SIFAT PAPAN PARTIKEL BATANG UBI KAYU TERASETILASI DENGAN PEREKAT UREA FORMALDEHIDA

JANNATU RAHMAH, Prof. Ir.T.A.Prayitno, M.For.,Ph.D.; D.Agr.Sc. Ragil Widyorini, S.T., M.T

2017 | Tesis | S2 Ilmu Kehutanan

Pemanfaatan limbah batang ubi kayu menjadi papan partikel merupakan solusi agar limbah tersebut bernilai ekonomi. Batang ubi kayu mengandung zat ekstraktif yang dapat berpengaruh negatif terhadap sifat papan partikel. Beberapa metode dilakukan untuk meningkatkan sifat papan partikel yaitu dengan asetilasi dan ekstraksi air panas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perlakuan ekstraksi air panas terhadap kualitas papan partikel batang ubi kayu dan mengetahui interaksi antara konsentrasi asam asetat dan kadar perekat urea formaldehida terhadap sifat fisika dan mekanika papan partikel batang ubi kayu. Penelitian ini dibagi menjadi dua sub penelitian dengan masing-masing penelitian menggunakan rancangan acak lengkap dua faktor. Sub penelitian pertama terdiri dari faktor perlakuan ekstraksi (tanpa perlakuan ekstraksi dan perlakuan ekstraksi air panas) dan faktor perlakuan asam asetat (tanpa perlakuan asam asetat dan perlakuan asam asetat 10%). Sub penelitian kedua terdiri dari faktor konsentrasi asam asetat (tanpa perlakuan, 5, 10, dan 15%) dan kadar perekat (5 dan 10%). Perlakuan ekstraksi air panas dilakukan pada suhu 90-100derajatC selama 3 jam dan perlakuan asam asetat pada suhu ruangan selama 24 jam. Papan partikel batang ubi kayu dibuat menggunakan perekat urea formaldehida dengan suhu kempa 130derajatC, tekanan spesifik 2,5 MPa selama 10 menit, dan target kerapatan 0,8 g/cm3. Sifat fisika dan mekanika papan partikel diuji berdasarkan standar JIS A 5908-2003. Hasil sub penelitian pertama menunjukkan bahwa perlakuan ekstraksi air panas tanpa perlakuan asetilasi dapat meningkatkan sifat fisika dan mekanika papan partikel batang ubi kayu yang dihasilkan, dengan nilai pengembangan tebal 35,9%, penyerapan air 60,3%, modulus patah 14,5 MPa, modulus elatisitas 2,4 Gpa, dan keteguhan rekat internal 1,7 MPa. Hasil sub penelitian kedua menunjukkan intensintas puncak gugus karbonil pada Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) meningkat akibat proses asetilasi yang berpengaruh terhadap peningkatan stabilitas dimensi papan. Peningkatann kadar perekat dapat memperbaiki sifat papan partikel yang dihasilkan. Kualitas papan partikel optimal diperoleh pada konsentrasi asam asetat 5% dan kadar perekat 10% dengan nilai pengembangan tebal 36,8%, penyerapan air 62,9%, modulus patah 10,4 MPa, modulus elastisitas 2,1Gpa, keteguhan rekat internal 1,2 MPa.

Utilization of cassava stem waste to produce particleboard is one of solutions to increase economical value of this waste. Cassava stem contains extractives that has possibly on negative effect on particleboard properties. Several methods were performed to improve the particleboard properties such as acetylation and hot water extraction. This study aims to examine effect of hot water extraction on quality of cassava stem particleboard and interaction between acetic acid concentration and urea formaldehyde adhesive content on physical and mechanical properties of cassava stem particleboard. This study was divided into two sub-researchs where both of them were using two-factors completely randomized design. First sub-research consisted of extraction treatment factor (without extraction and hot water extraction) and acetic acid treatment factor (without acetic acid and acetic acid with 10% concentration). Second sub-research consisted of acetic acid concentration (untreated, 5, 10, and 15%) and adhesive content (5 and 10%). Hot water extraction treatment was conducted at 90-100degreeC for 3 hours and acetic acid treatment at room temperature for 24 hours. Cassava stem particleboard was prepared by using urea-formaldehyde adhesive with pressing temperature at 130degreeC, specific pressure 2,5 MPa for 10 minutes, and density target 0,8 g/cm3. The physical and mechanical properties of particleboard were tested according to JIS A 5908-2003 standard. Results of the first sub-research showed that hot water extraction treatment without acetylation treatment increasing the dimensional stability and the mechanical properties of particleboard produced, with thickness swelling value 35.9%, water absorption 60.3%, modulus of rupture 2.4 GPa, and internal bond strength 1.7 MPa. Result of the second sub-research showing the peak of carbonyl group on Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) increased due to acetylation process that affected the increase of board dimension stability. Increase of adhesive concentration was able to improve particleboard properties. The optimal quality of particleboard was obtained with 5% acetic acid concentration and 10% adhesive concentration with thickness swelling value 36.8%, water absorption 62,9%, modulus of rupture 10,4 MPa, modulus of elasticity 2,1 GPa, and internal bond strength 1,2 MPa.

Kata Kunci : Papan partikel, batang ubi kayu, kadar perekat, asetilasi, ekstraksi air panas;particleboard, cassava stem, adhesive content, acetylation, hot water extraction