SIFAT FISIS DAN MEKANIS KAYU POLI ETILEN GLIKOL DAN POLISTIREN DARI MANGIUM (Acacia mangium Willd.) DAN TUSAM (Pinus merkusii Jungh. et de Vries)
MASTUROH SURACHMAN
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Poli Etilen Glikol dan Polistiren dari Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, November 2014 Masturoh Surachman NIM E24100061
ABSTRAK MASTUROH SURACHMAN. Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Poli Etilen Glikol dan Polistiren dari Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries). Dibimbing oleh YUSUF SUDO HADI dan DOMINICUS MARTONO. Impregnasi kayu merupakan salah satu teknologi modifikasi kayu untuk meningkatkan sifat fisis dan mekanis. Tujuan penelitian ini adalah untuk membandingkan sifat fisis dan mekanis kayu Mangium dan Tusam dengan pemberian Poly Ethylene Glicol (PEG) dan Polystyrene. Bahan baku yang digunakan yaitu kayu mangium dan tusam. Impregnasi kayu dilakukan dengan menggunakan metode vakum tekan yaitu dengan pengisian bahan kimia seperti poli etilen glikol (PEG) dan polistiren ke dalam kayu dengan proses polimerisasi pemanasan. Jenis pengujian sifat fisis dan mekanis yang dilakukan mengacu pada British Standard (BS) 373:1957 meliputi kadar air, kerapatan, kembang susut, keteguhan lentur statis, keteguhan patah, keteguhan geser, dan kekerasan. Hasil pengujian menunjukkan nilai rata-rata kadar air pada kayu mangium berkisar 7.26-10.17% dan kayu tusam berkisar 8.75-15.64%. Nilai rata-rata kerapatan pada kayu mangium berkisar 0.44-0.55 g/cm3 dan kayu tusam berkisar 0.70-0.96 g/cm3. Nilai rata-rata kembang susut pada kayu mangium berkisar 1.40-5.53% dan kayu tusam berkisar 0.61-3.96%. Nilai rata-rata keteguhan lentur statis pada kayu mangium berkisar 44678-74924 kg/cm2 dan kayu tusam berkisar 43754-69938 kg/cm2. Nilai rata-rata keteguhan patah pada kayu mangium berkisar 337-589 kg/cm2 dan kayu tusam berkisar 251-615 kg/cm2. Nilai rata-rata keteguhan geser pada kayu mangium berkisar 40-90 kg/cm2 dan kayu tusam berkisar 34-104 kg/cm2. Nilai rata-rata kekerasan pada kayu mangium berkisar 356-583 kg/cm2 dan kayu tusam berkisar 201-717 kg/cm2. Pemberian polistiren dan poli etilen glikol baik pada kayu mangium maupun tusam dapat meningkatkan kadar air, kerapatan, keteguhan lentur statis, dan kekerasan tetapi kembang susut, keteguhan patah dan keteguhan geser menurun. Kata kunci: mangium, poli etilen glikol, polistiren, sifat fisis dan mekanis, tusam
ABSTRACT MASTUROH SURACHMAN. Physical and Mechanical Properties of Poly Ethylene Glicol and Polystyrene Wood from Mangium (Acacia mangium Willd.) and Pine (Pinus merkusii Jungh. et de Vries). Supervised by YUSUF SUDO HADI and DOMINICUS MARTONO. Impregnation of timber is one of the wood modification technology to improve the physical and mechanical properties. The research objective it was to compare physical and mechnical properties on mangium and pine timber impregnated with poly ethylene glicol (PEG) and polystyrene. The materials used were mangium and pine. Impregnation used vacuum pressure method which was by filling chemical substances of poly ethylene glicol (PEG) and polystyrene
through by thermal polimerisation on the timber. The test impregnation wood conducted by refer the (British Standard (BS) 373:1957) comprised moisture content, density, shrinkage swelling, stiffness, static bending strength, shear strength and hardness. The result showed the average value of the moisture content ranged 7.26-10.17% for mangium and 8.75-15.64% for pine. The average value of the density ranged 0.44-0.55 g/cm3 for mangium and 0.70-0.96 g/cm3 for pine. The average value of the shrinkage swelling ranged 1.40-5.53% for mangium and 0.61-3.96% for pine. The average value of the stiffness ranged 44678-74924 kg/cm2 for mangium and 43754-69938 kg/cm2 for pine. The average value of static bending strength ranged 337-589 kg/cm2 for mangium and 251-615 kg/cm2 for pine. The average value of shearing strength ranged 40-90 kg/cm2 for mangium and 34-104 kg/cm2 for pine. The average value of hardness ranged 356583 kg/cm2 for mangium and 201-717 kg/cm2 for pine. The addition of polystyrene and poly ethylene glycol into mangium or pine are increasing the moisture content, density, stiffness and hardness, but shrinkage swelling, static bending strength and shearing strength are decreased. Keywords:
mangium, pine, poly ethylene glicol, polystyrene, physical and mechanical properties
SIFAT FISIS DAN MEKANIS KAYU POLI ETILEN GLIKOL DAN POLISTIREN DARI MANGIUM (Acacia mangium Willd.) DAN TUSAM (Pinus merkusii Jungh. et de Vries)
MASTUROH SURACHMAN Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Poli Etilen Glikol dan Polistiren dari Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries) Nama : Masturoh Surachman NIM : E24100061
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Yusuf Sudo Hadi, M Agr Pembimbing I
Drs Dominicus Martono Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Fauzi Febrianto, MS Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini berjudul “Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Poli Etilen Glikol dan Polistiren dari Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries)” yang dilaksanakan sejak bulan April sampai dengan Agustus 2014. Terimakasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Yusuf Sudo Hadi, M Agr selaku pembimbing I dan Drs Dominicus Martono selaku pembimbing II atas arahan dan bimbingan yang diberikan kepada penulis. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, kakak dan adik-adik tercinta serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Tak lupa penulis ucapkan terimakasih kepada teman-teman satu penelitian Aji Kusumo Wibowo dan Yudha Aditiya, sahabat khususnya Windi, Dita, Prisca, dan Runi serta THH 47 atas bantuan, semangat, dan doanya dalam menyelesaikan karya ilmiah ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2014 Masturoh Surachman
DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR
ix
DAFTAR LAMPIRAN
x
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
1
TINJAUAN PUSTAKA
2
Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.)
2
Kayu Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries)
2
Poly Ethylene Glicol (PEG)
2
Polystyrene
3
Modifikasi Kayu dengan Impregnasi
3
METODE
4
Waktu dan Tempat Penelitian
4
Bahan
4
Alat
4
Tahapan Penelitian
4
Pembuatan Contoh Uji
4
Proses Impregnasi
4
Analisis Sifat Fisis
5
Kadar Air
5
Kerapatan (ρ)
6
Kembang susut (Shrinkage / Swelling)
6
Analisis Sifat Mekanis
7
Keteguhan Lentur Statis / Modulus of Elasticity (MOE)
7
Keteguhan Patah / Modulus of Rupture (MOR)
7
Keteguhan Geser
7
Kekerasan
8
Analisis Data
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
9
Kandungan Polimer (Polymer Loading)
9
Kadar Air
9
Kerapatan
10
Kembang Susut
11
Keteguhan Lentur Statis (MOE)
13
Keteguhan Patah (MOR)
13
Keteguhan Geser
14
Kekerasan
16
SIMPULAN DAN SARAN
17
Simpulan
17
Saran
17
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN
20
RIWAYAT HIDUP
30
DAFTAR GAMBAR 1 Polymer loading kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan polistiren dan PEG 2 Kadar air kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG 3 Kerapatan kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG 4 Pengembangan kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG 5 Penyusutan kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG 6 MOE kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG 7 MOR kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG 8 Keteguhan geser tangensial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG 9 Keteguhan geser radial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG 10 Kekerasan tangensial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG 11 Kekerasan radial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG
9 10 11 12 12 13 14 15 15 16 17
LAMPIRAN 1 Rekapitulasi rata-rata polymer loading kayu mangium dan tusam yangdiimpregnasi dengan polistiren dan PEG 2 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian kadar air kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 3 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian kerapatan kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 4 Rekapitulasi rata-rata hasil uji pengembangan dan penyusutan tangensial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 5 Rekapitulasi rata-rata hasil uji pengembangan dan penyusutan radial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 6 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian MOE kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 7 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian MOR kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 8 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian geser tangensial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 9 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian geser radial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 10 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian kekerasan tangensial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 11 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian kekerasan radial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG 12 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap kadar air 13 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap kerapatan 14 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap pengembangan tangensial 15 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap penyusutan tangensial 16 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap pengembangan radial 17 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap penyusutan radial 18 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap MOE 19 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap MOR 20 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap keteguhan geser tangensial 21 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap keteguhan geser radial 22 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap kekerasan tangensial 23 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap kekerasan radial 24 Uji wilayah ganda duncan terhadap kadar air 25 Uji wilayah ganda duncan terhadap kerapatan
20 20 20
21
21 21 21 22 22 22 22 23 23 23 24 24 24 25 25 25 25 26 26 26 27
26 27 28 29 30 31 32 33 34
Uji wilayah ganda duncan terhadap pengembangan tangensial Uji wilayah ganda duncan terhadap penyusutan tangensial Uji wilayah ganda duncan terhadap pengembangan radial Uji wilayah ganda duncan terhadap penyusutan radial Uji wilayah ganda duncan terhadap MOR Uji wilayah ganda duncan terhadap keteguhan geser tangensial Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat keteguhan geser radial Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat kekerasan tangensial Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat kekerasan radial
27 27 27 28 28 28 28 29 29
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Kayu merupakan bagian dari keperluan bahan pokok manusia dalam pemenuhan kebutuhan papan (tempat tinggal). Masyarakat telah lama mengenal kayu sebagai bahan yang memiliki cukup banyak kegunaan seperti bahan bangunan, bahan kerajinan, sumber energi, dan kegunaan lainnya. Keberadaan kayu khususnya kayu kuat dan awet yang mulai langka menjadi salah satu alasan utama dalam perkembangan modifikasi kayu. Selain itu, alasan lainnya yaitu perkembangan teknologi dan pemanfaatan kayu cepat tumbuh yang masih rendah sehingga perlu diupayakan penerapan teknologi. Salah satu teknologi yang digunakan adalah impregnasi kayu. Impregnasi kayu merupakan salah satu teknologi pemanfaatan kayu pada jenis kayu kelas kuat dan awet yang rendah sebagai upaya peningkatan mutu, efisiensi penggunaan kayu solid yang ketersediaannya semakin berkurang dan diharapkan dapat memperbaiki sifat fisis dan mekanis kayu tersebut. Impregnasi kayu dilakukan dengan memasukkan bahan kimia ke dalam kayu. Dalam rangka peningkatan kualitas kayu seperti yang dilakukan Yildiz et al. (2005) dari tahun ke tahun kayu telah diberi perlakukan dengan berbagai bahan kimia untuk mengubah karakteristik fisiknya. Modifikasi kayu dengan bahan kimia dapat memperbaiki stabilitas dimensi, kekerasan, keawetan dan ketahanan terhadap api. Modifikasi kayu dengan impregnasi diharapkan memiliki kelebihan yaitu kayu mempunyai sifat stabilitas dimensi tinggi sehingga memungkinkan kayu tetap stabil dalam keadaan apapun. Salah satu contoh produk kayu yang diimpregnasi ini biasa dilakukan pada patung-patung yang terbuat dari kayu di Bali untuk diekspor ke luar negeri agar kestabilan kayu tetap terjaga sehingga ketika patung berada di negeri empat musim keadaannya tetap baik. Impregnasi dilakukan pada kelompok kayu softwood (tusam) dan hardwood (mangium). Kayu mangium (Acacia mangium Willd.) merupakan salah satu jenis kayu cepat tumbuh dengan sifat kekuatan relatif sedang, begitu pula dengan kayu tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries). Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan sifat fisis (kadar air, kerapatan dan kembang susut) dan sifat mekanis (keteguhan lentur statis, keteguhan patah, keteguhan geser, dan kekerasan) kayu Mangium dan Tusam dengan pemberian bahan plastik Poly Ethylene Glicol (PEG) dan Polystyrene.
Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bagi masyarakat dan industri perkayuan khususnya tentang sifat-sifat kayu yang telah dimodifikasi dengan teknologi impregnasi, juga mampu memberi gambaran mengenai proses teknologi modifikasi kayu.
2
TINJAUAN PUSTAKA Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) Kayu mangium merupakan salah satu produk hutan tanaman Industri (HTI) yang termasuk jenis cepat tumbuh dan kelompok hardwood dengan kelas kuat IIIIV dan kelas awet III. Dengan nilai berat jenis 0,56-0,60 (Badan LITBANG Dephut 1994). Acacia mangium Willd. termasuk ke dalam sub famili Mimosoideae dan famili Leguminosae (Krisnawati et al. 2011). Kayu mangium menjadi pilihan utama dalam penanaman di berbagai kawasan hutan tanaman karena mampu tumbuh pada tanah yang tidak subur dan buruk aliran air permukaannya, akan tetapi kelemahan mangium mudah terbakar terutama pada saat umur muda (Dahlan et al. 2005). Kayu mangium termasuk ke dalam jenis kayu yang memiliki nilai ekonomi karena pada awal mula untuk pulp dan ternyata mangium juga merupakan bahan yang baik untuk finir serta perabot rumah yang menarik seperti lemari, kusen pintu, dan jendela. Kayu mangium memiliki ciri-ciri umum antara lain kayu teras berwarna cokelat pucat sampai cokelat tua, kadangkadang cokelat zaitun sampai cokelat kelabu, batasnya tegas dengan gubal yang berwarna kuning pucat sampai kuning jerami (Mandang dan Pandit 2002). Kayu Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries) Kayu tusam merupakan salah satu jenis dari kelompok pohon cepat tumbuh yang banyak ditanam di hutan tanaman (HTI) sebagai penghasil getah/resin untuk gondorukem dan terpentin. Pinus merkusii Jungh. et de Vries termasuk famili Pinaceae, mempunyai berat jenis 0,40-0,75 (rata-rata 0,55), termasuk dalam kelas awet IV dan kelas kuat III, kayu teras berwarna coklat kuning muda dan kayu gubal berwarna putih atau kekuning-kuningan, teksturnya halus dan arah seratnya lurus (Martawijaya et al. 1989). Kayu tusam termasuk ke dalam kelompok softwood dimana pada jenis kayu ini susunan sel terdiri dari sel trakeida, sel jari-jari dan tidak memiliki pori-pori (Sjostrom 1981). Setiap jenis kayu softwood seperti tusam akan memiliki nilai polymer loading (PL) yang lebih bagus dibanding dengan kayu hardwood. Hal tersebut dikarenakan kayu tusam termasuk kayu konifer yang mempunyai sifat anatomi yang sederhana dibanding kayu hardwood (Hadi et al. 2002) Poly Ethylene Glicol (PEG) Poli etilen glikol (PEG) merupakan polimer yang banyak digunakan dalam berbagai industri seperti industri pangan, kosmetik, farmasi dll. PEG merupakan sekelompok polimer sintetik yang mudah larut air dan memiliki sifat utama diantaranya stabil, tersebar merata, mudah menguap, dapat mengikat pigmen, dll (Kuixiong Gao 1993). Dalam kehidupan sehari-hari, PEG biasa digunakan sebagai pelarut obat, pelapis kaca atau metal, sebagai campuran cat dan tinta, untuk kosmetik, perlengkapan mandi, bahan karet, kulit, dan tekstil serta dimanfaatkan dalam industri kertas dan perabotan rumah tangga. Poli etilen glikol memiliki ciri seperti lilin yang menyerupai parafin, bentuknya padat pada suhu kamar dan dapat mencair pada suhu 1040 F, memiliki
3 berat molekul rata-rata 1000, mudah larut dalam air hangat, tidak beracun, nonkorosif, tidak berbau, tidak berwarna dan memiliki titik lebur yang sangat tinggi (5800 F). Sifat PEG dalam kayu dikatakan menjadi penghalang (bulking agent) terhadap keluar masuknya air dalam kayu (Mitchell 1972). Poli etilen glikol tersedia dalam berbagai macam berat molekul mulai dari 200 sampai 8000. PEG yang digunakan pada umumnya adalah PEG 200, 400, 600, 1000, 1500, 1540, 3350, 4000, 6000, dan 8000. Pemberian nomor menunjukkan berat molekul ratarata dari masing-masing polimernya. Poli etilen glikol yang memiliki berat molekul rata-rata 200, 400, 600 berupa cairan bening dan tidak berwarna. Sedangkan yang mempunyai berat molekul rata-rata lebih dari 1000 berupa lilin putih, padat dan kekerasannya bertambah seiring dengan pertambahan berat molekulnya. Polystyrene Polystyrene dibentuk dari molekul-molekul styrene. Ikatan rangkap antara bagian CH2 dan CH dari molekul disusun kembali hingga membentuk ikatan dengan molekul-molekul stiren berikutnya dan pada akhirnya membentuk polistiren. Menurut Ruhendi et al. (2007) stiren merupakan bahan termoplastik yang secara normal berbentuk padat dalam suhu ruangan yang dapat meleleh apabila dipanaskan (±1000C), kemudian menjadi padat kembali apabila didinginkan. Terdapat beberapa kelebihan pada polistiren diantaranya harganya relatif murah jika dibandingkan dengan bahan kimia lain dan mudah diperoleh, bentuknya jernih, transparan, mudah dibentuk karena bersifat termoplastik, sifatsifat fisik cukup stabil dan mempunyai stabilitas dimensi yang baik. Menurut Ibach dan Ellis (2005), stiren dapat berpolimerisasi dalam kayu menggunakan katalis dan panas. Modifikasi dari beberapa jenis kayu hardwood dan softwood dengan polistiren dapat memperbaiki daya tahan pemakaian pada sifat kekerasan, keteguhan tekan, geser dan belah. Kayu yang diberi perlakuan polistiren warnanya akan lebih kuning dari asalnya dan diharapkan bahan ini sebagai penghalang (bulking agent) untuk meningkatkan stabilitas dimensi (Autio and Miettinen 1970 dalam Ibach dan W.D Ellis 2005). Modifikasi Kayu dengan Impregnasi Modifikasi kayu dapat ditujukan untuk meningkatkan sifat fisis dan mekanis kayu. Salah satu cara modifikasi kayu yaitu impregnasi bahan kimia dengan poli etilen glikol (PEG) dan polistiren. Impregnasi yaitu proses pengisian kayu pada bagian rongga sel oleh bahan kimia (impregnan) agar sifat-sifat kayu meningkat. Salah satu cara impregnasi yaitu dengan metode vakum tekan. Metode vakum tekan dapat menyebabkan terjadinya penetrasi pada kayu karena pemberian tekanan mengakibatkan udara pada lumen digantikan oleh cairan kimia (Archer dan Lebow 2006). Banyaknya cairan kimia yang diimpregnasikan pada kayu dapat ditentukan dari nilai polymer loading (PL). Impregnasi suatu monomer pada lumen kayu dapat membentuk suatu penghalang meskipun penghalang ini dapat berubah setelah beberapa waktu penggunaan (Hill 2006). Penghalang tersebut berfungsi agar air tidak mudah keluar dan masuk ke dalam kayu sehingga kayu menjadi lebih stabil (bulking agent).
4
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan pada bulan April hingga Agustus 2014 di Laboratorium Pengerjaan kayu, Laboratorium Biokomposit, Laboratorium Rekayasa Desain dan Bangunan Kayu Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB, Bogor serta Laboratorium Pengawetan Kayu, Puslitbang Keteknikan dan Pengolahan Hasil Hutan, Bogor. Bahan Bahan baku kayu yang digunakan dalam penelitian ialah kayu mangium (Acacia mangium Willd.) dan tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries) dari daerah Jawa Barat. Bahan kimia yang digunakan yaitu poly ethylene glicol dan polystyrene. Selain itu bahan tambahan yang digunakan adalah katalis terbutyl hydroperoxida dan alkohol. Alat Alat yang digunakan antara lain gergaji belah dan gergaji potong, alat serut, penggaris, kaliper, impregnator atau pompa vakum tekan, gelas piala, oven, amplas, mesin amplas, alumunium foil, timbangan elektrik, dan desikator. Alat untuk pengujian sifat mekanis adalah Universal Testing Machine merek Instron® tipe 3369 dengan kapasitas uji 5 ton untuk pengujian modulus lentur statis (MOE), modulus patah (MOR), keteguhan geser dan kekerasan. Tahapan Penelitian Pembuatan Contoh Uji Langkah pertama yang dilakukan yaitu pembuatan contoh uji dengan ukuran-ukuran berdasarkan standar British (BS. 373-57 (SI)). Contoh uji untuk pengujian kadar air dan kerapatan berukuran (2 cm x 2 cm x 2 cm), kembang susut (2.5 cm x 2.5 cm x 10 cm), sedangkan untuk pengujian keteguhan lentur statis (MOE), keteguhan patah (MOR) dan uji kekerasan berukuran (2 cm x 2 cm x 30 cm). Untuk keteguhan geser berukuran (6 cm x 5 cm x 5 cm). Contoh uji tersebut dihaluskan permukaannya menggunakan amplas. Perlakuan yang diberikan pada contoh uji adalah pemberian monomer stiren dengan konsentrasi 80% dan penambahan katalis terbutyl hydroperoxida, poli etilen glikol (PEG400) serta tanpa perlakuan sebagai kontrol. Proses Impregnasi Metode impregnasi yang dilakukan adalah vakum tekan yaitu dengan pengisian bahan kimia seperti poli etilen glikol (PEG) dan polistiren ke dalam kayu dengan proses polimerisasi pemanasan. Menurut Ichwani (2000) kayu yang diimpregnasi dengan proses polimerisasi pemanasan dapat meningkatkan sifat
5 fisis dan mekanisnya. Kayu yang telah dipotong sesuai dengan ukuran contoh uji dikeringkan sampai mencapai kadar air titik dibawah jenuh serat (±13%). Kemudian sebelum impregnasi contoh uji dimasukkan ke dalam oven pada suhu 700 C selama 24 jam. Setelah itu, kayu ditimbang untuk mendapatkan berat contoh uji sebelum impregnasi (B0). Proses impregnasi dilakukan dengan memasukkan contoh uji ke dalam tabung impregnator yang terlebih dahulu diberikan vakum sebesar 10-15 cmHg selama 30 menit, kemudian bahan kimia untuk impregnasi dialirkan ke dalam tabung impregnator melalui selang yang terdapat pada alat tersebut, pemberian tekanan sebesar 1 atm selama 60 menit. Setelah penekanan, divakum kembali selama 30 menit. Kemudian contoh uji dikeluarkan dari tabung impregnator dan permukaan contoh uji dibersihkan dari sisa-sisa monomer yang menempel. Ada perbedaan perlakuan antara impregnasi menggunakan larutan poli etilen glikol dengan polistiren. Untuk larutan polistiren, setelah contoh uji diangkat dan ditiriskan beberapa saat, langsung dibungkus dengan alumunium foil dan dioven pada suhu 600 C selama 48 jam agar terjadi proses polimerisasi. Setelah dioven, alumunium foil dilepas dan contoh uji ditimbang untuk mendapatkan berat contoh uji setelah impregnasi (B1) selanjutnya ditentukan polymer loading. Kemudian contoh uji di-conditioning selama 1 minggu. Perbedaannya dengan perlakuan larutan poli etilen glikol, ketika selesai ditiriskan contoh uji tidak dibungkus dengan alumunium foil tetapi langsung dimasukkan ke dalam oven suhu 600C selama 48 jam dan ditimbang. Kadar monomer dihitung dengan menggunakan rumus berikut : (
)
Keterangan : K : Kadar monomer dalam kayu (%) B1 : Berat contoh uji setelah impregnasi (g) B0 : Berat contoh uji sebelum impregnasi (g)
Analisis Sifat Fisis Pengujian sifat fisis mengacu pada British Standard (BS) 373:1957. Sifat fisis yang diamati diantaranya yaitu kadar air, kerapatan dan kembang susut.
Kadar Air Kadar air menunjukkan banyaknya air yang terdapat dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanurnya. Kadar air ditentukan dengan metode gravimetri yaitu contoh uji ditimbang beratnya (BB), lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu (103±2)0C hingga beratnya konstan (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan persamaan berikut :
6
Keterangan : KA : Kadar air (%) BB : Berat basah (g) BKT : Berat kering tanur (g) Kerapatan (ρ) Kerapatan merupakan perbandingan antara massa atau berat kayu dengan volumenya. Contoh uji ditimbang untuk mendapat berat awal (BA) dan diukur volumenya (VA), lalu dimasukkan ke dalam oven (103±2)0C hingga konstan untuk mendapatkan berat kering tanurnya (BKT) dan volume kering tanurnya (VKT). Kerapatan kayu diperoleh dengan persamaan berikut :
Keterangan : ρ : Kerapatan (g/cm3) BKT : Berat kering tanur (g) VKT : Volume kering tanur (cm3) Kembang susut (Shrinkage / Swelling) Pengembangan dan penyusutan yang diuji yaitu pengembangan dan penyusutan dimensi lebar pada masing-masing bidang pengamatan yaitu bidang tangensial dan radial. Contoh uji diukur dimensi lebarnya pada bagian tangensial dan radial lalu dimasukkan ke dalam wadah berisi air dan direndam selama 5 hari, setelah itu contoh uji diukur dimensinya. Kemudian setelah proses perendaman, contoh uji dimasukkan ke dalam oven dengan suhu (103±2)0C selama 2 hari lalu diukur kembali dimensinya. Hal tersebut dilakukan sebanyak 4 kali. Pengembangan dihitung berdasarkan rumus :
Sedangkan, penyusutan dihitung berdasarkan rumus :
Keterangan : Di1 : Dimensi lebar awal (mm) Di2 : Dimensi lebar akhir (mm) i : Bidang tangensial dan radial
7 Analisis Sifat Mekanis Pengujian sifat mekanis mengacu pada British Standard (BS) 373:1957. Sifat mekanis yang diamati diantaranya keteguhan lentur statis (MOE), keteguhan patah (MOR), keteguhan geser, dan kekerasan. Keteguhan Lentur Statis / Modulus of Elasticity (MOE) Keteguhan lentur statis kayu merupakan ukuran kemampuan kayu untuk mempertahankan bentuk aslinya akibat adanya beban yang cenderung mengubah bentuk dan ukuran benda. Pengujian keteguhan lentur statis dilakukan pada contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm dengan panjang bentang 28 cm. Pembebanan dilakukan pada bagian tengah bentangan. Besarnya Modulus of Elasticity (MOE) ditentukan dengan rumus : MOE (kg/cm2) =
PL3 4Ybh 3
Keterangan: MOE : Modulus of Elasticity (kg/cm2) ∆P : Besar perubahan beban sebelum batas proporsi (kg) L : Panjang bentang (cm) ∆Y : Besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (cm) b : Lebar contoh uji (cm) h : Tebal contoh uji (cm) Keteguhan Patah / Modulus of Rupture (MOR) Keteguhan patah menggambarkan kapasitas beban maksimum yang dapat diterima oleh kayu tersebut. Pengujian MOR dilakukan untuk mengetahui kemampuan contoh uji menahan beban lentur maksimum hingga contoh uji tersebut rusak. Nilai MOR dihitung dengan rumus: MOR (kg/cm2) =
3PL 2bh 2
Keterangan : MOR : Modulus of Rupture (kg/cm2) P : Beban maksimum (kg) L : Panjang bentang (cm) b : Lebar contoh uji (cm) h : Tebal contoh uji (cm) Keteguhan Geser Keteguhan geser kayu adalah ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya yang cenderung dapat menggeser satu bagian dengan bagian yang lain dari kayu yang sama. Contoh uji berukuran 6 cm x 5 cm x 5 cm ini dibuat coakan dengan mengambil ukuran sebesar 1 cm x 1 cm pada bidang radialnya (untuk keteguhan geser radial) dan pada bidang tangensialnya (untuk keteguhan geser tangensial).
8 Kemudian diletakkan ke alat pengujian (Instron meter) pada bidang radial dan tangensial sesuai tujuan penelitian. Nilai keteguhan geser dihitung dengan rumus :
σ Keterangan :
σ P maks A
: Keteguhan geser (kg/cm2) : Beban maksimum (kg) : Luas penampang (cm2)
Kekerasan Sifat kekerasan kayu adalah ukuran kemampuan kayu untuk menahan indentasi atau tekanan setempat atau pijitan pada permukaan kayu. Sifat kekerasan ini dapat pula dikatakan sebagai kemampuan kayu untuk menahan kikisan (abrasi) pada permukaannya. Contoh uji kekerasan (hardness) menggunakan contoh uji MOE/MOR. Pengujian dilakukan dengan cara membenamkan setengah bola baja yang berdiameter 0,444 inchi untuk masuk ke dalam kayu. Analisis Data Rancangan percobaan yang digunakan dalam pengujian sifat fisis dan mekanis kayu Poli Etilen Glikol dan Polistiren dari Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries) adalah analisis faktorial dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua faktor yaitu jenis kayu dan perlakuan pemberian bahan kimia. Jenis kayu yang digunakan ada dua yaitu tusam dan mangium, sedangkan perlakuan pemberian bahan kimia ada tiga yaitu kontrol, poli etilen glikol, dan polistiren. Persamaan statistik yang digunakan (Matjik dan Sumertajaya 2002) adalah sebagai berikut: Yij = μ + Ai +Bj + (AB)ij + єij Keterangan: Yij = Respon percobaan pada unit percobaan karena pengaruh taraf ke-j faktor B terhadap taraf ke-j faktor A μ = Rata-rata umum Ai = Pengaruh dari taraf ke-i faktor A (jenis kayu) Bj = Pengaruh dari taraf ke-j faktor B (macam perlakuan) (AB)ij = Pengaruh interaksi dari unit percobaan faktor A dan faktor B Єij = Galat percobaan Data yang diperoleh selanjutnya diolah dengan program MS Excel 2010 dan analisis statistik menggunakan program SAS 9.1.3. Untuk mengetahui pengaruh dari perlakuan-perlakuan maka dilakukan analisis keragaman (ANOVA). Tingkat perbedaan dinyatakan pada taraf 5%. Perlakuan yang dinyatakan berpengaruh terhadap respon dalam analisis ragam kemudian diuji lanjut dengan menggunakan uji lanjut Duncan.
9
HASIL DAN PEMBAHASAN Kandungan Polimer (Polymer Loading)
Polymer Loading (%)
Rata-rata kadungan polimer pada kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren 22.67% dan PEG sebesar 29.69%, sedangkan rata-rata kandungan polimer pada kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren 71.61% dan PEG sebesar 82.08% (Gambar 1). Kayu tusam memiliki persentase polymer loading yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan kayu mangium baik yang diimpregnasi dengan polistiren maupun PEG. Hal ini berhubungan dengan struktur anatomi kayu itu sendiri. Seperti yang dikemukakan Hadi et al. (2002) bahwa kayu tusam memiliki persentase polymer loading yang lebih bagus karena kayu tusam termasuk kayu konifer yang mempunyai sifat anatomi yang sederhana dibanding kayu hardwood. Selain itu, kayu tusam merupakan jenis kayu daun jarum yang tidak memiliki pori akan tetapi memiliki trakeida. Monomer masuk ke dalam kayu melalui sel trakeida sehingga secara anatomis kayu tusam lebih bagus untuk dimasuki monomer jika dibandingkan dengan kayu mangium (hardwood). Selain itu, kayu tusam memiliki kerapatan yang tinggi dan mempunyai noktah yang cukup banyak pada dinding sel (Mandang dan Pandit 1997) sehingga mengakibatkan kayu tusam mudah untuk dimasuki monomer dibanding dengan mangium. 100
82,08
71,61
80 60
22,67
29,69
40
Mangium
20
Tusam
0 Polistiren PEG Macam Perlakuan
Gambar 1 Polymer loading kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan polistiren dan PEG Kadar Air Gambar 2 memperlihatkan rata-rata persentase kadar air untuk kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren adalah 10.17%, PEG 9.65% dan kontrol 7.26%, sedangkan untuk kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren adalah 10.56%, PEG 15.64% dan kontrol 8.75%. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa ada pengaruh perlakuan kontrol, polistiren dan PEG terhadap kadar air (Lampiran 12). Kadar air pada kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG mengalami peningkatan dibanding kontrol begitu pun dengan kayu mangium. Hal ini terjadi karena konsentrasi polistiren yang masuk ke dalam kayu hanya 80% sedangkan sisanya adalah alkohol dan katalis yang mengandung gugus air dan berfungsi sebagai pelarut agar memudahkan polistiren masuk ke
10 dalam kayu. Ketika proses polimerisasi, katalis tidak dipakai dan alkohol menguap tetapi keduanya menyisakan air di dalam kayu sehingga kadar air kayu setelah diimpregnasi dengan polistiren menjadi meningkat. Begitu pun dengan PEG, polimer yang digunakan yaitu poli etilen glikol 400, memiliki bobot molekul 400 g/mol. Ini berarti bahwa persentase pelarut pada PEG tinggi sehingga mengakibatkan kadar air kayu setelah diimpregnasi meningkat. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa kadar air kayu mangium kontrol berbeda nyata dengan kadar air kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG. Begitu pula dengan kadar air kayu tusam kontrol berbeda nyata dengan kadar air kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG pada selang kepercayaan 95% (Lampiran 24). 15,64
Kadar Air (%)
20,00 15,00 10,00
8,75 7,26
10,56 9,65 10,17 Mangium
5,00
Tusam
0,00 Kontrol Polistiren PEG Macam Perlakuan
Gambar 2 Kadar air kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG Kerapatan Gambar 3 memperlihatkan rata-rata nilai kerapatan kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren adalah 0.44 g/cm3, PEG 0.55 g/cm3 dan kontrol 0.47 g/cm3, sedangkan rata-rata nilai kerapatan kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren adalah 0.72 g/cm3, PEG 0.96 g/cm3 dan kontrol 0.70 g/cm3. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa perlakuan kontrol, polistiren dan PEG memberikan pengaruh yang nyata terhadap kerapatan (Lampiran 13). Nilai kerapatan pada kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG lebih tinggi dibanding dengan kontrol begitu pula pada kayu mangium yang diimpregnasi dengan PEG. Hal ini dipengaruhi oleh kandungan monomer di dalam kayu tersebut, sesuai dengan pendapat Wangaard (1950) yang menyatakan bahwa pada kayu yang diimpregnasi terjadi polimerisasi insitu dari monomer yang menyebabkan kenaikan berat dari kayu, sedangkan volume kayu tetap karena monomer hanya mengisi rongga antar sel dan sebagian isi sel, sehingga kerapatan bertambah. Kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren memiliki kerapatan yang lebih rendah dibanding kontrol, hal ini diduga karena hanya sebagian monomer yang masuk ke dalam kayu. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa kerapatan kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren memiliki pengaruh yang sama dengan kontrol. Sedangkan kerapatan kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi
11
Kerapatan (g/cm3)
dengan PEG memiliki pengaruh yang berbeda nyata dengan kontrol pada selang kepercayaan 95% (Lampiran 25). 1,50 1,00
0,96 0,70 0,47
0,72 0,44
0,55 Mangium
0,50
Tusam 0,00 Kontrol Polistiren PEG Macam Perlakuan
Gambar 3 Kerapatan kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG Kembang Susut Kayu dikatakan mempunyai sifat yang baik apabila kayu tersebut memiliki stabilitas dimensi yang baik artinya kayu tidak akan berubah ketika lingkungan berubah (stabil). Ukuran stabilitas dimensi kayu ditunjukkan oleh persentase pengembangan dan penyusutan kayu itu sendiri. Dari Gambar 4 terlihat rata-rata persentase pengembangan tangensial kayu mangium kontrol sebesar 4.36%, polistiren 5.21% dan PEG 3.52%. Penyusutan tangensial pada kayu mangium kontrol sebesar 4.61%, polistiren 5.53% dan PEG 3.69%. Pengembangan tangensial kayu tusam kontrol sebesar 3.60%, polistiren 1.72% dan PEG 1.76%. Penyusutan tangensial kayu tusam kontrol sebesar 3.96%, polistiren 1.77% dan PEG 1.82%. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa perlakuan kontrol, polistiren dan PEG berpengaruh nyata terhadap pengembangan dan penyusutan tangensial (Lampiran 14 dan 15). Persentase kembang susut tangensial pada kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren memiliki nilai paling kecil. Hal ini berarti polistiren lebih banyak masuk ke dalam kayu tusam dibanding dengan yang lain. Sehingga dengan semakin banyaknya polimer yang masuk menyebabkan polimer sebagai bulking agent semakin meningkat. Uji lanjut Duncan menunjukkan kembang susut tangensial kayu mangium kontrol berbeda nyata dengan kembang susut tangensial kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG. Begitu pula dengan kembang susut tangensial kayu tusam kontrol berbeda nyata dengan kembang susut tangensial kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG pada selang kepercayaan 95% (Lampiran 26 dan 27).
Kembang Susut Tangensial (%)
12 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00
4,36 3,60
5,21 3,52 1,72
5,53 4,61 3,96
3,69
1,77
1,76
1,82
Mangium Tusam
Kontrol Polistiren
PEG
Pengembangan
Kontrol Polistiren
PEG
Penyusutan
Gambar 4 Pengembangan dan penyusutan tangensial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG
Kembang Susut Radial (%)
Gambar 5 memperlihatkan rata-rata persentase pengembangan radial pada kayu mangium kontrol sebesar 2.37%, polistiren 1.40% dan PEG 1.72%. Penyusutan radial pada kayu mangium kontrol sebesar 2.43%, polistiren 1.44% dan PEG 1.76%. Pengembangan radial kayu tusam kontrol sebesar 2.35%, polistiren 0.61% dan PEG 0.75%. Penyusutan radial kayu tusam kontrol sebesar 2.42%, polistiren 0.64% dan PEG 0.76%. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa ada pengaruh perlakuan kontrol, polistiren, dan PEG terhadap pengembangan dan penyusutan radial (Lampiran 16 dan 17). Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa kembang susut radial kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG berbeda nyata dengan kontrol. Begitu pula dengan kembang susut radial kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG berbeda nyata dengan kontrol pada selang kepercayaan 95% (Lampiran 28 dan 29). Persentase pengembangan dan penyusutan radial pada kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren memiliki nilai paling kecil. Ini berarti polistiren lebih banyak masuk ke dalam kayu tusam, sehingga fungsi polistiren sebagai bulking agent mengakibatkan kayu stabil. Menurut Nurwati, et al. (1989) adanya bahan monomer yang berpolimerisasi di dalam rongga sel kayu mengakibatkan bahan tersebut menjadi bulking agent di dalam sel dan menghambat perubahan dimensi. 4,00 3,00 2,00 1,00
2,37
2,43 2,42
2,35 1,40 0,61
1,72 0,75
1,44 0,64
1,76 0,76
Mangium Tusam
0,00 Kontrol Polistiren
PEG
Pengembangan
Kontrol Polistiren
PEG
Penyusutan
Gambar 5 Pengembangan dan penyusutan radial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG
13 Keteguhan Lentur Statis (MOE)
MOE (kg/cm2)
Gambar 6 memperlihatkan rata-rata nilai MOE untuk kayu tusam kontrol sebesar 43754 kg/cm2, polistiren 52877 kg/cm2 dan PEG 69938 kg/cm2, sedangkan rata-rata nilai MOE untuk kayu mangium kontrol sebesar 48622 kg/cm2, polistiren 44678 kg/cm2 dan PEG 74924 kg/cm2. Nilai MOE kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG lebih tinggi dibanding dengan kontrol, begitu pula dengan kayu mangium yang diimpregnasi dengan PEG memiliki nilai MOE lebih tinggi dibanding kontrol. Hal ini terjadi karena proses polimerisasi monomer di dalam kayu yang membentuk ikatan silang yang kuat sehingga elastisitasnya bertambah. Pada kayu mangium, nilai MOE kayu yang diimpregnasi dengan polistiren lebih kecil dibanding dengan kontrol. Hal ini diduga karena pada proses polimerisasi, monomer tidak mudah masuk ke dalam kayu sehingga kandungan polimer pada kayu mangium lebih rendah dibanding kayu tusam. Ini berarti bahwa tidak semua rongga sel pada kayu mangium terisi oleh monomer khususnya monomer stiren. Selain itu, diduga ikatan silang yang terjadi pada polimer khususnya pada daerah amorf tidak berikatan silang dengan sel kayu (Cowd 1991). Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa secara keseluruhan baik perlakuan kontrol, PEG maupun polistiren tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai MOE (Lampiran 18). Hal ini karena disebabkan monomer yang diimpregnasikan ke dalam kayu hanya terdapat di dalam rongga sel kayu tidak sampai pada dinding sel, sehingga keberadaan monomer tidak mempengaruhi ikatan antar sel. Selain itu, monomer PEG yang digunakan memiliki bobot molekul rendah sehingga mengakibatkan perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap nilai MOE. 100000 80000 60000
74924
69938
48622 52877 43754 44678
40000
Mangium
20000
Tusam
0 Kontrol
Polistiren PEG Macam Perlakuan
Gambar 6 MOE kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG Keteguhan Patah (MOR) Gambar 7 memperlihatkan rata-rata nilai MOR kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren adalah 337 kg/cm2, PEG 449 kg/cm2 dan kontrol 589 kg/cm2, sedangkan nilai MOR kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren yaitu 443 kg/cm2, PEG 251 kg/cm2 dan kontrol 615 kg/cm2. Apabila dilihat dari Gambar 6 dan Gambar 7 bahwa tidak semua contoh uji yang memiliki nilai MOE tinggi akan selalu memiliki nilai MOR yang tinggi pula. Hal ini seperti
14
MOR (kg/cm2)
menurut Allock dan Lampe (1981) yang menyatakan bahwa nilai MOE dan MOR yang berbanding terbalik disebabkan oleh ikatan silang yang terbentuk membantu pembentukan sifat elastomerik (kenyal). Selain itu, proses masuknya monomer ke dalam kayu hanya menempati rongga sel kayu saja dan tidak sampai menempati pada dinding selnya, sehingga hasil impregnasi dengan monomer tersebut hanya meningkatkan kekakuan kayu tetapi tidak meningkatkan kekuatan kayu. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa perlakuan kontrol, polistiren dan PEG memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai MOR (Lampiran 19). Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa nilai MOR kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG berbeda nyata dengan kontrol. Begitu pula dengan nilai MOR kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG berbeda nyata dengan kontrol pada selang kepercayaan 95% (Lampiran 30). 800
589 615
600
337
443
449
400
251 Mangium
200
Tusam
0 Kontrol
Polistiren PEG Macam Perlakuan
Gambar 7 MOR kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG Keteguhan Geser Gambar 8 memperlihatkan rata-rata nilai keteguhan geser tangensial untuk kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren adalah 40 kg/cm2, PEG 89 kg/cm2 dan kontrol 90 kg/cm2, sedangkan nilai keteguhan geser tangensial untuk kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren adalah 88 kg/cm2, PEG 61 kg/cm2 dan kontrol 104 kg/cm2. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa perlakuan kontrol, polistiren dan PEG memberikan pengaruh yang nyata terhadap keteguhan geser tangensial (Lampiran 20). Nilai keteguhan geser tangensial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi polistiren dan PEG lebih rendah dibanding kontrol. Hal ini disebabkan oleh ikatan antar sel pada kayu yang diimpregnasi dengan PEG hanya menempati rongga antar sel, persentase kadar air yang tinggi mengakibatkan nilai keteguhan geser tangensial rendah serta sifat anatomi kayu mangium yang memiliki jari-jari sel besar dan teratur tata lingkar yang mudah belah sehingga kayu mangium memiliki keteguhan geser tangensial yang rendah. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa untuk nilai keteguhan geser tangensial kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren berbeda nyata dengan kontrol sedangkan kayu mangium yang diimpregnasi dengan PEG memiliki pengaruh yang sama dengan kontrol. Untuk nilai keteguhan geser tangensial kayu tusam yang diimpregnasi dengan PEG berbeda nyata dengan
15
Keteguhan Geser Tangensial (kg/cm2)
kontrol. Sedangkan kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren memiliki pengaruh yang sama dengan kontrol pada selang kepercayaan 95% (lampiran 31). 150
90 104
100
88
89 61
40
Mangium
50
Tusam 0 Kontrol Polistiren PEG Macam Perlakuan
Gambar 8 Keteguhan geser tangensial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG
Keteguhan Geser Radial (kg/cm2)
Untuk keteguhan geser radial, Gambar 9 memperlihatkan bahwa rata-rata nilai keteguhan geser radial pada kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren yaitu 80 kg/cm2, PEG 61 kg/cm2 dan kontrol 64 kg/cm2, sedangkan ratarata nilai keteguhan geser radial kayu tusam yang diimpregnsi dengan polistiren adalah 55 kg/cm2, PEG 59 kg/cm2 dan kontrol 34 kg/cm2. Hasil analisis keragaman menunjukkan ada pengaruh kontrol, polistiren dan PEG terhadap nilai keteguhan geser radial (Lampiran 21). Kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG memiliki nilai keteguhan geser radial yang lebih tinggi dibanding kontrol. Hal ini berhubungan dengan nilai kerapatan kayu tusam yang tinggi. Secara anatomi, kayu tusam lebih banyak menyerap polimer sehingga mengakibatkan kerapatannya tinggi. Nilai kerapatan berbanding lurus dengan nilai keteguhan gesernya, artinya semakin tinggi nilai kerapatan kayu maka nilai keteguhan gesernya pun tinggi. Uji lanjut Duncan menunjukkan nilai keteguhan geser radial kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren berbeda nyata dengan kontrol sedangkan kayu mangium yang diimpregnasi dengan PEG memiliki pengaruh yang sama dengan kontrol. Nilai keteguhan geser radial kayu tusam yang diimpregnasi dengan PEG berbeda nyata dengan kontrol sedangkan kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren memiliki pengaruh yang sama dengan kontrol pada selang kepercayaan 95% (Lampiran 32). 100 50
80
64
55
61 59
34 Mangium Tusam
0 Kontrol Polistiren PEG Macam Perlakuan
Gambar 9 Keteguhan geser radial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG
16 Kekerasan
Kekerasan Tangensial (kg/cm2)
Gambar 10 memperlihatkan rata-rata nilai kekerasan kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren sebesar 452 kg/cm2, PEG 401 kg/cm2 dan kontrol 356 kg/cm2, sedangkan rata-rata nilai kekerasan tangensial kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren sebesar 717 kg/cm2, PEG 201 kg/cm2 dan kontrol 273 kg/cm2. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa kontrol, polistiren dan PEG memberikan pengaruh yang nyata terhadap kekerasan (Lampiran 22). Kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren memiliki nilai kekerasan lebih tinggi dibanding kontrol, hal ini berkaitan dengan monomer stiren, karena polistiren dapat mengakibatkan kayu bertambah keras. Sedangkan untuk kayu tusam yang diimpregnasi dengan PEG memiliki nilai kekerasan yang rendah dibanding dengan kontrol. Menurut Rohaeti et al. (2000) hal tersebut berhubungan dengan fungsi PEG yang dapat membentuk segmen lunak ketika diimpregnasi sehingga dapat menurunkan sifat kuat putus dan meningkatkan perpanjangan saat putus. Uji lanjut Duncan menunjukkan nilai kekerasan tangensial pada kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG berbeda nyata dengan kontrol. Begitu pula dengan nilai kekerasan tangensial kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG berbeda nyata dengan kontrol pada selang kepercayaan 95% (Lampiran 33). 1000 800 600 400 200 0
717 356 273
452
401 201
Mangium Tusam
Kontrol Polistiren PEG Macam Perlakuan
Gambar 10 Kekerasan tangensial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG Untuk bidang radialnya, pada Gambar 11 terlihat bahwa rata-rata nilai kekerasan radial pada kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren sebesar 583 kg/cm2, PEG 445 kg/cm2 dan kontrol 542 kg/cm2, sedangkan rata-rata nilai kekerasan radial untuk kayu tusam yang diimpregnasi dengan polistiren sebesar 609 kg/cm2, PEG 249 kg/cm2 dan kontrol 354 kg/cm2. Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa kontrol, polistiren dan PEG memberikan pengaruh yang nyata terhadap kekerasan radial (Lampiran 23). Kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren memiliki nilai kekerasan radial yang tinggi karena polistiren tahan terhadap asam, basa, dan zat pengarat (korosif) sehingga sifa-sifat mekanis seperti kekerasan, kekuatan tekan, keteguhan geser, kekuatan lentur, dan keteguhan belah pada kayu yang diimpregnasi dengan polistiren akan lebih baik jika dibanding dengan kayu yang tidak diberi perlakuan (kontrol). Sedangkan kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan PEG memiliki nilai kekerasan radial yang rendah dibanding kontrol karena kayu yang diimpregnasi
17
Kekerasan Radial (kg/cm2)
dengan PEG cenderung memiliki kadar air yang tinggi sehingga kayu menjadi lunak dan nilai kekerasan radial pun menjadi rendah. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa nilai kekerasan radial pada kayu mangium yang diimpregnasi dengan PEG berbeda nyata dengan kontrol. Sedangkan nilai kekerasan radial kayu mangium yang diimpregnasi dengan polistiren memiliki pengaruh yang sama dengan kontrol. Nilai kekerasan radial pada kayu tusam baik yang diimpregnasi dengan polistiren maupun PEG memiliki pengaruh yang berbeda nyata dengan kontrol pada selang kepercayaan 95% (Lampiran 34). 800 600
542
583 609 445
354
249
400
Mangium
200
Tusam
0 Kontrol Polistiren PEG Macam Perlakuan
Gambar 11 Kekerasan radial kayu mangium dan tusam terhadap perlakuan kontrol, polistiren dan PEG
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Kayu mangium dan tusam yang telah diberi perlakuan impregnasi dengan polistiren dan PEG memiliki sifat fisis yang lebih baik dibanding dengan kayu tanpa perlakuan (kontrol). Akan tetapi sifat mekanis dari kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG lebih rendah dibanding dengan kontrol. Kayu tusam memiliki polymer loading yang lebih tinggi dibanding kayu mangium, hal ini disebabkan oleh struktur anatomi kayu. Pemberian polistiren dan PEG terhadap kayu mangium dan tusam dapat meningkatkan kadar air, kerapatan, keteguhan lentur statis, dan kekerasan tetapi kembang susut, keteguhan patah dan keteguhan geser menurun. Saran Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai sifat fisis dan mekanis dari kayu mangium maupun tusam dengan perlakuan polistiren atau PEG pada konsentrasi yang berbeda-beda.
18
DAFTAR PUSTAKA Allock HR, FMM Lampe. 1981. Cotemporary Polymer Chemistry. New Jersey (US): Prentice Hall, Inc. Archer K, Lebow S. 2006. Wood Preservation. Wisconsin. hlm 297-338. Badan LITBANG Departemen Kehutanan. 1994. Pedoman Teknis Penanaman Jenis-jenis Kayu Komersial. British Standard Institution. 1957. British Standard Methode of Testing Small Clear Specimen of Timber. B. S. 373-57 (SI). London (UK): British Standard Institution. Cowd MA. 1991. Kimia Polimer. Bandung (ID): Institut Teknologi Bandung. Dahlan, I Nengah Surati Jaya, Istomo. 2005. Estimasi Karbon Tegakan Acacia Mangium Willd. Menggunakan Citra Landsat ETM+ dan Spot-5: Studi Kasus di BKPH Parung Panjang KPH Bogor. Bogor Hadi YS, Hadjib N, Jasni. 2002. Resistance of Polystyrene Wood to Marine Borer and Subterranean Termite. Di dalam: Proceedings of The Sixth PacificRim Bio-Based Composites Symposium and Pre-symposium Workshop on Chemical Modification of Cellulosics; Portland: Oregon State University. hlm 528-534. Hill CS. 2006. Wood Modification: Chemical, Thermal, and Other Process.England (UK): John Wiley and Sons, Ltd. Ibach RE, Ellis WD. 2005. Lumen Modification. Di dalam: Rowell RM, editor. Wood Chemistry and Wood Composites. Florida: CRC Press. hlm 421-446. Ichwani, Z. 2000. Pengaruh Tingkat Konsentrasi Polistirene pada Polimerisasi Pemanasan terhadap Sifat Fisis Mekanis Kayu Plastik [skripsi]. Bogor (ID): IPB. Krisnawati, H. Kallio, M. Kanninen M. 2011. Acacia Mangium Willd. : ekologi, silvikultur, dan produktivitas. Bogor (ID): CIFOR. Kuixiong Gao. 1993. Polyethylene glycol as an embedment for microscopy and histochemistry. ISBN 978-0-8493-4323-0 page 1-10: CRC Press. Mandang YI, Pandit IKN. 1997. Pedoman Identifikasi Kayu di Lapangan. Yayasan Prosea, Pusat Diklat Pegawai dan SDM Kehutanan. Bogor. Mandang dan Pandit. 2002. Pedoman Identifikasi Jenis Kayu di Lapangan. Yayasan Prosea, Bogor dan Pusat Diklat Pegawai SDM Kehutanan. Bogor. 194 hal. Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang YI, Prawira SA, Kadir K. 1989. Atlas Kayu Jilid II. Bogor (ID) : Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Pusat PenelitianTeknologi Hasil Hutan. Matjik AA, Sumertajaya IM. 2002. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab Jilid I. Bogor (ID) : FMIPA IPB. Mitchell H L. 1972. How PEG Helps the Hobbyist Who Work With Wood. U. S. Departement of Agriculture. NurwatiM, Utama, Surjokusumo S. 1989. Stabilitas Dimensi dan Peningkatan Kekuatan Kayu dengan Polimerisasi Radiasi. Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi-BATAN. Jakarta.
19 Rohaeti E, Surdia N, M Radiman, CL Ratnaningsih E. 2000. Thermal Properties of Synthesized Polyurethane with Tropical Starch. Proceedings of The Second International Workshop on Green Polymers. Ruhendi S, Koroh DN, Syamani FA, Yanti H, Nurhaida, Saad S, Sucipto T. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Bogor (ID): IPB Press. Sjostrom E. 1981. Wood Chemistry, Fundamental and Application. Edisi ke-2. Orlando (US): Academic Press Inc. Wangaard JF. 1950. The Mechanical Properties of Wood. New York (US): John Willey and Sons Inc. Yildiz U mit C,Sibel Yildiz, Engin D Gezer. 2005. Sifat Mekanik dan Ketahanan terhadap Pelapukan dari Wood-Polymer Composites dari Jenis Kayu Cepat Tumbuh Turkey. Bioresource Technology 96 (2005):1003-1011.
20
LAMPIRAN Lampiran 1 Rekapitulasi rata-rata polymer loading kayu mangium dan tusam yangdiimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu
Polymer Loading
Polymer loading (%) Geser Tangensial
Geser Radial
MOE/MOR/ Kekerasan
Kerapatan/ Kadar air PEG
Rata-rata (%)
Mangium Polistiren
PEG
Polistiren
PEG
Polistiren
PEG
Polistiren
Rata-rata
27.47
26.94
14.21
33.16
35.95
27.57
13.05
31.10 22.67
Standar Deviasi
0.35
1.99
0.88
4.14
26.58
2.14
8.83
2.23
Mangium
Tusam
29.69
Tusam
Rata-rata
96.23
98.22
84.07
97.50
83.28
105.77
22.85
26.82 71.61
Standar Deviasi
9.10
1.17
2.53
6.10
4.92
3.81
2.94
6.45
Lampiran 2 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian kadar air kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu Kadar air (%) Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 7.26 10.17 9.65 Standar Deviasi 0.13 0.07 0.19 Tusam Rata-rata 8.75 10.56 15.64 Standar Deviasi 0.14 0.40 0.58
Lampiran 3 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian kerapatan kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu Kerapatan(g/cm3) Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 0.47 0.44 0.55 Standar Deviasi 0.02 0.02 0.01 Tusam Rata-rata 0.70 0.72 0.96 Standar Deviasi 0.02 0.01 0.02
82.08
21 Lampiran 4
Rekapitulasi rata-rata hasil uji pengembangan dan penyusutan tangensial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu Pengembangan Tangensial (%) Penyusutan Tangensial (%) Kontrol Polistiren PEG Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 4.36 5.21 3.52 4.61 5.53 3.69 Standar deviasi 0.29 0.79 0.62 0.32 0.87 0.68 Tusam Rata-rata 3.60 1.72 1.76 3.96 1.77 1.82 Standar deviasi 1.36 0.96 0.19 1.81 1.00 0.21
Lampiran 5
Rekapitulasi rata-rata hasil uji pengembangan dan penyusutan radial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu Pengembangan Radial (%) Penyusutan Radial (%) Kontrol Polistiren PEG Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 2.37 1.40 1.72 2.43 1.44 1.76 Standar deviasi 0.15 0.72 0.51 0.16 0.74 0.53 Tusam Rata-rata 2.35 0.61 0.75 2.42 0.64 0.76 Standar deviasi 1.01 0.44 0.11 1.07 0.45 0.11
Lampiran 6 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian MOE kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu MOE (kg/cm2) Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 48622 44678 74924 Standar Deviasi 14383 47723 1411 Tusam Rata-rata 43754 52877 69938 Standar Deviasi 1575 2366 8034 Lampiran 7 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian MOR kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu MOR (kg/cm2) Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 589 337 449 Standar Deviasi 178 264 14 Tusam Rata-rata 615 443 251 Standar Deviasi 42 31 9
22 Lampiran 8 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian geser tangensial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu Keteguhan Geser Tangensial (kg/cm2) Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 90 40 89 Standar Deviasi 6.79 3.61 11.88 Tusam Rata-rata 104 88 61 Standar Deviasi 19.79 5.62 0.26 Lampiran 9 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian geser radial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu Keteguhan Geser Radial (kg/cm2) Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 64 80 61 Standar Deviasi 3.00 4.58 1.53 Tusam Rata-rata 34 55 59 Standar Deviasi 1.53 11.06 4.00 Lampiran 10 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian kekerasan tangensial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu Kekerasan Tangensial (kg/cm2) Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 356 452 401 Standar Deviasi 45 45 78 Tusam Rata-rata 273 717 201 Standar Deviasi 34 70 24 Lampiran 11 Rekapitulasi rata-rata hasil pengujian kekerasan radial kayu mangium dan tusam yang diimpregnasi dengan polistiren dan PEG Jenis Kayu Kekerasan Radial (kg/cm2) Kontrol Polistiren PEG Mangium Rata-rata 542 583 445 Standar Deviasi 91 154 29 Tusam Rata-rata 354 609 249 Standar Deviasi 24 6 17
23 Lampiran 12 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap kadar air Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 122.0264667 24.4052933 252.66 <0.0001 Perlakuan 12 1.1591333 0.0965944 Galat 17 123.1856000 Total R-Square Coeff var Root MSE KA Mean 0.990590 3.005769 0.310796 10.34000 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
Lampiran 13 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap kerapatan Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 0.56649444 0.11329889 357.79 < 0.0001 Perlakuan 12 0.00380000 0.00031667 Galat 17 0.57029444 Total R-Square Coeff var Root MSE Kerapatan Mean 0.993337 2.782905 0.017795 0.639444 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
Lampiran 14 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap pengembangan tangensial Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 29.36533333 5.87306667 9.05 0.0009 Perlakuan 12 7.78786667 0.64898889 Galat 17 37.15320000 Total Pengembangan R-Square Coeff var Root MSE Tangensial Mean 0.790385 23.95238 0.805598 3.363333 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
24 Lampiran 15 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap penyusutan tangensial Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 45.91013333 9.18202667 13.86 < 0.0001 Perlakuan 12 13.90833333 0.66230159 Galat 17 59.81846667 Total Penyusutan Tangensial R-Square Coeff var Root MSE Mean 0.767491 20.80788 0.813819 3.911111 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
Lampiran 16 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap pengembangan radial Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 8.65733333 1.73146667 5.11 0.0097 Perlakuan 12 4.06546667 0.33878889 Galat 17 12.72280000 Total Pengembangan Radial R-Square Coeff var Root MSE Mean 0.680458 37.96016 0.582056 1.533333 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
Lampiran 17 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap penyusutan radial Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 9.11256111 1.82251222 4.94 0.0110 Perlakuan 12 4.42986667 0.36915556 Galat 17 13.54242778 Total Penyusutan Radial R-Square Coeff var Root MSE Mean 0.672890 38.54942 0.607582 1.576111 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
25 Lampiran 18 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap MOE Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 2683441148 536688230 1.26 0.3427 Perlakuan 12 5117942159 426495180 Galat 17 7801383308 Total R-Square Coeff var Root MSE MOE Mean 0.343970 37.01106 20651.76 55798.89 Keterangan: Pr>F ≥ 0.05 maka perlakuan tidak berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
Lampiran 19 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap MOR Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 297215.1111 59443.0222 3.43 0.0373 Perlakuan 12 208037.3333 17336.4444 Galat 17 505252.4444 Total R-Square Coeff var Root MSE MOR Mean 0.588251 29.42665 131.6679 447.4444 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
Lampiran 20 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap keteguhan geser tangensial Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 8294.944444 1658.988889 15.87 < 0.0001 Perlakuan 12 1254.666667 104.555556 Galat 17 9549.611111 Total R-Square Coeff var Root MSE GT Mean 0.868616 12.98901 10.22524 78.72222 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 21 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap keteguhan geser radial Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 3395.111111 679.022222 23.55 < 0.0001 Perlakuan 12 346.000000 28.833333 Galat 17 3741.111111 Total
26
R-Square Coeff var Root MSE GR Mean 0.907514 9.135541 5.369668 58.77778 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
Lampiran 22 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap kekerasan tangensial Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 482668.2778 96533.6556 34.40 < 0.0001 Perlakuan 12 33672.6667 2806.0556 Galat 17 516340.9444 Total R-Square Coeff var Root MSE HT Mean 0.934786 13.24489 52.97221 399.9444 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
Lampiran 23 Analisis keragaman pengaruh polistiren dan PEG terhadap kekerasan radial Sumber Jumlah Kuadrat Keragaman DB Kuadrat tengah F hit Pr>F 5 299566.4444 59913.2889 10.72 0.0004 Perlakuan 12 67090.0000 5590.8333 Galat 17 366656.4444 Total R-Square Coeff var Root MSE HR Mean 0.817022 16.13008 74.77188 463.55560 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
Lampiran 24 Uji wilayah ganda duncan terhadap kadar air Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 15.6433 3 Tusam PEG B 10.5567 3 Tusam Polistiren CB 10.1733 3 Mangium Polistiren C 9.6533 3 Mangium PEG D 8.7533 3 Tusam Kontrol E 7.2600 3 Mangium Kontrol Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
27 Lampiran 25 Uji wilayah ganda duncan terhadap kerapatan Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 0.96000 3 Tusam PEG B 0.72000 3 Tusam Polistiren B 0.69667 3 Tusam Kontrol C 0.55000 3 Mangium PEG D 0.46667 3 Mangium Kontrol D 0.44333 3 Mangium Polistiren Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 26 Uji wilayah ganda duncan terhadap pengembangan tangensial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 5.2133 3 Mangium Polistiren AB 4.3633 3 Mangium Kontrol B 3.6067 3 Tusam Kontrol B 3.5200 3 Mangium PEG C 1.7600 3 Tusam PEG C 1.7167 3 Tusam Polistiren Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 27 Uji wilayah ganda duncan terhadap penyusutan tangensial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 5.5300 3 Mangium Polistiren AB 4.6100 3 Mangium Kontrol B 3.9567 3 Tusam Kontrol B 3.6900 3 Mangium PEG C 1.8133 3 Tusam PEG C 1.7700 3 Tusam Polistiren Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 28 Uji wilayah ganda duncan terhadap pengembangan radial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 2.3667 3 Mangium Kontrol A 2.3500 3 Tusam Kontrol AB 1.7233 3 Mangium PEG ABC 1.4033 3 Mangium Polistiren BC 0.7467 3 Tusam PEG C 0.6100 3 Tusam Polistiren Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
28 Lampiran 29 Uji wilayah ganda duncan terhadap penyusutan radial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 2.4300 3 Mangium Kontrol A 2.4233 3 Tusam Kontrol AB 1.7633 3 Mangium PEG AB 1.4367 3 Mangium Polistiren B 0.7600 3 Tusam PEG B 0.6433 3 Tusam Polistiren Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 30 Uji wilayah ganda duncan terhadap MOR Duncan Grouping Mean N A 615.3 3 AB 588.7 3 ABC 449.7 3 ABC 443.3 3 BC 337.0 3 C 250.7 3 Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
Perlakuan Tusam Kontrol Mangium Kontrol Mangium PEG Tusam Polistiren Mangium Polistiren Tusam PEG
Lampiran 31 Uji wilayah ganda duncan terhadap keteguhan geser tangensial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 103.667 3 Tusam Kontrol A 90.333 3 Mangium Kontrol A 89.000 3 Mangium PEG A 88.000 3 Tusam Polistiren B 61.667 3 Tusam PEG C 39.667 3 Mangium Polistiren Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 32 Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat keteguhan geser radial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 80.000 3 Mangium Polistiren B 64.000 3 Mangium Kontrol B 61.333 3 Mangium PEG B 59.000 3 Tusam PEG B 54.667 3 Tusam Polistiren C 33.667 3 Tusam Kontrol Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
29 Lampiran 33 Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat kekerasan tangensial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 717.00 3 Tusam Polistiren B 452.00 3 Mangium Polistiren B 401.00 3 Mangium PEG BC 355.67 3 Mangium Kontrol CD 273.00 3 Tusam Kontrol D 201.00 3 Tusam PEG Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 34 Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat kekerasan radial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 609.00 3 Tusam Polistiren AB 583.00 3 Mangium Polistiren AB 541.67 3 Mangium Kontrol BC 444.33 3 Mangium PEG CD 354.33 3 Tusam Kontrol D 249.00 3 Tusam PEG Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
30
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Garut tanggal 14 Mei 1992. Penulis merupakan anak kedua dari pasangan suami istri Nandang Surachman dan Neno Wahyuni. Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Garut dan pada tahun yang sama diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Mayor Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan. Selama menjadi mahasiswa Fakultas Kehutanan, penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang, yaitu Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (PPEH) di Nusa Kambangan dan Gunung Slamet, Jawa Tengah tahun 2012, Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) di Hutan Pendidikan Gunung Walat (HPGW), KPH Cianjur, Taman Nasional Gunung Halimun Salak, dan PGT Sindangwangi tahun 2013, dan Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Estika Tropika Lestari, Tegal tahun 2013. Selain aktif kuliah, penulis juga aktif berorganisasi sebagai Anggota Divisi Eksternal Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) tahun 2011-2013. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan dari Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan penelitian dan menyelesaikan skripsi yang berjudul “Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Poli Etilen Glikol dan Polistiren dari Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vries)” di bawah bimbingan Prof Dr Ir Yusuf Sudo Hadi, M Agr dan Drs Dominicus Martono.
