Sifat Dasar Kayu Sentang (Melia excelsa Jack) dan Pemanfaatannya Sebagai Bahan Baku Oriented Strand Board

Gratis

0
10
95
2 years ago
Preview
Full text
SIFAT DASAR KAYU SENTANG (Melia excelsa Jack) DAN PEMANFAATANNYA SEBAGAI BAHAN BAKU ORIENTED STRAND BOARD APRI HERI ISWANTO SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008 ABSTRACT APRI HERI ISWANTO. Basic Properties of Sentang Wood (Melia excelsa Jack) and Its Utilization as Oriented Strand Board Materials. Supervised by FAUZI FEBRIANTO and IMAM WAHYUDI Objectives of this research were to study the suitability of sentang wood as OSB material based on its basic properties, and to evaluate pretreatments effect of strands to the quality of OSB. The methods used were maseration and microtom techniques for wood structure, small clear specimen test based on BS373 standard for physical and mechanical of wood properties, TAPPI standard for chemical component, grave yard test for natural durability, JIS A5908 (2003) standard for board quality and modified wood block test for evaluating the resistance of OSB againts to termite attack. Prior to be manufactured for OSB, the strands were immersed in cold and hot water, immersed in preservative solution and autoclaved. The result show that (1) Sentang wood is suitable for OSB manufacturing since its fibre cell wall is thin to moderate. Moreover, it has a rather more of pore. These two factors made either the adhesive process or the pressuring process become better. (2) Pretreatment of strands resulted in the improvement on physical, mechanical, and durability of OSB. Key words: Sentang wood, basic properties, OSB, pretreatments strand ABSTRAK APRI HERI ISWANTO. Sifat Dasar Kayu Sentang (Melia excelsa Jack) dan Pemanfaatannya Sebagai Bahan Baku Oriented Strand Board. Dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Fauzi febrianto, MS dan Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari sifat dasar kayu sentang (M. excelsa Jack) untuk menilai kesesuaiannya sebagai bahan baku OSB serta mengevaluasi pengaruh perlakuan awal strand terhadap sifat fisis, mekanis dan keawetan OSB yang dihasilkan. Penelitian anatomi kayu menggunakan teknik maserasi dan mikrotom, sifat fisis dan mekanis kayu dengan teknik pengujian contoh kecil bebas cacat, sifat kimia merujuk pada TAPPI T 257 om-85 dan keawetan alami kayu melalui uji kubur. Sifat fisis mekanis papan merujuk pada standar JIS A5908 (2003) dan uji keawetan papan merujuk pada teknik modified wood block test. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) Kayu sentang cocok digunakan sebagai bahan baku OSB mengingat tebal dinding seratnya tergolong tipis hingga sedang dengan jumlah pori agak banyak yang memungkinkan proses perekatan dan pengempaan dapat berjalan dengan baik. (2) Perlakuan awal strand berupa perebusan dan perendaman dalam bahan pengawet menghasilkan papan dengan kualitas terbaik bila dibandingkan papan dengan perlakuan yang lain dan kontrol. Kata kunci: Kayu sentang , sifat dasar, OSB, perlakuan awal strand       RINGKASAN APRI HERI ISWANTO. Sifat Dasar Kayu sentang (Melia excelsa Jack) dan Pemanfaatannya Sebagai Bahan Baku Oriented Strand Board. Dibimbing oleh FAUZI FEBRIANTO dan IMAM WAHYUDI Kebutuhan kayu sebagai bahan konstruksi bangunan dan bahan baku meubel semakin meningkat seiring dengan peningkatan jumlah penduduk, namun di sisi lain produksi kayu dari hutan alam cenderung menurun tiap tahunnya. Solusi dari permasalahan tersebut adalah dengan memanfaatkan jenis kayu cepat tumbuh. Melalui teknologi pengolahan kayu yang tepat diharapkan kelemahan yang ada pada kayu cepat tumbuh tersebut dapat diatasi. Salah satu jenis kayu cepat tumbuh yang berpotensi untuk dikembangkan adalah Melia excelsa. Menurut Oey Djoen Seng (1951) dalam Soewarsono (1990), pada kadar air 15% kayu ini memiliki berat jenis (BJ) sekitar 0,49-0,7 (0,6). Selain dimanfaatkan sebagai kayu solid, bila ditinjau dari BJ-nya maka kayu sentang cocok dipakai sebagai bahan baku papan komposit. Salah satu produk komposit yang dapat berfungsi sebagai papan struktural adalah oriented strand board (OSB). Untuk menghasilkan OSB yang memenuhi standar sebagai bahan konstruksi, harus diketahui sifat dasar (sifat anatomi, fisis, mekanis dan kimia) dari kayu tersebut, sehingga dapat ditentukan perlakuan awal terhadap strand yang akan dipergunakan. Oleh karena itu tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari sifat dasar kayu sentang (M. excelsa Jack) dalam rangka menilai kesesuaiannya sebagai bahan baku OSB serta mengevaluasi pengaruh perlakuan awal strand terhadap sifat fisis, mekanis dan keawetan OSB. Struktur anatomi kayu diteliti menggunakan teknik maserasi dan mikrotom, sedangkan sifat fisis dan mekanisnya melalui pengujian contoh kecil bebas cacat. Sifat kimia merujuk pada TAPPI T 257 om-85 sementara keawetan alami kayu diteliti melalui uji kubur. Sifat fisis mekanis papan merujuk pada standar JIS A5908 (2003) sedangkan uji keawetan papan merujuk pada teknik modified wood block test.  Hasil penelitian sifat dasar kayu M. excelsa menunjukkan bahwa berdasarkan ukuran dinding seratnya, kayu sentang cocok digunakan sebagai bahan baku pembuatan OSB karena dapat dipastikan bahwa strand kayu sentang tidak akan mengalami kesulitan saat dikempa sehingga dapat dihasilkan papan dengan kerapatan yang dikehendaki. Berdasarkan ukuran diameter pori dan jumlah porinya, maka perlakuan pendahuluan yang sederhana terhadap strand seperti perendaman dan sedikit pemanasan sudah dapat memperbaiki tingkat penetrasi perekat ke dalam kayu. Kondisi di atas diperkuat dengan nilai BJ kayu sentang yang tergolong sedang, yakni berkisar antara 0,42-0,52. Terkait dengan nilai rasio kompresi yang dipersyaratkan minimal sebesar 1,3 maka kayu sentang sangat cocok dipakai sebagai bahan baku OSB untuk menghasilkan papan berkerapatan rendah dengan kekuatan yang tinggi. Berdasarkan hasil penelitian sifat kimianya diketahui bahwa kadar ekstraktif kayu sentang tergolong sedang. Dengan kadar ektraktif yang demikian ditambah lagi tingkat keterawetannya yang tegolong rendah, maka perlu dilakukan perlakuan pendahuluan terhadap strand dalam rangka meningkatkan kualitas papan yang dihasilkan. Hasil total skoring yang ditinjau dari nilai rata-rata dan pencapaian standar diketahui bahwa perlakuan awal strand yang berupa perebusan dan perendaman dalam bahan pengawet merupakan skor tertinggi sehingga direkomendasikan sebagai papan dengan kualitas terbaik. Namun, ditinjau dari segi efisiensi teknis dan ekonomis, maka papan tanpa perlakuan (kontrol) merupakan papan yang layak dipertimbangkan karena secara keseluruhan, papan kontrol yang dihasilkan telah memenuhi standar JIS A 5908 (2003) sebagai papan komposit struktural. PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juli 2007 ini adalah sifat dasar dan panel-panel kayu, dengan judul Sifat Dasar Kayu Sentang (Melia excelsa Jack) dan Pemanfaatannya Sebagai Bahan Baku Oriented Strand Board. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Rektor Universitas Sumatera Utara dan Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara atas kesempatan yang telah diberikan untuk melanjutkan studi ke Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Terima kasih juga disampaikan kepada Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi atas program Beasiswa Pendidikan Pascasarjana (BPPS) T.A 2006-2008. Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS dan Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS selaku komisi pembimbing yang telah memberikan arahan, bimbingan dan motivasi dalam penyelesaian karya ilmiah ini. Keberhasilan ini juga tidak terlepas dari do’a dan dukungan kedua orang tua, istri dan keluarga, terima kasih untuk semuanya. Semoga dengan adanya karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan para pembaca pada umumnya. Bogor, Juli 2008 Apri Heri Iswanto   PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Sifat Dasar Kayu Sentang (Melia excelsa Jack) dan Pemanfaatannya Sebagai Bahan Baku Oriented Strand Board adalah karya saya sendiri dengan arahan dosen 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 dibagian akhir tesis ini. Bogor, Juli 2008 Apri Heri Iswanto © Hak cipta milik IPB, tahun 2008 Hak cipta dilindungi undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah. b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB. Judul Tesis : Sifat Dasar Kayu Sentang (Melia excelsa Jack) Pemanfaatannya Sebagai Bahan Baku Oriented Strand Board Nama : Apri Heri Iswanto NIM : E051060101 dan Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Fauzi Febrianto, MS Ketua Pror. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS Anggota Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan Dekan Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS Tanggal Lulus: Tanggal Ujian: 09/Juni/2008 Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. I Nyoman Jayawistara LAMPIRAN SIFAT DASAR KAYU SENTANG (Melia excelsa Jack) DAN PEMANFAATANNYA SEBAGAI BAHAN BAKU ORIENTED STRAND BOARD APRI HERI ISWANTO Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pekalongan, Jawa Tengah pada tanggal 21 april 1980 sebagai anak pertama dari pasangan ayah Subardi, S.Pd dan ibu Kusnanti, S.Pd. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB, lulus pada bulan Februari 2003. Kesempatan untuk melanjutkan ke program master pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana IPB diperoleh pada tahun ajaran 2006/2007. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi. Penulis bekerja sebagai staf pengajar di Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara. Beberapa mata kuliah yang pernah diasuh antara lain Mekanika Kayu, Kayu Sebagai Bahan Bangunan dan Perlindungan Bangunan. Bogor, Juli 2008 Apri Heri Iswanto DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ............................................................................................ iii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... vi PENDAHULUAN ........................................................................................... 1 A. Latar Belakang ..................................................................................... 1 B. Tujuan ................................................................................................... 3 C. Manfaat................................................................................................. 3 D. Kerangka Pemikiran Penelitian ............................................................ 3 TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 5 A. Melia excelsa ........................................................................................ 5 B. Sifat Dasar Kayu Sentang..................................................................... 7 C. Oriented Strand Board (OSB) .............................................................. 8 D. Perlakuan Pendahuluan ........................................................................ 15 METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................... 17 A.Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................... 17 B. Bahan dan Alat ..................................................................................... 17 C. Metode .................................................................................................. 18 D. Analisis Data ........................................................................................ 30 HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 33 A. Sifar Dasar dan Keawetan Alami Kayu Sentang ................................. 33 A.1.Anatomi kayu ................................................................................ 33 A.2.Sifat fisis kayu ............................................................................... 36 A.3.Sifat mekanis kayu ........................................................................ 42 A.4.Sifat kimia kayu............................................................................. 46 A.5.Keawetan alami kayu .................................................................... 49 B. Geometri dan Klasifikasi Penggulungan Strand .................................. 50 B.1.Geometri strand ............................................................................. 50 B.2.Klasifikasi penggulungan strand ................................................... 51 C. Sifat Fisis, Mekanis dan Keawetan Oriented Strand Board (OSB) ..... 52 C.1.Sifat fisis OSB ............................................................................... 52 C.2.Sifat mekanis OSB......................................................................... 58 C.3.Keawetan OSB .............................................................................. 64 D. Skoring OSB Hasil Penelitian .............................................................. 67 KESIMPULAN ................................................................................................ 69 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 70 LAMPIRAN ..................................................................................................... 74 ii   DAFTAR TABEL Halaman 1 Dimensi strand (hasil pengukuran 100 strand) 12 2 Skala ketahanan kayu terhadap serangan rayap tanah 23 3 Penilaian visual grave yard test 24 4 Klasifikasi penggulungan strand 25 5 Komposisi kebutuhan bahan untuk satu papan berdasarkan perlakuan perendaman 26 6 Klasifikasi antifeedant 30 7 Klasifikasi tingkat ketahanan kayu terhadap serangan rayap 30 8 Rata-rata ukuran dimensi serat 33 9 Ukuran diameter dan jumlah pori 34 10 Ukuran dimensi dan frekuensi jari-jari 35 11 Panjang, lebar, tebal, slenderness ratio dan aspect ratio strand 50 12 Klasifikasi penggulungan strand 51 13 Rekapitulasi skoring OSB hasil penelitian 67 iii   DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Diagram kerangka pemikiran 4 2 Arah orientasi strand (structural board association 2004) 10 3 Tipe strand (Nishimura et al. 2004) 12 4 Cara pengukuran panjang dan lebar strand (Nishimura et al. 12 2004) 5 Penguburan contoh uji 23 6 Denah uji kubur (grave yard test) 24 7 35 10 a) Pori gabung radial; b) pori gabung tangensial (perbesaran 200x) a) Sel baring; b) sel tegak pada bidang radial (perbesaran 200x) a) Tipe jari-jari multiseriet 2-4 seri pada bidang tangensial (perbesaran 200x) Histogram berat jenis kayu sentang 36 11 Histogram kadar air kayu sentang 38 12 39 13 Histogram penyusutan longitudinal, radial, tangensial dan nilai T/R kayu sentang Histogram penyusutan volume kayu sentang 14 Histogram MOR kayu sentang 42 15 Histogram MOE kayu sentang 43 16 Histogram keteguhan tekan sejajar serat kayu sentang 44 17 Histogram keteguhan tarik sejajar serat kayu sentang 45 18 Histogram kekerasan kayu sentang 45 19 Histogram kelarutan zat ekstraktif kayu sentang 46 20 Histogram kadar holoselulosa, selulosa, hemiselulosa, dan lignin kayu sentang Histogram kadar abu kayu sentang 48 49 23 Histogram kehilangan berat akibat serangan rayap tanah pada kayu sentang Strand (a) datar (b) curl, quarter round (c) curl, half round 24 Histogram kerapatan papan 52 8 9 21 22 iv   35 36 41 49 52 25 Histogram kadar air papan 53 26 Histogram daya serap air papan 55 27 57 28 Sudut kontak strand dengan perlakuan perendaman dalam bahan pengawet Histogram pengembangan tebal papan 29 Histogram pengembangan linier papan 58 30 Histogram MOR Papan 58 31 Delaminasi pada contoh uji MOR dan MOE 60 32 Histogram MOE Papan 60 33 Histogram keteguhan rekat internal papan 62 34 Histogram kuat pegang sekrup papan 63 35 Histogram kehilangan berat papan 64 36 Histogram kehilangan antifeedant 65 37 Histogram mortalitas rayap 66 v   57 DAFTAR LAMPIRAN   Halaman 1 Pembagian posisi batang untuk pengujian sifat dasar kayu 74 2 Teknik pembuatan strand dengan menggunakan disk flaker 75 3 Klasifikasi komponen kimia kayu daun lebar Indonesia 76 4 Kerusakan contoh uji setelah dilakukan uji kubur selama 100 hari (3 bulan) Persentase rata-rata pencapaian target kerapatan 76 5   vi   76 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Kebutuhan kayu sebagai bahan konstruksi bangunan dan bahan baku meubel semakin meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk. Di sisi lain produksi kayu dari hutan alam cenderung menurun, sehingga banyak industri perkayuan yang selama ini mengandalkan kayu dari hutan alam sebagai bahan baku mengalami gulung tikar (Forest Watch Indonesia 2001). Untuk mengatasi permasalahan tersebut, pemerintah mengeluarkan kebijakan pembangunan dan pengembangan Hutan Tanaman Industri (HTI). Pada HTI, jenis kayu yang ditanam merupakan jenis kayu yang cepat tumbuh (fast growing species), yang diharapkan dapat memenuhi kebutuhan bahan baku kayu bagi industri perkayuan di tanah air. Permasalahan yang timbul pada kayu cepat tumbuh adalah kualitas kayu yang lebih inferior dibandingkan dengan kayu dari hutan alam. Kayu cepat tumbuh memiliki beberapa kelemahan seperti berat jenis yang lebih rendah sehingga berpengaruh terhadap kekuatan kayu, banyak mengandung mata kayu seperti pada Acacia mangium, tingkat keawetan alami kayunya rendah, dan lain-lain. Melalui perkembangan ilmu dan teknologi pengolahan kayu, beberapa permasalahan tersebut dapat diatasi. Rendahnya berat jenis kayu dapat diatasi dengan teknik densifikasi (staypack/ pemadatan) kayu, keberadaan cacat kayu dengan teknik pembuatan balok laminasi/ gluelam (seperti pembuatan papan sambung), sementara rendahnya tingkat keawetan diatasi dengan memasukkan bahan pengawet ke dalam kayu melalui proses pengawetan. Keberadaan dari teknologi papan komposit seperti papan partikel, papan serat, papan semen, oriented strand board/ OSB, dan lain sebagainya juga turut berperan dalam mengatasi permasalahan yang ada, karena papan komposit dapat dihasilkan dari semua bahan yang berlignoselulosa baik kayu maupun limbah pengolahan kayu. Salah satu jenis tanaman cepat tumbuh yang keberadaannya belum banyak diketahui dan diteliti khususnya di Indonesia adalah Melia excelsa Jack atau Azadirachta excelsa Jack (sentang). Menurut Florido dan Mesa (2001), A. excelsa Jack merupakan jenis tanaman cepat tumbuh dan multi fungsi. Jenis ini dapat dipanen pada umur 6 -7 tahun dengan rata-rata diameter setinggi dada 24 – 30 cm sehingga tanaman ini sangat potensial sebagai alternatif pengganti kayu dari hutan alam. Sayangnya kayu ini memiliki kelemahan dalam hal tingkat keawetannya yang rendah sehingga mudah diserang oleh kumbang penggerek, rayap dan jamur (Ujang et al. 2005). Menurut Oey Djoen Seng (1961) dalam Soewarsono (1990), kayu sentang memiliki berat jenis (BJ) sekitar 0,49 - 0,7 (0,6). Bila ditinjau dari nilai BJ-nya, maka kayu ini dapat digunakan sebagai bahan baku papan komposit. Salah satu produk komposit yang dapat berfungsi sebagai papan struktural adalah OSB karena banyak dipakai sebagai komponen konstruksi. OSB merupakan panel yang terbuat dari strand kayu, direkat dengan perekat tipe eksterior dan dikempa panas (Structural Board Association 2005). Menurut APA (2000), orientasi arah strand menyerupai orientasi vinir pada kayu lapis dimana strand antar lapisan disusun saling bersilangan tegak lurus. Hal ini bertujuan untuk memperoleh kekuatan dan kekakuan panel yang dihasilkan. Keberadaan OSB pada awalnya merujuk pada waferboard yang telah ada sejak tahun 1962, baru kemudian pada tahun 1981 secara komersial muncul OSB dan sekarang ini keberadaannya telah menggantikan waferboard. Di Indonesia, industri OSB masih belum berkembang tidak seperti di luar negeri. Pada tahun 2004 di Amerika Utara terdapat 64 industri OSB (40 di Amerika dan 24 di Kanada) dengan kapasitas produksi 27 milyar feet2 (Structural Board Association 2005). Dalam rangka pemanfaatan potensi kayu sentang sebagai bahan baku OSB, terlebih dahulu harus diketahui sifat dasar (sifat anatomi, fisis, mekanis dan kimia) dari kayu tersebut, sehingga nantinya dapat ditentukan perlakuan awal terhadap strand agar dapat dihasilkan OSB yang memenuhi standar untuk bahan konstruksi dan meubel. Atas dasar pemikiran tersebut dilakukan 2 penelitian mengenai “Sifat Dasar Kayu Sentang (Melia excelsa Jack) dan Pemanfaatannya Sebagai Bahan Baku Oriented Strand Board”. B. Tujuan Tujuan dari penelitian ini antara lain: 1. Mempelajari sifat dasar kayu sentang (M. excelsa Jack) untuk menilai kesesuaiannya sebagai bahan baku OSB. 2. Mengevaluasi pengaruh perlakuan awal strand kayu sentang terhadap sifat fisis, mekanis dan keawetan OSB yang dihasilkan. C. Manfaat Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan dasar untuk pengolahan kayu M. excelsa Jack sebagai bahan substitusi untuk konstruksi dan meubel. Melalui teknologi pengolahan kayu diharapkan dapat mengurangi kelemahan yang ada pada kayu M. excelsa Jack yang tergolong sebagai jenis cepat tumbuh. Teknologi papan komposit salah satunya OSB diharapkan dapat menciptakan suatu produk yang dapat dipergunakan sebagai panel struktural dalam rangka substitusi produk kayu lapis. Dimana produk OSB ini nantinya dapat dipergunakan sebagai bahan konstruksi (penyekat dinding, langit-langit, lantai, dan lain-lain) dan bahan baku meubel (meja, kursi, lemari, dan lainlain). D. Kerangka Pemikiran Penelitian Kerangka pemikiran dari penelitian ini disajikan pada Gambar 1. 3 Excess demand kayu konstruksi dan meubel Hutan tanaman industri (fast growing species) Kelemahan: Berat jenis, kekuatan dan keawetannya rendah Penurunan suplai kayu dari hutan alam Modifikasi kayu dan komposit kayu Balok laminasi Papan semen dan gypsum Papan partikel Papan serat Oriented strand board (OSB) Masalah: Daya serap air dan pengembangan tebalnya tinggi Perlakuan awal terhadap strand rendaman dalam air dingin, air panas, bahan pengawet dan autoklaf Sifat fisis, mekanis dan keawetan papan Gambar 1 Diagram alir kerangka pemikiran penelitian. 4 TINJAUAN PUSTAKA A. Melia excelsa A.1. Taksonomi Joker (2000) mengemukakan taksonomi dari tanaman Melia excelsa sebagai berikut: Dunia : Plantae Kelas : Dicotyledonae Bangsa : Rutales Suku : Meliaceae Marga : Melia Jenis : Melia excelsa Nama lain : Azadirachta integrifolia Merr., Azedarach excelsa (Jack) Kuntze, M. excelsa Jack, Trichilia excelsa (Jack) Spreng. Nama umum : sentang (nama dagang), kayu bawang (Indonesia). Tanaman ini berkerabat dekat dengan Azadirachta indica A. Juss yang menyebar lebih ke barat dan lebih kering. Bastar (hibrid) diyakini terjadi dimana dua jenis ini bertemu. Genus ini berkerabat dekat dengan Melia. A.2. Morfologi Joker (2000) mengemukakan bahwa M. excelsa merupakan tanaman meranggas, tinggi mencapai 50 m, diameter sampai 125 cm, tanpa banir. Daun majemuk dengan anak daun berpasangan, panjang 60-90 cm, dengan 7-11 pasang anak daun. Anak daun asimetris, lanset sampai elips, panjang mencapai 12,5 cm, lebar 3,5 cm, tepi daun tidak bergerigi seperti neem. Bunga kecil, putih kehijauan, panjang malai sampai 70 cm. A.3. Penyebaran Joker (2000) mengemukakan bahwa tanaman ini tumbuh di hutan sekunder tua atau hutan yang telah ditebang lama, dan juga di hutan Dipterokarpa primer. Merupakan jenis asli Semenanjung Malaysia, Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, Filipina, Kepulauan Aru dan Papua New Guinea. Ditemukan sampai ketinggian 350 m dpl. Tumbuh paling baik didaerah bercurah hujan tahunan lebih 2.000 mm, suhu rata-rata tahunan 22-27 °C, dan musim kering tidak lebih 2-3 bulan. Tidak tahan dingin atau es. Membutuhkan tanah subur, menyukai tanah geluh berpasir, drainase dan aerasi baik. Pertumbuhan di areal datar lebih baik daripada daerah miring atau pegunungan. Tidak ada pemuliaan atau uji provenan untuk A. excelsa. Bahan pertanaman yang digunakan sekarang kebanyakan dari pohon tidak terseleksi. A.4. Kegunaan Joker (2000) mengemukakan bahwa manfaat dari kayu sentang adalah untuk konstruksi ringan, mebel, panel dan vinir. Tunas muda dan bunganya dikonsumsi sebagai sayuran. Biasanya ditanam di sepanjang jalan, batas peternakan atau batas kebun karet. Seperti neem, bijinya mengandung azadirachtin, digunakan sebagai insektisida. Pada agroforestry, tanaman A. excelsa muda ditanam secara tumpangsari dengan padi, kacang tanah, buncis, kedelai dan sayuran. Florido dan Mesa (2001) mengelompokkan kegunaan tanaman M. excelsa sebagai berikut: Kayu : Konstruksi, langit-langit, jendela, pintu, meubel dan ukir-ukiran Biji : Ekstraksi minyak neem, sabun, produk obat-obatan, kosmetik dan dipakai pada industri pasta gigi. Daun : Insektisida/anti serangga, ekstrak daunnya dapat dipakai sebagai kontrasepsi laki-laki Bunga : Dapat dimakan, sebagai obat bagi penyakit yang berkaitan dengan perut dan hidung Kayu gubal : Obat untuk penyakit kantong empedu Kayu teras : Pencegah gangguan penyakit pencernaan Tanaman : Tanaman agroforestri, pemecah angin, tanaman pinggir jalan, tanaman pagar dan kayu bakar. 6 B. Sifat Dasar Kayu sentang B.1. Anatomi Kayu sentang memiliki tekstur cukup kasar, serat berpadu (interlock grain), dan bau menyengat seperti pohon cedar pada saat kondisi basah dan bau berangsur-angsur hilang pada kondisi kering. Menurut Ching (2003), kayu sentang memiliki jumlah pori lebih banyak dan ukurannya lebih besar dari kayu karet. Kandungan getah pada kayu sentang lebih banyak ditemukan pada kayu teras dari pada bagian gubal. Kayu gubal memiliki noktah berbentuk tangga (schalariform) dan vestured. Tilosis ditemukan pada kayu teras tetapi tidak ditemukan pada kayu gubal. Menurut Selamat dan Hasim (2002), kayu sentang memiliki jari-jari biseriat sampai multiseriat. B.2. Sifat fisis Menurut Trockenbrodt et al. (1999), kayu sentang memiliki kadar air awal 49,2%, kerapatan kondisi basah 0,74 g/cm3, kerapatan kering oven 0,48 g/cm3, penyusutan dari kondisi basah ke kering udara sebesar 3,1% (tangensial), 1,7% (radial) dan 0,2% (longitudinal), sementara penyusutan dari kondisi basah ke kering oven mencapai 5,5% (tangensial), 3,7% (radial) dan 0,4% (longitudinal). Menurut Oey Djoen Seng (1961) dalam Soewarsono (1990), pada kondisi kadar air 15% kayu sentang memiliki kerapatan 490-700 (600) kg/m3. Menurut Budiarso (2000), kualitas pengeringan kayu sentang relatif cukup baik, hal ini ditunjukkan dengan kategori cacat akibat pengeringan meliputi pecah ujung, pecah dalam, pecah permukaan dan collapse yang relatif sedikit. B.3. Sifat mekanis Menurut Trockenbrodt et al. (1999), kayu sentang memiliki modulus of rupture (modulus patah) 75,7 N/mm2, modulus of elasticity (modulus lentur) 7060 N/mm2, keteguhan tekan sejajar serat 39,5 N/mm2, keteguhan geser 14 N/mm2 (tangensial) dan 11,7 N/mm2 (radial), serta kekerasan 3,74 kN (tangensial) dan 3,24 kN (radial). 7 B.4. Sifat kimia Menurut Pari et al. (2006) kayu ki bawang (Melia excelsa) memiliki kandungan holoselulosa sebesar 69,88%, lignin 27,31%, pentosan 16,44%; kelarutan ekstraktif 6,94% (air dingin), 4,23% (air panas), 2,6% (alkohol benzena), 15,18% (NaOH 1%), kadar abu 0,47%, dan kadar silika 0,14%. Berdasarkan hasil penelitian Tamizi (2003), kadar abu dari kayu sentang tidak dipengaruhi oleh perbedaan umur pohon. Nilai kadar abu berkisar antara 1,872,33%. Ditemukan tiga unsur anorganik utama yaitu potasium, kalsium dan magnesium. Selain itu juga terdapat unsur lain seperti natrium, tembaga, seng, mangan, besi dan nikel. B.5. Keawetan alami kayu Hasil pengujian keawetan menunjukkan bahwa kayu sentang baik teras maupun gubal tidak tahan terhadap serangan jamur pelapuk. Ketahanan kayu teras lebih besar dibandingkan kayu gubalnya. Tingkat keparahan serangan jamur soft rot lebih besar dari brown rot dan white rot. Kayu sentang yang telah diawetkan dengan bahan pengawet Chrom Cupprum Arsenic (CCA) termasuk kedalam kelas IV (Ching 2003). Keawetan alami kayu teras termasuk sedang dan mudah terserang oleh rayap; kayu gubal sangat mudah diserang lyctus. C. Oriented Strand Board (OSB) C.1. Sejarah perkembangan Menurut Structural Board Association (2004), OSB dan pendahulunya (waferboard) telah dikembangkan sejak tahun 1960-an. Pada awalnya OSB dan waferboard diaplikasikan sebagai pelapis struktural pada bagian permukaan luar rangka sebelum ditempel dinding, atap ataupun lantai (sheating) pada bangunan rumah. Selanjutnya diaplikasikan sebagai elemen bangunan yang memberikan kekuatan geser terhadap beban angin dan gempa (shearwall). Menurut Structural Board Association (2005), keberadaan OSB ini pada awalnya merujuk pada waferboard yang telah ada sejak tahun 1962, baru kemudian pada tahun 1981 secara komersial muncul OSB dan sekarang ini 8 keberadaannya telah menggantikan waferboard. Menurut Bowyer et al. (2003), antara tahun 1985-1999 produksi OSB di USA meningkat hingga 300% dari 2,7 menjadi 10,3 juta m3 per tahun. Pada tahun 2004 di Amerika Utara terdapat 64 industri OSB (40 di Amerika dan 24 di Kanada) dengan kapasitas produksi 27 milyar feet2. Kapasitas produksi OSB di Eropa pada akhir tahun 2000 mencapai 2.005.000 m3 per tahun dan tahun 2001 bertambah sebesar 1.085.000 m3 per tahun (Bowyer et al. 2003; Nishimura et al. 2004). Di Kanada dan Amerika, OSB sudah dikembangkan dan diaplikasikan pada konstruksi bangunan rumah dan bangunan komersial industri. Menurut Nishimura et al. (2004), di China sudah dikembangkan perumahan Western Style yang dibangun dengan bahan baku kayu dan OSB. C.2. Definisi Menurut APA (1997), OSB adalah panil kayu struktural yang dibuat dari strand kayu yang diikat dengan perekat menggunakan kempa panas. Orientasi strand dibuat sebagai pusat lapisan komposit atau disusun bersilangan antar lapisan panil. Menurut Structural Board Association (2004), OSB adalah panel struktural yang cocok untuk konstruksi. Lembaran panilnya terbuat dari sayatan strand dari kayu berdiameter kecil atau kayu jenis cepat tumbuh dan diikat dengan perekat tipe eksterior melalui proses pengempaan panas. Kekuatan OSB berasal dari strand yang diorientasikan pada lembaran. Pada bagian permukaan lapisan, strand diorientasikan pada arah memanjang panil. Lapisan inti disusun secara acak atau bersilangan tegak lurus dengan lapisan permukaan sebagaimana yang disajikan pada Gambar 2. 9 Gambar 2 Arah orientasi strand (Structural Board Association 2004). Gambar (A) Strand pada lapisan permukaan diorientasikan sedangkan bagian inti disusun secara acak; (B) Strand pada lapisan permukaan dan lapisan inti diorientasikan, dimana arah orientasi lapisan inti tegak lurus dengan lapisan permukaan. Menurut Forest Product Laboratory (1999); Rahim et al. (2006); Pressnail & Stritesky (2005), OSB merupakan panel untuk penggunaan struktural yang terbuat dari strand-strand kayu tipis yang diikat bersama menggunakan perekat resin tahan air (waterproof) atau tipe eksterior dan dikempa panas. OSB adalah panel bukan vinir yang terbuat dari strand yang diorientasikan, diikat dengan perekat penolik kemudian dikempa. Strand disusun pada arah tegak lurus pada masing-masing lapis (biasanya 3 atau 5 lapis) yang selanjutnya akan saling berikatan silang seperti pada kayu lapis (Rahman et al. 2006; Tsoumis (1991). OSB didesain sebagai struktural untuk menggantikan bahan pelapis seperti kayu lapis (Nishimura et al. 2004). Menurut Pressnail & Stritesky (2005), OSB berbentuk lembaran yang umumnya berukuran 4 ft (1220 mm) x 8 ft (2440 mm) dan tebalnya antara 0,25 inch (6,5 mm) sampai 1,5 inch (38 mm) dan biasanya penggunaan utamanya adalah sebagai konstruksi perumahan dan konstruksi ringan. C.3. Penggunaan Menurut Structural Board Association (2004) dan Forest Product Laboratory (1999), OSB merupakan panil kayu untuk penggunaan struktural. OSB dipergunakan untuk konstruksi rumah, pallet, display, furniture, I-joist web. OSB digunakan untuk pelapis atap, dinding, lantai perumahan dan 10 konstruksi komersial. Menurut Structural Board Association (2005), OSB dapat dipergunakan untuk dinding, panel atap, sub lantai, pelapis lantai, lantai, panil penyekat dan I- Joist. OSB didesain sebagai panil struktural untuk menggantikan kayu lapis yang diaplikasikan sebagai dinding, sub pelapis lantai, balok web, dan pelapis lantai tunggal (Rahman et al. 2006). C.4. Tahapan pembuatan OSB Menurut Forest Product Laboratory (1999) tahapan pembuatan OSB adalah sebagai berikut 1. Bahan baku Menurut Caesar (1997) dalam Misran (2005), OSB dapat dibuat dengan menggunakan kayu yang memiliki kerapatan 350-700 kg/m3. Bahan baku yang akan dipergunakan sebagai strand harus bersih dari kulit karena kulit kayu akan menghambat proses perekatan. 2. Pembuatan strand Secara umum penggunaan strand berukuran kecil sebagai bahan baku dapat memperbaiki keseragaman dan stabilitas. Pada kasus OSB, ukuran strand yang besar akan berpengaruh pada sifat keseragaman dan stabilitas (Steiner 1995 dalam Nishimura et al. (2004). Ukuran strand dan orientasinya harus dikontrol selama proses produksi. Pengelompokan strand menurut Nishimura et al. (2004) sebagaimana disajikan pada Gambar 2 adalah sebagai berikut: a. Strand Tipe 1, bentuk panjang dan sangat lebar. b. Strand Tipe 2, bentuk panjang namun tidak selebar tipe 1. c. Strand Tipe 3, bentuk panjang dan sempit. d. Strand Tipe 4, bentuknya pendek dan sempit. e. Strand Tipe 5, bentuknya kecil-kecil. 11 Gambar 3 Tipe strand (Nishimura et al. 2004). Berbagai tipe strand selanjutnya diambil sampel sejumlah 100 strand untuk diukur aspect ratio, rasio kelangsingannya (slenderness ratio), lebar dan tebal seperti yang disajikan pada Gambar 4. Gambar 4 Cara pengukuran panjang dan lebar strand (Nishimura et al. 2004). Keterangan: L (panjang), b1+b2 (lebar strand), Berdasarkan hasil penelitian Nishimura et al. (2004) dilaporkan bahwa dimensi strand dari hasil pengukuran 100 strand pada 5 tipe strand disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Dimensi strand (hasil pengukuran terhadap 100 strand) Bentuk Geometri Strand Tipe I Rata-rata Tipe II Rata-rata Tipe III Rata-rata Tipe IV Rata-rata Tipe V Rata-rata Panjang (mm) Lebar (mm) Tebal (mm) Aspect Ratio Slenderness Ratio 109,93 65,51 0,67 1,77 173 99,6 38,75 0,61 2,75 177,11 99,68 23,56 0,61 4,70 175,42 83,23 34,67 0,63 2,68 141,47 71,10 12,54 0,62 6,25 129,40 12 3. Pengeringan Ayrilmis et al. (2005) merekomendasikan pengeringan strand hingga mencapai kadar air 2-3%. Menurut Structural Board Association (2004), strand untuk OSB dikeringkan sampai kadar airnya 3% untuk perekat PF atau seperti panil sebesar 8% dengan perekat cair. Dalam kondisi normal, strand dikeringkan hingga mencapai kadar air 3-5% sebelum dicampur dengan PF cair. Penggunaan PF bubuk memerlukan pengeringan hingga mencapai kadar air 6%. Pengeringan strand dari kayu Aspen hingga mencapai kadar air 4% untuk perekat dengan kandungan 3% isocyanat. Kadar air strand 5-6% apabila menggunakan perekat UF (Misran 2005). 4. Pencampuran strand, perekat dan bahan aditif Menurut Structural Board Association (2004), Liquid polymeric diphenyl methane diisocyanate (MDI) binder merupakan alternatif binder yang dipergunakan oleh 35% industri OSB (baik MDI sendiri ataupun dicampur dengan fenol). Berdasarkan hasil penelitian MDI binder bereaksi dengan molekul yang mengandung hidrogen aktif untuk menghasilkan molekul dasar polyurethane dan polyurea. Sumber hidogen aktif dapat berikatan dengan gugus hidroksil didalam kayu, ekstraktif kayu, dan atau resin kayu sebagaimana halnya kadar air dalam kayu. Serbuk gergaji yang berasal dari papan yang dibuat dengan MDI aman dan tidak berbahaya bagi kesehatan. Menurut Teco (2005); Marra (1993) Polydiphenylmethane diisocyanate, pMDI atau MDI dipakai sebagai resin pada pembuatan OSB, namun harganya lebih mahal dari PF. Seperti halnya PF, MDI merupakan perekat tipe eksterior. Tidak seperti PF, MDI tidak membentuk ikatan mekanis dengan kayu, namun ikatan yang terjadi adalah ikatan kimia dimana ikatan kimia ini lebih kuat dan lebih stabil dibandingkan dengan ikatan mekanis sehingga membuat kinerja MDI lebih baik dibandingkan PF. Walaupun penggunaan MDI dalam jumlah sedikit namun dapat memberikan hasil yang lebih baik dari PF. Kayu memiliki gugus fungsi kimia yang dikenal dengan gugus hidroksil. MDI dalam gugus isocyanat (–N=C=O) bereaksi dengan gugus hidroksil pada kayu membentuk rantai urethane. Kombinasi faktor 13 seperti nonpolar, komponen aromatik dari MDI tahan terhadap hidrolisis. Beberapa keuntungan menggunakan perekat MDI: a. Lebih toleran terhadap partikel dengan kadar air yang tinggi. b. Suhu kempa yang lebih rendah dan siklus kempa dapat lebih cepat sehingga konsumsi energinya lebih rendah. c. Tidak ada emisi formaldehida. d. Pemakaian dalam jumlah sedikit dapat memberikan hasil yang maksimal. e. Stabilitas dimensi papan yang dihasilkan tinggi. Bahan aditif yang biasanya ditambahkan pada saat pembuatan OSB adalah lilin/parafin. Biasanya lilin/ parafin ini ditambahkan dalam jumlah yang sedikit (besarnya kurang dari 1,5% berdasarkan berat). 5. Pembentukan lembaran Menurut Misran (2005), pengorientasian arah strand dapat dilakukan dengan menggunakan mechanical orienter dimana alat ini terdiri atas dua bagian yaitu disk type orienter (mengarahkan strand kearah panjang panil) dan star type orienter (mengorientasikan strand tegak lurus arah panjang). Namun menurut Nishimura et al. (2004), pengorientasian strand dalam pembentukan lembaran panil dapat dilakukan secara manual ataupun dengan bantuan alat sederhana (former device). 6. Pengempaan panas Tujuan pengempaan panas adalah untuk mendapatkan kerapatan dan ketebalan sesuai yang diinginkan serta mematangkan perekat khususnya perekat termoseting. Menurut Forest Product Laboratory (1999), pengempaan panas pada OSB dilakukan pada suhu 177-204 0C selama 3-5 menit. Ayrilmis et al. (2005) menggunakan tekanan 3,5-4 Mpa dan suhu 210-215 0C (menggunakan resin PF cair) untuk target ketebalan 10 mm membutuhkan waktu kempa selama 295 detik dengan rincian posisi kontrol 5 detik hingga mencapai ketebalan 20 mm, 20 detik untuk menekan hingga ketebalan 10 mm dan 255 detik pengempaan dipertahankan pada ketebalan 10 mm, serta 15 detik terakhir untuk membuka kempa hingga 14 mm. 14 D. Perlakuan Pendahuluan D.1. Perendaman dalam air dingin dan panas Menurut Hadi (1991, 1998), perlakuan pendahuluan menyebabkan perubahan sifat partikel kayu seperti keasamannya berubah, zat ekstraktifnya berkurang atau partikel lebih stabil terhadap pengaruh air. Dengan adanya perubahan sifat partikel tersebut, maka papan partikel yang dihasilkan akan memiliki sifat-sifat tertentu yang lebih baik. Perendaman selumbar dengan air panas selama 2 jam merupakan perlakuan yang optimal karena tidak berbeda nyata dengan perendaman 3 dan 4 jam untuk meningkatkan stabilitas dimensi papan partikelnya. Komponen yang terlarut dalam air dingin meliputi tanin, gum, gula dan pigmen, sedangkan yang terlarut dalam air panas adalah sama dengan yang terlarut dalam air dingin ditambah dengan komponen pati (Anonim 1995 dalam Pari et al. 2006). D.2. Bahan pengawet Menurut Kamdem et al. (2004), telah terjadi peningkatan sifat kekuatan dan sifat anti fotodegradasi pada papan partikel yang terbuat dari limbah kayu yang telah diawetkan dengan chromated copper arsenate (CCA). Peningkatan kekuatan disebabkan oleh peningkatan difusi panas dengan kehadiran copper chromium dan arsenic kompleks pada kayu yang diawetkan dengan CCA. Selain itu papan yang dihasilkan tahan terhadap organisme perusak, hal ini dikarenakan partikel mengandung racun dari bahan pengawet CCA. D.3. Autoklaf (pengukusan) Menurut Boonstra et al. (2006), perlakuan pemanasan dibagi kedalam 3 kelompok: 1) Perlakuan pendahuluan kayu sebelum dikempa, 2) Steam injection pressing dimana perlakuan steam tidak hanya pada kayu namun juga berpengaruh pada pematangan perekat, 3) Perlakuan steam setelah menjadi papan. Perlakuan pemanasan seperti steam dapat memperbaiki stabilitas dimensi produk panel (Heebink and Hefty 1969, Shen 1973, Tomimura and Matsuda 1986, Hsu et al. 1988, Subyanto et al. 1991, Sekino et al. 1997, 15 Goroyias & Hale 2002, Ohlmeyer & Lukowsky 2004 dalam Boonstra et al. 2006). Menurut Paul et al. (2005), perlakuan panas pada kayu solid dapat meningkatkan stabilitas dimensi dan keawetan. Penerapan perlakuan ini pada panil-panil kayu terutama untuk penggunaan eksterior dapat memperbaiki sifat kadar air dan daya tahan terhadap serangan jamur. Berdasarkan hasil penelitian Paul et al. (2007), perlakuan panas terhadap strand Scots pine memberikan pengaruh pada sifat mekanis dan penggunaan perekat. Selain itu pengembangan tebal berkurang sehingga stabilitas dimensinya meningkat, namun keteguhan rekat tidak terpengaruh dengan perlakuan. Menurut Highley (1987) dalam Paul et al. (2007), karbohidrat lebih mudah didekomposisi oleh jamur. Kadar zat ekstraktif menurun dengan semakin meningkatnya waktu pengukusan. Perlakuan pengukusan menyebabkan terjadinya pengembangan pada saluran pembuluh. Zat ekstraktif yang terdapat didalam kayu akan berkurang sehingga memudahkan bagi aliran perekat untuk diserap kayu (Kubunsky & Itju 1972 dalam Yusfiandrita 1998). Pengaruh pengukusan selama 3 dan 6 jam pada partikel meranti merah yang berukuran panjang, lebar dan tebal masing-masing 10-50 mm, 2-25 mm, dan 0,2-0,5 mm menghasilkan peningkatan sifat fisis dan mekanis papan partikel yang dihasilkan (Priyatna 1988 dalam Yusfiandrita 1998). Menurut Hunt & Garratt (1986), akibat dari pengukusan strand adalah terbentuknya ikatan yang lemah antara mulut noktah dengan torus, adanya ikatan yang lemah pada saluran noktah akan meningkatkan penetrasi perekat terhadap kayu dan menyebabkan terisinya ruang-ruang kosong yang ada dalam strand. Dengan terisinya ruang-ruang kosong tersebut dapat menghambat air dan uap air untuk menembus dinding sel sehingga kadar air papan yang dihasilkan lebih rendah dibanding papan tanpa perlakuan. 16 METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan selama 10 bulan. Penelitian sifat dasar dilaksanakan di Laboratorium Kayu Solid dan Laboratorium Kimia Hasil Hutan, pembuatan Oriented Strand Board (OSB) di Laboratorium Biokomposit, dan pengujian sifat mekanis dilaksanakan di Laboratorium Keteknikan Kayu Departemen Hasil Hutan Fakultas Kehutanan IPB. B. Bahan dan Alat B.1. Bahan Bahan baku yang dipergunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: 1. Bahan untuk pengujian anatomi kayu: Kayu sentang yang diperoleh dari daerah Parung Kuda, alkohol, gliserin yang diperoleh dari toko bahan kimia di Bogor. 2. Bahan untuk pengujian sifat fisis, mekanis dan keawetan alami kayu: Kayu sentang yang dibagi: a. Berdasarkan arah vertikal batang meliputi bagian pangkal (P), tengah (T) dan ujung (U) b. Berdasarkan arah horizontal batang meliputi bagian pinggir (G), tengah (T) dan inti (R). Ilustrasi pembagian posisi batang disajikan pada Lampiran 1. 3. Bahan untuk pengujian sifat kimia: Serbuk kayu sentang berukuran 40 mesh, akuades, kertas saring, ethanol, benzene, natrium hidroksida (NaOH), asam asetat (CH3COOH), natrium sulfit (NaSO3), natrium hipoklorit (NaClO3), dan asam sulfat (H2SO4). 4. Bahan untuk pembuatan OSB: Strand dari kayu sentang, perekat isocianat diperoleh dari PT Polychemi Asia Pasifik, Jakarta, lilin (wax) dan bahan pengawet Chrom Copper Boron (CKB) yang diperoleh dari toko bahan kimia di Bogor. B.2. Alat Alat yang dipergunakan dalam penelitian ini meliputi gergaji, disk flaker, circular saw, kaliper, mikrometer sekrup, oven, neraca digital, blender, hot press, dan alat uji mekanis (Instron). . C. Metode Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap: a. Tahap I, penelitian mengenai sifat dasar kayu sentang dan keawetan alaminya. b. Tahap II, penelitian mengenai pembuatan dan pengujian kualitas dan keawetan oriented strand board (OSB). Tahap I. Penelitian sifat dasar kayu sentang dan keawetan alaminya 1. Sifat mikroskopis kayu Pengamatan sifat mikroskopis dilakukan dengan bantuan mikroskop terhadap preparat maserasi dan sayatan mikrotom. Beberapa parameter yang diukur dan diamati antara lain: a. Dimensi serat meliputi panjang dan diameter serat, diameter lumen dan tebal dinding sel. b. Pori meliputi ukuran pori, jumlah per-mm dan arah gabungan. c. Jari-jari meliputi komposisi, jumlah baris sel penyusun jari-jari (uniseriate, biseriate, dan multiseriate), ukuran dan jumlah jari-jari per-mm. 2. Sifat fisis kayu A. Kadar air Prosedur pengujian kadar air adalah sebagai berikut: Contoh uji dibuat berukuran (2x2x2) cm berdasarkan British Standard (BS-373). Selanjutnya contoh uji ditimbang untuk mendapatkan berat awalnya (BA), kemudian dikering udarakan selama 2 minggu sampai beratnya konstan sehingga diperoleh berat kering udara (BKU). Setelah diperoleh berat kering udara, contoh uji dioven pada suhu 103±2 0C 18 selama 24 jam sampai beratnya konstan sehingga diperoleh berat kering oven (BKO). B. Berat jenis Prosedur pengujian berat jenis adalah sebagai berikut: Contoh uji dibuat berukuran (2x2x2) cm berdasarkan British Standard (BS-373). Kemudian contoh uji diukur panjang, lebar dan tebal dengan menggunakan kaliper untuk mendapatkan volume awal (V0). Setelah itu contoh uji dioven pada suhu 103±2 0C selama 24 jam sampai beratnya konstan sehingga diperoleh berat kering oven (BKO). C. Penyusutan Prosedur pengujian penyusutan adalah sebagai berikut: Contoh uji dibuat berukuran (2x2x2) cm berdasarkan British Standard (BS-373). Kemudian contoh uji diukur panjang (arah longitudinal), lebar (arah tangensial) dan tebal (arah radial) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi panjang, lebar dan tebal awal. Selanjutnya contoh uji dikering udarakan selama 2 minggu. Setelah 2 minggu, contoh uji diukur panjang (arah longitudinal), lebar (arah tangensial) dan tebal (arah radial) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi panjang, lebar dan tebal pada kondisi kering udara. Contoh uji dioven pada suhu 103±2 0C selama 24 jam kemudian diukur panjang (arah longitudinal), lebar (arah tangensial) dan tebal (arah radial) dengan menggunakan kaliper sehingga diperoleh dimensi pada kondisi kering oven. 3. Sifat mekanis kayu A. Modulus of elasticity (MOE) dan Modulus of rupture (MOR) Prosedur pengujian MOE dan MOR adalah sebagai berikut: Contoh uji MOE dan MOR diambil dari setiap stick dengan ukuran (2x2 x30) cm berdasarkan British Standard (BS-373) dalam kondisi kering udara. Selanjutnya contoh uji dipasang sesuai tempat pengujian. Beban tekan diberikan di tengah-tengah bentang contoh uji kemudian nilai defleksinya dicatat. Dalam penentuan nilai MOR dicatat beban maksimum sampai kayu patah. Kecepatan tetap pembebanan sebesar 0,26 inch/menit. 19 B. Keteguhan tarik sejajat serat Prosedur pengujian keteguhan tarik sejajar serat adalah sebagai berikut: Contoh uji sifat tarik sejajar serat diambil dari setiap stick dengan ukuran (30x0,3x0,6) cm berdasarkan British Standard (BS-373) dalam kondisi kering udara. Selanjutnya contoh uji tersebut ditempatkan sesuai tempat pengujian kemudian diberikan beban tarik sampai kayu tersebut putus. Kecepatan tetap pembebanan sebesar 0,05 inch/menit. C. Keteguhan tekan sejajar serat Prosedur pengujian keteguhan tekan sejajar serat adalah sebagai berikut: Contoh uji keteguhan tekan sejajar serat diambil dari setiap stick dengan ukuran (2x2x6) cm berdasarkan British Standard (BS-373) dalam kondisi kering udara. Selanjutnya contoh uji tersebut dipasang sesuai tempat pengujian kemudian diberikan beban tekan sampai kayu tersebut rusak. Kecepatan tetap pembebanan sebesar 0,025 inch/menit. D. Kekerasan Prosedur pengujian kekerasan adalah sebagai berikut: Contoh uji sifat kekerasan diambil dari stick dengan ukuran (2x2x6) cm berdasarkan British Standard (BS-373) dalam kondisi kering udara. Selanjutnya pengujian dilakukan dengan cara memasukkan setengah bola baja yang berdiameter 0,444 inchi dengan luas penampang tekan 1 cm2 ke dalam kayu. 4. Sifat kimia kayu A. Kelarutan ektraktif dalam air dingin Penetapan kelarutan kayu dalam air dilakukan berdasarkan standar TAPPI T 207 om-88. Dalam pengujian kelarutan kayu dalam air dingin dilakukan penimbangan serbuk sebanyak 2 ± 0,1 gram, kemudian serbuk dimasukkan kedalam gelas piala 400 ml. Sebanyak 300 ml akuades dimasukkan kedalam gelas piala yang telah berisi serbuk, kemudian diaduk hingga merata diamkan selama 48 jam pada suhu kamar. Larutan serbuk dan akuades disaring selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 105±3 0C selama 4 jam atau sampai beratnya konstan, sampel didinginkan selanjutnya ditimbang beratnya. 20 B. Kelarutan ekstraktif dalam air panas Dalam pengujian kelarutan kayu dalam air panas dilakukan penimbangan serbuk sebanyak 2±0,1 gram, kemudian serbuk dimasukkan kedalam gelas piala 400 ml. Sebanyak 100 ml air panas dimasukkan kedalam gelas piala yang telah berisi serbuk, kemudian dipanaskan diatas penangas selama 3 jam. Larutan tersebut disaring selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu 105±3

Dokumen baru