Teori Perekatan

26 Oct

Catatan Kuliah Perekatan Kayu

Teori Perekatan

Teori Perekatan Mekanik: terbentuk karena meresapnya perekat ke dalam rongga sel kayu membentuk akar-akar perekat sehingga menimbulkan gaya pencengkeraman (interlocking forces).

Syarat pembuatan perekatan (kayu) berdasarkan teori perekatan mekanis:

–          Bahan direkat bersifat porus, yang dihitung berdasarkan persen berat jenis masa kayu.

–          Bila kayu memiliki berat jenis tinggi, maka porositasnya rendah.

–          Perekat yang digunakan merupakan perekat cair atau dicairkan agar dapat masuk dalam volume void (rongga) dalam kayu dan membentuk tendril (akar perekat).

Teori perekatan mekanik (mechanical adhesion) tidak dapat menerangkan perekatan pada benda yang tidak berongga (ex: kaca) karena tidak mampu membuat tendril. Perekatan benda tidak berongga dijelaskan dengan teori perekatan spesifik.

Teori Perekatan Spesifik: timbul karena adanya gaya tarik-menarik antara atom atau molekul perekat dan permukaan bahan yang direkat.

Kayu tersusun atas atom C, H, dan O, serta memiliki sifat hidrofilik atau higroskopis.

Air memiliki dua kutub (dipol) dan memiliki ikatan hidrogen.

Dengan teori atom, kayu dapat direkat dengan ikatan hidrogen, sehingga teori perekatan spesifik dapat menjelaskan perekatan benda-benda yang tidak porus. Perekatan spesifik ditentukan oleh kesesuaian molekul perekat dengan bahan direkat (adheren).

Contoh perekat yang berbasis air: amilum, urea formaldehida, fenol formaldehida.

Perekatan dengan perekat berbasis air memiliki kelemahan, yaitu akan merusak kayu, sehingga untuk mengatasinya, kayu dapat dibuat hidrofobik dengan dicampur plastik (biokomposit).

Contoh bahan perekat: perekat tulang, kulit, amilum, kedelai, ikan, susu, darah, cangkang udang/kepiting (chitosan).

Teori 5 Rantai Gaya Perekatan: perekatan sebagai sistem artinya rangkaian atau keterkaitan antar elemen dalam membentuk sinergi yang membentuk sifat holistik. Teori 5 rantai gaya perekatan merupakan 5 gaya adhesi dan kohesi yang saling terkait.

Perekatan membentuk suatu sistem yang terdiri dari 5 buah gaya ikatan berbeda satu sama lain yang berasosiasi bersama membentuk suatu ikatan antara garis perekat dengan bahan direkat.

Gaya sistem ditentukan oleh gaya yang paling lemah. Gaya yang paling lemah akan rusak lebih dulu.

5 rantai gaya perekatan:

  1. Bahan direkat A
  2. Rekatan A
  3. Perekat
  4. Rekatan B
  5. Bahan direkat B

Keterangan:

1 & 5: gaya kohesi substrat kayu untuk menjaga bentuk fisik kayu

2 & 4: gaya adhesi antara molekul kayu di permukaan dengan molekul perekat dalam menjaga keutuhan ikatan antara kedua bahan.

3: gaya kohesi antara molekul perekat menjaga garis perekat tetap utuh.

Gaya kohesi: gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul yang sejenis

Gaya adhesi: gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar molekul yang tidak sejenis.

Perbandingan 3 teori perekatan

–          Mekanik: gaya ditentukan oleh kuat cengkeraman.

–          Spesifik: gaya ditentukan oleh kuat adhesi.

–          Spesifik & mekanik: sinergi dua teori mekanik dan spesifik, teori mekanik berperan penting untuk memperluas bidang sentuh perekatan antar barang yang direkat.

–          5 rantai perekatan: gaya yang terlemah sebagai penentu kekuatan sistem.

Teori perekatan digunakan untuk analisis perekatan.

Analisis sampel uji perekatan ditinjau melalui aspek ekonomi dan aspek tolok ukur uji perekatan.

–          Aspek ekonomi: ekonomi perekat => ilmu untuk menghitung efisiensi biaya perekatan

–          Tolok ukur uji perekatan:

  • Uji rekatan: MPa, dll.
  • Persen kerusakan kayu: wood failure (perbandingan total luas kerusakan kayu terhadap total luas perekatan)
  • Uji delaminasi
  • Cacat perekatan (kondisi yang membuat kekuatan rekat menurun, ex: kurang perekat, dll)
  • Uji emisi formaldehida

Contoh perekatan pada bidang (x) kayu: butt joint

–          Luas bidang perekatan yang masuk dalam pori kayu= 2πRL

–          Volume perekat yang masuk dalam pori kayu=∑_(i=1)^n [πR_n^2 L_n]

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: