Peningkatan Kualitas Papan Untai Bambu Berarah melalui Modifikasi Kimia dan Fisik

Abstract

Peningkatan populasi dan industrialisasi mendorong peningkatan kebutuhan bahan baku termasuk kayu dan komposit berbasis kayu. Namun degradasi hutan alam membuat pasokan kayu mengalami penurunan kualitas dan kuantitas. Hal ini mendorong upaya peningkatan efisiensi pemanfaatan kayu dan pencarian alternatif bahan lain sebagai substitusi kayu, salah satunya adalah bambu. Pemanfaatan bambu dapat dioptimalkan dengan konversi bambu menjadi produk komposit struktural, yaitu papan untai bambu berarah (PUBB). Penelitian sebelumnya membuktikan bahwa stabilitas dimensi dan sifat mekanis PUBB jauh lebih baik dibandingkan dengan PUB berbahan kayu. Namun, kadar zat ekstraktif pada bambu tergolong tinggi dibandingkan dengan kayu terutama pati dan gula-gula sederhana sehingga rentan terhadap serangan organisme perusak dan juga dapat memberikan pengaruh negatif terhadap proses perekatan. Perlakuan pendahuluan atau modifikasi kimia dengan pembilasan menggunakan larutan NaOH dilakukan untuk mengatasi hal tersebut. Modifikasi sederhana lain yang dapat diterapkan adalah modifikasi fisik. Pengaturan shelling ratio dilakukan untuk mengatur kekuatan sejajar dan tegak lurus serat agar sesuai dengan kebutuhan. Selain itu, modifikasi fisik dengan mengatur jenis bahan baku dengan kerapatan berbeda juga dilakukan untuk mengatasi dampak dari pola pengempaan dengan penutupan yang cepat. Bahan baku bambu andong (Gigantochloa pseudoarundinaceae) dan betung (Dendrocalamus asper) dikonversi menjadi untai dengan target dimensi untai (70 x 25 x 0.5) mm3. Untai diberi perlakuan steam pada 115, 120, 126 oC selama 1, 2, dan 3 jam pada tekanan 0.14 MPa (Modifikasi Kimia). Untai kemudian dibilas menggunakan larutan NaOH 1, 2, dan 3% (Modifikasi Kimia). Untai yang dibilas kemudian dikeringudarakan selama satu minggu dan dioven pada suhu 60-80 oC selama 3 hari untuk mencapai kadar air (KA) di bawah 5%. Kerapatan PUBB yang dibuat adalah 0.60; 0.65; 0.70; 0.75; dan 0.80 g cm-3 (Modifikasi Fisik). Perekat yang digunakan adalah PF (SC=42-43-43%) dengan kadar perekat 7 dan 8%. Papan untai bambu berarah dibuat tiga lapis berukuran (30 x 30 x 0.9) cm3 (panjang x lebar x tebal). Untai yang telah diberi perekat dibagi menjadi 3 bagian dan disusun saling tegak lurus satu dengan lainnya. Shelling ratio yang digunakan dalam pembuatan PUBB dengan jenis bambu tunggal dan PUBB dengan bambu andong pada bagian inti (hibrida PUBB/Modifikasi Fisik) adalah 30:70; 40:60; 50:50; dan 60:40 (Modifikasi Fisik). Parafin ditambahkan sebanyak 1% dari berat kering oven untai. Papan kemudian dikempa menggunakan hot press pada suhu 135 oC dengan tekanan spesifik 25 kg cm-2 dan dikondisikan selama ±14 hari. Evaluasi dilakukan untuk menentukan karakteristik untai dan karakteristik PUBB setelah diberi perlakuan modifikasi. Karakterisasi untai yang dilakukan meliputi geometri untai, kristalinitas, kadar zat ekstraktif, nilai pH, keterbasahan, dan karakteristik gelombang NIR. Karakterisasi PUBB yang dilakukan meliputi sifat fisis, sifat mekanis, ketahanan terhadap rayap tanah dan rayap kayu kering, ketahanan terhadap cuaca, dan penerapan metode nondestruktif dalam penentuan bending strength. Hasil penelitian menunjukkan bahwa modifikasi kimia dengan perlakuan steam yang diikuti pembilasan NaOH 1% merupakan proses sederhana yang dapat meningkatkan stabilitas dimensi, kekuatan, dan ketahanan PUBB. Seluruh PUBB yang dibuat dari bambu andong dan betung dengan perlakuan modifikasi steam pada untai pada kadar perekat 8% memenuhi persyaratan minimum PUB standar CSA 0437.0 (Mutu O-1). Perlakuan pembilasan menggunakan NaOH 1%-3% setelah proses steam meningkatkan nilai pH sampai 9.03 sehingga menyediakan kondisi yang baik untuk pematangan perekat PF. Pada kadar pembilasan NaOH 1%-3%, semakin tinggi kadar NaOH menyebabkan peningkatan stabilitas dimensi dan kekuatan PUBB. Selain itu, peningkatan waktu dan suhu proses steam dapat meningkatkan stabilitas dimensi dan sifat mekanis PUBB betung. Peningkatan shelling ratio dapat meningkatkan kekuatan sejajar serat PUBB dan sebaliknya. Shelling ratio 50:50 dapat digunakan sebagai cara sederhana untuk menurunkan konsumsi perekat PF sebanyak 1%. Pengujian nondestruktif memiliki korelasi yang tinggi dengan pengujian destruktif yang menunjukkan bahwa pengujian nondestrukif dapat digunakan untuk mengestimasi kekuatan PUBB. Peningkatan nisbah lapisan untai betung pada produksi hibrida PUBB dapat meningkatkan stabilitas dimensi. Kekuatan PUBB yang dihasilkan meningkat dengan meningkatnya nisbah lapisan untai bambu pada lapisan luar. Secara umum PUBB betung memiliki stabilitas dimensi dan kekuatan yang lebih baik dibandingkan dengan hibrida PUBB. Perlakuan modifikasi fisik dengan hibrida PUBB dapat merubah bentuk profil kepadatan dari tidak seragam menjadi lebih seragam, tetapi disertai dengan penurunan nilai kepadatan. Peningkatan rasio kompresi meningkatkan kekuatan PUBB, tetapi cenderung menurunkan stabilitas dimensi.