UJI LABORATORIS DAYA TAHAN KOMPOSIT SERBUK KAYU PLASTIK POLIETILENA BERKERAPATAN TINGGI SETELAH PELUNTURAN TERHADAP SERANGAN RAYAP TANAH (Coptotermes gestroi)
RISDEWATI SARAGIH
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
UJI LABORATORIS DAYA TAHAN KOMPOSIT SERBUK KAYU PLASTIK POLIETILENA BERKERAPATAN TINGGI SETELAH PELUNTURAN TERHADAP SERANGAN RAYAP TANAH (Coptotermes gestroi)
RISDEWATI SARAGIH
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk untuk Memperoleh Memperoleh Gelar Sarjana Kehutanan Pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
ABSTRACT RISDEWATI SARAGIH. Resistance of Leached High Density Polyethylene Plastic Wood Flour Composite Against Soil Termites (Coptotermes gestroi). (Under Academic Supervision of MUH. YUSRAM MASSIJAYA and SULAEMAN YUSUF). In 1999, economic lost caused by termite attack in Indonesia’s building reached 300 billion and in 2000 was predicted reached Rp 3 trilyun (Nandika et al. 2003). In general, damage in this building caused by soil termite attack of Coptotermes genus. To over take this problem, many efforts has been implemented such as development of composite wood technology by combining wood powder with plastic. It is hoped that this combination can decrease termite attack case. Generally, plastic wood composite is made from wood powder and polyethylene mixture. Implementing leaching procedure, testing endurance to soil termite attack by calculating weight decline and termite mortality after baiting was conducted to know the endurance of high density polyethylene plastic wood powder composite from soil termite (Coptotermes gestroi). The smallest leaching percentage was in mixture of HDPE and acetylated wood powder mixture amount of 0,13 %, acetylation treatment increase weight addition percentage and produce wood with higher hydrofobisity (Hadi et al. 1993), while the highest leaching percentage was in control test sample amount of 2,07 %. This is happened because it is easier for wood component to be dissolve in water. Leaching effect was not significant to the sample weight, which means that HDPE and wood powder is resistance to C. gestroi attack. Plastic became the physical blocker for termites to use wood cellulosa. Termite mortality was increase since the first week until observation to all test sample. Research results showed that the resistance of high density polyethylene plastic wood powder composite to C. gestroi attack was not significantly effected by leaching process. Plastic wood powder composite with of HDPE could increase Pinus ponderosa resistance to C. gestroi attack. Wood powder acetylation treatment to plastic wood powder composite produce better resistance to soil termite attack than the others treatment. Coupling agent treatment gave a very small effect increasing plastic wood powder composite resistance to C. gestroi attack. Treatment by adding 1 % zinc borate to P. ponderosa wood powder produce a good plastic wood powder composite resistance to C. gestroi attack.
Key words: Polyethylene, HDPE, Coptotermes gestroi, Pinus ponderosa.
RINGKASAN RISDEWATI SARAGIH. Uji Laboratoris Daya Tahan Komposit Serbuk Kayu Plastik Polietilena Berkerapatan Tinggi Setelah Pelunturan Terhadap Serangan Rayap Tanah (Coptotermes gestroi) (Dibawah Bimbingan MUH. YUSRAM MASSIJAYA dan SULAEMAN YUSUF) Rayap merupakan serangga perusak kayu dan bangunan yang mengakibatkan kerugian ekonomis yang cukup besar. Pada tahun 1999 kerugian ekonomis akibat serangan rayap pada bangunan di Indonesia mencapai 300 milyar dan pada tahun 2000 diperkirakan kerugian mencapai angka 3 triliun rupiah (Nandika et al. 2003). Kerusakan pada bangunan ini pada umumnya disebabkan serangan dari jenis rayap tanah dari genus Coptotermes. Serangan rayap Coptotermes ini dapat mencapai lantai 26 gedung bertingkat (Nandika et al. 1999). Untuk mengatasi masalah tersebut berbagai upaya telah dilakukan seperti pengembangan teknologi papan komposit yakni mengkombinasikan serbuk kayu dengan plastik. Plastik dipilih karena plastik tidak disukai oleh rayap dan harganya murah. Umumnya komposit kayu plastik dibuat dari campuran serbuk kayu dengan polietilena karena polietilena lebih unggul dibanding jenis plastik lain salah satunya adalah memiliki sifat kedap air terutama HDPE. Menurut Sukmana (2005), komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi tahan terhadap serangan rayap tanah Coptotermes curvignathus. Penelitian ini bertujuan untuk menguji daya tahan komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi terhadap serangan rayap tanah C. gestroi setelah pelunturan. Prosedur pengujian komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi terhadap serangan rayap tanah Coptotermes gestroi dilakukan dengan prosedur pelunturan (Leaching Procedure), pengujian ketahanan terhadap rayap tanah C. gestroi dengan menghitung penurunan berat dan mortalitas rayap setelah pengumpanan. Dari persen penurunan berat dilakukan klasifikasi ketahanan komposit serbuk kayu plastik menurut klasifikasi Sornnuwat (1996). Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa (a) Proses pelunturan tidak mempengaruhi ketahanan komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi terhadap serangan rayap tanah C. gestroi. (b) Menurut klasifikasi Sornnuwat (1996) komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi ini masuk kedalam kelas tahan terhadap serangan rayap tanah. (c) Penggunaan HDPE sebagai matrik mampu meningkatkan daya tahan kayu Pinus ponderosa terhadap serangan rayap tanah C. gestroi. (d) Perlakuan asetilasi serbuk kayu pada komposit serbuk kayu plastik menghasilkan ketahanan yang lebih baik terhadap serangan rayap tanah dibandingkan dengan perlakuan lainnya. (e) Perlakuan coupling agent menghasilkan penurunan berat yang tidak jauh berbeda dengan yang tidak ada perlakuan sehingga coupling agent memberi pengaruh yang sangat kecil dalam meningkatkan ketahanan komposit serbuk kayu plastik terhadap serangan rayap tanah C. gestroi. (f) Penambahan perlakuan 1 % Zinc Borate terhadap serbuk kayu Pinus ponderosa menghasilkan ketahanan komposit serbuk kayu plastik yang cukup baik terdapat serangan rayap tanah. Kata kunci : Polietilena, HDPE, Coptotermes gestroi, Pinus ponderosa.
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi: Uji Laboratoris Daya Tahan Komposit Serbuk Kayu Plastik Polietilena Berkerapatan Tinggi Setelah Pelunturan Terhadap Serangan Rayap Tanah (Coptotermes gestroi) adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, April 2009
Risdewati Saragih NIM : E24104013
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi yang berjudul Uji Laboratoris Daya Tahan Komposit Serbuk Kayu Plastik Polietilena Berkerapatan Tinggi Setelah Pelunturan Terhadap Serangan Rayap Tanah (Coptotermes gestroi). Penulis menyadari masih banyak kekurangan dari penulisan skripsi ini, semoga hasil penelitian yang tertuang dalam skripsi ini bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
Bogor, April 2009 Penulis
UCAPAN TERIMA KASIH Terimakasih kepada Tuhan Yang Maha Esa atas hikmat, berkat, perlindungan, cinta, dan kasih-Nya yang teramat besar sehingga penulis dapat melaksanakan penelitian ini mulai dari persiapan, pengamatan di laboratorium, pengolahan data, sampai dengan penulisan skripsi yang berjudul “Uji Laboratoris Daya Tahan Komposit Serbuk Kayu Plastik Polietilena Berkerapatan Tinggi Setelah Pelunturan Terhadap Serangan Rayap Tanah (Coptotermes gestroi)”. Penulis menyadari terlaksananya penelitian ini dengan baik tidak lepas dari bantuan dari banyak pihak. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS dan Dr. Sulaeman Yusuf, M.Agr sebagai dosen pembimbing atas bimbingan dan arahannya baik sebelum dan sesudah penulis melaksanakan penulisan skripsi ini. 2. Prof. Dr. Ir. Yusuf Sudo Hadi, M.Agr atas bimbingan dan arahannya kepada penulis dalam melaksanakan penelitian ini. 3. Dr. Ir. Agus Priyono Kartono, M.Si sebagai dosen penguji wakil dari
Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata dan Dra. Sri Rahaju, M.Si sebagai dosen penguji wakil dari Departemen
Manajemen
Hutan dalam ujian komprehensif. 4. Orang tua tercinta atas doa, dukungan dan pengorbanannya serta kakak dan adikku yang
tercinta : Fetty Saragih dan suami, Sumarno Saragih, Jhon
Saragih, Nia Saragih, Ardi Saragih atas kasih sayang, dorongan dan bantuan baik moril maupun materil selama penulis menempuh pendidikan hingga di IPB ini. 5. Kak Didi (Staff Laboratorium Biomaterial LIPI) atas bantuannya selama penulis melaksanakan penelitian dan rekan-rekan THH 41 atas dukungannya kepada penulis selama melaksanakan penelitian maupun dalam penulisan skripsi ini.
6. Spesial buat sahabatku Dora dan Merry, terimakasih atas persahabatan, kebersamaan, canda tawa diantara kita selama di Pondok Delima, semoga tali persahabatan kita tetap terjalin dengan baik. 7. Sahabat – sahabatku yang telah banyak membantu : Dora, Merry, Iren, Gani, Lambok, Yuni, Fath, Meita, Ocin, Elsiana dan yang tidak dapat disebutkan, terimakasih atas kebersamaan, waktu, tenaga dan fasilitas yang mempermudah penulis dalam penyusunan skripsi ini. Harapan terbesar dari penulis adalah semoga hasil penelitian yang tertuang dalam skripsi ini bermanfaat bagi yang membutuhkannya
Bogor, April 2009 Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sipintuangin Kecamatan Dolok Pardamean, Sumatera Utara pada tanggal 22 Oktober 1985. Penulis merupakan anak keempat dari empat keluarga
Bapak
Jamarden
Saragih
dan
bersaudara Ibu
Rensina
Haloho(Alm). Penulis memulai pendidikan sekolah dasar di SD Negeri 1 Sipintuangin, lulus tahun 1998. Kemudian melanjutkan ke sekolah tingkat
pertama SLTP
Negeri 1 Dolok Pardamean dan lulus pada tahun 2001. Pada tahun 2004 penulis lulus sekolah lanjutan tingkat atas dari SMU Negeri 1 Dolok Pardamean. Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB. Selama menjalani pendidikan di Fakultas Kehutanan, penulis telah melaksanakan Praktek Umum Kehutanan di KPH
Banyumas Barat dan
Banyumas Timur, serta Praktek Pengelolaan Hutan di KPH Ngawi dan KPH Randu Blatung. Selain itu penulis juga telah melaksanakan Praktek Kerja Lapang (PKL) di CV. Mitra Sejati, Bogor. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melakukan penelitian dengan judul Uji Laboratoris Daya Tahan Komposit Serbuk Kayu Plastik Polietilena Berkerapatan Tinggi Setelah Pelunturan Terhadap Serangan Rayap Tanah (Coptotermes gestroi). Dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Muh. Yusram Massijaya, MS dan Dr. Sulaeman Yusuf, M.Agr.
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR .....................................................................................
i
DAFTAR TABEL ..... ...................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
vi
DAFTAR LAMPIRAN .. ..............................................................................
vii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1.2 Tujuan ..................................................................................... 1.3 Manfaat ...................................................................................
1 1 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Komposit Serbuk Kayu Plastik Polietilena Berkerapatan Tinggi (Wood Flour Filled High Density Polyethylene Composites) 2.1.1 Komposit Serbuk Kayu Plastik ... .................................... 2.1.2 Polietilena ... .................................................................... 2.2 Rayap 2.2.1 Biologi dan Ekologi Rayap ... .......................................... 2.2.2 Rayap tanah (Coptotermes gestroi) .................................. 2.3 Pinus ponderosa .... .................................................................. BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian .. ................................................ 3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat .. ............................................................................... 3.2.2 Bahan ... ........................................................................... 3.3 Metode Penelitian 3.3.1 Penyiapan Contoh Uji ... .................................................. 3.3.2 Prosedur Pelunturan (Leaching Procedure) …. ................ 3.3.3 Metode Pengujian Ketahanan Terhadap Rayap Tanah (Coptotermes gestroi )..... ........................... 3.3.4 Analisis Data ... ................................................................
3 4 6 10 11
13 13 13 14 14 15 15
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengaruh Proses Pelunturan Terhadap Pengurangan Berat Contoh Uji …………… .................................................. 4.2 Penurunan Berat Contoh Uji Setelah Diumpan Terhadap Rayap Tanah (Coptotermes gestroi ).......... .......................................... 4.3 Mortalitas Rayap Tanah (Coptotermes gestroi) …. ..................
19 23
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .............................................................................. 5.2 Saran ... ....................................................................................
26 26
18
DAFTAR PUSTAKA .... ..............................................................................
27
LAMPIRAN ..... ...........................................................................................
29
DAFTAR TABEL No
Halaman
1. Sifat HDPE .. ............................................................................................
6
2. Komposisi campuran contoh uji .. .............................................................
14
3. Klasifikasi ketahanan kayu terhadap serangan rayap ranah .. .....................
16
4. Perbandingan penurunan berat komposit kayu plastik akibat serangan rayap tanah sebelum dan sesudah proses pelunturan .. ................
20
DAFTAR GAMBAR No
Halaman
1. Rayap pekerja (a), dan rayap prajurit (b).. .................................................
11
2. Kayu gubal P. ponderosa (a), dan kayu teras P. ponderosa (b).. ................
12
3. Rata-rata persentase kehilangan berat setelah perendaman dalam air .........
18
4. Penurunan berat rata-rata komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi dan kayu gubal Pinus ponderosa terhadap serangan rayap Coptotermes gestroi ............................................
19
5. Kondisi contoh uji sebelum pengumpanan.. ..............................................
23
6. Kondisi contoh uji setelah pengumpanan ..................................................
23
7. Persen mortalitas rayap tanah (C. gestroi) ...................................................
24
DAFTAR LAMPIRAN No
Halaman
1. Pelunturan komposit serbuk kayu plastik polietilena akibat perendaman dalam air .. ............................................................................
29
2. Penurunan berat rata-rata contoh uji terhadap serangan rayap tanah Coptotermes gestroi (%) .. ........................................................................
31
3. Rekapitulasi mortalitas rata-rata rayap tanah Coptotermes gestroi (%) .. ...
33
BAB I PENDAHULUAN
I.I Latar Belakang Kebutuhan penduduk akan kayu dari tahun ketahun semakin meningkat terutama untuk pembangunan perumahan, alat-alat perabot rumah tangga dan lain sebagainya. Seiring dengan meningkatnya pemanfatan kayu untuk berbagai kebutuhan, menyebabkan persediaan kayu dari hutan alam cenderung mengalami penyusutan dan belum dapat diganti sepenuhnya oleh produksi hutan tanaman akibat harga kayu yang saat ini dirasakan semakin mahal. Kondisi tersebut menuntut adanya upaya dalam peningkatan efisiensi pemanfaatan yang dilakukan di Indonesia adalah dengan mengembangkan teknologi dan pemanfaatannya. Salah satu upaya efisiensi pemanfaatan kayu yang dilakukan adalah dengan penggabungan kayu dengan bahan-bahan dasar lain seperti plastik, gypsum dan beton menjadi produk komposit dengan sifat ketahanan yang kuat dan ekonomis. Rayap
merupakan
serangga
perusak
kayu
dan
bangunan
yang
mengakibatkan kerugian ekonomis yang cukup besar. Pada tahun 1999 kerugian ekonomis akibat serangan rayap pada bangunan di Indonesia mencapai 300 milyar dan pada tahun 2000 diperkirakan kerugian mencapai angka tiga triliun rupiah (Nandika et al. 2003). Kerusakan pada bangunan ini pada umumnya disebabkan serangan dari jenis rayap tanah dari genus Coptotermes. Serangan rayap Coptotermes ini dapat mencapai lantai 26 gedung bertingkat (Nandika et al. 1999) Untuk mengatasi masalah tersebut berbagai upaya telah dilakukan seperti pengembangan teknologi papan komposit yakni mengkombinasikan serbuk kayu dengan plastik. Plastik dipilih karena plastik tidak disukai oleh rayap dan harganya murah, diharapkan kombinasi ini dapat mengurangi kasus serangan rayap. Produk kayu plastik sudah diperkenalkan sejak tahun 1990-an yang dikenal dengan komposit kayu plastik (Wood Plastic Composites atau WPC). Umumnya WPC dibuat dari campuran serbuk kayu dengan polietilena karena polietilena lebih unggul dibanding jenis plastik lain.
Beberapa penelitian sudah dilakukan untuk mengetahui ketahanan komposit serbuk kayu plastik terhadap serangan rayap. Menurut Sukmana (2005), komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi tahan terhadap serangan rayap tanah Coptotermes curvignathus. Indonesia memiliki dua musim, yaitu musim kemarau dan hujan. Kayu apabila terkena air hujan terus menerus maka ketahanannya akan berkurang dan mudah terserang rayap dan mikroorganisme lainnya. Untuk mengetahui ketahanan komposit serbuk kayu apabila digunakan diluar ruangan atau terkena air maka dilakukan penelitian pengujian komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi setelah dilakukan perendaman dalam air terhadap serangan rayap tanah Coptotermes gestroi.
I.2 Tujuan Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui ketahanan komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi terhadap rayap tanah Coptotermes gestroi setelah pelunturan.
I.3 Manfaat Manfaat penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi tentang ketahanan komposit kayu polietilena berkerapatan tinggi terhadap serangan rayap tanah untuk penggunaan umum.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Komposit Serbuk Kayu Plastik Polietilena Berkerapatan Tinggi (Wood Flour Filled High Density Polyethylene Composites) 2.1.1 Komposit Serbuk Kayu Plastik Komposit kayu merupakan istilah untuk menggambarkan setiap produk yang terbuat dari lembaran atau potongan–potongan kecil kayu yang direkat bersama-sama (Maloney 1996). Komposit serbuk kayu plastik (Wood Flour Polymer Composites) adalah suatu produk komposit yang terbuat dari plastik yang berfungsi sebagai pengikat atau matriks dan serbuk kayu sebagai pengisi. Produk ini mempunyai sifat-sifat gabungan kayu dan plastik. Dengan penambahan serbuk kayu, dapat ditingkatkan kekakuan dan kemampuan daur ulang plastik. Sebaliknya dengan penggunaan plastik pada produk komposit ini akan meningkatkan kekuatan dan sifat fisisnya (Febrianto 1999, diacu dalam Setyawati 2003). Tujuan utama dalam pengembangan produk ini berasal dari satu atau beberapa tujuan bagian penelitian dan pengembangan berikut, yaitu: 1) mengurangi biaya bahan baku, menggabungkan bahan baku yang murah (berfungsi sebagai pengisi atau ekstender) dengan bahan yang mahal, 2) mengembangkan produk yang dapat memanfaatkan bahan daur ulang dan peoduknya sendiri bersifat dapat didaur ulang, atau 3) menghasilkan produk komposit dengan sifat yang spesifik yaitu bersifat superior dibandingkan dengan bahan penyusunnya sendiri-sendiri (seperti meningkatkan nisbah kekuatan terhadap berat, memperbaiki sifat ketahanan abrasi dan lain-lain) (Youngquist 1995). Menurut Strak dan Berger (1997) diacu dalam Setyawati (2003), serbuk kayu memiliki kelebihan sebagai filler bila dibandingkan dengan filler mineral seperti kalsium karbonat, dan talk yaitu dapat terdegradasi secara alami, sifat kekakuan dan kekuatan tinggi serta berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbaharui.
Plastik merupakan polimer organik yang memiliki variasi jenis dan fungsi beragam sesuai dengan monomer penyusunnya. Plastik memiliki derajat kekristalan yang lebih rendah daripada serat dan dapat dicetak atau dilunakkan pada suhu tinggi (Cowd 1991). Secara garis besar plastik dapat digolongkan menjadi dua golongan besar, yakni plastik yang bersifat termoplastik dan yang bersifat termoset. Termoplastik dapat dibentuk kembali dengan mudah dan diproses menjadi bentuk lain, sedangkan jenis termoset bila telah mengeras tidak dapat dilunakkan kembali. Plastik yang paling umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bentuk termoplastik (Setyawati 2003). Komposit serbuk kayu plastik merupakan produk masa depan, karena dapat dibuat dari limbah kayu dan limbah plastik. Limbah kayu dapat dihasilkan dari industri perkayuan dan pemanenan hasil hutan, sedangkan limbah plastik dapat diperoleh dari limbah rumah tangga
(Febrianto 1999, diacu dalam
Setyawati 2003).
2.1.2 Polietilena Menurut Henkle (1982), polietilena (PE) merupakan bahan yang bersifat termoplastik yang diproses melalui proses polimerisasi gas etilen. Polietilena bervariasi dalam setiap tipe, dan setiap tipe berbeda berdasarkan struktur molekul penyusunnya (sifat kristalinnya, bobot molekul dan distribusi dari bobot molekulnya). Perubahan molekul tergantung dari temperatur, tipe katalis, tekanan, aditif, dan reaksi yang digunakan dalam proses produksinya. Polietilena bervariasi dalam bentuk, ditemukan dalam berbagai produk seperti pelapis pembungkus pada susu dan makanan, perekat, pipa air dan gas, kantong, botol air dan susu, pelapis pada kabel komunikasi dan listrik serta masih banyak kegunaan lainnya (Benham 1985). Benham (1985) menyebutkan sifat-sifat umum polietilena antara lain : 1) Penampakan bervariasi dari transparan berminyak sampai keruh tergantung dari cara pembuatannya. 2) Mudah dibentuk, lemas dan gampang ditarik, 3) Daya rentang tinggi tanpa sobek,
4) Mudah dikelim panas sehingga banyak digunakan untuk laminasi dengan bahan lain, meleleh pada suhu 1200C. 5) Tahan terhadap asam, basa, alkohol, deterjen, dan bahan kimia lainnya. 6) Dapat digunakan untuk penyimpanan beku sampai dengan -500C. 7) Mudah lengket satu sama lain, sehingga menyulitkan dalam proses laminasi. 8) Dapat dicetak setelah mengoksidasikan permukaannya dengan proses elektronik. 9) Memiliki sifat kedap air dan uap air terutama HDPE, MDPE dan LDPE.
Sifat dari Polietilena tergantung dari derajat polimerisasi. Pada umumnya polietilena diklasifikasikan atas empat golongan : Low Density Poliethylene (LDPE) dengan density 0,910-0,925 g/cm3, Medium Density Poliethylene (MDPE) dengan density 0,926-0,940 g/cm3, High Density Poliethylene (HDPE) dan Homopolymer High Density Poliethylene (HHDPE) dengan density 0,960 g/cm3. Massijaya (2000), menyatakan bahwa secara umum polietilena tahan terhadap air, tidak baik sebagai penghalang oksigen dan karbondioksida. Ketahanan terhadap bahan kimia baik, tetapi pada suhu diatas 600C dapat bereaksi dengan beberapa hidrokarbon organik. Tidak terpengaruh oleh asam dan basa kecuali asam nitrat pada suhu tinggi. Syarief et al. (1989) diacu dalam Kusnadi (2003) menyatakan bahwa HDPE mempunyai kemampuan perlindungan yang baik pada produk terhadap air dan meningkatkan stabilitas terhadap panas.
Secara spesifik sifat HDPE (High Density Polyethylene) dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Sifat-sifat HDPE No. Parameter 1
Satuan 0
Densitas pada suhu 20 C
g/cm
3
Nilai 0,93-0,96
Suhu melunak
0
C
123-127
3
Titik melebur
0
C
125-135
4
Kristalinitas
%
65-93
5
Panas jenis pada 200C
-
0,45-0,55
6
Modulus elastisitas
Kg/cm2
8000-12000
2
Sumber : Bost (1980) diacu dalam Kusnadi (2003)
2.2 Rayap 2.2.1 Biologi dan Ekologi Rayap Rayap adalah sejenis serangga yang masuk kedalam ordo isoptera (bersayap sama). Tekstur badan rayap dari yang berukuran kecil sekali sampai sedang, pada jenis-jenis rayap, batas antara toraks dan abdomen kurang jelas yang sering dikatakan rayap tidak memiliki pinggang yang ramping. Nama lain dari rayap adalah anai-anai, semut putih (white ant), rengas, dan laron. Untuk individu yang bersayap yang biasa disebut laron (atau sulung, alata, alates), memiliki sepasang sayap yang dalam keadaan diam cara melipatnya memanjang lurus ke belakang, seperti halnya jenis-jenis belalang dan lipas. Rayap berkembang melalui proses metamorfose hemimetabola, yaitu secara bertahap yang secara teori melalui stadium telur, nimpa dan dewasa. Rayap hidup dalam kelompokkelompok sosial dengan sistem kasta yang berkembang sempurna (Tarumingkeng 1971). Rayap pada dasarnya adalah serangga daerah tropika dan subtropika. Namun sebarannya kini cenderung meluas ke daerah sedang (temperate ). Di daerah tropika rayap ditemukan mulai dari pantai sampai ketinggian 3000 m di atas permukaan laut. Makanan utama rayap adalah kayu atau bahan yang terutama terdiri atas selulosa. Rayap mampu makan (menyerap) selulosa, rayap mampu melumatkan dan menyerap makanannya sehingga sebagian besar ekskremen
hanya tinggal lignin saja. Hal ini bisa terjadi karena keberadaan
protozoa
flagellata dalam usus bagian belakang dari berbagai jenis rayap (terutama rayap tingkat rendah: Mastotermitidae, Kalotermitidae dan Rhinotermitidae), protozoa ini berperan sebagai simbion untuk melumatkan selulosa sehingga rayap mampu mencernakan dan menyerap selulosa. Bagi yang tak memiliki protozoa seperti famili Termitidae, bukan protozoa yang berperan tetapi bakteria dan bahkan pada beberapa jenis rayap seperti Macrotermes, Odontotermes dan Microtermes memerlukan bantuan jamur perombak kayu yang dipelihara di dalam sarangnya (Tarumingkeng 1971). Menurut Tambunan dan Nandika (1989), dalam setiap koloni rayap terdapat tiga kasta, yaitu : 1) Kasta pekerja Kasta pekerja merupakan anggota terbesar dalam koloni, berbentuk seperti nimfa, dan berwarna pucat dengan kepala hipognat tanpa mata majemuk. Mandibelnya relatif kecil jika dibandingkan dengan kasta prajurit. Fungsi kasta pekerja dalam koloni adalah sebagai pencari makanan, perawat telur, dan membuat serta memelihara sarang. Kasta ini juga mengatur efektivitas koloni dengan jalan membunuh dan memakan individu yang lemah atau mati untuk menghemat energi dalam koloni. 2) Kasta prajurit Kasta prajurit mudah dikenal karena bentuk kepalanya besar dengan penebalan (skloreotisasi) kulit yang nyata. Anggota-anggota kasta ini mempunyai rahang (mandibel/rostum) yang besar dan kuat. Fungsi kasta prajurit adalah melindungi koloni terhadap gangguan luar. 3) Kasta reproduktif Kasta ini terdiri dari serangga-serangga dewasa yang bersayap dan menjadi pendiri koloni (raja dan ratu). Bila masa perkawinan tiba, imago-imago akan terbang keluar dari sarang dalam jumlah yang besar. Saat seperti ini merupakan masa perkawinan dimana sepasang imago (jantan dan betina) bertemu dan segera menanggalkan sayapnya serta mencari tempat yang sesuai didalam tanah atau kayu. Selama hidupnya kasta reproduktif (ratu) bertugas
menghasilkan telur, sedangkan makanannya dilayani oleh kasta pekerja. Seekor ratu dapat hidup selama 6-20 tahun bahkan berpuluh-puluh tahun. Apabila ratu mati atau koloni membutuhkan reproduktif baru untuk perluasan koloninya, maka akan dibentuk reproduktif sekunder (neoten). Neoten juga terbentuk jika sebagian koloni terpisah/ terisolasi dari sarang utamanya. Kasta ini dapat terbentuk dalam jumlah yang besar sesuai dengan perkembangan koloni. Dalam hidupnya, rayap mempunyai beberapa sifat yang khas (Tambunan dan Nandika 1989) antara lain : 1) Trofalaksis, yaitu sifat rayap untuk saling berkumpul dan menjilat sesamanya serta mengadakan pertukaran bahan makanan dari mulut ke mulut. 2) Kriptobiotik, yaitu sifat rayap yang menjauhi cahaya. Sifat ini tidak berlaku untuk rayap yang bersayap (laron) karena selama peroide tertentu mereka memerlukan cahaya. 3) Nekrofagi, yaitu sifat rayap untuk memakan bangkai sesamanya. 4) Kanibalistik, yaitu sifat rayap untuk memakan individu sejenis yang lemah dan sakit, sifat ini lebih menonjol apabila rayap berada dalam kekurangan makanan.
Selulosa merupakan makanan utama rayap, sehingga kayu dan jaringan tumbuhan lainnya merupakan sasaran serangan rayap. Bahkan dengan ukuran populasi yang besar disertai daya jelajah yang sangat luas maka rayap mampu menjangkau dan merusak bahan-bahan yang menjadi kepentingan manusia seperti kertas, karton, kain dan lainnya (Tambunan dan Nandika 1989). Pada bagian usus belakang rayap terdapat sejumlah besar organisme simbion yang mengeluarkan enzim selulase untuk menguraikan selulosa. Pada genus Coptotermes ditemukan protozoa flagellata yang berperan sebagai simbion untuk melumatkan selulosa yang dimakan sehingga rayap mampu mencernakan dan menyerap selulosa (Nandika et al. 2003). Para ahli serangga menarik kesimpulan bahwa rayap dapat hidup dan tumbuh dengan baik, bila tersedia makanan yang mengandung gula, protein,
garam, vitamin A, B, D dan G. Menurut Hasan (1984), zat lain seperti kanji, gula, protein, dan nitrogen juga diperlukan oleh rayap untuk keperluan hidupnya serta berbagai energi untuk bertelur. Zat-zat tersebut diperoleh dari makanan dan pencernaan beberapa organisme simbiotik didalam ususnya. Berdasarkan lokasi sarang utama atau tempat tinggalnya Tarumingkeng (1971) menggolongkan rayap perusak kayu kedalam tipe-tipe berikut : 1) Rayap pohon, yaitu jenis-jenis rayap yang menyerang pohon yang masih hidup, bersarang dalam pohon dan tak berhubungan dengan tanah. Contoh yang
khas
dari
rayap
ini
adalah
Neotermes
tectonae
(famili
Kalotermitidae), hama pohon jati. 2) Rayap kayu lembab, menyerang kayu mati dan lembab, bersarang dalam kayu, tak berhubungan dengan tanah. Contoh : Jenis-jenis rayap dari genus Glyptotermes (Glyptotermes spp., famili Kalotermitidae). 3) Rayap kayu kering, seperti Cryptotermes spp. (famili Kalotermitidae), hidup dalam kayu mati yang telah kering. Hama ini umum terdapat di rumah-rumah dan perabot-perabot seperti meja, kursi dsb. Tanda serangannya adalah terdapatnya butir-butir ekskremen kecil berwarna kecoklatan yang sering berjatuhan di lantai atau di sekitar kayu yang diserang. Rayap ini juga tidak berhubungan dengan tanah, karena habitatnya kering. 4) Rayap subteran, yang umumnya hidup di dalam tanah yang mengandung banyak bahan kayu yang telah mati atau membusuk, tunggak pohon baik yang telah mati maupun masih hidup. Di Indonesia rayap subteran yang paling banyak merusak adalah jenis-jenis dari famili Rhinotermitidae. Terutama
dari
genus
Coptotermes
(Coptotermes
spp.)
dan
Schedorhinotermes. Perilaku rayap ini mirip rayap tanah seperti Macrotermes namun perbedaan utama adalah kemampuan Coptotermes untuk bersarang di dalam kayu yang diserangnya, walaupun tidak ada hubungan dengan tanah, asal saja sarang tersebut sekali-sekali memperoleh lembab, misalnya tetesan air hujan dari atap bangunan yang bocor. Coptotermes pernah diamati menyerang bagian-bagian kayu dari kapal minyak yang melayani
pelayaran
Palembang-Jakarta.
Coptotermes
curvignathus
Holmgren sering kali diamati menyerang pohon Pinus merkusii dan banyak meyebabkan kerugian pada bangunan. 5) Rayap tanah. Jenis-jenis rayap tanah di Indonesia adalah dari famili Termitidae. Mereka bersarang dalam tanah terutama dekat pada bahan organik yang mengandung selulosa seperti kayu, serasah dan humus. Contoh-contoh Termitidae yang paling umum menyerang bangunan adalah Macrotermes spp. (terutama M. gilvus), Odontotermes spp. dan Microtermes spp. Jenis-jenis rayap ini sangat ganas, dapat menyerang obyek-obyek berjarak sampai 200 meter dari sarangnya. Untuk mencapai kayu sasarannya mereka bahkan dapat menembus tembok yang tebalnya beberapa cm, dengan bantuan enzim yang dikeluarkan dari mulutnya. Macrotermes dan Odontotermes merupakan rayap subteran yang sangat umum menyerang bangunan di Jakarta dan sekitarnya.
2.2.2 Rayap tanah (Coptotermes gestroi) Nama umum dari rayap C. gestroi adalah Asian rayap di bawah tanah. Rayap ini menyerang struktur kayu walau dalam kondisi apapun. Kasus serangan rayap ini banyak ditemukan di Asia Tenggara, di Indonesia serangan rayap ini pertama kali dilaporkan pada tahun 1923 (Anonim 2005). C. gestroi termasuk kedalam famili Rhinotermitideae. Famili ini mempunyai protonum agak datar dan lebih sempit dari kepalanya, pada protonum terdapat sayap yang mempunyai reticulata tanpa bulu-bulu dan dapat hidup walau tanpa berhubungan dengan tanah (Tarumingkeng 1971). Ciri-ciri dari rayap ini adalah kepala berwarna kuning, antena dan protonum kuning pucat. Bentuk kepala bulat dan terdapat sepasang rambut, memiliki fontanel yang lebar dan dibelakangnya terdapat tonjolan. Antena terdiri dari 15 segmen, segmen kedua dan segmen keempat sama panjangnya. Jumlah kasta prajurit sekitar 10 hingga 15 persen dari kasta pekerja dalam satu koloni. Rayap ini agresif menyerang kayu dalam kondisi cacat. Pada saat menggigit makanan rayap ini akan mengeluarkan cairan berupa lendir dari fontanel (Anonim 2005).
Sistematika jenis rayap ini adalah : Kelas
: Insecta
Ordo
: Isoptera
Famili
: Rhinotermitideae
Sub famili
: Coptotermitineae
Genus
: Coptotermes
Spesies
: Coptotermes gestroi a
b
Gambar 1 Rayap pekerja (a), dan rayap prajurit (b)
2.3 Pinus ponderosa Nama perdagangan dari Pinus ponderosa ini adalah Ponderosa pine, pinus ini paling banyak didistribusikan di Amerika Utara. Pinus ponderosa tumbuh pada kisaran diatas ketinggian 2.745 mdpl (Anonim 2008). Menurut Panshin dan Zeeuw (1977) diacu dalam Sukmana (2005), kayu gubal pada Pinus ponderosa berwarna putih sampai kuning pucat dan lebar (terdiri dari lebih 80 lingkaran tahun). Kayu teras berwarna kemerah-merahan atau kecoklatan. Kayu mengandung resin dengan penyusun utama α-pinene, β-pinene, dan limonene. Diameter saluran resin pada arah longitudinal maksimal 230 µm (rata-rata 160-185 µm) sedangkan arah transversal lebih kecil (kurang dari 70 µm). Lingkaran tahun tampak jelas pada kayu akhir (late wood) daripada kayu awal (early wood). Kerapatan Pinus ponderosa berkisar antara 0,40 – 0,48 g/cm3. Kayu Pinus ponderosa umumnya digunakan untuk bahan bangunan. Tetapi kayu gubal pada jenis ini lebih rentan terhadap organisme perusak kayu. Kayu ini mempunyai permukaan yang menarik dan kestabilannya tinggi.
Titmuss (1971), menyatakan bahwa kayu P. ponderosa ini termasuk salah satu softwood yang mempunyai nilai komersial yang tinggi.
a
b
Gambar 2 Kayu gubal P. ponderosa (a), dan kayu teras P. ponderosa (b). (Sumber : www.thewoodexplorer.com)
Kegunaan lain dari P. ponderosa ini adalah untuk konstruksi bangunan, konstruksi kapal, kursi, meja, furnitur, bingkai foto, bingkai map, mainan anakanak, bahan baku pintu, jendela, papan partikel, kayu lapis, dan produk kertas (Anonim 2008).
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di laboratorium pengawetan kayu, UPT Balai Penelitian dan Pengembangan Biomaterial, LIPI Cibinong–Bogor mulai dari bulan Februari 2008 sampai Mei 2008.
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini antara lain oven, timbangan analitik, gelas uji (acrylic cylindrical tube) ukuran tinggi 60 mm dan diameter 80 mm, bak penyimpanan, pipet, tissu, cawan petri, counter, bulu ayam, gunting, aluminium foil, desikator, silica gell.
3.2.2 Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rayap tanah Coptotermes gestroi, air dan Wood Plastic Composites (WPC) yang telah disiapkan oleh Forest Products Laboratory, Madison, Amerika. Komposisi bahan WPC ini antara lain : a) Contoh Uji 1
: Kayu gubal P. ponderosa.
b) Contoh Uji 2 : Campuran 50 bagian polietilen berkerapatan tinggi (High Density Polyethylene/ HDPE) dengan 50 bagian serbuk kayu P. ponderosa. c) Contoh Uji 3
: Campuran 50 bagian HDPE dengan 50 bagian serbuk kayu P. ponderosa dan 3 bagian Coupling agent.
d) Contoh Uji 4 : Campuran 50 bagian HDPE dengan 50 bagian serbuk kayu P. ponderosa terasetilasi. e) Contoh Uji 5
: Campuran 50 bagian HDPE dengan 50 bagian serbuk kayu P. ponderosa dan 1 bagian Zinc Borate (penyerutan permukaan, komposit
kayu
dipermukaannya).
plastik
tanpa
lapisan
polimer
f) Contoh Uji 6 : Campuran 50 bagian HDPE dengan 50 bagian serbuk kayu P. ponderosa (penyerutan permukaan, komposit kayu plastik tanpa lapisan polimer dipermukaannya).
3.3 Metode Penelitian 3.3.1 Penyiapan Contoh Uji Dari enam spesimen dipotong-potong yang masing-masing berukuran 4x2x0,3 cm sebanyak 3 buah, jadi jumlah contoh uji yang digunakan adalah sebanyak 18 buah. Pada setiap contoh uji diberi tanda untuk membedakan antar contoh uji pada saat pengumpanan terhadap rayap tanah C. gestroi. Keenam jenis contoh uji tersebut mempunyai komposisi sebagai berikut : Tabel 2 Komposisi campuran contoh uji Campuran
Plastik
Tipe kayu
Serbuk
Coupling
kayu
agent(%)
Fungisida
(%) P0
0
Kayu utuh
100
-
-
PI
HDPE
Serbuk
50
0
0
P2
HDPE
Serbuk
50
3
0
P3
HDPE
Serbuk
50
0
0
50
0
1% ZB
50
0
0
terasetilasi P4
HDPE
Serbuk cut surface
P5
HDPE
Serbuk cut surface
3.3.2 Prosedur Pelunturan (Leaching Procedure) Contoh uji dibuat dengan ukuran 4x2x0,3 cm kemudian dioven pada suhu 0
105 C selama 24 jam, kemudian dimasukkan kedalam desikator sampai beratnya konstan, ditimbang beratnya. Contoh uji direndam didalam air selama 15 hari dengan perbandingan 50 ml air per contoh uji, dimana tiap hari dilakukan penggantian air. Setelah perendaman contoh uji
dioven dengan suhu 1050C
selama 24 jam, kemudian dimasukkan kedalam desikator sampai beratnya konstan, ditimbang dan dihitung persentase kehilangan berat.
3.3.3 Metode Pengujian Ketahanan Terhadap Rayap Tanah (C. gestroi) Pengujian contoh uji berdasarkan standar JIS K 1571 Tahun 2004. Contoh uji kayu dimasukkan kedalam acrylic silinder berukuran 60 mm dan diameter 80 mm yang bagian bawahnya telah dilapisi Plaster Paris setebal 5mm, kemudian 150 ekor rayap pekerja dan 15 ekor rayap prajurit dimasukkan kedalam acrylic silinder dan disimpan dalam bak penyimpanan yang diberi alas tissu basah. Bak penyimpanan disimpan dalam ruang dengan temperatur 28-300C, RH 81-89% selama 21 hari dan dilakukan pengamatan setiap minggu. Setiap contoh uji diambil dari acrylic silinder dan dihitung jumlah rayap yang mati. Diakhir pengamatan contoh uji dibersihkan dari sisa-sisa rayap yang mati, kayu plastik yang terurai dan kotoran lainnya. Setelah dibersihkan contoh uji dimasukkan kedalam oven dengan suhu 1050C selama 24 jam sampai beratnya konstan, kemudian dimasukkan kedalam desikator, ditimbang dan dihitung persentase kehilangan berat (weight loss). Mortalitas diamati setiap minggu untuk mengetahui mortalitas rayap (mortality rate).
3.3.4 Analisis Data Perendaman contoh uji selama 15 hari akan mengakibatkan keluarnya komponen dari dalam contoh uji karena tercuci. Keluarnya komponen itu disebut dengan istilah pelunturan yang mengakibatkan turunnya berat contoh uji. Pelunturan dihitung dengan rumus : W1 - W2 Persentase pelunturan =
x 100% W1
Dimana : W1 : Berat oven contoh uji sebelum rendam (gram) W2 : Berat oven contoh uji setelah rendam (gram) Indikator ketahanan komposit kayu terhadap serangan rayap dilihat dengan menghitung penurunan berat sampel setelah pengujian dan mortalitas rayap.
Kehilangan berat dihitung dengan rumus : ODW1 - ODW2 Persentase kehilangan berat =
x 100% ODW1
Dimana: ODW1: Berat kering oven sample sebelum pengujian rayap (gram) ODW2 : Berat kering oven sample setelah pengujian (gram)
Kelas ketahanan alami didasarkan pada klasifikasi menurut Sornnuwat (1996) disajikan pada tabel 3 berikut : Tabel 3 Klasifikasi ketahanan kayu terhadap serangan rayap tanah Penurunan berat (%)
Kelas ketahanan
0
Sangat tahan
1-3
Tahan
4-8
Cukup tahan
9-15
Rentan
>15
Sangat rentan
Sumber : Sornnuwat 1996
Persentase mortalitas rayap pekerja dan rayap prajurit dihitung dengan rumus : Mij Kij =
x 100% N
Dimana : Kij : Mortalitas rayap pada contoh uji ke-i dan ulangan ke-j Mij : Jumlah rayap tanah yang mati pada contoh uji ke-I dan ulangan ke-j N : Jumlah awal rayap hidup
Respon data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap. Model statistik linier dari rancangan percobaan ini dengan persamaan : Yij = µ + α1 + ΣIJ Dimana : Yij
: Nilai pengamatan pada perlakuan ke-I, ulangan ke-j
µ
: Nilai rata-rata umum
α1
: Pengaruh perlakuan ke-i
ΣIJ
: Error perlakuan ke-I, ulangan ke-j
Data hasil pengujian dianalisis dengan menggunakan analisis sidik ragam, dengan kriteria sebagai berikut : a). Jika F hitung lebih kecil dari F tabel maka Ho diterima atau perlakuan tidak memberikan pengaruh pada suatu selang kepercayaan. b). Jika F hitung lebih besar dari F tabel maka Ho ditolak atau perlakuan memberikan pengaruh pada suatu selang kepercayaan.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengaruh Proses Pelunturan Terhadap Pengurangan Berat Contoh Uji Pelunturan yang dimaksud dalam tulisan ini adalah keluarnya zat dari contoh uji sebagai akibat dari perendaman dalam air yang bertujuan untuk mengetahui apakah ikatan polimer, coupling agent dan asetilasi dan Zinc borate dapat terurai oleh air sehingga menyebabkan kerentanan terhadap serangan rayap tanah. Grafik Persentase pelunturan rata-rata setiap contoh uji dapat dilihat pada Gambar 3.
2.5 2.07 2 Pelunturan 1.5 rata1 rata(% ) 0.5
1.46 1.39 1.04 0.78 0.13
0 P1
P2
P3
P4
P5
P6
Spesimen
Keterangan: P0 = Kayu utuh P1 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa. P2 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa dengan perlakuan 3% caupling agent. P3 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa terasetilasi. P4 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa dengan penambahan 1% ZB serut permukaan, tanpa lapisan polimer dipermukaannya. P5 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa serut permukaan, tanpa lapisan polimer dipermukaannya.
Gambar 3 Rata-rata persentase kehilangan berat setelah perendaman dalam air
Pada gambar tersebut menunjukkan bahwa perendaman dalam air menyebabkan semua contoh uji mengalami pelunturan, walaupun pengurangan beratnya tidak signifikan, artinya pengurangan berat yang terjadi relatif kecil.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam yang dilakukan, diperoleh bahwa pada selang kepercayaan 95% dan 99% perlakuan terhadap contoh uji berpengaruh nyata terhadap kehilangan berat. Untuk melihat pengaruh perbedaan perlakuan tiap komposit kayu, maka dilakukan uji lanjut Duncan dan diperoleh bahwa contoh uji kontrol berbeda nyata dengan kelima contoh uji. P3 berbeda nyata dengan P0, P1, P2, P4 dan P5. Secara analisis keragaman kehilangan berat berat keenam contoh uji dapat dilihat pada Lampiran 1. Persen pelunturan yang terkecil terjadi pada contoh uji P3, yakni campuran HDPE dengan serbuk kayu terasetilasi sebesar 0,13%, hal ini terjadi karena pengaruh asetilasi dimana perlakuan asetilasi akan meningkatkan persen penambahan berat dan menghasilkan kayu dengan hidrofobisitas yang lebih tinggi (Hadi et al. 1993), sedangkan persen pelunturan yang terbesar terjadi pada contoh uji kontrol (kayu utuh) sebesar 2,07%, hal ini diakibatkan oleh komponen kayu yang mudah larut dalam air seperti gula dan pati serta tidak dilakukannya proses asetilasi, penambahan coupling agent dan lain-lain. Pengurangan berat contoh uji pada P1 sebesar 0,78 %, pengurangan berat yang kecil terjadi karena tidak ada perlakuan tambahan pada komposit serbuk kayu plastik jadi zat yang keluar dari contoh uji ini lebih kecil dibandingkan contoh uji P2, P4 dan P5, hal ini dapat dilihat pada Gambar 5. Pengurangan berat pada P2 diduga ada ikatan coupling agent yang lepas karena tercuci oleh air. Pada contoh uji P4 dan P5 pengurangan berat yang lebih besar terjadi pada P4 karena ada zinc borate yang larut dalam air pada saat pelunturan.
4.2 Penurunan Berat Contoh Uji Setelah Diumpan Terhadap Rayap Tanah (C. gestroi). Berdasarkan hasil penurunan berat yang diperoleh dari lima jenis modifikasi HDPE dengan serbuk kayu dan satu contoh uji kontrol (kayu utuh) setelah mengalami pelunturan, penurunan berat tertinggi terjadi pada contoh uji kontrol sedangkan yang terendah terjadi pada campuran HDPE dengan serbuk kayu terasetilasi (Gambar 4).
Keterangan: P0 = Kayu utuh P1 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa. P2 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa dengan 3% caupling agent. P3 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa terasetilasi. P4 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa dengan penambahan 1% ZB serut permukaan, komposit kayu plastik tanpa lapisan polimer dipermukaannya. P5 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa serut permukaan, komposit kayu plastik tanpa lapisan polimer dipermukannya.
Gambar 4 Penurunan berat rata-rata komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi dan kayu gubal P. ponderosa terhadap serangan rayap C. gestroi.
Pada gambar tersebut juga menunjukkan bahwa penurunan berat pada kelima contoh uji modifikasi HDPE dengan serbuk kayu tidak jauh berbeda kecuali pada kayu utuh. Persen penurunan berat contoh uji adalah 0,79%-1,58%, sedangkan pada contoh uji kayu utuh penurunan berat mencapai 13,70%. Pada penelitian sebelumnya (Sukmana 2005), yaitu tanpa pelunturan, pengurangan berat rata-rata contoh uji modifikasi HDPE dengan serbuk kayu adalah 0,84-2,99%, sedangkan penurunan berat rata-rata dengan komposisi contoh uji yang sama setelah pelunturan adalah 0,61-1,59%. Berdasarkan klasifikasi Sornnuwat 1996, contoh uji tersebut
tahan terhadap serangan rayap tanah
walaupun sudah dilakukan pelunturan. Untuk melihat perbandingan penurunan
berat dengan penelitian yang dilakukan oleh Sukmana (2005) maka dibuat tabel berikut. Tabel 4 Perbandingan penurunan berat komposit kayu plastik akibat serangan rayap tanah sebelum dan sesudah proses pelunturan Nomor Pengurangan Berat Contoh Uji (%) Contoh Uji
Sebelum
Sesudah
Pelunturan*
Pelunturan
P0 (kontrol)
23,06
13,70
P1
2,65
1,59
P2
2,99
1,58
P3
1,31
0,61
P4
2,11
0,79
0,84
1,43
P5 *
Keterangan : = Sukmana 2005.
Tabel diatas menunjukkan bahwa perlakuan pelunturan serbuk kayu terhadap pengurangan berat tidak memberikan pengaruh, artinya walaupun komposit kayu ini digunakan ditempat yang sering terkena air atau hujan tidak mempengaruhi ketahanan komposit kayu terhadap serangan rayap tanah C. gestroi. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam yang dilakukan, diperoleh bahwa pada selang kepercayaan 95% dan 99% pemberian perlakuan memberikan pengaruh sangat nyata terhadap penurunan berat. Secara analisis keragaman pengurangan berat keenam contoh uji dapat dilihat pada Lampiran 2. Selanjutnya untuk mengetahui pengaruh perbedaan pengurangan berat tiap contoh uji akibat diumpan ke rayap, maka dilakukan uji lanjut Duncan. Dari hasil uji lanjut Duncan diperoleh bahwa kelima contoh uji campuran HDPE dengan serbuk kayu yakni P1, P2, P3, P4 dan P5 penurunan berat tidak berbeda nyata namun berbeda nyata dengan contoh uji kontrol P0. Secara analisis dapat dilihat pada lampiran 2. Pelunturan tidak memberi pengaruh yang berarti terhadap pengurangan berat, artinya komponen yang keluar dari contoh uji sangat kecil dan tidak mempengaruhi ketahanan komposit kayu terhadap serangan rayap tanah. Ketahanan komposit kayu ini diduga karena penggunaan plastik yang menjadi
penghalang fisik bagi rayap untuk memanfaatkan selulosa kayu karena pada dasarnya rayap hanya memanfaatkan bahan berselulosa sebagai bahan makanan utamanya (Tambunan dan Nandika 1989). Penambahan plastik juga menyebabkan permukaan kayu menjadi keras sehingga rayap memperoleh kesulitan dalam menggigit dan mengolah untuk menjadi makanannya. Semakin tinggi kekerasan makanannya maka aktivitas makan rayap juga akan berkurang (Supriana 1983). Pada P1 dan P2 rata-rata penurunan berat tidak menunjukkkan perbedaan, artinya pemberian coupling agent pada P2 tidak mempengaruhi penurunan berat akan tetapi yang mempengaruhi adalah penggunaan plastik sebagai matriks pada komposit kayu. Pada contoh uji P3 dan P4 penurunan berat rata-rata setelah pelunturan adalah masing-masing 0,61% dan 0,79%. Artinya pelunturan tidak mempengaruhi ketahanan contoh uji P3 dan P4 terhadap serangan rayap tanah, hal ini dikarenakan pada P3 pengaruh perlakuan asetilasi pada serbuk kayu memperkuat ikatan kimia serbuk kayu sehingga walaupun dilakukan pencucian ikatannya tetap kuat. Reaksi kimia berupa asetilasi terhadap gugus hidroksil pada dinding sel kayu akan merubah susunan kimianya, sehingga diduga enzim perusak kayu dalam hal ini rayap tanah tidak mampu bekerja pada sel kayu yang termodifikasi ini (Rowell 1990). Sedangkan pada P4 yakni penambahan perlakuan 1% Zinc borate serut permukaan, rayap hanya mampu memakan selulosa yang ada pada bagian permukaan kayu yang tidak terlindungi oleh atau tertutup tipis oleh HDPE. Penurunan berat pada kelima modifikasi kayu plastik setelah pengujian terhadap rayap tanah sudah memenuhi standar JIS K 1571-2004 dengan maksimum penurunan berat (Weight lost) adalah sebesar 3%. Ketahanan contoh uji dapat juga dilihat dari penampilan fisiknya. Penampilan fisik contoh uji komposit serbuk kayu plastik adalah permukannya yang keras sehingga menyulitkan rayap tanah untuk mengigit komposit serbuk kayu plastik tersebut. Kondisi contoh uji komposit serbuk kayu plastik sebelum dan sesudah pengumpanan tidak jauh berbeda akan tetapi berbeda halnya dengan contoh uji kontrol. Kondisi fisik contoh uji kontrol sebelum dan sesudah pengumpanan berbeda dengan jelas akibat serangan rayap tanah untuk memperoleh selulosa yang terkandung didalam contoh uji kontrol tersebut.
Berikut adalah gambar kondisi contoh uji sebelum dan sesudah pengumpanan terhadap rayap tanah C. gestroi.
Gambar 5 Kondisi contoh uji sebelum pengumpanan
Gambar 6 Kondisi contoh uji setelah pengumpanan
4.3 Mortalitas Rayap Tanah (C. gestroi) Rata-rata persen mortalitas kelima contoh uji campuran HDPE dan serbuk kayu diakhir pengujian (minggu ke-3) berkisar antara 94,54-96,36 %, hal ini hampir sama dengan nilai yang dihasilkan pada penelitian sebelumnnya dengan komposisi contoh uji yang sama sebelum dilakukan proses pelunturan yaitu berkisar antara 98-100% (Sukmana 2005).
Keterangan: P 0 = Kayu utuh P1 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa P2 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa dengan perlakuan 3% caupling agent P3 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa terasetilasi P4 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa dengan penambahan 1% ZB, komposit kayu plastik tanpa lapisan polimer dipermukaannya P5 = HDPE + serbuk kayu P. ponderosa serut permukaan, komposit kayu plastik tanpa lapisan polimer dipermukaannya
Gambar 7 Persen mortalitas rayap tanah (C. gestroi) Secara umum menunjukkan bahwa mortalitas semakin meningkat dari minggu pertama pengamatan sampai diakhir pengamatan pada semua contoh uji, walaupun diakhir pengamatan mortalitas kayu solid (kontrol) jauh lebih rendah dibandingkan dengan yang lainnya. Mortalitas yang semakin meningkat disebabkan tidak adanya pilihan makanan lain bagi rayap tanah. Dalam keadaan terpaksa rayap harus memakan bahan makanan yang diberikan atau akan mati kelaparan. Supriana (1983) menyatakan bahwa dalam uji preferensi makanan tunggal dilaboratorium, rayap hanya dihadapkan pada satu pilihan makanan saja. Dalam keadaan terpaksa tersebut, rayap memakan bahan makanan atau akan mati kelaparan, sebagian rayap akan memilih untuk berpuasa yang pada akhirnya akan lemah dan mati. Hasil analisis sidik ragam menunjukkan mortalitas rayap berbeda sangat nyata pada selang kepercayaan 95% dan 99%. Berdasarkan analisis Duncan menunjukkan bahwa persen mortalitas rayap pada kelima contoh uji komposit
plastik tidak berbeda, namun berbeda nyata terhadap contoh uji kontrol pada α = 5%. Secara analisis dapat dilihat pada Lampiran 3. Persen mortalitas yang relatif sama pada kelima contoh uji diduga karena keberadaan plastik dalam campuran HDPE dengan serbuk kayu plastik memberikan efek yang sama terhadap rayap. Sementara pada contoh uji kontrol (kayu utuh) rayap memperoleh selulosa dengan mudah yang terkandung dalam kayu P. ponderosa sehingga rayap lebih banyak dapat bertahan hidup dan persen mortalitasnya lebih kecil dibandingkan dengan lima jenis komposit lainnya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 1. Proses pelunturan tidak mempengaruhi ketahanan komposit serbuk kayu plastik polietilena berkerapatan tinggi terhadap serangan rayap C. gestroi. 2. Komposit kayu plastik dengan penggunaan HDPE sebagai matrik mampu meningkatkan daya tahan kayu Pinus ponderosa terhadap serangan rayap tanah C. gestroi. 3. Perlakuan asetilasi
serbuk kayu pada komposit serbuk kayu plastik
menghasilkan ketahanan yang lebih baik terhadap serangan rayap tanah dibandingkan dengan perlakuan lainnya. 4. Perlakuan coupling agent menghasilkan penurunan berat yang tidak jauh berbeda dengan yang tidak ada perlakuan sehingga coupling agent memberi pengaruh yang sangat kecil dalam meningkatkan ketahanan komposit serbuk kayu plastik terhadap serangan rayap tanah C. gestroi. 5. Penambahan perlakuan 1 % Zinc Borate terhadap serbuk kayu P. ponderosa menghasilkan ketahanan komposit serbuk kayu plastik yang cukup baik terdapat serangan rayap tanah C. gestroi.
5.2 Saran Perlu dilakukan penelitian mekanisme ikatan polimer dengan serbuk kayu dan pengaruhnya terhadap serangan rayap tanah C. gestroi.
DAFTAR PUSTAKA [Anonim]. 2008. Pinus ponderosa. (http://www.thewoodexplorer.com). [06 Januari 2009]. [Anonim]. 2005. Introduction, Distribution, Description and Identification, Life History, Damage Pest Status Management Selected References (http/: pestalert. ifas. edu/ asian termite.htm). [24 Januari 2009] Benham JV. 1985. Modern Plastic Encyclopedia. New York : Mc Graw Hill Publication (62): 10 A. Cowd MA. 1991. Kimia Polimer. Bandung : Institut Teknologi Bandung. Hadi YS, Fauzi F, Elis NH. 1994. Asetilasi Selumbar Sebagai Usaha Peningkatan Ketahanan Papan Partikel Dari Serangan Rayap Tanah, Rayap Kayu Kering dan Jamur Perusak Kayu. Bogor: Pusat Antar Universitas Ilmu Hayati. Institut Pertanian Bogor. Hasan
T. 1984. Rayap dan Pemberantasannya (Penanggulangan Pencegahannya). Yayasan Pembinaan Watak dan Bangsa. Jakarta.
dan
Henkle RN. 1982. Modern Plastic Encyclopedia. New York : Mc Graw Hill Publication (59): 10 A JIS K 1571 2004. Test Methods for Determining the Effectives of Wood Preservatives and their Ferformance Requirements. Kusnadi A. 2003. Sifat Fisis Mekanis Papan Komposit Dari Berbagai Limbah serbuk Kayu dan Nonkayu dengan Plastik Polyethylene dan Polypropylene Daur Ulang. [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Tidak dipublikasikan. Maloney TM. 1996. The Family of Wood Composite Materials. Forest Products Journal (46) 2: 19-26. Massijaya MY. 2000. Pengembangan Papan Komposit Dari Limbah Kayu dan Plastik. Laporan Hibah Barsaing VII Perguruan Tinggi. Bogor: Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Tidak dipublikasikan. Nandika D, Surjokusumo S, Rismayadi Y. 1999. Status Bahaya Serangan Rayap Pada Bangunan Gedung di Indonesia. Prosiding Seminar Nasional Pemantapan Sistem Pengendalian Rayap Pada Bangunan Gedung. Jakarta: Departemen Pekerjaan Umum dan Ikatan Perusahaan Pengendalian Rayap.
Nandika D, Rismayadi Y, Diba F. 2003. Rayap Biologi dan Pengendaliannya. Surakarta: Muhammadiyah University Press. Setyawati D. 2003. Sifat Fisis dan Mekanis Komposit Serbuk Kayu Plastik Polipropilena Daur Ulang. (http://tumoutou.net). [06 Januari 2009]. Sornnuwat Y. 1996. Studies on Damage of Constructions Caused by Subterranean Termites and its Control in Thailand. Jpn. J. Environ. Entomol. Zool. (submitting) Sukmana A. 2005. Uji Laboratoris Daya Tahan Komposit Serbuk Kayu Plastik Polietilena Berkerapatan Tinggi Terhadap Serangan Rayap Tanah (Coptotermes curvignathus Holmgren) [skripsi]. Bogor: Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Supriana N. 1983. Perilaku Rayap. Bogor: Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Kehutanan. Tambunan B, Dodi N. 1989. Deteriorasi Kayu oleh Faktor Biologis. Bogor: Pusat Antar Universitas Bioteknologi. Institut Pertanian Bogor. Tarumingkeng RC. 1971. Biologi dan Pengenalan Rayap Perusak Kayu Indonesia. Lap. L.P.H. (138): 28P. Titmuss FH. 1971. Commercial Timber of The World. London: The Technical Press LTD. Youngquist 1995. Unlikely Partners? The Marriage of Wood and Non Wood Materials. Forest Product Journal 45(10). 25-30 Oktober 1995)
LAMPIRAN
Lampiran 1 Pelunturan komposit serbuk kayu plastik polietilena akibat perendaman dalam air Perlakuan
Ulangan
Total
Rata-rata Pelunturan (%)
1
2
3
P0 (Kontrol)
2,45
2,32
1,44
6,21
2,07
P1
0,67
0,85
0,82
2,35
0,78
P2
1,01
1,04
1,07
3,11
1,04
P3
0,12
0,07
0,20
0,38
0,13
P4
1,28
1,68
1,43
4,39
1,46
P5
1,45
1,38
1,34
4,17
1,39
Analisis sidik ragam pelunturan contoh uji akibat perendaman dalam air ANOVA Dependent Variable: KB Source DF Model 5 Error 12 Corrected Total 17
Sum of Squares 6.58796976 0.71776472 7.30573447
Mean Square F Value Pr > F 1.31759395 22.03 0.0001 0.05981373
Keterangan: Pr > F < 0,05 : berbeda nyata pada α = 0,05 Pr > F < 0,01 : berbeda sangat nyata pada α = 0,01
Lampiran 1 ( Lanjutan) Uji lanjut Duncan kehilangan berat rata-rata contoh uji akibat perendaman dalam air. Alpha= 0.05 df= 12 MSE= 0.059814 Number of Means 2 3 4 5 6 Critical Range .4351 .4554 .4677 .4759 .4815 Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping Mean N PER A 2.0706 3 P0
C
B
1.4646
3 P4
B
1.3903
3 P5
B
1.0378
3 P2
0.7823
3 P1
0.1282
3 P3
C
D
Keterangan: Angka yang diikuti huruf sama menyatakan tidak berbeda nyata pada α = 0,05
Lampiran 2 Penurunan berat rata-rata contoh uji terhadap serangan rayap tanah C. gestroi (%). Perlakuan
Ulangan
Total
Rata-rata penurunan berat (%)
1
2
3
P0 (kontrol)
14.74
13.05
13.32
41.11
13.70
P1
2.03
1.60
1.12
4.75
1.59
P2
2.39
0.74
1.62
4.75
1.58
P3
0.25
0.52
1.05
1.82
0.61
P4
0.67
0.83
0.88
2.38
0.79
P4
1.31
1.19
1.81
4.31
1.43
Analisis sidik ragam penurunan berat rata-rata akibat serangan rayap tanah Coptotermes gestroi
ANOVA Dependent Variable: KB Source DF Sum of Squares Model 5 393.45253293 Error 12 3.99810733 Corrected Total 17 397.45064026
Mean Square F Value Pr > F 78.69050659 236.18 0.0001 0.33317561
Keterangan Pr > F < 0,05 : berbeda nyata pada α = 0,05 Pr > F < 0,01 : berbeda sangat nyata pada α = 0,01
Lampiran 2 (Lanjutan) Uji lanjut Duncan penurunan berat rata-rata contoh uji terhadap serangan rayap tanah Coptotermes gestroi. Alpha= 0.05 df= 12 MSE= 0.333176 Number of Means 2 3 4 5 6 Critical Range 1.027 1.075 1.104 1.123 1.136 Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping Mean N PER A
13.7049
3 P0
B B B B B B B B B
1.5873
3 P1
1.5849
3 P2
1.4341
3 P5
0.7945
3 P4
0.6063
3 P3
Keterangan: Angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan nilai kehilangan berat yang tidak berbeda nyata pada α = 0,05
Lampiran 3 Rekapitulasi mortalitas rata-rata rayap tanah C. gestroi (%) Campuran
P0
P1
P2
P3
P4
P5
ulangan
Mortalitas minggu ke1
2
3
1
16.36
23.03
28.48
2
21.81
24.24
30.30
3
16.36
26.67
30.30
Rata-rata
18.18
24.65
29.69
1
38,79
74,54
96,97
2
40.20
72.52
96.36
3
40.61
71.51
95.76
Rata-rata
41.21
71.51
96.36
1
41.21
72.73
95.15
2
37.57
72.73
95.76
3
40.61
24.65
95.15
Ratarata
39.80
72.12
95.35
1
47.27
73.94
96.70
2
41.21
73.94
96.36
3
39.39
73.33
95.76
Rata-rata
42.63
73.74
96.36
1
46.06
72.12
93.94
2
45.45
73.33
94.54
3
40
73.94
94.54
Rata-rata
44.65
73.13
94.54
1
40
72.93
92.12
2
46.06
73.33
94.54
3
47.88
72.73
96.97
Rata-rata
43.84
72.73
95.15
Lampiran 3 (lanjutan) Analysis of Variance Procedure Class Level Information Class Levels Values PER 6 P0 P1 P2 P3 P4 P5 Number of observations in data set = 18 The SAS System 14:43 Wednesday, March 26, 1997 2 Analysis of Variance Procedure Dependent Variable: MOR Source DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F Model 5 10795.73537778 2159.14707556 1656.35 0.0001 Error 12 15.64273333 1.30356111 Corrected Total 17 10811.37811111 Keterangan: Pr > F < 0,05 : berbeda nyata pada α = 0,05 Pr > F < 0,01 : berbeda sangat nyata pada α = 0,01
The SAS System Analysis of Variance Procedure Duncan's Multiple Range Test for variable: MOR NOTE: This test controls the type I comparisonwise error rate, not the experimentwise error rate Alpha= 0.05 df= 12 MSE= 1.303561 Number of Means 2 3 4 5 6 Critical Range 2.031 2.126 2.184 2.222 2.248 Means with the same letter are not significantly different. Duncan Grouping Mean N PER A A A A A A A A A B
96.3633
3 P1
96.2733
3 P3
95.3533
3 P2
94.5433
3 P5
94.3400
3 P4
29.6933
3 P0
Keterangan: Angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan nilai mortalitas rayap yang tidak berbeda nyata pada α = 0,05
