7 TINJAUAN PUSTAKA Densifikasi Kayu Berbagai

TINJAUAN PUSTAKA
Densifikasi Kayu
Berbagai cara telah dilakukan untuk meningkatkan mutu kayu dan salah
satunya adalah proses pemadatan (densification). Tomme et al. (1998)
menyatakan bahwa tujuan utama pemadatan kayu adalah untuk meningkatkan
sifat-sifat mekanis seperti Young’s modulus, kekerasan permukaan, kekuatan
geser dan stabilitas dimensi, akibat berkurangnya porsi rongga dalam kayu
(porositas) akibat pengempaan.
Kayu dapat dipadatkan dan dimodifikasi sifat-sifatnya. Menurut
Kollmann et al. (1975), ada tiga cara yang dapat dilakukan, yaitu pemadatan
dengan impregnasi (densifying by impregnation), pemadatan dengan
pengempaan (densifying by compression), dan kombinasi antara impregnasi dan
pengempaan (compregnation). Dengan impregnasi, struktur rongga kayu diisi
dengan berbagai zat seperti resin fenol formaldehida, larutan vinil, resin alam cair,
lilin, sulfur, dan logam ringan sehingga kayu menjadi lebih padat.
Tomme et al. (1998) menyebutkan bahwa pemadatan kayu dengan
perlakuan thermo hygromechanical densification mendapatkan hasil yang lebih
stabil dan sedikit higroskopis daripada thermomechanical densification. Ada
beberapa metode perlakuan yang diberikan kepada kayu untuk memodifikasi sifat
kekuatan, stabilitas dimensi, dan kekakuan kayu. Perlakuan itu adalah pemecahan
molekul polimer air dengan PEG dan resin sintetis (impreg), pemadatan kayu
dengan pemanasan (staypak), dan pemadatan kayu menggunakan resin (compreg).
Densifikasi dengan Kompresi (Pengempaan)
Pemadatan dengan pengempaan juga dapat memodifikasi sifat-sifat kayu
dibawah kondisi tanpa merusak struktur sel kayu (Stamm 1964). Di Amerika
Serikat produk pemadatan kayu utuh dikenal dengan nama staypak (US Forest
Products Laboratory 1999). Staypak merupakan hasil pemadatan kayu utuh
dengan
memodifikasi
kondisi
pemadatan
sedemikian
rupa
sehingga
menyebabkan terbebasnya tegangan internal dan mengalirnya lignin. Pada
metode kompregnasi, kayu terlebih dahulu diimpregnasi baru kemudian dikempa.
7
Sampai saat ini produk-produk kayu yang dipadatkan dapat digunakan
untuk berbagai macam keperluan seperti bahan untuk furnitur dan bahan interior
lainnya (Inoue 1996) atau pun untuk keperluan konstruksi (Tomme et al. 1998).
Sementara Dwianto (1999) menambahkan bahwa manfaat produk pemadatan
juga cocok untuk lantai, furnitur, bahan interior, bahan komposit keteknikan, dan
surface densified wood.
Menurut l i d a dan Norimoto (1987), dibawah pengaruh kadar air dan
panas, produk kayu yang dipadatkan diketahui dapat pulih kembali ke bentuk
semula. Lebih lanjut Tomme et al. (1998) mengemukakan bahwa pemadatan
bersifat tidak stabil dimana kayu terpadatkan dapat kembali mengembang ketika
berada pada kelembaban dan suhu tinggi atau direndam ke dalam air. Bahkan
fiksasi yang telah terjadi dapat kembali bila kayu direbus lagi (Dwianto 1999).
Agar kayu yang dipadatkan tidak pulih kembali ke bentuk dan ukuran
semula, ada tiga cara yang dapat digunakan. Pertama, dengan mencegah
terjadinya pelunakan kembali yaitu dengan memperlakukan kayu dengan bahanbahan penolak air (Inoue et al. 1992). Kedua, dengan membentuk ikatan silang
diantara komponen penyusun kayu misalnya dengan tetraoksan (tetramer dari
formaldehida), para formaldehida atau tetraoksana. Hasil penelitian Inoue et
al. (1994) menunjukkan bahwa kayu Sugi (Cryptomeria japonica) yang
dipadatkan dengan tetraoksan mampu menghasilkan ikatan silang antar
komponen kayu melalui proses formalisasi. Bahkan dengan para formaldehid
atau tetraoksana, kayu yang dipadatkan tetap stabil meski direbus kembali
selama satu jam (Inoue et al. 1992). Ketiga, dengan melepaskan tegangan dan
regangan elastis yang tersimpan di dalam mikrofibril dan matriks penyusun
dinding sel. Menurut Stamm (1964), tebal produk staypak cenderung tidak
berubah lagi ketika pemadatan berlangsung dibawah kondisi yang menyebabkan
lignin mampu mengalir dan membebaskan tegangan dalam (internal stress).
Pada cara ini stabilitas optimum diperoleh dengan mengkombinasikan kadar air
kayu, suhu dan lamanya pemanasan.
Inoue dan Norimoto (1991) meneliti fiksasi permanen dari pemadatan
kayu Sugi dengan pemanasan pada kondisi kering. Hasil yang diperoleh
adalah fiksasi permanen dicapai pada suhu 180ºC selama 20 jam, atau pada suhu
8
200ºC selama 5 jam, atau pada suhu 220ºC selama 3 jam. Sementara itu berdasarkan
hasil penelitian yang juga menggunakan
kayu Sugi,
Dwianto
et al. (1996)
menyimpulkan bahwa fiksasi permanen dicapai setelah pemanasan selama 20
jam pada suhu 180ºC atau setelah pengukusan selama 10 menit pada suhu yang
sama. Mekanisme fiksasi terkait dengan adanya perubahan kristalinitas akibat
pemanasan atau pengukusan. Fiksasi permanen pada pemadatan tersebut
dipercaya oleh Dwianto et al. (1998) terbentuk akibat pembebasan tegangan
yang tersimpan dalam mikrofibril dan bahan matriks dalam dinding sel yang
terdegradasi.
Penelitian yang dilakukan oleh Nugroho dan Ando (2001) dengan
perlakuan awal perebusan memperoleh hasil bahwa bambu zephyr menjadi stabil
pada saat suhu pengempaan di atas 150ºC. Menurut Okuma dan Dong (1996),
pengempaan pada suhu 180°C selama 3 menit dengan kadar air bahan lebih
dari 18% cukup untuk merubah bentuk chopstik menjadi bentuk yang stabil.
Pada suhu 180 oC komponen kimia utama (selulosa dan lignin) terpisah-pisah dan
menjadi plastis. Keadaan ini menyebabkan bebasnya tegangan dalam (internal
stress) dan terjadinya fiksasi permanen.
Murhofik (2000) melakukan pemadatan kayu Sengon dan Agatis
dengan menggunakan alat up ward skala laboratorium pada kadar air jenuh
(perendaman dingin) dengan suhu kempa 100°C. Pemadatan kayu sampai 50%
dicapai selama 6 jam dengan tekanan 22 bar untuk Agatis dan selama 8 jam dengan
tekanan 12 bar pada kayu Sengon. Sifat mekanis kayu rata-rata meningkat dari
100 hingga 200%. Disamping itu, secara visual warna kayu menjadi lebih atraktif,
lebih gelap dan stabil dimensinya.
Pemulihan ke ketebalan semula dari kayu yang dipadatkan menurun
dengan meningkatnya persentase pemadatan, suhu pemanasan, dan lamanya
pemanasan. Sedangkan kekerasan, kekuatan lentur, dan kekuatan geser kayu
yang dipadatkan meningkat dengan meningkatnya persentase pemadatan. Namun
demikian, kayu yang dipadatkan dengan pemanasan menghasilkan sifat mekanis
yang lebih rendah daripada yang tanpa pemanasan, kecuali untuk kekerasan
pada persentase pemadatan 61% (Hwang 1997).
9
Pada teknologi pengempaan dikenal dua mesin kempa yaitu mesin
kempa dingin (cold press) dan mesin kempa panas (hot press). Namun ada
juga yang merupakan kombinasi dari keduanya yaitu mesin kempa panas dan
kempa dingin (hot and cold press). Mesin kempa terdiri dari pelat dan piston
yang berbentuk bundar.
Berdasarkan arah pengempaan dikenal ada dua macam mesin kempa
yaitu down ward dan up ward. Arah penekanan pada mesin down ward dari atas
ke bawah, sedangkan jenis up ward dari bawah ke atas. Pada mesin kempa
panas, kedua pelatnya dipanaskan bila dioperasikan. Pelat tersebut dipanaskan
oleh pipa panas yang berisi uap air panas atau panas yang berakhir dengan
tekanan melalui boiler. Besarnya tekanan uap dari boiler menentukan tingginya
pemanasan pada pelat.
Teknologi pengempaan umumnya digunakan dalam proses pembuatan
produk-produk kayu komposit. Pemakaian mesin kempa ditujukan untuk
membantu meningkatkan ikatan rekat antara kayu dengan perekat sebagai bahan
penyusunannya (Kollmann et al. 1975). Disamping itu mesin kempa juga
digunakan untuk tujuan memodifikasi sifat-sifat kayu melalui proses
pemadatan. Produk yang dihasilkan dikenal dengan densified wood.
Dalam pengoperasian mesin kempa dalam hal ini mesin kempa panas,
perlu diatur besarnya temperatur, tekanan dan lamanya pengempaan. Ketiga faktor
tersebut sangat menentukan baik tidaknya produk yang dihasilkan.
Densifikasi dengan Impregnasi
Impregnasi merupakan pengisian kayu dengan vinil monomer yang diikuti
oleh polimerisasi radikal bebas kedalam lumen dan dinding sel. Penambahan bagian
penting vinil polymer pada ruang kosong di dalam kayu akan meningkatkan kekuatan
kompresi, kekerasan dan daya tahan terhadap gores (Yildiz et al. 2005).
Perlakuan modifikasi kimia dengan cara impregnasi dengan monomer vinil
melalui
pematangan/pengerasan
(radiasi
atau
katalis)
secara
signifikan
memperbaiki daya tahan air, kekerasan kayu, dan sebagainya. Jenis impregnasi
pada kayu dengan menggunakan campuran polimer terdiri dari makromonomer
dan stirena telah memperbaiki perlindungan terhadap air, kekuatan tekan dan
10
bending. Penggunaan glicidil metakrilat (GMA) dengan dialil ptalat (DAP) secara
bersamaan dapat memperbaiki stabilitas dimensi, daya tahan air dan sifat mekanis
kayu yang lebih signifikan dibandingkan penggunaan GMA atau DAP secara
terpisah. Impregnasi kayu dengan monomer jenis aklirik atau vinil menunjukkan
stabilitas dimensi yang rendah karena adanya kandungan air. Hal ini dikarenakan
keterbatasan monomer yang masuk kedalam rongga sel pada dinding sel (Rashmi
et al. 2003).
Untuk meningkatkan kualitasnya kayu dapat dimodifikasi sifatsifatnya. Menurut Kollmann et al.
(1975), salah satu cara yang bisa
dilakukan, yaitu impregnasi. Dengan impregnasi, struktur rongga kayu diisi
dengan berbagai zat yang akan menyebabkan struktur kayu menjadi lebih padat.
Selain dengan polimerisasi resin fenol formaldehida dan larutan vinil, impregnasi
ke dalam struktur rongga kayu juga menggunakan resin alam cair, lilin, sulfur,
dan logam ringan.
Kayu yang diimpregnasi dengan bahan plastik mengakibatkan bahan
plastik akan mengisi rongga sel dan membentuk ikatan dengan rantai selulosa dari
kayu (Ibach et al. 2005). Dikatakan pula bahwa dalam pembuatannya zat
monomer diimpregnasikan ke dalam kayu, kemudian diradiasi dengan sinar
gamma dengan dosis tertentu, sehingga terjadi polimerisasi. Kayu yang dihasilkan
dengan proses ini memiliki sifat fisik dan mekanis yang lebih baik dari kayu
aslinya, sehingga dapat digunakan untuk berbagai keperluan yang memerlukan
persyaratan kekuatan yang tinggi.
Pertimbangan pemberian perlakuan modifikasi kimia dengan cara
impregnasi menggunakan polimer tergantung pada tujuan penggunaan
akhirnya (Rowell 2005).
Ikatan rangkap dan gugus glycidyl terdapat pada GMA. Gugus glicidil
dapat bereaksi dengan gugus yang mengandung hydrogen aktif seperti gugus
asam amino, hidroksil dan karbonil. Gugus glicidil dan sambungan ikatan
rangkap dalam GMA dapat bereaksi dengan gugus hidroksil dari selulosa
yang terdapat pada kayu dan untuk co-polimerisasi masing-masing dengan
monomer jenis vinil atau aklirik (Rashmi et al. 2003).
11
Metoda yang digunakan untuk memasukan bahan kimia ke dalam kayu
dibedakan atas metoda tekanan dan tanpa tekanan (Sumardi 2000). Metoda
tekanan merupakan metoda yang paling berhasil dan digunakan secara luas,
tetapi memerlukan energi yang lebih tinggi. Dibandingkan metoda lain,
metoda tekanan mempunyai beberapa keuntungan yaitu: proses relatif
singkat, dapat dikontrol, lebih efisien, penetrasi lebih dalam dan merata.
Berdasarkan perbedaan vakum, metoda tekanan dibagi 2 (dua)
golongan yaitu proses sel penuh (full cell process) dan proses sel kosong
(empty cell process). Proses sel penuh bertujuan mempertahankan sebanyak
cairan yang telah didorong masuk ke dalam kayu selama proses tekanan.
Proses ini meninggalkan konsentrasi maksimum dari bahan kimia dalam
kayu. Pada proses sel kosong, sebagian bahan kimia yang didorong masuk ke
dalam kayu dan dibantu dengan panas akan menghasilkan stabilitas dimensi
yang tinggi (Haygreen dan Bowyer 1993).
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pemadatan Kayu
Proses pemadatan kayu dipengaruhi oleh faktor luar kayu dan faktor dalam
kayu seperti proses plastisasi, kadar air, temperatur dan waktu kempa, kerapatan serta
jenis kayu.
Faktor Dalam Kayu
Pengempaan kayu basah atau berkadar air tinggi dapat menyebabkan
terjadinya tekanan hidrostatis pada bagian tengah kayu yang berakibat kerusakan
tekan. Sedangkan jika kadar air terlalu rendah, maka diperlukan waktu yang lama
untuk proses plastisasi. Proses plastisasi yang dianjurkan adalah pengukusan dan
perebusan kira-kira 15 menit/cm tebal kayu dengan kadar air 20-25%. Untuk
bahan yang lebih tebal dan kadar air yang rendah, maka diperlukan waktu
pengukusan atau perebusan yang lebih lama, yaitu 30 menit/cm (FPL 1999).
Kayu
kerapatan
rendah
lebih
mudah
dibentuk
dan
dipadatkan
dibandingkan dengan kayu kerapatan tinggi seperti hasil penelitian Killmann dan
Koh (1988) terhadap kayu sawit. Semakin tinggi kerapatan kayu maka semakin
banyak zat kayu pada dinding sel, maka semakin tebal dinding sel semakin sukar
kayu tersebut dibentuk.
12
Jenis kayu yang berbeda akan mempunyai struktur dan komposisi
kandungan kimia yang berbeda pula. Dwianto, Inoue dan Norimoto (1997)
melakukan pemadatan kayu sugi, pinus dan albizia yang ternyata mempunyai sifat
peregangan kembali yang berbeda satu dengan lainnya. Bardet et al. (2002)
mengamati sepuluh jenis kayu yang dipadatkan dan setiap jenis mempunyai
viskoelastis yang berbeda.
Faktor Luar Kayu
Dalam proses seperti pelengkungan atau pemadatan kayu, dinding sel kayu
harus lunak atau plastis sehingga lebih mudah dibentuk. Yano (2000) menyatakan
bahwa terdapat dua hal yang harus dipertimbangkan untuk meningkatkan kekuatan
kayu yaitu kualitas dan kuantitas material dinding sel. Perubahan bentuk dinding
sel tanpa rusak, merupakan hal penting yang harus diperhatikan dalam proses
pemadatan kayu untuk meningkatkan mutu atau kekuatan kayu. Untuk
mendapatkan hasil yang baik tanpa kerusakan pada dinding sel, maka perlu
dilakukan plastisasi dinding sel.
Plastisasi dinding sel dapat dilakukan dengan berbagai cara, baik secara
kimiawi, fisik atau kombinasi keduanya. Secara kimia dapat dilakukan dengan
perendaman dalam bahan kimia seperti larutan amonia (Killmann dan Koh 1988)
dan secara fisik dengan peningkatan kadar air atau pemberian panas. Berbagai
cara peningkatan kadar air dan pemberian panas yang telah dilakukan antara lain
radiasi dengan gelombang mikro (Dwianto et al. 1998), penguapan (Dwianto
1999), pengukusan (Navi et al. 2000), perendaman, perebusan dan pengukusan
(Sulistyono 2001). Sedangkan kombinasi kimia dan fisik dilakukan oleh
Higashihara et al. (2002) dengan memanaskan kayu jenuh gliserin dan sedikit
asam sulfat.
Dinding sel kayu merupakan komposit dengan serat sebagai tulangan yang
terdiri dari beberapa lapisan yang heterogen, baik struktur maupun komposisi
kandungan kimianya. Komponen utama penyusun dinding sel adalah rantai
selulosa yang bergabung membentuk satu ikatan dan mempunyai arah orientasi
yang sama, disebut mikrofibril. Tiap lapisan dinding sel mempunyai arah
mikrofibril yang berbeda, yang diselubungi oleh matrik berupa lignin dan
hemiselulosa (Dwianto et al.,1998). Molekul air yang masuk ke kayu tidak dapat
13
masuk ke daerah kristalin mikrofibril tetapi berikatan dengan matrik dan ruang
antara matrik-mikrofibril serta bertindak sebagai agen pengembang dan
plasticizer. Ketika kayu dipanaskan dalam kondisi basah maka terjadi pelunakan
komponen matrik.
Selulosa berikatan dengan matrik secara kimiawi dan plastisasi dinding sel
akan terjadi bila matrik yang menyelimuti selulosa melunak, sedangkan
mikrofibril selulosa tetap dalam keadaan transisi gelas karena mikrofibril hampir
tidak terpengaruh oleh lembab dan panas.
Menurut Bodig dan Jayne (1982), plastisasi kayu adalah perubahan
karakteristik kayu sehingga menjadi lebih lunak. Tujuan plastisasi adalah untuk
memungkinkan pelengkungan atau pembuatan bentuk kayu dengan energi lebih
rendah dan kerusakan-kerusakan lebih kecil, atau untuk membuat kayu menjadi
suatu bentuk yang dipadatkan. Setelah proses plastisasi diharapkan kayu menjadi
plastis sehingga mudah dibentuk dan dipadatkan.
Proses plastisasi dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu secara fisik dan
secara kimia. Secara fisik, plastisasi kayu terjadi bila tiga komponen yaitu air
dalam kayu, temperatur yang tinggi dan tekanan ada secara bersama-sama. Bila
salah satu komponen di atas tidak ada maka plastisasi kayu tidak akan terjadi.
Sedangkan secara kimia proses plastisasi dilakukan dengan menggunakan bahan
kimia.
Faktor perlakuan atau pra perlakuan sebelum kayu dipadatkan adalah
proses plastisasi yang terdiri dari perendaman dingin, perendaman panas,
perebusan dan pengukusan dengan autoklaf. Menurut Panshin dan de Zeeuw
(1980), adanya penyerapan air oleh dinding sel menyebabkan mikrofibril
mengembang sesuai dengan jumlah cairan yang ditambahkan. Pada saat itu
kayu secara mudah dapat melakukan deformasi.
Plastisasi dicapai pada suhu di atas 120 oC. Pada saat proses produksi,
proses plastisasi bisa dilakukan pada tahap perlakuan pendahuluan sebelum
kayu dikempa dan pada saat proses pengempaan. Pada tahap perlakuan dapat
dilakukan dengan cara perebusan dan pengukusan di dalam autoklaf sampai suhu
mencapai lebih dari 120°C. Dan pada saat proses pengempaan dapat dilakukan
dengan mengatur suhu kempa pada alat kempa di atas 120°C.
14
Temperatur dan waktu kempa saling berkorelasi: semakin tinggi
temperatur maka waktu kempa akan semakin pendek dan sebaliknya. Temperatur
yang tinggi akan merusak struktur anatomi dan kimia kayu dan akan menurunkan
kekakuan kayu. Sebaliknya dengan temperatur yang rendah, memungkinkan tidak
tercapainya hasil yang diinginkan (Dwianto et al.1999).
Pelunakan kayu terjadi pada dua tahap yaitu pada temperatur sekitar 80
dan 180ºC (Takahashi et al. 1998). Tahap pertama terjadi pelunakan lignin saat
tercapai temperatur transisi gelas (Tg) lignin sebesar 83°C, selanjutnya terjadi
dekomposisi hemiselulosa di dinding sel menjadi monomer gula karena
penguapan selama beberapa menit pada temperatur sekitar 180°C. Pencapaian
temperatur tersebut akan lebih mudah terjadi pada kayu dengan kadar air tinggi
karena adanya pemanasan molekul air di dalam kayu.
Monomer
Stirena
Stirena adalah cairan hidrokarbon yang tidak berwarna dengan rumus
kimia seperti pada Gambar 2, dengan titik didih 145oC (293oF) dan dapat
membeku pada suhu 30oC (23oF). Stirena juga dikenal sebagai vinyl benzen yaitu
suatu hidrokarbon yang wangi. Stirena adalah suatu cairan berminyak tak
berwarna yang menguap dengan mudah dan berbau manis.
Stirena dinamakan getah kemenyan dan dapat disadap dari pohon. Untuk
tingkat rendah stirena terjadi secara alami di dalam tumbuh-tumbuhan seperti
halnya berbagai makan seperti buah-buahan, sayur, kacang-kacangan, dan lain
sebagainya. Produksi stirena di Amerika Serikat meningkat secara dramatis
sepanjang tahun 1940, ketika dipopulerkan sebagai bahan untuk karet sintetis.
Stirena seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 merupakan suatu jenis
monomer yang umum dipakai untuk wood plastic composites.
Stirena dapat
dipolimerisasi dalam kayu dengan menggunakan katalis (vazo atau peroksida) dan
panas, atau radiasi.
Monomer lain yang biasanya ditambahkan untuk
mengendalikan tingkat polimerisasi, meningkatkan polimerisasi dan ikatan silang
stirena untuk memperbaiki sifat fisis dari wood plastic composites (Ibach et al.
2005).
15
Kekerasan, keteguhan pukul, keteguhan tekan dan geser, bending dan
keteguhan belah dari kayu yang diberi perlakuan stirena lebih baik dibandingkan
dengan kayu tanpa stirena dan hampir sama atau bahkan lebih baik dari sampel
yang diimpregnasi dengan MMA. Kayu yang diberi perlakuan warnanya menjadi
lebih kuning dari kayu asal (Ibach et al. 2005).
Gambar 2 Struktur Stirena
Modifikasi dari beberapa tipe kayu daun jarum dan kayu daun lebar
dengan polistirena dapat memperbaiki daya tahan pemakaian. Komposit kayu
polistirena yang terbuat dari kayu daun lebar jenis birch, gray dan black alder,
serta spruce lebih tahan terhadap pengikisan dibandingkan dengan kayu alami
(Ibach et al. 2005).
Flexural strength, kekerasan dan kerapatan kayu alder
meningkat dengan adanya impregnasi stirena dan pemanasan sampai diperoleh
kayu jenuh polistirena (Ibach et al. 2005).
Modifikasi kayu poplar dengan
polistirena telah meningkatkan kekerasan kekuatan statik bending dan keuletan.
Peningkatan keuletan tergantung pada kandungan polimer sampai pada batas
tertentu (Ibach dan Ellis 2005).
Metil Metakrilat (MMA)
MMA seperti terlihat pada Gambar 3 merupakan monomer yang paling
umum digunakan untuk wood plastic composites. MMA adalah suatu cairan
mudah terbakar yang tidak berwarna. Monomer ini sedikit mahal dan paling
tersedia di pasaran serta dapat digunakan sendirian atau di kombinasi dengan
monomer lain sebagai crosslink sistem polimer. MMA mempunyai titik didih
yang rendah (101ºC), titik lebur pada – 48oC, dapat larut dalam kebanyakan bahan
pelarut organik tetapi tidak dapat larut dalam air dikarenakan adanya esterifikasi
metakrilamida sulfat dengan methanol. MMA diproduksi secara komersial dari C4
16
(isobutilena dan teta-butyl alcohol) melalui dua proses oksidasi. Proses ini tidak
memerlukan asam sulfat dan hasil sampingannya bersifat asam.
MMA adalah monomer untuk membuat polimetil metakrilat (PMMA)
yang digunakan untuk pengganti gelas agar tahan banting. Polimer dan co-polimer
metal methacrylate juga selalu digunakan untuk bahan baku lem, emulsi polimer,
bahan pembungkus, material konstruksi dan lain-lain. MMA menyusut 21%
setelah polimerisasi, yang hasilnya ada beberapa ruang kosong diantara
permukaan dinding sel kayu dan polimer. menambahkan crosslinking monomer
seperti di- dan tri-methacrylate (Ibach et al. 2005).
Penggunaan utama yang mengkonsumsi kira-kira 80% MMA adalah
sebagai bahan pembuatan polimetil metakrilat plastik akrilik (PMMA). MMA
juga digunakan untuk produksi co-polimer metil metakrilat-butadiena-stirena
(MBS), yang digunakan sebagai suatu modifikasi untuk PVC.
H2C = C – CH3
O = C – CH3
Gambar 3 Struktur metil metakrilat
Peningkatan penyusutan polimer, dimana hasilnya lebih besar pada ruang
kosong diantara polimer dan dinding sel. MMA dapat dipolimerisasi pada kayu
dengan menggunakan bahan katalis (vazo atau peroksida) dan panas, atau radiasi.
Pengasapan
MMA
menggunakan
cobalt-60
dibantu
penyinaran
gamma
memerlukan waktu yang lebih panjang (8-10 jam) tergantung pada keadaan
radiasi yang berubah-ubah. Catalyst-heat memulai reaksi lebih cepat (minimum
30 atau kurang dari 60ºC). Hubungan yang signifikan diantara kayu yang diberi
perlakuan yaitu modulus kekerasan, kerapatan kayu, dan loading. Perbedaan
yang besar nilai modulus kekerasan dari kayu aspen dan maple dihubungkan
karena kayu-kayu tersebut berstruktur tata baur. Nilai modulus kekerasan yang
tinggi pada red oak diduga karena pengaruh kerapatan atau polymer loading.
Compressive
dan
bending
strengths
pada
kayu
tropis
(Kapur-
Dryobalanops sp.) sangat signifikan dengan impregnasi menggunakan monomer
17
MMA. Penggunaan metode gamma irradiation, beberapa wood–poly tropis dan
polyvinyl acetate composites yang dibuat memperlihatkan pengaruh yang
signifikan dengan compressive strength. Contoh uji dengan rata-rata polymer
content 63% (dry wood) menunjukkan peningkatan pada compressive, strength,
toughness, radial hardness, compressive strength parallel, dan tangential sphere
strength (Ibach et al. 2005). Kekerasan dan sifat mekanis pada kayu poplar
ditingkatkan dengan impregnasi menggunakan monomer MMA dan polimerisasi
dengan sinar gamma. Kekerasan kayu yang diberi perlakuan dapat ditingkatkan
dengan tekanan impregnasi dan berat polimer.
Sifat Fisis, Mekanis dan Komponen Kimia Kayu
Sifat Fisis Kayu
Sifat fisis kayu merupakan sifat dasar yang berperan penting dan
erat hubungannya dengan struktur kayu itu sendiri (Tsoumis 1991). Sifat fisis
kayu yang terpenting diantaranya adalah kadar air, kerapatan, berat jenis dan
kembang susut kayu.
Kadar air didefinisikan sebagai banyaknya air yang terdapat di dalam
kayu, yang dinyatakan persen terhadap berat kering oven. Kadar air ini bervariasi
antar posisi kayu dalam pohon dan antar pohon sejenis (Brown et al. 1952).
Fluktuasi jumlah kandungan air di dalam kayu akan berpengaruh terhadap sifatsifat kayu (Panshin dan de Zeeuw 1980). Perubahan kadar air dibawah titik
jenuh serat (± 30%) akan diikuti oleh perubahan sifat mekanis dan perubahan
bentuk.
Kerapatan didefinisikan sebagai perbandingan massa suatu bahan
terhadap satuan volumenya. Kerapatan kayu ini berhubungan langsung dengan
porositasnya, yaitu proporsi volume rongga kosong (Haygreen dan Bowyer
1993). Sedangkan Kollmann dan Cote (1968) berasumsi bahwa pada umumnya
kualitas
kayu
sebagai
bahan bangunan tergantung pada kerapatannya.
Kenyataannya terdapat sebuah korelasi antara sifat mekanis, kekerasan, ketahanan
abrasi, dan nilai kalor kayu dengan kerapatan kayu.
18
Berat jenis biasanya dinyatakan sebagai perbandingan kerapatan suatu
bahan dengan kerapatan benda standar (air) pada suhu 4°C (Brown et al.
1952). Berat jenis kayu merupakan suatu sifat fisis kayu yang paling penting,
sehingga dapat mempelajari lebih banyak mengenal sifat alam contoh uji kayu
dengan menentukan berat jenisnya (Haygreen dan Bowyer 1993).
Pendekatan hubungan antara kerapatan dan berat jenis tersebut di
atas didasarkan pada massa yang diukur sama. Padahal dalam perhitungan
kerapatan kayu ada kemungkinan menggunakan massa yang berbeda, yaitu
massa kering udara dan massa kering oven. Jika menggunakan perhitungan
massa yang berbeda maka perhitungan tersebut di atas tidak berlaku, sebab
kerapatan kayu dihitung dengan massa kering udara, sedang berat jenis dengan
menggunakan massa kering oven.
Kayu bersifat higroskopis yaitu mengikat dan melepaskan air sesuai
dengan keadaan suhu dan kelembaban udara sekitarnya. Kayu juga bersifat
anisotropis, yaitu mengembang atau menyusut tidak sama besar dalam tiga arah,
yaitu longitudinal, tangensial dan radial (Kollmann dan Cote 1968). Kayu yang
terpadatkan mempunyai dimensi yang relatif lebih stabil. Dengan demikian
kembang susut yang terjadi sebagai akibat perubahan suhu dan kelembaban sekitar
(spring back) tidak terlalu besar. Pengembangan dapat dirumuskan sebagai
selisih antara dimensi akhir dengan dimensi awal dibandingkan dengan dimensi
awalnya.
Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis kayu merupakan sifat yang berhubungan dengan kekuatan
dan merupakan ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya luar yang bekerja
padanya. Ketahanan terhadap perubahan bentuk menentukan banyaknya bahan
yang dimanfaatkan, terpuntir, atau terlengkungkan oleh suatu beban yang
mengenainya (Haygreen dan Bowyer 1993).
Menurut Kollmann dan Cote (1968), sifat mekanis kayu yang dapat
dipakai untuk menilai kekuatan kayu adalah keteguhan lentur statis (static bending
strength), keteguhan tekan (compressive strength), keteguhan tarik (tensile
strength), keteguhan geser (shearing strength), kekakuan (stiffness), keuletan
(toughness), kekerasan (hardness), dan ketahanan belah (cleavage resistance).
19
Keteguhan lentur statis (static bending strength) menurut Haygreen dan
Bowyer (1993), merupakan sifat yang digunakan untuk menentukan beban yang
dapat dipikul suatu gelagar. Apabila suatu gelagar dibengkokan, separuh yang atas
mengalami tarikan, sedangkan sumbu netral tidak mengalami tegangan tarik
maupun tegangan tekan.
Dari pengujian keteguhan lentur akan diperoleh nilai keteguhan kayu pada
batas proporsi dan keteguhan kayu maksimum . Dibawah batas proporsi terdapat
hubungan garis lurus antara besarnya tegangan dengan regangan, dimana nilai
perbandingan antara tegangan dan regangan disebut modulus of elasticity (MOE).
Modulus of rupture (MOR) dihitung dari beban maksimum (beban pada saat
patah) dalam uji keteguhan lentur dengan menggunakan pengujian yang sama
untuk menentukan MOE (Haygreen dan Bowyer 1987).
Kekerasan (hardness)
merupakan ukuran kemampuan kayu untuk
menahan kikisan pada permukaannya. Sifat ini dipengaruhi oleh kerapatan kayu,
keuletan kayu, ukuran serat, daya ikat serat dan susunan serat. Nilai yang didapat
dari hasil pengujian merupakan uji pembanding, yaitu besar gaya yang dibutuhkan
untuk memasukan bola baja yang berdiameter 0,444 inchi pada kedalaman 0.22
inchi (Wangaard 1950).
Komponen Kimia Kayu
Dengan menyimak komponen kimia dan serat kayu, dapat direncanakan
tindakan-tindakan teknologi dalam rangka memperbaiki sifat-sifat dan kualitas
produk. Perbedaan umur pohon memberikan pengaruh yang berbeda terhadap
komposisi kimia kayu. Kadar selulosa, lignin, kelarutan dalam ethanol-benzena
dan air dingin, secara umum menunjukkan kecenderungan menurun dengan
bertambahnya umur pohon sedangkan kadar pentosan cenderung meningkat.
Sel-sel kayu disusun atas matrik polimerik berupa polisakarida dan lignin.
Komponen kimia kayu secara umum terdiri dari selulosa. hemiselulosa, lignin, zat
ekstraktif, abu dan mineral. Kayu umumnya mengandung 50% selulosa, 30%
lignin, 20% hemiselulosa, pentosa dan beberapa jenis gula. Beberapa jenis kayu
daun lebar di Indonesia mengandung 40-50% selulosa, 15-35% lignin, 20-35%
hemiselulosa dan 3-10 zat ekstraktif. Unsur-unsur penyusun kayu tergabung
dalam sejumlah senyawa organik berupa selulosa, hemiselulosa dan lignin.
20
Proporsi lignin dan hemiselulosa sangat bervariasi diantara spesies-spesies kayu
dan juga diantara hardwood dan softwood (Haygren dan Bowyer 1993).
Terdapat perbedaan komposisi kimia dalam kayu di beberapa tempat atau
bagian dari pohon. Pada beberapa hardwood jumlah lignin, selulosa dan ekstraktif
pada kayu gubal dan kayu teras tidak menunjukkan adanya perbedaan yang
mencolok. Kayu akhir memiliki selulosa yang lebih tinggi dan kadar lignin yang
lebih rendah dibandingkan kayu awal.
Haygreen dan Bowyer (1993) menambahkan, disamping komponenkomponen dinding sel yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin terdapat pula
sejumlah zat yang disebut bahan tambahan atau zat ekstraktif kayu yang
merupakan zat-zat dengan berat molekul rendah.
Penggolongan komponen utama kimia kayu seperti selulosa, hemiselulosa,
lignin dan zat ekstraktif dimaksudkan untuk menggambarkan komposisi kayu dan
memperkirakan sifat-sifat kayu tersebut dikaitkan dengan penggunaannya.
1. Selulosa
Selulosa merupakan struktur dasar sel-sel tanaman. Di dalam kayu selulosa
merupakan penyusun utama kayu, kira-kira 40-45%. Bahan kering dari spesies
kayu adalah selulosa terutama dalam dinding sekunder sel (Sjostrom 1995).
Selulosa adalah unsur struktural dan komponen utama dari pohon dan tanaman
tingkat tinggi lainnya. Selulosa sebagai struktur dasar sel kayu berperan dalam
pembentukan susunan lapisan dinding sel kayu. Proporsi selulosa akan
memberikan tebal tipisnya lapisan dinding sel dan berpengaruh besar terhadap
sifat-sifat sel. Sejumlah selulosa menambah proporsi berat dinding sel (Haygren
dan Bowyer, 1987).
Selulosa adalah molekul gula linier berantai panjang tersusun dari
monomer glukosa. Unit terkecil dari selulosa adalah selobiosa yang terdiri dari
dua monomer glukosa, dengan unit ulangan polimer terikat melalui ikatan
glikosida
(1-4) (Rowell 2005) seperti yang tertera pada Gambar 4.
21
Gambar 4 Struktur selulosa
2. Hemiselulosa
Hemiselulosa adalah polisakarida dengan rantai samping yang pendek,
tersusun dari lima jenis gula dan dua asam uronat. Jenis gula merupakan
kombinasi dari gula berkarbon 5 (xilosa dan arabinosa) dan gula berkarbon 6
(glukosa, manosa, dan galaktosa) dan asam glukuronat dan galakturonat.
Kadar hemiselulosa dalam kayu kering berkisar dari 20-35%. Pada
umumnya hemiselulosa mempunyai berat molekul yang lebih rendah dari
selulosa, dan dapat larut didalam larutan alkali serta lebih mudah dihidrolisis oleh
asam (Rowell 2005). Hemiselulosa berfungsi sebagai pendukung dalam dindingdinding sel. Kebanyakan hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi sebesar
200. Hemiselulosa disusun oleh berbagai jenis monomer yaitu terdiri dari unit
pentosa, heksosa, asam heksuronat dan deoksi-heksosa, seperti yang tertera pada
Gambar 5.
Gambar 5 Unit pentosa, heksosa, asam heksuronat dan deoksi heksosa
22
3. Lignin
Penyusun utama kayu lainnya adalah lignin. Lignin merupakan molekul
polifenol yang strukturnya tiga dimensi dan bercabang banyak. Strukturnya
komplek dan berbobot molekul tinggi
Lignin merupakan senyawa aromatik yang terdiri dari unit fenilpropana
yang memiliki gugus metoksil dan inti phenol serta saling mengikat dengan ikatan
eter atau ikatan karbon, mempunyai berat molekul tinggi dengan 61-67% karbon,
5-6% hidrogen, dan 30% oksigen, seperti tertera pada Gambar 6.
Gambar 6. Struktur pembentuk lignin (I) kumaril alkohol; (II) koniferil alkohol;
(III) sinapil alkohol
Haygreen dan Bowyer (1993) mengatakan bahwa lignin terdapat di
antara sel-sel dan didalam dinding sel. Keberadaan lignin dalam dinding sel
sangat erat hubungannya dengan selulosa yang berfungsi memberikan ketegaran
pada sel, berpengaruh dalam memperkecil dimensi dan mengurangi degradasi
terhadap selulosa. Lignin dapat dibagi kedalam beberapa kelompok menurut unsur
strukturnya yaitu:
a. Lignin guasil: terdapat pada kayu daun jarum (26-32%) dengan prazat
koniferil alkohol.
b. Lignin guaiasil-siringil: merupakan ciri kayu daun lebar (20-28%) dengan
prazat koniferil alkohol, sinapsil alkohol (4:1-4:2)
23
4. Holoselulosa
Kadar holoselulosa terdiri dari selulosa dan hemiselulosa yang tinggi dan
sangat diperlukan dalam pembuatan pulp dan kertas. Holoselulosa berpengaruh
terhadap sifat keteguhan dan kekuatan serat sehingga sulit didegradasi oleh fungi.
Holoselulosa memilki sifat afinitas yang besar terhadap air (Fengel dan Wegener
1995).
Kadar holoselulosa dalam kayu banyak terdapat pada bagian dinding
sekunder yang berfungsi sebagai penguat tekstur dan berfungsi sebagai energi
karena senyawa ini terdiri dari unit monosakarida, maka apabila dihidrolisis
dengan campuran asam sulfat. soda abu dan kapur pada suhu 170oC akan
dihasilkan monomer, furfural, asam asetat dan etanol yang dapat digunakan untuk
keperluan industri.
5. Zat Ekstraktif Kayu
Zat ekstraktif adalah bagian dari komponen kimia kayu yang dapat
diekstrak dengan pelarut tertentu, dan merupakan senyawa berbobot molekul
rendah. Ekstraktif dapat dibagi menjadi fraksi lifofilik dan fraksi hidrofilik. Fraksi
lifofilik antara lain lemak, lilin, terpena, terpenoid, dan alkohol alifatik tinggi.
Sedangkan yang termasuk dalam fraksi hidrofilik adalah senyawa fenolik (tanin,
lignan, stilbena), karbohidrat terlarut, protein, vitamin, dan garam-garam
anorganik.
Jumlah total dan macam zat ekstraktif pada kayu teras bervariasi antar
jenis. Umur merupakan suatu faktor dalam pembentukan kayu teras dimana umur
pohon mempunyai pengaruh nyata pada tebal kayu gubal yang dikandungnya.
Kondisi ini menyebabkan kadar ekstraktif pada kayu cepat tumbuh lebih rendah
jika dibandingkan dengan kayu lambat tumbuh (Hillis 1987).
Brown et al. (1952) menyatakan bahwa zat ekstraktif memiliki banyak
peranannya didalam kayu walaupun jumlahnya sedikit. Bau, warna dan ketahanan
kayu dari faktor perusak kayu ditentukan oleh zat ekstraktif. Beberapa zat
ekstraktif seperti tanin dan senyawa-senyawa fenolik memiliki sifat racun dan
dapat mencegah kerusakan kayu oleh faktor perusak kayu. Zat ekstraktif yang
dikenal menghambat pelapukan adalah senyawa-senyawa pheonolik dengan
keefektifan yang ditentukan oleh macam dan jumlah yang ada. Ketahanan kayu
24
terhadap pelapukan paling besar ada dibagian luar kayu teras dan menurun dekat
empulur.
Senyawa fenolik tersebut umumnya terkonsentrasi dalam kayu teras dan
kulit dan mempunyai sifat fungisida. Selanjutnya Sjostrom (1995) menyatakan
bahwa ekstraktif fenol terutama terdapat pada kayu teras dan dalam kulit yang
berguna melindungi kayu terhadap kerusakan secara mikrobiologi atau serangga.
Struktur Seluler Kayu
Kayu merupakan material yang terdiri atas sel-sel. Proses densifikasi dapat
merubah bentuk sel kayu. Perubahan bentuk dan ukuran sel kayu sekecil apapun
akan menyebabkan perubahan sifat kayu sebagai material (Pandit dan Kurniawan
2008). Struktur sel-sel penyusun kayu dapat diamati dengan menggunakan
mikroskop elektron seperti Scanning Electron Microscope (SEM) dan X-ray
Diffractometer (XRD). SEM dapat mengamati struktur sel kayu (macam dan
bentuk sel), dimensi dan elemen-elemen utama dinding sel. Difaksi sinar X dapat
mengamati struktur fibril elementer seperti sudut mikrofibril, derajat krisnalinitad
dan preferred orientation.
Struktur selluler dinding sel kayu yang berpengaruh terhadap kualitas kayu
adalah sudut mikrofibril (MFA) (Stuart dan Evans 1994). Sudut mikrofibril dari
selulosa pada dinding sekunder kedua (S2) merupakan faktor penentu sifat
mekanis kayu (Barnet dan Jeronimidis 2003). Stuart dan Evans (1994); Butterfield
(2003) menyatakan bahwa sudut mikrofibril (MFA) adalah sudut yang terbentuk
oleh orientasi mikrofibril selulosa terhadap sumbu batang. Orientasi struktural
selulosa berpengaruh pada sifat fisis dan mekanis serat terutama kerapatan,
kekakuan tarik, kekakuan dan kembang susut. Perubahan kecil pada derajat sudut
mikrofibril menghasilkan perubahan sifat serat (Stuart dan Evans 1994).
Rowell (2005) menyatakan bahwa sudut mikrofibril pada kayu normal
adalah 50-70o pada lapisan dinding sel S1, 5-30 o pada lapisan dinding sel S2 dan
±70 o pada lapisan dinding sel S3. Kecilnya sudut mikrofibril pada lapisan dinding
sel S2 mengakibatkan lapisan ini tahan terhadap gaya tarik, sedangkan lapisan
dinding sel S1 dan S3 yang besar maka lapisan ini tahan terhadap gaya tekan.
Panshin dan de Zeeuw (1980) mangatakan MFA berkorelasi negatif dengan
25
panjang trakeid. Sudut mikrofibril kayu daun jarum
(55 o-20 o) lebih besar
dibanding kayu daun lebar (28 -10 o) .
Molekul-molekul selulosa yang berikatan satu sama lain membentuk
daerah yang teratur (kristalin) dan daerah kurang teratur (amorf). Bagian kristalin
selulosa merupakan penataan yang teratur pada pembentukan molekul selulosa
dengan pengulangan unit sel dianggap mendekati model monosiklik dua rantai
dan besarnya daerah kristalin pada kayu diperkirakan 70% dengan panjang 30-60
nm (Damayanti 2010). Perbandingan antara daerah kristalin dengan seluruh
daerah mikrofibril selulosa adalah derajat kristalin. Kristalin mikrofibril selulosa
berpengaruh terhadap sifat mekanis kayu, peningkatan kristalin selulosa akan
menyebabkan kekerasan dan young modulus meningkat sedangkan fleksibilitas
menurun (Andersson et al. 2003).
Derajat kristalinitas dan sudut mikrofibril dapat diukur dengan X-ray
difraksi. Nilai kristalin dipengaruhi oleh pola difraksi yaitu transmisi dan refleksi.
Difraksi merupakan distribusi kembali di dalam ruang secara transmisi
(meneruskan) atau refleksi (memantulkan) intensitas gelombang. Elemen fibril
yang juga dapat diukur dengan X-ray difraksi adalah keteraturan elemen fibril
yang dikenal dengan preferred orientation (PO), dimana merupakan bagian yang
sangat teratur pada bagian kristalin selulosa. Preferred orientation (PO)
berkorelasi positif dengan derajat kristalinitas, semakin tinggi nilai preferred
orientation (PO) maka makin banyak daerah kristalin di dalam mikrofibril yang
menentukan kekakuan suatu kayu.
Ketahanan Kayu Terhadap Organisme Perusak
Biodeteriorasi Kayu
Kayu dapat mengalami kerusakan secara abiotik (cuaca, termal, kimiawi
dan mekanis) dan biotik (serangan binatang, pelapukan dan pewarnaan).
Biodeteriorasi adalah perubahan sifat yang tidak diinginkan pada kayu akibat
aktifitas organisme hidup. Proses biodeteriorasi oleh organisme kebanyakan
dilakukan secara enzimatik. Biodeteriorasi kayu merupakan aksi bersama enzim
yang secara individu bertanggung jawab terhadap dekomposisi selulosa,
hemiselulosa dan lignin.
26
Ketahanan kayu berbeda terhadap organisme perusak yang sama dan
keadaan yang sama. Hal ini disebabkan adanya perbedaan zat kimia (zat
ekstraktif) yang terdapat dalam kayu seperti fenol, tannin, alkoloida, chinon dan
damar yang mempunyai daya racun terhadap organisme perusak kayu
(Martawijaya dan Sumarni 1978). Pembentukan zat-zat ekstraktif di dalam kayu
terjadinya bersamaan dengan perubahan dari kayu gubal menjadi kayu teras.
Kandungan dan komposisi zat ekstraktif berbeda antara jenis kayu. Pada
umumnya kayu daun jarum mengandung zat ekstraktif yang lebih tinggi daripada
kayu daun lebar. Rowell (2005) menyatakan bahwa Kebanyakan zat ekstraktif
baik pada kayu daun jarum maupun kayu daun lebar terdapat pada kayu teras,
yang berpengaruh pada warna, bau dan keawetan kayu. Keawetan alami kayu
berkaitan dengan sifat ketahanan kayu terhadap serangan rayap dan jamur.
Rayap Kayu Kering
Rayap kayu kering (Cryptotermes cynocephalus Light) termasuk ordo
Isoptera dari famili Kalotermitidae. Habitat rayap kayu kering adalah kayu kering
udara. Koloninya bersarang dalam kayu, tidak memerlukan air dan tidak
berhubungan dengan tanah. Rayap kayu kering umumnya dapat bertahan hidup
pada kisaran suhu 7 – 380C.
Rayap Cryptotermes cynocephalus menyerang hampir semua jenis kayu
yang tidak awet, kecuali beberapa jenis kayu awet seperti jati, ulin, kayu hitam,
sehingga rayap ini merupakan ancaman yang serius pada kayu-kayu yang
ternaungi dengan kadar air kering udara.
Perilaku rayap dalam kegiatan makan di laboratorium menunjukkan bahwa
dalam keadaan lingkungan tunggal yang terpaksa rayap akan memakan bahan
yang diberikan. Pada taraf awal rayap akan melakukan penyesuaian dengan
lingkungan yang disediakan. Pada tahap ini aktivitas rayap untuk makan masih
rendah, rayap yang tidak mampu menyesuaikan diri akan mati. Rayap yang
berhasil menyesuaikan diri dengan lingkungannya akan melakukan orientasi
makan. Jika makanan yang disediakan itu sesuai, rayap akan meneruskan makan,
tetapi jikatidak sesuai rayap akan memilih berpuasa. Rayap yang lemah akan
berangsur-angsur mati dan menjadi makanan bagi rayap yang kuat.
27
Deskripsi Kayu
Kayu Damar (Agathis loranthifolia Salisb)
Pohon Agatis (Agathis loranthifolia Salisb) termasuk ke dalam famili
Araucariaceae, dengan nama daerah adalah damar atau agatis. Penyebarannya
meliputi Sumatera Barat, Kalimantan Tengah, Sulawesi, Maluku dan Irian Jaya.
Di Jawa pohon agatis kebanyakan tumbuh sebagai hutan tanaman. Pohon Agatis
mempunyai ketinggian sampai 55 m dengan diameter batang mencapai 150 cm.
Batang berbentuk silindris dan lurus. (Martawijaya et al. 1995).
Ciri utama kayu Agatis adalah berwarna putih sampai kuning jerami, tidak
berpori, permukaan berbintik-bintik coklat pada bidang radial. Kayunya
mempunyai kekerasan agak lunak sampai agak keras (Mandang dan Pandit 1997).
Berat jenis rata-rata 0,47 (0,42-0,52) dan kelas kuat III.
Menurut Martawijaya et al. (1995), kayu Agatis solid memiliki keteguhan
lentur statis tegangan pada batas proporsi 316 kg/cm², tegangan pada batas patah
(MOR) 503kg/cm² dan nilai MOE sebesar 11.200 kg/cm², keteguhan tekan sejajar
serat 334kg/cm², kekerasan ujung sebesar 225kg/cm² dan kekerasan sisinya 148
kg/cm². Sedangkan Seng (1951) menyatakan bahwa kayu Agatis solid mempunyai
kayu teras dan berat jenis rata-rata 0,44. Dikemukakan pula bahwa kayu Agatis
solid termasuk kelas kuat III dan kelas awet IV.
Kayu Mangium (Acacia mangium Willd)
Lingkaran tumbuh pada kayu normal berkolerasi dengan kerapatan, yaitu
kayu dengan pori tata lingkar, kerapatannya cenderung meningkat dengan
meningkatnya lingkaran tumbuh tiap inci. Kayu Mangium termasuk jenis kayu
cepat tumbuh (fast growing species) yang mampunyai batas lingkaran tumbuh
yang jelas pada bagian terasnya dengan lebar 1-2 cm. Hal ini disebabkan oleh
pertumbuhannya yang cepat serta adanya kayu muda (juvenile wood). Dengan
demikian diduga lingkaran tumbuh pada kayu Mangium tidak berkorelasi dengan
kerapatan.
Tebal kayu gubal dan teras berpengaruh terhadap kekuatan kayu, yaitu
bahwa makin tinggi umur kayu maka bagian kayu terasnya semakin tebal. Warna
kayu teras dan gubal dapat dilihat jelas, bagian teras berwarna lebih gelap,
28
sedangkan gubalnya berwarna putih dan lebih tipis. Warna kayu teras agak
kecoklatan, hampir mendekati kayu jati, kadang-kadang mendekati warna jati,
arah serat lurus sampai berpadu.
Berat jenis (BJ) rata-rata kayu Mangium 0.61 (0.43-0.66), termasuk dalam
kelas kuat III dan kelas awet II-III. Kayu Mangium banyak digunakan sebagai
bahan kontruksi ringan sampai berat, mebel, kayu tiang, kayu bakar dan terutama
untuk bubur kertas (pulp) dan kertas (Mandang dan Pandit 1997).
Pemanfatan kayu Mangium hingga saat ini telah mengalami spektrum
yang lebih luas, baik untuk kayu serat, kayu pertukangan maupun kayu energi
(bahan bakar dan arang). Berbagai penelitian telah dilakukan untuk menunjang
perluasan pemanfaatan kayu mangium dalam bentuk kayu utuh, partikel, serat
ataupun turunan kayu. Dengan masukan teknologi yang terus berkembang pesat
maka selain kayunya telah diteliti pula ekstraksi kulit pohon mangium sebagai
bahan baku perekat.
29