products Laboratory, Forest Service, USDA in Cooperation with The University of Wisconsin- Extension. Copyright: The Pennsylvania State University. [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1998. Urea Formaldehida Cair untuk Perekat Papan Partikel. SNI 06-4565-1998. Badan Standardisasi Nasional Jakarta. [BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2005. Cara Uji Emisi Formaldehida pada Panel Kayu Metode Desikator. SNI 01-7140-2005. Badan Standardisasi Nasional Jakarta. [Balittas] Balai Penelitian Tembakau dan Tanaman Serat. 1996. Kenaf: Buku 1. Malang : Balai Penelitian Tembakau dan Tanaman Serat. Bowyer JL, Haygreen JG, Shmulsky R,. 2003. Forest Products and Wood Science. An Introduction. Fourth Edition. Iowa State University. Departemen Kehutanan. 2005. Aktualisasi Kebijakan Kehutanan. Kumpulan Siaran Pers Tahun 2005. Jakarta. Pusat Informasi Kehutanan. ISBN: 979-252840-7. Direktorat Tanaman Semusim Direktorat Jenderal Perkebunan. 2007. Peluang Industri Berbahan Baku Kenaf. http:// ditjenbun. deptan. go. id/web/ semusimbun/ semusim. [27 Oktober 2007]. Dziurka D, Mirski R, Lecka J. 2006. The Effect of Pine Particle Moisture Content on Properties of Particle Board Resinated wih pMDI. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, Wood Technology, Volume 9, Issue 1. http://www.ejpau.media.pl/volume9/issue1/art-16.html. [27 Oktober 2007]. Hermawan D. 2005. Kualitas Papan Partikel Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) pada Berbagai Kadar Parafin. Jurnal Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB Vol. 18 No. 1, 2005 Hal. 39 – 45.
47
http://www.as.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-0471958123.html. MDI, TDI and the polyurethane Industry. [22 Mei 2008]. http://www.dephut.go.id. [22 Mei 2008].
2008.
Badan
Revitalisasi
Industri
Kehutanan.
http://www.arb.ca.gov/research/.pdf. Proposed Airbone Toxic Control Measure to Reduce Formaldehyde Emissions From Composite Wood Product. California Environmental Protection Agency, Air Resources Board. [22 Mei 2008]. [JSA] Japanese Standards Association. 2001. Japanese Industrial Standard : Building Boards Determination of Formaldehyde Emission Desicator Method JIS A 1460-2001. [JSA] Japanese Standards Association. 2003. Japanese Industrial Standard : Particleboards - JIS A 5908-2003. Liu A. 2004. Making Pulp and Paper from Kenaf. Agriculture Officer, International Jute Organization (IJO). http:// www. chinaconsultinginc. com/ paperpulp.html. [20Mei 2006]. Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2002. Perancangan Percobaan (Dengan Aplikasi SAS dan Minitab). Bogor. Jilid I Edisi kedua. IPB Press. Maloney TM. 1993. Modern Particleboard and Dry Process Fiberboard Manufacturing. Inc San Fransisco: Miller Fremann. Marra AA. 1992. Technology of Wood Bonding : Principles in Practise. Van Nostrand Reinhold. New York. Muehl JH, Krzysik AM. 1997. Effect of Resin and Wax on Mechanical and Physical Properties of Hardboard from Air-Laid Mats. http://// www. fpl. fs. fed. us/ documents/pdf1997/muehl97a.pdf . [4 Maret 2008]. Papadopoulos AN. 2006. Property Comparisons and Bonding Efficiency of UF and pMDI Bonded Particleboards as Affected By Key Process Variables. http://www.ncsu.edu/bioresources/BioRes_01/BioRes_01_2/BioRes_01_2_20 1_208_PapadapolousParticlebd_UF_PDMI.pdf. [4 Maret 2008]. Pizzi A. 1983. Wood Adhesives Chemistry and Technology. New York and Basel. Marcel Dekker, Inc. Ruhendi S, Koroh DN, Syamani FA, Yanti H, Nurhaida, Saad S, dan Sucipto T. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
48
Sastrosupadi. 1984. Pengaruh penggenangan Terhadap Pertumbuhan, Hasil dan Kualitas Serat Serta Pulp Kayu Kenaf [Tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor, Fakultas Pasca Sarjana. Smith H. 1998. About Kenaf Plant. http:// www. visionpaper. com/ kenaf2.htm/ [7 Januari 2007]. Tohmura SI, Hse CY, Higuchi M. 2000. Formaldehyde Emission and High Temperature Stability of Cured Urea Formaldehyde Resins. Journal Wood Science 2000. 46 : 303-309. [13 April 2007]. Tsoumis G. 1991. Science and Technology of Wood Structure, Properties, Utilization. New York : Van Nostrand Reinhold. Vick CB 1999. Adhesive Bonding of Wood Material. In: Wood Handbook. Wood as an Engineering Material. Forest Product Technology. USDA Forest Service. Voulgaridis E, Passialis C, Grigoriou A. 2000. Anatomical Characteristics and Properties of Kenaf Stems (Hibiscus Cannabinus). http:// bio. kuleuven. be/ sys /iawa/PDF. [16 Februari 2008]. Wang W, Lu R. 2004. Low Formaldehyde Emission Particleboard Bonded by UF-MDI Mixture Adhesive. Forest Product Journal Vol. 54, No.9. Wikipedia. 2008. Parafin. http://id.wikipedia.org/wiki/Alkana. [5 Maret 2008]. Yayasan Lembaga Konsumen Indonesia. 2007. technologyindonesia.com/news. [26 September 2007].
50
Perhitungan berat jenis limbah inti kenaf menggunakan metode pemindahan
Lampiran 1
Ulangan
1 2 3
Kode
KF 1 KF2 KF3
Berat Awal
Berat Air
Berat C. Uji + Air
(g)
(g)
(g)
1.584 1.526 1.533
150.450 150.450 150.400
159.600 159.572 159.552
BKT C. Uji 1.497 1.503 1.500
KA (%) 5.81 1.53 2.20
Berat Volume Basah (g) 9.150 9.122 9.152
BJ
0.16 0.16 0.16
Prosedur Kerja : 1. Memotong inti kenaf yang berbentuk silindris menjadi 3 bagian contoh uji, kemudian menimbang beratnya, dan mencatat sebagai berat awal 2. Memanaskan parafin dan mencelupkan salah satu ujung inti kenaf, kemudian mendinginkannya 3. Menimbang air di dalam Beaker glass dan mencatat sebagai berat air 4. Memasukkan contoh uji yang ujungnya telah dicelupkan parafin, mengusahakan contoh uji jangan menyentuh dasar dan sekeliling Beaker glass, lalu mencatat beratnya 5. Membersihkan contoh uji sampai parafin benar-benar hilang 6. Mengeringkan contoh uji ke dalam oven pada suhu 1030C±20C selama 24 jam. Kemudian mengkondisikan ke dalam desikator selama 15 menit dan menimbangnya. Apabila berat belum konstan, memasukkan lagi ke dalam oven pada suhu yang sama selama 4 jam, dan melakukan prosedur ini sampai diperoleh berat konstan, lalu mencatat beratnya 7. Menghitung BJ menggunakan rumus : Berat jenis =
Berat kering tanur (g) Berat volume basah (g)
51
Lampiran 2 No. 1 2 3
Perlakuan Kenaf 1 Kenaf 2 Kenaf 3
Hasil pengukuran keterbasahan (wettability) inti kenaf Tinggi absorpsi air 48 jam (mm) 272.00 268.00 271.00
Diameter tabung (cm) 0.44 0.43 0.38
Tinggi serbuk (cm) 52.90 53.30 52.30
BKT serbuk (g) 2.21 2.08 1.58
Bulk factor 3.56 3.72 3.66 Rerata CWAH
Lampiran 3 Pengukuran kandungan padatan perekat Perekat pMDI Ulangan IC 1 IC 2 IC 3
Berat cawan (g) 21.36 20.94 22.43
Berat Perekat (g) 1.50 1.50 1.50
B.cawan + B.perekat (g) 22.86 22.44 22.43
22.83 22.41 23.90 Rataan
Kandungan Padatan Perekat (%) 98 98 98 98
BKT
Kandungan Padatan
Perekat (g) 19.18 21.93 19.73 Rataan
Perekat (%) 66.67 65.33 66.67 66
BKT Perekat (g)
Perekat Urea Formaldehida Ulangan
UF 1 UF 2 UF 3
Berat cawan (g) 18.18 20.95 18.73
Berat Perekat (g) 1.50 1.50 1.50
B.cawan + B.perekat (g) 19.68 22.45 20.23
CWAH (mm) 967.58 997.27 990.73 985.19
52
Lampiran 4 Karakteristik perekat pMDI – UF
a. Viskositas Viskositas (poise) No.
Perekat
1 2 3
pMDI UF Komposisi pMDI : UF= 1 : 1, Parafin 4%
Rataan 5,90 5,10 34,16
4 5 6
Komposisi pMDI : UF= 1 : 3, Parafin 8% Komposisi pMDI : UF= 1 : 4, Parafin 4% Komposisi pMDI : UF= 1 : 4, Parafin 8%
13 16 13,32
b. pH No. 1. 2. 3.
Perekat pMDI UF Campuran pMDI : UF= 1 : 1
Ulangan 1 1,95 6,66 5,11
c. waktu gel No.
Perekat
Waktu (menit)
1. 2. 3.
pMDI : UF = 1 : 1 pMDI : UF = 1 : 4 UF
5 66 110
2 1,98 6,30 5,09
pH rataan 1,97 6,48 5,10
53
Lampiran 5 Analisis sidik ragam kerapatan papan partikel limbah inti kenaf Sumber Keragaman Perekat Parafin Perekat * Parafin Galat Total
Jumlah Kuadrat ,030 ,013 ,021 ,024 ,088
Kuadrat Tengah ,008 ,003 ,001 ,000
db 4 4 16 50 74
Fhit 15,815 6,594 2,816
Sig. ,000 ,000 ,003
Uji Beda Lanjut Duncan : Interaksi perlakuan perekat , parafin Interaksi
N
Subset
A1B0
3
A
1 ,5900
A2B0
2
3
4
5
6
7
3
A
,5900
A5B4
3
A
,5933
A5B0
3
AB
,6000
,6000
A5B1
3
ABC
,6133
,6133
,6133
A1B3
3
ABC
,6167
,6167
,6167
A2B4
3
ABCD
,6233
,6233
,6233
,6233
A2B1
3
ABCD
,6300
,6300
,6300
,6300
A5B2
3
ABCD
,6300
,6300
,6300
,6300
A4B1
3
BCDE
,6367
,6367
,6367
,6367
A5B3
3
BCDEF
,6400
,6400
,6400
,6400
,6400
A1B4
3
CDEFG
,6433
,6433
,6433
,6433
,6433
A2B2
3
CDEFG
,6500
,6500
,6500
,6500
,6500
A4B2
3
CDEFG
,6500
,6500
,6500
,6500
,6500
A4B3
3
CDEFG
,6500
,6500
,6500
,6500
,6500
A1B1
3
CDEFG
,6533
,6533
,6533
,6533
,6533
A3B0
3
CDEFG
,6533
,6533
,6533
,6533
,6533
A4B0
3
DEFG
,6633
,6633
,6633
,6633
A1B2
3
EFG
,6733
,6733
,6733
A3B3
3
EFG
,6733
,6733
,6733
A4B4
3
EFG
,6733
,6733
,6733
A2B3
3
EFG
,6767
,6767
,6767
A3B1
3
FG
,6800
,6800
A3B4
3
FG
,6800
,6800
A3B2
3
G
Sig. b Alpha = ,05.
,6833 ,060
,058
,067
,065
,067
,068
,068
Ket Sangat nyata Sangat nyata Sangat nyata
54
Lampiran 6 Analisis sidik ragam kadar air papan partikel limbah inti kenaf Sumber Keragaman Perekat
Jumlah Kuadrat 69,567
4
Kuadrat tengah 17,392
Fhit 58,897
Sig. ,000
Ket Sangat nyata
db
Parafin
42,112
4
10,528
35,653
,000
Sangat nyata
Perekat * Parafin
5,218
,000
Sangat nyata
24,653
16
1,541
Galat
14,764
50
,295
Total
151,0.96
74
Uji Beda Lanjut Duncan : Interaksi perlakuan perekat , parafin Interaksi
N
Subset
A4B4
3
A
6,3067
A4B2
3
AB
6,8400
6,8400
A4B3
3
ABC
7,0800
7,0800
7,0800
A2B3
3
ABCD
7,1733
7,1733
7,1733
7,1733
A1B4
3
ABCDE
7,2300
7,2300
7,2300
7,2300
7,2300
A3B4
3
ABCDE
7,2433
7,2433
7,2433
7,2433
7,2433
A4B1
3
ABCDE
7,2900
7,2900
7,2900
7,2900
7,2900
A1B2
3
BCDE
7,4600
7,4600
7,4600
7,4600
A3B2
3
BCDEF
7,6100
7,6100
7,6100
7,6100
7,6100
A3B0
3
BCDEFG
7,8100
7,8100
7,8100
7,8100
7,8100
7,8100
8,0033
8,0033
8,0033
8,0033
8,0033
8,0033
8,0733
1
A2B2
2
3
4
5
6
7
8
9
3
CDEFGH
A1B1
3
CDEFGH
8,0733
8,0733
8,0733
8,0733
8,0733
A3B3
3
DEFGHI
8,1933
8,1933
8,1933
8,1933
8,1933
8,1933
A4B0
3
DEFGHI
8,2233
8,2233
8,2233
8,2233
8,2233
8,2233
A1B3
3
EFGHI
8,2800
8,2800
8,2800
8,2800
8,2800
A3B1
3
FGHI
8,5167
8,5167
8,5167
8,5167
A5B3
3
FGHI
8,6267
8,6267
8,6267
8,6267
A2B4
3
GHI
8,8133
8,8133
8,8133
A5B2
3
HI
8,9767
8,9767
3
I
A2B1 A1B0 A5B4 A5B1 A2B0 A5B0
3 3 3 3 3
J J J J K
10
11
9,1400 10,053 3 10,210 0 10,380 0 10,880 0 11,87 00
55
Lampiran 7 Analisis sidik ragam daya serap air 2 jam papan partikel limbah inti kenaf Sumber Keragaman Perekat
Jumlah Kuadrat 10066,854
db 4
Kuadrat tengah 2516,713
Fhit 15,940
Sig. ,000
Ket Sangat nyata
Parafin
25717,878
4
6429,470
40,722
,000
Sangat nyata
Perekat * Parafin
5,473
,000
Sangat nyata
13826,520
16
864,157
Galat
7894,373
50
157,887
Total
57505,625
74
Uji Beda Lanjut Duncan : Interaksi perlakuan perekat , parafin Interaksi
N
Subset
A1B4
3
A
1 2,7267
A2B3
3
A
3,2600
A4B4
3
A
3,7667
A1B3
3
A
4,1933
A3B3
3
A
4,5433
A2B2
3
A
4,6200
A3B4
2
3
4
3
A
4,6633
A1B2
3
A
4,9367
A2B4
3
A
5,6333
A4B3
3
A
5,7733
A1B1
3
A
6,9467
A3B2
3
A
7,5600
A4B2
3
A
8,0367
A5B3
3
AB
10,5333
10,5333
A3B1
3
ABC
13,0867
13,0867
13,0867
A5B2
3
ABC
13,6867
13,6867
13,6867
A2B1
3
ABC
14,3467
14,3467
14,3467
A4B1
3
ABC
15,8800
15,8800
15,8800
A5B4
3
ABC
17,4067
17,4067
17,4067
A1B0
18,5667
18,5667
18,5667
33,4933
33,4933
33,4933
36,3133
36,3133
3
ABC
A5B1
3
BCD
A3B0
3
CD
A2B0
3
D
41,3233
A4B0
3
D
47,6433
3
E
A5B0 Sig.
5
128,6300 ,212
,059
,056
,216
1,000
56
Lampiran 8 Analisis sidik ragam daya serap air 24 jam papan partikel limbah inti kenaf Sumber Keragaman Perekat
Jumlah Kuadrat 55847,575
4
Kuadrat tengah 13961,894
Fhit 42,649
Sig. ,000
Ket Sangat nyata
Parafin
68235,931
4
17058,983
52,110
,000
Sangat nyata
9552,845
16
597,053
1,824
,054
Tidak nyata
Galat
16368,218
50
327,364
Total
150004,569
74
Perekat * Parafin
db
Uji Beda Lanjut Duncan : perlakuan perekat Perekat
N
Subset
1,00
15
A
2,00
1 32,4073
2
15
B
48,7027
4,00
15
B
52,1400
3,00
15
B
57,8333
5,00
15
C
3
112,6353
Uji Beda Lanjut Duncan : perlakuan parafin Perekat
Subset
N
3,00
15
A
1 36,9133
4,00
15
A
42,8667
2,00
15
A
42,8887
1,00
15
B
0,00
15
C
2
3
62,5167 118,5333
57
Lampiran 9 Analisis sidik ragam pengembangan tebal 2 jam papan partikel limbah inti kenaf Sumber Keragaman Perekat
Jumlah Kuadrat 755,348
4
Kuadrat tengah 188,837
Fhit 9,267
Sig. ,000
Ket Sangat nyata
db
Parafin
1376,818
4
344,205
16,891
,000
Sangat nyata
Perekat * Parafin
1365,321
16
85,333
4,187
,000
Sangat nyata
Galat
1018,913
50
20,378
Total
4516,399
74
Uji Beda Lanjut Duncan : interaksi perlakuan perekat , parafin Interaksi
Subset
N
A4B4
3
A
1 1,6567
A4B3
3
A
2,2600
A2B3
3
A
2,2867
A3B3
3
A
2,6133
A2B4
3
A
2,8267
A2B2
3
A
2,9367
A3B4
3
A
2,9433
A1B1
3
A
3,1933
A1B2
3
A
3,2667
A3B1
3
A
3,4467
A2B1
3
A
3,5433
A5B4
3
A
3,7867
A1B4
3
A
4,4267
A5B2
3
A
4,4533
A3B2
3
A
4,7767
A4B2
3
A
5,2833
A4B1
3
A
5,3933
A1B3
3
A
5,7633
A5B3
3
A
6,1767
A2B0
3
A
7,6900
A3B0
3
A
8,9633
A1B0
3
A
9,1533
A4B0
3
A
10,2267
A5B1
3
A
10,7500
A5B0
3
B
2
37,2700
58
Lampiran 10 Analisis sidik ragam pengembangan tebal 24 jam papan partikel limbah inti kenaf
Sumber Keragaman Perekat Parafin Perekat * Parafin Galat Total
Jumlah Kuadrat 3634,575 3496,341 666,999 2397,907 7821957,689
db 4 4 16 50 74
Kuadrat tengah 908,644 874,085 41,687 47,958
Fhit 18,947 18,226 ,869
Sig. ,000 ,000 ,606
Uji Beda Lanjut Duncan : perlakuan perekat Perekat
Subset
N 15
A
1 11,5453
15
A
12,1453
15
A
13,9967
4,00
15
A
15,4587
5,00
15
B
1,00 2,00 3,00
2
30,3433
Uji Beda Lanjut Duncan : perlakuan parafin Parafin
Subset
N 15
A
1 11,1247
15
AB
12,1000
12,1000
15
AB
13,3533
13,3533
1,00
15
B
0,00
15
C
4,00 3,00 2,00
2
3
17,1960 29,7153
Ket Sangat nyata Sangat nyata Tidak nyata
59
Lampiran 11 Analisis sidik ragam modulus elastisitas papan partikel limbah inti kenaf
Sumber Keragaman Perekat
Jumlah kuadrat 339868931,62
Parafin
4
Kuadrat tengah 84967232,90
Fhit 15,626
Sig. ,000
4
12065160,30
2,219
,080
1,768
,064
db
48260641,22
Perekat * Parafin Galat
153792656,89 271874338,82
50
Total
813796568,57
74
16
9612041,05 5437486,77
Uji Beda Lanjut Duncan : perlakuan perekat Perekat
N
Subset
5,00
15
2,00
A
1 7950,6673
2
3
15
B
11499,1067
3,00
15
BC
12522,6007
12522,6007
4,00
15
BC
13195,3720
13195,3720
1,00
15
C
14101,1467
Ket Sangat nyata Tidak nyata Tidak nyata
60
Lampiran 12 Analisis sidik ragam modulus patah papan partikel limbah inti kenaf
Sumber Keragaman Perekat
Jumlah Kuadrat 20366,35
4
Kuadrat tengah 5091,58
Fhit 23,268
Sig. ,000
Ket Sangat nyata
db
Parafin
1386,45
4
346,61
1,584
,193
Tidak nyata
Perekat * Parafin
5354,90
16
334,68
1,529
,127
Tidak nyata
Galat
10941,75
50
218,83
Total
38049,45
74
Uji Beda Lanjut Duncan : perlakuan perekat Perekat
N
Subset 1 60,1060
2
5,00
15
A
2,00
15
B
94,6020
3,00
15
B
100,5853
1,00
15
B
101,7740
4,00
15
B
104,8553
61
Lampiran 13 Analisis sidik ragam keteguhan rekat internal (IB) papan partikel limbah inti kenaf
Sumber Keragaman Perekat Parafin Perekat * Parafin Error Total
Jumlah Kuadrat 60,082 3,946 57,993 81,043
db 4 4 16 50 74
203,064
Kuadrat tengah 15,020 ,986 3,625 1,621
Fhit 9,267 ,612 2,234
Sig. ,000 ,658 ,016
Ket Sangat nyata Tidak nyata Nyata
Uji Beda Lanjut Duncan : interaksi perlakuan perekat , parafin Interaksi
N
N
Subset 1
2
3
4
5
6
A5B4
3
A
2,6500
A5B2
3
AB
3,8100
3,8100
A5B1
3
ABC
4,5567
4,5567
4,5567
A1B1
3
ABCD
4,7600
4,7600
4,7600
4,7600
A1B0
3
BCD
5,3367
5,3367
5,3367
A5B3
3
BCD
5,4733
5,4733
5,4733
A5B0
3
BCD
5,4733
5,4733
5,4733
A3B0
3
BCD
5,5433
5,5433
5,5433
A3B2
3
BCDE
5,5767
5,5767
5,5767
5,5767
5,8467
5,8467
5,8467
5,8467
A3B3
3
BCDEF
5,8467
A4B4
3
BCDEF
6,0200
6,0200
6,0200
6,0200
6,0200
6,2200
6,2200
6,2200
6,2200
6,2533
6,2533
6,2533
6,2533
6,3567
6,3567
6,3567
A2B2
3
BCDEF
6,2200
A2B4
3
BCDEF
6,2533
A3B1
3
CDEF
6,3567
A4B0
3
CDEF
6,3933
6,3933
6,3933
6,3933
6,4233
6,4233
6,4233
A4B3
3
CDEF
6,4233
A2B3
3
CDEF
6,6267
6,6267
6,6267
6,6267
A4B1
3
CDEF
6,6333
6,6333
6,6333
6,6333
A2B0
3
CDEF
6,7333
6,7333
6,7333
6,7333
A2B1
3
CDEF
7,0367
7,0367
7,0367
7,0367
A3B4
3
DEF
7,1400
7,1400
7,1400
A4B2
3
DEF
7,2100
7,2100
7,2100
8,0900
8,0900
A1B3
3
EF
A1B4
3
F
8,1933
A1B2
3
F
8,2300
62
Lampiran 13 (lanjutan) Uji Beda Lanjut Duncan : Perlakuan Perekat Perekat
N
Subset 1 ,4307
2
5,00
15
A
3,00
15
B
,5973
4,00
15
B
,6407
2,00
15
B
,6447
1,00
15
B
Sig.
B
,6787 1,000
,109
63
Lampiran 14 Data sifat fisis papan partikel limbah inti kenaf setelah dikoreksi dengan kerapatan Komposisi Perekat (A)
Kadar Parafin (B) (%)
Ulangan
1:1 (A1) 1:1 (A1)
1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1)
1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1)
1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1)
1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1)
1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2)
1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2)
1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2)
tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0) 2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
4 (B2) 4 (B2) 4 (B2)
6 (B3) 6 (B3) 6 (B3)
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4)
tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0) 2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
4 (B2) 4 (B2) 4 (B2)
KA 3
DSA
DSA
PT
PT
2 jam
24 jam
2 jam
24 jam
(g/cm )
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
0.40 -0.90
5 - 13 %
-
-
-
mak 12 %
1
0.59
10.11
14.71
51.45
9.49
17.08
2
0.58
10.45
20.31
66.48
3.74
17.78
3
0.60
9.60
20.68
71.77
14.23
23.71
rataan
0.59
10.05
18.57
63.23
9.15
19.52
1 2 3
0.67 0.64 0.65
8.34 7.88 8.00
6.94 7.94 5.96
35.76 33.25 34.21
3.83 3.01 2.74
13.42 9.03 9.13
rataan
0.65
8.07
6.95
34.41
3.19
10.53
1 2 3
0.66 0.70 0.66
8.39 6.75 7.24
4.63 5.12 5.06
20.64 28.43 24.69
5.00 1.83 2.97
10.01 7.34 9.91
rataan
0.67
7.46
4.93
24.59
3.27
9.09
1 2 3
0.62 0.62 0.61
8.00 8.25 8.59
3.22 6.33 3.03
19.05 28.76 18.21
1.87 5.94 9.48
5.60 11.88 14.74
rataan
0.62
8.28
4.19
22.01
5.76
10.74
1 2 3
0.66 0.62 0.65
7.24 7.77 6.68
2.39 3.21 2.58
12.95 24.98 15.48
5.84 2.80 4.64
6.81 7.46 9.28
rataan
0.65
7.23
2.73
17.81
4.43
7.85
1
0.58
11.03
24.34
87.19
3.80
21.86
2
0.58
10.98
54.07
136.28
5.61
28.07
3
0.61
10.63
45.56
122.61
13.66
24.91
rataan
0.59
10.88
41.32
115.36
7.69
24.94
1 2 3
0.62 0.63 0.63
9.33 9.26 8.83
9.55 15.95 17.54
43.57 59.20 64.15
2.75 5.01 2.87
9.18 12.01 16.28
rataan
0.63
9.14
14.35
55.64
3.54
12.49
1 2 3
0.66 0.69 0.60
7.56 7.38 9.07
2.48 3.87 7.51
18.29 21.18 40.38
1.91 3.72 3.18
5.73 8.38 12.73
rataan
0.65
8.00
4.62
26.62
2.94
8.95
Standar JIS 1:1 (A1)
ρ
64
Lampiran 14 (lanjutan) 1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
6 (B3) 6 (B3) 6 (B3)
1 2 3
0.68 0.67 0.68
7.18 7.18 7.16
2.40 4.12 3.26
16.59 25.02 17.13
1.96 0.98 3.92
5.88 4.88 7.84
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4)
rataan 1 2 3
0.68 0.62 0.61 0.64
7.17 9.31 8.72 8.41
3.26 6.67 5.51 4.72
19.58 32.10 20.23 26.62
2.29 2.75 3.86 1.87
6.20 10.10 8.68 5.61
rataan
0.62
8.81
5.63
26.31
2.83
8.13
1
0.65
7.73
20.41
86.19
10.44
10.44
2
0.68
8.00
37.46
107.27
8.65
27.68
3
0.63
7.70
51.07
122.22
7.80
31.19
rataan
0.65
7.81
36.31
105.23
8.96
23.10
1 2 3 rataan 1 2 3 rataan 1 2 3 rataan 1 2 3 rataan
0.64 0.68 0.72 0.68 0.69 0.67 0.69 0.68 0.66 0.69 0.67 0.68 0.67 0.66 0.71 0.68
9.63 8.37 7.55 8.52 7.18 8.15 7.50 7.61 8.18 7.72 8.68 8.19 8.08 7.21 6.44 7.25
15.66 13.96 9.64 13.09 8.26 9.02 5.40 7.56 5.17 3.87 4.59 4.54 5.10 4.83 4.06 4.66
64.74 57.83 40.99 54.52 47.70 49.74 39.87 45.77 44.40 35.68 44.97 41.68 46.44 42.34 37.12 41.97
4.60 2.91 2.83 3.45 9.48 1.95 2.90 4.78 1.95 1.95 3.94 2.61 0.97 5.10 2.76 2.94
14.71 14.57 10.38 13.22 17.07 12.69 7.73 12.50 9.73 7.80 13.80 10.44 5.80 15.30 11.06 10.72
1
0.65
8.18
53.25
122.74
18.89
37.79
2
0.64
8.48
55.66
129.97
6.43
30.33
3
0.70
8.01
34.02
88.84
5.36
18.75
rataan
0.66
8.22
47.64
113.85
10.23
28.96
1 2 3 rataan 1 2 3
0.64 0.65 0.62 0.64 0.63 0.67 0.65
7.08 7.03 7.76 7.29 7.48 6.29 6.75
14.72 21.09 11.83 15.88 8.04 7.09 8.98
57.07 77.52 44.03 59.54 37.14 30.71 38.25
3.71 5.77 6.70 5.39 3.97 9.95 1.93
13.90 24.04 14.35 17.43 6.94 16.92 11.58
rataan
0.65
6.84
8.04
35.37
5.28
11.81
tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
4 (B2) 4 (B2) 4 (B2)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
6 (B3) 6 (B3) 6 (B3)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4)
1:4 (A4) 1:4 (A4) 1:4 (A4)
tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0)
1:4 (A4) 1:4 (A4) 1:4 (A4)
2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
1:4 (A4) 1:4 (A4) 1:4 (A4)
4 (B2) 4 (B2) 4 (B2)
65
Lampiran 14 (lanjutan) 1:4 (A4) 1:4 (A4) 1:4 (A4)
1:4 (A4) 1:4 (A4) 1:4 (A4)
UF UF UF
UF UF UF
UF UF UF
UF UF UF
UF UF UF
6 (B3) 6 (B3) 6 (B3)
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4) tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0)
2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
4 (B2) 4 (B2) 4 (B2)
6 (B3) 6 (B3) 6 (B3)
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4)
1 2 3
0.66 0.64 0.65
6.69 7.18 7.37
4.34 6.15 6.83
23.99 41.24 34.49
0.96 1.94 3.88
12.42 13.55 13.58
rataan
0.65
7.08
5.77
33.24
2.26
13.19
1 2 3
0.66 0.66 0.70
6.61 6.27 6.04
3.94 3.70 3.66
18.88 18.92 18.31
2.04 2.00 0.93
6.12 6.00 5.61
rataan
0.67
6.31
3.76
18.70
1.66
5.91
1
0.63
11.15
67.62
128.14
19.44
27.78
2
0.58
12.53
162.28
247.49
53.44
78.31
3
0.59
11.93
155.99
209.36
38.93
50.05
rataan
0.60
11.87
128.63
195.00
37.27
52.05
1 2 3
0.62 0.63 0.59
10.43 10.26 10.45
14.79 30.72 54.97
74.82 104.64 145.97
5.00 12.78 14.47
21.98 36.38 38.58
rataan
0.61
10.38
33.50
108.48
10.75
32.32
1 2 3
0.61 0.63 0.65
9.74 8.93 8.26
15.52 10.98 14.56
95.33 65.19 85.79
5.99 2.85 4.52
28.94 18.99 25.34
rataan
0.63
8.97
13.69
82.10
4.45
24.42
1 2 3
0.63 0.66 0.63
8.87 7.93 9.08
12.38 10.20 9.02
81.32 61.56 61.29
7.87 3.72 6.94
26.14 16.75 16.87
rataan
0.64
8.62
10.53
68.05
6.18
19.92
1 2 3
0.59 0.60 0.59
10.14 9.63 10.86
14.10 24.27 13.85
103.72 127.39 97.52
4.82 3.62 2.92
22.19 23.51 23.34
rataan
0.59
10.21
17.41
109.54
3.79
23.01
66
Lampiran 15 Data sifat mekanis papan partikel limbah inti kenaf setelah dikoreksi dengan kerapatan Komposisi Perekat (A)
Kadar Parafin (B)
Ulangan
MOE (kgf/cm2)
MOR (kgf/cm2)
IB (kgf/cm2)
1 2 3
tipe 18 : 3,06x104 tipe 13 : 2,55x104 tipe 8 : 2,04x104 12833.64 8922.65 11815.07
tipe 18 : 184 tipe 13 : 133 tipe 8 : 82 103.02 85.88 96.70
tipe 18 : 3,1 tipe 13 : 2,0 tipe 8 : 1,5 6.63 4.69 4.69
rataan
11190.45
95.20
5.34
1 2 3
10540.68 17498.10 14822.95
89.86 119.44 96.59
5.81 5.41 3.06
rataan
14287.24
101.97
4.76
1 2 3
13477.16 17062.66 19333.90
109.34 105.16 126.68
8.67 5.92 10.10
rataan
16624.57
113.73
8.23
1 2 3
14267.35 11225.61 18260.14
87.92 104.45 100.98
8.87 7.55 7.85
rataan
14584.37
97.78
8.09
1 2 3
15029.90 14908.12 11519.27
121.48 86.19 92.92
10.20 7.65 6.73
rataan
13819.10
100.20
8.19
1 2 3
11142.28 8291.99 9557.30
96.08 79.97 85.27
7.14 5.61 7.45
rataan
9663.85
87.11
6.73
1 2 3
6381.43 12756.83 11178.18
75.38 107.00 92.92
6.63 7.75 6.73
rataan
10105.48
91.77
7.04
1 2 3
11991.94 16568.17 13475.32
94.86 126.99 102.92
5.30 7.14 6.22
rataan
14011.81
108.26
6.22
(%) Standar JIS 1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1)
1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1)
1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1)
1:1 (A1) 1:1 (A1) 1:1 (A1)
1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2)
1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2)
1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2)
tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0) 2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
4 (B2) 4 (B2) 4 (B2)
6 (B3) 6 (B3) 6 (B3)
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4)
tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0)
2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
4 (B2) 4 (B2) 4 (B2)
67
Lampiran 15 (lanjutan) 1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2)
1:2 (A2) 1:2 (A2) 1:2 (A2)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
1:3 (A3) 1:3 (A3) 1:3 (A3)
1:4 (A4) 1:4 (A4) 1:4 (A4)
1:4 (A4) 1:4 (A4) 1:4 (A4)
6 (B3) 6 (B3) 6 (B3)
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4)
tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0)
2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
4 (B2) 4 (B2) 4 (B2)
6 (B3) 6 (B3) 6 (B3)
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4)
tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0)
2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
1 2 3
14248.89 13760.21 14007.66
103.94 98.84 109.65
6.32 6.22 7.34
rataan
14005.59
104.14
6.63
1 2 3
10041.59 9617.48 9467.33
85.17 74.36 85.68
7.34 5.20 6.22
rataan
9708.80
81.74
6.26
1 2 3
15452.80 13531.01 12848.12
116.08 103.73 103.63
3.47 7.14 6.02
rataan
13943.98
107.81
5.54
1 2 3
12792.84 11819.15 13389.74
106.18 101.39 97.00
6.83 7.24 5.00
rataan
12667.24
101.52
6.36
1 2 3
8861.25 13322.02 13735.83
82.42 108.83 118.83
5.00 5.51 6.22
rataan
11973.03
103.36
5.58
1 2 3
12565.99 12902.59 3996.67
90.78 106.28 76.30
6.73 6.02 4.79
rataan
9821.75
91.12
5.85
1 2 3
13742.46 15483.29 13395.25
95.88 108.94 92.51
5.71 7.24 8.47
rataan
14207.00
99.11
7.14
1 2 3
12279.47 10917.16 11605.36
94.35 97.41 105.06
7.14 6.63 5.41
rataan
11600.66
98.94
6.39
1 2 3
12100.46 10936.54 13519.28
101.29 75.58 98.02
6.94 6.53 6.43
rataan
12185.43
91.63
6.63
68
Lampiran 15 (lanjutan) 1:4 (A4) 1:4 (A4)
4 (B2) 4 (B2)
1 2
13396.48 17805.32
109.34 139.13
7.45 6.12
1:4 (A4)
4 (B2)
3
12128.21
111.59
8.06
rataan
14443.34
120.02
7.21
1:4 (A4)
6 (B3)
1
12010.40
86.29
5.81
1:4 (A4) 1:4 (A4)
6 (B3) 6 (B3)
2 3
10643.09 12500.20
73.95 103.12
5.61 7.85
rataan
11717.90
87.79
6.43
1 2 3
16290.83 15505.12 16292.66
122.09 126.38 129.23
4.59 9.08 4.39
rataan
16029.54
125.90
6.02
1 2 3
8590.95 4443.32 7629.80
94.25 32.23 62.02
6.43 3.67 6.32
rataan
6888.03
62.83
5.47
1 2 3
7401.63 10261.91 5108.87
68.24 85.78 41.11
5.41 3.47 4.79
rataan
7590.81
65.04
4.56
1 2 3
6396.11 8182.13 7914.69
40.70 78.64 58.24
2.45 4.49 4.49
rataan
7497.65
59.19
3.81
1 2 3
9939.29 10351.57 6660.70
68.54 86.50 41.41
4.79 5.41 6.22
rataan
8983.85
65.48
5.47
1 2 3
12547.94 7226.60 6604.50
57.94 35.50 50.49
2.75 1.53 3.67
rataan
8793.01
47.97
2.65
1:4 (A4) 1:4 (A4) 1:4 (A4)
UF UF UF
UF UF UF
UF UF UF
UF UF UF
UF UF UF
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4)
tanpa (B0) tanpa (B0) tanpa (B0)
2 (B1) 2 (B1) 2 (B1)
4 (B2) 4 (B2) 4 (B2)
6 (B3) 6 (B3) 6 (B3)
8 (B4) 8 (B4) 8 (B4)
69
Lampiran 16 Contoh perhitungan kebutuhan bahan baku yang digunakan
1. Ukuran papan
= 30 cm x 30 cm x 0,9 cm
2. Kerapatan sasaran = 0,7 g/cm3 a. Komposisi perekat pMDI : UF = 1 : 1 , parafin 2% 1. Kebutuhan partikel (KA 0%) = 100/112 x 0,7 g/cm3 x (30 cm x 30 cm x 0,9 cm) = 506,25 g 2. Kebutuhan partikel (KA 9%) = 9/100 x 506,25 g = 506,25 g + 45,56g Spilasi 10% = (551,81 g : 10/100) = 55,18 g + 551,81 g
= 45,56 g = 551,81 g = 55,18 g = 606,99 g
3. Kebutuhan perekat (10%)
= 50,63 g
= 10/112 x 567 g
4. Perekat Isosianat (1 bagian) = 1/2 x 50,63 g RSC Isosianat 98% = 100/98 x 25,32 g + Spilasi 10% = 2,58 g + 25,84 g
= 25,32 g = 25,84 g = 28,42 g
5. Perekat UF (1 bagian) RSC UF 66% + spilasi 10%
= 1/2 x 50,63 g = 100/66 x 25,32 g = 3,84 g + 38,36 g
= 25,32 g = 38,36 g = 42,20 g
6. Kebutuhan Parafin 2% + spilasi 10%
= 2/112 x 567 g = 1,01 g + 10,13 g
= 10,13 g = 11,14 g
70
Lampiran 17 Rangking kualitas papan partikel limbah inti kenaf No.
1
Perlakuan
Sifat Fisis
Perekat
Parafin
(A)
(B)
(%) 1:1
(%) 0
Sifat Mekanis P.tebal
Kode A1B0
Kerapatan (g/cm3) 13
KA (%) 21
24 jam (%) 17
MOE (kgf/cm2) 17
MOR (kgf/cm2) 18
IB (kgf/ cm2) 19
Jumlah 105
Rangking 18
2
2
A1B1
7
13
8
5
10
20
63
10
3
4
A1B2
5
8
6
1
3
1
24
2
4
6
A1B3
9
10
7
8
14
3
51
7
5
8
A1B4
6
5
4
10
12
2
39
6
0
A2B0
13
24
19
21
19
12
108
19
7
2
A2B1
8
19
12
18
16
7
80
16
8
4
A2B2
9
15
5
7
4
11
51
7
9
6
A2B3
6
11
2
4
6
6
35
5
6
1:2
10
8
A2B4
3
6
3
19
20
18
69
13
0
A3B0
7
20
20
9
7
15
78
15
12
2
A3B1
3
17
15
11
8
8
62
9
13
4
A3B2
2
12
13
12
5
14
58
8
14
6
A3B3
5
9
9
16
13
13
65
12
15
8
A3B4
1
7
10
3
9
4
34
4
11
16
1:3
0
A4B0
6
14
23
14
11
9
77
14
17
2
A4B1
7
4
16
13
15
9
64
11
18
4
A4B2
6
2
11
6
2
5
32
3
19
6
A4B3
6
3
14
15
17
10
65
12
20
8
A4B4
4
1
1
2
1
12
17
1
0
A5B0
12
25
25
25
23
17
127
22
22
2
A5B1
11
23
24
24
22
21
125
21
23
4
A5B2
13
22
21
23
24
22
125
21
24
6
A5B3
9
18
18
20
21
16
102
17
25
8
A5B4
7
16
16
22
25
23
109
20
21
1:4
0:1
71
Lampiran 18 Pengukuran dimensi dan slenderness ratio partikel limbah inti kenaf No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
Panjang (mm) 8.20 7.95 9.85 7.20 8.20 7.80 5.25 5.45 9.40 8.30 9.00 6.30 6.25 10.25 5.50 6.80 8.45 7.95 6.40 6.95 4.10 5.75 3.75 6.90 7.30 7.30 5.10 5.35 9.75 8.85 6.90 2.40 4.55 7.45 9.15 7.45 5.65 4.35 5.85 12.10 6.90 4.50 3.55 4.55 6.75 8.25 4.35 5.20 3.25 7.30
Tebal (mm) 1.25 1.25 1.05 1.85 1.85 1.35 1.75 2.35 1.90 1.60 1.45 2.15 1.25 1.75 1.60 1.20 2.30 1.40 0.85 1.25 1.65 1.45 2.75 1.75 2.25 1.85 2.50 2.20 1.25 1.25 1.50 1.95 1.65 0.90 0.45 1.25 1.45 1.25 1.40 0.45 2.90 2.25 1.35 2.05 1.50 1.10 2.05 1.95 1.10 1.80
Lebar (mm) 2.70 1.75 1.25 2.20 2.95 2.10 3.15 4.60 3.30 2.20 2.70 4.30 2.85 2.65 2.95 2.40 2.60 3.10 2.50 3.00 3.15 2.35 2.85 2.60 3.50 3.10 2.60 2.25 1.50 1.90 1.60 2.30 2.80 3.75 2.15 2.15 1.95 2.35 3.50 1.80 3.25 2.50 1.85 2.70 2.30 2.40 2.60 3.90 2.50 2.25
Slenderness ratio 6.56 6.36 9.38 3.89 2.78 5.78 3.00 2.32 4.95 5.19 6.21 2.93 5.00 5.86 3.44 5.67 3.67 5.68 7.53 5.56 2.48 3.97 1.36 3.94 3.24 3.95 2.04 2.43 7.80 7.08 4.60 1.23 2.76 8.28 20.33 5.96 3.90 3.48 4.18 26.89 2.38 2.00 2.63 2.22 4.50 7.50 2.12 2.67 2.95 4.06 rataan
No. 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100
Panjang (mm) 6.70 4.85 6.90 5.80 8.25 6.95 7.30 7.85 6.35 7.55 6.95 5.75 7.25 3.10 7.20 6.35 7.95 10.35 6.95 9.00 8.10 10.60 4.40 6.05 8.80 3.90 6.70 6.30 7.80 9.10 6.50 7.30 4.85 6.65 8.10 5.50 2.60 5.60 6.40 4.75 10.70 6.10 4.70 5.60 6.60 5.90 5.40 4.60 5.10 4.00 6.64
Tebal (mm) 1.20 2.90 1.35 1.50 0.60 1.50 1.55 1.90 1.65 1.60 1.55 2.35 1.80 2.50 1.30 1.55 1.20 1.30 1.50 1.05 2.20 1.05 1.80 1.75 1.25 2.10 1.70 1.80 1.20 1.20 1.40 2.80 1.30 1.80 1.90 2.10 2.30 1.35 0.90 1.30 1.05 1.60 1.05 0.75 0.50 1.20 1.00 1.35 1.60 1.20 1.57
Lebar (mm) 2.65 2.65 1.85 1.55 1.35 1.15 1.60 3.15 2.55 3.25 1.85 3.00 2.65 2.25 2.50 1.95 2.45 2.35 3.30 1.95 3.05 2.10 2.20 2.80 2.75 2.80 2.50 2.50 2.40 2.70 1.90 3.00 2.70 2.40 2.00 2.50 1.60 2.50 1.50 2.75 2.45 2.30 1.45 2.05 2.20 2.00 2.40 3.30 1.90 2.60 2.49
Slenderness ratio 5.58 1.67 5.11 3.87 13.75 4.63 4.71 4.13 3.85 4.72 4.48 2.45 4.03 1.24 5.54 4.10 6.63 7.96 4.63 8.57 3.68 10.10 2.44 3.46 7.04 1.86 3.94 3.50 6.50 7.58 4.64 2.61 3.73 3.69 4.26 2.62 1.13 4.15 7.11 3.65 10.19 3.81 4.48 7.47 13.20 4.92 5.40 3.41 3.19 3.33 5.03
