L A P O R A N
PRAKTIKUM FISIKA KAYU
“Stabilitas Dimensi Kayu”
Oleh :
ALFIUS JONI : G01110007
FAKULTAS KEHUTANAN
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
PONTIANAK
2012
KATA
PENGANTAR
Puji dan syukur penulis
panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan
karunia-Nyalah penulis dapat menyelesaikan Laporan ini tepat
pada waktunya.
Oleh karena itu, dengan
selesainya Laporan ini penulis mengucapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Dr.
Dina Setyawati, S.Hut, M.Si. sebagai pembimbing Mata Kuliah serta pembimbing Praktikum
Fisika Kayu. yang
telah banyak memberi masukan sehingga Laporan ini
dapat diselesaikan.
2.
Ir.
Hj. Gusti Eva Tavita, M.Si dan Ir. Hj Fadilah H Usman.
3.
Teman-teman yang
mendukung dalam pembuatan Laporan ini baik berupa moril
maupun materil.
4.
Semua pihak yang terlibat
dalam penulisan Laporan ini.
Penulis menyadari bahwa Laporan ini
masih banyak kekurangan dari segi keilmuanya. Sehubungan dengan itu, penulis
sangat mengharpakan keritik dan saran yang sifatnya membangun agar bermakna
bagi penulis dalam melakukan penulisan berikutnya. Dan penulis berharap semoga
tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengatahuan.
Atas kebaikan, dorongan, dan
segala bantuan dari Ir. Hj. Fadilah H.
Usman, M. Si, Ibu Ir. Gusti Eva Tavita, M.Si dan Dr. Dina Setyawati, S.Hut,
M.Si. Tidak lupa penulis sampaikan Terima
Kasih yang sebesar-besarnya. Dan penulis juga berdoa semoga Tuhan senantiasa
membalasnya setimpal dengan kebaikan yang Ibu
berikan kepada penulis.
Pontianak, Desember 2012
Penulis
DAFTAR
ISI
KATA PENGANTAR …………………………………………………….................. i
DAFTAR ISI ……………………………………………………………………...… ii
BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang ………………………………………………………………. 1
B.
Tujuan ……………………………………………………………………..... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A.
Sifat
Umum Kayu …………………………………………………………… 3
B.
Perubahan
Dimensi Kayu ………………………………………………….... 3
BAB III PROSEDUR KERJA
A.
Alat …………………………………………………………………………. 7
B.
Bahan ……………………………………………………………………….. 7
C.
Prosedur
Praktikum………………………………………………………….. 7
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
Hasil
………………………………………………………………………... 9
B.
Pembahasan
……………………………………………………………...… 9
BAB V PENUTUP
A.
Kesimpulan………………………………………………………………….
13
B.
Saran ………………………………………………………………………..
13
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………................ 14
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Dalam
kehidupan kita sehari-hari, kayu merupakan bahan yang sangat sering
dipergunakan untuk tujuan penggunaan tertentu.
Terkadang sebagai barang tertentu, kayu tidak dapat digantikan dengan
bahan lain karena sifat khasnya. Kita
sebagai pengguna dari kayu yang setiap jenisnya mempunyai sifat-sifat yang
berbeda, perlu mengenal sifat-sifat kayu tersebut sehingga dalam pemilihan atau
penentuan jenis untuk tujuan penggunaan tertentu harus betul-betul sesuai
dengan yang kita inginkan.
Perlu diketahui bahwa Indonesia memiliki sumber potensi hutan yang tidak
sedikit, sekitar 4.000 lebih jenis kayu. Dari jumlah tersebut hanya sebagian
kecil saja yang telah diketahui sifat serta kegunaannya dan jumlah ini pun
masih juga belum memenuhi sasaran tujuan pemakaian. Sebagaian masyarakat masih
cenderung menggunakan jenis kayu tertentu. Misal Pulau Jawa masih identik
dengan kayu Jati. Demikian dengan Pulau Kalimantan yang identik dengan kayu
Kampernya. Akibatnya jenis kayu lainnya yang justru mungkin memiliki potensi
lebih besar tidak mendapat tempat dihati masyarakat pemakai kayu.
Hutan dan kayu merupakan rahmat dari TUHAN YME yang perlu dimanfaatkan sepenuhnya untuk kesejahteraan
manusia. Hanya untuk permasalah saat ini bagaimana cara manusia untuk memanfatkannya. Kayu merupakan salah satu
hasil dari sumber kekayaan alam hayati yang kita sadari atau tidak sangat dekat
dengan kehidupan sehari-hari kita, merupakan bahan mentah yang mudah diproses
untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi (seperti meja, kursi, almari,
dipan dan lain-lain). Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus, yang tidak dapat
ditiru oleh bahan-bahan lain.
B.
Tujuan
1.
Stabilitas
Dimensi Kayu
Mengenal dan mengetahui pengertian serta konsep stabilisasi dimensi
pada kayu. Mengenal dan mengetahui metode dan usaha-usaha dalam rangka
meningkatkan kestabilan dimensi kayu. Membandingkan perbedaan tingkat kestabilan dimensi kayu dalam
berbagai indikator ‘bulking agent’. Membandingkan kestabilan dimensi antara kayu yang diberi
perlakuan dengan yang tidak diberi perlakuan.
BAB II
TINJAUAN
PUSTAKA
A.
Sifat
Umum Kayu
Kayu merupakan komposit biopolimer berdimensi tiga yang
mengandung phase solid dan kosong (void). Kayu tersusun atas berbagai
jenis sel, yang terbagi menjadi dinding sel (cel wall) dan rongga sel (lumen).
Air sebagai salah satu kebutuhan dalam pertumbuhan pohon akan mengisi dinding
sel dan rongga sel kayu. Air pada sel terdiri dari air terikat, air bebas dan
uap air. Air terikat (bound water) adalah air yang terdapat pada
dinding sel, sedangkan air bebas (free water) dan uap air adalah air
yang terdapat pada rongga sel. Air bebas akan mempengaruhi berat kayu sedangkan
air terikat akan mempengaruhi berat dan dimensi kayu. Kadar air kayu antara
kering tanur dan titik jenuh serat (TJS) (21- 32%), air terakumulasi berada
pada dinding sel (air terikat). Kadar air di atas TJS, air terakumulasi pada
rongga sel (air bebas). Menurut Hill 2006, kayu merupakan bahan yang bersifat
higroskopis, karena polimer dinding selnya mengandung gugus hidroksil yang
reaktif. Pada lingkungan yang mengandung uap air, kayu kering akan menyerap uap
air sampaikadar air kesetimbangan dengan lingkungan. Begitu juga kayu yang
jenuh air ketika ditempatkan ditempat yang kelembaban relatifnya lebih rendah
akan kehilangan uap air sampai kadar air kesetimbangan dengan lingkungan.
B.
Perubahan
Dimensi Kayu
Dimensi kayu akan
berubah sejalan dengan perubahan kadar air dalam dinding sel, karena di dalam
dinding sel terdapat gugus OH (hidroksil) dan oksigen lain yang bersifat
menarik uap air melalui ikatan hidrogen. Kembang susut kayu yang paling besar
berturut-turut adalah pada bidang tangensial, radial dan aksial. Komponen kimia
penyusun kayu terdiri dari selulosa (45-50%), hemiselulosa (25-32%), lignin
(16-31%), zat ekstraktif (1-8%)dan zat abu/mineral (<1%). Menurut Haygreen
& Bowyer (1996), cara untuk mengurangi perubahan dimensi kayu yang
disebabkan oleh air:
1. Menghalangi penyerapan uap air dengan pelapisan produk.
Berupa pelapisan dengan cat dan resin sintetis. Merupakan cara yang umum tapi
tidak efektif, karena tidak satupun yang menghalangi gerakan uap air secara
sempurna, tapi akan memperlambat laju difusi.
2. Menghalangi perubahan dimensi dengan penahanan yang
membuat gerakan menjadi sukar atau tidak mungkin. Masalah pada cara ini adalah
terjadinya tekanan-tekanan internal apabila kayu berusaha mengembang tetapi
dihalangi, sehingga adapat mengakibatkan gangguan bentuk atau cacat kayu.
3. Memperlakukan kayu dengan bahan yang menggantikan semua
atau sebagian air terikat di dalam dinding sel. Dilakukan pada kayu yang masih
segar dan bahan perlakuan tetap tinggal dalam dinding sel ketika kayu tersebut
dikeringkan. Bahan yang pertama digunakan adalah resin phenol formaldehid (PF)
melalui proses impregnasi. Bahan lainnya adalah polietilen glikol (PEG), berupa
seperti lilin yang dilarutkan dengan air.
4. Menghasilkan kayu untuk menghasilkan saling ikatan silang
antara gugus hidroksil dalam dinding sel kayu. Ikatan silang dapat mengurangi
higroskopisitas kayu dengan mengurangi tempat iakatan untuk air di dalam
dinding sel.
5. Pengisian dengan monomer-monomer plastik seperti metil
metakrilat dan stiren akrilonitril. Monomer tersebut dapat dipolimerisasikan
dengan radiasi atau pemanasan dengan katalisator yang sesuai. Monomer tersebut
biasanya tidak seefisien PEG, karena monomer hanya memiliki jalan masuk yang
terbatas ke dinding sel. Menurut laporan BRE 2006, referensi yang berhubungan
dengan stabilitas dimensi kayu terasetilasi menunjukkan bahwa kayu itu lebih
tahan penyusutan dan pengembangan pada persen penambahan berat (WPG/weight
percent gain) sebesar 20 %.
Dari berbagai metoda tentang stabilitas kayu, Stamm sudah
membuat lima
pendekatan, yaitu:
1. Stabilisasi mekanis melalui laminasi silang seperti pada
kayu lapis.
2. Mengaplikasikan lapisan anti air pada kayu baik secara
eksternal maupun secara internal. Pelapisan secara eksternal seperti pelapisan
dengan pengecatan atau menggunakan bahan dasar lilin. Pelapisan internal
seperti menggunakan bahan pengawet pentaklorofenol sebagai bahan penolak air.
3. Menurunkan sifat higroskopis material selulosa dengan
perlakuan kimia. Bahan-kimia harus masuk dinding sel dari kayu melalui perlakuan
uap air atau penetrasi cairan. Contohnya adalah kayu asetilasi. Metode baru
yang sudah adalah metode grafting polimer menggunakan sinar gamma.
4. Menggunakan bahan kimia untuk membentuk ikatan silang
dengan selulosa itu sendiri. Formaldehida dalam bentuk uap air telah digunakan
secara langsung untuk menyambung gugus ikatan air dari selulosa. Proses belum berhasil,
karena pengaruh katalisator asam pada kayu yang mengganggu sehingga reaksi
tidak efektif.
5. Perlakuan kimia menggunakan bulking agent pada dinding
sel. Bulking agent akan masuk ke dalam ruang-ruang kosong pada sel
menggantikan air, sehingga dimensi kayu menjadi lebih stabil. Contoh bulking
agent adalah resin phenol yang bobot molekulnya rendah dan polyethylene
glycol (PEG). Proses pemsaukan bulking agent ke dalam kayu yang
menggunakan tekanan dan panas disebut compregnasi.
6. Pengisian sel, yaitu suatu pendekatan stabilisasi dimensi
yang tidak efisien. Di sini cairan diimpregnasi ke dalam kayu sampai masuk ke
rongga sel. Bahan pengisi yang biasa digunakan adalah logam yang mempunyai
titik lebur sangat rendah dan stirena.
Menurut Rowell, perbaikan sifat kayu seperti peningkatan
stabilitas dimensi dan ketahanan terhadap serangan bilogis serta penurunan
absorbsi air menjadi motivasi untuk sebagian besar penelitian modifikasi kimia
kayu. Semua ikatan kimia menurunkan KA kesetimbangan kayu sekitar setengah dari
kayu yang tidak bereaksi pada masing-masing kelembabab relatif kecuali
propilena oksida. KA kesetimbangan tidak berkurang sebanyak penambahan bobot
dengan propilena oksida seperti asetilasi atau ikatan silang dengan
formaldehida. Hal ini disebabkan fakta bahwa gugus baru hidroksil terbentuk
selama penambahan gugus propil.
Menurut Hon 1996,
sebagian besar lignoselulosa bersifat higroskopis yang dapat menyebabkan
ketidakstabilan dimensi, karena mudah menyerap dan menyeluarkan air. Untuk
mengatasi masalah ini, telah banyak metode yang dikembangkan terutama sejak 10
tahu yang lalu. Sebagan besar penelitian mengenai modifikasi kimia kayu
dilakukan untuk meningkatkan stabilitas dimensi dan ketahanan terhadapan
serangan biologis.
BAB
III
METODE
KERJA
1. STABILITAS
DIMENSI KAYU
A. Alat
Oven Timbangan elektrik Desikator Kaliper Amplas Tisu Gelas ukur dan pengaduk Bak untuk merendam sampel
B. Bahan
Satu kayu, dimana tiap jenis terdiri dari 3 sampel berukuran 5 x
2 x 0,6 cm. 1 sampel sebagai kontrol, sementara yang lain untuk sampel yang
diberi perlakuan. Air destilata Larutan jenuh gula dan garam
C. Prosedur
Kerja
Rapikan sampel dengan menggunakan kertas amplas, beri kode
dan beri garis yang menandakan lokasi pengukuran. Garis yang dimaksud harus
benar-benar mewakili arah radial dan arah tangensial. Dimensi tangensial
diwakili oleh garis yang sejajar dengan lingkaran tumbuh, sedangkan dimensi
radial oleh garis yang tegak lurus terhadap lingkaran tumbuh. Untuk sampel yang
arahnya belum tepat, temukan garis-garis yang menandakan lingkaran tumbuhnya,
lalu buat dua garis yang saling bersilang tegak lurus (lihat gambar).
R T
Ukur
masing-masing dimensi radial (R1) dan dimensi tangensial (T1). Masukan sampel kedalam
masing-masing bak yang berisi air, dan larutan penstabil. Lalu diamkan selama 1 minggu.
Angkat sampel, tiriskan, lalu ukur kembali
dimensi radial (R2) dan tangensialnya
(T2).
Masukan
sampel kedalam oven dengan suhu 103+20 C sampai beratnya konstan,
keudian ukur kembali dimensi radial dan dimensi tangensial kering tanur (R3)
dan (T3).
Hitung
penyusutan masing-masing dimensi yang terjadi dan hitung pula nilai T/R
rasionya.
Cara mempersiapkan larutan :
Gula dan Garam
Timbang 10-20 g masing-masing bahan (gula atau garam), lalu
masukan kedalam gelas piala yang berisi air sebanyak 1000 ml > aduk merata
hingga larut. Tambahkan kembali masing-masing bahan tadi sampai larutan jenuh
(ditandai oleh terbentuknya endapan dari bahan). Catat jumlah masing-masing
bahan yang digunakan. Konsentrasi larutan dihitung dengan rumus :
Konsentrasi zat terlarut = (masa
zat terlart (g) / 1000 ml air) x 10
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
Hasil
1. STABILITAS
DIMENSI KAYU
Konsentrasi larutan jenuh
1.
Konsentrasi
larutan Garam : 480 gram
2.
Konsentrasi
larutan Cuka : 360 gram
Hasil perhitungan Dimensi (Radial dan Tangensial)
|
Jenis kayu
|
Indikator
|
Sesudah direndam
|
Kondisi kering tanur
|
||
|
R
|
T
|
R
|
T
|
||
|
Akasia I
|
Air
|
4,845
|
1,53
|
4,75
|
1,5
|
|
Akasia I1
|
Garam
|
4,845
|
1,53
|
4,5
|
1,5
|
|
Akasia II1
|
Cuka
|
4,819
|
1,53
|
4,5
|
1,5
|
Perhitungan:
Besar sudut masing-masing Dimensi dari setelah direndam
kekondisi kering tanur dan nilai T/R rasionya
|
Jenis kayu
|
Indikator
|
Berat susut masing-masing Dimensi dan T/R rasio
|
||
|
T
|
R
|
T/R rasio
|
||
|
Akasia I
|
Air
|
0,03
|
0,095
|
68,42
|
|
Akasia I1
|
Garam
|
0,03
|
0,347
|
91,35
|
|
Akasia II1
|
Cuka
|
0,03
|
0,319
|
90,59
|
Perhitungan
:
1.
Akasia
I =
= 68,42%
2.
Akasia I1 =
= 91,35%
3. Akasia II1 =
= 90.59%
Konsentrasi Zat Terlarut =
Konsentrasi larutan Garam =
= 48 %
Konsentrasi larutan
Cuka =
= 36 %
Konsentrasi Air =
Pengukuran Kerapatan Kayu
1. Stabilitas
Dimensi Kayu
Kayu yang digunakan adalah kayu Akasia (Acacia mangium)
Dimensi awal
|
Jenis
Kayu
|
Sebelum
direndam
|
|
|
R 1
|
T 1
|
|
|
Akasia I
|
4,75
|
1,5
|
|
Sungkai I
|
4,75
|
1,5
|
|
Akasia II
|
4,75
|
1,5
|
|
Jenis
Kayu
|
Setelah
direndam
|
|
|
R 2
|
T 2
|
|
|
Akasia I
|
4,845
|
1,53
|
|
Akasia 11
|
4,845
|
1,53
|
|
Akasia II1
|
4,845
|
1,53
|
|
Jenis Kayu
|
Kondisi kering tanur
|
|
|
R 3
|
T 3
|
|
|
Akasia
I
|
4,75
|
1,5
|
|
Akasia
11
|
4,5
|
1,5
|
|
Akasia
II1
|
4,5
|
1,5
|
Untuk penetapan kerapatan dan berat jenis kayu dengan menggunakan metode yang telah dilakukan memerlukan ketelitian, sampel yang berbeda dapat menghasilkan nilai yang sama seperti hasil dalam praktikum yang telah dilakukan ini. Keadaan ini dipengaruhi oleh bentuk atau porositas kayu media yang digunakan yaitu parafin yang nempel pada kayu, pori-pori pada kayu.
Berdasakan
dari data-data yg diperoleh saat pengamatan dilab,kita dapat membandingkan tingkat kestabilan dimensi dari masing-masing
contoh sampel,mulai sampel 1,2dan 3 ketiganya memilikiperbedaan
dimensi,walaupun data awalnya adalah sama,hal ini dipengaruhi karena adanya
perlakuan yang berbeda dari ketiga jenis sampel,dimana sampel 1 dijadikan
sebagai kontrol yang direndam dengan air biasa,sampel 2direndam dengan air
garam dan sampel 3 direndam dengan larutan cuka,dimana waktu perendamnya
dilakukan selama 7 hari(seminggu).pada data awal kayu sebelum perendaman untuk
kayu 1,2&3 ukuran dimensinya adalalahT=1,5&,R=4,75.dan ukuran dimensi
kayu setelah dilakukan perendaman selama 7 hari adalah untuk kayu 1,2&3
ukuran dimensinya adalah T=1,5 Dan R =4,845.dari sini terlihat jelas bahwa kayu
tersebut mengalami pengembangan,hal ini terlihat dariadanya penambahan dimensi
dari bidang sampel,walaupun tiak segnifikan
Adapun hasil dari dimensi kayu setelah
dilakukan pengeringan sampai kayu tersebut konstan adalah untuk kayu
1T=1,5&R=4,75,untuk kayu 2 T=1,5&R=4,5,dan untuk kayu 3T=1,5 &R=4,.Dari
hasil pengovenan diatas dapat kita tarik kesimpulan bahwa untuk larutan garam
dan cuka mengalami penyusutan dimensi,sedangkan untuk kontrol yaitu kayu 1juga
terjadi penyusutan,salah satu faktor yang mempengaruhi pengembangan dan
penyusutan adalah porositas,kadar konsentrasi larutan serta adanya parafin yang
menempel pada saat perendaman,serta mengalami pencairan pada suhu tertentudalam
jangka waktutertentu.
PENUTUP
A. Kesimpulan
Beradasarkan hasil pengamatan dan pengukuran dapat
ditarik kesimpulan bahwa kayu akasia mempunyai stabilitas dimensi yg tinggi,hal
inidapat dilihat pada sampel tersebut tidak mengalami perubahan yg
seginifikan.hal ini dapat terlihat jelas walaupun sudah diberi perlakuan yg
berbeda,namun hasilnya adalah hampir mendekati data awalnya,baik pada saat
perendaman maupun saat pengovenan.kadar airakasia cukup stabil. Baik pada
bidang radil maupun bidang tangensial.
Saran
Penulis berharap didalam pelaksanaan praktikum, sebaiknya tidak lepas dari
pengawasan dosen pembimbing praktikum. Karena sulit sekali untuk melakukan
praktikum tanpa dosen pembimbing. Disarankan untuk praktikum yang akan datang,
dosen pembimbing praktikum juga ikut hadir pada saat praktikum dan diharapkan
bisa memotivasi mahasiswa dalam melaksanakan praktikum dan dapat memberikan
pengarahan yang jelas. Hanya ini saran
dari penulis, sebelumnya penulis minta maaf jika ada kata-kata yang salah dan
yang kurang berkenan. Dalam pembuatan laporan ini mungkin masih jauh dari
kesempurnaan yang diharapkan. Penulis berharap semoga laporan ini dapat
bermanfaat untuk kedepannya.
DAFTAR PUSTAKA
[BRE] Buiding Research Establishment. 2006. Properties of
timber acetylated to 20% WPG and its suitability for joinery. Research report.
[4 November 2007].
Haygreen, JG & JL Bowyer. 1996. Hasil hutan dan ilmu
kayu. Suatu pengantar. Terjemahan SA Hadikusumo. Ed: S Prawirohatmodjo. Gadjah
Mada University Press. Yogyakarta.
Hill, CAS. 2006. Wood modification. Chemical, thermal and
other processes. John Wiley & Sons. England.
Hon, DN-S. 1996. Chemical modification of lignosellulosic
materials. Marcel Dekker. New York.
Rowell, RM. Physical and Mechanical Properties of Chemically
Modified Wood. USDA Forest Service and University of Wisconsin. Madison,
Wisconsin. [4 November 2007].
Rowell, RM & WD Ellis. 1984. Reaction of epoxides with
wood. Res. Pap. FPL 451.: U.S. Department of Agriculture, Forest Service,
Forest Products Laboratory. 41 p. Madison, Wisconsin. [4 November 2007].
http://noviantoblog.blogspot.com/2009/06/pengertian-kayu.html
http://msstupido.blogspot.com/2011/01/sifat-sifat-kayu-kadar-air-penyusutan.html
http://rgmaisyah.wordpress.com/2009/04/25/bobot-jenis-dan-rapat-jenis
Tidak ada komentar:
Posting Komentar