HarjoshRIAn : PENGUJIAN KUALITAS PEREKAT PF dan UF

PENGUJIAN KUALITAS PEREKAT

Dedi Setiawan, Haryono J Siburian, Posma Agustinus R, Novita Sari Pardede,

Fatrisa Septi Anggi, Uli Irawati

Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara,

Jl. Tri Dharma Ujung No. 1 Kampus USU

Medan 20155

ABSTRAK

Pengujian kualitas perekat kayu merupakn campuran dari beberapa komponen yang secara kimia aktif bersifat interen dan bervariasi dalam proporsi terhadap perekat dasar. Fungsi formulasi perekat adalah untuk mengetahui mutu dan kualitas campuran untuk membantu proses penyiapan perekat campuran. Komposisi perekat meliputi; base/ binder yaitu substan yang menjadi tulang punggung dari perekat film dan karakteristik adhesi dan perekat cair, digunakan bagi nama perekat. Contoh phenol formaldehide (PF) untuk kayu lapis. Perekat yang di gunakan dalam praktikum ini adalah perekat Phenol Formaldehida (PF) dan perekat Urea Formaldehida (UF) dengan menggunakan metode uji kenampakan atau visual tidak mengalami perubahan warna dan keberad
aan benda asing tidak ada, hal tersebut karena perekat belum pernah dibuka dan digunakan. Uji keasaman (pH) Urea foramdehida (UF) memiliki nilai pH 6, hal ini menunjukan bahwa perekat ini tergolong dalam derajat keasaman. Uji berat jenis (BJ) nilai ini sesuai dengan ketentuan SNI 06-4567-1998 yaitu sebesar 1,165-1,200 dan hasil yang diperoleh pada praktikum ini 1,20. Uji penguapan atau kadar padatan Semakin tinggi kadar padatan pada batas tertentu, maka keteguhan rekat papan yang dihasilkan semakin meningkat karena semakin banyak molekul penyusun perekat yang bereaksi dengan kayu saat perekatan dan uji waktu gelatinasi yang baik adalah 30 menit atau lebih.

Kata Kunci: Perekat, Phenol Formaldehida dan Urea Formaldehida.

PENDAHULUAN

Determinasi adalah  membandingkan suatu tumbuhan dengan satu tumbuhan lain yang sudah dikenal sebelumnya (dicocokkan atau dipersamakan). Karena di dunia ini tidak ada dua benda yang identik atau persis sama, maka istilah determinasi (Inggris to determine=menentukan, memastikan) dianggap lebih tepat daripada istilah identifikasi (Inggris to identify=mempersamakan (Rifai,1976).

Determinasi tumbuhan merupakan proses dalam menentukan nama/jenis tumbuhan secara spesifik. determinasi bertujuan untuk mendapatkan suatu spesies spesifik mungkin dan tepat sasaran, karena dalam proses pemanfaatannya, tumbuhan memiliki berbagai jenis varietas yang kadang membingungkan, digunakan untuk penelitian, jamu-jamu, obat-obatan dan sebagainya.
untuk itulah, dibutuhkan suatu acuan yang mendetail untuk menentukan se spesifik mungkin suatu tumbuhan, agar tepat sasaran dalam pemanfaatannya. Menyebutkan bahwa warna perekat tidak terlalu berpengaruh terhadap penampilan pada papan partike (Ruhendi, 2007).

Perekat kayu merupakan campuran dari beberapa komponen yang secara kimia aktif bersifat interen dan bervariasi dalam proporsi terhadap perekat dasar. fungsi formulasi perekat adalah untuk mengetahui mutu dan kualitas campuran untuk membantu proses penyiapan perekat campuran. Ada beberapa hal yang bisa dilihat dari dari kulitas perekat campuran adalah kemurnian dasar dari base, tingkat ekstensi (kadar jumlah ekstender yang diberikan terhadap resin, karena makin tinggi ekstensi makin rendah kualitasnya) dan resin solid perekat campuran. Selain hal tersebut, ada empat hal yang juga berkaitan dengan karakteristik perekat, yakni proses pematangan (hardening mechanism), percepatan pematangan (speed of solidification), tahap pematangan (stage of solidification) dqan sifat-sifat solid atau solid properties       (Rinawati, 2002).

Komposisi perekat meliputi; base/ binder yaitu substan yang menjadi tulang punggung dari perekat film dan karakteristik adhesi dan perekat cair, digunakan bagi nama perekat. Contoh phenol formaldehide (PF) untuk kayu lapis. Solvent/ larutan, yaitu cairan yang diperlukan untuk melarutkan sistem cair dari semua komponen untuk aplikasi sirekat. Dipakai sampai tingkat kekentalan tertentu, selain bahan tambahan tersebut diatas ada juga thinners, catalist, filler, ekstender, fortifiers serta carier Berdasarkan unsur kimia utama perekat dibagi menjadi dua kategori yaitu perekat alami yang berasal dari tumbuhan dan hewan serta sintetis. Perekat yang berasal dari tumbuhan berupa pati dan turunannya serta dapat berupa getah-getahan yang dikeluarkan oleh tumbuhan tersebut yang berupa albumin dan material lain. Perekat sintetis meliputi termoplastik resin dan termotesting resin (Tsoumis, 1991).

Kayu dengan diameter diatas 60 cm, pada saat ini termasuk dalam kategori langka. Inilah yang menjadi latar belakang bagi para peneliti dan mahasiswa yang bergerak dibidang kehutanan mengeluarkan ide baru untuk mencetuskan alternatif agar manusia tetap dapat mempergunakan kayu. Untuk itu pemanfaatan kayu diharapkan optimal dengan memanfaatkan kulit, cabang, ranting, sortimen kecil bahkan serbuk. Untuk membuat suatu produk yang terlihat seperti kayu solid maka diperlukanlah upaya menyatukan bagian tersebut yang dikenal dengan perekatan. Perekat merupakan salah satu faktor yang mempunyai keberhasilan dalam pembuatan papan partikel. Pemilihan jenis dan banyaknya perekat yang dibutuhkan sangat penting untuk diperhatikan. Suatu bahan perekat tergantung pada jenis papan partikel yang akan dibuat (Dumanauw, 1993).

Beberapa istilah lain dari perekat yang memiliki kekhususan meliputi glue, mucilage, pasta, dan cement. Glue merupakan perekat yang terbuat dari protein hewani, seperti kulit, kuku, urat, otot dan tulang yang secara luas digunakan dalam industri pengerjaan kayu. Mucilage merupakan perekat yang dipersiapkan dari getah dan air dan diperuntukkan terutama untuk merekat kertas. Paste merupakan perekat pati (strach) yang dibuat melalui pemanasan campuran pati dan air dan dipertahankan berbentuk pasta. Cement merupakan istilah yang digunakan untuk perekat yang bahan dasarnya karet dan mengeras melalui pelepasan pelarut (Santoso, 2004).

Berdasarkan unsur kimia utama perekat dibagi menjadi dua kategori yaitu perekat alami yang berasal dari tumbuhan dan hewan serta sintetis. Perekat yang berasal dari tumbuhan berupa pati dan turunannya serta dapat berupa getah-getahan yang dikeluarkan oleh tumbuhan tersebut yang berupa albumin dan material lain. Perekat sintetis meliputi termoplastik resin dan termotesting resin. Dalam penentuan kualitas suatu perekat ada beberapa hal yang harus diperhatikan, yakni derajat keasaman, kekentalan, berat jenis, kadar padatan dan waktu gelatinisasi. Nilai ph yang tinggi suatu perekat akan mewmperpanjang waktu simpan namun akan memperlambat proses curring. Selain kesesuaian antara perekat dengan kayu harus disesuaikan derajat keasamannya. Karena pada kondisi asam kayu akan lebih cepat rusak (Satuhu, 1987).

perlakuan panas dan kimia pada lignin kayu dan bahan kimia lain yang merupakan konversi komponen selulosa pada kayu dapat menyebabkan perekat liquida berwarna hitam. Terkadang pula pada perekat akan terasa kasar dengan adanya butiran atau serat kecil. Adapun kadar padatan haisl uji penguapan didapatkan bahwa kadar padatan uji adalah 42,57%. Hal ini sesuai dengan ketentuan SNI 06-4567-1998 yaitu kadar padatan perekat adalah sebesar 40-45%. (Meda, 2006).

Berat jenis perekat berkaitan dengan komponen yang terkandung di dalam perekat. Berat jenis akan bertambah jika ada peningkatan rasio penggunaan formalin dengan perekat. Selain berat jenis perekat, kadar padatan jugsa merupakan saslah satu parameter pengukur kualitas suatu perekat. Kadar padatan menunjukan jumlah molekul perekat yang akan berikatan dengan molekul sirekat. Semakin tinggi kadar padatan tertentu, maka keteguhan rekat papan yang dihasilkan semakin meningkat karena semakin banyak molekul penyusun perekat yang bereaksi dengan kayu saat perekatan. Selain empat parameter diatas waktu gelatinisasi juga menentukan kualitas. Waktu gelatinisasi menunjukan waktu yang dibutuhkan perekat untuk mengental atau menjadi gel, sehingga tidak dapat ditambahkan lagi dengan bahan lain dan siap untuk direkatkan          (Rowell, 2005).

METODOLOGI PRAKTIKUM

Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Program Studi Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan. Praktikum dilaksanakan pada pukul 09.00-11.00 WIB.

Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah alumanium foil, tisu gulung, arikel determinasi perekat, alat tulis, Water bat/pemanas air, kertas lakmus, air, perekat urea formaldehida (UF) dan perekat phenol formaldehida (PF).

Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah aqua gelas, oven, timbangan, piknometer, gelas objek, gelas piala, sendok pengaduk, dan tabung reaksi.

Uji Kenampakan/visual

Determinasi kulitas perekat mengacu pada SNI 06-4567-1998 mengenai Phenol Formaldehida Cair untuk perekat kayu lapis antara lain kenampakan prinnsip uji kenampakan adalah pengamatan secara visual mengenai warna dan adanya benda asing dalam perekat. Cara determinasi kenamapakan perekat adalah contoh perekat dituangkan diatas permukaan gelas datar, lalu dialirkan sampai membentuk lapisan film tipis. Dilakukan pengamatan visual tentang warna, dan keberadaan benda asing berupa butiran padat, debu dan benda lain.

Uji Keasaman (pH)

Keasaman (pH) pengukuran pH adalah pengukuran banyaknya konsentrasi ion H⁺ pada suatu larutan. Cara determinasi pH perekat menggunakan pH meter adalah contoh perekat dituangkan secukupnya kedalam gelas piala 200 ml dan diukur keasamannya pada suhu 25⁰ C menggunakan pH meter. Sebelum dilakukan pengujian pH perekat terlebih dahulu dilakukan standardisasi pH meter dengan larutan buffer pH 7 dan pH 10 pada suhu 25⁰ C.

Uji Berat Jenis (BJ)

Berat jenis adalah perbandingan berat contoh terhadap berat air pada volume dan suhu yang sama. Cara Determinasi berat jenis perekat adalah Piknometer kosong yang kering dan bersih ditimbang (W₁), kemudian Piknometer di isi air dengan suhu 25⁰ C sampai penuh dan di tutup tanpa ada geperekatbung udara, bagian luar Piknometer dibersihkan dan dikeringkan dengan tisu, lalu ditimbang (W₂), air dalam Piknometer dibuang sampai bersih dan keringkan, selanjutnya Piknometer diisi dengan contoh perekat sampai penuh dan ditutup tanpa ada geperekatbung udara, dan bagian luar Piknometer dibersihkan dan dikeringkan dengan tisu, lalu ditimbang (W₃). Berat jenis perekat dengan rumus

BJ=  

Keterangan:

W₁  = massa piknometer yang bersih   dan kering

W₂ = massa piknometer yang telah diisi air sampai batas garis

W₃ = massa perekat dalam piknometer

Uji Penguapan/Kadar Padatan

Sisa penguapan/ kadar padatan adalah Perbandingan antara berat contoh sebelum dipanaskan dengan berat contoh sesudah dipanaskan pada suhu tertentu sampai berat tetap. Cara Determinasi kadar pada padatan perekat adalah contoh perekat sebanyak 1,5 gram dimasukkan ke cawan (W₁), selanjutnya perekat dalam cawan dikeringkan dalam oven pada suhu 150 ± 2⁰C selama satu jam, dinginkan dalam desikator sampai mencapai suhu kamar, kemudian ditimbang, dan pengeringan dan penimbangan dilakukan sampai diperoleh berat tetap (W₂). Kadar padatan ditentukan dengan rumus

Kadar padatan (%) =  x 100%

Keterangan:

W₁ = berat contoh sebelum dipanaskan

W₂ = berat contoh sesudah dipanaskan

Uji Waktu Gelatinasi

Waktu Gelatinasi adalah waktu yang dibutuhkan oleh contoh perekat untuk membentuk gelatin pada suhu tertentu. Cara determinasi waktu Gelatinasi perekat adalah contoh perekat sebanyak ± dimasukkan ke dalam tabung reaksi, selanjutnya dipanaskan di atas penangas air pada suhu 100⁰C dengan posisi permukaan perekat berada 2 cm di bawah permukaan air, amati waktun yang dibutuhkan perekat tersebut ubtuk berubah wujud menjadi gel (gelatinasi) dengan cara memiringkan tabung reaksi, dan perekat yang sudah tergelatinasi ditandai dengan tidak mengalirnya perekat ketika tabung reaksi dimiringkan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Uji Kenampakan/Visual

Kenampakan pada perekat phenol formaldehida (PF) berwarna putih dan tidak mengalami perubahan, keberadaan benda asing tidak ada. Sedangkan urea formaldehida (UF) berwarna merah dan tidak mengalami perubahan, keberadaan benda asing tidak ada.  Hal tersebut karena perekat belum pernah dibuka dan digunakan. Apabila perekat sudah sering digunakan, maka sifat kenampakan perekat akan berubah. Menurut Meda (2006), perlakuan panas dan kimia pada lignin kayu dan bahan kimia lain yang merupakan konversi komponen selulosa pada kayu dapat menyebabkan perekat liquida berwarna hitam. Terkadang pula pada perekat akan terasa kasar dengan adanya butiran atau serat kecil. Namun Ruhendi (2007), menyebutkan bahwa warna perekat tidak terlalu berpengaruh terhadap penampilan pada papan partikel.

Gambar 1. Perekat Phenol Formaldehida (PF) dan Urea Formaldehida (UF)

Uji Keasaman (pH)

Gamabar 2. Uji Keasaman (pH) dari Phenol Formaldehida (PF) dan Urea Formaldehida (UF)

Keasaman perekat phenol formaldehida (PF) sebesar 12 dan urea formaldehida (UF) sebesar 6 yang berarti perekat phenol foraml dehida (PF) bersifat sedikit basa sedangkan urea formal dehida (UF) bersifat asam. Hal ini sesuai dengan literatur Ruhendi (2007), menjelaskan bahwa sifat yang demikian diperlukan untuk memperpanjang waktu simpan perekat MF. Selain itu, kesesuaian antara perekat MF dengan kayu akan lebih baik. Karena pada kondisi asam, kayu akan lebih cepat menjadi rusak. Menurut SNI 06-4567-1998 pH perekat berkisar antara 10,0-13,0.

Urea foramdehida (UF) memiliki nilai pH 6, hal ini menunjukan bahwa perekat ini tergolong dalam derajat keasaman. Berdasarkan hasil ini didapat bahwa perekat ini mampu memperpanjang waktu simpan namun hal tersebut akan memperlambat proses curring. Hal ini sesuai dengan literatur Satuhu (1987) yang menyatakan bahwa nilai ph yang tinggi suatu perekat akan mewmperpanjang waktu simpan namun akan memperlambat proses curring. Selain kesesuaian antara perekat dengan kayu harus disesuaikan derajat keasamannya. Karena pada kondisi asam kayu akan lebih cepat rusak.

Uji Berat jenis (BJ)

Berat jenis perekat berkaitan dengan komponen yang terkandung di dalam perekat. Maka hasil yang di peroleh sebagai berikut :

W₁ = 20,97

W₂ = 47,12

W₃ = 52,50

BJ =

    =

=

= 1,20

Nilai berat jenis perekat urea formaldehida (UF) adalah 1,20. Nilai ini mendekati nilai berat jenis urea formaldehida (UF) yang sebenarnya yaitu 1,20. Nilai ini sesuai dengan ketentuan SNI 06-4567-1998 yaitu sebesar 1,165-1,200.

Berdasarkan hasil yang didapat bahwa berat jenis urea formaldehida (UF). Ini berarti perekat urea formaldehida (UF) memiliki rasio penggunaan formaldehid yang lebih banyak. Berdasarkan data tersebut urea formaldehida (UF) akan lebih awet jika digunakan dalam proses perekatan. Hal ini sesuai dengan literatur Rowell (2005) yang menyatakan bahwa berat jenis perekat berkaitan dengan komponen yang terkandung di dalam perekat. Berat jenis akan bertambah jika ada peningkatan rasio penggunaan formalin dengan perekat.

Gambar 3. Piknometer yang telah diisi air sampai batas garis dan di timbang (W₂)

Gambar 4. Piknometer yang telah diisi perekat sampai batas garis dan di timbang (W₃)

Uji Penguapan/Kadar padatan

                Uji penguapan/kadar padatan adalah perbandingan antara berat contoh sebelum di panaskan dengan sesudah dipanaskan . Hasil yang di dapay sebagai berikut :

Phenol formaldehida (PF)

W₁= 1,52

W₂= 1,429- 0,692 = 0,737

Kadar padatan =  x 100%

                                =  x 100%

                                = 48,4 %

Urea formaldehida (UF)

W1= 1,504

W2= 1,888- 0,691 = 1,197

Kadar padatan =  x 100%

                                =  x 100%

                                = 79,5 %

Kadar padatan dari uji sisa penguapan menunjukkan jumlah molekul perekat yang akan berikatan dengan molekul sirekat. Semakin tinggi kadar padatan pada batas tertentu, maka keteguhan rekat papan yang dihasilkan semakin meningkat karena semakin banyak molekul penyusun perekat yang bereaksi dengan kayu saat perekatan (Meda 2006). Adapun kadar padatan hasil uji penguapan didapatkan bahwa kadar padatan uji adalah 42,57%. Hal ini sesuai dengan ketentuan SNI 06-4567-1998 yaitu kadar padatan perekat adalah sebesar 40-45%.

Gambar 5. Hasil yang dari Kadar Padatan Phenol Formaldehida (PF) dan Urea Formaldehida (UF)

Waktu gelatinasi

Waktu gelatinasi menunjukkan waktu yang dibutuhkan perekat untuk mengental atau menjadi gel sehingga tidak dapat ditambahkan lagi dengan bahan lain dan siap untuk direkatkan. Waktu gelatinasi yang diperlukan pada perekat uji adalah lebih dari satu jam. Hal ini pun sesuai dengan SNI 06-4567-1998, waktu gelatinasi perekat adalah sama atau lebih dari 30 menit. Ruhendi (2007), menyebutkan bahwa semakin lamanya waktu gelatinasi, maka umur simpan perekat akan semakin lama.

Urea formaldehida (UF) membutuhkan waktu yang cukup cepat untuk mengental ini dikarenakan pada awalnya urea formaldehida awalnya berbentuk cairan. Urea formaldehida membutuhkan waktu yang cukup cepat untuk mengental, pada saat menit ke-20 urea formaldehida mampu menental dengan sempurna, hal ini perlu diketahui untuk menentukan siap tidaknya perekat direkatkan. Hal ini sesuai dengan literatur Rowell (2005) yang menyatakan bahwa Waktu gelatinisasi menunjukan waktu yang dibutuhkan perekat untuk mengental atau menjadi gel, sehingga tidak dapat ditambahkan lagi dengan bahan lain dan siap untuk direkatkan.

Berdasarkan pengamatan pada saat pengujian gelatinisasi dan kadar padatan yang tidak menguap dapat disimpulkan bahwa urea formaldehida tergolong dalam perekat termoplastik. Karena pada saat pengujian gelatinisasi perekat ini mengalami perubahan ke arah yang lebih cair sedangkan pada saat percobaan kadar padatan yang tidak menguap perekat ini mengeras. Hal ini sesuai dengan literatur Ruhedi (2007) yang menyatakan bahwa polivinyl asetat merupakan termoplastik resin, yang artinya resin dapat kembali menjadi lunak ketika dipanaskan dan mengeras kembali ketika didinginkan.

KESIMPULAN

Kenampakan pada perekat phenol formaldehida (PF) berwarna putih dan tidak mengalami perubahan, keberadaan benda asing tidak ada. Sedangkan urea formaldehida (UF) berwarna merah dan tidak mengalami perubahan, keberadaan benda asing tidak ada.  Hal tersebut karena perekat belum pernah dibuka dan digunakan.

Keasaman perekat phenol formaldehida (PF) sebesar 12 dan urea formaldehida (UF) sebesar 6 yang berarti perekat phenol foraml dehida (PF) bersifat sedikit basa sedangkan urea formal dehida (UF) bersifat asam. Urea foramdehida (UF) memiliki nilai pH 6, hal ini menunjukan bahwa perekat ini tergolong dalam derajat keasaman.

Nilai berat jenis perekat urea formaldehida (UF) adalah 1,20. Nilai ini mendekati nilai berat jenis urea formaldehida (UF) yang sebenarnya yaitu 1,20. Nilai ini sesuai dengan ketentuan SNI 06-4567-1998 yaitu sebesar 1,165-1,200.

Kadar padatan dari uji sisa penguapan menunjukkan jumlah molekul perekat yang akan berikatan dengan molekul sirekat. Semakin tinggi kadar padatan pada batas tertentu, maka keteguhan rekat papan yang dihasilkan semakin meningkat karena semakin banyak molekul penyusun perekat yang bereaksi dengan kayu saat perekatan.

Waktu gelatinasi yang diperlukan pada perekat uji adalah lebih dari satu jam. Hal ini pun sesuai dengan SNI 06-4567-1998, waktu gelatinasi perekat adalah sama atau lebih dari 30 menit. Urea formaldehida (UF) membutuhkan waktu yang cukup cepat untuk mengental ini dikarenakan pada awalnya urea formaldehida awalnya berbentuk cairan.

DAFTAR PUSTAKA

Dumanaw, J. F. 1993. Mengenal Kayu. Kanisius. Semarang.

Meda A.A. 2006. Kualitas Komposit dan Likuida Limbah Sabut Kelapa dengan Fortifikasi Poliuretan. Fakultas Kehutanan. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Rinawati. 2002. Perekat Berbahan Dasar Lignin untuk Kayu Lapis Meranti. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Rowell, R.M. 2005. Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites. CRC Press. New York.

Ruhedi, S., Koroh D. S., Syahmani F., Yanti H., Nurhaida, Saad S., Sucipto T. 2007. Analisis Perekatan Kayu. Institut Peranian Bogor. Bogor.

Santoso, A. 2004. Pemanfaatan Lignin dari Lindi Hitam untuk Pembuatan Kopolimer Lignin Resorsinol Formaldehida sebagai Perekat Lamina. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Vol-22.

Satuhu, E. 1987. Keterbatasan dan Kekuatan Perekat Lima jenis Kayu Indonesia. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Tsoumis, G. 19971. Science and Technology of Wood, Structure Properties, Utiliztion. Vand Hostrand Reinhold. New York.

Vick, C. B. 1999. Adhesive Bonding of Wood Material. Forest Product Technology. USDA Forest Service. Wisconsin.