SIFAT FISIS DAN MEKANIS KAYU-POLIETILEN GLIKOL DARI JENIS SENGON, MANII, DAN GMELINA
YUDHA ADITIYA
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-Polietilen Glikol dari Jenis Sengon, Manii, dan Gmelina” 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 Yudha Aditiya NIM E24100056
ABSTRAK YUDHA ADITIYA Sifat Fisis dan Mekanis Kayu-Polietilen Glikol dari Jenis Sengon, Manii, dan Gmelina Dibimbing oleh YUSUF SUDO HADI dan NURWATI HADJIB. Kayu cepat tumbuh dari hutan rakyat merupakan salah satu pemasok untuk kebutuhan bahan baku industri perkayuan di Indonesia. Tujuan penelitian ini adalah untuk menguji sifat fisis mekanis kayu sengon (Falcataria mollucana Miq), manii (Maesopsis eminii Engl.), dan gmelina (Gmelina arborea Roxb.) yang diimpregnasi dengan PEG 400. Pembuatan kayu impregnasi dengan menggunakan metode vakum tekan dengan cara impregnasi Poli-etilen Glikol (PEG) 400 dengan konsentrasi 100%. Contoh uji dan pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada British Standard (BS) 373: 1957. Hasil penelitian menunjukkan bahwa impregnasi kayu dengan PEG 400 berpengaruh nyata terhadap kadar air, kerapatan, pengembangan dan penyusutan, keteguhan lentur statis, keteguhan geser tangensial, dan sifat kekerasan (Hardness). Secara umum kayu-PEG dari manii, sengon dan gmelina memiliki sifat fisis yang lebih baik dibandingkan dengan kayu tanpa perlakuan (kontrol). Namun sebaliknya sifat mekanis kayu-PEG dari tiga jenis kayu tersebut umumnya lebih rendah dibandingkan dengan kayu kontrol. Kayu sengon memiliki polimer loading lebih tinggi dibandingkan dengan kayu manii dan gmelina, hal ini dipengaruhi oleh struktur anatomi kayu. Kata kunci: polietilen glikol, manii, sengon, gmelina, kayu plastik
ABSTRACT YUDHA ADITIYA. Physical and Mechanical properties of Poly Ethylene Glycol Wood from Sengon, Manii, and Gmelina. Mentored by YUSUF SUDO HADI and NURWATI HADJIB. The timbers of fast growing species products of the community forests is one of the raw material supplier to the industrial timber in indonesia. The objective of this research is to obtain the physical and mechanical properties of sengon (Falcataria mollucana Miq), manii (Maesopsis eminii Engl.), and gmelina (Gmelina arborea Roxb.) that impregnated with PEG 400. Manufacture of impregnated wood in this research were using the vacuum pressure method by means of impregnation poly-ethylene glycol (PEG) 400 with 100% concentration. Sample and testing methods of physical and mechanical properties refer to the British Standard (BS) 373: 1957. Impregnation of wood with PEG 400 affect moisture content, density, shrinkage and swelling, static bending strength, shear strength, and hardness. Physical properties of PEG- wood are better than untreated wood (control), but the mechanical properties of PEG-wood are lower compared to untreated wood. Sengon woods have higher polymer loading compared to gmelina and manii, it is affected by wood anatomical structure. Keywords: Poly Ethylene Glycol, manii, sengon, gmelina, impregnation
SIFAT FISIS DAN MEKANIS KAYU-POLIETILEN GLIKOL DARI JENIS SENGON, MANII, DAN GMELINA
YUDHA ADITIYA
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-Polietilen Glikol dari Jenis Sengon, Manii, dan Gmelina Nama : Yudha Aditiya NIM : E24100056
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Yusuf Sudo Hadi, M Agr Pembimbing I
Ir Nurwati Hadjib, MS 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-Polietilen Glikol dari Jenis Sengon, Manii, dan Gmelina” yang dilaksanakan sejak bulan April 2014 sampai dengan Agustus 2014. Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Yusuf Sudo Hadi, M Agr selaku pembimbing I dan Ir Nurwati Hadjib, MS selaku pembimbing II yang telah memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada ayah, ibu, adik, dan seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya. Penghargaan turut penulis sampaikan kepada Bapak Mahdi selaku Laboran di Laboratorium Biokomposit, Bapak Kadiman dan Suhada selaku teknisi di Laboratorium Pengerjaan Kayu, Bapak Irfan Selaku Laboran di Laboratorium Rekayasa Desain dan Bangunan Kayu (RDBK) Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, dan teknisi di Laboratorium Pengawetan Pusat Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Bogor. Terima kasih pula kepada rekan peneliti Aji Kusumo Wibowo dan Masturoh Surahman yang telah membantu selama penelitian serta rekan-rekan THH 47. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, November 2014 Yudha Aditiya
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
2
Prosedur dan Analisis Data
2
Persiapan Bahan Baku
2
Pembuatan Kayu Impregnasi
3
Pengukuran Kadar Air
3
Pengukuran Kerapatan
4
Pengujian Kembang Susut
4
Pengujian Keteguhan Lentur Statis
4
Pengujian Keteguhan Geser Tangensial
5
Pengujian Kekerasan (Hardness)
5
Analisis Data
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Kandungan Polimer (Polymer Loading)
6
Kadar Air
6
Kerapatan
7
Pengembangan Tebal Bidang Tangensial dan Radial
8
Penyusutan Tebal Bidang Tangensial dan Radial
9
Modulus Elastisitas (Modulus of Elasticity, MOE)
10
Modulus Patah (Modulus of Rupture, MOR)
11
Keteguhan Geser Tangensial
12
Sifat Kekerasan Tangensial
12
Sifat Kekerasan Radial
13
SIMPULAN DAN SARAN
14
Simpulan
14
Saran
14
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
28
DAFTAR GAMBAR 1 Kadar air tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400 2 Kerapatan tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400 3 Pengembangan tebal bidang tangensial dan radial tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400 4 Penyusutan tebal bidang tangensial dan radial tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400 5 MOE tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400 6 MOR tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400 7 Keteguhan geser tangensial tiga jenis kayu kontrol dan diimpregmasi dengan PEG 40 8 Kekerasan tangensial tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400 9 Kekerasan radial tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400
7 8 9 10 11 12 13 14 15
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Polymer loading Kerapatan dan kadar air Pengembangan tangensial dan radial Pengyusustan tangensial dan radial MOE dan MOR Keteguhan geser tangensial Hardness tangensial dan radial Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap kadar air Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap kerapatan Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap pengembangan tangensial Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap pengembangan radial Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap penyusutan tangensial
18 18 19 19 20 20 21 22 22 22 22 23
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap penyusutan radial Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap MOE Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap MOR Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap keteguhan geser tangensial Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap kekerasan tangensial Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap kekerasan radial Uji wilayah ganda duncan terhadap kadar air Uji wilayah ganda duncan terhadap kerapatan Uji wilayah ganda duncan terhadap pengembangan tangensial Uji wilayah ganda duncan terhadap pengembangan radial Uji wilayah ganda duncan terhadap penyusutan tangensial Uji wilayah ganda duncan terhadap penyusutan radial Uji wilayah ganda duncan terhadap MOE Uji wilayah ganda duncan terhadap MOR Uji wilayah ganda duncan terhadap keteguhan geser tangensial Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat kekerasan tangensial Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat kekerasan radial
23 23 24 24 24 24 25 25 25 25 26 26 26 26 27 27 27
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Hutan rakyat semakin berkembang seiring dengan meningkatnya pasokan log untuk berbagai keperluan. Jenis kayu yang ditanam umumnya jenis-jenis pohon cepat tumbuh (fast growing species). Jenis kayu ini umumnya dipanen pada umur muda, sehingga kualitas kayu yang dihasilkan lebih rendah dibandingkan dengan kayu yang berumur lebih tua. Kualitas kayu cepat tumbuh yang lebih rendah dan harga kayu solid yang semakin mahal membatasi penggunaan kayu secara luas, maka perlu memodifikasi kayu dengan menggunakan teknologi tertentu agar diperoleh produk yang memiliki sifat fisis dan mekanis yang lebih baik. Salah satu teknologi yang digunakan adalah dengan pembuatan impregnated wood atau yang lebih dikenal sebagai kayu impregnasi. Tujuan dan arahan peningkatan kualitas kayu menurut Kikata (2000) ditunjukan untuk menghasilkan banyak produksi dari kayu berdiameter kecil, penggunaan kayu limbah atau tidak berguna, penghilangan atau pengurangan cacat kayu, mendapatkan kayu yang seragam dari beragam kayu, menambah keindahan bahan kayu, dan meningkatkan kekuatan serta berat jenis kayu. Kayu impregnasi dapat dibuat dengan cara polimerisasi pemanasan dan polimerisasi radiasi (Wangaard 1950). Dua metode polimerisasi tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan. Kelebihan polimerisasi radiasi adalah tidak memerlukan katalisator seperti halnya dengan cara pemanasan, sehingga pencemaran udara oleh bahan beracun lebih rendah, namun membutuhkan modal yang lebih besar sedangkan kelebihan polimerisasi pemanasan yaitu investasi awal yang rendah. Namun pencemaran udara yang dihasilkan lebih besar karena membutuhkan katalis untuk mempercepat proses polimerisasi. Penelitian ini membuat kayu impregnasi dengan cara polimerisasi pemanasan Kayu yang memiliki kerapatan dan kekerasan yang rendah memungkinkan digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan kayu impregnasi agar dapat memperbaiki sifat-sifat kayu tersebut. Jenis kayu yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sengon (Falcataria mollucana), gmelina (Gmelina arborea), dan manii (Maesopsis eminii). Pemilihan ketiga jenis kayu tersebut karena kayukayu tersebut selain tergolong dalam jenis kayu cepat tumbuh, mudah didapat dan dikerjakan, umum digunakan sebagai kayu pertukangan, papan partikel, kayu lapis, peti, dan harga kayu yang relatif murah.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menguji sifat fisis mekanis kayu sengon (Falcataria mollucana Miq), manii (Maesopsis eminii Engl.), dan gmelina (Gmelina arborea Roxb.) yang diimpregnasi dengan PEG 400.
2 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan memberikan informasi mengenai sifat fisis dan mekanis kayu impregnasi dari tiga jenis kayu cepat tumbuh dengan menggunakan PEG. Selain itu dapat meningkatkan pemanfaatan kayu cepat tumbuh sehingga kelestarian hutan lebih terjaga.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan pada bulan April sampai Agustus 2014 yang dilaksanakan di Laboratorium Pengerjaan Kayu, Laboratorium Biokomposit, Laborarotium Rekayasa Desain dan Bangunan Kayu Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, Pusat Penelitian dan Pengembangan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan Bogor.
Bahan Bahan yang digunakan berupa kayu sengon (Falcataria mollucana Miq), gmelina (Gmelina arborea Roxb.), dan manii (Maesopsis eminii Engl.) berumur 5 tahun yang bersal dari hutan rakyat di Kabupaten Bogor, PEG 400 (Poly Ethylene Glycol), air, alkohol teknis 70%.
Alat Alat-alat yang digunakan adalah gergaji belah dan gergaji potong, alat serut, penggaris, cutter, stopwatch, kaliper, impregnator atau pompa vakum tekan, gelas piala, oven, mesin amplas, timbangan elektrik, desikator, cawan petri, ember. 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 pengujian kekerasan.
Prosedur dan Analisis Data Persiapan Bahan Baku Contoh uji dan pengujian sifat fisis dan mekanis mengacu pada British Standard (BS) 373: 1957. Contoh uji untuk pengujian kadar air dan kerapatan berukuran (2x2x2) cm3, penyusutan dan pengembangan berukuran (2.5x2.5x10) cm3, Modulus elastisitas (MOE) dan Modulus patah (MOR) berukuran (2x2x30) cm3, keteguhan geser tangensial berukuran (6x5x5) cm3, kekerasan (hardness) berukuran (2x2x30) cm3. Contoh uji kemudian dihaluskan permukannnya dengan amplas.
3
Pembuatan Kayu Impregnasi Pembuatan kayu impregnasi dalam penelitian ini menggunakan metode vakum tekan dengan cara impregnasi PEG 400. Kayu yang telah dipotong sesuai dengan ukuran contoh uji dikeringkan dalam oven dengan suhu (60±2)oC selama 48 jam untuk mendapatkan nilai berat kayu sebelum impregnasi (W0) selain itu diukur pula dimensi awal sebelum contoh uji diimpregnasi. Pengujian dilakukan dengan enam kali ulangan. Setelah itu contoh uji dimasukkan ke dalam tabung impregnasi dengan menggunakan keranjang besi dan diberikan vakum sebesar 0,6 atm selama 30 menit. Bahan kimia PEG 400 dengan konsentrasi 100% dimasukkan ke dalam ember dan dialirkan ke dalam tabung impregnasi, tekanan diberikan sebesar 10 cmHg selama 60 menit. Setelah diberikan tekanan diberikan vakum kembali sebesar 0,6 atm selama 30 menit. Kemudian diberikan tekanan kembali pada impergnator untuk mengeluarkan sisa bahan kimia yang tidak masuk ke dalam kayu. Contoh uji dikeluarkan dari tabung impregnator setelah itu permukaannya dibersihkan dari sisa-sisa polimer yang menempel dan ditimbang beratnya setelah impregnasi, lalu contoh uji dikeringkan dalam oven pada suhu 60oC selama 48 jam. Setelah itu contoh uji ditimbang beratnya untuk mendapatkan berat contoh uji setelah polimerisasi (W1) dan menentukan polymer loading dan dilakukan pengkondisian selama tujuh hari. Menurut Mitchel (1971), PEG adalah suatu bahan berupa lilin yang berwarna putih, berbentuk padat pada temperatur kamar, titik didihnya 104oF, dapat dilarutkan dengan air hangat. PEG tidak beracun, tidak korosif, tidak berbau, tidak berwarna, dan titik bakarnya tinggi (580 oF). PEG adalah suatu monomer ethylene glycol. Kadar polimer dalam kayu plastik dihitung dengan menggunakan rumus berikut :
Keterangan : PL = Kadar polimer dalam kayu plastik (%) W1 = berat contoh uji setelah polimerisasi (g) W0 = berat contoh uji sebelum diimpregnasi (g)
Pengukuran Kadar Air Kadar air ditentukan dengan metode gravimetri yaitu contoh uji ditimbang beratnya (BA), lalu dimasukkan ke dalam oven dengan suhu (103±2)°C hingga beratnya konstan (BKT). Nilai kadar air dihitung dengan persamaan berikut:
Keterangan: KA = Kadar air BA = Berat awal (g) BKT = Berat kering tanur (g)
4
Pengukuran Kerapatan Contoh uji ditimbang berat (BA) dan diukur volumenya (VA), lalu dimasukkan ke dalam oven (103±2)°C hingga mencapai berat konstan untuk mendapatkan berat dan volume kering tanurnya (BKT dan VKT). Kerapatan kayu diperoleh dengan persamaan berikut:
Keterangan: ρ = Kerapatan (g/cm3) VA = Volume awal (cm3) BKT = Berat kering tanur (g)
Pengujian Kembang Susut Penyusutan dan pengembangan yang diuji pada penelitian ini adalah pengembangan dan penyusutan dimensi tebal pada bidang tangensial dan radial. Dimensi tebal contoh uji diukur pada sisi tangensial dan radial menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi awal. Contoh uji direndam dalam air selama 24 jam, keamudian contoh uji dikeluarkan dari air dan diukur dimensianya. Setelah itu contoh uji dioven pada suhu (103±2)oC sampai mencapai berat konstan. Besarnya pengembangan dan penyusutan masing-masing bidang dihitung dengan rumus:
Keterangan: Di1 = Dimensi tebal kering udara (cm) Di2 = Dimensi tebal basah (cm) i = Arah tangensial, radial
Keterangan: Di1 = Dimensi tebal basah(cm) Di2 = Dimensi tebal kering tanur (cm) i = Arah tangensial, radial
Pengujian Keteguhan Lentur Statis Pengujian keteguhan lentur statis dilakukan pada contoh uji berukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm dengan jarak sangga 28 cm dengn beban terpusat di tengah bentang. Besarnya Modulus elastisitas (MOE) dan Modulus patah (MOR) ditentukan dengan rumus:
5
Keterangan: MOE = Modulus elastisitas (kg/cm2) MOR = Modulus patah (kg/cm2) ΔP = Perubahan beban yang terjadi di bawah batas proporsi (kg) L = Jarak sangga (cm) Δy = Perubahan defleksi akibat beban (cm) b = Lebar contoh uji (cm) h = Tebal contoh uji (cm)
Pengujian Keteguhan Geser Tangensial Contoh uji keteguhan geser berukuran (6x5x5) cm3 dengan bidang geser seluas (5x5) cm2. Kemudian diuji menggunakan Instron meter pada arah tangensial sesuai tujuan penelitian. Nilai keteguhan geser dihitung dengan rumus:
A Keterangan : = Keteguhan geser (kg/cm2) P maks = Beban maksimum (kg) A = Luas penampang (cm2)
Pengujian Kekerasan (Hardness) Pengujian kekerasan (Janka Test) dilakukan dengan memasukan setengah bola baja yang berdiameter 0,444 inchi pada permukaan kayu dan beban yang diperlukan merupakan nilai kekerasan kayu yang diukur. Contoh uji yang digunakan berukuran (2x2x30) cm3.
Analisis Data Rancangan percobaan yang digunakan adalah faktorial dengan pola dasar Rancangan Acak Lengkap (2x3). Faktor yang diteliti adalah perlakuan impregnasi dengan PEG 400 dan kontrol pada tiga jenis kayu yaitu sengon, gmelina, dan manii. Setiap perlakuan dilakukan ulangan sebayak enam kali. Model persamaan yang digunakan (Mattjik dan Sumertajaya 2002) adalah sebagai berikut: Yijk
μ + Ai +Bj + (AB)ij + Ɛijk
Keterangan: Yijk = Respon percobaan pada unit percobaan karena pengaruh taraf kei faktor B terhadap taraf ke-j faktor A pada ulangan ke-k
6 μ Ai Bj (AB)ij Ɛijk
= Rata-rata umum = Pengaruh dari taraf ke-i faktor A (jenis kayu) = Pengaruh dari taraf ke-j faktor B (jenis perlakuan) = Pengaruh interaksi dari unit percobaan faktor A dan faktor B = Galat percobaan
Data yang diperoleh selanjutnya diolah dengan program MS Excel dan analisis statistik menggunakan program SAS 9.13. Untuk mengetahui pengaruh dari setiap perlakuan maka dilakukan analisis keragaman (ANOVA). Tingkat perbedaan dinyatakan pada taraf 5%. Perlakuan yang dinyatakan berpengaruh terhadap respon dalam sidik ragam kemudian diuji lanjut dengan menggunakan uji DMRT (Duncan’s Multiple Range Test).
HASIL DAN PEMBAHASAN Kandungan Polimer (Polymer Loading) Kandungan polimer pada tiga jenis kayu cepat tumbuh berbeda-beda, rerata polymer loading untuk masing-masing jenis kayu yaitu 37.2% untuk kayu sengon, 16.7% untuk kayu gmelina, dan 32.0% untuk kayu manii. Nilai kandungan polimer tertinggi terdapat pada kayu sengon sedangkan nilai terendah terdapat pada kayu gmelina. Perbedaan kandungan polimer dipengaruhi oleh sifat anatomi kayu. Kayu sengon memiliki ukuran pori lebih besar dibandingkan kayu gmelina sehingga jumlah polimer yang masuk ke dalam kayu sengon lebih banyak. Selain itu kayu gmelina memilki frekuensi pori yang jarang dan memiliki pori tata baur (Mandang dan Pandit 1997). Adanya pori yang mempunyai sebaran tata baur dan frekuensi pori yang jarang pada kayu gmelina mengakibatkan polimer lebih sulit masuk ke dalam kayu. Kandungan polimer dapat dipengaruhi pula oleh penggunaan sistem vakum tekan dalam proses impregnasi. Perlakuan vakum terhadap kayu akan menyebabkan oksigen yang berada dalam dinding sel keluar. Oksigen ini akan bereaksi dengan polimer sehingga mengurangi jumlah ikatan silang yang terbentuk (Mott dan Rotariu 1968). Polimer yang digunakan untuk mengimpregnasi kayu yaitu PEG 400. PEG atau polietilen glikol merupakan golongan senyawa polieter dari etilen oksida. Rumus umum polietilen glikol adalah C2nH4n+2On+1 dengan bobot molekul rata-rata sesuai dengan angka yang tertera setelahnya. Polietilen glikol 400, memiliki bobot molekul 400 g/mol atau berkisar antara 380-420 g/mol (PEG 2014).
Kadar Air Kadar air merupakan air yang terkandung dalam kayu (Panshin dan de Zeeuw 1964). Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa ada pengaruh perlakuan kontrol dan PEG 400 terhadap kadar air. Kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 memiliki kadar air yang lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol. Hal ini disebabkan PEG 400 yang digunakan mengandung air dan memiliki bobot
7 molekul rendah sebesar 400 g/mol atau berkisar antara 380-420 g/mol. PEG 400 mengandung pelarut seperti air atau alkohol, pada saat polimer PEG masuk ke dalam rongga sel maka air yang berada di dalam kayu dan yang berada pada PEG akan tertahan oleh PEG itu sendiri sehingga kadar air kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 nilainya lebih tinggi. Gambar 1 memperlihatkan rerata kadar air ketiga jenis kayu meningkat setelah diimpregnasi dengan PEG 400. Rerata kadar air kayu sengon kontrol 7.26%, kayu gmelina kontrol 7.69%, dan kayu manii kontrol 7.44% sedangkan rerata kadar air kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 nilainya lebih tinggi. Kayu manii yang diimpregnasi PEG 400 memiliki kadar air dan persentase perubahan kadar air tertinggi dengan nilai 12.70% dan 41.41%, sedangkan kayu gmelina yang diimpregnasi PEG 400 memiliki kadar air dan persentase perubahan kadar air terendah sebesar 9.78% dan 21.41% (Lampiran 2). Kadar air optimum yang dibutuhkan kayu sebelum diimpregnasi dengan bahan kimia plastik yaitu kadar air di bawah titik jenuh serat. 12,09
Kadar Air (%)
15,00 10,00
7,26
12,70
9,78 7,69
7,44 Kontrol
5,00
PEG 400 0,00 Sengon
Gmelina Jenis Kayu
Manii
Gambar 1 Kadar air tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400
Kerapatan Kerapatan didefinisikan sebagai perbandingan berat bahan penyusun dinding sel kayu maupun zat-zat lain, terhadap volume kayu (Bowyer et al. 2003). Gambar 2 menunjukkan bahwa rataan kerapatan kayu sengon kontrol sebesar 0.32 g/cm3, kayu gmelina kontrol 0.42 g/cm3, dan kayu manii kontrol 0.47 g/cm3. Soerianegara dan Lemmens (1994) menyatakan bahwa nilai kerapatan kayu sengon adalah berkisar 0.30-0.50 g/cm3 dan 0.40-0.58 g/cm3 untuk kayu gmelina. Rataan kerapatan kayu sengon, gmelina, dan manii yang diimpregnasi dengan PEG 400 sebesar 0.49 g/cm3, 0.46 g/cm3, dan 0.67 g/cm3. Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa ada pengaruh perlakuan kontrol dan PEG 400 terhadap kerapatan. Rataan kerapatan pada tiga jenis kayu meningkat setelah diimpregnasi dengan PEG 400. Hal ini disebabkan polimer tersebut berikatan dan mengisi rongga-rongga sel kayu. Kayu sengon dan manii terjadi peningkatan kerapatan sebesar 0.17 g/cm3 dan 0.20 g/cm3 sedangkan untuk kayu gmelina hanya terjadi perubahan sebesar 0.04 g/cm3. Hal ini disebabkan polymer loading untuk kayu sengon dan manii lebih besar daripada kayu gmelina. Semakin tinggi polymer loading maka semakin tinggi pula kerapatannya. Peningkatan kerapatan akan meningkatkan pula berat jenis kayu. Menurut Wangaard (1950),
8
Kerapatan (g/cm³)
pada kayu impregnasi terjadi polimerisasi insitu dari monomer yang menyebabkan kenaikan berat dari contoh kayu, sedangkan volume kayu tetap dengan adanya polimer plastik sehingga kerapatan kayu bertambah. Kayu gmelina yang diimpregnasi dengan PEG 400 memiliki kerapatan terendah sebesar 0.46 g/cm3 sedangkan kayu manii yang diimpregnasi dengan PEG 400 memiliki kerapatan tertinggi sebesar 0.67 g/cm3. Kayu gmelina memiliki persentase perubahan kerapatan yang terendah sebesar 9.97% sedangkan kayu sengon memiliki persentase perubahan kerapatan tertinggi sebesar 34.82% (Lampiran 2). 0,80 0,49 0,60
0,42
0,46
0,67 0,47
0,32
0,40
Kontrol
0,20
PEG 400
0,00 Sengon
Gmelina Jenis Kayu
Manii
Gambar 2 Kerapatan tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400
Pengembangan Tebal Bidang Tangensial dan Radial Salah satu indikator yang menunjukkan kayu mempunyai sifat fisis yang baik adalah kayu tersebut memiliki stabilitas dimensi yang baik. Artinya dimensi kayu yang cenderung stabil jika lingkungan di sekitar kayu tersebut berubah. Nilai stabilitas dimensi ditunjukkan oleh nilai penyusutan dan pengembangan kayu. Penambahan air pada zat dinding sel akan menyebabkan jaringan mikrofibril mengembang, keadaan ini berlangsung sampai titik jenuh serat tercapai. Proses ini dikatakan bahwa kayu mengembang (Dumanauw 1993). Gambar 3 memperlihatkan bahwa kayu sengon memiliki pengembangan tangensial terendah sebesar 3.97% sedangkan kayu Manii memiliki pengembangan tertinggi sebesar 5.20%. Pengembangan kayu sengon untuk bidang radial memiliki nilai tertinggi sebesar 2.96% sedangkan pengembangan radial kayu manii memiliki nilai terendah sebesar 2.25%. Selain itu pengembangan bidang radial lebih rendah dibandingkan dengan pengembangan bidang tangensial. Hal ini dikarenakan noktah pada dinding radial lebih banyak daripada dinding tangensial, sehingga proporsi zat kayu pada dinding radial lebih sedikit (Wiryomartono 1976). Kayu gmelina memiliki persen perubahan pengembangan tangensial dan radial terendah sebesar 18.11% dan 6.29% sedangkan kayu manii memiliki persen perubahan pengembangan tangensial dan radial tertinggi sebesar 31.71% dan 34.08% (Lampiran 3). Perubahan kandungan air di bawah titik jenuh serat akan menyebabkan perubahan dimensi kayu. Hal ini disebabkan oleh polimer dinding sel yang mengandung gugus hidroksil dan kandungan gugus oksigennya hanya akan menarik air dan menjadikan ikatan hidrogen, sehingga dinding sel mengembang.
9
Pengembangan (%)
Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa ada pengaruh perlakuan kontrol dan PEG 400 terhadap pengembangan tangensial dan radial. Kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 memiliki pengembangan tangensial dan radial yang lebih rendah dibandingkan dengan kayu kontrol. Hal ini karena adanya polimer di dalam rongga sel yang memperkecil koefisien difusi sehingga perubahan dimensi yang terjadi lebih lambat dari pada kayu kayu aslinya (Rowell 1984). 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00
5,20 3,98 3,26
3,97
3,55
3,12
2,96
2,41 2,25
2,60 2,26 1,49
Sengon Gmelina Manii
Kontrol
PEG 400
Tangensial
Gambar 3
Kontrol
PEG 400 Radial
Pengembangan tebal bidang tangensial dan radial tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400
Penyusutan Tebal Bidang Tangensial dan Radial Penyusutan terjadi jika air dalam kayu dengan kadar air maksimum dikurangi maka pengurangan ini pertama-tama akan terjadi pada air bebas dalam rongga sel sampai mencapai titik jenuh serat. Pengurangan air selanjutnya di bawah titik jenuh serat akan menyebabkan dinding sel kayu itu menyusut (Dumanauw 1993). Gambar 4 menunjukkan kayu sengon memiliki rerata penyusutan tangensial tertinggi sebesar 4.16%, nilai ini lebih rendah dibandingkan dengan Martawijaya et al (1987) yang menyatakan bahwa kayu sengon memiliki rerata penyusutan sebesar 5.2% sedangkan kayu manii memiliki penyusutan tangensial tertinggi sebesar 5.5%. Besarnya penyusutan biasanya sebanding dengan banyaknya air yang dikeluarkan dari dinding sel. Hal ini berarti bahwa kayu dengan kerapatan tinggi haruslah menyusut lebih banyak per persen perubahan kandungan air daripada kayu dengan kerapatan rendah. Kayu dengan kerapatan tinggi kehilangan air lebih banyak per persen perubahan kandungan air (Bowyer et al. 2003). Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa ada pengaruh perlakuan kontrol dan PEG 400 terhadap penyusutan tangensial dan radial. Kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 memiliki penyusutan yang lebih rendah dibandingkan dengan kayu kontrol. Hal ini dikarenakan bahan polimer yang masuk ke dalam rongga sel sehingga bahan tersebut menjadi bulking agent di dalam sel kayu dan menghambat perubahan dimensi (Nurwati et al. 1989). Selain itu penyusutan arah tangensial lebih besar dibandingkan dengan penyusutan arah radial. Hal ini disebabkan oleh adanya tahanan sel jari-jari pada bidang radial yang menyebabkan susut radial ditahan oleh jari-jari (Wiryomartono 1976). Menurut Nicholas (1973), prinsip yang mendasari stabilitas dimensi kayu dengan bulking
10
Penyusutan (%)
adalah pemasukan bahan-bahan yang tidak mudah menguap ke dalam daerahdaerah yang tidak teratur mengembang dalam dinding sel. Volume zat bulking akan menduduki ruangan itu dan membuat dimensinya stabil. 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00
5,50 4,18 4,16
3,40
3,73
3,26
2,71
3,07 2,47
2,32 2,31 1,52
Sengon Gmelina Manii
Kontrol
PEG 400
Tangensial
Gambar 4
Kontrol
PEG 400 Radial
Penyusutan tebal bidang tangensial dan radial tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400
Modulus Elastisitas (Modulus of Elasticity, MOE) Kekakuan suatu benda merupakan ukuran kemampuan benda untuk menahan lenturan tanpa terjadi perubahan bentuk, sedangkan keteguhan patah merupakan kemampuan benda untuk menahan beban yang bekerja tegak lurus memanjang serat di tengah-tengah balok yang disangga kedua ujungnya (Mardikanto 1979). Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa ada pengaruh perlakuan kontrol dan PEG 400 terhadap MOE. PEG 400 yang diimpregnasi ke dalam kayu menurunkan nilai MOE (Gambar 5). Hal ini dikarenakan terdapat dua macam daerah yang berikatan silang pada polimer yaitu daerah yang rantai-rantai polimernya tersusun secara teratur (daerah kristalin) dan daerah yang rantai-rantai polimernya tersusun secara tidak teratur (daerah amorf). Diduga pada daerah amorf tidak bekerja gaya tarik antar polimer dan polimer PEG yang tidak berikatan silang dengan sel kayu. Daerah kristalin bekerjanya gaya tarik antar rantai polimer (Cowd 1991), sehingga kayu plastik tidak menghasilkan nilai MOE yang lebih tinggi. Gambar 5 memperlihatkan rataan MOE yang bervariasi dari ketiga jenis kayu. MOE kayu sengon yang diimpregnasi dengan PEG 400 lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol, persentase perubahan MOE-nya sebesar 37.44% dan merupakan persentase perubahan MOE terbesar. Namun kayu gmelina memiliki persentase perubahan MOE yang terendah sebesar 14.94% (Lampiran 5).
11
MOE (kg/cm²)
120000
75961
100000 80000
34854 55711
64620
65962 49619
60000
Kontrol
40000
PEG 400
20000 0 Sengon
Gmelina Jenis Kayu
Manii
Gambar 5 MOE tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400
Modulus Patah (Modulus of Rupture, MOR) Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa ada pengaruh perlakuan kontrol dan PEG 400 terhadap MOR. Gambar 5 dan Gambar 6 memperlihatkan nilai MOE yang tinggi tidak akan selalu memiliki nilai MOR yang tinggi, karena ikatan silang pada polimer yang terbentuk membantu pembentukan sifat kenyal (Allock dan Lampe 1981). Sebagai contoh pada kayu sengon yang diimpregnasi dengan PEG 400 memiliki MOE yang lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol dan kayu manii yang diimpregnasi dengan PEG 400. Namun nilai MOR sengon yang diimpregnasi dengan PEG 400 memiliki nilai yang paling rendah dibandingkan dengan kayu lainnya. Diduga pada kayu sengon memiliki daerah amorf yang lebih luas dan banyak daripada kayu manii dan gmelina, karena pada daerah amorf gaya tarik antar polimer tidak bekerja maka kayu plastik akan mudah dilenturkan (Cowd 1991). Gambar 6 memperlihatkan rataan nilai MOR dari ketiga jenis kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 lebih rendah dibandingkan dengan MOR kontrol. Hal ini disebabkan polimer PEG 400 hanya masuk kedalam rongga sel dan tidak masuk kedalam dinding sel dan tidak berikatan silang dengan sel kayu sehingga tidak meningkatkan kekuatan kayu. Kayu sengon memiliki persentase perubahan MOR tertinggi sebesar 52.20% sedangkan kayu gmelina memiliki persentase perubahan MOR terendah sebesar 31.17% (Lampiran 5).
MOR (kg/cm²)
800
573
517
588 394
600 364 400
247
Kontrol
200
PEG 400
0 Sengon
Gmelina Jenis Kayu
Manii
Gambar 6 MOR tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400
12 Keteguhan Geser Tangensial
Keteguhan Geser Tangensial (kg/cm²)
Keteguhan geser adalah ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya luar yang bekerja dan berusaha untuk menggeser bagian-bagian benda. Tegangan akan timbul akibat adanya gaya geser tersebut (Mardikanto 1979). Rerata keteguhan geser tangensial kayu sengon, gmelina, dan manii yang diimpregnasi dengan PEG 400 sebesar 39 kg/cm2, 67 kg/cm2, dan 46 kg/cm2 sedangkan kayu sengon, gmelina, dan manii kontrol yaitu 41 kg/cm2, 63 kg/cm2, dan 69 kg/cm2. Nilai rerata tersebut dapat dilihat pada Gambar 7. Kayu manii memiliki persentase perubahan keteguhan geser tangensial tertinggi sebesar 32.75% sedangkan kayu sengon memiliki persentase perubahan keteguhan geser tangensial terendah sebesar 6.17% (Lampiran 6). Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa ada pengaruh perlakuan kontrol dan PEG 400 terhadap keteguhan geser tangensial. PEG 400 yang diimpregnasi ke dalam kayu menurunkan nilai keteguhan geser tangensial. Hal ini dikarenakan polimer yang diimpregnasi ke dalam kayu tersebut hanya terdapat di dalam rongga sel kayu sehingga keberadaan polimer tersebut tidak mempengaruhi ikatan antar sel, selain itu kadar air yang dihasilkan kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 lebih tinggi dari kayu aslinya sehingga menurunkan keteguhan geser kayu. Menurut Mardikanto (1979) faktor utama yang menentukan kekuatan bidang lepas pada pengujian keteguhan geser adalah kekuatan antar sel kayu. Jika kekuatan ikatan tersebut tetap maka keteguhan gesernya tidak akan berubah. 100 63
80 60
41
67
69 46
39
40
Kontrol
20
PEG 400
0 Sengon
Gmelina Jenis Kayu
Manii
Gambar 7 Keteguhan geser tangensial tiga jenis kayu kontrol dan diimpregmasi dengan PEG 400
Sifat Kekerasan Tangensial Rerata nilai kekerasan tangensial untuk masing-masing kayu sengon, gmelina, dan manii yang diimpregnasi dengan PEG 400 sebesar 174 kg/cm², 241 kg/cm², dan 248 kg/cm² sedangkan kayu kontrol memiliki kekerasan tangensial lebih tinggi (Gambar 8). Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa PEG 400 berpengaruh terhadap sifat kekerasan tangensial (Lampiran 17). Kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 menurunkan sifat kekerasan tangensial. Hal ini disebabkan polietilen glikol yang diimpregnasi memiliki fungsi sebagai pembentuk segmen lunak dan dapat menurunkan sifat kuat putus dan meningkatkan perpanjangan saat putus (Rohaeti et al. 2000). Segmen lunak yang
13
Kekerasan Tangensial (kg/cm²)
berasal dari PEG ini akan menurunkan nilai kekerasan kayu. Selain itu PEG yang digunakan merupakan molekul yang sudah dalam bentuk polimer sehingga tidak terjadi reaksi polimerisasi dan tidak terjadi ikatan dengan sel kayu, PEG yang masuk ke dalam kayu hanya mengisi rongga sel kayu. Hal ini yang menyebabkan penambahan bahan tersebut tidak mempengaruhi peningkatan kekuatan kayu aslinya, namun memiliki stabilitas dimensi yang tinggi. Sifat kekerasan kayu adalah ukuran kemampuan kayu untuk menahan indentasi atau tekanan setempat pada permukaan kayu (Mardikanto 1979). Kayu gmelina memiliki persentase perubahan sifat kekerasan tangensial tertinggi terbesar 49.48% sedangkan kayu sengon memiliki persentase perubahan sifat kekerasan tangensial terendah sebesar 30.75% (Lampiran 7). 1000 476
800
426
600 400
252
174
241
248
Control PEG 400
200 0 Sengon
Gmelina Jenis kayu
Manii
Gambar 8 Kekerasan tangensial tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400
Sifat Kekerasan Radial Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa PEG 400 berpengaruh terhadap sifat kekerasan radial (Lampiran 18). Hasil rataan sifat kekerasan radial untuk masingmasing kayu sengon, gmelina, dan manii kontrol sebesar 298 kg/cm², 409 kg/cm², dan 528 kg/cm² sedangkan sifat kekerasan kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 lebih rendah (Gambar 9). Hal ini dikarenakan pemberian dan peningkatan konsentrasi PEG 400 menyebabkan penurunan titik leleh, kristalinitas, kuat tarik, dan peningkatan perpanjangan putus serta laju degradasi enzimatis (Parra et al .2006). Kayu yang menurun daerah kristalinnya maka gaya tarik antar rantai polimernya menurun sehingga menurunkan sifat mekanis kayunya, salah satunya adalah sifat kekerasan kayu. Selain itu kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 memiliki kadar air yang lebih tinggi dari kayu kontrol, kadar air yang lebih tinggi akan membuat kayu menjadi lebih lunak dan menurunkan sifat kekerasan kayu tersebut. Menurut Mardikanto et al (2011) pada dasarnya sifat kekerasan kayu dipengaruhi oleh kerapatannya, selain itu ditentukan pula oleh keuletan kayu, ukuran serat kayu, daya ikat antar serat kayu serta susunan serat kayunya. Sifat kekerasan radial kayu kontrol lebih tinggi dibandingkan dengan kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400. Kayu manii memiliki persentase perubahan
14
Kekerasan Radial (kg/cm²)
kekerasan radial tertinggi sebesar 51.83% sedangkan kayu gmelina memiliki persentase perubahan kekerasan radial terendah sebesar 18.94% (Lampiran 7). 800
528 409
600
331
298 400
254
229
Kontrol
200
PEG 400
0 Sengon
Gmelina Jenis Kayu
Manii
Gambar 9 Kekerasan radial tiga jenis kayu terhadap perlakuan kontrol dan PEG 400
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Secara umum tiga jenis kayu cepat tumbuh yaitu sengon, gmelina, dan manii yang diimpregnasi dengan PEG 400 memiliki sifat fisis yang lebih baik dibandingkan dengan kayu tanpa perlakuan (kontrol). Kerapatan kayu sengon, gmelina, dan manii berurut sebesar 0.32 g/cm3, 0.42 g/cm3, 0.47 g/cm3. Namun sebaliknya sifat mekanis kayu yang diimpregnasi dengan PEG 400 dari tiga jenis kayu cepat tumbuh umumnya lebih rendah dibandingkan dengan kayu kontrol. Impregnasi kayu dengan PEG 400 berpengaruh nyata terhadap kadar air, kerapatan, pengembangan dan penyusutan, keteguhan lentur statis, keteguhan geser tangensial, dan sifat kekerasan (Hardness). Kayu sengon memiliki polymer loading sebesar 37.2%, lebih tinggi dibandingkan dengan polymer loading kayu manii sebesar 32.0% dan gmelina sebesar 16.7%, hal ini dipengaruhi oleh struktur anatomi kayu.
Saran PEG hanya sesuai digunakan untuk stabilisasi dimensi dan tidak sesuai digunakan untuk struktural serta perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai sifat keawetan kayu-polietilen glikol.
15
DAFTAR PUSTAKA Allock HR, Lampe FW. 1981. Cotemporary Polymer Chemistry. New Jersey (US): Prentice Hall, Inc Bowyer JL, Shmulsky R, Haygreen JG. 2003. Forest Products and Wood Science : An Introduction. Iowa (US): Iowa State Press. [BS] British Standard. 1957. Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber. BS-373. London (GB): British Standards Institution. Cowd MA. 1991. Kimia Polimer. Bandung (ID): Institut Teknologi Bandung. Dumanauw J. 1993. Mengenal kayu. Yogyakarta (ID): Kanisius. Kikata Y. 2000. Text for Wood Based Material Application Technology Course. Nagoya (JP): Nagoya International Training Centre. JICA. Mandang YI, Pandit IKN. 1997. Pedoman Identifikasi Kayu di Lapangan. Bogor (ID): Yayasan PROSEA Indonesia. Mardikanto TR. 1979. Sifat-sifat Mekanis Kayu. Bogor (ID): Fahutan IPB. ____________, Karlina L, Bahtiar ET. 2011. Sifat Mekanis Kayu. Bogor (ID): IPB Press. Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang YI, Prawira SA, Kadir K. 1987. Atlas Kayu Indonesia Jilid II. Bogor (ID): Balitbang Kehutanan, Departemen Kehutanan. Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2002. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab Jilid I. Bogor (ID): IPB Press. Mitchel HL. 1971. How PEG Helps the Hobbyst Who Works with Wood. Madison (US): Forest Products Laboratory, Forest Seervice U.S. Department of Agriculture. Moot WE, Rotariu GJ. 1968. Impregnation and Polymerization Method and System Used in The Production of Wood-Polymer Materials in Impregnation Fibrous Materials. Di dalam: Report of A Study Group; 20-24 Nov 1967; Bangkok, Thailand. Vienna (AT): International Atomic Agency. Nicholas DD. 1973. Kemunduran Kualitas Kayu dan Pencegahannya dengan Perlakuan Pengawetan. M Yusuf, penerjemah. Surabaya (ID): Airlangga University Press. Nurwati, Utama M, Surjokusumo S. 1980. Stabilitas Dimensi dan Peningkatan Kekuatan Kayu dengan Polimerisasi Radiasi. Jakarta (ID): Pusat Aplikasi Isotrop dan Radiasi-BATAN. Panshin AJ, De Zeeuw C. 1964. Textbook of Wood Technology. Iowa (US): McGraw-Hill Book Co. Parra DF, Fusaro J, Gaboardi F, Rossa DS. 2006. Influence of Poly Ethylene Glycol on The Thermal, Mechanical, Morphological, Physicalechemical and Biodegradation Properties of Poly (3-Hydroxybutyrate). Poly. Deg. Stab. (2006) 1-6 (Uncorrected proof). PEG. 2014. Polyethylene Glycol. [Internet]. [diunduh 2014 Sep 7]. Tersedia pada: http://www.chemicalland21.com Rohaeti E, Surdia N, Radiman M, Ratnaningsih CL. 2000. Thermal Properties of Synthesized Polyurethane with Tropical Starch. Di dalam: Proceedings of The Second International Workshop on Green Polymers.
16 Rowell RM. 1984. The Chemistry of Solid Wood. Washington D.C. (US): American Chemical Society. Soerianegara I, Lemmens RHMJ. 1994. Plant Resources of South-East Asia No. 5(1). Bogor (ID): Prosea. Wangaard JF. 1950. The Mechanical Properties of Wood. New York (US). John Willey and Sons Inc. Wiryomartono S. 1976. Konstruksi Kayu. Yogyakarta (ID): Fakultas teknik Universitas Gadjah Mada.
LAMPIRAN
18 Lampiran 1 Polymer loading Jenis Kayu Keteguhan geser Sengon tangensial Rerata 40.6 Maksimal 51.1 Minimal 36.1 Standar 6.0 deviasi Keteguhan geser Gmelina tangensial Rerata 10.8 Maksimal 15.0 Minimal 2.7 Standar 4.4 deviasi Keteguhan geser Manii tangensial Rerata 35.0 Maksimal 44.2 Minimal 27.0 Standar 5.7 deviasi Keterangan : (*) enam kali ulangan
Polymer loading (%)* MOE/MOR/Hardness 35.3 40.3 28.3 4.1
5.9
MOE/MOR/Hardness 16.4 22.9 11.0 3.9
5.5
Lampiran 2 Kerapatan dan kadar air Jenis Kayu Kerapatan(gram/cm3)* Kontrol PEG 400 Sengon Rerata 0.317 0.487 Maksimal 0.324 0.549 Minimal 0.315 0.428 Standar deviasi 0.003 0.040 % Perubahan 34.820 Kontrol PEG 400 Gmelina Rerata 0.417 0.463 Maksimal 0.437 0.482 Minimal 0.398 0.447 Standar deviasi 0.019 0.013 % Perubahan 9.970 Kontrol PEG 400 Manii Rerata 0.467 0.672 Maksimal 0.481 0.720 Minimal 0.439 0.630
Kerapatan/Kadar air 22.9 16.7 25.2 20.4 1.7
MOE/MOR/Hardness 29.6 37.0 21.8
Kerapatan/Kadar air 35.8 37.2 44.5 26.6
Kerapatan/Kadar air 31.4 32.0 34.3 28.4 2.0
Kadar air (%)* Kontrol PEG 400 7.26 12.09 8.27 13.45 6.59 9.86 0.60 1.33 39.96 Kontrol PEG 400 7.69 9.78 8.29 10.23 7.46 9.37 0.31 0.38 21.41 Kontrol PEG 400 7.44 12.70 8.67 14.43 6.37 11.11
19 Standar deviasi 0.016 0.032 % Perubahan 30.540 * Keterangan : ( ) enam kali ulangan Lampiran 3 Pengembangan tangensial dan radial Pengembangan Tangensial Jenis Kayu (%)* Kontrol PEG 400 Sengon Rerata 3.97 3.12 Maksimal 4.41 4.32 Minimal 3.20 1.80 Standar deviasi 0.45 0.86 % Perubahan 21.39 Kontrol PEG 400 Gmelina Rerata 3.98 3.26 Maksimal 5.18 4.13 Minimal 3.42 2.03 Standar deviasi 0.68 0.75 % Perubahan 18.11 Kontrol PEG 400 Manii Rerata 5.20 3.55 Maksimal 6.19 4.35 Minimal 4.08 2.37 Standar deviasi 0.79 0.74 % Perubahan 31.71 Keterangan: Kembang = (Kering udara – basah) (*) enam kali ulangan Lampiran 4 Penyusutan tangensial dan radial Jenis Kayu Penyusutan Tangensial (%)* Kontrol PEG 400 Sengon Rerata 4.16 3.26 Maksimal 4.64 4.51 Minimal 3.33 1.86 Standar deviasi 0.48 0.91 % Perubahan 21.73 Kontrol PEG 400 Gmelina Rerata 4.18 3.40 Maksimal 5.52 4.35 Minimal 3.56 2.10 Standar deviasi 0.75 0.80 % Perubahan 18.71
0.74
1.14 41.41
Pengembangan Radial (%)* Kontrol 2.96 3.91 2.30 0.60
PEG 400 2.60 4.67 1.47 1.23 12.43
Kontrol 2.41 3.13 2.02 0.38
PEG 400 2.26 2.56 2.02 0.19 6.29
Kontrol 2.25 2.64 1.89 0.26
PEG 400 1.49 1.72 1.27 0.20 34.08
Penyusutan Radial (%)* Kontrol PEG 400 3.07 2.71 4.10 4.98 2.36 1.50 0.65 1.33 11.71 Kontrol PEG 400 2.47 2.32 3.23 2.63 2.06 2.06 0.40 0.20 6.33
20 Kontrol PEG 400 Manii Rerata 5.50 3.73 Maksimal 6.63 4.61 Minimal 4.29 2.45 Standar deviasi 0.87 0.81 % Perubahan 32.11 Keterangan: Susust = (basah – berat kering oven) (*) enam kali ulangan Lampiran 5 MOE dan MOR Jenis Kayu MOE (kg/cm2)* Kontrol PEG 400 Sengon Rerata 34854 55711 Maksimal 68743 62560 Minimal 5478 45717 Standar deviasi 28274 6925 % Perubahan 37 Kontrol PEG 400 Gmelina Rerata 75961 64620 Maksimal 93114 80750 Minimal 33641 51651 Standar deviasi 21858 12490 % Perubahan 15 Kontrol PEG 400 Manii Rerata 65962 49619 Maksimal 91920 73517 Minimal 41416 23515 Standar deviasi 19417 17631 % Perubahan 25 * Keterangan : ( ) enam kali ulangan
Kontrol 2.31 2.71 1.93 0.26
PEG 400 1.52 1.77 1.29 0.21 34.42
MOR(kg/cm2)* Kontrol PEG 400 517 247 574 303 491 161 31 52 52 Kontrol PEG 400 573 394 692 695 428 235 114 171 31 Kontrol PEG 400 588 364 703 454 523 332 69 45 38
Lampiran 6 Keteguhan geser tangensial Jenis Kayu Keteguhan geser tangensial (kg/cm2)* Kontrol PEG 400 Sengon Rerata 41.18 38.63 Maksimal 55.45 44.07 Minimal 32.74 36.04 Standar deviasi 9.17 3.48 % Perubahan 6.17 Kontrol PEG 400 Gmelina Rerata 63.19 67.48
21 Maksimal 68.40 Minimal 56.46 Standar deviasi 3.88 % Perubahan Kontrol Manii Rerata 68.95 Maksimal 79.54 Minimal 50.45 Standar deviasi 10.31 % Perubahan Keterangan : (*) enam kali ulangan
71.68 63.78 3.18 6.35 PEG 400 46.37 55.51 22.87 11.80 32.75
Lampiran 7 Hardness tangensial dan radial Hardness Tangensial Jenis Kayu (kg/cm2)* Kontrol PEG 400 Sengon Rerata 252 174 Maksimal 385 256 Minimal 140 125 Standar deviasi 102 54 % Perubahan 31 Kontrol PEG 400 Gmelina Rerata 476 241 Maksimal 994 340 Minimal 179 162 Standar deviasi 290 65 % Perubahan 49 Kontrol PEG 400 Manii Rerata 426 248 Maksimal 482 319 Minimal 393 183 Standar deviasi 30 50 % Perubahan 42 * Keterangan : ( ) enam kali ulangan
Hardness Radial (kg/cm2)* Kontrol 298 477 201 119
PEG 400 229 321 181 51 23
Kontrol 409 595 191 177
PEG 400 331 615 177 166 19
Kontrol 528 696 316 151
PEG 400 254 323 163 58 52
22 Lampiran 8 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap kadar air Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah Value Model 5 177.3612806 35.4722561 50.58 error 30 21.0396167 0.7013206 Total 35 198.4008972
Pr>F 0.0001
R-Square Coeff var Root MSE KA Mean 0.893954 8.824282 0.837449 9.490278 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 9 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap kerapatan Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Model 5 0.40124722 0.08024944 142.31 error 30 0.01691667 0.00056389 Total 35 0.41816389
Pr>F 0.0001
R-Square Coeff var Root MSE Kerapatan Mean 0.959545 5.031597 0.023746 0.471944 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 10 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap pengembangan tangensial Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Pr>F Model 5 16.85510000 3.37102000 6.45 0.0003 error 30 15.66790000 0.52226333 Total 35 32.52300000
R-Square Coeff var Root MSE Kerapatan Mean 0.518252 18.78712 0.722678 3.846667 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 11 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap pengembangan radial Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Pr>F Model 5 7.20124722 1.44024944 3.99 0.0068 error 30 10.83411667 0.36113722 Total 35 18.03536389
23
R-Square Coeff var Root MSE Kerapatan Mean 0.399285 25.81326 0.600947 2.328056 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 12 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap penyusutan tangensial Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Pr>F Model 5 19.71065556 3.94213111 6.43 0.0004 error 30 18.38170000 0.61272333 Total 35 38.09235556
R-Square Coeff var Root MSE Kerapatan Mean 0.517444 19.38074 0.782766 4.038889 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 13 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap penyusutan radial Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Pr>F Model 5 8.04138056 1.60827611 3.81 0.0086 error 30 12.66165000 0.42205500 Total 35 20.70303056
R-Square Coeff var Root MSE Kerapatan Mean 0.388416 27.08474 0.649658 2.398611 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 14 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap MOE Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Model 5 6244566021 1248913204 3.45 error 30 10845332948 361511098 Total 35 17089898969
Pr>F 0.0139
R-Square Coeff var Root MSE MOE Mean 0.365395 32.90221 19013.45 57787.75 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya.
24 Lampiran 15 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap MOR Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Model 5 541690.3333 108338.0667 12.34 error 30 263379.6667 8779.3222 Total 35 805070.000
Pr>F 0.0001
R-Square Coeff var Root MSE MOR Mean 0.672849 20.94591 93.69804 447.3333 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 16 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap keteguhan geser tangensial Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Pr>F Model 5 5687.225447 1137.445089 18.60 0.0001 error 30 1834.773850 61.159128 Total 35 7521.999297
R-Square Coeff var Root MSE K.geser Mean 0.756079 14.40219 7.820430 54.30028 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 17 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap kekerasan tangensial Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Pr>F Model 5 427201.1389 85440.2278 4.89 0.0022 error 30 524501.1667 17483.3722 Total 35 951702.3056
R-Square Coeff var Root MSE Kekerasan Mean 0.448881 43.65853 132.2247 302.8611 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 18 Analisis keragaman pengaruh PEG terhadap kekerasan radial Sumber Jumlah Kuadrat F Keragaman DB Kuadrat tengah value Pr>F Model 5 369036 73807.2 4.35 0.0043 error 30 508632 16954.4
25 Total
35
877668
R-Square Coeff var Root MSE Kekerasan Mean 0.420473 38.10997 130.2091 341.6667 Keterangan: Pr>F ≤ 0.05 maka perlakuan berpengaruh nyata pada tingkat kepercayaan 95% dan sebaliknya. Lampiran 19 Uji wilayah ganda duncan terhadap kadar air Duncan Grouping Mean N A 12.695 6 A 12.0883 6 B 9.7783 6 C 7.6833 6 C 7.4383 6 C 7.2583 6 Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
Perlakuan Manii PEG Sengon PEG Gmelina PEG Gmelina Kontrol Manii Kontrol Sengon Kontrol
Lampiran 20 Uji wilayah ganda duncan terhadap kerapatan Duncan Grouping Mean N A 0.6733 6 B 0.4883 6 B 0.4683 6 B 0.4633 6 C 0.4183 6 D 0.3200 6 Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
Perlakuan Manii PEG Sengon PEG Manii Kontrol Gmelina PEG Gmelina Kontrol Sengon Kontrol
Lampiran 21 Uji wilayah ganda duncan terhadap pengembangan tangensial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 3.0667 6 Manii Kontrol A 2.7083 6 Gmelina Kontrol A 2.4733 6 Sengon Kontrol AB 2.3183 6 Manii PEG AB 2.3083 6 Gmelina PEG B 1.5167 6 Sengon PEG Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 22 Uji wilayah ganda duncan terhadap pengembangan radial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 2.9633 6 Sengon Kontrol A 2.5950 6 Sengon PEG
26 A A A B Keterangan
2.4117 6 2.2583 6 2.2533 6 1.4867 6 : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
Gmelina Kontrol Gmelina PEG Manii Kontrol Manii PEG
Lampiran 23 Uji wilayah ganda duncan terhadap penyusutan tangensial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 5.5017 6 Manii Kontrol B 4.1800 6 Gmelina Kontrol B 4.1600 6 Sengon Kontrol B 3.7333 6 Manii PEG B 3.4000 6 Gmelina PEG B 3.2583 6 Sengon PEG Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 24 Uji wilayah ganda duncan terhadap penyusutan radial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 3.0667 6 Sengon Kontrol A 2.7083 6 Sengon PEG A 2.4733 6 Gmelina Kontrol AB 2.3183 6 Gmelina PEG AB 2.3083 6 Manii Kontrol B 1.5167 6 Manii PEG Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 25 Uji wilayah ganda duncan terhadap MOE Duncan Grouping Mean N A 75961 6 AB 65962 6 AB 64620 6 ABC 55711 6 BC 49619 6 C 34854 6 Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 26 Uji wilayah ganda duncan terhadap MOR Duncan Grouping Mean N A 588.00 6 A 573.00 6 A 517.33 6 B 394.50 6
Perlakuan Gmelina Kontrol Manii Kontrol Gmelina PEG Sengon PEG Manii PEG Sengon Kontrol
Perlakuan Manii Kontrol Gmelina Kontrol Sengon Kontrol Gmelina PEG
27 B C Keterangan
364.00 6 247.17 6 : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
Manii PEG Sengon PEG
Lampiran 27 Uji wilayah ganda duncan terhadap keteguhan geser tangensial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 68.952 6 Manii Kontrol A 67.478 6 Gmelina PEG A 63.190 6 Gmelina Kontrol B 46.370 6 Manii PEG B 41.177 6 Sengon Kontrol B 38.635 6 Sengon PEG Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 28 Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat kekerasan tangensial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 476.33 6 Gmelina Kontrol A 425.83 6 Manii Kontrol B 251.83 6 Sengon Kontrol B 248.33 6 Manii PEG B 240.50 6 Gmelina PEG B 174.33 6 Sengon PEG Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda Lampiran 29 Uji wilayah ganda duncan terhadap sifat kekerasan radial Duncan Grouping Mean N Perlakuan A 527.83 6 Manii Kontrol AB 408.83 6 Gmelina Kontrol BC 331.67 6 Gmelina PEG BC 298.67 6 Sengon Kontrol BC 254.17 6 Manii PEG C 228.83 6 Sengon PEG Keterangan : Berbeda nyata apabila kode huruf berbeda
28
RIWAYAT HIDUP Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Asep dan Ibu Tuti. Lahir pada tanggal 25 Desember 1991 di Kuningan. Pada tahun 2010 penulis menyelesaikan pendidikan di SMAN 1 Cilimus dan diterima melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) di Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Penulis telah mengikuti Praktek Pengenalan Ekosistem Hutan (P2EH) di Sancang dan Papandayan pada tahun 2012, Praktek Pengolahan Hutan (P2H) di Hutan Pendidikan Gunung Walat pada tahun 2013, serta Praktek Kerja Lapang (PKL) di PT. Kaliaren Jaya Plywood yang berlokasi di Kabupaten Kuningan selama menempuh pendidikan di Fakultas Kehutanan IPB. Penulis juga aktif mengikuti kegiatan organisasi di kampus, antara lain anggota Himpunan Mahasiswa Aria Kemuning (HIMARIKA) tahun 2010-2012, ketua kelompok minat Bio-Komposit di Himpunan Mahasiswa Hasil Hutan (HIMASILTAN) tahun 2012-2013. Penulis melakukan penelitian yang berjudul “Sifat Fisis dan Mekanis KayuPolietilen Glikol dari Jenis Sengon, Manii, dan Gmelina” di bawah bimbingan Prof Dr Ir Yusuf Sudo Hadi, M Agr dan Ir Nurwati Hadjib, MS dalam menyelesaikan studi di IPB.
