DENSIFIKASI KAYU RANDU (Ceiba pentandra (L.) Gaertn)

MENGGUNAKAN PROSESPENEKANAN DAN

PELAPISANPERMUKAAN POLIMER POLIESTER SERTA

METODE RADIASI-UV

SKRIPSI

DHEDY HANDONO

105096003160

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2011 M / 1432 H

DENSIFIKASI KAYU RANDU (Ceiba pentandra (L.) Gaertn)

MENGGUNAKAN PROSESPENEKANAN DAN

PELAPISANPERMUKAAN POLIMER POLIESTER SERTA

METODE RADIASI-UV

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah

Oleh :

DHEDY HANDONO

105096003160

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2011 M / 1432 H

PERNYATAAN

DENGAN INI SAYA MENYATAKAN BAHWA SKRIPSI INI BENAR-BENAR

HASIL KARYA SENDIRI YANG BELUM PERNAH DIAJUKAN SEBAGAI

SKRIPSI ATAU KARYA ILMIAH PADA PERGURUAN TINGGI ATAU

LEMBAGA MANAPUN.

Jakarta, November 2011

DHEDY HANDONO

105096003160

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan

hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitiandan penulisan skripsi

ini. Tidak lupa, shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada junjungan

kita, Nabi Muhammad SAW beserta keluarganya.

Atas segala bantuan dan bimbingan yang penulis peroleh, selama

perkuliahan, penelitian serta penulisan skripsi ini penulis ucapkan banyak terima

kasih kepada :

1. DR. Syopiansyah Jaya Putra, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah,Jakarta, yang telah

memberikan izin penulis untuk melakukan penelitian.

2. Drs. Dede Sukandar, M.Si, Ketua Program Studi Kimia Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah, Jakarta,

yang telah memberikan dorongan dan motivasi kepada penulis.

3. DR. Mirzan T. Razzak, M.Eng, APU, Pembimbing I yang telah memberikan

bimbingan kepada penulis dalam penyampaian materi dan penyusunan

skripsi.

4. Prof. Sugiarto Danu, APU, Pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan selama penelitian dan penjelasaan mengenai penelitian di

lapangan serta penulisan skripsi.

5. Dr. Thamzil Las, Pembimbing akademik penulis yang telah memberikan

motivasi kepada penulis dan telah membimbing penulis selama kuliah.

vi

6. Para staf dan dosen Prodi Kimia UIN yang telah memberikan ilmu dan

pengetahuan kimia kepada penulis dan membantu penulis dalam hal

administrasi selama kuliah.

7. Bapak, Ibu dan adik-adikku serta keluarga yang telah banyak memberikan

doa dan dukungan baik moril dan materiil.

8. Bapak Darsono sebagai pembimbing lapangan yang telah dengan sabar

membimbing dan berdiskusi tentang hasil penelitian dan memberikan

bantuan alat, jurnal, buku agar penelitian berjalan dengan lancar,

9. Staf radiasi-UV (Bpk. Rojalih, Sarimin, Yoga Pramana) yang banyak

membantu penulis saat proses radiasi ultraviolet dan memberikan

pengetahuan tentang radiasi ultraviolet.

10. Pak Taufik Ramli, Pak Mamat Yasin, dan Imam yang telah memberikan

bantuan penyediaan alat lab dan selalu memberikan dorongan serta motivasi

kepada penulis.

11. Ibu Evi, Pak Marsongko, dan Pak Sungkono yang selalu memberikan

semangat kepada penulis, Pak Cahya yang telah meminjamkan buku kepada

penulis dan seluruh peneliti yang lain, yang tidak dapat penulis sebut satu

persatu atas bantuannya selama penulis melakukan penelitian.

12. Teman-teman penulis (Arif, Jeki, Dumaris, Subhan, Ulum, Mujab,dan

Rojiki) yang telah memberi semangat dan motivasi kepada penulis.

khususnya Kimia angkatan 2005, alumni Delascho Jakarta yang telah

memberikan motivasi kepada penulis dan tempat berdiskusi.

vii

Penulis sangat sadar segala kekurangan dan ketidaksempurnaan yang ada,

penulis berharap semoga karya ini dapat bermanfaat dengan sebaik-baiknya bagi

pembaca dan bagi perkembangan ilmu dan teknologi.

Jakarta, November 2011

Penulis

viii

DAFTAR ISI

Hal

KATA PENGANTAR ........................................................................................ ..vi

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ...ix

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... .xvi

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... .xvii

ABSTRAK ......................................................................................................... xviii

ABSTRACT ....................................................................................................... ..xix

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 5

1.3 Batasan Permasalahan ................................................................................... 5

1.4 Hipotesa ........................................................................................................ 6

1.5 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 6

1.6 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 7

2.1 Kayu Randu (Ceiba pentandra (L) Gaertn) .................................................. 7

2.1.1 Densifikasi Kayu ................................................................................. 8

2.2 Polimer .......................................................................................................... 10

2.2.1 Polimer industri .................................................................................... 13

2.2.2Pelapisan Permukaan ............................................................................ 14

ix

2.2.3Poliester tak jenuh ................................................................................. 15

2.2.4Fotoinisiator .......................................................................................... 16

2.2.5 Pigmen ................................................................................................. 20

2.2.6 Proses polimerisasi ............................................................................... 21

2.2.7Mekanisme polimerisasi radiasi sinar-UV ............................................ 26

2.6 Spektroskopi Ultraviolet-Visible (UV-Vis) dan Inframerah ......................... 27

2.6.1 Spektroskopi Ultraviolet-Visible ......................................................... 27

2.6.2 Spektroskopi inframerah ...................................................................... 29

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 36

3.1 Waktu dan tempat penelitian ........................................................................ 36

3.2 Alat dan bahan .............................................................................................. 36

3.2.1Alat ....................................................................................................... 36

3.2.2Bahan ................................................................................................... 36

3.3 Cara kerja ...................................................................................................... 37

3.3.1 Persiapan kayu randu ........................................................................... 37

3.3.2 Pengukuran densitas ............................................................................. 37

3.3.3Pengukuran kayu randu setelah penekanan .......................................... 37

3.3.4 Pengukuran pengembangan tebal ........................................................ 38

3.3.5 Pembuatan formulasi bahan pelapis ..................................................... 38

3.3.5.1Formulasi bahan pelapis dasar .................................................. 38

3.3.5.2Formulasi bahan pelapis atas .................................................... 38

3.4 Pelapisan dengan curing menggunakan sinar-UV ........................................ 39

3.4.1Pelapisan dasar ...................................................................................... 39

x

3.4.2 Pelapisan atas ....................................................................................... 39

3.5 Pengukuran sifat lapisan ............................................................................... 39

3.5.1 Kilap ..................................................................................................... 39

3.5.2 Nilai warna ........................................................................................... 40

3.5.3 Kekerasan lapisan permukaan .............................................................. 40

3.5.4 Kekerasan lapisan permukaan dengan pensil Mitsubishi .................... 41

3.5.5Adesi metode Cross-Cut ....................................................................... 41

3.5.6 Ketahanan terhadap bahan kimia dan pelarut ...................................... 42

3.5.7 Ketahanan terhadap noda ..................................................................... 42

3.6. Skema kerja .................................................................................................. 43

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 44

4.1 Sifat fisik kayu randu .................................................................................... 44

4.2 Proses penekanan kayu randu ....................................................................... 45

4.3 Pengembangan tebal setelah perendaman ..................................................... 50

4.4 Proses polimerisasi pada pelapisan permukaan ............................................ 52

4.5 Pengujian lapisan permukaan ....................................................................... 56

4.5.1 Kilap ..................................................................................................... 56

4.5.2 Nilai warna ........................................................................................... 58

4.5.3 Kekerasan pendulum lapisan permukaan ............................................. 60

4.5.4 Kekerasan pensil lapisan permukaan ................................................... 63

4.5.5 Ketahanan terhadap bahan kimia, pelarut dan noda ............................ 64

4.5.6 Adesi metode Cross-Cut ...................................................................... 65

4.6 Analisis spektrum FTIR ................................................................................ 67

xi

4.6.1 Analisis FTIR lapisan dasar ................................................................. 67

4.6.2 Analisis FTIR lapisan atas ................................................................... 69

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 72

5.1Kesimpulan .................................................................................................... 72

5.2 Saran ............................................................................................................. 73

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 75

LAMPIRAN ........................................................................................................ 81

xii

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1 Pohon kayu randu (Ceiba pentandra (L.) Gaertn). ......................... 7

Gambar 2 Tiga klasifikasi utama dari polimer industri ................................ 13

Gambar 3 Struktur senyawa Darocure 1173 ................................................... 16

Gambar 4 Reaksi Norris Tipe 1 ....................................................................... 18

Gambar 5 Mekanisme tipe reaksi Norris II dengan adanya fotosinergis ......... 19

Gambar 6 Struktur senyawa metil orange ........................................................ 20

Gambar 7 Reaksi polimerisasi kondensasi ...................................................... 21

Gambar 8 Reaksi polimerisasi adisi ................................................................ 22

Gambar 9 Polimerisasi adisi radikal bebas ....................................................... 23

Gambar 10 Reaksi pengikatan silang polietilen dengan menggunakan

Radiasi sinar gamma .................................................................... 23

Gambar 11 Tahapan polimerisasi adisi kationik .............................................. 24

Gambar 12 Polimerisasi adisi anionik akrilonitril .......................................... 25

Gambar 13 Polimer ikat silang ....................................................................... 27

Gambar 14 Daerah spektrum elektromagnetik yang menunjukkan

hubungan vibrasi inframerah dengan tipe radiasi lain ............... 29

Gambar 15 Daerah serapan inframerah ......................................................... 32

Gambar 16 Ragam vibrasi, rentangan (a) dan bengkokan (b) ........................ 33

Gambar 17 Penampilan papan kayu randu: (a) setelah penekanan ;

(b) setelah penekanan ................................................................. 46

xiii

Gambar 18 Struktur molekul lignin ................................................................ 47

Gambar 19 Tipe ikatan yang terdapat di dalam lignin .................................... 48

Gambar 20 Kurva hubungan antara densitas dengan pengurangan tebal ....... 49

Gambar 21 Kurva hubungan antara densitas dengan pengembangan tebal

setelah perendaman selama 2 jam ............................................... 50

Gambar 22 Struktur molekul selulosa ............................................................. 51

Gambar 23 Kurva hubungan antara densitas dengan pengembangan tebal

setelah perendaman selama 24 jam ............................................. 51

Gambar 24 Sintesis poliester melalui reaksi kondensasi ................................ 52

Gambar 25 Reaksi pembentukan radikal bebas oleh 2,2-dimetil-2-hidroksi-

Asetofenon (Darocure 1173) ....................................................... 54

Gambar 26 Reaksi ikatan silang poliester dengan stiren ................................ 55

Gambar 27 Keadaan refleksi pada lapisan bawah dan lapisan atas ............... 56

Gambar 28 Pengaruh kecepatan konveyor terhadap nilai warna pada

pengurangan tebal 0%, pada konsentrasi fotoinisiator 1%, 2%

dan 3% ......................................................................................... 58

Gambar 29 Pengaruh kecepatan konveyor terhadap nilai warna pada

pengurangan tebal 30%, pada konsentrasi fotoinisiator 1%, 2%

dan 3 m/menit .............................................................................. 59

Gambar 30 Pengaruh kecepatan konveyor terhadap nilai warna pada

pengurangan tebal 75%. Konsentrasi fotoinisiator 1%, 2%

dan 3 m/menit .............................................................................. 60

Gambar 31 Reaksi pembentukan radikal peroksida (ROOM.) dengan adanya

xiii xiv

oksigen sebagai penangkap radikal (radical scavenger) .............. 60

Gambar 32 Mekanisme serangan nukleofilik pada derivat asam

karboksilat .................................................................................... 64

Gambar 33 Adesi antara lapisan atas, dasar dan contoh uji ........................... 66

Gambar 34 Spektrum FTIR lapisan dasar ...................................................... 68

Gambar 35 Struktur molekul stirena (a) dan asam ftalat anhidrat (b) ........... 69

Gambar 36 Spektrum FTIR lapisan atas dengan kecepatan konveyor

1 m/menit (LPR 03, merah) dan 3 m/menit (LPR 04, biru) .......... 67

xv

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1 Jenis fotoinisiator dengan tipe reaksinya ........................................... 17

Tabel 2 Tipe transisi energi dalam setiap daerah spektrum eletromagnetik ..... 30

Tabel 3 Frekuensi gugus-gugus fungsi ............................................................ 34

Tabel 4 Sifat fisik pada kayu randu dengan meningkatnya densitas ............... 44

Tabel 5 Hasil pengukuran kilap lapisan permukaan ....................................... 57

Tabel 6 Hasil pengukuran kekerasan pendulum lapisan permukaan .............. 62

Tabel 7 Hasil pengukuran kekerasan pensil lapisan permukaan..................... 63

Tabel 8 Persen tinggal lapisan pada permukaan kayu diukur dengan

metode Cross–Cut .............................................................................. 64

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Hal

Lampiran 1 Hasil pengukuran kayu randu sebelum dan sesudah

penekanan ...................................................................................... 81

Lampiran 2 Hasil pengukuran pada setiap sisi kayu randu menggunakan

air sebelum dilakukan uji perendaman .......................................... 82

Lampiran 3 Hasil pengukuran perendaman kayu randu selama 2 jam ............. 83

Lampiran 4 Hasil pengukuran perendaman kayu randu selama 24 jam ........... 84

Lampiran 5 Persentase pengembangan tebal pada kayu randu ......................... 85

Lampiran 6 Hasil pengukuran kilap warna permukaan kayu randu ................. 86

Lampiran 7 Hasil pengukuran nilai warna permukaan kayu randu .................. 87

Lampiran 8 Hasil pengukuran kekerasan lapisan permukaan kayu

randu ............................................................................................. 88

Lampiran 9 Hasil pengukuran permukaan kayu randu dengan pensil .............. 89

Lampiran 10 Hasil pengukuran nilai adesi lapisan permukaan kayu randu

dengan metode Cross-Cut (%) ....................................................... 90

Lampiran 11 Hasil pengujian ketahanan lapisan terhadap bahan kimia,

dan noda pada persentase pengurangan tebal 0% ......................... 91

Lampiran 12 Hasil pengujian ketahanan lapisan terhadap bahan kimia,

dan noda pada persentase pengurangan tebal 30% ....................... 92

Lampiran 13 Hasil pengujian ketahanan lapisan terhadap bahan kimia,

dan noda pada persentase pengurangan tebal 75% ....................... 93

xvii

ABSTRAK

DHEDY HANDONO, DENSIFIKASI KAYU RANDU (Ceiba

pentandra(L.)Gaertn)MENGGUNAKAN PROSES PENEKANAN DAN

PELAPISANPERMUKAAN POLIMER POLIESTER SERTA METODE

RADIASI-UV. Dibawah bimbingan MIRZAN T RAZZAK dan SUGIARTO

DANU

Percobaan densifikasi kayu randu dan pelapisan permukaan dengan resin

poliester tak jenuh telah dilakukan menggunakan radiasi sinar-UV untuk

meningkatkan kualitas kayu randu. Teknik densifikasi kayu merupakan teknik

penekanan kayu (solidifikasi) yang bertujuan untuk meningkatkan kekerasan

permukaan dan kekuatan kayu.Dalam penelitian ini bahan yang digunakan adalah

kayu randu (Ceiba pentandra (L.)Gaertn) yang memiliki densitas rendah. Bahan

pelapis merupakan campuran resin poliester tak jenuh, fotoinisiator radikal 2,2-

dimetil-2-hidroksi asetofenon (Darocur 1173) sebagai lapisan dasar. Lapisan atas

terdiri dari resin poliester tak jenuh, fotoinisiator radikal 2,2-dimetil-2-hidroksi

asetofenon setelah ditambahkan dengan pigmen putih titanium dioksida.

Fotoinisiator dalam campuran divariasi dengan tingkat konsentrasi 1, 2, dan 3%

dari berat resin.Iradiasi dilakukan dengan menggunakan sinar-UV dengan daya 80

Watt/cm.

Teknik densifikasi yang telah dilakukan dapat meningkatkan densitas kayu

randu, permukaan kayu yang cerah, kesan raba permukaan agak halus dan

pengembangan tebal setelah perendaman juga semakin meningkat, sedangkan

analisis dan sifat lapisan yang diukur meliputi spektrum infra merah, nilai warna,

kilap, kekerasan, ketahanan terhadap bahan kimia, pelarut dan noda.Hasil pengujian

menunjukkan bahwa pada umumnya lapisan polimer poliester pada permukaan

substrat mempunyai nilai warna, kilap, dan kekerasan yang tinggi.Kekerasan

tertinggi lapisan diperoleh dengan menggunakan pensil adalah H. Lapisan tahan

terhadap bahan kimia natrium karbonat 1%, asam asetat 5%, alkohol 50% dan asam

sulfat 10% tetapi tidak tahan terhadap natrium hidroksida 10% dan spidol permanen

warna hitam, merah, dan biru. Analisis menggunakan FTIR baik lapisan dasar dan

atas permukaan polimer mengandung gugus karbonil (~1738 cm-1

), gugus OH

(~3500 cm-1

) menunjukkan adanya senyawa alkohol, gugus C-O (~1260 cm-1

) dan

C-H alifatik (~2860 cm-1

) sehingga menunjukkan adanya senyawa ester pada

lapisan polimer.

Kata kunci :kayu randu, poliester tak jenuh, polimer titanium dioksida, radiasi

sinar-UV.

ABSTRACT

DHEDY HANDONO, DENSIFICATION OF WOOD RANDU (Ceiba pentandra

(L.) Gaertn) USING COMPRESSED PROCESS AND SURFACE COATING

POLYESTER POLYMER WITH ULTRA VIOLET RADIATION METHODS.

Advisor MIRZAN T RAZZAK and SUGIARTO DANU

An experimental on densification and surface coating with unsaturated

polyester resin has been done by using ultra violet (UV) radiation technique to

improve the quality of randu wood. Wood densification technique is wood pressing

technique (solid) and used to increase hardness and strength of wood surface. This

research uses low density randu wood (Ceiba pentandra (L.) Gaertn). Radiation

curable material was the mixture of unsaturated polyester resin, radical

photoinisiator of 2,2-dimethyl-2-hydroxy acethophenone (Darocure 1173) as base

coat. Top coat consists of unsaturated polyester resin, radical photoinisiator of 2,2-

dimethyl-2-hydroxy acethophenone after added with titanium dioxide as white

pigment. Photoinisiator in the mixture were varied at the concentration level of 1,2,

and 3% by weight, based on resin. Irradiation was conducted by using 80 Watt/cm

intensity UV light at the conveyor speed of 1, 2 and 3 m/min.

Densification technique of silk cotton wood has been done get increase

density of silk cotton wood, surface wood was bright, touch impression on surface

approximately soft and developing of thickness after soaking it also increase,

whereas its analysis and film properties observed were Infra Red (IR) spectrum,

value of colour, glossy, hardness, chemical, solvent, and stain resistance. Results of

the experiment showed that in general unsaturated polyester polymer film on the

substrate surface have high value of colour, glossy, and hardness. The highest of

pencil hardness was getting with pencil H. Film have good resistances against 1%

sodium carbonate, 5% acetic acid, 50% alcohol and 10% sulfuric acid except

against 10% sodium hydroxide, black, blue and red permanent marker. The analysis

FTIR spectrum for base coat and top coat showed that both contain of carbonyl

group (~1738 cm-1

), hydroxyl group (~3500 cm-1

) as alcohol compound, C-O

group (~1260 cm-1

) and aliphatic hydrocarbon CH (~2860 cm-1

) so it indicates the

ester compound on the polymer.

Key word : randu wood, unsaturated polyester, polymer, titanium dioxide,

ultraviolet radiation.

xviii

xix

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Hutan yang merupakan anugerah Tuhan Yang Maha Esa adalah sumber

daya alam yang vital di Indonesia, karena memberikan kontribusi besar dalam

pembangunan bangsa. Menurut Badan Inventarisasi dan Tata Guna Hutan,

Departemen Kehutanan, di Indonesia terdapat 3124 jenis kayu yang terdiri dari

kayu komersial, non komersial, tidak dikenal dan jenis kayu budidaya (Dwianto

dan Marsoem, 2008). Oleh karena itu, aspek-aspek penelitian dan pengembangan

hutan senantiasa diupayakan demi terwujudnya pemanfaatan hutan yang

berkesinambungan dengan tetap mewujudkan asas kelestarian hutan. Namun, akibat

teknologi yang berkembang pesat serta bertambahnya jumlah penduduk pengguna

bahan baku, kelestarian kayu dalam hutan semakin berkurang karena areal hutan

semakin sempit. Kayu merupakan salah satu jenis komoditas hasil hutan yang

banyak dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai keperluan, mulai dari yang

sederhana (korek api dan peti kayu) sampai kepada bahan mewah (furnitur, bahan

interior kapal dan bangunan, ukiran, dan lain-lain), serta bahan bangunan (BATAN,

2007).

Kebijaksanaan peningkatan pengolahan hasil hutan oleh industri,

kemampuan sumber daya hutan dalam memenuhi kebutuhan bahan baku industri

harus mendapatkan perhatian industri-industri pengolahan kayu yang ada tetap

berperan di masa mendatang. Di Indonesia, dari 4.000 jenis kayu yang dikenal,

1

sekitar 85,7% termasuk ke dalam kelas keawetan rendah, sehingga untuk dapat

dipergunakan dengan memuaskan harus diawetkan. Tanpa melalui proses

pengawetan yang baik, kayu-kayu yang digunakan akan mudah diserang organisme

perusak dan menyebabkan kerugian ekonomis (Muin dan Astuti, 2006). Sifat

ketahanan kayu dapat ditingkatkan dengan pelapisan Carbon Phenolic Spheres

(CPS) dan Graphite Phenolic Spheres (GPS) (Subyakto dan Dwianto, 2004).Oleh

karena itu, melalui diversifikasi olahan dan pemanfaatan kayu, seluruh bagian

pohon diharapkan dapat digunakan lebih efisien, demikian pula dengan

pemanfaatan jenis-jenis kayu yang saat ini masih kurang dilakukan (Budi dan Nani,

2006).Salah satu jenis kayu yang kurang dikenal, namun memiliki potensi yang

cukup besar untuk dimanfaatkan adalah jenis kayu randu (Ceiba pentandra

(L.)Gaertn) yang tergolong dalam famili Malvaceae. Kayu randu mempunyai

keunggulan dan kelemahan, keunggulannya merupakan jenis kayu cepat tumbuh

sehingga ketersediaan di alam melimpah, mampu tumbuh dari dataran rendah

sampai ketinggian 400 m di atas permukaan laut (Heyne, 1987) dan serat kayu

randu yang terdapat dalam buah berguna untuk pengisi kasur, bantal, jaket, isolasi

listrik, bahan baku tekstil (kain). Sedang buah mudanya untuk sayuran, biji

mengandung 20-25% minyak yang berkolesterol rendah, untuk pelumas, sabun,

bahan baku obat diabet tipe II dan kayunya yang lunak digunakan sebagai bahan

kerajinan tangan (Kosasih, 2007). Kelemahannya densitas yang rendah sehingga

sifat fisik dan mekaniknya rendah (Amin dan Dwianto, 2006).

Salah satu upaya yang dilakukan untuk meningkatkan kekuatan kayu yaitu

dengan teknik densifikasi kayu.Teknik ini dapat diterapkan pada jenis-jenis kayu

2

cepat tumbuh yang pada umumnya berkualitas rendah (Amin dan Dwianto,

2006).Dengan teknik densifikasi, kayu yang memiliki densitas rendah dapat diubah

menjadi kayu dengan densitas yang tinggi sehingga diharapkan dapat meningkatkan

sifat dan penggunaannya.Proses densifikasi kayu dapat dibagi menjadi 3 tahap,

yaitu pelunakan (softening), deformasi (deformation) dan fiksasi (fixation).

Sebelum ditekan kayu harus mengalami pelunakan hemiselulosa dan lignin.Proses

penekanan dapat meningkatkan kerapatan dan kekuatan kayu yang umumnya

dilakukan pada kayu jenis dikotil berkerapatan rendah seperti sengon dan agathis

(Wardhani dkk., 2006).

Pelapisan dapat dilakukan dengan menggunakan kuas, rol atau dengan

penyemprotan (spray coating). Untuk proses pemadatan (curing) dapat dilakukan

dengan metode konvensional atau metode modern. Metode konvensional terdiri

dari resin pelapis berupa polimer yang ditambah dengan katalis. Setelah pelarut dari

resin menguap, katalis berfungsi menyebabkan terjadinya proses pemadatan.

Adanya pelarut menyebabkan metode ini menjadi kurang ramah lingkungan,

demikian juga penggunaan panas membutuhkan energi yang besar.Dalam metode

pelapisan modern, pemadatan dapat dilakukan dengan menggunakan radiasi.Salah

satu radiasi yang dapat dipakai adalah sinar-UV (Rosyid, 2008).

Proses pemadatan lapisan permukaan dengan menggunakan sinar-UV (UV-

curable coating) terdiri dari resin polimer tak jenuh yang ditambah dengan

fotoinisiator. Kelebihan pelapisan permukaan dengan teknologi radiasi

dibandingkan dengan teknologi konvensional adalah digunakannya bahan kimia

pelapis dengan pelarut-pelarut reaktif (monomer polifungsional) yang tidak

3

menguap sehingga tidak mencemari udara, proses berlangsung lebih cepat untuk

kapasitas produksi yang sama, konsumsi energi jauh lebih kecil, kualitas produk

lebih baik (lebih keras, lebih tahan terhadap goresan, tahan terhadap panas, dan

pelarut organik), tidak terdapat sisa-sisa katalis pada produk, dan adesi bahan

pelapis terhadap substrat lebih baik. Sedangkan kelemahan pelapisan permukaan

dengan teknologi radiasi adalah investasi awalnya relatif besar, bahan kimia pelapis

relatif lebih mahal daripada bahan kimia pelapis konvensional dan proses radiasi

lebih cocok untuk permukaan yang datar (Suhariyono dkk., 1998).

Pemadatan terjadi setelah resin menerima radiasi sinar-UV dari sumber

radiasi. Jika intensitas sinar-UV rendah, fotoinisiator tidak cukup mendapat energi

untuk memulai proses pemadatan sehingga lapisan menjadi tidak kering dan sifat

fisik dan mekanik lapisan yang diinginkan menjadi tidak terpenuhi. Paparan radiasi

terhadap lapisan dalam jangka waktu yang lama dengan memperlambat kecepatan

konveyor menyebabkan radiasi yang diserap oleh bahan pelapis menjadi lebih

banyak. Namun, jika radiasi yang diberikan terlalu banyak, lapisan akan menjadi

rapuh karena terlalu banyak ikatan silang yang terbentuk sehingga terjadi degradasi

polimer.

Dalam penelitian ini akan dilakukan pelapisan permukaan dengan

menggunakan resin poliester tak jenuh setelah ditambah pigmen putih TiO2

(Titanium dioksida) pada permukaan kayu randu. Dalam penelitian ini diharapkan

dapat diketahui konsentrasi fotoinisiator yang optimal untuk mendapatkan lapisan

yang baik serta kecepatan konveyor yang sesuai sehingga dapat dihasilkan lapisan

permukaan yang baik.

4

1.2 Rumusan masalah

1. Apakah dengan teknik densifikasi dapat meningkatkan sifat fisik dan

mekanik kayu randu serta proses pelapisan permukaan dengan curing

menggunakan radiasi sinar-UV dapat meningkatkan sifat lapisan permukaan

kayu randu?

2. Berapa waktu yang diperlukan dan penekanan yang optimal pada kayu

randu?

3. Berapa kecepatan konveyor optimun yang memberikan jumlah energi yang

sesuai sehingga dihasilkan lapisan dengan sifat dan penampilan yang baik?

4. Berapa konsentrasi fotoinisiator optimum yang harus ditambahkan agar

dihasilkan pemadatan lapisan yang sempurna?

1.3 Batasan permasalahan

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui apakah densitas kayu randu

setelah densifikasi pelapisan permukaan dengan curing menggunakan radiasi sinar-

UV dapat meningkatkan kualitas kayu randu secara fisik dan mekanik, serta

konsentrasi fotoinisiator yang ditambahkan agar dapat memberikan efek dekoratif

yang sesuai pada kayu randu dan kecepatan konveyor optimum. Pigmen yang

ditambahkan adalah pigmen warna putih TiO2 dan resin yang digunakan adalah

Poliester Tak Jenuh (PTJ) dengan nama komersial Yucalac 157. Ketebalan lapisan

yang dapat menutup tekstur permukaan kayu randu tidak menjadi objek dalam

penelitian ini.

5

1.4 Hipotesa

Semakin tinggi tingkat densitas kayu randu, maka waktu yang diperlukan

untuk penekanan juga akan semakin lama, permukaan kayu semakin mengkilap,

dan kesan raba lebih halus.

1.5 Tujuan penelitian

1. Mengetahui kondisi optimum perlakuan densifikasi untuk meningkatkan

sifat fisik dan mekanik kayu randu serta proses pelapisan permukaan dengan

teknik curing radiasi sinar-UV.

2. Mendapatkan konsentrasi pigmen optimum yang dapat menutup tekstur

permukaan kayu randu.

3. Mengetahui kecepatan konveyor optimum yang dapat menghasilkan lapisan

dengan sifat dan penampilan yang baik.

4. Mendapatkan hasil pengukuran nilai kekerasan, adesi, kilap, nilai warna,

serta mengetahui ketahanan bahan kimia lapisan hasil radiasi sinar-UV.

5. Mengetahui gugus fungsi yang terdapat pada lapisan dasar dan atas dengan

instrumen FTIR (Fourier Transform Infra Red)

1.6 Manfaat penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat memberikan

informasi bahwa kayu randu dapat digunakan sebagai salah satu bahan baku

alternatif pengganti kayu yang memiliki densitas tinggi (kayu jati, mahoni, pinus

dan lain-lain) melalui diversifikasi olahan sehingga dapat diaplikasikan oleh

industri.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kayu randu (Ceiba pentandra (L.) Gaertn)

Kayu randu termasuk dalam filum Spermatophyta, sub divisi Angiospermae,

kelas dicotylyedonae, ordo malvales, famili malvaceae (Bombaceae), genus Ceiba,

dan spesies Ceiba pentandra (Salazar dan Dorthe, 2001). Tumbuh secara alami di

Meksiko, Amerika Tengah, Caribea dan satu di Afrika Barat varietas guineensis

dan dibawa ke Asia untuk dibudidayakan ke seluruh daerah tropik Indonesia

terutama di Pulau dan banyak ditemui di Bogor, Situbondo, dan Semarang.

Gambar 1 Pohon kayu randu (Ceiba pentandra (L.) Gaertn)

Pohon kayu randu (Ceiba pentandra (L.) Gaertn) dapat tumbuh hingga

setinggi 60-70 m dan dapat memiliki batang pohon yang cukup besar hingga

mencapai diameter 3 m. Pohon ini banyak ditanam di kebun, pematang sawah dan

dapat berfungsi sebagai pohon pembatas wilayah.Kayu randu (Ceiba pentandra(L.)

7

Gaertn) mempunyai densitas 0,28 g/cm3 (0,24-0,49) dan termasuk kayu berkualitas

rendah yaitu kelas kuat IV–V dan kelas awet IV–V (Danu dkk., 1996). Kayu randu

terdiri dari tipe indica dan tipe caribea. Tipe indica, tingginya kurang dari 20 meter

dengan diameter 50 cm, sedangkan tipe caribea bisa mencapai tinggi 50 m dan

berdiameter 2 m atau lebih (Suharti, 1994).

2.1.1 Densifikasi kayu

Teknik densifikasi kayu merupakan teknik penekanan kayu utuh

(solidifikasi) yang bertujuan untuk meningkatkan kekerasan permukaan dan

kekuatan kayu.Teknik ini dapat diterapkan pada jenis-jenis kayu cepat tumbuh yang

pada umumnya berkualitas rendah melalui peningkatan densitasnya.

Proses densifikasi kayu dapat dibagi menjadi 3 tahap (Amin dan Dwianto,

2006), yaitu :

1. Pelunakan (softening)

2. Deformasi (deformation)

3. Fiksasi (fixation)

Dalam proses pembentukan kayu, seperti pelengkungan dan penekanan,

dinding sel kayu harus bersifat lunak atau plastis sehingga lebih mudah dibentuk.

Dinding sel kayu merupakan komposit yang terdiri dari beberapa lapisan yang

heterogen, baik struktur maupun komposisi kandungan kimianya (Wardhani dkk.,

2006). Kayu kompresi secara komersial telah dibuat di Jerman dengan

namaLignostone (Stamm, 1964). Tetapi hasil penekanannya masih belum bersifat

permanen karena masih bisa kembali ke keadaan semula bila mendapat pengaruh

kelembaban atau perendaman (recovery).Hasil penekanan yang permanen mutlak

8

diperlukan untuk memanfaatkan kayu-kayu tersebut sebagai pengganti kayu

komersial.

Densifikasi kayu yang bersifat permanen dapat dilakukan dengan

menggunakan beberapa metode, diantaranya :

1. Perekatan (modifikasi kimia)

2. Perlakuan suhu tinggi pada kondisi kayu kering

3. Perlakuan uap air suhu tinggi pada kondisi kayu basah (steam)

Prinsip densifikasi kayu dengan metode perekatan dilakukan dengan

memasukkan perekat atau bahan kimia ke dalam pori-pori kayu dan proses curing

atau polimerisasinya terjadi pada saat penekanan dalam kondisi kayu terdeformasi

(Amin dan Dwianto, 2006). Pada metode ini dapat digunakan perekat fenol,

melamin, urea, tanin, atau perekat yang berasal dari lateks, sedangkan modifikasi

kimia dapat menggunakan metode formalisasi, esterifikasi, atau asetilasi.

Densifikasi kayu dengan metode perlakuan suhu tinggi pada kondisi kayu

kering dapat diterapkan dengan menggunakan alat tekan panas atau oven

pengering, tetapi membutuhkan waktu yang lama untuk mencapai fiksasi kayu yang

permanen, yaitu sekitar 20 jam pada suhu 180oC (Amin dan Dwianto, 2006),

sehingga cukup banyak menurunkan sifat mekanik kayu tersebut. Hal ini karena

terdegradasinya lignin, sehingga menyebabkan menurunnya sifat higroskopis kayu

(Inoue and Norimoto, 1991).

Metode perlakuan uap air dengan suhu tinggi pada kondisi kayu basah

dilakukan dengan memanaskan kayu menggunakan uap air pada suhu tinggi (steam

treatment). Menurut Inoue et al., (1993) bahwa metode ini dilakukan dengan alat

9

tekan tahan panas. Kelebihan dari metode ini adalah fiksasi yang bersifat permanen

dari kayu yang ditekan dapat dicapai lebih cepat jika dibanding dengan metode

sebelumnya, dan tidak banyak memengaruhi atau menurunkan sifat mekanik kayu.

Kekuatan kayu bergantung pada :

1. Kadar air pada kayu. Semakin rendah kadar air yang terkandung pada kayu

maka semakin baik kekuatan kayu tersebut.

2. Jenis kayu yang tumbuh cepat, kurang baik dalam hal kekuatannya,

sedangkan kayu yang tumbuh lama akan lebih baik kekuatannya.

3. Berat jenis kayu juga sangat memengaruhi kualitas kayu. Semakin rapat

susunan partikel-partikelnya semakin bagus kualitasnya (BATAN, 2007).

2.2 Polimer

Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit-unit berulang

sederhana. Nama ini diturunkan dari bahasa Yunani Poly, yang berarti “banyak”,

dan mer, yang berarti “bagian”. Makromolekul merupakan istilah yang sinonim

dengan polimer (Hart et al., 2003). Jika hanya ada beberapa unit monomer yang

tergabung bersama, polimer dengan berat molekul rendah yang terjadi, disebut

oligomer(bahasa Yunani oligos “beberapa”). Kata polimer pertama kali digunakan

oleh kimiawan Swedia Berzellius pada tahun 1833 (Stevens, 2007).Sedangkan

industri polimer (polimer sintesis) baru dikembangkan beberapa puluh tahun

terakhir ini.

Berkembangnya industri polimer ini diawali ketika Charles Goodyear dari

Amerika Serikat berhasil menemukan vulkanisasi pada tahun 1839.Karena sifatnya

10

yang karakteristik maka bahan polimer sangat disukai. Sifat-sifat polimer yang

karakteristik ini di antaranya:

1. Mudah diolah untuk berbagai macam produk pada suhu rendah dengan

biaya murah.

2. Ringan. Maksudnya rasio bobot terhadap volumenya kecil.

3. Tahan korosi dan kerusakan terhadap lingkungan yang agresif.

4. Bersifat isolator yang baik terhadap panas dan listrik.

5. Berguna untuk bahan komponen khusus karena sifatnya yang elastis dan

plastis.

6. Berat molekulnya besar sehingga kestabilan dimensinya tinggi.

Derajat polimerisasi (DP) dari suatu polimer adalah rasio atau perbandingan

berat molekul polimer dengan berat molekul monomernya.Suatu polietilen (PE)

dengan berat molekul 28.000 misalnya, memiliki derajat polimerisasi 1000 karena

berat molekul dari monomernya (C2H4) adalah 28. DP menggambarkan ukuran

molekul dari suatu polimer berdasarkan atas jumlah dari monomer

penyusunnya.Jika polimer tersebut dipreparasi dari monomer tunggal, A, maka

produknya digolongkan sebagai homopolimer.Contoh dari homopolimer adalah

polietilen, polistiren, polipropilen, poliisobutilen dan lain-lain.

– A – A – A – A – A – A – A – A - Homopolimer

Jika lebih dari satu monomer yang dipolimerisasi, maka produknya berupa

kopolimer. Jika monomer A dan B dipolimerisasi bersama, maka empat jenis

11

kopolimer akan mungkin terbentuk dalam struktur polimer tersebut. Jika dua unit

struktur berselang-seling dalam susunan linear, maka produknya disebut kopolimer

alternasi, misalnya (Poli[stirena-alt-(metil matakrilat)], sedangkan jika distribusinya

acak maka disebut kopolimer acak, misalnya poliester tak jenuh. Susunan

(kombinasi yang ketiga adalah di mana blok-blok A dan B muncul bersama.

Susunan demikian direferensikan sebagai kopolimer blok, misalnya Poli[stirena-ko-

(metil metakrilat)].

– A – B – A – B – A – B – A – B - Kopolimer alternasi

– A – A – A – B – A – B – B – A- Kopolimer acak

– A – A – A – A – B – B – B – B- Kopolimerblok

Suatu susunan blok nonlinear juga mungkin, yang terdiri dari satu polimer dengan

polimer lain yang bercabang darinya. Ini disebut kopolimer cangkok, misalnya

Polistirena-cangkok-poli(metil metakrilat)], Blok-kopoli[butadiena/ cangkok-

ko(stirena/akrilonitril)] dan lain sebagainya.

12

2.2.1 Polimer industri

Ada tiga klasifikasi utama dari polimer industri: plastik, serat dan karet

(Gambar 2). Perbedaan dan kegunaan produk akhir dari ketiga tipe polimer ini

didasarkan sifat mekanik khusus polimer yang disebut modulus, yang istilah yang

lebih umum mempunyai arti kekakuan (stiffness).Serat mempunyai modulus

tertinggi, sedangkan karet terendah.Produk yang terakhir ini termasuk plastik-

plastik selulosa, selulosa dan karet (Stevens, 2007).

Gambar 2 Tiga klasifikasi utama dari polimer industri

a. Plastik

Plastik dibagi menjadi dua klasifikasi utama berdasarkan pertimbangan

ekonomis dan kegunaannya: plastik komoditi dan plastik teknik (Stevens, 2007).

Plastik-plastik komoditi dicirikan oleh volumenya yang tinggi dan harganya yang

murah, biasanya dipakai dalam bentuk barang yang bersifat pakai-buang

(disposable) seperti lapisan pengemas, namun ditemukan juga pemakaiannya dalam

barang-barang yang tahan lama. Polietilena, polipropilena, poli(vinil- klorida) dan

13

polistirena termasuk dalam plastik komoditi.Plastik teknik lebih mahal harganya

dan volumenya rendah, tetapi memiliki sifat mekanik yang rendah.Poliamida,

polikarbonat, asetal dan poliester termasuk dalam plastik teknik.

b. Karet

Karet atau elastomer merupakan polimer yang memperlihatkan resiliensi

(daya pegas) atau kemampuan meregang dan kembali ke keadaan semula dengan

cepat.Sebagian besar mempunyai struktur jaringan.Akhir-akhir ini, beberapa jenis

elastomer bukan jaringan yang penting direferensikan sebagai termoplastik

elastomer dan telah dikembangkan.Bahan-bahan ini yang sifat-sifat elastomeriknya

ditimbulkan oleh adanya gaya-gaya ikatan ion atau sekunder.

c. Serat (fiber)

Serat dicirikan oleh modulus dan kekuatannya yang tinggi, elongasi (daya

rentang) yang baik, stabilitas panas yang baik, spinabilitas (kemampuan untuk

diubah menjadi filamen-filamen) dan sejumlah sifat-sifat lain yang bergantung pada

apakah dipakai dalam tekstil, kawat, tali dan kabel.Suatu daftar parsial dari sifat-

sifat serat mungkin memasukkan juga daya celup (dyebility), resistensi bahan

kimia, resistensi serangga dan jamur dan resistensi kekusutan.Contoh serat yang

sering digunakan adalah Nilon dan Dacron.

2.2.2 Pelapisan permukaan

Proses pelapisan permukaan dengan teknik curing radiasi sinar-UV terjadi

karena bahan-bahan pelapis tersebut mengalami polimerisasi radiasi melalui

pembentukan ikatan-ikatan silang sehingga terbentuk lapisan polimer tiga dimensi

pada permukaan substrat. Dalam pelapisan berwarna, tebal lapisan dan konsentrasi

14

pigmen memengaruhi daya tutup lapisan terhadap tekstur permukaan substrat.

Lapisan yang terlalu tipis atau konsentrasi pigmen yang rendah tidak akan menutup

tekstur permukaan substrat. Sebaliknya, lapisan yang terlalu tebal atau konsentrasi

pigmen yang terlalu tinggi dapat menyebabkan lapisan yang dihasilkan kurang

sempurna. Intensitas sinar-UV akan menurun dengan bertambahnya tebal lapisan.

Demikian juga, kandungan pigmen dapat menghalangi absorpsi sinar-UV (Fresca,

1987).

2.2.3 Poliester tak jenuh

Poliester tak jenuh merupakan hasil reaksi campuran asam organik

(misalnya asam fumarat, asam maleat dan anhidrida ftalat) dengan glikol (misalnya

etilen glikol dan propilen glikol) (Rekso et al., 1998; BATAN, 1984).Campuran

poliester tak jenuh dengan monomer stiren merupakan bahan pelapis radiasi yang

sudah lama dikenal (Danu et al., 1996).Poliester tak jenuh diproses sampai

mencapai berat molekul yang relatif rendah, kemudian dilarutkan dalam monomer

seperti stirena untuk membentuk larutan yang kental. Sejauh ini stiren merupakan

pelarut yang paling umum dipakai (Danu et al., 1998), meskipun bisa memakai

monomer lain seperti vinil asetat atau metil metakrilat atau untuk memperoleh sifat-

sifat tahan nyala lebih baik, monomer terhalogenasi seperti orto-para bromostirena.

Poliester sebagai resin termoset cenderung memiliki stabilitas dimensi yang

tinggi, tahan terhadap temperatur yang tinggi dan ketahanan yang baik terhadap

pelarut (Danu et al., 2006). Satu-satunya bahan yang mempunyai nilai komersial

untuk direaksikan dengan gugus tidak jenuh dalam kerangka polimer adalah

anhidrida maleat dan asam fumarat karena harganya murah.Jika hanya digunakan

15

asam tak jenuh dan glikol, ikatan silang produk akhir terlalu berlebihan sehingga

rapuh tidak bisa dipakai.Resin poliester merupakan salah satu bahan pelapis radiasi

yang banyak digunakan untuk bahan pelapis permukaan yang mempunyai sifat

cukup baik yaitu keras, kuat, dan bening serta harganya relatif murah (Lawson,

1993).

2.2.4Fotoinisiator

Peran fotoinisiator adalah menginisiasi polimerisasi untuk menghasilkan

polimer ikatan silang dengan mengabsorpsi sinar-UV dan menghasilkan spesi

inisiator aktif (Gatechair et al., 1983). Fotoinisiator Darocur 1173 merupakan

senyawa derivat asetofenon dengan nama kimia 2-hidroksi-2-metil-fenilpropanon

atau 2,2-dimetil-2-hidroksi-asetofenon (Gambar 3). Fotoinisiator ini akan

mengabsorpsi energi radiasi sinar-UV pada panjang gelombang antara 225-375 nm

(Holman and Oldring, 1988) menghasilkan fotoinisiator tereksitasi dan membentuk

radikal bebas dengan prapolimer dan monomer pengencer sehingga terbentuk

polimer berikatan silang. Senyawa ini memiliki viskositas yang rendah dan tidak

menimbulkan iritasi kulit yang berbahaya.

Gambar 3 Struktur senyawa Darocur 1173 (Suhariyono dkk., 1998)

Ada lima jenis fotoinisiator utama yang digunakan dalam pelapisan

permukaan dengan sinar-UV. Jenis-jenis tersebut disajikan pada Tabel 1.

16

Tabel 1 Jenis fotoinisiator dengan tipe reaksinya.

Terbentuknya spesi aktif terjadi setelah fotoinisiator (I) menyerap sinar-UV

sehingga menjadi tereksitasi (I*).Fotoinisiator tereksitasi selanjutnya dapat terpecah

menjadi spesi radikal bebas (I-).Radikal bebas menginisiasi monomer atau oligomer

(M) menjadi monomer atau oligomer radikal (IM-), yang melakukan perambatan

(propagasi) menghasilkan polimer ikatan silang jika mengalami terminasi

(Kirchmoyr and Rist, 1981). Tahapan proses di atas dapat digambarkan sebagai

berikut (Canet and Mani, 1972) :

1. Pembentukan fotoinisiator tereksitasi

I → I*

2. Pembentukan radikal inisiator

I* → I.

3. Inisiasi, propagasi dan terminasi

I. + M → IM

.(Inisiasi)

IM. + M → IMM

. (Propagasi)

IM. + M

. → IMM (Terminasi)

Jenis fotoinisiator Tipe reaksi

Benzoin Norris I

Benzil ketal Norris I

Asetophenon Norris I

Benzophenon Norris II

Thioxantones Norris II

17

Terbentuknya radikal bebas dapat terjadi melalui dua jenis mekanisme

reaksi umum yaitu dengan reaksi Norris tipe I dan II (Chang et al, 1987).Reaksi

Norris tipe I adalah pemecahan homolitik antara gugus karbonil dan atom karbon α

terdekat yang menghasilkan dua spesi radikal (Gambar 4). Pemecahan homolitik

adalah pemecahan yang melibatkan satu buah elektron, sehingga akan

menghasilkan atom-atom dengan elektron yang tidak berpasangan (unpaired

electron) yang disebut atom radikal, sedangkan pemecahan heterolitik adalah

pemecahan yang melibatkan pasangan elektron sehingga akan selalu berkaitan

dengan ion positif dan ion negatif.

hυ

Gambar 4

Reaksi Norris tipe I (Chang et al, 1987 dalam Rosyid, 2008)

Reaksi Norris tipe II melibatkan abstraksi hidrogen oleh gugus karbonil

sehingga menghasilkan dua molekul radikal (Gambar 5).Dalam mekanisme

abstraksi hidrogen biasanya fotoinisiator ditambah senyawa yang bersifat

fotosinergis yang berfungsi sebagai donor hidrogen.Senyawa-senyawa amina

khususnya amina tersier biasanya ditambahkan sebagai fotosinergis (Rosyid 2008).

Hal ini dikarenakan senyawa amina, misalnya dietil amin memiliki sepasang

elektron yang menyendiri, sehingga apabila bereaksi dengan fotoinisiator radikal

akan terjadi transfer elektron dari senyawa amina ke karbon karbonil dari

fotoinisiator.

18

Gambar 5 Mekanisme tipe reaksi Norris II dengan adanya fotosinergis

Mula-mula fotoinisiator menerima radiasi sinar-UV sehingga menjadi

tereksitasi (A).fotoinisiator yang tereksitasi selanjutnya membentuk kompleks

tereksitasi atau exciplex (C) dengan fotosinergis (B) setelah terjadi fotoinisiator

transfer elektron.Transfer elektron dapat berlangsung karena fotoinisiator radikal

bersifat elektrofil. Karbon karbonil kompleks tereksitasi bermuatan parsial negatif

sehingga dapat melakukan abstraksi hidrogen dari karbon alfa fotosinergis dan

menghasilkan dua spesi radikal (D).

19

2.2.5 Pigmen

Pigmen merupakan bahan berbentuk partikel-partikel kecil yang tidak dapat

larut dalam mediumnya dan ditambahkan untuk memberikan warna (dekoratif),

menutup tekstur atau permukaan bahan, melindungi bahan dari kerusakan, serta

pada logam dapat mencegah korosi (Morgans, 1990).Pigmen dapat berupa senyawa

anorganik atau organik.Pigmen anorganik misalnya titanium dioksida, timbal

oksida dan kromium oksida, sedangkan pigmen organik misalnya senyawa-

senyawa azo, misalnya metil orange (asam-p-dimetilamino-azobenzenasulfonat),

Eriochrome Black T, dan calmagite.Stuktur senyawa metil orange ditunjukkan pada

Gambar 6.

Gambar 6 Struktur senyawa metil orange

Titanium dioksida merupakan pigmen putih anorganik yang sangat penting

dan banyak digunakan untuk pembuatan cat dan pelapisan.Kemampuan untuk

menutup dan memberi warna putih yang efisien, sifat nontoksik, kemudahan

diperoleh, serta harganya yang murah merupakan alasan utama banyak dipakainya

selain pigmen-pigmen putih yang lain (Buchner et al., 1989).Ada dua bentuk kristal

TiO2 yang tersedia secara komersial sebagai pigmen yaitu anatase dan rutile. Rutile

memiliki indeks refraksi lebih besar dibanding anatase sehingga mempunyai daya

20

tutup lebih besar.Namun karena serapannya mulai dari panjang gelombang 425 nm,

rutile dapat mengalami penguningan.Titanium dioksida dapat berperan sebagai

pigmen putih karena dapat merefleksikan seluruh panjang gelombang sinar tampak

secara kuat (Blakey and Hall, 1988).

2.2.6 Proses polimerisasi

Proses pembentukan rantai molekul raksasa polimer dari unit-unit molekul

terkecilnya melibatkan reaksi yang kompleks. Proses polimerisasi secara umum

dapat dikelompokkan menjadi dua jenis reaksi, yaitu polimerisasi kondensasi dan

polimerisasi adisi (Hart et al., 2003). Polimerisasi kondensasi adalah polimerisasi

yang terbentuk dari kondensasi dua gugus reaktif monomer-monomer penyusunnya

dengan kehilangan atom atau molekul tertentu ketika polimer terbentuk (Gambar

7). Poliester merupakan contoh polimerisasi dengan reaksi kondensasi dari dua

monomer bifungsional yang kehilangan molekul air (Stevens, 2007), sedangkan

contoh yang lainnya adalah polietilen glikol, dan poliasam 4-hidroksi-metilbenzoat.

Gambar 7Reaksi polimerisasi kondensasi.

Polimerisasi adisi adalah polimerisasi yang terbentuk dari reaksi berantai

pusat aktif dari monomer-monomer penyusunnya tanpa disertai dengan kehilangan

suatu atom atau molekul (Gambar 8).Contoh polimerisasi dengan reaksi adisi

adalah polietilen yang tersusun dari molekul etilen.Polimerisasi adisi dapat

21

terbentuk dari tiga jenis mekanisme (Billmayer, 1961), yaitu polimerisasi adisi

radikal bebas, polimerisasi adisi kationik dan polimerisasi adisi

anionik.Polimerisasi adisi kationik melibatkan zat antara yaitu karbokation

sedangkan polimerisasi adisi anionik melibatkan zat antara yaitu karbanion.

Gambar 8 Reaksi polimerisasi adisi.

a. Polimerisasi adisi radikal bebas

Polimerisasi adisi radikal bebas memerlukan inisiator radikal, contohnya

adalah benzoil peroksida.Inisiator ini mengurai pada sekitar 800C menghasilkan

radikal benzoil peroksida.Radikal ini dapat mengawali (menginisiasi) rantai atau

dapat kehilangan karbondioksida menghasilkan radikal fenil yang juga dapat

mengawali rantai (Hart et al., 2003).

Radikal (I•) yang telah terbentuk dapat menginisiasi monomer (R) menjadi

monomer radikal (I-R•).Monomer radikal selanjutnya dapat berpropagasi dengan

monomer lain (R) membentuk rantai polimer radikal yang panjang (I-R-R•).

Mekanisme polimerisasi radikal bebas dapat digambarkan sebagai berikut (Stevens,

2007):

1. Inisiasi

I• + R ---> I-R•

2. Propagasi

I-R• +R ----> I-R-R•

22

3. Terminasi

I-R-R• + R• ----> R-R

Proses propagasi akan berhenti jika polimer-polimer radikal saling

bergabung menjadi polimer yang stabil (R-R).

Gambar 9 Polimerisasi adisi radikal bebas.

Pada dasarnya prinsip mekanisme pengikatan silang adalah mekanisme

radikal bebas (Stevens, 2007).Pembentukan radikal bebas polimer dapat melibatkan

abstraksi atom hidrogen oleh inisiator radikal atau terinduksi oleh radiasi, misalnya

pada pengikatan silang polietilen (Gambar 10).

Gambar 10 Reaksi pengikatan silang polietilen dengan menggunakan radiasi sinar

gamma.

23

Polimer yang masih memiliki gugus tak jenuh, pengikatan silang dapat

terjadi melalui gugus tersebut dengan terlebih dahulu terbentuk radikal

bebas.Radikal bebas dapat berasal dari inisiator radikal yang ditambahkan.

b. Polimerisasi adisi kationik

Senyawa vinil tertentu lebih baik dipolimerisasi melalui kationik, bukan

melalui intermediet radikal bebas.Contoh komersial yang paling sering dijumpai

adalah isobutilen (2-metil-propena), yang dapat dipolimerisasi dengan katalis

Friedel–Crafts dalam reaksi yang melibatkan zat antara karbokation tersier

(Gambar 11).

Gambar 11 Tahapan polimerisasi adisi kationik.

Inisiasi menghasilkan kation tert-butil yang dalam langkah propagasi akan

mengadisi karbon CH2 dari ikatan rangkap secara Markovnikov untuk

24

menghasilkan karbokation tersier lain, dan seterusnya. Terminasi akan terjadi

melalui lepasnya proton dari atom karbon di sebelah karbon positif (Hart et al.,

2003). Poliisobutilen yang dihasilkan dengan cara ini digunakan sebagai aditif

dalam minyak lumas dan sebagai perekat dalam kertas label peka tekanan dan label

kertas yang dapat kembali. Polimer berbobot molekul lebih tinggi digunakan dalam

pembuatan ban dalam untuk ban truk dan sepeda.

c. Polimerisasi adisi anionik

Dalam polimerisasi anion vinil, rantai propagasinya berupa suatu karbanion

(Stevens, 2007). Karbanion adalah sejenis anion dari karbon yang memiliki satu

pasangan elektron menyendiri .

Gambar 12 Polimerisasi adisi anionik akrilonitril.

25

Karbanion merupakan sejenis nukleofilik dan dapat dibentuk dari reaksi

pemecahan heterolitik dari ikatan kovalen yang melibatkan atom karbon dimana

atom yang berikatan dengan atom karbon yang berikatan dengan atom karbon pergi

tanpa membawa pasangan elektron. Hal ini akan membuat atom karbon tersebut

menjadi bermuatan negatif karena memiliki pasangan elektron menyendiri.

Monomer-monomer yang memiliki gugus substituen yang bisa menstabilkan

karbanion melalui resonansi atau induksi, paling rentan terhadap polimerisasi

anion.Contoh gugus-gugus demikian yaitu nitro, siano, karboksil, vinil dan

fenil.Alkena dengan substituen penarik elektron dapat dipolimerisasi melalui zat

antara karbanion.Pada tahap inisiasi, alkena yang memiliki ikatan rangkap akan

berikatan dengan karbanion sehingga akan terjadi proses adisi nukleofilik ke

monomer (Gambar 12). Kelompok alkil mempunyai kecenderungan untuk

melepaskan elektronnya yang membuat terjadinya peningkatan kepadatan elektron

pada atom karbon yang bermuatan negatif, hal ini akan menyebabkan terjadinya

ketidakstabilan. Semakin banyak gugus alkil yang terikat pada atom karbon yang

bermuatan negatif, semakin besar pula kerapatan elektronnya dan ini menyebabkan

turunnya stabilitas dari karbanion tersebut.Katalis yang dapat digunakan berupa

senyawa organologam, misalnya alkilitium (R-Li) (Hart et al., 2003).

2.2.7Mekanisme polimerisasi radiasi sinar-UV

Mekanisme polimerisasi radiasi-UV diawali dengan pembentukan radikal

bebas. Radikal bebas yang berasal dari inisiator akan menginisiasi monomer. Adisi

radikal monomer ke monomer-monomer lainnya, yang diikuti oeh adisi berantai

radikal-radikal oligomer dan polimer ke monomer yang tersedia mengandung

26

reaksi-reaksi propagasi. Reaksi propagasi akan terhenti saat terjadi penggabungan

antara monomer-monomer yang radikal.

Salah satu bentuk polimer hasil polimerisasi yaitu polimer jaringan atau

yang lebih dikenal dengan polimer ikat silang (cross linking). Polimer ikat silang

yaitu polimer yang terbentuk karena beberapa rantai polimer saling berikatan satu

sama lain pada rantai utamanya sehingga terbentuk sambung silang tiga dimensi.

Gambar 13 Polimer ikat silang

Polimer-polimer yang telah berikatan silang termasuk ke dalam polimer

termoset yaitu polimer yang tidak akan mencair atau meleleh jika dipanaskan.

Polimer termoset tidak dapat dibentuk dan tidak dapat larut karena pengikatan

silang, menyebabkan kenaikan berat molekul yang besar.

2.6 Spektroskopi Ultraviolet-Visible (UV-Vis) dan Inframerah

2.6.1 Spektroskopi Ultraviolet-Visible

Daerah sinar tampak pada spektrum berhubungan dengan cahaya yang

panjang gelombangnya 400–800 nm.Cahaya ultraviolet mempunyai panjang

gelombang yang lebih pendek, sekitar 200–400 nm. Banyaknya energi yang

berkaitan dengan cahaya ini adalah 37 sampai 75 kkal/mol untuk daerah sinar

tampak dan 75 sampai 150 kkal/mol untuk daerah ultraviolet (Fessenden and

27

Fessenden, 1982a). Energi sebanyak ini berhubungan dengan banyaknya energi

yang diperlukan elektron untuk melompat dari orbital molekul terisi ke orbital yang

berenergi lebih tinggi, yaitu orbital molekul kosong.Lompatan elektron seperti ini

disebut transisi elektron (electronic transition) (Hart et al., 2003; Fessenden and

Fessenden, 1982a).

Panjang gelombang cahaya tampak bergantung pada mudahnya promosi

elektron (Day and Underwood, 2002). Molekul-molekul yang memerlukan lebih

banyak energi untuk promosi elektron, akan menyerap pada panjang gelombang

yang lebih pendek. Molekul yang memerlukan energi lebih sedikit akan menyerap

pada panjang gelombang yang lebih panjang (Fessenden and Fessenden, 1982a).

Absorpsi energi direkam sebagai absorbans (Hart et al., 2003). Absorbans pada

suatu panjang gelombang tertentu didefinisikan sebagai:

𝐴 = 𝑙𝑜𝑔𝐼𝑜

𝐼

dimana A adalah absorban, Io adalah intensitas berkas cahaya rujukan, I adalah

intensitas berkas cahaya contoh.

A = 𝜀𝑐𝑙

dimana A adalah absorban, 𝜀 adalahabsorptivitas molar atau disebut juga sebagai

koefisien ekstingi molar (dalam l mol-1

cm-1

), c adalah konsentrasi (mol l-1

),

l adalah panjang atau ketebalan dari bahan atau medium yang dilintasi oleh

cahaya(cm).

Absorban suatu senyawa pada suatu panjang gelombang tertentu bertambah

dengan banyaknya molekul yang mengalami transisi.Oleh karena itu

28

absorbanbergantung pada struktur elektronik senyawanya dan juga pada kepekatan

contoh dan panjangnya sel contoh (Fessenden and Fessenden, 1982a).

2.6.2 Spektroskopi inframerah

a. Daerah spektrum inframerah

Hampir setiap senyawa yang memiliki ikatan kovalen, apakah senyawa

organik atau anorganik akan menyerap berbagai frekuensi radiasi elektromagnetik

dalam daerah spektrum inframerah. Hubungan antara daerah inframerah dengan

spektrum elektromagnetik yang lain dapat terlihat pada Gambar 14.

Gambar 14 Daerah spektrum elektromagnetik yang menunjukkan hubungan vibrasi

inframerah dengan tipe radiasi lain.

Panjang gelombang (λ) berbanding terbalik dengan frekuensi (𝜗) dan

dinyatakan sebagai 𝜗= c/λ, c adalah kecepatan cahaya. Energi berbanding lurus

dengan frekuensi : E= h 𝜗, h adalah tetapan Planck. Dari persamaan terakhir dapat

diketahui secara kuantitatif bahwa energi radiasi yang paling tinggi adalah sesuai

dengan daerah spektrum sinar-X, dan energi tersebut cukup kuat untuk memecah

ikatan dalam molekul.

29

Pada spektrum elektromagnetik, radiofrekuensi yang memiliki energi sangat

rendah, hanya cukup untuk mengakibatkan transisi inti atau transisi putaran

elektronik (NMR atau ESR) di dalam molekul. Daerah spektrum elektromagnetik

inframerah terletak pada panjang gelombang yang lebih panjang bila dibandingkan

dengan daerah sinar tampak yang terletak dari panjang gelombang sekitar 400 nm

hingga 800 nm, tetapi terletak pada panjang gelombang mikro yangmempunyai

panjang gelombang lebih besar daripada 1 nm (Fessenden and Fessenden,

1982a).Ringkasan daerah spektrum dan tipe transisi energi, sejumlah daerah

tersebut meliputi inframerah, memberikan keterangan penting tentang spektrum

molekul organik (Tabel 2).

Tabel 2 Tipe transisi energi dalam setiap daerah spektrum elektromagnetik

Daerah spektrum Transisi Energi

Sinar-X Pemecahan ikatan

Ultraviolet / tampak Elektronik

Inframerah Vibrasi

Gelombang mikro Rotasi

Frekuensi radio

Putaran inti (Resonansi Magnetik Inti )

Putaran elektron (Resonansi Putaran

Elektron )

Identifikasi molekul dengan menggunakan infra merah dibagi menjadi dua

bagian yaitu bagian pertamapenentuan gugus fungsi ditunjukkan didaerah 3600-

1200 cm-1

dan bagian kedua adalah membandingkan secara rinci spektra zat yang

telah diketahui dengan spektra zat murni yang mengandung semua gugus fungsi

yang ditemukan pada tahap pertama (Herbone, 1987).

a.Proses serapan inframerah

Molekul akan tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi bila mereka

menyerap radiasi inframerah. Penyerapan radiasi inframerah sesuai dengan

perubahan energi yang memiliki orde dari 2 hingga 10 kkal/mol (Fessenden and

Fessenden, 1982a).Radiasi dalam kisaran energi ini sesuai dengan kisaran frekuensi

vibrasi rentangan (stretching) dan vibrasi bengkokan (bending) dari ikatan kovalen

dalam kebanyakan molekul.

Energi sinar di daerah inframerah tidak cukup kuat untuk menyebabkan

transisi elektronik sebagai mana yang terjadi pada absorpsi UV-VIS. Energi sinar di

daerah inframerah hanya cukup untuk membuat transisi energi vibrasi dan

rotasi.Untuk dapat menyerap sinar di daerah inframerah, harus disertai dengan

perubahan momen dipol dari molekul, hal ini sebagai akibat dari adanya gerakan

vibrasi atau di dalam molekul. Maka hanya dalam situasi demikian medan listrik

dari radiasi dapat berinteraksi dengan molekul dan menyebabkan perubahan

amplitudo dari gerakan tersebut. Apabila absorpsi ini terjadi maka energi yang

diserap akan menaikkan amplitudo gerakan vibrasi ikatan dalam molekul (Amran,

2004). Namun demikian, tidak semua ikatan dalam molekul dapat menyerap energi

inframerah, meskipun frekuensi radiasi tetap sesuai dengan gerakan ikatan.Hanya

ikatan yang mempunyai momen dipol yang dapat menyerap radiasi inframerah

(Sastrohamidjojo, 1990).

b. Kegunaan spektrum inframerah

Spektrometri inframerah (IR) menyangkut interaksi antara radiasi cahaya di

daerah inframerah dengan materi.Spektra inframerah dari suatu senyawa

30

31

memberikan gambaran keadaan dan struktur molekul. Setiap tipe ikatan yang

berbeda mempunyai sifat frekuensi yang berbeda dan karena tipe ikatan yang sama

dalam dua senyawa berbeda terletak dalam lingkungan yang sedikit yang berbeda

(Khopkar, 1984), maka tidak ada dua molekul yang berbeda strukturnya akan

mempunyai bentuk serapan inframerah atau spektrum inframerah yang tepat sama.

Gambar 15 Daerah serapan inframerah.

Hampir semua molekul menyerap sinar inframerah, kecuali molekul

diatomik homonuklear, seperti O2, N2, dan H2.Spektra inframerah dari molekul

poliatomik relatif kompleks karena adanya beberapa kemungkinan transisi vibrasi

(Gambar 16), adanya overtone, dan perubahan pita.Namun demikian pita absorpsi

untuk beberapa gugus fungsi tertentu cukup tajam dan karakterisitik.Keseluruhan

spektra inframerah dari satu molekul tertentu adalah karakteristik sehingga sangat

berguna untuk mengidentifikasi senyawa.

32

1. Ragam Vibrasi Rentangan (stretching) dan Bengkokan (bending)

Gambar 16 Ragam vibrasi, rentangan (a) dan bengkokan (b).

Tipe ragam yang paling sederhana dari gerakan vibrasi dalam molekul yang

aktif inframerah, yaitu menyebabkan serapan, adalah ragam rentangan dan

bengkokan.Pengertian “guntingan”, “goyangan”, “kibasan”, dan “pelintiran”

biasanya diperoleh dari pustaka untuk menyatakan serapan inframerah. Dalam

setiap gugus yang terdiri dari tiga atom atau lebih, paling tidak dua daripadanya

sama maka akan terdapat dua cara rentangan dan / bengkok: bentuksimetri dan

bentuk asimetri. Panjang gelombang inframerah (IR) lebih pendek daripada panjang

gelombang sinar tampak maupun ultra ungu (UV). Oleh karena itu, IR tidak mampu

mentransisikan elektron, melainkan hanya menyebabkan molekul

33

bergetar(Hendayana, 1994).Beberapa nilai frekuensi gugus-gugus fungsi dapat

dilihat dari Tabel 3.

Tabel 3Frekuensi Gugus-Gugus Fungsi (Hermanto, 2008)

Gugus Fungsi

Panjang

Gelombang (μ)

Bilangan

Gelombang (cm-1

)

O-H Alkohol/fenol

bebas

Asam

karboksilat

H yang terikat

2,74-2,79

3,70-4,0

2,82-3,12

3580-3650

2500-2700

3210-3550

NH Amina primer,

sekunder dan amida

6,10-6,45 3140-3320

CH Alkana

Alkena

Alkuna

Aromatik

3,37-3,50

3,23-3,32

3,03

~ 3,30

2850-2960

3010-3095

3300

~ 3030

CH2 Bending 6,83 1465

CH3 Bending 6,90-7,27 1450-1375

CC Alkuna

Alkena

Aromatik

4,42-4,76

5,95-6,16

~ 6,25

2190-2260

1620-1680

1475-1600

C=O Aldehid

Keton

Asam

Ester

Anhidrida

5,75-5,81

5,79-5,97

5,79-5,87

5,71-5,86

5,52-5,68

1720-1740

1675-1725

1700-1725

1720-1750

1760-1181

CN Nitrit 4,35-5,00 2000-3000

NO2 Nitro 6,06-6,67 1500-1650

2.Komponen Spektrofotometri

Unit peralatan spektrofotometri infra merah terdiri dari:

a. Sumber radiasi

Sumber radiasi yang lazim digunakan adalah bahan bakar yang sukar

mencair, Nernst glower dan Globar. Nernst glower biasanya merupakan tabung

34

hampa dari Zirkunium dan Yitrium oksida yang dipanaskan dan mempunyai suhu

operasi antara 7500 hingga 1200

0C.

b. Monokromator

Monokromator terdiri dari sistem celah masuk dan celah keluar, alat

pendispersi yang berupa kisi difraksi atau prisma, dan beberapa cermin untuk

memantulkan dan memfokuskan berkas sinar. Prisma atau gratting di dalam

monokromator mempunyai fungsi yang penting.Radiasi yang didispersikan oleh

prisma tergantung pada indeks biasnya yang berubah dengan frekuensi radiasi.

c. Detektor

Ada tiga macam detektor yang digunakan pada spektrofotometer

inframerah, yaitu bolometer, termokopel, dan sel pneumatic Golay.Ketiga macam

detektor tersebut bekerja berdasarkan pada pengaruh panas yang dihasilkan bila

radiasi inframerah diserap dari berkas sinar yang mengenai.Pada umumnya detektor

harus mempunyai daerah peka yang kecil, kapasitas panas yang rendah, arus

gangguan yang rendah, sensitivitas panas yang yang tinggi, dan absorptivitas tidak

selektif terhadap semua frekuensi radiasi inframerah (Sastrohamidjojo, 1990).

35

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan tempat penelitian

Penelitian ini dilaksanakan selama 6 bulan dimulai pada bulan Maret 2010

sampai dengan Agustus 2010di Laboratorium Proses Radiasi, Pusat Aplikasi

Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional, Pasar Jumat, Jakarta

Selatan. Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium.

3.2Alat dan bahan

3.2.1 Alat

Alat yamg digunakan adalah timbangan analitik, pemanas listrik, gergaji,

sarung tangan, penjepit, pencatat waktu, mistar dan ampelas, pensil Uni Mitsubishi,

alat tekan panas 220 V, 54 kW dan alat tekan dingin. Sumber radiasi-UV satu

lampu dengan intensitas 80 Watt/cm, buatan IST Strahlen Teknik GmbH (Jerman).

Fourier Transform Infra RedSpectroscopy (FTIR) Perkin Elmer Spectrum One,

Alat pengukur kekerasan, Pendulum Hardness Rocker buatan Sheen (Inggris). Alat

pengukur kilap, Glossmeter buatan Toyoseiki (Jepang).Alat pengukur nilai warna,

Chromameter tipe CR-2006 buatan Shimadzu (Jepang).

3.2.2 Bahan

Papan kayu randu berasal dari Desa Cikaracak, Leuwiliang, Bogor. Resin

Poliester Tak Jenuh (PTJ) dengan nama komersial Yucalac 157.Fotoinisiator 2-

hidroksi-2-etil-1-fenil propanon dengan nama komersial Darocur 1173 buatan

36

Merck, Jerman. Pigmen Putih TiO2 dalam dispersi poliester, buatan PT. Justus

Kimia Raya, Tangerang.

3.3 Cara kerja

3.3.1 Persiapan kayu randu

Kayu randu dipotong dengan ukuran 17 cm x 17 cm x 3 cmdengan gergaji

sebanyak 60 lembar.Permukaan dan tepi kayu kemudian dihaluskan dengan

ampelas sehingga permukaan menjadi lebih rata.Pengamatan dilakukan secara fisik,

seperti sifat, kesan raba, arah serat dan permukaan kayu, serta pengukuran panjang,

lebar, dan tebal untuk mengetahui volume kayu tersebut.Kayu randu ditimbang

dengan timbangan analitik lalu dihitung densitasnya.

3.3.2 Pengukuran densitas

Alat tekan dihidupkan, kemudian diatur pada suhu 100oC hingga konstan

dengan tekanan 0 kg/cm2. Kayu randu dimasukkan ke dalam alat tekan dan diberi

penambahan tekanan setiap 5 kg/cm2. Setiap penambahan tekanan dilakukan

pengukuran tebal dengan penggaris anti panas, hingga mencapai ketebalan yang

telah ditentukan kemudian dicatat hasil pengukurannya. Pengujian dilakukan secara

triplo untuk setiap perlakuan.

3.3.3 Pengukuran kayu randu setelah penekanan

Kayu randu yang telah dibersihkan dari debu, kotoran dan dihaluskan

dengan ampelas dimasukkan ke dalam alat tekan dengan tekanan 0 kg/cm2 dan suhu

100oC. Kayu randu dikeluarkan serta dicatat berat, volume, dan perubahan fisik

pada kayu tersebut. Pengujian dilakukan secara triplo untuk setiap perlakuan.

37

3.3.4 Pengukuran pengembangan tebal

Kayu randu setelah dilakukan penekanan, kemudian diukur ketebalannya

pada keempat sudut, (To). Untuk pengembangan dalam air, kayu randu direndam

dalam air pada suhu kamar selama 2 jam dan 24 jam dengan menggunakan tempat

air yang terbuat dari plastik sehingga seluruh kayu dapat terendam dengan

sempurna. Kayu randu diukur kembali tebalnya (T1) pada keempat sudutnya.

Angka yang diperoleh dari masing-masing contoh uji selanjutnya dirata-ratakan

(BSN., 1991). Besarnya penambahan tebal (PT) dapat diukur dengan rumus :

PT = %1000

01 xT

TT

Keterangan:

PT = Pengembangan Tebal (%)

T0 = Tebal sebelum perendaman(cm)

T1 = Tebal setelah perendaman (cm)

3.3.5 Pembuatan formulasi bahan pelapis

3.3.5.1 Formulasi bahan pelapis dasar

Formulasi bahan pelapis dasar dibuat dalam wadah gelas dengan komposisi

1% fotoinisiator Darocur dari berat resin poliester tak jenuh.

3.3.5.2 Formulasi bahan pelapis atas

Formulasi bahan pelapis atas dibuat dalam wadah gelas dengan komposisi

1% fotoinisiator, serta 1% konsentrasi pigmen (TiO2) masing-masing dari berat

resin poliester tak jenuh.

38

3.4 Pelapisan dengan curing menggunakan sinar-UV

3.4.1 Pelapisan dasar

Sebelum pelapisan dasar dilakukan, kayu randu dibersihkan lagi dengan

menggunakan aseton.Pelapisan dilakukan dengan menggunakan rol hingga semua

permukaan substrat terlapisi dengan baik oleh resin.Substrat yang telah diberi

bahan pelapis diiradiasi menggunakan sinar-UV dengan kecepatan konveyor

3m/menit.

3.4.2 Pelapisan atas

Sebelum dilakukan pelapisan atas, substrat yang telah dilapisi dengan

lapisan dasar terlebih dahulu diampelas hingga halus dengan kertas ampelas No.

240.Substrat selanjutnya dibersihkan dengan menggunakan aseton dan dibiarkan

hingga kering. Pelapisan dilakukan dengan menggunakan silinder kaca yang diberi

lilitan pita perekat sehingga diperoleh ketebalan lapisan sekitar 100 µm. Substrat

yang telah diberi bahan pelapis, selanjutnya diiradiasi dengan variasi kecepatan

konveyor, 1 dan 3 m/menit. Setelah semua kayu randudiiridiasi kemudian diuji

sifat-sifat lapisannya.

3.5 Pengukuran sifat lapisan

3.5.1 Kilap

Pengujian yang dilakukan dengan menggunakan alat Glossmeter.

Pengukurankilap dilakukan berdasarkan standar ASTM D-532-80(ASTM., 1984),

nilai kilap dinyatakan dalam satuan persen (%).Besarnya kilap merupakan

perbandingan intensitas sinar yang dipantulkan dengan sinar datang pada sudut

39

tertentu. Berkas sinar yang mengenai contoh uji akan diserap, dipantulkan dan

dihamburkan oleh kayu randu. Intensitas sinar yang dipantulkan dihitung oleh

detektor untuk dibandingkan dengan intensitas sinar datang.Sebelum dilakukan

pengukuran, alat uji terlebihi dahulu dikalibrasi.Kayu randu diletakkan pada alat

penjepit yang telah tersedia dalam alat tersebut agar dapat diukur secara tepat dan

tidak bergeser.Pengukuran dilakukan pada sudut datang 600, di beberapa tempat,

dan selanjutnya dihitung nilai rata-ratanya.

3.5.2 Nilai warna

Pengujian yang dilakukan dengan menggunakan alat Chromameter.Berkas

cahaya polikromatik diarahkan pada contoh yang hendak diuji, selanjutnya cahaya

yang dipantulkan direkam oleh detektor.Warna suatu bahan merupakan gabungan

dari nilai warna L, a, dan b. Nilai L, a, dan b yang digunakan adalah L,a, dan b

sistem Hunter.Nilai tersebut dilihat dari alat rekorder setelah alat bekerja.Nilai L

menunjukkan warna putih (100) hingga hitam (0).Nilai a menunjukkan warna hijau

(100) hingga merah (0) dan nilai b menunjukkann warna kuning (100) hingga biru

(0).

3.5.3 Kekerasan lapisan permukaan

Pengujian yang dilakukan dengan menggunakan alat pendulum Hardness

Rocker, dengan metode Koenig sesuai ISO 1522 (ISO., 1973), dimana sudut

ayunan dari 60sampai dengan 30. Pendulum terdiri dari bola baja yang diletakkan

pada permukaan lapisan sehinggga menekan lapisan tersebut.Lapisan

mengakibatkan amplitudo dari pendulum yang diayunkan menjadi turun dengan

bertambahnya waktu.Oleh karena itu, satuan kekerasan yang digunakan adalah

40

detik.Jumlah ayunan dilihat dari pencatat setelah alat bekerja.Pengukuran dilakukan

pada tiga tempat yang berbeda, kemudian dihitung nilai rata-ratanya. Nilai rata-rata

jumlah ayunan pendulum itu kemudian dikalikan dengan 1,42 detik.

3.5.4 Kekerasan lapisan permukaan menggunakan pensil mitsubishi.

Kekerasan pensil bertujuan untuk mengetahui kekerasan minimal lapisan

sebelum terjadinya deformasi. Pengujian dilakukan dengan menggunakan pensil

standar Uni Mitsubshi sesuai Standar JIS K 5401-70(JIS., 1972). Pengujian ini

dilakukan untuk mengukur kekerasan lapisan permukaan sebelum terjadinya

deformasi.Lapisan permukaan polimer yang telah dibersihkan dengan aseton,

kemudian ditekan dengan pensil Mitsubishi dengan kekerasan pensil yang lebih

rendah terlebih dahulu (3B–2B–B–HB–F–H–H2).Pengukuran dilakukan pada tiga

tempat yang berbeda.

3.5.5 Adesi metode Cross-Cut

Pengujian Adesi dengan Metode Cross-Cut sesuai ASTM D 2571-

71(ASTM., 1984). Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kerusakan yang

terjadi pada lapisan permukaan serta adesi yang terjadi antara substrat dengan

lapisan dasar dan lapisan dasar dengan lapisan atas. Pengujian dilakukan dengan

cara membuat goresan lapisan dengan menggunakan cutter. Goresan berupa garis

paralel sebanyak 11 garis, dan garis lain membentuk sudut 900 terhadap garis yang

pertama sehingga didapatkan 100 kotak yang sisi-sisinya berukuran 1,6 mm. Pada

kotak-kotak tersebut ditempelkan pita perekat dan ditekan dengan penghapus pensil

agar benar-benar merekat dan dibiarkan selama 30 menit. Setelah 30 menit pita

perekat ditarik dengan arah tarikan membentuk sudut 450 terhadap contoh uji dan

41

dihitung jumlah kotak yang tertinggal. Adesi memenuhi syarat jika lapisan yang

tertinggal lebih dari 50% dari luas bidang uji.

3.5.6 Ketahanan terhadap bahan kimia dan pelarut

Pengujian ketahanan terhadap bahan kimia,dan pelarutsesuai ASTM D 1308-

79(ASTM., 1984). Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan lapisan

permukaan terhadap bahan kimia dan pelarut. Adanya penetrasi yang terjadi ke

dalam jaringan kerangka polimer, misalnya terjadi penggembungan dan pemudaran

warna pada lapisan permukaan. Pengujian dilakukan dengan cara uji tetes (spot

test) yaitu dengan cara meneteskan bahan kimia pada kayu randu dan selanjutnya

ditutup dengan gelas arloji. Sebelum penetesan lapisan harus dalam keadaan bersih

dari debu dan minyak.Pengamatan dilakukan setelah dibiarkan selama 6

jam.Pengamatan pada lapisan yang diuji meliputi apakah terjadi pelepuhan,

pelapukan, penggembungan (swelling) dan perubahan kilap serta warna setelah

pengujian.Bahan-bahan kimia yang digunakan adalah CH3COOH 5%, H2SO410%,

NaOH 10% dan Na2CO31%, sedangkan pelarut adalah C2H5OH 50%.

3.5.7 Ketahanan terhadap noda

Pengujian ketahanan lapisan terhadap noda sesuai JIS K5400

(JIS., 1972). Pengujian dilakukan dengan menggunakan spidol permanen warna

biru, merah dan hitam.Noda berupa garis dilakukan dengan spidol pada lapisan.

Noda dibiarkan selama 6 jam lalu dibersihkan dengan aseton, kemudian diamati

apakah meninggalkan bekas/noda warna spidol pada permukaan lapisan. Noda yang

tidak bisa dibersihkan dengan aseton menunjukkan bahwa lapisan permukaan tidak

tahan terhadap noda.

42

3.6 Skema kerja

Kayu Randu

Dipotong dan diampelas

Ditekan menggunakan alat tekan dengan

pengurangan tebal 0, 15, 30, 45, 60,dan 75 %

Pelapisan dasar [PTJ Yucalac +

Darocur 1173 (1%)]

Pelapisan atas [PTJ Yucalac +

Darocur 1173 (1%), TiO2 (1%)]

Iradiasi- UV

Pengujian / Pengukuran

Pengujian / Pengukuran

Iradiasi- UV

pengampelasan

43

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1Sifat fisik kayu randu

Kayu memiliki warna-warni alami yang sangat bervariasi.Menurut

Mandang dan Pandit, (1997) menyatakan bahwa warna kayu berkisar dari hampir

putih sampai hitam, ada yang polos dan ada pula yang terdiri atas dua macam

warna atau lebih, sehingga tampak seperti ada coraknya.Warna kayu disebabkan

oleh bahan yang dapat diekstrak yang disebut ekstraktif, misalnya tanin, flavonoid,

antosianin dan sebagainya.Ekstraktif adalah bahan kimia dalam kayu yang dapat

dilarutkan dalam pelarut netral, seperti air, eter, alkohol, benzena dan aseton

(Herawati, 2005).

Pengukuran densifikasi kayu randu (Ceiba pentandra(L.) Gaertn) dengan

proses penekanan dilakukan dengan perlakuan sifat fisik. Permukaan kayu yang

cerah dengan kesan raba permukaan agak halus terdapat pada kayu randu yang

memiliki densitas lebih tinggi yaitu 0,26-0,28 g/cm3, sedangkan kayu randu dengan

densitas lebih rendah (0,23-0,26 g/cm-3

) akan terlihat kurang cerah atau kusam

dengan kesan raba agak kasar serta rongga-rongga yang besar (Tabel 4).

Tabel 4 Sifat fisik kayu randu dengan meningkatnya densitas.

Densitas (g/cm3) Keterangan

0,23-0,24 Permukaan kasar, berwarna coklat tua, berongga besar

0,24-0,25 Permukaan kasar, berwarna coklat tua, berongga besar

0,25-0,26 Permukaan kasar, coklat

0,26-0,27 Permukaan agak halus, coklat cerah

0,27-0,28 Permukaan agak halus, coklat cerah

44

Peningkatan nilai densitas kayu yang telah ditekan ada kaitannya dengan

perubahan bentuk sel-sel penyusunnya.Sel-sel kayu yang telah ditekan cenderung

memipih sehingga mengurangi volume rongga, yang sekaligus mengurangi volume

kayunya, sementara beratnya tetap.Hal ini berdampak pada meningkatnya densitas.

Semakin tinggi densitas, maka volume sel yang telah ditekan akan semakin besar

sehingga volume kayu semakin berkurang.

4.2 Proses penekanan kayu randu

Proses penekanan kayu randu ditekan menggunakan alat tekan pada suhu

1000C. Panas yang berasal dari alat tekan selama proses penekanan menyebabkan

naiknya suhu air di dalam kayu secara konduksi, sehingga air dalam kayu tersebut

menguap. Semakin tinggi kadar air yang terdapat di dalam kayu maka semakin

banyak uap air yang dikeluarkan pada tingkat suhu dan waktu penekanan tertentu

(Amin dan Dwianto, 2006; Darwis, 2008). Air di dalam kayu merupakan air yang

berikatan dengan selulosa melalui ikatan hidrogen. Suhu 1000C merupakan suhu

dimana air pada kayu akan menguap seluruhnya (Subyakto dan Dwianto, 2004) dan

terjadi pemutusan ikatan hydrogen sehingga air terikat di dalam kayu akan

menguap. Waktu yang digunakan untuk mencapai tebal target dengan densitas

0,254-0,286 g/cm3 antara 30-50 menit, dan persentase pengurangan tebal sebesar

75% yaitu antara 60-90 menit. Kayu belum mengalami fiksasi dengan sempurna

saat penekanan dengan suhu 1000C karena masih terlihat bagian tepi dari kayu

randu yang berusaha untuk kembali ke kondisi semula (Gambar 17).Menurut Amin

dan Dwianto (2006), bahwa kayu yang telah ditekan akan berpengaruh terhadap

sel-sel penyusun kayu. Kayu randu termasuk dalam golongan kayu softwooddengan

45

sel-sel penyusunnya berupa sel trakeid sebagai penyusun utama dengan komposisi

90-95% (Sucipto, 2009). Sel trakeid adalah sel yang berbentuk panjang dan ujung-

ujungnya tertutup runcing

Gambar 17 Penampilan papan kayu randu: (a) setelah penekanan ; (b) sebelum

penekanan.

Menurut Darwis (2008), kayu randu yang telah ditekan mengakibatkan sel-

sel trakeid menjadi pipih dan gepeng (collapse) dan penekukan yang terjadi pada

dinding sel trakeid tidak menyebabkan terjadinya keretakan pada dinding sel. Jenis

perubahan ini dikategorikan dalam elastic buckling.Elastic buckling dapat

didefinisikan sebagai penekukan tanpa mengakibatkan retaknya dinding sel. Hal

tersebut terjadi pada saat polimer-polimer dalam dinding sel bersifat elastis dan

akan pulih kembali pada saat tekanan ditiadakan (Darwis, 2008). Menurut Kawai

and Sasaki (1996), kadar air kayu yang berubah menjadi uap panas tersebut dapat

terdifusi ke bagian dalam struktur kayu sehingga menimbulkan tekanan uap

(internal vapour pressure)di dalam rongga sel kayu.

Kayu harus mengalami pelunakan sebelum ditekan (Amin dan Dwianto,

2006) sehingga mudah dibentuk (Iswanto, 2008; Murhofiq, 2000) dan dipadatkan

46

(Blomberg et al., 2006; Darwis, 2008).Pelunakan kayu terjadi pada dua tahap yaitu

pelunakan lignin saat tercapai suhu transisi gelas (Tg) sebesar 830C dan

dekomposisi hemiselulosa dinding sel menjadi monomer gula pada suhu sekitar

1800C (Amin dan Dwianto, 2006; Stamm, 1964; Wardhani et al., 2006) akibatnya

tegangan yang tersimpan dalam mikrofibril dilepaskan oleh pemecahan dinding sel

polimer. Transisi gelas (Tg) adalah perubahan karakteristik kayu di mana kayu

mempunyai sifat-sifat yang lebih condong seperti karet sehingga memungkinkan

untuk dibentuk atau dilengkungkan dengan energi yang lebih rendah dan kerusakan

yang lebih kecil (Bodig dan Jayne, 1982 dalam Darwis, 2008).

Gambar 18 Lignin

Lignin merupakan senyawa kimia kompleks yang terdapat di dalam kayu

yang tersusun dari monomer fenilpropan dan memiliki struktur kimia yang

47

bercabang serta berbentuk polimer 3 dimensi (Gambar 18).Lignin mengisi ruangan-

ruangan di dalam dinding sel antara selulosa, hemiselulosa dan pektin.Karena

ukuran dan strukturnya 3 dimensi bisa memungkinkan lignin berfungsi sebagai

semen atau lem bagi kayu sehingga dapat mengikat serat dan memberikan

kekerasan struktur.Unit fenilpropan (C9 atau C6C3) di dalam lignin dihubungkan

oleh ikatan C-C dan eter.

Gambar 19 Tipe ikatan yang terdapat di dalam lignin

Selama proses penekanan, lignin yang merupakan polimer berikatan silang

(cross-link) akan melunak atau mengalir dan mengisi ruang matriks di dalam kayu

karena pengaruh tekanan uap panas (Amin dan Dwianto, 2006). Sebagian besar

lignin memiliki ikatan β-O-4 (phenylpropane β-aryl ether) dan 5-5 (Biphenil and

dibenzodioxocin) jika dilakukan penekanan maka ikatan tersebut akan putus dan

akan menempati ruangan-ruangan di dalam dinding sel sehingga kayu dapat ditekan

dan mudah dibentuk (Gambar 19).

48

Kayu dengan densitas 0,250 g/cm3 tidak mengalami pengembangan tebal

sedangkan kayu dengan densitas 0,736 g/cm3 mengalami pengurangan tebal sebesar

72,67% (Gambar 20). Menurut Wardhani dkk.(2006), penekanan dilakukan secara

bertahap untuk menghindari kerusakan pada sel kayu karena bila tekanan diberikan

secara mendadak maka dapat menyebabkan noktah atau dinding sel pecah. Oleh

sebab itu diperlukan waktu tekan yang lebih lama sebagai pengeringan lanjutan

yang disebut drying set (Amin dan Dwianto, 2006). Drying set merupakan usaha

untuk mengeluarkan air yang terikat dari dinding sel kayu tetapi tetap menahan

kayu dalam deformasi permanen tanpa merusak struktur kayu (Amin dan Dwianto,

2006; Darwis, 2008).

Gambar 20 Kurva hubungan antara densitas dengan pengurangantebal.

Tahap fiksasi merupakan tahap akhir dari proses pemadatan. Pada tahap ini,

kayu yang telah ditekan tidak mengalami perubahan ke bentuk semula atau bersifat

permanen (Amin dan Dwianto, 2006; Darwis, 2008; Inoue and Norimoto,

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8

Pen

gu

ran

ga

n k

eteb

ala

n (

%)

Densitas (gr/cm3)

49

1991).Tetapi jika fiksasi yang terjadi belum sempurna, maka kayu akan dapat

kembali ke bentuk dan ukuran semula bila mendapat pengaruh kelembaban dan

perendaman ulang (Darwis, 2008; Kawai and Sasaki, 1996). Hal ini dikarenakan

adanya ikatan hidrogen. Gugus hidroksil dalam selulosa masih dapat berikatan

dengan uap air yang terdapat di udara sehingga kayu dapat kembali ke kondisi

semula

4.3 Pengembangan tebal setelah perendaman

Kayu yang ditekan dengan gaya tekan yang lebih tinggi akan memberikan

gaya reaksi yang tinggi pula sehingga ketika terbebaskan dari gaya tekan tersebut

kayu akan cenderung untuk kembali ke bentuk semula yang tinggi pula (Darwis,

2008; Murhofiq, 2000). Pada perendaman selama 2 jam (Gambar 19), didapatkan

persentase pengembangan tebal terendah yaitu 12,479% dan tertinggi sebesar

69,905%.

Gambar 21 Kurva hubungan antara densitas dengan penambahan tebal setelah

perendaman selama 2 jam.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80

Pen

gem

ban

gan

teb

al (

%)

Densitas (gr/cm3)

50

Penyerapan air oleh selulosa bergantung pada jumlah gugus-gugus OH

bebas atau yang terikat satu dengan yang lainnya. Semakin banyak gugus OH bebas

yang ada, maka kemampuan untuk menyerap air akanlebih besar. Hal ini

dikarenakan semakin banyaknya gugus OH pada selulosa (Gambar 22) yang

mengalami ikatan hidrogen maka semakin banyak pula air yang akan terserap oleh

kayu. Ikatan hidrogen adalah ikatan antar molekul yang sangat polar antara atom

hidrogen (H) dengan atom lain yang mempunyai keelektronegatifan besar, misalnya

N, O dan F.

Gambar 22 Struktur molekul selulosa

Pada perendaman kayu randu selama 24 jam, persentase pengembangan

tebal terendah yaitu 18,019% dan tertinggi adalah 131,553% (Gambar 23).Saat

perendaman kayu randu selama 24 jam, kemampuan kayu randu untuk menyerap

air dapat dilakukan secara maksimal.

51

Gambar 23 Kurva hubungan antara densitas dengan pengembangan tebal setelah

perendaman selama 24 jam

Pengembangan tebal disebabkan oleh tingkat deformasi setelah

penekanan.Semakin besar tingkat deformasi maka volume rongga sel semakin

berkurang dan saat direndam dalam air, rongga sel kembali menyerap air (Darwis,

2008). Pemulihan tebal yang dihasilkan selama penekanan yang tidak stabil akan

mengembang lagi ketika berada pada kelembaban atau direndam dalam air

(Murhofiq, 2000). Dwianto (1999) menambahkan bahwa fiksasi perubahan

ketebalan yang hanya bersifat sementara, kayu lebih cenderung akan kembali ke

keadaan yang semula.

4.4 Proses polimerisasi pada pelapisan permukaan

Poliester tak jenuh merupakan poliester yang diikat silang oleh reaksi

polimerisasi adisi terpisah melalui ikatan rangkap dua reaktif yang di inkorporasi ke

dalam kerangka poliester.

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Pen

gem

ban

gan

teb

al (

%)

Densitas (gr/cm3)

52

Gambar 24 Sintesis poliester melalui reaksi kondensasi

Salah satu sintesis poliester tak jenuh dapat dilakukan dalam reaksi

polikondensasi antara etilen glikol, asam ftalat dan asam fumarat (Gambar

24).Penambahan asam fumarat berguna untuk memasukkan ketidakjenuhan ke

dalam kerangka polimer karena jika hanya digunakan asam tak jenuh dan glikol,

produk akhirnya terlalu terikat silang dan rapuh sehingga tidak bisa dipakai

(Stevens, 2007).Reaksi pengikatan silang terjadi dengan penambahan monomer,

dan salah satu monomer yang banyak digunakan adalah stirena.Dalam penelitian ini

poliester yang digunakan berupa oligomer dengan berat molekul rendah. Proses

polimerisasi diawali dengan terbentuknya radikal bebas melalui dua jenis

mekanisme umum yang dikenal dengan reaksi Norris I dan II (Chang, 1987).

Fotoinisiator Darocure 1173 merupakan senyawa derivat dari asetofenon yang

52

melakukan reaksi Norris tipe I (Gambar 25), di mana terjadi pemecahan homolitik

antara gugus karbonil dan atom karbon α terdekat yang menghasilkan dua spesi

radikal (Holman and Oldring, 1988).Urutan stabilitas radikal bebas, tepat seperti

urutan stabilitas karbokation, meningkat dari metil ke tersier.Radikal bebas antara

distabilkan oleh antaraksi dengan ikatan-ikatan sigma tetangganya, mungkin

dengan konjugasi.

Suatu pemutusan ikatan untuk menuju ke suatu radikal bebas yang lebih

stabil membutuhkan energi yang lebih rendah ketimbang pemutusan yang menuju

ke radikal yang kurang stabil (energi yang lebih rendah).Atom karbon tersier

memiliki struktur yang lebih stabil sehingga energi disosiasinya lebih kecil

dibandingkan atom karbon primer.

Pada tahap inisiasi dimulai dengan radikal bebas (I•) yang telah terbentuk

dapat menginisiasi monomer (M) menjadi monomer radikal (I-M•) (Inisiasi).

Gambar 25 Reaksi pembentukan radikal bebas 2,2-dimetil-2-hidroksi asetofenon

(Darocure 1173).

Monomer radikal selanjutnya dapat berpropagasi dengan monomer lain (Mn)

membentuk rantai polimer radikal yang panjang (I-Mn-M•).Tahap ini dinamakan

propagasi.

I-M• +Mn ----> I-Mn-M•

Proses propagasi akan berhenti jika polimer-polimer radikal saling

bergabung menjadi polimer yang stabil (R-R) (Tahap terminasi).

I-Mn-M• + M• ----> M-M

Lapisan polimer yang terbentuk merupakan reaksi ikatan silang poliester

dengan stirena (Gambar 26). Stirena sebagai crosslinking agentakan berikatan

dengan kerangka poliester tak jenuh pada ikatan rangkap asam fumarat sehingga

akan terjadi ikatan silang antara stirena dengan poliester. Polimer yang berikatan

silang termasuk ke dalam polimer termoset. Polimer termoset merupakan polimer

yang apabila dipanaskan tidak akan berubah bentuk lagi.

53

54

Gambar 26 Reaksi ikatan silang poliester dengan stirena.

Polimer yang mengalami ikatan silang dapat meningkatkan kekuatan kayu

randu yang terlapisi.Kayu yang telah terlapisi oleh polimer lebih tahan terhadap

gangguan dari luar, misalnya noda, cuaca dan gangguan dari serangga dan rayap

pemakan kayu.

55

4.5 Pengujian lapisan permukaan

4.5.1 Kilap

Kilap merupakan perbandingan intensitas cahaya yang dipantulkan terhadap

intensitas cahaya yang datang pada suatu bahan.Intensitas cahaya yang dipantulkan

dapat berkurang oleh penyerapan (absorption) lapisan permukaan dan

penghamburan (scattering) dengan adanya pigmen (Holman and Oldring, 1988;

Rosyid, 2008).Intensitas sinar yang dipantulkan dihitung oleh detektor untuk

dibandingkan dengan intensitas sinar datang (Gambar 27).

Gambar 27 Keadaan refleksi pada lapisan bawah dan lapisan atas (Holman and

Oldring (1988)

Kilap lapisan permukaan yang terbentuk setelah diiradiasi sinar-UV

ditentukan oleh besarnya kerapatan ikatan silang. Semakin tinggi kerapatan ikatan

silang yang ada, semakin banyak jumlah sinar yang dipantulkan sehingga

dihasilkan kilap yang lebih tinggi. Contoh uji yang memiliki tekstur permukaan

yang lebih keras akan memiliki nilai kilap yang lebih besar dibandingkan contoh uji

yang memiliki tekstur yang lunak. Hal ini dikarenakan intensitas sinar yang

dipantulkan lebih besar pada contoh uji yang memiliki tekstur yang lebih

keras.Tabel 5 menunjukkan hasil pengukuran kilap lapisan permukaan.

56

Tabel 5 Hasil pengukuran kilap lapisan permukaan

Pengurangan tebal (%)

Fotoinisiator (%)

Kecepatan konveyor (m/menit)

1 2 3

0

1 30,33 38,00 29,00

2 55,67 37,50 40,50

3 52,67 37,50 52,67

30

1 30,67 17,83 15,00

2 27,00 35,00 29,50

3 46,50 52,33 38,17

75

1 24,50 16,50 16,17

2 40,50 24,17 17,50

3 43,00 28,17 33,33

Pengujian yang telah dilakukan dengan berbagai konsentrasi fotoinisiator,

faktor-faktor yang memengaruhi nilai kilap, yaitu densitas kayu randu dan contoh

uji yang digunakan untuk setiap perlakuan berbeda. Menurut penelitian yang telah

dilakukan oleh Danu et al., (2000) dalam pembuatan komposit dari bahan tandan

sawit bahwa semakin tinggi kerapatan ikatan silang yang ada, semakin banyak

jumlah sinar yang dipantulkan sehingga dihasilkan kilap yang lebih tinggi. Setelah

dilakukan pengujian dengan berbagai konsentrasi fotoinisiator, faktor-faktor yang

memengaruhi nilai kilap, yaitu densitas kayu randu, dan contoh uji yang digunakan

untuk setiap perlakuan berbeda.

Menurut Suhariyono et al., (1998), faktor-faktor yang memengaruhi hasil

pengukuran kilap di antaranya adalah komposisi bahan pelapis, warna alami kayu,

dan tebal lapisan. Fotoinisiator juga dapat memengaruhi pengukuran

kilap.Fotoinisiator merupakan senyawa kimia yang melakukan inisiasi dengan

bantuan radiasi-UV dan menghasilkan radikal bebas.Apabila konsentrasi

57

57

fotoinisiator semakin besar maka semakin banyak radikal yang terbentuk sehingga

semakin banyak ikatan rantai polimer yang terbentuk tiap satuan waktu sehingga

semakin banyak pula derajat ikatan silang yang terjadi (Darsono dan Danu, 2008).

Untuk terjadinya proses degradasi polimer relatif kecil karena energi yang dimiliki

sinar-UV berkisar antara 75–150 kkal/mol. (Hart et al., 2003).

4.5.2 Nilai Warna

Nilai warna pada lapisan permukaan dapat diukur dengan sistem Hunter,

warna dari suatu materi merupakan gabungan dari L, a dan b. Nilai L menunjukkan

nilai 0 untuk hitam hingga nilai 100 untuk mewakili putih. Nilai a menunjukkan

nilai 0 untuk merah hingga nilai 100 untuk hijau.Nilai b menunjukkan nilai 0 untuk

biru hingga nilai 100 untuk kuning.

Gambar 28 Pengaruh kecepatan konveyor terhadap nilai warna pada pengurangan

tebal 0%, pada konsentrasi fotoinisiator 1%, 2% dan 3%.

Contoh uji dengan lapisan permukaan yang telah diberi penambahan

pigmen lebih didominasi nilai L yang mewakili warna putih (Gambar 28).Nilaia

58

(merah-hijau) dan b (biru-kuning) tidak terlalu banyak pengaruhnya terhadap warna

lapisan permukaan.Nilai a (merah-hijau) dan b (biru-kuning) tidak terlalu banyak

pengaruhnya terhadap warna lapisan permukaan.Pada pengurangan tebal 30% juga

didapatkan nilai L lebih dominan dibandingkan nilai a dan b (Gambar 29). Hal

ini karena TiO2 dapat merefleksikan seluruh panjang gelombang sinar tampak

secara kuat (Blakey and Hall, 1988)

Gambar 29 Pengaruh kecepatan konveyor terhadap nilai warna pada pengurangan

tebal 30%, pada konsentrasi fotoinisiator 1%, 2% dan 3%.

Kecepatan konveyor juga berpengaruh terhadap jumlah radiasi yang

diterima oleh lapisan permukaan selain penambahan pigmen putih.Hal ini dapat

terlihat nilai L semakin rendah dengan semakin meningkatnya kecepatan konveyor

(Gambar 30). Semakin tinggi kecepatan konveyor, semakin sedikit jumlah radiasi

yang diterima sehingga menurunkan banyaknya ikatan silang yang akan terbentuk

(Danu et al., 2008). Faktor lain yang dapat memengaruhi nilai warna adalah

densitas, adanya noda yang terdapat di kayu dan lapisan permukaan yang tidak rata.

59

Gambar 30 Pengaruh kecepatan konveyor terhadap nilai warna pada pengurangan

tebal 75%, pada konsentrasi fotoinisiator 1%, 2% dan 3%.

4.5.3 Kekerasan pendulum lapisan permukaan

Kekerasan pendulum lapisan permukaan tergantung pada kesempurnaan

proses pemadatan dan besarnya densitas ikatan silang yang ada pada polimernya

(Danu et al., 1996).

Gambar 31 Reaksi pembentukan radikal peroksida (ROOM.) dengan adanya

oksigen sebagai penangkap radikal (radical scavenger) (Holman and

Oldring, 1988).

Kesempurnaan pemadatan tergantung pada radikal bebas yang terbentuk

saat proses polimerisasi. Adanya oksigen di udara dapat bereaksi dengan radikal

bebas (Gambar 31).Reaksi radikal oligomer (R.) dengan oksigen menghasilkan

radikal peroksida (reaksi 1).Pembentukan radikal peroksi bersaing dengan

60

pembentukan kopolimer sebagai hasil reaksi antara oligomer dan monomer (M)

(reaksi 2). Salah satu bentuk radikal peroksid, beberapa monomer akan bereaksi

dengan radikal peroksi membentuk radikal peroksida lainnya (ROOM.). Hal ini

dapat mengakibatkan penurunan sifat dari lapisan termasuk kekerasan lapisan

(Danu dan Darsono, 2008).Ozon yang terbentuk oleh aksi sinar ultraviolet dapat

menguraikan polimer yang mengandung ikatan rangkap dua dalam rangkanya

(Stevens, 2007). Hal ini bisa menjadi masalah dimana rangkap dua diperlukan

untuk mengefektifkan proses ikat silang (Danu et al., 2000). Masalah ini dapat

diatasi dengan mengalirkan gas nitrogen ke dalam ruang iradiasi.Dalam praktik,

kandungan oksigen dalam ruang radiasi dibatasi maksimal 500 ppm (Sugiarto,

2009).

Lapisan permukaan akan semakin sedikit menyerap radiasi-UV dengan

kecepatan konveyor yang semakin cepat sehingga pemadatan yang kurang

sempurna menghasilkan lapisan yang kurang kering (masih lengket) sehingga dapat

mengurangi kekerasan. Adanya udara di dalam lapisan permukaan menghambat

proses polimerisasi radikal. Molekul oksigen sebagai penangkap radikal (radical

scavenger) membentuk radikal peroksi yang stabil, sehingga tidak dapat memicu

terjadinya polimerisasi pada tahap propagasi (Holman and Oldring, 1988). Dengan

demikian tingkat polimerisasi ikatan silang menjadi relatif rendah sehingga proses

pengeringan tidak berjalan dengan sempurna (Allen et al., 1991).

Rendahnya nilai kekerasan pendulum lapisan karena dipengaruhi oleh tebal

lapisan dan kekerasan substrat (Danu dkk., 2000). Menurut Seng (1993), bahwa

pengukuran kekerasan tidak tepat untuk lapisan dengan tebal kurang dari 30 μm.

61

Hasil pengukuran tebal lapisan kurang dari 30 μm akan dipengaruhi oleh substrat.

Dalam penelitian ini tebal lapisan bahan pelapis radiasi yaitu 100 μm.

Tabel 6 Hasil pengukuran kekerasan pendulum lapisan permukaan.

Pengurangan tebal

(%) Fotoinisiator (%)

Kecepatan konveyor (m/menit)

1 2 3

0

1 18,33 18,00 27,00

2 27,33 24,67 37,67

3 50,67 32,67 34,67

30

1 31,00 12,33 28,67

2 25,33 26,33 17,67

3 28,67 32,33 25,00

75

1 23,67 27,33 33,33

2 28,67 30,00 15,00

3 38,33 21,33 25,00

Kecepatan konveyor lebih tinggi menyebabkan jumlah radiasi yang diterima

oleh lapisan polimer lebih sedikit sehingga ikatan silang yang terjadi belum

mencapai optimal dan konsentrasi fotoinisiator juga berperan penting dalam proses

ikatan silang yang terbentuk. Kekerasan menurun dengan semakin sedikitnya

jumlah radiasi yang diterima oleh lapisan permukaan, maka pemadatan juga tidak

sempurna, demikian juga dengan jumlah ikatan silang yang dihasilkan (Danu, et al.,

2008).Kekerasan lapisan berwarna dipengaruhi oleh faktor yang saling

berkompetisi antara fotoinisiator dengan pigmen dalam menyerap radiasi sinar UV

(Holman and Oldring; 1988Rosyid, 2008).Menurut Gatechair et al. (1983), untuk

dapat bersinergis dengan pigmen putih, fotoinisiator harus memiliki pita serapan

lebih besar dari 360 nm.

62

4.5.4 Kekerasan pensil lapisan permukaan

Pengurangan tebal contoh uji dapat memengaruhi kekerasan lapisan.Tabel 7

menunjukkan bahwa pada pengurangan tebal 75%, kekerasan lapisan cenderung

lebih tinggi dibandingkan pengurangan tebal 0% dan 30%.Contoh uji yang sudah

ditekan hingga pengurangan tebal 75% menyebabkan kerapatan kayu semakin

tinggi, sehingga penyerapan kayu terhadap polimer relatif kecil.

Tabel 7 Hasil pengukuran kekerasan pensil lapisan permukaan

Pengurangan

tebal (%)

Fotoinisiator

(%)

Kecepatan konveyor

(m/menit)

1 2 3

0

1 HB F F

2 HB F F

3 H2 F HB

30

1 HB B HB

2 HB HB B

3 F B HB

75

1 HB F H

2 F F HB

3 H F F

Penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh Danu dkk.(1999),

menggunakan contoh uji sengon (Paraserianthes falcataria) dengan resin poliester

tak jenuh dan epoksi akrilat. Kekerasan lapisan kedua bahan pelapis relatif hampir

sama, lapisan mempunyai kekerasan pensil yang rendah yaitu 4B. Kecepatan

konveyor juga memberikan pengaruh terhadap jumlah radiasi yang diberikan pada

contoh uji.Semakin lambat kecepatan konveyor semakin banyak jumlah radiasi

yang diterima.Kenaikan jumlah radiasi yang diterima lapisan dapat meningkatkan

63

densitas ikatan silang yang terbentuk (Danu et al., 1996), sehingga memiliki tingkat

kekerasan pensil yang tinggi.

4.5.5 Ketahanan terhadap bahan kimia, pelarut dan noda

Hasil pengujian ketahanan terhadap bahan kimia, pelarut, dan noda hampir

semua lapisan tidak tahan terhadap NaOH 10%. Pengujian ini menunjukkan contoh

uji tidak tahan terhadap NaOH yang tergolong dalam basa kuat (larutan alkali)

sehingga terjadi penetrasi yang besar terhadap grup ester pada jaringan lapisan

polimer contoh uji (Danu et al., 2000; Darsono et al., 1998; dan Suhariyono et al.,

1998). OH- dari NaOH sebagai nukleofilik akan menyerang gugus karbonil pada

ester (Gambar 32). Karena reaksi berlangsung dalam suasana basa, maka hasil

reaksi akan terbentuk garam karboksilat (Fessenden and Fessenden, 1982).

Gambar 32 Mekanisme serangan nukleofilik pada derivat asam karboksilat

(Fessenden and Fessenden, 1982).

64

Perubahan yang terjadi setelah diberi NaOH di antaranya terjadi pemudaran

warna berupa warna dari putih menjadi putih redup, permukaan serat menjadi

mengembang dan lunak.Hampir semua lapisan tahan terhadap Na2CO3 5%,

CH3COOH 5%, H2SO4 10%, dan CH3CH2OH 50 %.Pengujian ketahanan terhadap

noda yang dilakukan dengan spidol permanen warna hitam, merah dan biru lebih

cenderung tidak tahan terhadap noda. Masih adanya sisa oligomer dari proses

pemadatan dan sedikitnya ikatan silang yang terbentuk pada lapisan permukaan

menyebabkan bahan pewarna dapat masuk kedalam struktur lapisan dan tetap

tertinggal saat dibersihkan dengan aseton (Suhariyono dkk., 1998; Rosyid, 2008).

Hal ini juga pernah dikemukakan oleh penelitian sebelumnya oleh Darsono

dan Danu (2008), bahwa faktor lain yang memengaruhi hasil pengujian terhadap

bahan kimia adalah kondisi permukaan film (basah, bergelombang, retak dan

lengkung) dan komposisi bahan pelapis

4.5.6 Adesi metode Cross-Cut

Adesi antara lapisan dan contoh uji merupakan faktor penting yang

menentukan kualitas produk. Semua perlakuan dalam penelitian ini didapatkan nilai

% tinggal adesi di atas 50% selain pada pengurangan ketebalan 0% konsentrasi

fotoinisiator 2% dan kecepatan konveyor 3 m/menit. Hal ini menunjukkan bahwa

adesi yang kuat terjadi antara lapisan atas dan lapisan dasar, dan antara lapisan

dasar dan contoh uji (Gambar 33).Adesi merupakangaya tarik menarik antar

partikel yang tidak sejenis. Dari hasil pengamatan diperoleh pola kerusakan terjadi

gabungan antara permukaan kayu dan lapisan dasar dengan antara lapisan dasar dan

lapisan atas (Danu dkk., 1999).

65

Gambar 33 Adesi antara lapisan dasar atas, dasar dan contoh uji

Dalam proses pelapisan permukaan secara radiasi, ada tiga faktor utama

yang memengaruhi kualitas adesi, yaitu contoh uji, lapisan (struktur kimia,

komposisi dan tebal) dan radiasi (jenis dan kondisi radiasi). Menurut Suhariyono

dkk., (1998), yang telah melakukan penelitian pelapisan permukaan kayu jeungjing

(Paraserianthes Falcataria (L) Nielsen) bahwa faktor-faktor yang dapat

memengaruhi hasil pengujian adesi diantaranya adalah perbedaan tempat yang

diuji, minyak yang merupakan zat ekstraktif dari kayu dan kotoran yang menempel

pada permukaan.

Tabel 8 Persen tinggal lapisan pada permukaan kayu diukur dengan

metode Cross-Cut

Pengurangan

ketebalan

(%)

Fotoinisiator

(%)

Kecepatan konveyor

(m/menit)

1 2 3

0

1 84.33 94.33 83.33

2 98.67 94.00 47.00

3 86.67 87.33 76.00

30

1 86.00 54.33 88.33

2 91.33 82.00 82.33

3 97.33 82.33 52.00

75

1 83.00 89.00 83.33

2 86.00 63.00 87.00

3 80.33 91.67 79.33

66

Berkurangnya nilai % tinggal juga menunjukkan meningkatnya tingkat

pemadatan karena dipengaruhi oleh konsentrasi fotoinisiator dan kecepatan

konveyor.Tingkat pemadatan yang optimal dapat dilakukan jika kombinasi

konsentrasi fotoinisiator dan kecepatan konveyor sesuai sehingga nilai % tinggal

yang didapatkan relatif rendah. Pada penelitian ini, nilai % tinggal yang paling

rendah yaitu 98,67% pada kecepatan konveyor 2 m/menit dengan konsentrasi

fotoinisiator 2% (Tabel 8).

4.6 Analisis spektrum FTIR

Pengukuran dengan instrumen FTIR dilakukan pada lapisan film yang

merupakan polimer berikatan silang yang diiradiasi sinar-UV dengan perbedaan

konsentrasi fotoinisiator.Analisis FTIR digunakan untuk mengetahui gugus-gugus

fungsi dan senyawa yang terdapat dalam lapisan permukaan.

4.6.1 Analisis FTIR lapisan dasar

Lapisan dasar adalah lapisan polimer yang terdiri dari resin poliester tak

jenuh (Yucalac 157) dan fotoinisiator (Darocur 1173). Adanya serapan gugus

karbonil pada 1738,20 cm-1

serta gugus OH dari alkohol (etilen glikol) pada

serapan 3525,64 cm-1

(Gambar 34) apabila digabungkan kemungkinan berasal dari

asam karboksilat atau ester. Hal ini dapat diperjelas dengan adanya gugus C-O yang

menyerap bilangan gelombang pada 1271,17 cm-1

. Adanya CH alifatik pada derah

2963,99 cm-1

dapat berasal dari gugus alkil yang berikatan dengan gugus karbonil,

sehingga dapat diperkirakan bahwa pada lapisan dasar adanya suatu senyawa ester.

Serapan yang menunjukkan senyawa ester adalah serapan pada panjang gelombang

67

1738,20 cm-1

dan serapan C-O pada daerah 1271,17 cm-1

. Hal ini juga diperjelas

oleh Sastrohamidjojo (1990), senyawa ester memberikan serapan C=O di daerah

1735 cm-1

dan serapan C-O pada daerah 1300-1000 cm-1

.

Gambar 34 Spektrum FTIR lapisan dasar.

Menurut Knuutinen and Kyllonen (2006) yang membandingkan poliester

tak jenuh komersial dengan poliester tak jenuh yang berasal dari objek komposit

seni, bahwa terdapat dua atau lebih sumber yang mengandung gugus cincin

aromatik di dalam resin poliester tak jenuh, biasanya berasal dari stirena dan asam

ftalat anhidrat (asam anhidrat) serapan pada panjang gelombang 1600 cm-1

dan

68

1450 cm-1

serta CH alifatik (stretching) dari gugus vinil yang berikatan silang pada

panjang gelombang 2985 cm-1

. Gambar 35 menunjukkan struktur molekul stiren

dan asam ftalat anhidrat.

Gambar 35 Struktur molekul stirena (a) dan asam ftalat anhidrat (b).

4.6.2 Analisis FTIR lapisan atas.

Analisis yang dilakukan pada lapisan atas didasarkan pada kecepatan

konveyor 1 m/menit dan 3 m/menit. Hal ini dilakukan untuk mengetahui gugus

fungsi yang terdapat pada lapisan polimer tersebut dengan kecepatan konveyor

yang berbeda.Gambar 36 menunjukkan struktur molekul poliester tak jenuh setelah

diiradiasi sinar-UV.

Nilai absorbansi pada kecepatan konveyor 1 m/menit lebih tinggi

dibandingkan dengan kecepatan konveyor 3 m/menit (Gambar 36).Dosis iradiasi

yang diserap oleh lapisan permukaan pada kecepatan konveyor 1 m/menit lebih

besar daripada 3 m/menit. Untuk menginterpretasikan spektrum FTIR, diawali

dengan menganalisis adanya gugus karbonil (gugus C=O) yang berasal dari

senyawa asam dan asam anhidrat memberikan serapan yang kuat dalam daerah

1820-1660 cm-1

(Knuutinen dan kyllonen 2006; Sastrohamidjojo, 1990). Adanya

gugus OH yang berasal dari senyawa alkohol memberikan puncak serapan yang

69

lebar (3650-3200 cm-1

) (Hermanto, 2008; Rahmat and Day, 2003) dibandingkan

NH yang memberikan puncak serapan yang lebih tajam pada panjang gelombang

3500-3300cm-1

.

Gambar 36 Spektrum FTIR pada lapisan atas dengan kecepatan konveyor

1 m/menit (LPR 03, merah) dan 3 m/menit (LPR 04, biru)

Adanya gugus C-O akan memberikan serapan dengan intensitas kuat di

daerah 1300-1000 cm-1

(Fessenden and Fessenden, 1982), sedangkan anhidrat

mempunyai 2 serapan C=O dekat 1810 dan 1760 cm-1

. Adanya ikatan rangkap dua

dan atau cincin aromatik, serapan lemah C=C dekat 1650 cm-1

(Knuutinen dan

70

Kyllonen, 2006) dan serapan-serapan dengan intensitas kuat dalam daerah

1650-1450 cm-1

sering menyatakan cincin aromatik. Analisis spektrum yang

terakhir adalah dengan melihat daerah CH; CH aromatik dan vinil.Serapan CH

alifatik pada lapisan atas sekitar 2969 cm-1

(Sastrohamidjojo, 1988). Adanya

serapan C=C yang berasal dari stiren atau anhidrat ftalat, kemungkinan bahwa

masih adanya oligomer yang masih tersisa, karena tidak bereaksi dengan radikal

bebas sehingga proses polimerisasi tidak terjadi dengan sempurna. Adanya senyawa

ester juga didukung oleh Sastrohamidjojo (1990), bahwa senyawa ester

mengandung gugus C=O di daerah 1735 cm-1

dan serapan C-O pada daerah 1300-

1000 cm-1

. Setelah dilakukan interpretasi spektrum FTIR dapat diketahui bahwa

pada lapisan atas terdapat adanya senyawa ester.

71

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut :

1. Teknik densifikasi yang telah dilakukan dapat meningkatkan sifat fisik kayu

randu, diantaranya densitas (0,23-0,28 g/cm3), warna (coklat), pengembangan

tebal (9,54%-178,21%) dan memiliki kesan raba halus. Sedangkan proses

pelapisan permukaan dengan radiasi sinar-UV dapat meningkatkan penampilan

sifat permukaan kayu randu (nilai warna, kilap, kekerasan permukaan, ketahanan

terhadap bahan kimia, pelarut dan noda).

2. Waktu yang diperlukan dan penekanan yang optimal pada kayu randu yaitu saat

mencapai pengurangan tebal 75% dengan waktu yang diperlukan 4 jam dan

tekanan 55 kg/cm2.

3. Kecepatan konveyor optimum yang dapat menghasilkan lapisan dengan sifat dan

penampilan yang baik adalah 2 m/menit. Lapisan polimer pada kecepatan

konveyor 1 m/menit memiliki adesi yang rendah dan mudah terlepas, sedangkan

lapisan polimer dengan kecepatan konveyor 3 m/menit memiliki lapisan yang

lengket dan menyusut.

4. Nilai kilap yang tertinggi pada kecepatan konveyor 1m/menit dan konsentrasi

fotoinisiator 2% yaitu 55,67%, sedangkan yang terendah pada kecepatan

konveyor 3m/menit dan konsentrasi fotoinisiator 1% yaitu 15,00%. Nilai warna

72

lapisan pada permukaan kayu randu lebih dominan terhadap warna putih (nilai

L). Kekerasan lapisan dengan Pendulum Hardness dengan nilai tertinggi pada

kecepatan konveyor 1 m/menit dan konsentrasi fotoinisiator 3% sebesar 50,67

detik dan terendah pada kecepatan konveyor 2 m/menit dan konsentrasi

fotoinisiator 1% yaitu 12,33 detik. Nilai kekerasan pensil tertinggi adalah H, dan

terendah B. Nilai adesi telah memenuhi syarat karena lebih dari 50% yang

tertinggal. Lapisan memiliki ketahanan terhadap bahan kimia kecuali terhadap

NaOH 10%, tetapi tidak tahan terhadap spidol warna merah, biru dan hitam.

5. Pada lapisan dasar terdapat beberapa gugus fungsi di antaranya gugus O-H pada

senyawa alkohol (3525,64 cm-1

), gugus C=O (1738,20 cm-1

), gugus C–O

(1271,71 cm-1

). Sedangkan pada lapisan atas dengan kecepatan konveyor 3

m/menit terdapat gugus OH pada senyawa alkohol (3425,66 cm-1

), gugus C=C

(1599,25 cm-1

), gugus karbonil (1734,08 cm-1

), gugus C-O (1274,65 cm-1

) dan

gugus CH alifatik (2967,53 cm-1

). Lapisan atas dengan kecepatan konveyor 1

m/menit terdapat gugus OH (3524,85 cm-1

), gugus C=C (1599,34 cm-1

), gugus

karbonil (1716,94 cm-1

), gugus C-O (1716,94 cm-1

) dan gugus CH alifatik

(2926,98 cm-1

),

6. Hasil penelitian sesuai dengan hipotesa bahwa semakin rendah jumlah radiasi

sinar–UV yang diterima lapisan, proses pemadatan menjadi kurang sempurna

sehingga mengakibatkan sifat fisik dan mekanik lapisan menurun.

5.2 Saran

1. Dalam penelitian ini hanya dilakukan variasi konsentrasi fotoinisiator dan

kecepatan konveyor. Perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan variasi

73

konsentrasi pigmen dan resin untuk mendapatkan sifat lapisan permukaan yang

lebih baik.

2. Dalam penelitian ini contoh uji yang digunakan adalah kayu randu. Perlu

dilakukan penelitian dengan contoh uji kayu lain yang memiliki tingkat densitas

rendah, seperti Sengon dan Agathis.

74

DAFTAR PUSTAKA

Allen, N.S., Goenadi, D.H., Oldring, P.K.T. and Salim, M.S. 1991.Chemistry And

Technology Of Uv & Eb Formulation For Coating, Inks & Paints. Sita.

London.

Amin, Y., dan W. Dwianto2006. Pengaruh Suhu dan Tekanan Uap Air terhadap

Fiksasi Kayu Kompresi dengan Menggunakan Close System Compression.J.

Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis. 4(2): 55-60.

Amran, M.B., 2004. Pengantar Metoda Kromatografi (Teori dan Besaran Dasar

Kromatografi). Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam.Institut Teknologi Bandung. Bandung.

[ASTM] American Standard of TestingAnd Material. 1984a. Annual Book of ASTM

Standard, Part 27. Philadelphia 06.01.ASTM (D1308-79)

[ASTM] American Standard of TestingAnd Material. 1984b. Annual Book of ASTM

Standard, Part 27. Philadelphia 06.01.ASTM (D2571-71)

[ASTM] American Standard of TestingAnd Material. 1984c. Annual Book of ASTM

Standard, Part 27.Philadelphia 06.01.ASTM (D532-80)

[BSN] Badan Standar Nasional. 1991. SNI. No. 01-2105-1991. Papan Partikel

Datar. Jakarta.

[BATAN] Badan Tenaga Atom Nasional. 1984. Radiation Curing of Surface

Coatings of Wood Products. Centre for The Application of Isotope and

Radiation. Jakarta: iii + 23 hlm.

[BATAN] Badan Tenaga Atom Nasional. 2007. Teknologi Polimerisasi Radiasi

Untuk Peningkatan Mutu Kayu.Jakarta.

Billmayer, W.F. 1961. Text Book of Polymer Chemistry. Interscience Publicer Inc.

New York: 263-268.

Blakey, R.R. and J.E. Hall. 1988. Titanium Dioxide. Pigment Handbook, Vol. 1.

Edited by: Pater A. Lewis., John Wiley., and Son Inc. Toronto.

Blomberg, J., B. Persson and U. Bexell. 2006. Effect of Semi-isostatic Densification

on Anatomi and Cell-shape Recovery on Soaking. Holzforschung 60.322-

331.

75

Buchner, W., K.H. Buchner., G. Winter and R. Sechliebs. 1989. Industrial

Inorganic Chemistry. V. C. H. Publisher. Weinheim Germany: 529.

Budi, A.S. dan Nani Husein. 2006. Serat Eksentrik Pada Kulit Kayu Marobamban.

J. Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis. 4(2): 39-43.

Canet, M.M and J.C. Mani. 1972. Photochemistry and Molecular Reactions. Israel

Program for Scientific Translations Ltd. Jerussalem: xii + 268 hlm.

Chang, C., Andrew Mar and Ann Tiefenthaler. 1987. Photoinitiator: Mechanism

and Application. Handbook of Coating Additives. Ed: Leonard D. Calbo.

Marcel Dekker Inc. New York: 8-9.

Danu, S. and Darsono. 2008a. Electron Beam Curing of Epoxy Acrylate Coatings

On Medium-Density Fiberboard. Radiation Processing Division, Center for

The Aplication of Isotopes and Radiation Technology. Jakarta. 8(2): 207-

214.

Danu, S., Darsono dan Marsongko. 2008b. UV-curing of titanium dioxide

pigmented epoxy acrylate coating on ceramic-tiles. Journal of the Ceramic

Society of Japan. Japan. 116 (8): 896-903.

Darsono dan S. Danu.2008c. Pelapisan Parket Blok Jati (Tectona Grandis

L.)Dengan Polimer Epoksi Akrilat Menggunakan Iradiasi Ultra Violet.J.

Sains Materi Indonesia.9(3): 230-235.

Danu, S., Darsono dan Anik Sunarni. 2006. Fabrication of Kenaf (Hibiscus

Cannabinus L) Woven Fabric Reinforced Marble Polyester Composites.

Majalah Polimer Indonesia.Bandung. 9(2): 35-42.

Danu, S., Agus Nurhadi., Rita Puspita dan Anik Sunarni., 2000a. Pelapisan

Permukaan Pelepah Batang Pisang Batu (Musa brachycarpa) Dengan

Radiasi Sinar-UV. Risalah Pertemuan Ilmiah Penelitian dan

Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi.PAIR-BATAN. Jakarta: 237-

245.

Danu, S., Darsono dan Anik Sunarni. 2000b. Pembuatan Komposit Marmer-

Poliester-Serat Tandan Sawit Dengan Iradiasi Sinar-ɣ Co-60. Prosiding

Seminar Nasional III Mapeki. Fakultas Kehutanan Universitas Winaya

Mukti. Jatinangor: 371-377.

Danu, S., Darsono dan Anik Sunarni.1999. Uji Produksi Pelapisan Kayu Sengon

(Paraserianthes falcataria) Dengan Radiasi Ultra-Violet.Risalah Pertemuan

Ilmiah Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop Dan Radiasi.PAIR-

BATAN. Jakarta: 277-283.

76

Danu, S., Y.S. Hadi, Novi Eka Putri dan Darsono. 1998. Surface Coating of

Kamper Wood (Dryobalanops spp.) Profiles Using Ultra-Violet

Radiation.Proc. of the Second International Wood Science Seminar. Jakarta.

Danu, S., Darsono dan Anik Sunarni.1996. Iradiasi Campuran Resin Epoksi Akrilat

Dan Resin Poliester Tak Jenuh Dengan Berkas Elektron.Prosiding

Pertemuan Ilmiah Sains Materi.Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN).

Tangerang: 277-283.

Darsono, S. Danu dan Anik Sunarni. 1998. Karakterisasi Film Epoksi Akrilat dan

Poliester Tak Jenuh Hasil Radiasi Berkas Elektron Pada Permukaan Parket

Kayu Kelapa. Prosiding Simposium Nasional Polimer II. Bogor.

Darwis, A. 2008.Fiksasi Kayu Agathis dan Gmelina Terpadatkan Pada Arah

Radial Serta Observasi Struktur Anatominya.Thesis.Institut Pertanian

Bogor. Bogor.

Day, R.A and A.L. Underwood.2002.Analisa Kimia Kuantitatif. Terj. L. Sopyan.

Ed. 6. Penerbit Erlangga. Jakarta: x + 682 hlm.

Dwianto, W. dan S.N. Marsoem.2008. Tinjauan Hasil-hasil Penelitian Faktor-faktor

Alam yang Mempengaruhi Sifat Fisik dan Mekanik Kayu Indonesia.J.

Tropical Wood Science and Technology. 6(2): 85-99.

Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S. 1982a. Kimia Organik. Terj. A.H.

Pudjaatmaka. Ed. 3.Jilid 1. Penerbit Erlangga. Jakarta: xvi + 590 hlm.

Fessenden, R.J. and Fessenden, J.S. 1982b. Kimia Organik. Terj. A.H.

Pudjaatmaka. Ed. 3.Jilid 2. Penerbit Erlangga. Jakarta: xvi + 525 hlm.

Fresca, T. 1987. UV Curing: The Process and The Equipment. Journal of Radiation

Curing.4.

Gatechair, R., Lislei and D. Tratzky. 1983. Photoinitiator: An Overview of

Mechanisme and Application. Journal of Radiation Curing: 4.

Hart, H., Leslie, E.C. and David, J. Hart. 2003. Kimia Organik; Suatu Kuliah

Singkat.Ed. 11. Terjemahan S.S. Achmadi. Erlangga. Jakarta: xxiii + 600

hlm.

Hendayana, S. 1994. Kimia Analitik Instrumen. Penerbit Erlangga. Jakarta

Herawati, E. 2005. Warna Alami Kayu. e-USU. Jurusan Kehutanan Fakultas

Pertanian Universitas Sumatera Utara. Sumatera Utara.

77

Herbone.1987. Metode Kimia Penuntun Cara Modern Menganalisis Tumbuhan.

Terbitan Kedua. ITB. Bandung.

Hermanto, S. 2008. Mengenal Lebih Jauh Teknik Analisa Kromatografi

danSpektrofotometri. Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah

Jakarta.

Heyne, K. 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia. Jilid III, cet. I. Diterjemahkan oleh

Badan Litbang Kehutanan. Jakarta: 1543-1544.

Holman, R. and P. Oldring. 1988. UV and EB Curing Formulation for Printing Inks

Coating & Paints. SITA Technology. England.

Inoue, M. and M. Norimoto. 1991. Wood Research and Technical Notes 27:

31-40.

Inoue, M., M. Norimoto., M. Tanahashi., R.M. Rowell. 1993. Wood and Fiber

Science 25(3): 224-235.

[ISO] International Organization for Standardization.1522-1973. 1973.Annual

Book of ISO Standard,Test Methods by Pendulum Hardness Rocker.

Iswanto, A.H. 2008. Struktur Anatomi Kayu Daun Lebar (Hardwoods) dan Kayu

Daun Jarum (Softwoods).Thesis. Departemen Kehutanan, Fakultas

Pertanian, Universitas Sumatera Utara.

[JIS] Japan Industrial Standard. 1972. Annual Book of JIS Standard. Test Methods

by Resistances Stain.JIS (K 5400).

[JIS] Japan Industrial Standard. 1972. Annual Book of JIS Standard. Test Methods

by Pencil Hardness.JIS(K 5401-70).

Kawai, S. and Sasaki. 1996. Steam Injection Compressing Technology. Proc. of the

First International Wood Science Seminar. Kyoto. Japan.

Khopkar, S.M. 1984. Konsep Dasar Kimia Analitik (terjemahan). Analytical

Laboratory Department of Chemistry Indian Institute of Technology

Bombay. Bombay.

Kircmoyr, R. and G.B. Rist. 1981. Photoinitiator for the UV Curing of Coating.

Fifth International Conference in Organic Coating Science and

Technology.Vol.3., edited by G.D Parfitt. A.V. Patsis. Technomic

Publishing Company Inc: 211-212.

Knuutinen, U. and P. Kyllonen. 2006. Two Case Studies of Unsaturated Polyester

Composite Art Material. e.Preservation Science. 3: 11-19.

78

Kosasih, A.S. 2007.Kapok (Ceiba pentandra (L) Gaertn) Sebagai Jenis Campuran

Pada Hutan Rakyat di Jawa. Pusat Litbang Hutan Tanaman. Bogor.

Lawson. K., 1993.UV/Eb Curing In North America 1993.Proceeding of Radtech

Asia. Tokyo.

Mandang, Y.I. dan I.K.N. Pandit.1997. Pedoman Identifikasi Jenis kayu di

Lapangan. Bogor. Yayasan P. ROSEA.

Morgans, W. M. 1990. Outlines of Paint Technology. Halsted Press. New York: 9.

Muin, M. dan A. Arif.2006. Keterawetan Kayu Tropis Dengan Proses Pengawetan

Menggunakan Karbondioksida Sebagai Pelarut Pembawa.J. Ilmu dan

Teknologi Kayu Tropis.4(2). Makassar: 66-7.

Murhofiq, S. 2000. Pengaruh Pemadatan Arah Radial Disertai Suhu Tinggi

Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanik Kayu agatis (Agathis loranthifolia

Salisb.) dan Sengon (Paraserianthes falcataria (L.) Nielsen). Skripsi.

Institut Pertanian Bogor. Bogor

Rahmat, A.R. and R.J. Day. 2003. Curing Characteristic of Unsaturated

Polyester/Aramid Reinforced Composite: Microwave vs. Thermal Energy.

Journal Teknologi; 39(A) Keluaran Khas. Malaysia: 83-96.

Rekso, G.T., Darsono, Anik Sunarni dan Mirzan T. Razzak. 1998. The

Combination Technique of Conventional and UV For Wood Surface

Coating. Proc. of the Second International Wood Science Seminar. Jakarta:

C154-C158.

Rosyid, A. 2008. Pelapisan Berwarna Pada Permukaan Papan Partikel Dengan

Polimer Uretan Akrilat Menggunakan Radiasi-UV. Tidak dipublikasikan.

Jurusan Kimia Universitas Islam Negeri Syarief Hidayatullah. Skripsi.

Jakarta.

Salazar, R. and Dorthe J. 2001.Informasi Singkat Benih Ceiba pentandra (L)

Gaertn. Direktorat Perbenihan Tanaman Hutan. Bandung.

Sastrohamidjojo, H. 1990. Spektroskopi Inframerah. Yogyakarta.

Seng, H.P. 1993. Test Methods For the Characterisation of UV and EB-cured

Printing Varnishes, Part 1. Betagamma 3.

Stamm, A.J. 1964. Wood and Cellulose Science. The Ronald Kempas Company:

343-358.

79

Stevens, M.P. 2007. Kimia Polimer. Cetakan 2. Terjemahan L. Sopyan. Pradnya

Pranita. Jakarta: xxi + 669 hlm.

Subyakto.dan W. Dwianto.2004.Sifat Ketahanan Api Lima Jenis Kayu dengan

Pelapisan Carbon Phenolik Spheres (CPS) Yang Diuji dengan Cone

Calorimeter. J. Ilmu dan Teknologi Kayu Tropis. 2(1): 46-50.

Sucipto, T. 2009. Struktur, Anatomi dan Identifikasi Jenis Kayu. Departemen

Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Sumatera Utara.

Sugiarto. 2009. Status dan Perkembangan Aplikasi Teknologi Radiasi Untuk

Pelapisan Permukaan Berbagai Produk Industri di Indonesia. Orasi

pengukuhan Profesor Riset Bidang Polimerisasi Radiasi.PAIR-BATAN.

Jakarta:iv + 52 hlm.

Suhariyono, G., Sugiarto Danu.dan Mondjo. 1998. Pelapisan Permukaan Kayu

Jeungjing (Paraserianthes Falcataria (L) Nielsen) Menggunakan Resin

Akrilat Dengan Teknik Radiasi.Risalah Pertemuan Ilmiah Penelitian dan

Pengembangan Aplikasi Isotop dan Radiasi.PAIR-BATAN. Jakarta.

Suharti, S. 1994. Pedoman Teknik Penanaman Pohon Kapok (Ceiba spp.).Informasi

Teknis No. 43/1994.Pusat Litbang Hutan dan Konservasi Alam. Bogor.

Wardhani, I.Y., Surjono, S., Yusuf, S.H. dan N. Nugroho.2006. Penampilan Kayu

Kelapa (Cocos nucifera Linn) Bagian Dalam Yang Dimampatkan. J. Ilmu

dan Teknologi Kayu Tropis Vol.4 No.2. Samarinda: 50-54.

80

Lampiran 1 Hasil pengukuran kayu randu sebelum dan sesudah penekanan sebagai

fungsi densitas dan persentase pengurangan tebal

81

Lampiran 2 Hasil pengukuran pada setiap sisi kayu randu menggunakan air

sebelum dilakukan uji perendaman.

No Pengurangan

Tebal

Tebal sisi (cm)

X1 X2 X3 X4

1 0

(blanko)

2.82 2.90 2.95 2.90 2.80 2.78 2.75 2.73 2.95 2.95 2.92 2.97 2.72 2.73 2.78 2.68 rata-rata 2.82 2.84 2.85 2.82

2 15%

2.20 2.30 2.15 2.08 2.20 2.27 2.15 2.25 2.18 2.37 2.25 2.20 2.15 2.37 2.27 2.22 rata-rata 2.18 2.33 2.21 2.19

3 30%

1.82 1.77 1.77 1.75 1.85 1.80 1.80 1.83 1.90 1.75 1.75 1.82 1.77 1.77 1.77 1.70 rata-rata 1.83 1.77 1.77 1.77

4 45%

1.57 1.45 1.92 1.63 1.65 1.60 2.08 1.82 1.68 1.85 1.57 1.65 1.97 1.58 1.45 1.80 rata-rata 1.72 1.62 1.75 1.72

5 60%

1.50 1.52 1.58 1.22 0.98 0.95 1.25 1.40 1.57 1.32 1.52 1.33 1.38 1.42 1.93 1.53 rata-rata 1.36 1.30 1.57 1.37

6 75%

0.82 1.10 1.23 0.72 0.97 0.73 0.87 1.10 1.28 0.77 0.80 1.17 0.83 0.75 1.27 1.10 rata-rata 0.97 0.84 1.04 1.02

Keterangan :

X1 = Tebal sudut tepi atas ,(cm)

X2 = Tebal sudut tepi kanan ,(cm)

X3 = Tebal sudut tepi bawah ,(cm)

X4 = Tebal sudut tepi kiri ,(cm)

82

Lampiran 3 Hasil pengukuran perendaman kayu randu selama 2 Jam

No Pengurangan

Tebal (%)

Ketebalan sisi (cm)

X1 X2 X3 X4

1 0

(blanko)

2.90 2.90 2.98 2.92

2.83 2.78 2.78 2.75

2.97 2.97 2.97 2.97

2.73 2.77 2.83 2.73

rata-rata 2.86 2.85 2.89 2.84

2 15%

2.47 2.42 2.27 2.57

2.43 2.43 2.25 2.52

2.47 2.75 2.53 2.47

2.52 2.78 2.62 2.55

rata-rata 2.47 2.60 2.42 2.53

3 30%

2.18 2.12 2.35 2.33

2.47 2.15 2.12 2.25

2.05 1.85 2.20 2.17

2.15 2.00 2.25 2.17

rata-rata 2.21 2.03 2.23 2.23

4 45%

2.30 2.08 2.73 2.50

2.27 2.13 2.82 2.65

2.65 2.00 2.37 2.48

2.70 2.00 2.08 2.50

rata-rata 2.48 2.05 2.50 2.53

5 60%

2.28 1.92 1.87 1.87

2.10 1.58 2.10 2.48

1.90 1.53 1.77 2.23

2.13 1.63 2.12 2.43

rata-rata 2.10 1.67 1.96 2.25

6 75%

1.12 1.53 1.63 0.90

2.02 1.33 1.68 2.45

2.33 1.02 1.27 2.30

1.60 1.03 2.20 1.98

rata-rata 1.77 1.23 1.70 1.91

Keterangan :

X1 = Tebal sudut tepi atas ,(cm)

X2 = Tebal sudut tepi kanan ,(cm)

X3 = Tebal sudut tepi bawah ,(cm)

X4 = Tebal sudut tepi kiri ,(cm)

83

Lampiran 4 Hasil pengukuran perendaman kayu randu selama 24 jam

No Pengurangan

Tebal (%)

Ketebalan sisi (cm)

X1 X2 X3 X4

1 0

(blanko)

2.90 2.90 3.00 2.98

2.82 2.80 2.82 2.80

3.00 3.00 3.00 3.00

2.73 2.82 2.82 2.82

rata-rata 2.86 2.88 2.91 2.90

2 15%

2.60 2.52 2.52 2.57

2.57 2.57 2.58 2.65

2.63 2.77 2.68 2.62

2.65 2.80 2.72 2.65

rata-rata 2.61 2.66 2.62 2.62

3 30%

2.27 2.30 2.52 2.47

2.53 2.23 2.23 2.38

2.53 2.17 2.32 2.50

2.28 2.12 2.37 2.30

rata-rata 2.40 2.20 2.36 2.41

4 45%

2.50 2.35 2.77 2.60

2.62 2.48 2.87 2.77

2.68 2.28 2.55 2.53

2.82 2.28 2.35 2.65

rata-rata 2.65 2.35 2.63 2.64

5 60%

2.47 2.07 2.10 2.10

2.45 2.38 2.20 2.57

2.10 2.07 2.53 2.32

2.32 2.27 2.42 2.47

rata-rata 2.33 2.20 2.31 2.36

6 75%

1.97 2.40 2.42 1.77

2.07 1.95 2.30 2.52

2.53 1.87 2.08 2.60

2.33 1.93 2.48 2.50

rata-rata 2.23 2.04 2.32 2.35

Keterangan :

X1 = Tebal sudut tepi atas ,(cm)

X2 = Tebal sudut tepi kanan ,(cm)

X3 = Tebal sudut tepi bawah ,(cm)

X4 = Tebal sudut tepi kiri ,(cm)

84

Lampiran 5 Persentase pengembangan tebal pada kayu randu.

No Pengurangan

Tebal (%)

Waktu perendaman

(jam)

Ketebalan sisi (cm)

X1 X2 X3 X4

1 0 (Blanko)

2 1.33 0.44 1.4 0.98

24 1.49 1.32 2.04 1.915

2 15% 2 13.17 11.56 9.54 12.445

24 19.68 14.4 19 18.065

3 30% 2 20.7 14.62 26.15 21.79

24 31.06 24.45 33.45 31.23

4 45% 2 44.45 26.79 42.45 40.15

24 54.59 2.349 50.12 40.01

5 60% 2 54.85 27.85 25.08 64.4

24 71.77 68.73 47.34 72.3

6 75% 2 81.23 46.54 62.74 87.06

24 178.21 143.14 122.74 130

Keterangan :

X1 = Tebal sudut tepi atas ,(cm)

X2 = Tebal sudut tepi kanan ,(cm)

X3 = Tebal sudut tepi bawah ,(cm)

X4 = Tebal sudut tepi kiri ,(cm)

85

Lampiran 6 Hasil pengukuran kilap permukaan kayu randu

Pengurangan

Tebal (%)

Fotoinisiator

(%)

Kecepatan

konveyor

(m/menit)

Ulangan Rata-rata

(%) 1

(%)

2

(%)

3

(%)

0

1

1 30.5 29.5 31 30.33

2 37 39 38 38.00

3 27 31 29 29.00

2

1 54 56 57 55.67

2 36.5 37 39 37.50

3 41 39.5 41 40.50

3

1 50 53 55 52.67

2 37.5 37 38 37.50

3 51 54 53 52.67

30

1

1 31 30 31 30.67

2 17 20 16.5 17.83

3 16 14 15 15.00

2

1 28.5 26.5 26 27.00

2 37.5 33.5 34 35.00

3 31 27 30.5 29.50

3

1 42.5 43 54 46.50

2 55 52 50 52.33

3 38.5 35.5 40.5 38.17

75

1

1 26 24 23.5 24.50

2 15 19.5 15 16.50

3 17 16.5 15 16.17

2

1 40 41 40.5 40.50

2 23.5 23 26 24.17

3 19 15.5 18 17.50

3

1 44 42 43 43.00

2 28.5 29 27 28.17

3 32 31 37 33.33

86

Lampiran 7 Hasil pengukuran nilai warna permukaan kayu randu

Pengurangan

Tebal (%)

Fotoinisiator

(%) Nilai warna

Kecepatan konveyor

(m / menit)

1 2 3

0

1

L 74.20 79.53 73.97

a 1.40 1.50 2.50

b 6.43 8.23 9.10

2

L 66.10 72.57 63.93

a 2.30 3.27 2.80

b 14.30 13.63 13.63

3

L 65.49 53.10 61.63

a 2,57 1.90 3.53

b 12.47 6.37 14.07

30

1

L 69.03 71.47 71.67

a 0.77 1.43 1.33

b 4.80 6.70 6.00

2

L 55.67 61.27 78.73

a 4.63 2.40 1.53

b 13.40 13.87 12.13

3

L 72.60 66.47 64.93

a 1.87 3.57 2.20

b 1.30 15.17 13.02

75

1

L 73.16 65.80 66.57

a 20.33 1.97 1.53

b 9.30 6.80 5.10

2

L 67.07 58.17 58.13

a 2.03 2.40 3.43

b 35.87 8.93 12.07

3

L 67.40 59.23 59.13

a 2.00 4.03 2.47

b 9.63 11.16 6.93

Keterangan :

L = Warna putih (100) hingga hitam (0)

a = Warna merah (100) hingga hijau (0)

b = Warna kuning (100) hingga biru (0)

87

Lampiran 8 Hasil pengukuran kekerasan pendulum lapisan permukaan kayu randu

Pengurangan

Tebal (%)

Fotoinisiator

(%)

Kecepatan

konveyor

(m/menit)

Ulangan Rata-rata

(detik) 1

(detik)

2

(detik)

3

(detik)

0

1

1 14 24 17 18.33

2 17 23 14 18.00

3 25 27 29 27.00

2

1 25 28 29 27.33

2 27 23 24 24.67

3 30 45 38 37.67

3

1 50 48 54 50.67

2 34 38 26 32.67

3 31 36 36 34.33

30

1

1 27 33 33 31.00

2 13 12 12 12.33

3 29 29 28 28.67

2

1 23 26 27 25.33

2 28 27 24 26.33

3 17 18 18 17.67

3

1 26 30 30 28.67

2 33 30 34 32.33

3 22 26 27 25.00

75

1

1 20 23 28 23.67

2 31 22 29 27.33

3 33 35 32 33.33

2

1 27 31 28 28.67

2 26 40 24 30.00

3 15 13 17 15.00

3

1 31 40 44 38.33

2 23 23 18 21.33

3 26 23 26 25.00

88

Lampiran 9 Hasil pengukuran kekerasan pensil lapisan permukaan kayu randu

Pengurangan

Tebal (%)

Fotoinisiator

(%)

Kecepatan

konveyor

(m/menit)

Kekerasan pensil

3B 2B B HB F H H2

0

1

1 + + + - - - -

2 + + + + - - -

3 + + + + - - -

2

1 + + + - - - -

2 + + + + - - -

3 + + + + - - -

3

1 + + + + + + -

2 + + + + - - -

3 + + + - - - -

30

1

1 + + + - - - -

2 + + - - - - -

3 + + + - - - -

2

1 + + + - - - -

2 + + + - - - -

3 + + - - - - -

3

1 + + + + - - -

2 + + - - - - -

3 + + + - - - -

75

1

1 + + + - - - -

2 + + + + - - -

3 + + + + + - -

2

1 + + + + - - -

2 + + + + - - -

3 + + + - - - -

3

1 + + + + + - -

2 + + + + - - -

3 + + + + - - -

Keterangan :

- = tergores

+ = tidak tergores

89

Lampiran 10 Hasil pengukuran nilai adesi lapisan pada permukaan kayu randu

dengan metode Cross-Cut (%)

Pengurangan Tebal

(%)

Fotoinisiator

(%)

Kecepatan

konveyor

(m/menit)

Ulangan Rata-rata

(%) 1

(%)

2

(%)

3

(%)

0

1

1 80 84 89 84.33

2 92 93 98 94.33

3 74 92 84 83.33

2

1 100 99 97 98.67

2 95 94 93 94.00

3 33 43 65 47.00

3

1 83 93 84 86.67

2 89 98 75 87.33

3 58 90 80 76.00

30

1

1 78 86 94 86.00

2 35 45 83 54.33

3 92 81 92 88.33

2

1 94 89 91 91.33

2 83 77 86 82.00

3 82 75 90 82.33

3

1 96 97 99 97.33

2 76 76 95 82.33

3 38 93 24 52.00

75

1

1 81 78 90 83.00

2 90 89 88 89.00

3 83 89 78 83.33

2

1 72 93 93 86.00

2 66 51 72 63.00

3 84 98 79 87.00

3

1 69 93 79 80.33

2 99 81 95 91.67

3 97 56 85 79.33

90

Lampiran 11 Hasil pengujian ketahanan lapisan terhadap bahan kimia dan

noda pada persentase pengurangan tebal 0%

91

Lampiran 12 Hasil pengujian ketahanan lapisan terhadap bahan kimia dan

noda pada persentase pengurangan tebal 30%

92

Lampiran 13 Hasil pengujian ketahanan lapisan terhadap bahan kimia dan

noda pada persentase pengurangan tebal 75%

93