Respon Vinir Mahoni Terhadap Perekat TUF Dari Ekstrak Serbuk

1
Respon Vinir Mahoni Terhadap Perekat TUF Dari Ekstrak Serbuk Gergajian
Kayu Merbau (Intsia Sp.)
Kartika Tanamal
Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Pakuan
Jalan Pakuan PO.BOX 452 Bogor, Jawa Barat
Email: [email protected]
Abstrak
Respon vinir mahoni terhadap perekat tanin urea formaldehida (TUF) perlu diketahui
untuk mengetahui kualitas perekat TUF. Perekat TUF yang terbuat dari bahan baku yaitu ekstrak
gergajian kayu merbau dapat mengurangi biaya produksi perekat dibandingkan menggunakan
bahan baku sintetis seperti Urea Formaldehida dan Resorsinol. Selain itu dengan digunakannya
gergajian kayu merbau sebagai bahan baku diharapkan dapat meminimalisirkan kadar emisi
formaldehida yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan komposisi terbaik
dari pencampuran perekat TUF dan diaplikasikan pada kayu lapis mahoni.
Pengujian kualitas ekstrak tanin gergajian kayu merbau dan perekat TUF dapat
dilakukan dengan uji kualitatif dan kuantitatif yang terdiri dari beberapa parameter yaitu;
kenampakan (uji visual), kadar padatan, gugus fungsi dengan menggunakan FTIR, viskositas,
bobot jenis, pH, waktu tergelatin, kadar formaldehida bebas dengan menggunakan
spektrofotometer UV-Vis,
kerapatan, dan keteguhan rekat. Perekat campuran TUF yang
digunakan dalam pengujian yaitu dengan penambahan komposisi resorsinol 0%, 2,5%, 5%, 7,5%
dan 10%.
Berdasarkan hasil penelitian dengan beberapa parameter diatas maka diketahui perekat
campuran yang terbaik dari 5 variasi komposisi perekat campuran yaitu perekat campuran
komposisi resorsinol 2,5% dengan memiliki keteguhan rekat sebesar 9,7600 kg/cm2, kadar air
sebesar 9,67% dan emisi formaldehida sebesar 0,0246 ppm, kadar padatan sebesar 26,93%,
viskositas 97 P, bobot jenis sebesar 1,0951 g/ml, pH sebesar 7, formaldehida bebas 1,25x10-6 dan
waktu tergelatin sebesar 22 menit. Perekat campuran dengan komposisi tersebut dapat
merekatkan kayu lapis dengan baik dan tidak merusak kayu lapis. Berbeda dengan perekat
2
campuran dengan komposisi resorsinol 0%, 5%, 7,5% dan 10% yang tidak kuat merekatkan kayu
lapis dengan baik.
Kata kunci: formaldehida, merbau, perekat, resorsinol, tanin.
dilakukan pencampuran terlebih dahulu
PENDAHULUAN
Dalam industri pengolahan kayu,
dengan ekstender dan pengeras. Bahan
perekat merupakan salah satu komponen
tambahan yang banyak digunakan adalah
penting dengan biaya yang relatif mahal.
tepung terigu industri, yang sebagaimana
Perekat yang umum digunakan merupakan
diketahui bahan bakunya berupa gandum
perekat sintetis yang berasal dari hasil
dan masih diimpor. Salah satu bahan lain
pengolahan minyak bumi yang sumber
yang dapat dipakai sebagai ekstender adalah
dayanya bersifat tidak dapat dipulihkan
tepung gaplek.
(non-renewable) dan cenderung semakin
Bahan baku perekat tersebut diolah
tidak ekonomis. Salah satu perekat sintetis
secara kimia dari hasil minyak bumi dan
yang berbahan baku asal minyak bumi ialah
keberadaannya
urea formaldehida (UF) (Maloney, 1997).
berkurang di masa yang akan datang.
Perekat yang memakai bahan formaldehida
Komponen perekat bisa mencapai 30% dari
dalam campurannya akan melepaskan emisi
biaya
formaldehida ke udara, hal ini terjadi karena
alternatif pengganti bahan bakunya. Kini
pada perekat tersebut terdapat formaldehida
perhatian bahan baku dialihkan kembali
bebas, sehingga setelah menjadi produk,
pada bahan perekat alam seperti tanin (Pizzi,
formaldehida tersebut akan terlepas sebagai
1983).
produksi,
cenderung
sehingga
semakin
perlu
dicari
emisi ke udara. Emisi formaldehida dalam
Tanin merupakan senyawa polifenol
kadar tertentu dapat menimbulkan berbagai
yang kompleks dan biasanya tergabung
gangguan kesehatan seperti pusing, muntah-
dengan karbohidrat rendah atau mono- dan
muntah, mata berair dan lain sebagainya
di-sakarida.
Bahan
tanin
ini
(Roffael, 1993).
ditemukan
pada
kulit
kayu
banyak
bila
dibandingkan dengan pada bagian akar,
Menurut
Sutigno,
buah, dan batang. Kandungan tanin dalam
perekat formaldehida ini dibuat tidak dalam
kayu pada umumnya terdapat dalam jumlah
bentuk
siap
Santoso
pakai,
dan
melainkan
harus
3
yang
sedikit,
tetapi
menempati
kayu merbau, larutan formaldehida 37%,
presentase yang tinggi dalam kulit kayu.
NaOH, HCl pekat, akuades, asetil aseton,
Salah satu pemanfaatan kulit kayu yaitu
amonium asetat,dan botol plastik.
dengan memanfaatkan kandungan tanin
yang berpotensi sebagai perekat (Pizzi,
1983).
Alat yang akan digunakan pada penelitian
ini adalah ekstraktor, oven, desikator,
viskometer
Ostwald,
piknometer,
erlenmeyer, cawan petri, pipet tetes, buret,
BAHAN DAN ALAT
pipet mohr neraca, spektrofotometer UV-
Bahan yang akan digunakan pada
Vis,
dan
spektrofotometer
Fourier
Infrared
(FTIR).
penelitian ini adalah ekstrak serbuk gergaji
Transform
METODE
Pencirian Kuantitatif Ekstrak Tanin
Sampel
yang
digunakan
dalam
penelitian ini yaitu ekstrak serbuk gerjian
merbau.
Ekstrak
yang
diperoleh
akan
digunakan untuk analisis fisiko kimia,
pencampuran dengan perekat TUF dan
ekstender serta aplikasi pada vinir terhadap
perekat campuran ekstrak dan TUF.
Pencirian kuantitatif ekstrak tanin
meliputi
penentuan
pengukuran
kadar
tingat
padatan,
keasaman,
pengukuran
viskositas, dan pengukuran bobot jenis,
penentuan bilangan Stiasny.
Pembuatan Perekat TUF
Pembuatan perekat
TUF
akan
dilakukan dengan mencampurkan ekstrak
Pencirian Kualitatif Ekstrak Tanin
serbuk gergajian merbau hasil ekstraksi
Pencirian mutu ekstrak tanin akan
dilakukan
secara
visual
dengan
dengan
urea
Perbandingan
dan
formaldehida.
tanin:urea:formaldehida
mengidentifikasi bau, warna dan bentuknya.
adalah 25:24:48. Ekstrak serbuk gergajian
Selain itu, akan dilakukan juga analisis
merbau diaduk sambil dipanaskan sampai
dengan
mengental.
spektrofotometer
TransformInfrared
Fourier
(FTIR)
mengetahui keberadaan gugus fungsi.
untuk
Urea
dan
formaldehida
dicampurkan sampai seluruh urea larut
sempurna. Sebelumnya formaldehida yang
akan digunakan ditambahkan PVC sebanyak
0,1% dan CMC sebanyak 0,05% terlebih
4
dahulu. Selanjutnya, ekstrak serbuk
Vinir mahoni disiapkan dengan ukuran
gergajian merbau yang sudah mengental
kurang lebih 20 cm x 20 cm. Perekat TUF
dicampurkan
urea-formaldehida.
disiapkan dengan berat labur 200 g/m2.
Pencampuran dan pengadukan dilakukan di
Vinir inti dilaburi perekat, kemudian disusun
dalam
tiga lapis bersilangan tegak lurus menjadi
dengan
waterbathsampai
campuran
mengental dan terbentuk perekat.
bahan kayu lapis. Selanjutnya lapisan vinir
Perekat TUF ditambahkan zat aditif
tersebut dikempa dengan pemberat pada
berupa resorsinol dengan perbandingan yang
suhu
berbeda-beda, yaitu 0%; 2,5%; 5%; 7,5%;
Lembaran vinir kemudian dikempa pada
dan 10% dari bobot perekat.
suhu (110 ± 2)oC dengan tekanan (10 - 12)
diaduk
dan
siap
Campuran
diaplikasikan
pada
pembuatan kayu lapis.
kamar
kg/cm2.
Kayu
selama
lapis
beberapa
yang
telah
menit.
jadi
selanjutnya dikondisikan pada suhu kamar
selama seminggu sebelum dibuat contoh uji.
Pencirian Perekat TUF
Pengujian sifat fisis-kimia perekat
TUF mengacu kepada Standar Indonesia
Penyiapan dan Pengujian Contoh Kayu
Lapis
(SNI 1998) yang terdiri atas: kenampakan
Kayu lapis yang telah dikondisikan
(uji visual), kadar padatan, viskositas, bobot
selama 7 hari setelah perekatan, dibuat
jenis, pH, waktu tergelatin dan kadar
contoh uji. Terhadap contoh uji kayu lapis
formaldehida bebas (Roffael 1993).
tersebut dilakukan pengujian kadar air,
Aplikasi Perekat TUF pada Kayu Lapis
Penyiapan dan Pembuatan Kayu Lapis
kerapatan,
keteguhan
rekat
dan
emisi
formaldehida.
Mahoni
tanin yang berasal dari serbuk gergajian
kayu merbau. Kualitas tanin dapat dilihat
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tanin
yang
digunakan
dalam
pembuatan campuran perekat ini adalah
dari beberapa uji parameter sebagai berikut:
5
Tabel 1 Data ekstrak tanin merbau
Uji
Hasil
Bentuk
Cairan
Warna
cokelat kehitaman
pH
5
Kadar padatan
1%
Viskositas
1,1566 (P)
Bobot jenis
1,0028 g/ml
Bilangan stiasny
127,72%
Perekat campuran merupakan perekat yang
2,5%, 5%, 7,5% dan 10% dan diuji dengan
terbuat dari campuran antara tanin, UF dan
parameter
sebagai
berikut:
campuran resorsinol dengan komposisi 0%,
Tabel 2 Data hasil pengamatan perekat campuran
KOMPOSISI RESORSINOL (%)
PARAMETER
UJI
Kadar
padatan(%)
Viskositas (P)
Bobot Jenis
(g/ml)
pH
Formaldehida
Bebas (%)
Waktu
tergelatin(menit)
0
2,5
5
7,5
10
35,88
26,93
28,03
28,19
29,64
90
97
95
93
88
1,1233
1,0951
1,0946
1,0940
1,0934
8
7
7
6
6
1,75x10-6
1,25x10-6
1,35x10-6
1,6x10-6
2,28x10-6
258
22
22
24
25
SNI
49-50%
100 - 150
(P)
1,19 – 1,20
g/ml
7,6-8,6
Maksimum
2%
Minimum
60 menit
Kadar padatan menunjukkan jumlah
padatan berhubungan dengan pH yaitu
molekul yang terbentuk dari hasil reaksi
berbanding terbalik, jika kadar padatan
polimerisasi
Komposisi
tinggi maka pH yang dihasilkan semakin
resorsinol dari 2,5% - 10% menunjukkan
rendah, karena proses polimerisasi terjadi
dalam
perekat.
hasil yang semakin meningkat. Kadar
6
pada pH asam. Hal ini sesuai dengan hasil
(kemampuan menembus pori kayu) sangat
penelitian yang dapat dilihat pada Tabel 2.
pengaplikasiannya pada produk kayu tetapi
Hasil viskositas yang diperoleh tidak
sesuai
dengan
literatur,
akan lebih cepat mengeras daripada perekat
penambahan
yang encer, sehingga kualitas perekatannya
resorsinol pada perekat akan menambah
relatif rendah. Nilai viskositas berbanding
bobot molekul, sehingga perekat menjadi
terbalik dengan waktu tergelatin. Semakin
kental.
perekat
kental perekat maka waktu tergelatinnya
campuran mengindikasikan terjadinya reaksi
semakin cepat, hal tersebut sesuai dengan
antara TUF dengan resorsinol, ikatan antar
hasil penelitian yang dapat dilihat pada
komponen penyusunnya sangat kuat, baik
Tabel 2.
Peningkatan
kekentalan
sesama komponen kimia kayu, sesama
Kadar
formaldehida
bebas
yang
komponen kimia dari bahan kimia maupun
dihasilkan pada penelitian menunjukkan
antara
komponen
komponen
kimia
kimia
kayu
dengan
bahwa perekat tersebut masih memenuhi
dari
bahan
kimia.
persyaratan SNI yaitu memiliki kadar
Kekentalan perekat yang rendah (encer)
formaldehida bebas < 2 % (lihat Tabel 2).
disebabkan penggunaan larutan NaOH dan
Perekat
formaldehida yang cukup banyak. Namun
diaplikasikan dengan
perlu diketahui bahwa viskositas yang tinggi
terbuat dari vinir mahoni dengan beberapa
memang
parameter sebagai berikut (lihat Tabel 3).
akan
mempersingkat
pot-life
campuran
kayu
Tabel 3 Data pengamatan aplikasi pada kayu lapis
PARAMETER UJI
KOMPOSISI RESORSINOL (%)
SNI
0
2,5
5
7,5
10
0,0303
0,0246
0,0106
0,0068
0,0057
Kadar Air (%)
9,79
9,67
9,15
8,73
8,50
≤ 14%
Densitas (g/ml)
0,2358
0,2396
0,2456
0,2469
0,2475
-
4,8540
9,7600
5,4400
5,1412
4,2080
Emisi
Formaldehida
(ppm)
Keteguhan Rekat
Uji Kering
(kg/cm2)
Maksimum
5
Minimum
10
yang
lapis
dibuat
yang
7
Pengujian emisi formaldehida pada
aplikasi
kayu
lapis
dengan
dibandingkan campuran resorsinol yang lain
perekat
dan tidak merusak kayu. Selain itu perekat
menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar
dengan campuran resorsinol 2,5% memiliki
resorsinol yang ditambahkan maka kadar
kadar emisi formaldehida dan kadar air yang
emisi formaldehida yang dihasilkan semakin
memenuhi syarat SNI. Semakin kecil kadar
redah. Hal ini disebabkan karena sifat
emisi formaldehida maka perekat kualitas
resorsinol yang dapat menurunkan kadar
perekat tersebut semakin aman digunakan
emisi formaldehida yang dilepaskan ke
karena tidak beracun.
udara. Emisi formaldehida pada kadar
tertentu dapat menyebabkan bahaya seperti
iritasi dan merusak cemaran lingkungan
yang
bersifat
racun.
Kadar
KESIMPULAN DAN SARAN
emisi
Berdasarkan hasil penelitian maka
formaldehida yang diperbolehkan menurut
dapat disimpulkan bahwa respon vinir
SNI yaitu maksimum 5 ppm, maka dari hasil
mahoni yang terbaik yaitu pada perekat
penelitian ini dapat diketahui hasil yang
campuran TUF dengan komposisi resorsinol
diperoleh memenuhi syarat SNI.
2,5% yang memiliki kualitas terbaik sebagai
Pengujian keteguhan
rekat
pada
perekat dengan nilai keteguhan rekat sebesar
aplikasi kayu lapis perekat TUF dengan
9,7600 kg/cm2, kadar air sebesar 9,67% dan
berbagai komposisi resorsinol menunjukkan
emisi formaldehida sebesar 0,0246 ppm,
hasil yang tidak memenuhi SNI, karena
kadar padatan sebesar 26,93%, viskositas 97
syarat SNI yaitu keteguhan rekat minimum
P, bobot jenis sebesar 1,0951 g/ml, pH
10 kg/cm2. Sedangkan pada hasil penelitian
sebesar 7, formaldehida bebas 1,25x10-6 %
yang diperoleh berkisar 4 kg/cm2 – 9.6
dan waktu tergelatin sebesar 22 menit.
kg/cm2.
Setelah hasil penelitian ini maka
Beberapa
memperoleh
hasil
parameter
yang
diatas
berbeda-beda,
diharapkan adanya penelitian selanjutnya
dengan
menggunakan
range
komposisi
namun jika dilihat dari keteguhan rekat
resorsinol yang lebih kecil agar dapat
maka perekat campuran dengan resorsinol
meminimalisasi penggunaan resorsinol.
2,5% yang memiliki daya rekat yang kuat
8
Roffael, E. 1993.Formaldehyde Release
DAFTAR PUSTAKA
From Particleboard and Other Wood
Maloney, T.M. 1997. Modern Particleboard
for Mobile Home Decking.National
Based
Panels.
Forest
Research
Institute. Kuala Lumpur.
Particleboard Association.
Pizzi,
A.
1983.Tannin-Bassed
Wood
Adhesives. In Wood Adhesives :
Chemistry and Technology (A. Pizzi.
Ed), Marcel and Dekker, Inc. New
York.
Standar Nasional Indonesia (SNI). 1998.
Urea
Perekat
Formaldehida
Kayu
Cair
Lapis.
Standardisasi Nasional.
Untuk
Badan