Peningkatan Mutu Kayu Jati Rotasi Pendek Melalui Modifikasi Kimia dan Panas Menggunakan Bahan Non-Biocide

Abstract

Jati rotasi pendek memiliki potensi besar untuk pemenuhan kebutuhan kayu bagi industri karena memiliki siklus tebang yang pendek (kurang lebih 15-20 tahun). Kayu yang dihasilkan dari pertumbuhan yang cepat umumnya memiliki mutu yang rendah sehingga membatasi pemanfaatannya. Upaya untuk mengatasi kelemahan pada kayu jati rotasi pendek dapat dilakukan melalui modifikasi kimia dan panas. Modifikasi kayu ramah lingkungan saat ini mulai dicobakan dan dikembangkan. Bahan kimia ramah lingkungan yang dapat meningkatkan mutu kayu yaitu asam sitrat (CA) dan benzophenone tetracarboxylic acid (BPTCA). Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisa pengaruh modifikasi kimia dan panas terhadap sifat fisis, sifat mekanis, keawetan alami dan karakteristik permukaan kayu jati rotasi pendek. Kayu diimpregnasi menggunakan larutan CA dan BPTCA dengan konsentrasi 20% dan 40%. Proses impregnasi dimulai dengan pemberian tekanan 700 kPa selama 4 jam yang dilanjutkan dengan pemberian panas dengan suhu 150 °C selama 2 jam. Parameter yang diuji yaitu sifat fisis (retensi, weight percent gain (WPG), leaching, kadar air, kerapatan, anti swelling efficiency (ASE), dan water uptake (WU)), sifat mekanis (Modulus of Elasticity (MOE) dan Modulus of Rupture (MOR)), keawetan, kekasaran permukaan, sudut kontak kesetimbangan, surface free energy (SFE), keterbasahan dan daya lekat cat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai retensi dan WPG untuk CA dan BPTCA sudah memenuhi standar untuk penggunaan kayu interior maupun eksterior. Peningkatan kerapatan kayu jati termodifikasi berbanding lurus dengan peningkatan WPG. Modifikasi kimia dan panas dapat meningkatkan stabilitas dimensi dan menurunkan nilai kadar air. Namun, perlakuan modifikasi kimia dan panas ini dapat menurunkan nilai MOE dan MOR. Kayu termodifikasi CA dan BPTCA tahan terhadap serangan rayap. Modifikasi kimia dan panas berpengaruh pada karakteristik permukaan dan sudut kontak kesetimbangan. Nilai kekasaran permukaan semakin menurun setelah dimodifikasi sehingga mempengaruhi nilai keterbasahan dan SFE. Nilai keterbasahan kayu termodifikasi terhadap cat akrilik lebih rendah dibandingkan dengan cat alkid. Nilai SFE kayu jati menurun setelah perlakuan modifikasi. Kayu jati termodifikasi memiliki nilai SFE dengan komponen polar lebih rendah jika dibandingkan dengan dispersi. Daya lekat kayu termodifikasi menggunakan cat alkid menghasilkan kualitas lebih baik dibandingkan cat akrilik.

Short rotation teak has a great potential to fulfill the need of industry due to its short cutting cycle (approximately 15-20 years). Woods coming from short rotation edge tend to produce low quality, which limite their utilization. An innovation technology to improve the quality of fast-growing teak wood is wood modification by chemical and thermal modification. Environmentally friendly wood modification is currently in great demand. Non-biocide chemicals used to improve the quality of short rotation teaks are citric acid (CA) and benzophenone tetracarboxylic acid (BPTCA). The purpose of this study was to analyze the effect of chemical and thermal modification on physical, modulus of elasticity, modulus of rupture, durability and surface characteristics of short rotation teak. Short rotation teak wood was impregnated by using 20% and 40% of CA and BPTCA solution. The impregnation process was initiated by applying 700 kPa pressure for 4 hours and followed by thermal modification at 150 °C for 2 hours. Parameters studied consisted of physical properties (retention, weight percent grain (WPG), leaching, moisture content, density, anti swelling efficiency (ASE) and water uptake (WU), mechanical properties (modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR)), durability, surface roughness, equilibrium contact angle, surface free energy (SFE), wettability and varnish adhesion. The results show that the retention and WPG values of CA and BPTCA had met the standards for interior and exterior products uttilization. The increase in the density of modified teak was due to the increase in WPG. Chemical and thermal modifications could increase dimensional stability and reduced moisture content values. However, the value of MOE and MOR decreased. The modified teak wood was resistant againts termite attack. Chemical and thermal modifications affected the surface characteristics and the equilibrium contact angle. The wettability value of acrylic paint on the surface modified teak wood was lower than that of alkyd paint. The surface roughness value decreased after modification treatment and affected the wettability and SFE values. The value of SFE for the polar component of modified teak wood was lower that that of the dispersion. The bonding quality of alkyd coatings was better than that of acrylic coatings.