BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kayu

Kayu merupakan benda padat yang terdiri dari sel-sel serat dengan dinding sel yang

terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan lignin. Dengan demikian polimer-polimer

sangat mempengaruhi sifat kayu baik sifat fisik maupun sifat kimianya.Salah satu

sifat kayu adalah ketidakstabilannya terhadap air atau kelembaban. Hal ini

disebabkan adanya gugus hidroksil dan gugus yang mengandung oksigen lainnya

pada polimer kayu yang dapat mengikat air melalui ikatan hidrogen dan

menyebabkan pengembangan sel.Komponen kimia di dalam kayu mempunyai arti

penting, karena menentukan kegunaan sesuatu jenis kayu dan dengan mengetahuinya

dapat membedakan jenis-jenis kayu. Susunan kimia kayu digunakan sebagai pengenal

ketahanan kayu terhadap serangan perusak kayu.Pada umumnya komponen kimia

kayu terdiri dari 3 unsur yaitu:

- Unsur karbohidrat terdiri dari selulosa dan hemiselulosa

- unsur non karbohidrat terdiri dari lignin

- unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan

dinamakan zat ekstraktif(Akhirawati,2004).

Komponen-komponen senyawa utama penyusun kayu:

1. Komponen primer, yaitu penyusun dinding sel dan cadangan makanan dalam

sel-sel tumbuhan. Terdiri dari:

- Fraksi karbohidrat (polisakarida) total disebut holoselulosa antara 60 –

80% yang terdiri dari : selulose 40 – 50% dan hemiselulose 15-18%

untuk kayu jarum dan 22-35% untuk kayu daun.

- Lignin : 25 – 35% dalam kayu jarum dan 17 – 25% dalam kayu daun.

2. Komponen sekunder, komponen di luar dinding sel terdapat dalam rongga sel

terdiri dari :

- Zat ekstraktif sekitar 1 – 10 % (Sumarni, 2007)

Batang terdiri dari sel-sel yang berlekatan satu sama lain. Bentuk sel batang

lonjong pipih dan pada ujung-ujungnya adalah lancip. Dinding sel terdiri dari zat

sellulosa, dengan rumus (C6H10O5)x belum diketahui besarnya karena menurut

penyelidikan besarnya bilangan x berbeda-beda. Hubungan antara sel yang satu

dengan sel yang lain dihubungkan oleh suatu zat perekat yang disebut lignin. Dalam

susunan batang arah memanjang sel adalah sejajar dengan sumbuh batang. Karena

serat-serat kayu merupakan susunan dari sel-sel maka dalam keadaan ini arah serat

kayu adalah sejajar dengan arah sumbu batang. Daya lekat sel-sel dapat menentukan

tinggi rendahnya geser sejajar arah seratnya. Selain itu kepadatan sel juga

menentukan kekokohan batang, karena semakin padat selnya berarti semakin tinggi

berat jenis (BJ) kayunya (Sumarni, 2007)

Jika suatu pohon dipotong maka akan tampak tiga penampang yang berbeda

yaitu :

1. Permukaan ujung serat atau bidang aksial

2. Permukaan radial, yang diperoleh dengan membelah kayu bulat atau tunggak

searah dengan jari-jari

3. Permukaan tangensial, yang diperoleh dengan memotong kayu searah sumbu

memanjang batang.

Volume voidkayu berkisar46 – 80% dari volume total kayu, sangat

mempengaruhi kedalaman dan arah aliran perekat (Ruhendi, 2007).

Pengeringan kayu secara alami maupun buatan merupakan proses evaporasi

kandungan air dalam kayu dengan waktu tertentu sesuai dengan kondisi udara

disekitarnya. Karena pengeringan kayu merupakan suatu proses semua faktor

pendukung proses pengeringan sangat berkaitan dan saling mempengaruhi. Waktu

pengeringan tidak dapat dipersingkat dengan hanya menaikkan temperatur ruang.

Pemaksaan ini tidak akan membawa hasil yang memuaskan melainkan akan

menimbulkan cacat kayu (retak atau pecah). Bahkan dapat terjadi kayu tidak dapat

dipakai sama sekali.

Proses pengeringan kayu sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor, kayu,

penyusunan kayu, dan ruang oven.

a. Faktor kayu meliputi jenis kayu dan struktur pori-pori kayu, ketebalan kayu,

kadar air kayu awal (initial moisture Content), dan kadar air akhir (final

moisture content).

b. Faktor penyusutan kayu (stacking) sehubungan dengan ukuran tebal ganjal

dan cara penyusunannya dalam oven dan palet. Faktor ini juga dipengaruhi

oleh kecepatan sirkulasi udara dalam ruang.

c. Faktor ruang oven meliputi sirkulasi udara dalam ruang, panas energy yang

dipasok dan pengaturan kelembaban relative dalam ruang untuk mengabsorbsi

uap air dalam kayu

Faktor-faktor tersebut mempengaruhi kayu dalam menyesuaikan kondisi

bagian dalam kayu dengan udara yang ada di sekitarnya, sesuai dengan sifat alami

kayu yang higroskopis (Budianto,1996). Dalam sektor industri dan kerajinan kayu,

ada produk kayu yang dikeringkan dan ada yang tidak dikeringkan(melalui proses

pengeringan alami). Sistem pengeringan alami atau tradisional hanya dapat

menghasilkan kadar air kayu akhir sesuai dengan titik kesetimbangan kayu, yaitu

berkisar 12% - 20%, tetapi masih dianggap masinal dapat mencapai 4% - 6%,

sehingga perubahan dimensi kayu sangat kecil atau dapat diabaikan.

Kayu juga merupakan bahan baku yang banyak digunakan secara luas dalam

bidang konstruksi dan bangunan. Sebagai bahan baku konstruksi maka sifat bahan

baku tersebut harus mampu menahan beban selama penggunaannya sehingga untuk

keperluan konstruksi kekuatan kayu menjadi suatu persyaratan utama. Kerapatan

kayu sangat berhubungan dengan sifat fisis dan mekanis kayu terutama kekuatan

kayu.Semakin rendah kerapatan kayu maka menunjukkan volume rongga sel kayu

tersebut semakin tinggi dan sebaliknya semakin tinggi kerapatan kayu maka

menunjukkan volume rongga sel kayu tersebut semakin rendah (Bowyer dkk, 2003).

Semakin tinggi kerapatan menunjukkan kesesuaian bahan tersebut untuk digunakan

sebagai bahan struktural karena memiliki kekuatan yang tinggi (Thelandersson dan

Larsen, 2003). Sifat mekanis sangat penting dalam menentukan kecocokan suatu jenis

kayu sebagai bahan bangunan dan tujuan konstruksi lainnya, pemilihan bahan untuk

penggunaan sruktural sifat mekanis menjadi persyaratan utama (Haygreen dan

Bowyer, 1993).Teknologi pengolahan kayu telah berkembang dan tersedia sesuai

dengan kemajuan iptek sehingga saat ini dikenal bermacam-macam produk hasil

rekayasa teknologi, yang berbeda baik dari bahan asalnya maupun dalam bentuk

dimensi, sifat dan kualitasnya (Arinana, 2009).

Keawetan alami kayu adalah suatu ketahanan kayu secara alamiahterhadap serangan

jamur dan serangga dalam lingkungan yang serasi bagi organisme yang

bersangkutan.Keawetan alami kayu diperoleh melalui serangkaian uji coba kemudian

diperoleh pembagian kelas-kelas awet kayu. Ada lima penggolongan kelas awet kayu

yaitu sebagai berikut:

Kelas awet I

Lama pemakaian kayu kelas awet I dapat mencapai 25 tahun. Jenis-jenis kayu

yang termasuk dalam kelas ini adalah jati, ulin, sawokecik, merbau, tanjung,

sonokeling, johar, bangkirai, behan, resak dan ipil.

Kelas awet II

Jenis-jenis kayu yang termasuk kelas awet II yaitu weru, kapur, bungur, cemara

gunung, rengas, rasamala, remawan, resi, walikukun, dan sonokembang.Umur

pemakaian dari kelas ini yaitu antara 15-25 tahun.

Kelas awet III

Contoh kayu kelas awet III ini adalah ampupu, bakau, kempas, keruing,

mahoni, matoa, merbatu, meranti merah, meranti putih, pinang, dan pulai.

Umur pakai jenis kayu kelas ini mencapai 10-15 tahun.

Kelas awet IV

Jenis kayu ini termasuk kurang awet, umur pakainya antara 5-10 tahun.Kayu

yang termasuk dalam kelas awet IV yaitu agatis, bayur, durian, sengon,

kemenyan, kenari, ketapang, perupuk, ramin, surian dan benuang laki.

Kelas awet V

Kayu-kayu yang termasuk dalam kelas awet V tergolong kayu yang tidak awet

karena umur pakainya hanya kurang dari lima tahun. Contoh kayu yang masuk

dalam kelas ini adalah jabon, jaelutung, kapuk hutan,kemiri, kenanga, mangga

hutan, kelapa sawit, dan marabung (Duljapar,2001)

2.1.2 Sifat Mekanis Kayu

Sifat-sifat mekanis kayu yang sangat mempengaruhi dalam penggunaannya sebagai

berikut:

Keteguhan Lentur Statis

Keteguhan lentur statis adalah ukuran kemampuan kayu untuk menahan gaya

luar yang bekerja tegak lurus sumbu memanjang serat ditengah-tengah balok kayu

yang disangga kedua ujungnya sehingga serat kayu yang bagian atas mengalami

tarikan, sedangkan bagian garis netral timbul tegangan geser maksimal.

Keteguhan Tekan

Keteguhan tekan maksimal merupakan kemampuan kayu untuk menahan

beban yang diberikan padanya secara nperlahan-lahan yang semakin lama semakin

besar sampai terjadi kerusakan. Besarnya keteguhan ini sama dengan besarnya beban

maksimal dibagi dengan luas penampang dimana beban tersebut bekerja.

Kekerasan

Kekerasan kayu adalah ukuran kayu terhadap pukulan pada permukaan atau

kemampuan kayu untuk menahan kikisan.Sifat kekerasan ini dipengaruhi oleh

kerapatan kayu, keuletan kayu, ukuran serat, daya ikat dan susunan serat (Khana,

2002).

2.1.3 Sifat Fisis Kayu

Kayu mempunyai sifat – sifat fisis sebagai berikut:

Kerapatan

Kerapatan didefinisikan sebagai massa atau berat per satuan volume.

Kerapatan kayu berhubungan langsung dengan porositasnya yaitu proporsi volume

rongga kosong.

Kadar Air

Dalam kayu lunak rata-rata kandungan air segar cenderung berkurang saat

suatu pohon bertambah tua. Begitu pohon ditebang, kayu akan segera mengalami

penurunan kadar air sebagai akibat dari usaha kayu untuk mencapai kesetimbangan

dengan kelembaban lingkungannya (kayu bersifat higroskopis) (Khana, 2002). Kayu

bersifat higroskopis, artinya kayu memiliki daya tarik terhadap air, baik dalam bentuk

uap maupun cairan. Kemampuan kayu untuk menarik atau mengeluarkan air

tergantung pada suhu dan kelembapan udara sekelilingnya.Sehingga banyaknya air

dalam kayu selalu berubah ubah menurut keadaan udara/atmosfer sekelilingnya.

Semua sifat fisik kayu sangat dipengaruhi oleh perubahan kadar air kayu sebagai

bahan baku bangunan, perabot dan lain sebagainya perlu diketahui kadar airnya

(Siburian, 2001)

Penyusutan Volume

Penyusutan kayu adalah sifat yang berhubungan dengan keteguhan kayu,

merupakan ukuran kemmampuan kayu untuk menahan gaya/beban luar yang bekerjaa

padanya, cenderung merubah bentuk dan ukuran kayu atau bahkan merusak kayu

tersebut.

2.2. Kayu Kelapa Sawit dan Karakteristiknya

Tanaman kelapa sawit termasuk dalam kelas monokotil, dalam pertumbuhannya,

tanaman monokotil berbeda dengan tanaman dikotil karena tidak dijumpai adanya

meristem lateral, tidak memiliki cambium, tidak memiliki pertumbuhan sekunder.

tidak memiliki lingkaran tahun, tidak memiliki sel jari-jari, tidak memiliki cabang,

tidak memiliki mata kayu,sehingga pada monokotil pertumbuhan hanya ditentukan

oleh meristem apikal. Hal ini dapat dilihat dari bentuk batang yang tidak mengalami

penambahan diameter sepanjang hidupnya (Killmann dan Choon, 1985; Prayitno,

1991).

Dumanauw (1993) mengemukakan bahwa kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq)

merupakan tanaman yang tergolong:

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Kelas : Monocotyledonae

Famili : Arecaceae (Palmae)

Subfamili : Cocoidae

Genus : Elaeis

Spesies : guineensis

Komposisi kimia dari biomassa kelapa sawit

terdiri dari holoselulosa yang tinggi, lignin, pati dan

gula secara normal untuk ikatan adesinya.Semua

bagian dari kayu sawit memiliki sifat daya absorpsi

dan ketebalan swelling yang tinggi (Nadhari,

2011).KKS memiliki sifat khusus seperti kandungan

selulosa dan lignin rendah, kandungan air dan NaOH yang dapat larut lebih tinggi

dibandingkan kayu karet dan ampas tebu. Kelarutan KKS pada berbagai pelarut

seperti pada Tabel 2.1:

Tabel 2.1 Kelarutan dari KKS pada berbagai pelarut

Pelarut Kelarutan (gr/100ml)

Air dingin 3,48

Air panas 4,37

NaOH 1% 24,48

Sifat fisik KKS yang heterogen tergantung arah vertikal dan horizontal,

semakin ke atas dan ke dalam kadar air dan parenkim semakin tinggi sedangkan

kerapatannya semakin kecil (Tomimura,1992). Kadar air KKS basah sekitar 40%,

kerapatannya berkisar dari 0,2 – 0,6 gr/ml dengan kerapatan rata-rata 0,37 gr/ml

(Lubis,1994). Sifat-sifat dasar batang sawit dapat dilihat pada Tabel 2.2:

Tabel 2.2. Sifat-sifat dasar batang kelapa sawit

Sifat-sifat batang KKS Bagian Dalam Batang

Tepi Tengah Pusat

Berat Jenis 0,35 0,28 0,20

Kadar Air, % 156 257 365

Kekuatan Lentur, Kg/cm2 29996 11421 6980

Keteguhan Lentur, Kg/cm2 295 129 67

Susut Volume 26 39 48

Kelas Awet V V V

Kelas Kuat III-V V V

(Hasibuan,2010)

Komponen-komponen yang terkandung dalam KKS dalam keadaan kering

konstan seperti pada Table 2.3

Tabel.2.3 Komponen-komponen yang terkandung dalam KKS dalam kering konstan

Komponen Kandungan %

Air 12,05

Abu 2,25

SiO2 0,84

Lignin 17,22

Holoselulosa 16,81

α-selulosa 30,77

Pentosa 20,05

(Sukatik, 2001)

Kayu monokotil batangnya terdiri dari bundel-bundel serat selulosa yang

jumlahnya semakin kecil ke bagian atas dan ke bagian inti batang, struktur kimia

selulosa dapat dilihat pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Struktur kimia selulosa

Selulosa merupakan suatu polisakarida yang tersusun dari unit perulangan D-

glukosa yang mempunyai tiga gugus hidroksil yang dapat disubstitusi, tidak larut

dalam air mempunyai sifat kristalinitas yang tinggi dan berat molekulnya yang tinggi

(terdiri dari satuan berulang D-glukosa yang mencapai 4000 buah per molekul).

Substitusi gugus hidroksil,seperti dengan gugus asetil akan menurunkan sifat

kristalinitasnya (Baker,1987).

Molekul-molekul selulosa seluruhnya berbentuk linier dan mempunyai

kecenderungan kuat membentuk ikatan hidrogen intra dan inter molekul. Berkas-

berkas molekul selulosa membentuk agregat bersama-sama dalam bentuk mikrofibril

yang berada dalam bentuk amorf dan kristalin secara bergantian.. Daerah yang sangat

teratur disebut kristalin dan yang kurang teratur disebut amorf. Mikrofibril

membentuk fibril yang kemudian membentuk serat selulosa (Sjostron, 1998).

Selulosa memiliki ikatan hidrogen antar molekul yang kuat, hal ini yang

menyebabkan selulosa tak dapat larut dalam air meskipun memiliki banyak gugus

hidroksil dan bersifat polar (Seymour,1975). Dan kekuatan rantai selulosa mencegah

terjadinya hidrasi molekul pada daerah kristalin (Billmeyer, 1984).

Kayu kelapa sawit yang berasal dari kegiatan penjarangan diketahui memiliki

karakteristik yang rendah dibandingkan dengan kayu komersil. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa pohon sawit tua memiliki batang dengan ukuran diameter lebih

kecil, lebih tinggi dan volume yang sama dengan sawit peremajaan. Kayu sawit tua

memiliki memiliki jumlah jaringan vascular lebih banyak dibandingkan dengan

jaringan tersebut pada kayu sawit peremajaan.Perbedaan struktur menurut menurut

umur pohon pada kayu sawit menyebabkan kayu sawit tua lebih tua lebih baik secara

fisis, mekanis maupun pemesinan daripada kayu sawit peremajaan. Kayu sawit

memliki kesetaraan beberapa sifat teknis dengan kayu kelapa dan kayu komersil

lainnya (Balfas, 2010)

Pada penampang transversalnya, Killmann dan Choon (1985) membagi KKS

menjadi 3 bagian yaitu cortex, peripheral region dan central zone. Cortex

merupakan bagian terluar batang dengan tebal sekitar 1.5-3.5 cm. Peripheral region

merupakan wilayah yang agak gelap, yang sangat padat dengan vascular bundles dan

sedikit parenchyma. Bagian ini memberikan kekuatan terhadap KKS. Daerah central

merupakan wilayah yang paling luas sekitar 80% dari total area.

Erwinsyah (2008) membagi penampang lintang batang menjadi 3 bagian yaitu

peripheral, central dan inner zone. Peripheral merupakan zona paling luar batang

sebelum kulit dan korteks. Vascular bundles pada daerah ini sangat padat, sedangkan

sel parenkim sangat sedikit dibandingkan wilayah lainnya. Orientasi vascular bundle

mengarah ke arah titik pusat dari batang. Secara visual, daerah ini terlihat agak gelap.

Zona central merupakan daerah paling lebar sekitar 50% dari total seluruh daerah.

Orientasi vascular bundles pada daerah ini adalah random atau acak. Zona inner

hanya 20-25% dari total daerah dan memiliki kandungan sel parenkim yang tinggi.

Kandungan vascular bundle pada daerah ini paling sedikit dibandingkan daerah

lainnya. Orientasi vascular bundles pada daerah ini sama dengan zona central.

Penampang melintang KKS dapat di lihat pada Gambar 2.2

Sumber :E. Bäucker 2005 dalam Erwinsyah 200

Gambar 2.2. Penampang melintang KKS

Erwinsyah (2008) mengemukakan bahwa komponen utama penyusun KKS

adalah vascular bundles dan parenkim, maka bila pada lokasi tertentu dijumpai

vascular bundles dalam jumlah yang banyak, akibatnya proporsi parenkim akan

berkurang. Luasan vascular bundles di bagian tepi lebih tinggi dan semakin

berkurang ke arah pusat, sebaliknya di bagian tepi luasan parenkim lebih rendah dan

semakin meningkat ke arah pusat.

Sifat higroskopis yang berlebihan merupakan salah satu masalah serius dalam

pemanfaatan batang sawit. Meskipun telah dikeringkan sehingga mencapai kadar air

kering tanur, kayu sawit dapat kembali menyerap uap air dari udara hingga mencapai

kadar air lebih dari 20%. Pada kondisi ini beberapa jenis jamur dapat tumbuh subur

baik pada permukaan maupun bagian dalam kayu sawit (Hasibuan, 2010).

2.2.1. Potensi Kayu Kelapa Sawit

Perkebunan kelapa sawit di indonesia mulai dikembangkan sejak tahun 1970 dengan

luas areal mencapai 133.298 hektar. Tahun-tahun berikutnya luas areal bertambah

dengan laju sekitar 11% per tahun, dari 1.126 juta ha pada tahun 1991 mencapai

sekitar 3.584 juta ha pada tahun 2001 (Susila, 2003).

Menurut data Departemen Pertanian (2010) pada tahun 2009 luas areal

perkebunan kelapa sawit di Indonesia telah mencapai lebih dari 8.25 juta ha yang

tersebar di 22 provinsi di Indonesia. Provinsi Riau dan Sumatera Utara merupakan

provinsi dengan areal perkebunan yang terluas. Data mengenai penyebaran

perkebunan kelapa sawit disajikan pada Tabel 2.4

Tabel 2.4. Luas areal perkebunan sawit di Indonesia

No.

Provinsi

Luas Lahan Perkebunan Sawit (Ha) pada Tahun

2005 2006 2007 2008 2009

1 Nanggroe Aceh D. 254.261 308.560 274.822 287.038 313.745

2 Sumatera Utara 894.911 979.541 998.966 1.017.574 1.044.854

3 Sumatera Barat 282.518 315.618 291.734 327.653 344.352

4 Riau 1.277.703 1.547.942 1.620.882 1.673.553 1.925.344

5 Kepulauan Riau 13.698 6.933 6.678 8.256 2.645

6 Jambi 403.477 568.751 448.899 484.137 489.384

7 Sumatera Selatan 548.678 630.214 682.730 690.729 775.339

8 Bangka Belitung 130.037 133.284 172.227 185.508 141.897

9 Bengkulu 147.125 165.221 163.455 202.863 224.651

10 Lampung 148.535 157.229 152.409 152.511 153.160

11 Jawa Barat 8.744 9.831 10.550 11.531 12.140

12 Banten 14.076 14.077 14.894 14.894 15.023

13 Kalimantan Barat 381.791 492.112 451.400 499.548 602.124

14

Kalimantan

Tengah 434.481 571.874 616.331 870.201 1.091.620

15

Kalimantan

Selatan 134.621 243.451 257.862 290.852 312.719

16 Kalimantan Timur 201.236 237.765 339.294 409.566 530.552

17 Sulawesi Tengah 48.334 48.431 52.298 47.336 65.055

18 Sulawesi Selatan 16.018 24.490 15.708 15.944 17.407

Sumber : Departemen Pertanian 2010

Peremajaan kelapa sawit pada umumnya dilakukan pada umur 25 tahun.

Susila (2003) mengemukakan bahwa secara umum potensi peremajaan adalah

berkisar antara 20000-50000 ha per tahun. Pada tahun 2003-2004, potensi areal untuk

peremajaan adalah sekitar 20 ribu ha per tahun.Pada tahun 2005, potensi areal

peremajaan meningkat menjadi sekitar 30 ribu ha. Potensi areal peremajaan

meningkat cukup pesat pada tahun 2009 dan 2010 yang masing-masing mencapai

sekitar 50 ribu dan 37 ribu ha. Areal yang potensial untuk diremajakan terutama

berada di lima provinsi utama seperti pada Tabel 2.5

Tabel 2.5 Potensi peremajaan kelapa sawit di beberapa provinsi

Provinsi Areal Peremajaan (ha)

Sumatera Utara 6644 – 16609

Riau 5144 – 12860

Sumatera Selatan 2520 – 6300

Kalimantan Barat 2080 – 5200

Aceh 1600 – 4000

Lainnya 2013 – 5031

Sumber: Susila (2003)

2.2.2. Modifikasi Sifat-sifat Kayu

Mengingat potensinya yang sangat besar dengan aksesibilitas yang tinggi dan bentuk

morfologi batang yang silindris, maka katang kelapa sawit (KKS) dapat dijadikan

sebagai alternatif pengganti kayu yang sangat menjanjikan terutama hasil kegiatan

peremajaan, yang selama ini kurang dimanfaatkan dan hanya dijadikan

19 Sulawesi Tenggara 466 2.966 18.912 21.033 21.669

20 Sulawesi Barat 57.476 75.154 115.906 94.319 107.249

21 Papua 39.090 29.736 29.736 27.657 26.256

22 Papua Barat 16.540 31.734 31.144 31.144 31.142 TOTAL 5.453.816 6.594.914 6.766.837 7.363.847 8.248.327

limbah.Menurut Febrianto dan Bakar(2004),dari kegiatan peremajaan kebun sawit

dapat dihasilkan kayu gergajian sebanyak 50.1 m3/ha hanya dari bagian tepi batang.

Pemanfaatan KKS dalam bentuk utuh memiliki beberapa permasalahan.Hal ini terkait

dengan sejumlah kelemahan yang ada, khususnya dalam hal stabilitas dimensi,

kekuatan, keawetan dan sifat permesinan.Stabilitas dimensi KKS tergolong sangat

rendah dengan variasi susut sebesar 9.2-74%, kekuatan masuk dalam Kelas Kuat III–

V, keawetan Kelas Awet V dan sifat permesinan Kelas V (Bakar dkk, 1998).

Ratanawilai dkk (2006) bahkan mengemukakan bahwa sifat mekanis KKS 2 kali

lebih rendah dibandingkan kayu jati dan karet yang sering digunakan sebagai bahan

baku pembuatan furniture.

Kekurangan kayu keras berkualitas tinggi telah mendorongpeneliti dan

produsen produk kayu untuk mencarialternatif dengan sumber biaya yang lebih

rendah untuk menambah nilai aplikasi.Untuk mencapai tujuan ini, teknologi yang

tepatdiperlukan untuk meningkatkan kualitas kayu tertentu(misalnya stabilitas,

dimensi, daya tahan, mekanikproperti, dan kekerasan)untuk memenuhi persyaratan

pengguna akhir.

2.2.2.1 Impregnasi dan Kompregnasi

Perbaikan kualitas kayu sangat penting dilakukan karena sifat kayu yang

mengembang atau menyusut akibat perubahan udara sekitar.Salah satu perlakuan

yang dapat menstabilkan dimensi kayu adalah dengan memberikan bahan pengisi

(bulking agent) kedalam struktur kayu dengan teknik impregnasi dan kompregnasi.

Kompregnasi merupakan suatu upaya perbaikan kwalitas kayu dengan memasukkan

bahan kimia melalui bantuan tekanan dan suhu dalam tangki tertutup, dan prosesnya

akan lebih efektif pada suhu dan tekanan yang tinggi untuk membantu mendorong

masuknya bahan kimia ke dalam kayu. Proses ini waktunya relative singkat, dapat di

control, lebih efisien, penetrasi lebih dalam dan merata.

Metode pengolahan kayu telah berkembang dan tersedia sesuai dengan

kemajuan iptek sehingga saat ini dikenal bermacam-macam produk hasil rekayasa

teknologi, yang berbeda baik dari bahan asalnya maupun dalam bentuk dimensi, sifat

dan kualitasnya.Teknologi pengolahan kayu untuk peningkatan mutu kayu yang

sedang dikembangkan dewasa ini antara lain dengan proses densifikasi kayu, yang

bertujuan untuk meningkatkan kerapatan dan kekuatan kayu dengan cara pemadatan

kayu. Densifikasi kayu sebagai suatu alternatif teknologi modifikasi kayu dipandang

perlu sebagai salah satu solusi untuk mengatasi kelangkaan kayu-kayu bermutu

tinggi(Arinana,2009).

Proses impregnasi merupakan penggantian posisi (replacement) dengan cara

mengisi kayu dengan resin yang akan membantu larutan dengan molekul yang

berukuran cukup kecil yang menembus dinding sel. Dalam hal ini dapat

meningkatkan keteguhan tekan dan daya tahan terhadap organisme perusak kayu

(sutigno, 1988).Metoda yang digunakan untuk memasukkan bahan kimia kedalam

kayu dibedakan kedalam 2 golongan yaitu: metoda tekanan dan mtode tanpa tekanan.

Hunt dan Garrat menyatakan bahwa metoda tekanan merupakan metoda yang paling

berhasil dan digunakan secara luas, tetapi memerlukan energi dan biaya yang lebih

tinggi.

Menurut Killman, kompregnasi adalah penyimpanan dan pengendapan bahan

kimia didalam dinding sel tanpa merusak kayu (Mulyono, 2000). Kompregnasi bahan

kimia ke dalam kayu dapat diartikan sebagai proses pemasukan bahan kimia tertentu

ke dalam kayu dengan menggunakan metode tertentu yang bertujuan untuk

memperbaiki sifat dan kualitasnya. Beberapa bagian kayu secara kimia bersifat

reaktif, yaitu gugus hidroksil ini akan bereaksi dengan bahan pereaksi tunggal

sederhana dengan atau tanpa katalis sehingga terbentuk ikatan kovalen antar kedua

komponen (Rowell, 1984). Semua itu tergantung pada jenis dan komponen bahan

kimia yang dipakai, produk yang dihasikan disebut ‘kompreg” (Haygreen, 1996).

Impregnasi merupakan proses pemasukan bahan kimia sebagai resin ke dalam kayu

tanpa menggunakan tekanan, kompregnasi merupakan proses pemasukan bahan kimia

kedalam kayu dengan menggunakan tekanan. Stabilitas dimensi dan sifat mekanik

dari kayu dapat ditingkatkan melalui teknik impregnasi dan kompregnasi dengan

bahan kimia yang cocok yang dapat bereaksi dengan komponen dinding sel, bahan

kimia yang digunakan sebagai resin pengimpregnasi diharapkan dapat mengisi pori-

pori kayu sehingga kayu akan menjadi lebih padat dan kuat.

Pemasukanbahan kimiake dalam kayuberbedasecara signifikan,

tergantungpada jenis bahankimia danspesieskayu.Beberapa bahan

kimiadapatmengisiporikosong dikayu,sedangkan yang lainmungkin

dapatmenembuske dalam seldinding atauterjadi reaksi antara bahan polimer

denganbahan kayu,simulasiimpregnasikayu denganvakumdan prosedurtekanan,

menyatakanbahwaprosesimpregnasimemilikidampak yang signifikan padapemasukan

bahan kimia.permeabilitasdariimpregnantkayuberhubungan denganviskositas,dan

tergantung padajenis kayu. Jika monomer masuk dalam massa dinding sel, stabilitas

dimensi kayu akan ditingkatkan. Dengan demikian, sebuahsistem berusaha untuk

memberikan stabilitas dimensi yang efektif, serta untuk mengurangi kesulitanselama

impregnasi. Sistem ini harus terdiri dari monomer yang memiliki kemampuan untuk

menembuske dinding sel dan copolymerize dengan monomer lain yang dapat

memberikan situs reaktif untuksilang. Karena komposisi ikatan silang dalam

penyusunan kayu komposit akan menyebabkan kinerja yang tinggi sehubungan

dengan ketahanan suhu tinggi selama impregnasi, Sehinggadapat meningkatkan sifat

mekanik dandimensi stabilitas komposit kayu melalui teknik impregnasi monomer

(Jani dkk, 2007).

Penelitian peningkatan mutu kayu guna mengurangi sifat higroskopisnya juga

telah dilakukan, dengan mengimpregnasinya dengan bahan tertentu yang bersifat

water repellent, seperti: lilin/parfin, minyak kemiri, dan gondorukem. Adanya bahan

water repellent tersebut dapat mengurangi sifat higroskopis kayu dan dengan

demikian mempertinggi kestabilan dimensinya (mengurangi kembang susut) (Roliadi,

2010). Karena kayu kelapa memiliki sifat penyerapan air (higroskopis) yang relatif

tinggi dibandingkan dengan kayu biasa. Sifat ini beragam menurut tingkat kerapatan

pada kayu tersebut.Kayu kelapa dengan kerapatan rendah bersifat lebih higroskopis

daripada kayu kelapa berkerapatan lebih tinggi.

Impregnasi kayu dengan larutan bahan kimia disuhu tinggi memberikan

sejumlah tantangan teknis.Secara umum, termoplastik diprosespada suhu tinggi,

seperti polistiren disekitar 200°C, polyethylene terephthalate di sekitar260°C, dan

polypropylene pada sekitar 200°C.Selulosaperlahan-lahan dipecah melalui degradasi

bertahap,dekomposisi dan charring padapemanasan pada suhusampai 200°C. Di atas

200°C,selulosa mengalamidecomposition cepat. Untuk meminimalkan degradasi

termaldari kayu, impregnasi dengan plastik idealnya harusdilakukan di bawah 200°C.

Salah satu pendekatan adalah dengan menggabungkan kayu dengan bahan

polimer untuk membuat komposit baru. Adadua kategori komposit kayu plastik

(WPC)salah satunya adalah dibuat dengan meresapi kayu solid denganmonomer

atauprapolimer,dan lainnya adalah plastik diperkuatdenganserat kayu atau partikel.

Meskipun menghasilkan kuatproduk dari kayu, tingkat konversi polimerisasihampir

mencapai 100%,dan residumonomer atau prepolimer cenderung keluar dariproduk

dan memiliki dampak negatif terhadap lingkungan.Plastik yang diperkuat dengan

serat kayu memilikidimensi stabilitas rendahmeskipun lebih murah.Isu-isu teknologi

membatasi penerimaanWPC oleh konsumen (Zhang, 2006)

Di sisi lain, pembuangan limbah plastik telahdiakui di seluruh dunia sebagai

masalahlingkungan.Plastik daur ulang yang tersedia hampir di mana-mana,jika

seseorang dapat mengembangkan teknologi baru dengan biaya-efektifpemanfaatan

limbah plastik untuk memadatkan kayu, hal itu bisa memecahkan masalahkurangnya

kayu berkualitas dan pembuangan sampah plastik (Zhang, 2006).

Bakar dkk (2000) mengemukakan bahwa hanya 1/3 bagian terluar dan 3/4

bagian terbawah dari KKS yang dapat digunakan sebagai bahan bangunan konstruksi

ringan dan furniture karena memiliki sifat fisis dan mekanis yang lebih baik.Sisanya

kurang baik.Oleh karena itu perlu upaya-upaya alternatif agar 2/3 bagian dalam KKS

dapat dimanfaatkan. Salah satunya adalah dengan cara pemadatan (densifying by

compression).Berdasarkan hasil-hasil penelitian terdahulu menggunakan kayu,

pemadatan ternyata mampu meningkatkan sifat fisis dan sifat mekanis secara

signifikan misalnya pada kayu Sugi (Inoue dan Norimoto, 1991; Dwianto dkk, 1997).

Jika tanpa perlakuan tertentu, kayu yang dipadatkan cenderung akan kembali

ke bentuk semula (recovery) akibat adanya pengaruh kelembaban atau perendaman.

Ini adalah permasalahan utama pada proses pemadatan. Padahal, fiksasi yang

permanen atau recovery of set (RS) sebesar 0% sangat dibutuhkan agar kayu

terpadatkan dapat digunakan sebagai alternatif pengganti kayu komersial.

Prinsip dasar modifikasi KKS menjadi kayu untuk pertukangan adalah

membentuk KKS menjadi kayu yang memliki sifatkuat, kerapatannya tinggi dengan

memanfaatkan komponen-komponen yang terkandung dalam KKS dan penambahan

resin alam atau resin sintetis. Alternatif yang strategis untuk memodifikasi KKS

diantaranya dengan proses impregnasi dan kompregnasi, sehingga KKS dapat

dimanfaatkan seabagai pengganti dari kekurangan pasokan kayu saat ini (Margono,

2001).

2.3 Resin

Salah satu sumber daya hutan yang telah mengalami program pengembangan intensif

adalah resin, yang merupakan salah satu hasil hutan tertua terbarukan . Resin

ekstraktif yang digunakan secara ekstensif dalam kertas, sabun, farmasi dan cat

industri.Hutan sekunder non kayu seperti oleoresin, karet, gabus, buah yang dapat

dimakan, jamur, dan obat-obatan (fromleaves , buah , akar pohon yang berbeda dll)

berperan penting dalam perekonomian nasional banyak negara. Penelitian tentang

kehutanan dan pembangunan program berkelanjutan terus ditingkatkan untuk

memastikan bahwa sumber daya terbarukan menjadi tersedia untuk digunakan oleh

generasi sekarang dan masa depan.

Resin telah diproduksi di banyak negara, dengan produsen resin utama sampai

pertengahan tahun 1960-an menjadi U.S.A (dengan 50 % global produksi), bekas Uni

Soviet, Portugal, Spanyol dan Yunani. Tapi saat ini China dan negara berkembang

lainnya terutama negara (Indonesia, Brazil, India, Argentina dll) mengganti

pemasok utama tradisional resin dan China memproduksi sepertiga pasokan dari resin

dunia (Tadasse, 2001).

2.3.1 Resin Getah Damar

Resin atau damar adalah suatu campuran yang kompleks dari sekret tumbuh-

tumbuhan dan insekta, biasanya berbentuk padat dan amorf dan merupakan hasil

terakhir dari metabolisme dan banyak peneliti percaya bahwa resin adalah hasil

oksidasi dari terpen-terpen.Secara fisis resin (damar) ini biasanya keras, transparan

plastis dan pada pemanasan menjadi lunak atau meleleh. Secara kimiawi resin adalah

campuran yang kompleks dari asam-asam resinat, alkoholiresinat, resinotannol, ester-

ester dan resene-resene, mengandung sedikir oksigen. Karena mengandung zat

karbon dalam kadar tinggi, maka kalau dibakar akan hangus. Juga ada yang

menganggap bahwa resin terdiri dari zat-zat terpenoid, yang dengan jalan adisi

dengan air menjadi damar dan fitosterin, sebagian larut dalam alkohol, larut dalam

eter, aseton, petroleum eter, kloroform.

Getah damar adalah komoditas berupa resin yang dihasilkan dengan cara

penyadapan pohon Agathis. Komoditas ini digunakan untuk bahan campuran cat,

arpus, politur, kosmetik dan kemenyan, sedangkan kayunya dapat dimanfaatkan

sebagai kayu pertukangan, kayu lapis, korek api, meubel dan sebagainya. Indonesia

sebagai negara penghasil kopal terbesar yang diekspor ke Inggris, Amerika, Perancis,

Jerman dan Belanda hingga mencapai 80% lebih dari total produksi dunia.Hal ini

ditunjang dengan kualitas kopal yang jauh lebih bagus kualitasnya, khususnya kopal

dari Sulawesi Tengah, dibandingkan dengan kopal dari Singapura dan

Filipina.Dengan adanya pasar luar negeri yang cukup tinggi maka kopal di Indonesia

kurang mendapat perhatian untuk dimanfaatkan menjadi barang setengah jadi ataupun

barang jadi (Waluyo, 2004).

Resin, cairan getah lengket yang dipanen dari beberapa jenis pohon hutan,

merupakan produk dagang tertua dari hutan alam Asia Tenggara. Spesimen resin

dapat ditemukan di situs-situs prasejarah, membuktikan bahwa kegiatan

pengumpulan hasil hutan sudah sejak lama dilakukan. Hutan-hutan alam Indonesia

menghasilkan berbagai jenis resin. Damar adalah istilah yang umum digunakan di

Indonesia untuk menamakan resin dari pohon-pohon yang termasuk suku

Dipterocarpaceae dan beberapa suku pohon hutan lainnya. Sekitar 115 spesies, yang

termasuk anggota tujuh (dari sepuluh) marga Dipterocarpaceae menghasilkan damar.

Pohon-pohon dipterokarpa ini tumbuh dominan di hutan dataran rendah Asia

Tenggara, karena itu damar merupakan jenis resin yang lazim dikenal di Indonesia

bagian barat. Biasanya, damar dianggap sebagai resin yang bermutu rendah dibanding

kopal atau terpentin.

Klasifikasi

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledoneae

Bangsa : Araucariales

Suku : Araucariaceae

Marga : Agathis

Jenis : Agathis dammara Warb.

Apabila resin-resin di pisahkan dan di murnikan, biasanya terbentuk zat padat

bisa terbakar. Resin ini juga tidak larut dalam air,tetapi larut dalam alkohol dan lain-

lain pelarut organik yang membentuk larutan yang apabila di uapkan meninggalkan

sisa yang berupa lapisan tipis seperti vernis.

Mengenai isi dari resin pada umumnya adalah sebai berikut :

1. Asam-asam resinat, terdiri dari asam-asam oksi yang banyak jenisnya, biasanya

mempunyai sifat gabungan dari asam-asam karboksilat dan fenol-fenol. Asam-asam

ini terdapat baik dalam keadaan bebas maupun terikat sebagai ester-ester. Pada

umumnya asam-asam ini larut di dalam larutan alkali membentuk larutan seperti

sabun ataupun suspensi koloidal. Garam-garam logamnya di kenal sebagai resinat,

beberapa di antaranya banyak di gunakan untuk membuat sabun yang murah dan

vernis. Sebagai contoh biasanya asam abietat di dalam colophonium, asam kopaivat

dan oksikopoivant di dalam Balsamum Copaive asam guiakonat didalam Guajac,

asam pimarat (pimarinat) di dalam Burgundy Pitch (Picea excelsa) dan asam

komnifora di dalam myrrha.

2. Alkohol-alkohol resinat, terdiri dari alkohol-alkohol kompleks yang mempunyai

berat molekul yang tinggi yang di sebut resinotannol sebagai hasil polimerisasi dari

alkohol damar resinol, yang dengan garam-garam ferri memberikan reaksi seperti

tannin. Alkohol-alkohol resinat terdapat dalam keadaan bebas maupun terikat sebagai

ester dengan asan-asam aromatis, asam benzoat, asam salisilat, asam sinnamat, asam

umbellate. Beberapa resinol misalnya :Benzorsinol dari benzoin, Steresinol dari

styrax, Guaiaresinol dari gurjun balsem (depterocarpus), Guaiaresinol dari guaiac

resin.

3. Resene-resene. Resene adalah zat-zat yang kompleks yang tidak mempunyai sifat-

sifat kimiawi yang khas. Resene ini tidak membentuk garam atau ester, tidak larut di

dalam larutan alkali dan tidak terhidrolisa dengan alkali. Sebagai contoh adalah alban

dan fluavil dari gutta percha, kopalresene dari copal, dammarresene dari dammar,

drakoresene dari sanguis draconis, olibanoresene dari olibanum.

Beberapa jenis resin digunakan dalam lapangan farmasi seperti coloponium, mastik

podophyllum dan sebagainnya, yang di sebut sebagai resin farmaseutis. Resin-resin

farmeseutis dapat di peroleh dengan beberapa cara yairu ;

1. Dengan ekstraksi simplisia dengan alkohol, diendapkan dengan air. Dengan

cara resin-resin dari Jalapae ipomoea dan Podophyllum

2. Dengan cara memisahkan minyak menguapnya dengan penyulingan misalnya

Colophonium dari terpentin, resin copaive dari Balsamum copaive

3. Dengan memanasi bagian tanaman yang mengandung resin copaive dari

Balsamum copaive

4. Dengan mengumpulkan hasil eksudat dari tanaman, seperti oleoresin, yang

kemudian diuapkan, dengan cara ini diperoleh maktis, sanguis draconis.

5. Dengan mengumpulkan resin-resin fosil, seperti kopal, dan kaudammar.

Pembagian resin didasarkan atas isinya disamping zat-zat resin. Atas dasar ini

dibedakan : Damar sesungguhnya (resin), adalah zat padat yang amorf atau setengah

padat, tidak larut dalam air, tetapi larut di dalam alkohol atau pelarut organik lainnya

dan membentuk sabun dengan alkali. Biasanya di samping zat-zat damar terdapat

juga minyak menguap, hasil peruraian ester-ester damar,zat warna,zat pahit dan

sebagainya.

Damar gom (gummi resina), yaitu campuran alami dari gom,minyak dan resin

sering di sebut juga damar lendir. Contohnya asafoetida, Myrrha.Oleoresin, yaitu

campuran alami yang homogen dari resin di dalam minyak menguap. Contohnya ;

terpentin, Kanada balsam, cubeba dan sebagainya.Balsamum adalah campuran dari

resin dengan asam sinnamat atau benzoat atau kedua-duanya, atau ester-ester dengan

minyak menguap. Contoh : benzoin,perubalsem, dan styrax. Istilah balsam atau

balsamum telah di gunakan secara salah tehadap beberapa oleoresin seperti kanada

balsem dan balsamum copaive, yang sesungguhnya balsem tetapi oleoresin.Di dalam

beberapa hal di kemukakan resin di dalam ikatan glikosidal, ikatan ini di

sebutglukoresin atau gilkoresin misalnya yang terdapat di dalam ipomea, jalap dan

podohyllum.Pembagian damar adalah sebagai berikut ; Damar ester atau ester harze

yang terdiri dari :a. Damar benzoe, misalnya Benzo Siam, Benzo Sumaetera, styrax,

balsamum tolutanum peruvianum. b. Damar gom, misalnya asafoetida, gabanum,dan

ammoniacum.

Damar ester adalah damar yang isi utamanya adalah :Ester dari resinol atau

alkohol damar yang tidak berwarna dengan reagens tannin dan bentuknya kristalin.

Ester dari resitanol,berwarna dengan reagens tannin dan bentuknya amorf.Damar

benzoe hanya mengandung ester saja sedang damar gom selain ester juga gom.

Damar resin atau resin harze, yang biasanya disebut dengan resin saja atau poli-

oksiresin. Sebagian ada yang masih mengandung gom seperti Myrrhadan olibanum.

Contoh yang tidak mengandung gom ialah mastics dan damar. Damar asam resin

atau resinasaur harze. Damar-damar berwarna atau farb-harze. Contoh : Gummi gutti

Secara umum, sifat-sifat damar antara lain rapuh dan mudah melekat pada

tangan pada pada suhu kamar, mudah larut dalam minyak atsiri dan pelarut organik

non polar, sedikit larut dalam pelarut organic polar , tidak larut dalam air, tidak tahan

panas, mudah terbakar, tidak volatile bila terdekomposisi dan dapat berubah warna

bila disimpan terlalu lama dalam tempat tertutup tanpa sirkulasi udara yang

baik(Mulyono,2005). Damar terdiri dari beberapa gugus fungsi antara lain alkil,

karbonil, vinil, dan hidroksil.Identifikasi dengan pirolisis-GC/MS senyawa terbanyak

di dalam damar adalah brasikasterol (Mulyono, 2012).

Spektrum inframerah dari damar menunjukkan bahwa terdapat beberapa gugus

fungsi, antara lain alkil, karbonil, vinil, dan hidroksil.Identifikasi dengan pirolisis-

GC/MSmenunjukkan bahwa damar mengandung paling sedikit 67 senyawa. Senyawa

kimia tersebut terbagi dalam 4 golongan, yaitu hidrokarbontetrasiklik (30 senyawa,

49,57%), pentasiklik (3 senyawa, 2,56%), senyawa C15 (11 senyawa, 17,09%), dan

golongan lain-lain (23 senyawa,18,26%). Berdasarkan data Py-GC/MS, senyawa

terbanyak di dalam damar adalah brasikasterol, yaitu sekitar 20%. Rumus kimia dari

brasikasterol dapat dilihat pada Gambar 2.3

Gambar 2.3 Brasikasterol

Damar mata kucing (sering disingkat menjadi getahdamar) merupakan salah

satu produk unggulan dari hasilhutan bukan kayu di Indonesia.Getah ini berasal

daritumbuhan Shorea javanica, S. koordersii, Hopeadryobalanoides, H. intermedia,

H. mengarawan, H. globosa,H. griffithii, H. micrantha, dan H. myrtifolia.Getah ini

telah dimanfaatkan di berbagaibidang, antara lain cat, tinta, pernis, kemenyan, dan

bahantambahan pangan.Struktur kimia komponen getah damar telah diteliti

sejaktahun 1955, namun tidak disebutkan spesies tanaman damartersebut.Sari (2002),

melaporkan bahwa ekstrak damar matakucing dari tumbuhan S. javanica mempunyai

aktivitasantirayap dan antijamur. Senyawa bioaktif tersebutteridentifikasi sebagai

vulgarol B; 3,4-secodamar-4(28)-en-3-oic acid; dan (7R,10S)-2,6,10-trimetil-7-

epoksi-2,11-dodecadiene (Mulyono, 2012). Beberapa senyawa triterpenoid dalam

damar ditunjukkan pada Gambar 2.4

Gambar 2.4 Beberapa senyawa triterpenoid dalam dammar

Pada tahun 1984 dua pertiga dari produksi damar diserap oleh pasar lokal

yakni pabrik-pabrik cat (60%), pembuatan dupa (24 %), dan industri batik tulis

(16%).Diperkirakan prospek pasar-pasar tersebut tingkatnya sedang sampai rendah

terutama karena masuknya resin-resin petrokimia ke pabrik-pabrik cat lokal, dan juga

karena tergesernya batik tulis oleh batik industri yang tidak membutuhkan

damar.Pasar ekspor yang menyerap sepertiga volume produksi, menuntut kualitas

yang tinggi tetapi menawarkan prospek yang lebih baik. Secara teratur volume ekspor

menunjukkan peningkatan, dari 1972 sampai 1983 tercatat kenaikan 250-400 ton per

tahun. Pada masa kejayaan damar, ketika digunakan secara intensif oleh industri-

industri, areal utama penghasil damar adalah hutan-hutan alam di Sumatera bagian

selatan dan barat, serta Kalimantan bagian barat.Dewasa ini Kalimantan bagian barat

dan Sumatera bagian selatan masih tetap menghasilkan damar, tetapi daerah produksi

yang paling utama adalah di daerah paling selatan di Sumatera, tepatnya di Pesisir

Krui, Lampung.

Ada dua macam damar yang dikenal umum, dengan kualitas yang jauh

berbeda.Pertama adalah damar batu, yaitu damar bermutu rendah berwarna coklat

kehitaman, yang keluar dengan sendirinya dari pohon yang terluka.Gumpalan-

gumpalan besar yang jatuh dari kulit pohon dapat dikumpulkan dengan menggali

tanah di sekeliling pohon.Di seputar pohon-pohon penghasil yang tua biasanya

terdapat banyak sekali damar batu. Kedua, adalah damar mata kucing; yaitu damar

yang bening atau kekuningan yang bermutu tinggi, sebanding dengan kopal, yang

dipanen dengan cara melukai kulit pohon. Sekitar 40 spesies dari genus Shorea dan

Hopea menghasilkan damar mata kucing, di antaranya yang terbaik adalah Shorea

javanica dan Hopea dryobalanoides.Sejak tiga ribu tahun yang lalu, damar telah

memasuki jalur perdagangan jarak pendek di Asia Tenggara. Damar mungkin juga

sudah menjadi produk dagang jarak jauh pertama yang berkembang antara Asia

Tenggara dengan Cina di antara abad ke III dan ke V. Pada abad ke X damar kembali

muncul dalam daftar produk-produk yang dijual ke Cina dari Asia Tenggara.

Sedangkan ekspor damar ke Eropa dimulai pada tahun1829 dan ke Amerika pada

tahun 1832.

Di daerah penghasilnya, damar digunakan sebagai bahan untuk penerangan

dan mendempul perahu.Secara tradisional, damar juga diperdagangkan sebagai dupa,

bahan pewarna, perekat dan obat.Pada pertengahan abad XIX lalu, seiring dengan

berkembangnya industri pernis dan cat di Eropa dan Amerika yang kemudian disusul

dengan Jepang dan Hong Kong, damar mulai memperoleh nilai ekonomi baru.Tetapi

sejak tahun 1940-an, damar mendapat saingan berat dari resin sintetik hasil

pengolahan minyak bumi (petrokimia) yang lebih disukai kalangan industri

(Michon,2000).Sari (2002), melaporkan bahwa ekstrak damar mata kucing dari

tumbuhan S. Javanica mempunyai aktivitas antirayap dan anti jamur.

2.3.2 Poliol (Senyawa Poli Hidroksi Alkohol)

Poliol merupakan komponen yang penting dalam pembentukan poliuretan setelah

gugus isosianat, Senyawa dengan berta molekul rendah seperti etilen glikol,

butandiol, trimetil propane lazim digunakan sebagai agen pemanjang rantai atau

jaringan. Sedangkan poliol dengan berat molekul tinggi seperti polieter dan polyester

dengan berat molekul rata-rata 8 x 103 merupakan poliol yang umum digunakan

dalam polimerisasi uretan (Helen, 1970).

Poliol adalah senyawa organik dengan gugus hidroksil lebih dari satu dan

dalam industri material sangat banyak digunakan baik sebagai bahan pereaksi

maupun bahan aditif.Senyawa poliol dapat diperoleh langsung dari alam seperti

amilum, selulosa, sukrosa, dan lignin ataupun hasil produksi industry kimia.Gugus

hidroksil dari senyawa organic dapat meningkatkan sifat hidrofil karena disamping

gugus fungsi yang aktif bereaksi dengan berbagai pereaksi untuk menghasilkan

senyawa baru juga dapat berinteraksi baik melalui dipoldipol yang terbentuk maupun

melalui ikatan hydrogen dengan gugus hidrofil dari senyawa lain (Jung, 1998).

Molekul-molekul yang berisi dua kelompok hidroksit disebut (diol-

diol),molekul yang mempunyai tiga kelompok hidroksit disebut triols, dll. Dalam

praktek, poliol dibedakan dari rantai pendek dan pemuai rantai glikol dalam bobot

molekular rendah seperti etilena glikol misalnya, 1,4-butanediol (BDO), dietilena

glikol (DEG), gliserin, dan trimethylol sejenis metan (TMP). Molekul ini dibentuk

oleh penambahan radikal bebas propilena oksida (PO), oksida etilena (EO) pada satu

pemrakarsa yang berisi amina atau hidroksil, atau dengan polyesterification satu di-

acid, seperti asam adipin, dengan glikol-glikol, seperti etilena glikol atau dipropylene

glikol (DPG). Poliol-poliol yang memperluas PO atau EO adalah poliol-poliol

polieter. Poliol-poliol yang dibentuk oleh polyesterification adalah poliol-poliol

poliester. Pilihan dari pemrakarsa, pemuai, dan bobot molekular poliol sangat

mempengaruhi sifat fisika pada polimer poliuretan. Karakteristik yang penting dari

poliol adalah bobot molekular, % kelompok hidroksit utama, kemampuan, dan

kekentalan.

Gliserol adalah senyawa yang tidak berwarna, merupakan larutan kental, tidak

berbau, dengan rasa yang sangat manis, mempunyai TL20oC,TD 290oC (sedikit

terdekomposisi) dan dapat bercampur sempurna dengan air dan alkohol, sedikit larut

dalam eter, tidak larut dalam kloroform (Austin,1985). Polietilen glikol (PEG)

memiliki berat molekul yang bervariasi diantaranya PEG 400, PEG 1000, 3000 dan

6000, rumus kimia PEG dapat dilihat pada Gambar 2.5

HO-(CH2CH2O)n-H

Gambar 2.5 Rumus kimia poliethilen glikol

2.3.3Isosianat

Isosianat adalah bagian yang utama dalam pembentukan poliuretan, isosianat

mempunyai sifat reaktivitas yang tinggi terlbih dengan reaktan nukleofilik.

Reaktivitas dari poliuretan ditentukan oleh sifat positif dari atom C dalam ikatan

rangkap yang terdiri dari pada N, C, O. Pada pembentukan poliuretan sangat perlu

untuk memilih isosianat yang tepat untuk bereaksi dengan poliol karena akan dapat

menentukan hasil akhir seperti terbentuknya rangkaian biuret, urea, uretan dan

alfanat.

Isosianat yang telah dipasarkan dan umum digunakan diisosianat seperti 4,4-

methylena-bis phenylisocyanate diisosianat (MDI) dan 2,4-toluena diisosianat (TDI),

1.6-hexametil diisosianate (HDI), 2,2,4-trimethyl-1,6-hexamethyldiisosianat (TMDI),

1,5-napthalena diisosianat (NDI), (Cristina,2011) seperti diperlihatkan pada Gambar

2.6

Gambar 2.6. Poliol polyester dan poliol polieter

Isosianat dapat bereaksi dengan alcohol membentuk karbamat, dengan air

membentuk urea dan gas CO2, dengan amina akan membentuk urea dan dengan urea

membentuk uretan dan isosianat (Cristina, 2011) seperti ditunjukkan pada Gambar

2.7

1. Reaksi isosianatdengan alcohol

2. Reaksi isosianat dengan air

3. Reaksi isosianat dengan uretan

4. Reaksi isosianat dengan amina

Gambar 2.7 Reaksi – reaksi dari isosianat

2.3.4 Toluen Diisosianat

Toluene merupakan bahan pertama dari pembuatan toluene diisosianat (TDI), supaya

mendapatkan hasil dari turunan isomer yang di kehendaki prosesnya bisa bervariasi.

Isomer toluene diisosianat merupakan campuran cair dalam batas suhu 5 sampai 150

C, sehingga biasanya dijumpai sebagai cairan toluene 2,4-diisosianat dan jika di

dapati dalam bentuk padatan biasanya dengan titik leleh 220 C (Hepburn, 1992).

Toluena diisosianat (TDI) memiliki senyawa dasar toluena. TDI terdiri dari

dua jenis isomer yaitu 2,4 toluena diisosianat (80%) dan 2,6 toluena diisosianat(20%)

yang merupakan isosianat biasa untuk pembuatan poliuretan busa tahan lentur..

Gugus isosianat pada 2,4 toluena diisosianat memiliki perbedaan kereaktifan, dimana

kedudukan isosianat pada posisi 4 ternyata empat kali lebih reaktif dari posisi 2 dan

50 persen lebih reaktif dari isosianat posisi 4 pada difenilmetana diisosianat (MDI).

Kedudukan isosianat pada posisi 2 memiliki kerektifan sama baik pada 2,4 maupun

2,6 toluena diisosianat.

Toluene diisosianat bisa menyebabkan iritasi pada pernapasan sehingga sangat

perlu diperhatikan dalam penggunaannya.Produknya bermacam-macam dan sangat

luas penggunaannya, terutama dalam pembuatan fleksibel foam. 4-isosianat adalah

kelompok yang paling banyak digunakan dan lebih reaktif disbanding 2 atau 6-

isosianat.

2.3.5. Pembentukan Poliuretan

Polimer uretan biasanya digunakan sebagai larutan perekat yang dibuat melalui reaksi

senyawa-senyawa hidroksi dengan isosianat.sifat-sifat fisika dari poliuretan yang

dihasilkan bergantung pada struktr dan fungsional dari senyawa hidroksil dan

isosianat yang membentuknya. Secara umum ada dua tahap pembentukan ikatan

silang poliuretan yaitu:

1. Mereaksikan diisosianat dengan monomer yang mempunyai dua atau lebih

gugus hidroksil permolekulnya, dimana tingkat ikatan silang tergantung pada

dasar struktur, fungsi dan kandungan polihidroksinya dan variasi kandungan

hidroksi.

2. Poliuretan linier direksikan dengan gugus hidroksi atau gugus diisosianat

yang mempunyai dua gugus fungsi

Poliuretan terbentuk dari polimerisasi dengan memilih isosianat yang sesuai

untuk dapat bereaksi dengan poliol atau gugus hidroksil karena akan dapat

menentukan hasil akhir seperti terbentuknya rangkaian biuret, urea, uretan dan

allophanat. Cara simultan interpenetrasi jaringan polimer menggabungkan isosianat

dan lignin, peneliti menggunakan isosianat dalam pembentukan interpenetrasi

jaringan polimer sehingga menghasilkan bahan polimer baru dengan sifat fisik dan

mekanik yang lebih baik (Sperling, 1994).Isosianat merupakan monomer yang utama

dalam pembentukan poliuretan, dengan reaktifitas yang sangat tinggi. Dalam

pembentukan polimerisasi isosianat juga dapat bereaksi dengan sesamanya (Odian,

1991) seperti pada Gambar 2.6

R-N-C=O R-N=C-O R-N=C=O

Gambar 2.8 Reaksi polimerisasi isosianat

Sebagian besar reaksi yang sangat penting dalam pembentukan poliuretan

adalah reaksi antara isosianat dengan gugus hidroksil.Gugus isosianat dengan

kereaktifan tinggi merupakan kunci reaksi dalam pembentukan poliuretan. TDI dapat

bereaksi dengan gugus fungsi dalam resin polyester dan bereaksi dengan air

membentuk karbon dioksida yang berupa hasil samping pada pembentukan jaringan

urea (Randall, 2002).

Hasil reaksi adalah senyawa karbamat yang dikenal dengan senyawa uretan

yang merupakan senyawa polimer dengan berat molekul yang tinggi.Senyawa alcohol

primer alifatik memiliki kereaktifan dan kecepatan reaksi yang paling besar

dibandingkan dengan alkohol sekunder dan tersier disebabkan adanya factor

sterik.(Randall dan Lee, 2002).

Polimerisasi Isosianat akhir-akhir ini digunakan sebagai pengikat kayu

orientasi awalnya pada penggunaan papan partikel dan kayu komposit, Secara kimia

isosianat dengan gugus hidroksil yang ada pada kayu membentuk ikatan poliuretan

diantara partikel kayu. Secara fisik isosianat bereaksi dengan air yang terdapat dalam

kayu membentuk poliuretan melalui ikatan fisik diantara partikel kayu (Galbraith dan

Newman. 1992).Kelebihan poliuretan yang dibentuk dari isosianat adalah tidak ada

air yang terkandung dalam sistem, semua resin diaplikasikan dan digunakan sebagai

perekat.Isosianat dapat berpenetrasi ke dalam rongga-rongga kayu yang paling dalam

sehingga ikatan kimia yang terjadi dapat diaplikasikan dalam kegunaannya (Frazier,

1984), dan isosianat harus ditangani secara hati-hati untuk mencegah timbulnya

masalah kesehatan. (Maloney, 1993)

Secara umum reaksi isosianat dengan hidroksil seperti pada Gambar 2.6

H O

R- NCO + R-OH R-N-C-O-R

Isosianat Poliol Uretan

R dan R = grup alifatik atau aromatic

Gambar 2.9 Reaksi isosianat dengan poliol

Reaksi isosinat dengan air membentuk asam karbamat yang tidak stabil dan

bereaksi membentuk amina primer dan karbon dioksida, dapat dilihat pada Gambar

2.7

Gambar 2.10 Reaksi isosianat dengan air

2.4 Pengujian dan Karakterisasi

2.4.1 Pengujian Sifat Mekanik

Sifat - sifat mekanis atau kekuatan kayu untuk mengukur kemampuan kayu dalam

menahan gaya-gaya atau beban dari luar yang mengenainya.Batang kayu merupakan

benda yang anisotrop artinya kekuatannya untuk ke semua arah batang adalah tidak

sama. Untuk itu dibedakan atas arah sumbu: Longitudinal, radial dan tangensial.Pada

ketiga sumbu arah tersebut tegangan atau kekuatan tidak sama. Tegangan-tegangan

untuk sumbu radial dan tangensial perbedaannya sangat kecil sekali atau dapat

dikatakan hampir sama.

Dalam praktek untuk arah tangensial dan radial adalah sama, sehingga hanya

dikenal dua sumbu saja, yaitu arah sumbu axial dan sumbu radial. Juga disebut untuk

arah sumbu axial = longitudinal ialah arah sejajar dengan arah serat sedang untuk

arah sumbu radial ialah arah tegak lurus arah serat.Kayu tidak mempunyai batas

kenyal yang nyata tapi mempunyai batas proporsional,sehingga di dalam praktek

batas proporsional diambil sebagai batas kenyal dari kayu.

Sifat-sifat mekanis kayu yang diuji adalah kekuatan tarik, perpanjangan putus

dan modulus Young atau modulus elastisitas.

2.4.1.1Modulus Elastisitas (MoE) Dan Modulus Patah(MoR)

Kekuatan lentur stastis adalah suatu kekuatan kayu yang sangat penting karena

kebanyakan struktur kayu mengalami beban lentur. Contoh pada gelagar kayu,

dengsan gaya luar yang mengenainya dalam arah tegak lurus serat dengan gaya ini

terjadi tiga tegangan yaitu tegangan tarik, tegangan tekan dan tegangan geser.

Modulus patah merupakan sifat mekanis kayu yang berhubungan dengan kekuatan

kayu, yaitu ukuran kekuatan kayu untuk menahan beban atau gaya luar yang bekerja

padanya sampai maksimal dan cenderung merubah bentuk dan ukuran kayu tersebut.

Kekuatan lentur kayu biasanya dinyatakan dalam Modulus retak (Modulus of

Rupture : MOR) yang merupakan tegangan tertinggi di bagian serat paling luar kayu

ketika gelagar retak / patah karena beban yang dikenakan secara berangsur-angsur

selama beberapa menit. MOR bervariasi antara 55 – 160 N / mm2 dan ini

menunjukkan bahwa tegangan lentur sama dengan tegangan tarik sejajar (Summarni,

2007)..

Modulus patah (MoR) dapat juga didefenisikan sebagai kemampuan material

untuk menahan deformasi dibawah beban hingga bengkok sebelum patah. Tekana

flexural pada dasarnya adalah kombinasi dari gaya tekan dan gaya tarik. Modulus

patah merupakan besaran dalam bidang teknik yang menunjukkan beban maksimum

yang dapat ditahan oleh material, dalam hal ini adalah papan komposit persatuan

luas.Modulus patahbekerja pada batas proporsional atau daerah elastic (Sudarsono,

2010).

Modulus elastisitas (MoE), Modulus of Elasticity merupakan tegangan

lengkung akhir sebelum terjadinya patah dari suatu material dalam

kelengkungannya.Hal ini sering digunakan untuk membandingkan material yang satu

dengan material lainnya. Modulus elastisitas kayu menentukan kekakuan kayu,

kekakuan yang tinggi menyebabkan kayu tidak mudah melentur pada saat proses

permesinan dilakukan sehingga ketelitian dimensi produk menjadi tinggi. Modulus

elastisitas juga menentukan karakteristik dinamik kayu. Kayu yang mudah bergetar

pada saat proses permesinan dilakukan menyebabkan kekasaran permukaan kayu

menjadi meningkat (Rusnaldy, 2009).

Nilai MOE bervariasi antara 2500 – 17000 N/mm2 untuk arah axial kayu.

Kayu memiliki MOE yang lebih rendah daripada bahan – bahan lain, namun bila

dilihat dari berat jenisnya nilai elastisitasnya sebanding dengan baja. MOE berbeda

pada ketiga arah(aksial, tangensial, dan radial) hanya sekitar 300 – 600

N/mm2(Summarni,2007).

Pengujian tarik (tensile test) adalah pengujian mekanik secara statis dengan

cara sampel ditarik dengan pembebanan pada kedua ujungnya dimana gaya tarik yang

diberikan sebesar P (Newton). Tujuannya untuk mengetahui sifat-sifat kekuatan tarik

dari sampel KKS. Pertambahan panjangan (Δl) yang terjadi akibat gaya tarikan yang

diberikan pada sampel disebut deformasi. Regangan merupakan perbandingan antara

pertambahan panjang dengan panjang mula-mula. Regangan merupakan ukuran untuk

kekenyalan suatu bahan yang besarnya dinyatakan dalam persen.

%100%100

o

o

o l

ll

l

l (2.1)

dengan : = regangan (%)

Δl = pertambahan panjang (mm)

ol = panjang mula-mula (mm)

l = panjang akhir (mm)

Perbandingan gaya pada sampel terhadap luas penampang lintang pada saat

pemberian gaya disebut tegangan (stress). Tegangan tarik maksimum suatu kekuatan

tarik (tensile strenght) suatu bahan ditetapkan dengan membagi gaya tarik maksimum

dengan luas penampang mula-mula.

Dengan persaman berikut :

O

mm

A

F (2.2)

dengan : m = kekuatan tarik (Nm-2)

mF = gaya tarik maksimum (N)

oA = luas penampang awal (m2)

Gaya maksimum merupakan besarnya gaya yang masih dapat ditahan oleh

sampel sebelum putus. Tegangan perpatahan adalah perbandingan gaya perpatahan

dengan luas penampang awal. Gaya perpatahan adalah besarnya gaya saat sampel

putus. Persamaan dapat dituliskan sebagai berikut :

O

uu

A

F (2.3)

dengan : u = tegangan perpatahan (Nm-2)

uF = gaya perpatahan (N)

oA = luas penampang awal (m2)

Grafik hubungan tegangan terhadap regangan dapat dilihat pada Gambar 2.8

Gambar 2.8. Grafik Tegangan - Regangan

Regangan dinyatakan sebagai persentase perpanjangan, skala horizontal diluar

bagian pertama kurva tidak homogen, sampai ke regangan kurang dari 1%. Bagian

pertama dari kurva adalah sepotong garis lurus yang menunjukkan perilaku hukum

Hooke dengan tegangan berbanding lurus terhadap regangan. Garis berakhir pada

titik a ini disebut batas keseimbangan (proporsional). Dari a ke b tegangan dan

regangan tidak lagi seimbang, dan hukum Hooke tidak lagi berlaku. Jika beban

dihilangkan secara bertahap, dimulai pada semua titik di antara 0 dan b, maka kurva

akan kembali menelusuri jejak kurva sebelumnya sehingga bahan dapat kembali ke

bentuknya semula. Deformasinya bolak-balik (reversibel)dan gaya-gayanya akan

bersifat kekal, energi yang telah diberikan pada suatu bahan untuk menghasilkan

deformasi pada bahan tersebut akan kembali didapati ketika tegangan dihilangkan.

Dalam daerah ob dikatakan bahwa bahan memperlihatkan perilaku elastis. Titik b

pada akhir daerah ini disebut titik luluh (yield point), sedangkan tegangan pada titik

luluh ini disebut batas elastisitas. Secara metematis dapat ditulis bahwa deformasi

sebanding dengan beban, dinyatakan dalam persamaan :

E (2.4)

dengan : E = modulus elastisitas atau modulus Young (MPa)

= tegangan (N/m2)

= regangan (%)

Modulus Young atau modulus elastisitas adalah ukuran suatu bahan yang

diartikan ketahanan material tersebut terhadap deformasi elastik. Makin besar

modulusnya, maka semakin kecil regangan elastik yang dihasilkan akibat pemberian

tegangan.

2.4.2. Mikroskop Pemindai Elektron (SEM)

Scanning Electron Microscope (SEM) digunakan dalam pengamatan morfologi dan

penentuan ukuran nanopartikel. Metode ini merupakan cara yang efisien dalam

memperoleh gambar permukaan specimen. Cara kerja mikroskop ini adalah dengan

memancarkan elektron ke permukaan specimen. Informasi tentang permukaan

partikel dapat diperoleh dengan pengenalan probe dalam lintasan pancaran electron

yang mengenai sebuah partikel. Informasi juga dapat dibawa oleh probe yang

menangkap elektron pada terowongan antara permukaan partikel specimen dengaan

tip probe atau sebuah probe yang menangkap gaya dorong antara permukaan dengan

tip probe (Hermanus, 2012).

Sampel yang dianalisa dalam teknik ini harus mempunyai permukaan dengan

konduktivitas tinggi. Karena polimer polimer mempunyai konduktivitas rendah maka

bahan perlu dilapisi dengan bahan konduktor yang tipis. Bahan yang biasa digunakan

adalah perak, tetapi juga dianalisa dalam waktu yang lama, lebih baik digunakan

emas atau campuran emas dan palladium (Rafli, 2008).

Analisis SEM digunakan untuk membantu mengetahui bentuk perubahan

permukaan dari suatu bahan. Pada prinsipnya bila terjadi perubahan pada suatu bahan

misalnya patahan, lekukan, lubang pada permukaan dan perubahan struktur dari

permukaan, maka bahan-bahan tersebut cenderung mengalami perubahan energy.

Energy yang berubah tersebut dapat dipancarkan, dipantulkan dan diserap serta

diubah bentuknya menjadi fungsi gelombang elektromagnetik lainnya yang dapat

ditangkap dan dibaca hasilnya pada foto SEM (Akhirawati, 2004).

2.4.3. Spektroskopi Infra Merah (FTIR)

Spektroskopi inframerah merupakan teknik spektroskopi yang dapat digunakan untuk

menentukan struktur senyawa yang tak diketahui maupun untuk mempelajari

karakteristik ikatan dari senyawa yang diketahui. Instrumen FTIR digunakan untuk

mengidentifikasi gugus kompleks dalam senyawa tetapi tidak dapat menentukan

unsur-unsur penyusunnya. Pada FTIR, radiasi infra merah dilewatkan pada sampel.

Sebagian radiasi sinar infra merah diserap oleh sampel dan sebagian lainnya

diteruskan. Jika frekuansi dari suatu fibrasi spesifik sama dengan frekuensi radiasi

infra merah yang langsung menuju molekul, molekul akan menyerap radiasi tersebut.

Sistem analisa spektroskopi infra merah (IR) telah memberikan keunggulan

dalam mengkarakterisasi senyawa organik dan formulasi material polimer. Analissa

inframerah akan menentukan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan

pada daerah infra merah. Pada tahap awal identifikasi bahan polimer maka harus

diketahui pita serapan yang karakteristik dari masing-masing polimer dengan

membandingkan spectrum yang telah dikenal. Pita serapan yang khas ditunjukkan

oleh monomer penyusun material dan struktur molekulnya (Hummel, 1985).

Analisis infra merah juga memberikan informasi tentang kandungan aditif dan

panjang gelombang rantai struktur polimer. Analisis mengenai bahan polimer yang

terdegradasi oksidatif dengan munculnya gugus karbonil dan pembentukan ikatan

rangkap polimer. Gugus lain yang menunjukkan terjadinya degradasi oksidatif adalah

gugus karbonil dan karboksilat. Umumnya pita serapan polimerpada spectrum infra

merah adalah dengan adanya ikatan C/H regangan pada daerah 2880 cm-1 sapai

dengan 2900 cm-1 danregangan dari gugus lain yang mendukung suatu analisa

material.

Spektrum yang dihasilkan menggambarkan penyerapan dan transmisi

molekuler. Transmisi ini akan membentuk suatu sidik jari molekuler suatu sampel.

Karena bersifat sidik jari, tidak ada dua struktur molekuler unik yang menghasilkan

spektrum infra merah yang sama.(Hermanus, 2012). Radiasi infra merah digolongkan

pada empat daerah berdasarkan panjang gelombang dan aplikasinyayaitu infra merah

dekat, pertengahan, infra merah jauh dan infra merah yang dipakai untuk analisis

instrumental. Daerah infra merah yang digunakan untuk keperluan analisis kimia

adalah pada daerah sekitar 4000 – 670 cm-1 atau 2,5 – 15 mm. Dapat dilihat pada

Table 2.6

Tabel 2.6 Daerah spektra infra merah

No Daerah IR Panjang gelombang Bilangan gelombang Frekuensi

(mm) (cm-1) (Hz)

1 Dekat 0,78 – 2,5 12800 – 4000 3,8 – 1,2(1014)

2 Pertengahan 2,5 – 50 4000 – 200 1,2 – 0,06(1014)

3 Jauh 50 – 1000 200 – 10 6,0 – 0.3(1012)

4 Terpakai untuk 2,5-15 4000- 670 1,2-0,2(1014)

analisis

instrumental

Selain untuk tujuan analisis kuantitatif, spektofotometri inframerah ditujukan

untuk maksud penentuan gugus-gugus fungsi molekul pada analisa kualitatif. (Mulja,

1995). Hadirnya sebuah puncak serapan pada daerah gugus fungsi dalam sebuah

spektrum inframerah merupakan petunjuk pasti banwa beberapa gugus fungsi tertentu

terdapat dalam senyawa cuplikan. Demikian juga tidak adanya puncak dalam bagian

tertentu dari daerah gugus fungsi sebuah spectrum inframerah berarti bahwa gugus

funsi yang menyerap pada daerah tersebut tidak ada. (Pine, 1998).

2.4.4 Analisis Thermal Gravimetri (TGA)

Termogravimetri analisis merupakan teknik analisa yang digunakan untuk

menentukan stabilitas termal dari suatu material dengan memantau perubahan berat

yang terjadi pada material yang dipanaskan. Berat sampel secara terus menerus

dipantau pada saat peningkatan suhu baik pada tingkat yang konstan atau melalui

serangkaian langkah-langkah. Komponen polimer atau formulasi elastomer menguap

atau terurai pada temperature yang berbeda. Hal in akan menyebabkan serangkaian

langkah penurunan berat komponen dapat diukur secara kuantitatif (Shah, 2007)

TGA bermanfaat juga untuk penetapan volatilitas bahan pemlastik dan bahan-

bahan tambahan lainnya. Penelitian-penelitian stabilitas panas merupakan aplikasi

utama dari TGA. Suatu termogram yang mengilustrasikan perbedaan stabilitas panas

antara polimer yang seluruhnya aromatic dan polimer alifatik sebagian yang

bersruktur analog. Berat yang tersisa seringkali merupakan refleksi yang akurat dari

pembentukan arang yang merupakan parameter penting dalam pengujian nyala

(Stevens, 2000).

Dalam termogravimetri, perubahan berat sampel diukur sebagai fungsi

temperatur. Pengukuran atau perubahan berat sampel ini diukur secara kontinu

dengan kecepatan tetap. Hasil pengukuran dinyatakan sebagai kurva antara berat yang

hilang terhadap temperatur yang disebut termogram. Kurva ini dapat memberikan

informasi baik kualitatif maupun kuantitatif tentang sampel yang dianalisa.

Termogram TGA memperlihatkan tahap-tahap dekomposisi yang terjadi akibat

perlakuan termal. Persentase kehilangan berat ini berkaitan dengan perubahan kimia

yang menyebabkan perubahan berat sampel. Dalam bidang polimer, analisis

termogravimetri ini terutama dipakai untuk mempelajari degradasi termal, kestabilan

termal, degradasi oksidatif, komposisi dan identifikasi polimer.

2.5. Modifikasi polimer

Modifikasi pada polimer sangat penting karena akanmemperluas ruang lingkup

aplikasi. Ada dua pendekatan utama, yaitumengkonstruksi molekul baru dengan

mengatur komposisi molekular hinggadicapai sifat yang diinginkan, atau modifikasi

polimer yang sudah ada(Bhattacharya dan Ray 2009). Memodifikasi polimer

dilakukan menurut rancangan khusus untuk aplikasi tertentu. Ada beberapa cara

untuk memodifikasi sifat-sifat polimer yaitu pencangkokan (grafting), blending dan

curing. Blending merupakan campuran secara fisik dari dua atau lebih polimer untuk

mendapatkan sifat yang diperlukan. Grafting adalah metode dimana monomer terikat

secara kovalen ke rantai induk polimer. Sedangkan curing adalah polimerisasi dari

suatu campuran oligomer membentuk lapisan pada polimer secara paksa.