TINJAUAN PUSTAKA
Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Menurut Choon et al., (1991) kelapa sawit adalah tumbuhan jenis monokotil yang tidak memiliki kambium, pertumbuhan sekunder, lingkaran tahun, kayu muda dan kayu dewasa, cabang, dan mata kayu. Pertumbuhan dan pertambahan diameter batang berasal dari pembelahan sel secara keseluruhan dan pembesaran sel pada jaringan dasar parenkim, juga berasal dari pembesaran serat dari berkas pembuluh. Secara taksonomi kelapa sawit diklasifikasikan sebagai berikut: Ordo
: Palmales
Family
: Palmaceae
Sub family
: Palminae
Genus
: Elaeis
Spesies
: Elaeis guineensis Jacq.
Kelapa sawit merupakan tumbuhan yang berasal dari Nigeria. Kelapa sawit termasuk tumbuhan pohon, tingginya dapat mencapai 24 m. Bunga buahnya berupa tandan, bercabang banyak. Buahnya kecil, bila masak berwarna merah kehitaman. Daging buahnya padat. Daging dan kulit buahnya mengandung minyak yang dapat digunakan sebagai bahan minyak goreng, sabun dan lilin, sedangkan ampasnya dimanfaatkan untuk makanan ternak. Tempurungnya digunakan sebagai bahan bakar dan arang. Kelapa sawit berkembang biak dengan biji, biasanya tumbuh di daerah tropis, pada ketinggian 0-500 mdpl. Kelapa sawit menyukai tanah subur, di tempat terbuka dengan kelembaban tinggi serta curah hujan yang berkisar 2.000–2.500 mm/tahun (Hadi, 2004). 12
Potensi Batang Kelapa Sawit Dewasa ini, kawasan hutan banyak dikonversikan menjadi perkebunan kelapa sawit yang mempunyai nilai ekonomi yang tinggi dan dapat berproduksi dalam waktu yang singkat. Lonjakan pembangunan perkebunan terutama perkebunan kelapa sawit merupakan penyebab lain terjadinya deforestasi. Sejak tahun 1967 telah ditanam kelapa sawit seluas 105.808 ha dan hingga tahun 2000 tercatat 3.174.726 ha areal perkebunan kelapa sawit dengan laju pertambahan areal 8,5% per tahun sejak 1998-1999 areal perkebunan kelapa sawit di Indonesia mulai mengalami penurunan. Namun, permintaan kelapa sawit dunia diramalkan meningkat 40,5 juta ton, sebelum tahun 2020. Seorang analis industri memperkirakan bahwa jika produksi dunia meningkat 20 juta ton sebelum tahun 2020, maka 300.000 ha perkebunan kelapa sawit baru akan perlu dibangun setiap tahunnya sepanjang 20 tahun mendatang (Santoso, 2005). Potensi limbah BKS di Indonesia sangatlah besar. Pada umumnya, kelapa sawit akan ditebang pada saat peremajaan (replanting). Peremajaan biasanya dilakukan pada umur 25 tahun. Mengingat luas areal perkebunan kelapa sawit terus meningkat, maka luas areal peremajaan juga akan terus meningkat. Berdasarkan penelitian Febrianto dan Bakar (2004) pada umur peremajaan, tinggi batang sawit dapat mencapai 12 m, sehingga bila 1,5 m batang dari pangkal dan 1 m batang dari ujung dikeluarkan, maka dari setiap batang dihasilkan 9,5 m log sawit dengan diameter rata-rata 40 cm. Dengan demikian dari setiap batang peremajaan akan dihasilkan sebanyak 1,193 m3 log sawit. Bila dalam 1 ha ada 140 batang, maka dari setiap ha peremajaan akan dihasilkan 167 m3 log sawit.
13
Penanaman kelapa sawit di lapangan biasanya dilakukan dengan kerapatan 130 sampai 143 pohon/ha. Setelah 25 tahun diperkirakan ada sekitar 10% pohon yang mati, sehingga pada saat peremajaan terdapat sekitar 117 pohon tua/ha (Prayitno dan Darnoko, 1994). Lubis (2008) menjelaskan BKS yang sudah tua dan tidak produktif lagi dapat dimanfaatkan menjadi produk bernilai tinggi. BKS tersebut dapat dibuat sebagai bahan baku pengganti untuk industri kayu dan serat, seperti industri pulp, furniture dan papan partikel karena tingkat ketersediaannya berlimpah sepanjang tahun. Sifat-sifat yang dimiliki BKS tidak berbeda jauh dengan kayu-kayu yang digunakan untuk perabot rumah sehingga berpeluang dimanfaatkan secara luas.
Sifat Fisis dan Mekanis Batang Kelapa Sawit
Kadar air (KA) batang kelapa sawit bervariasi antara 100-500%. Kenaikan KA yang bertahap ini diindikasikan terhadap ketinggian dan kedalaman posisi batang.
Kecenderungan
kenaikan
KA
ini
dapat
dijelaskan
dengan
mempertimbangkan distribusi jaringan parenkim. Ketersediaan jaringan parenkim ini akan semakin berlimpah pada bagian puncak batang, bagian luar batang dan pusat batang. Kerapatan batang kelapa sawit berkisar antara 200-600 kg/m3 dan dengan rata-rata 370 kg/m3 (Choon et al., 1991). Sifat mekanik kayu menggambarkan variasi kerapatan batang baik pada arah radial maupun vertikal. Tabel 1 membandingkan beberapa sifat mekanik batang kelapa sawit dengan beberapa spesies kayu dan dua jenis monokotil.
14
Tabel 1. Perbandingan sifat Elaeis guineensis dengan beberapa jenis kayu Spesies
Kerapatan (Kering Oven) kg/m2
MOE (MPA)
MOR (MPA)
Tekanan Serat (MPA)
Kekerasan (N)
Kelapa sawit Kelapa Cengal Kapur Kayu karet
220-550 250-850 820 690 530
800-8.000 3.100-11.400 19.600 13.200 8.800
8-45 26-105 149 73 58
5-25 19-49 75 39 26
3.250-2.450 520-4.400 9.480 5.560 4.320
Sumber: Killmann dan Lim (1985) dalam Choon et al., (1991).
Papan Partikel Maloney (1993), berpendapat bahwa papan partikel adalah salah satu jenis produk komposit/ panel kayu yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahanbahan berligniselulosa lainnya, yang diikat dengan perekat sintetis atau bahan pengikat lain kemudian dikempa panas. Dibandingkan dengan kayu asalnya, papan partikel mempunyai beberapa kelebihan yaitu : 1. Papan partikel bebas mata kayu, pecah dan retak 2. Ukuran dan kerapatan papan partikel dapat disesuaikan dengan kebutuhan 3. Tebal dan kerapatannya seragam serta mudah dikerjakan 4. Mempunyai sifat isotropis 5. Sifat dan kualitasnya dapat diatur Istilah komposit diartikan sebagai penggabungan dua material atau lebih secara makrokopis. Makrokopis sendiri menunjukkan bahwa material pembentuk dalam komposit masih terlihat seperti aslinya, suatu hal yang berbeda dengan penggabungan dalam alloy (paduan), yang material pembetuknya sudah tidak terlihat lagi. Salah satu keuntungan material komposit adalah kemampuan material tersebut untuk diarahkan sehingga kekuatannya dapat diatur hanya pada 15
arah tertentu yang kita kehendaki. Hal ini dinamakan talloring properties dan ini adalah salah satu sifat istimewa komposit dibandingkan dengan material konvensional lainnya (Judawisastra, 2003). Sifat komposit dipelajari dan dianalisa berdasarkan sifat masing-masing komponen. Pada komposit dikenal dua istilah, yaitu matriks (sebagai media) dan pengisi atau komponen penguat (yang ada dan menyatu dengan matriks). Karena hal tersebut, karateristik dari komposit sangat tergantung dari jenis campuran dan sifat-sifat yang dimunculkan. Kedua bahan setelah digabungkan ternyata menunjukkan hasil yang sangat signifikan dan berbeda dengan sifat awalnya. Yang menjadi perhatian pada komposit adalah media yang memperkuat harus mempunyai modulus yang relatif lebih tinggi daripada bahan dasar yang digunakan (Jayanto dan Simanjuntak, 2011). Menurut Rowell (1998), penggunaan bahan baku produk komposit tidak harus berasal dari bahan baku yang berkualitas tinggi tetapi bahan baku yang digunakan dapat diperoleh dari limbah seiring dengan timbulnya isu lingkungan, kelangkaan sumber bahan baku, penggunaan teknologi dan berbagai faktor lainnya. Bahan baku dengan kualitas yang tinggi maupun rendah tidak menjadi suatu masalah karena papan partikel dapat dibuat sesuai dengan kerapatan yang diinginkan.
Perekat
ASTM (American Society for Testing and Materials) mendefinisikan bahwa perekat adalah suatu bahan yang mampu mengikat material secara bersama-sama melalui ikatan permukaan. Perekatan adalah suatu keadaan pada saat dua permukaan diikat bersama-sama melalui kekuatan interfasial, seperti
16
gaya valensi, aksi bersikunci, atau keduanya. Gaya valensi adalah gaya tarikmenarik yang dihasilkan dari interaksi atom, ion-ion, dan molekul-molekul yang ada pada perekat dan sirekat. Aksi bersikunci disebut juga sebagai ikatan mekanik, yang berarti permukaan diikat bersama-sama dengan perekat. Perekat menjangkarkan diri pada sirekat selama proses pematangan (solidification) (Vick, 1999). Perekat merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi keberhasilan dalam pembuatan papan partikel. Pemilihan jenis dan banyaknya perekat yang dibutuhkan sangat penting untuk diperhatikan. Menurut Dumanaw (1993), jenis perekat tergantung dari jenis papan partikel yang akan dibuat. Secara kimiawi, polimer sintetik dirancang dan dirumuskan dalam perekat untuk menunjukkan variasi yang besar dari fungsi ikatannya. Apakah itu berbahan dasar thermoplastic atau thermosetting yang berpengaruh besar pada kemampuan perekat dalam aplikasinya. Thermoplastic adalah polimer rantai panjang yang mencair pada saat dipanaskan, kemudian mengeras kembali saat pendinginan. Contohnya adalah PVAc (polivinil asetat), elastomer, dan lain-lain. Polimer thermosetting memiliki reaksi kimia yang bersifat irreversible, artinya pada saat pemanasan kembali, perekat tidak bisa mencair lagi. Polimer ini mempunyai kekuatan yang tinggi, ketahanan terhadap kelembaban, cukup kaku, dan memiliki kemampuan jangka pembebanan yang lama tanpa mengalami perubahan bentuk. Jenis perekat yang tergolong kategori polimer ini adalah phenol formaldehida, resorsinol formaldehida, melamin formaldehida, isosianat, urea formaldehida, dan epoksi (Vick, 1999).
17
Perekat Isosianat Isosianat dikenal sebagai diphenylmethane di-isocyanate (MDI) biasanya digunakan dalam pembuatan produk papan komposit. MDI secara utama digunakan dalam pembuatan oriented strands board (OSB). Perekat ini dipilih berdasarkan pada kesesuaiannya untuk produk khusus dengan pertimbangan bahan-bahan yang direkatkan, kadar air saat perekatan, sifat mekanis, dan ketahanannya, serta biayanya (Vick, 1999). Menurut Taki et al., (1994), perekat isosianat dapat digunakan, baik untuk proses kempa panas maupun kempa dingin. Perekat API (aqueous polymer isocyanate) pada dasarnya terdiri atas polimer larut air dan emulsi, yaitu poli vinil alkohol (PVOH) dan emulsi lateks seperti SBR (styrene butadiene rubber), dan lain-lain, dengan senyawa isosianat sebagai crosslinking agent. Perekat polisosianat ini mempunyai sifat daya rekat yang baik pada suhu ruang dan sangat tahan terhadap air panas atau air mendidih serta bersifat ramah lingkungan. Kelebihan dari perekat isosianat adalah dapat mengeras tanpa bantuan panas dan curing pada suhu tinggi. Keunikan perekat ini adalah dapat digunakan pada variasi suhu yang luas, tahan air, dan panas. Perekat ini juga memiliki daya guna yang luas untuk merekatkan berbagai macam kayu ke kayu, kayu ke logam dan kayu ke plastik. Perekat isosianat tidak mengandung formaldehida, sehingga proses pengeringannya relatif cepat dengan pH netral (Ph ±7) dan kering pada variasi suhu yang luas. Perekat yang ekonomis dan sangat kuat ini tahan terhadap air, panas, dan pelarut (Ruhendi dan Hadi, 1997).
18
Akrilik Akrilik termasuk salah satu resin atau binder yang menggunakan air sebagai pelarutnya. Wisno (2012) menyatakan bahwa resin atau binder merupakan komponen utama dalam cat. Resin berfungsi merekatkan komponenkomponen yang ada dan melekatkan keseluruhan bahan pada permukaan suatu bahan (membentuk film). Resin pada dasarnya adalah polimer yang berbentuk cair, bersifat lengket dan kental pada temperatur ruang (atau temperatur aplikasi). Ada banyak jenis resin, seperti: minyak alami, selulosa nitro, poliester, melamin, akrilik, epoksi, poliuretan, silikon, fluorokarbon, vinil, selulosa, dan lain-lain. Menurut Wisno (2012), setiap jenis resin mempunyai banyak sekali tipe dan turunannya bahkan kombinasi antara satu resin dengan resin yang lain juga menambah pembendaharaan jenis resin baru. Daya tahan, kekuatan dan karakter cat secara keseluruhan sangat dipengaruhi oleh jenis resin yang dipakai. Pemilihan resin yang dipakai sangat dipengaruhi oleh banyak pertimbangan diantaranya sebagai berikut: 1. Pemakaian Jika akan digunakan dengan kuas maka sebaiknya dipakai resin yang secara alami encer dan agak lambat keringnya. Resin yang cocok adalah alkyd dengan kadar oil yang cukup banyak (alkyd long oil). Resin dengan kekentalan tinggi dan cepat kering sangat tidak cocok dipakai untuk pemakaian dengan spray pada permukaan vertikal. 2. Kekuatan Jika dibutuhkan daya tahan tinggi terhadap sinar matahari, maka resin yang tepat adalah akrilik dan poliuretan, namun jika dibutuhkan dengan
19
kekuatan tinggi terhadap kimia, gesekan, benturan, dan untuk pemakaian dalam ruangan atau interior, maka resin epoksi adalah jawabannya. 3. Pertimbangan-pertimbangan lain Seperti ongkos atau harga, substrat atau permukaan bahan yang akan di cat), lingkungan (berair, kering, korosif), dan lain-lain. Akrilik merupakan salah satu bahan wood filler (pengisi). Menurut Allen (2006), wood filler dibuat dari bahan utama berupa bulking agent, resin, dan pelarut. Bulking agent adalah bahan yang mempunyai penyusutan yang sangat kecil, yang banyak dipakai adalah sejenis ground silica yang digiling sangat halus. Bahan ini berfungsi untuk mengisi pori-pori dan serat kayu. Resin adalah bahan yang berfungsi sebagai binder (pengikat) supaya wood filler tersebut dapat bersatu dan membentuk padatan yang solid. Jenis resin yang digunakan untuk binder ini akan menentukan sifat-sifat utama dari wood filler seperti waktu pengeringan, thinner (pelarut) yang bisa digunakan, aplikasi yang bisa dilakukan, dll. Beberapa resin yang banyak dipakai adalah: minyak, pernis, akrilik, uretan. Akrilik juga termasuk dalam waterbased finishing material. Menurut Wisno (2012), waterbased finishing material adalah bahan finishing yang menggunakan air sebagai pelarut utama. Berbeda dengan solvent base finishing material, waterbased finishing ini hanya sedikit mengeluarkan emisi gas pada saat proses pengeringannya sehingga tidak akan mengotori udara lingkungan. Teknologi waterbased coating ini sebenarnya sudah lama dikenalkan pada industri finishing, mulai dari sekitar tahun 1970an. Dewasa ini pengembanganpengembangan baru telah dibuat untuk mengatasi masalah-masalah dari waterbased coating yang dulu merupakan penghambat penggunaan bahan ini.
20
Karena itu maka produk-produk waterbased saat ini mempunyai performa yang lebih baik. Akrilik tampil lebih cerah dan berkilau dibandingkan lateks, lebih sulit kering, dan lebih tahan lama. Waterbased acrylics adalah pilihan yang baik ketika digunakan untuk melakukan finishing terhadap objek yang penuh warna, seperti furniture dan mainan untuk anak-anak. Adanya isu yang sangat kuat mengenai keselamatan lingkungan dan harga solvent yang semakin mahal, telah membuat produk-produk yang berbasiskan air menjadi pilihan yang sangat menarik. Tingginya dorongan untuk menggunakan waterbased material ini juga telah mendorong industri finishing material untuk mengembangkan produk-produk waterbased menjadi semakin sempurna (Charron, 1998).
21
