Laboratorium Pasca Panen 1: Eksperimental
Modul 7 Modifikasi Sifat Kayu dengan Impregnasi 3.1 Tujuan
1) Mengetahui jumlah bahan perekat Phenol Formaldehida (PF) dengan berat molekul rendah dan Polyethilene Glikol (PEG) 400 yang mampu dimasukkan ke dalam kayu selama proses impregnasi 2) Mengetahui pengaruh impregnasi Perekat PF dengan berat molekul rendah dan PEG 400 terhadap sifat higroskopisitas dan stabilitas dimensi kayu (Kadar air keseimbangan, Water Repellent Efficiency (WRP) , Anti-Swelling , Anti-Swelling Efficiency (ASE) Efficiency (ASE) 3) Mengetahui pengaruh pengaruh impregnasi perekat PF dengan berat molekul rendah dan PEG 400 terhadap kerapatan kayu ka yu 4) Melakukan pengamatan pengamatan dan analisis mikroskopis kayu terimpregnasi bahan perekat PF dengan berat molekul rendah dan PEG 400 3.2 Tinjauan Teoritis
Pemanfaatan kayu dari jenis pohon cepat tumbuh ( fast ( fast growing species) species) akhir-akhir ini semakin meningkat. Hal ini merupakan dampak dari kelangkaan kayu dari hutan alam yang menjadi sumber utama penyuplai kayu. Pada umumnya, kayu yang berasal dari ta naman yang cepat tumbuh memiliki kualitas kayu yang rendah. Peningkatan kualitas kayu ini perlu dilakukan untuk meningkat nilai dari kayu tersebut. Salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah memodifikasi kayu dengan memasukkan bahan-bahan kimia yang mampu meningkatkan kualitas dengan metode impregnasi. Modifikasi kayu dapat melibatkan modifikasi aktif, yang berakibat pada perubahan sifat kimiawi dari bahan, atau modifikasi pasif, dimana perubahan sifat dilakukan, namun tanpa perubahan kimiawi material. Impregnasi dinding sel kayu dengan bahan kimia dari berbagai jenis memiliki cakupan area yang sangat luas, yang terus menarik minat. Dalam sebagian besar penelitian yang dilaporkan, impregnasi melibatkan perlakuan kayu dengan larutan monomer yang berdifusi ke dinding sel, diikuti oleh polimerisasi berikutnya. Perbaikan properti terjadi terutama karena bulking dari dari dinding sel oleh impregnant . Perlakuan impregnasi juga mengakibatkan terisinya lumen atau rongga sel oleh impregnant . Jadi, modifikasi impregnasi kayu didefinisikan sebagai metode yang menghasilkan pengisian bahan kayu dengan bahan pengisi (impregnant ) untuk menghasilkan perubahan performa yang diinginkan. Prinsip di balik modifikasi impregnasi, seperti yang didefinisikan dalam teks ini, adalah untuk mengisi dinding sel kayu dengan bahan kimia, atau kombinasi bahan kimia, yang kemudian bereaksi sehingga membentuk bahan yang 'terkunci' ke dinding sel. Kehadiran materi nonleachable nonleachable di dinding sel kayu dapat mempengaruhi sifat fisik dan biologis dari kayu melalui sejumlah mekanisme: mengembangkan dinding sel, sehingga sehingga menjaga stabilitas dimensi kayu. Bahan mengembangkan Materi menempati ruang di dalam dinding sel yang seharusnya tersedia untuk molekul air, yang menyebabkan pengurangan higroskopisitas kayu. 1 Yanti.doc/Modul7
Laboratorium Pasca Panen 1: Eksperimental
Pemblokiran dinding sel mikropori mengurangi difusi air dan molekul lainnya ke dalam dinding sel. Jika efektif pemblokiran dinding sel mikropori terjadi dekat dengan lumen, maka pengisian lengkap dinding sel mungkin tidak diperlukan untuk memberikan perlindungan peluruhan, atau mengurangi higroskopisitas. Meskipun demikian, perlindungan ini dapat berubah setelah beberapa waktu penggunaan. Reaksi bulking agent dalam dinding sel dapat terjadi dengan konstituen polimer dinding sel, menghasilkan beberapa ikatan silang. Jika molekul terlalu besar untuk menembus dinding sel, ini akan menghasilkan penghalang yang terbentuk pada permukaan lumen yang mencegah masuknya zat degradatif, meskipun penghalang ini dapat berubah setelah beberapa waktu penggunaan.
3.3 Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang diperlukan kayu Manglietia glauca, kayu Pinus merkusii, dan bamboo Gigantochloa pseudoarundinacea, Perekat PF molekul rendah, PEG 400. Alat-alat yang digunakan berupa Oven, timbangan digital, kaliper digital, desikator, water bath atau bak perendam, cutter, stereo mikroskop, alat Vakum-Tekan. 3.4 Prosedur kerja
1) Persiapan Kayu: Kayu yang akan digunakan ( Manglietia glauca, Pinus merkusii, dan Gigantochloa pseudoarundinacea) dibuat menjadi balok (kubus) dengan ukuran 2 x 2 x 2 cm. Kayu dikondisikan sampai kering udara sebelum pengujian. Banyaknya contoh uji yang digunakan adalah 5 ulangan untuk setiap perlakuan. Setiap perlakuan juga disiapkan 1 contoh uji untuk pengamatan makroskopis kayu. 2) Perlakuan Impregnasi Pada Kayu a. Sebelum kayu diberi perlakuan impregnasi, ukur berat (BKU 0) dan volumenya (VKU0). b. Masukkan dalam oven pada suhu 60 oC selama lebih kurang 3 hari, timbang berat (BKT0) dan volumenya (VKT 0). c. Rendam kayu di dalam wadah yang sudah terisi perekat PF bermolekul rendah atau PEG 400, kemudian dalam tabung. Tutup tabung tersebut rapat-rapat dan lakukan pemvakuman sebesar 50 cmHg selama 15 menit dan diteruskan pemberian tekanan sebesar 5 kg.cm-2 selamat 30 menit, kemudian di vakum lagi 50 cmHg selama 15 menit. d. Panaskan kayu yang terimpregnasi dalam oven dengan suhu 150oC selama 2 jam atau 103 ± 2oC selama 24 jam dengan tujuan terjadinya melting dan terpolimerisasinya impregnant dalam kayu, kemudian timbang (BKT i) dan ukur volumenya (BKT i) e. Kondisikan kayu terimpregnasi selama 2 minggu sebelum dilakukan penimbangan (BKUi)dan pengukuran volume (VKU i).
2 Yanti.doc/Modul7
Laboratorium Pasca Panen 1: Eksperimental
3) Polymer Loading Polymer loading ( PL) untuk mengetahui jumlah polimer yang mampu masuk ke dalam kayu akibat perlakuan impregnasi. PL ditentukan dengan persamaan:
Polymer loading (%) = [(Berat kayu terimpregnasi Berat kayu awal)/Berat kayu awal] x 100 –
4) Kadar Air Kesetimbangan (KAK) Kadar air keseimbangan diperoleh setelah kayu yang diberi perlakuan dikondisikan dalam ruangan kurang lebih selama 1-2 minggu. Kemudian contoh uji tersebut dioven selama 24 jam dengan suhu 103 ± 2 oC.
KAK 0 (%) = [(BK U 0-BKT 0 )/BKT 0 ] x 100
(kontrol)
………….
Dimana BKU 0; Berat Awal (air-dry) (g) dan BLT 0; Berat Akhir (oven-dry)(g)
KAK i (%) = [(BK U i - BKT )/BKT ]i x 100 i
(kayu terimpregnasi)
……………
Dimana BKU i; Berat Awal (air-dry) (g) dan BLT i; Berat Akhir (oven-dry)(g) 5) Penentuan Kerapatan Penentuan kerapatan dengan cara menimbang berat dengan timbangan digital (0,01 g) dan mengukur dimensi volume dengan caliper digital (0.01 mm).
Kerapatan = B KT/VK U Dimana BKT ; Berat (Oven-dry) (g) dan VKU ; Volume (air-dry)(cm3) 6)
Water Repellent Efficiency (WRP)
WRP merupakan rasio perubahan kemampuan penyerapan air ke dalam kayu akibat perlakuan impregnasi terhadap kemampuan menyerap air kayu yang tanpa perlakuan impregnasi.
WRP (%) = [(Wr Wt)/Wr] x 100 –
Dimana Wr; absorpsi air kayu tanpa perlakuan impregnasi, Wt; absorpsi air kayu yang diberi perlakuan impregnasi Nilai Absorpsi air (W ) diperoleh dengan rumus:
Water Absorption (%) = [(Wa Wb)/Wb)] x 100 –
Dimana Wb; Berat kering tanur sebelum direndam, dan Wa; Berat setelah direndam selama 24 jam. 7) Anti-Swelling Efficiency (ASE) ASE merupakan rasio perubahan pengembangan dimensi akibat perlakuan impregnasi terhadap perubahan dimensi kayu setelah diberi perlakuan impregnasi.
ASE (%) = [(Sr St)/St] x 100 –
Dimana Sr; Koefisien pengembangan dimensi kayu (volume) tanpa perlakuan impregnasi, St; Koefisien pengembangan dimensi kayu (volume) yang diberi perlakuan impregnasi.
3 Yanti.doc/Modul7
Laboratorium Pasca Panen 1: Eksperimental
Nilai koefisien pengembangan dimensi volume (S ) diperoleh dengan rumus:
S (%) = [(V 2 V 1 )/V 1 ] x 100 –
Dimana V 2; dimensi volume kayu setelah direndam selama 24 jam dan V 1; dimensi volume kayu sebelum direndam 8) Analisis Makroskopik Analisis makroskopik kayu dilakukan pada penampang lintang kayu. Analisis ini hanya melihat atau mengamati kayu terimpregnasi perekat PF dan PEG 400 dengan menggunakan stereo-mikroskop.
4 Yanti.doc/Modul7
