PENGARUH JENIS KERTAS, KOMPOSISI SEKAM DAN

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH JENIS KERTAS, KOMPOSISI SEKAM DAN JUMLAH PEREKAT PVAC TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT CORE BERKEMAMPUAN SERAP BUNYI BERBAHAN DASAR KERTAS-SEKAM

Skripsi

BAYU ERIAN WIDYANTARA I 0306025

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2010


digilib.uns.ac.id

PENGARUH JENIS KERTAS, KOMPOSISI SEKAM DAN JUMLAH PEREKAT PVAC TERHADAP KEKUATAN IMPAK KOMPOSIT CORE BERKEMAMPUAN SERAP BUNYI BERBAHAN DASAR KERTAS-SEKAM

Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

BAYU ERIAN WIDYANTARA I 0306025

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2010


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

I

LEMBAR PENGESAHAN

ii

LEMBAR VALIDASI

iii

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH

iv

SURAT PERNYATAAN PUBLISITAS KARYA ILMIAH

v

KATA PENGANTAR

vi

ABSTRAK

viii

ABSTRACT

ix

DAFTAR ISI

x

DAFTAR TABEL

xv

DAFTAR GAMBAR

xvii

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

I-1

1.2 PERUMUSAN MASALAH

I-3

1.3 TUJUAN PENELITIAN

I-4

1.4 MANFAAT PENELITIAN

I-4

1.5 BATASAN MASALAH

I-4

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

I-4

TINJAUAN PUSTAKA II-1

2.1 DASAR TEORI 2.1.1 Komposit

II-1

2.1.2 Komposit Sandwich

II-4

2.1.3 Komponen Penyusun Komposit

II-6

2.1.4 Ikatan Komposit

II-8

2.1.5 Kualitas Komposit

II-9

2.1.6 Fraksi Berat Komposit

II-10

2.1.7 Pengujian Impak commit to user 2.1.8 Pengujian Serap Bunyi

II-11

x

II-14


digilib.uns.ac.id

2.1.9 Desain Eksperimen

II-17

2.2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB III

II-30

METODE PENELITIAN 3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN 3.2 TAHAP

PERENCANAAN

DAN

III-3

PERANCANGAN

PENELITIAN

III-3

3.2.1 Orientasi Penelitian

III-3

3.2.2 Perancangan Eksperimen

III-3

3.3 TAHAP PEMBUATAN SPESIMEN 3.3.1 Alat dan Bahan

III-8 III-8

3.3.2 Langkah pembuatan spesimen uji impak charpy dan serap bunyi

III-11

3.4 PENGUMPULAN DATA

III-13

3.4.1 Uji Impak

III-13

3.4.2 Uji Serap Bunyi

III-13

3.5 PENGOLAHAN DATA

III-14

3.5.1 Uji Asumsi

III-14

3.5.2 Uji Anova Factorial Experiment

III-18

3.5.3 Uji Pembanding Ganda menggunakan Student Newman-Keuls(SNK)

BAB IV

III-21

3.6 ANALISIS

III-22

3.7 KESIMPULAN DAN SARAN

III-22

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 PENGUMPULAN DATA

IV-1

4.2 PENGOLAHAN DATA

IV-2

4.2.1 Uji Asumsi Dasar

IV-4

4.2.2 Uji Anova

IV-16

4.2.3 Uji Pembanding Ganda

IV-23

4.3 PEMILIHAN SPESIMEN BERDASARKAN NILAI KEKUATAN IMPAK commit to user

xi

IV-27


digilib.uns.ac.id

4.4 PENGUJIAN SERAP BUNYI

BAB V

IV-27

ANALISIS HASIL 5.1 ANALISIS SPESIMEN KOMPOSIT KERTAS-SEKAM

V-1

5.1.1 Analisis Bahan Komposit Kertas-Sekam

V-1

5.1.2 Analisa Proses Pembuatan Komposit Kertas-Sekam

V-3

5.2 ANALISIS HASIL PENGUJIAN IMPAK

V-5

5.2.1 Analisa Nilai Kekuatan Impak

V-5

5.2.2 Pengaruh Faktor Jenis Kertas Terhadap Nilai

V-10

Kekuatan Impak Komposit Kertas-Sekam 5.2.3 Pengaruh Faktor Komposisi Sekam Terhadap Nilai

V-11

Kekuatan Impak Komposit Kertas-Sekam 5.2.4 Pengaruh Faktor Jumlah Perekat Terhadap Nilai

V-12

Kekuatan Impak Komposit 5.2.5 Interaksi Faktor Jenis Kertas dengan Komposisi

V-13

Sekam 5.2.6 Interaksi Faktor Jenis Kertas dengan Jumlah Perekat

V-14

5.2.7 Interaksi Faktor Komposisi Sekam dengan Jumlah Perekat

V-14

5.2.8 Interaksi Faktor Jenis Kertas, Komposisi Sekam dan Jumlah Perekat

V-15

5.3 ANALISIS HASIL PENGUJIAN SERAP BUNYI

BAB VI

V-17

KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 KESIMPULAN

VI-1

6.2 SARAN

VI-2

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.

Kandungan kimia sekam padi dan partikel kayu

Tabel 2.2.

Kelas koefisien absorpsi

II-15

Tabel 2.3.

Material Akustik Komersial

II-17

Tabel 2.4.

Skema umum daftar analisis ragam uji homogenitas

II-22

Tabel 2.5.

Skema umum data sampel eksperimen faktorial menggunakan 3 faktor dan dengan n observasi tiap sel

Tabel 2.6.

II-8

II-25

Anova eksperimen faktorial 3 faktor desain acak sempurna

II-27

Tabel 2.7.

Riset yang sedang dilakukan

II-32

Tabel 3.1.

Factorial experiment completely randomized design 2x3x3

Tabel 3.2.

III-6

Urutan eksperimen factorial experiment completely randomized design 2x3x3

III-7

Tabel 3.3.

Skema daftar analisis ragam uji homogenitas

III-16

Tabel 3.4.

Skema data sampel eksperimen faktorial 2x3x3 dengan 5 observasi tiap sel

III-19

Tabel 3.5.

Anova eksperimen faktorial 2x3x3 desain acak sempurna

III-21

Tabel 4.1.

Data luas penampang spesimen (mm2)

IV-1

Tabel 4.2.

Data uji impak sudut pendulum setelah mengenai spesimen (β)

IV-2

Tabel 4.3.

Data nilai kekuatan impak spesimen (J/mm2)

IV-4

Tabel 4.4.

Perhitungan manual uji normalitas untuk perlakuan a1b1c1

IV-5

Tabel 4.5.

Perhitungan uji normalitas dengan SPSS

IV-6

Tabel 4.6.

Rekapitulasi hasil uji normalitas dengan uji lilliefors

IV-8

Tabel 4.7.

Nilai kekuatan impak dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam

Tabel 4.8.

IV-9

Selisih absolut data nilai kekuatan impak dengan rata-ratanya dikelompokkan berdasarkan komposisi commit to user

xv


digilib.uns.ac.id

sekam Tabel 4.9.

IV-10

Kuadrat selisih absolut data nilai kekuatan impak dengan rata-ratanya dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam

Tabel 4.10.

IV-11

Hasil uji homogenitas data nilai kekuatan impak, dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam

IV-12

Tabel 4.11.

Perhitungan uji homogenitas dengan SPSS

IV-12

Tabel 4.12.

Hasil uji homogenitas data nilai kekuatan impak, dikelompokkan berdasarkan jenis kertas

Tabel 4.13.

IV-13

Hasil uji homogenitas data nilai kekuatan impak, dikelompokkan berdasarkan jumlah perekat

IV-13

Tabel 4.14.

Residual data nilai kekuatan impak

IV-14

Tabel 4.15.

Anova untuk nilai kekuatan impak

IV-18

Tabel 4.16.

Hasil perhitungan anova nilai kekuatan impak

IV-21

Tabel 4.17.

Hasil perhitungan SPSS anova nilai kekuatan impak

IV-21

Tabel 4.18.

Rata-rata nilai kekuatan impak eksperimen dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam

Tabel 4.19.

Tabel 4.20.

IV-24

Rata-rata nilai kekuatan impak eksperimen dikelompokkan berdasarkan jumlah perekat

IV-25

Nilai serap bunyi

IV-27

commit to user

xvi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Pembagian kelas material

II-2

Gambar 2.2. Komposit serat

II-3

Gambar 2.3. Komposit laminat

II-4

Gambar 2.4. Komposit partikel

II-4

Gambar 2.5. Struktur komposit sandwich

II-5

Gambar 2.6. Komposit sandwich berbentuk honeycomb

II-6

Gambar 2.7. Ikatan pada komposit

II-9

Gambar 2.8. Dimensi spesimen uji impak, peletakan spesimen uji impak dan mekanisme pengujian impak

II-12

Gambar 2.9. Patahan ulet, patahan cukup ulet dan patahan rapuh

II-13

Gambar 2.10. Mekanisme pengujian serap bunyi

II-16

Gambar 3.1. Metode penelitian

III-2

Gambar 3.2. Cetakan

III-9

Gambar 3.3. Timbangan digital

III-9

Gambar 3.4. Mesin crushing

III-9

Gambar 3.5. Alat press

III-10

Gambar 3.6. Moisture analyzer

III-10

Gambar 3.7. Alat uji impak charpy

III-10

Gambar 3.8. Seperangkat alat uji serap bunyi

III-11

Gambar 3.9. Dimensi spesimen uji impak (mm)

III-12

Gambar 3.10. Dimensi spesimen uji serap bunyi (mm)

III-13

Gambar 4.1 Normal probability plot

IV-7

Gambar 4.2 Plot residual data nilai kekuatan impak

IV-15

Gambar 5.1

Penampang patahan uji impak

V-6

Gambar 5.2

Perbandingan kekuatan impak komposit kertas-sekam dengan komposit lain

Gambar 5.3

V-8

Perbandingan kekuatan impak komposit kertas-sekam dengan produk papan serat di pasaran

V-9

Gambar 5.4

Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jenis kertas

V-10

Gambar 5.5

commit user Grafik nilai kekuatan impaktoberdasarkan komposisi sekam

V-11

xvii


digilib.uns.ac.id

Gambar 5.6

Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jumlah perekat

Gambar 5.7

Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam dan jenis kertas

Gambar 5.8

V-13

Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jenis kertas dan jumlah perekat

Gambar 5.9

V-12

V-14

Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam dan jumlah perekat

V-15

Gambar 5.10 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam dan jumlah perekat

V-16

Gambar 5.11 Grafik nilai koefisien serap bunyi komposit kertas-sekam dibandingkan beberapa material akustik komersial lainnya

V-18

commit to user

xviii


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN Bab ini menguraikan latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian , manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. 1.1

LATAR BELAKANG Menurut Pemerintah Indonesia perkiraan kapasitas produksi kayu tahunan

Indonesia mencapai 63 juta meter kubik, sangat jauh dari jumlah produksi kayu nasional yang resmi sebesar 5,7 juta meter kubik, artinya akan ada kekurangan sebesar 57,3 juta meter kubik kayu (Williams, 2004). Laju pengurangan hutan alam di Indonesia pada tahun 1997-2000 adalah 2,84 juta Ha per tahun (Hakim, 2006). Kebutuhan masyarakat pada kayu sangat besar padahal kapasitas produksi kayu masih kurang, maka diperlukan bahan altematif untuk mengurangi ketergantungan terhadap kayu. Salah satu cara menutupi kekurangan dari produksi kayu adalah mencari bahan penggantinya. Komposit serat alam merupakan salah satu alternatif yang pootensial, karena biaya bahan baku yang murah dan ramah lingkungan. Diantara sejumlah sumber serat alam, limbah kertas merupakan sumber

yang

ketersediaannya melimpah. Kertas mengandung serat selulosa yang mempunyai beberapa kelebihan yaitu tidak mengandung asbestos, serat berbahaya ataupun kimia berbahaya lainnya dan tidak menimbulkan iritasi. Pada tahun 2003 konsumsi kertas mencapai 5,31 juta ton, tahun 2004 kebutuhan konsumsi kertas mencapai 5,40 juta ton, tahun 2005 konsumsi kertas mencapai 5,61 juta ton (pusgrafin.go.id, 2009). Banyaknya jumlah konsumsi kertas tersebut akan membuka peluang untuk pengolahan sampah kertas bekas menjadi bahan yang lebih bernilai. Selain penggunaan kertas bekas sebagai bahan alternatif, sekam padi juga mempunyai potensi sebagai bahan pembuat komposit karena mempunyai keunggulan seperti kemampuan menahan kelembaban, tidak mudah terbakar, tidak mudah berjamur, tidak berbau dan memiliki kemampuan menyerap bunyi (Murdiyono, 2009). Jumlah sekam padi di Indonesia juga melimpah, commit to user

I-1


digilib.uns.ac.id

menurut data biro pusat statistik tahun 2008 produksi padi di Indonesia berjumlah sekitar 55 juta ton. Sekitar 20 % dari bobot padi adalah sekam padi (Hara, 1986). Untuk menjadi sebuah komposit, kertas dan sekam memerlukan bahan lain yang berfungsi sebagai matriks atau pengikat. Polivinil asetat (PVAc) atau dapat disebut juga lem putih yang digunakan sebagai lem kayu digunakan sebagai pengikat untuk bahan-bahan berpori, khususnya kayu misalnya dalam industri kayu lapis dan pengerjaan furniture. Bahkan PVAc juga sering dijumpai di tempat fotokopi yang dgunakan saat menjilid buku. PVAc mempunyai banyak kelebihan diantaranya mudah didapat, serba guna dan peka terhadap tekanan (Hamzah, 2004). Melihat bahan-bahan penyusun komposit yang ringan dan matriks yang digunakan berupa perekat PVAc dimana daya ikatnya lebih rendah daripada resin, komposit ini akan diproyeksikan sebagai sebuah core dalam komposit sandwich. Komposit sandwich terdiri dari bagian skin atau lapisan luar dan bagian core komposit. Komposit sandwich merupakan jenis komposit yang sangat cocok sebagai sebuah bahan konstruksi karena ringan dan memiliki kekuatan yang relatif tinggi. Core dalam sebuah komposit merupakan suatu bagian yang dominan dalam penyerapan energi, baik energi yang datang secara tiba-tiba (energi impak) maupun energi berupa bunyi. Dalam pengaplikasiannya, core komposit ini diperuntukkan sebagai sebuah panel yang bisa berupa furniture, pintu, jendela dan sekat ruangan dengan dilapisi bahan lain sebagai skin. Pengujian impak diperlukan agar komposit tersebut dapat tetap kokoh saat terjadi sebuah benturan dan pengujian serap bunyi dilakukan untuk mengetahui kemampuan komposit dalam menyerap bunyi yang datang. Kemampuan serap bunyi komposit ini merupakan sebuah nilai tambah apabila panel tersebut dijadikan sebuah sekat ruangan, karena kekuatan mekanik berupa uji impaklah yang menjadi prioritas dimana komposit tersebut ditujukan sebagai sebuah bahan konstruksi. Oleh karena itu pengujian serap bunyi tidak dilakukan pada keseluruhan spesimen, tetapi hanya pada komposit dengan nilai kekuatan impak tertinggi. Pada penelitian mengenai komposit ada beberapa faktor yang diteliti untuk commit user komposit seperti jenis bahan, mengetahui pengaruhnya terhadap nilai to kekuatan

I-2


digilib.uns.ac.id

komposisi bahan, serta jumlah perekat yang digunakan. Berkaitan dengan bahan yang digunakan berupa kertas, sekam dan perekat PVAc sebagai bahan penyusun komposit, maka faktor- faktor jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat PVAc yang akan dijadikan faktor penelitian pada eksperimen pengujian kekuatan komposit. Faktor jenis kertas berdasarkan penelitian Grigoriu (2003) yang menguji papan panel yang terbuat dari tiga buah jenis kertas dan jumlah resin. Faktor jumlah perekat PVAc berdasarkan penelitian Ganguly (2009) yang menggunakan perekat PVAc berjumlah 6%, 9% dan 12% serta memperhatikan kandungan minyak dari rumput alang-alang pembuat komposit. Faktor komposisi sekam berdasarkan penelitian Yang dkk (2004), mengenai komposisi sekam, temperatur pengujian dan kecepatan pengadukan. Berdasarkan uraian yang telah disampaikan, penelitian dengan desain eksperimen diperlukan untuk mengetahui apakah faktor jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat berpengaruh terhadap kekuatan impak komposit core serap bunyi berbahan dasar limbah kertas dan sekam padi, serta apabila mempunyai pengaruh, dapat diketahui seberapa besar pengaruhnya. Dengan mengkombinasikan faktor-faktor tersebut, diharapkan dapat diketahui seberapa besar kekuatan impak komposit maksimum yang mampu dihasilkan. Informasi yang diperoleh

dari

penelitian

ini

diharapkan

dapat

bermanfaat

bagi

pengembangan penelitian selanjutnya.

1.2

PERUMUSAN MASALAH Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah: Bagaimana pengaruh antara jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat

PVAc terhadap kekuatan impak komposit serap bunyi berbahan dasar kertassekam serta bagaimana pengaruh interaksi faktor-faktor tersebut terhadap kekuatan impak komposit core serap bunyi ini.

1.3

1.

TUJUAN PENELITIAN Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini, yaitu: commit to usersekam dan jumlah perekat PVAc Mengkaji pengaruh jenis kertas, komposisi

I-3


digilib.uns.ac.id

terhadap nilai kekuatan impak komposit core serap bunyi berbahan dasar kertas-sekam. 2.

Mengkaji interaksi pengaruh jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat PVAc terhadap nilai kekuatan impak komposit core serap bunyi berbahan dasar kertas-sekam.

3.

Mengetahui kombinasi level-level faktor yang memberikan hasil kekuatan impak terbesar.

1.4

MANFAAT PENELITIAN Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Memberikan rekomendasi komposisi bahan dan perekat yang dapat menghasilkan kekuatan impak yang tinggi. 2. Memberikan alternatif bahan baku berkekuatan impak tinggi tetapi juga mempunyai kemampuan untuk menyerap bunyi. 3. Memberikan nilai tambah sampah berupa kertas bekas dan sekam padi menjadi sesuatu yang lebih bermanfaat.

1.5

BATASAN MASALAH

1. Bahan Limbah kertas bekas yang digunakan adalah kertas koran dan kertas HVS. 2. Komposisi sekam ialah 10%,15% dan 20% di dalam bagian berat kertassekam. 3. Komposisi perekat PVAc ialah 6% , 9% dan 12% dari total berat kertas-sekam.

1.6

SISTEMATIKA PENULISAN Penulisan penelitian dalam laporan tugas akhir ini mengikuti uraian yang

diberikan pads setiap bab yang berurutan untuk mempermudah pembahasannya. Dari pokok-pokok permasalahan dapat dibagi menjadi enam bab seperti dijelaskan, di bawah ini. BAB I PENDAHULUAN commit to latar user belakang penelitian, identifikasi Menguraikan berbagai hal mengenai

I-4


digilib.uns.ac.id

masalah, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. Uraian bab ini dimaksudkan untuk menjelaskan latar belakang penelitian sehingga dapat memberi masukan sesuai dengan tujuan penelitian dengan batasan-batasan, serta menjelaskan manfaat dari penelitian BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi mengenai landasan teori yang mendukung dan terkait langsung dengan penelitian yang akan dilakukan dari buku, jurnal penelitian, dan sumber literatur lain, serta berisi studi pustaka terhadap penelitian terdahulu. BAB III METODE PENELITIAN Bab ini berisi tentang uraian kerangka berpikir dan langkah-langkah penelitian yang dilakukan meliputi kerangka penelitian, waktu dan tempat penelitian, alat dan bahan, perancangan penelitian, pengolahan data, analisis dan kesimpulan. BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Bab ini menyajikan pelaksanaan pengumpulan data, pengolahan data berdasarkan teori dan data yang didapat dari pengujian. BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Bab ini membahas tentang analisis dari output yang didapatkan dan interpretasi hasil penelitian. BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menguraikan target pencapaian dari tujuan penelitian dan simpulan-simpulan yang diperoleh dari pembahasan bab-bab sebelumnya. Bab juga menguraikan saran dan masukan bagi kelanjutan penelitian yang telah dilakukan dan masukan bagi penanggung jawab dari tempat penelitian.

commit to user

I-5


digilib.uns.ac.id

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. LANDASAN TEORI 2.1.1 Komposit Struktur material yang biasa didalam bidang engineering dapat dibagi menjadi empat kategori, yaitu logam, polimer, keramik, dan komposit. Diantara definisi tentang material komposit, yang paling umum adalah: "Komposit merupakan material gabungan yang dibuat melalui penyusunan secara sintetik dua atau lebih komponen yaitu, suatu bahan pengisi (filler) atau semacam senyawa penguat tertentu dan bahan pengikatnya (yang umumnya ada dalam jumlah dominan/matrik), yang dinamakan resin untuk mendapatkan karakteristik dan sifat-sifat tertentu" (Jang, 1994). Komposit merupakan bahan yang terdiri atas serat yang diselubungi oleh matrik, biasanya berupa polimer, metal, atau keramik. Serat biasanya berupa bahan dengan kekuatan dan modulus yang tinggi yang berperan sebagai penyandang beban utama. Sedangkin matrik harus menjaga serat tetap dalam lokasi dan orientasi yang dikehendaki. Matrik juga berfungsi sebagai media transfer beban antar serat, pelindung serat dari kerusakan karena pengaruh lingkungan (environtment damage) sebelum, ketika dan setelah proses pembuatan komposit, serta melindungi dari pengaruh abrasif antar serat (IPTN, 1993). Komponen penyusun komposit tidak saling melarutkan ataupun bergabung satu sama lain dengan sempurna, akan tetapi bertindak bersama-sama. Semua komponen serta interfasa (yang memegang peranan penting dalam mengontrol sifat-sifat komposit) yang berada diantaranya, umumnya dapat didefinisikan secara fisik. Sifat komposit secara keseluruhan tidak bisa dicapai hanya dari tiaptiap komponen yang bertindak sendiri-sendiri.

commit to user

II-1


digilib.uns.ac.id

METALS

CERAMICS

POLYMERS COMPOSITES

ELASTOMERS

GLASSES

Gambar 2.1. Pembagian kelas material Sumber: IPTN, 1993

Penggabungan

kedua

atau

lebih

material

yang

berbeda

tersebut

dimaksudkan untuk menciptakan material baru yang merupakan penggabungan sifat komponen penyusunnya. Diharapkan dengan digabungnya beberapa material

ini,

masing-masing

komponen

dapat

saling

mendukung

dan

memperbaiki kelemahannya. Penggabungan dua material atau lebih dibedakan menjadi dua macam (Kaw, 2007), yaitu : a. Penggabungan makro, yang memiliki ciri-ciri: 1. Dapat dibedakan secara langsung dengan cara melihat 2. Penggabungannya lebih secara fisis dan mekanis 3. Penggabungannya dapat dipisahkan secara fisis ataupun secara mekanis Contoh : Kevlar, Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP) b. Penggabungan mikro, yang memiliki ciri-ciri: 1. Tidak dapat dibedakan dengan cara melihat secara langsung 2. Penggabunganya lebih secara kimiawi 3. Penggabungannya tidak dapat dipisahkan secara fisik dan mekanis, tetapi commit to user dapat dilakukan secara kimiawi. Contoh : logam paduan, besi, dan baja.

II-2


digilib.uns.ac.id

Komposit memiliki tiga karakteristik mekanik yang khas (IPTN, 1993) yaitu: a. Tidak homogen, sifat-sifatnya tidak seragam diseluruh volume material, yang berarti merupakan suatu fungsi dari posisi. b. Ortotrofik, sifat-sifat material berbeda pada ketiga arah yang saling tegak lurus pada suatu titik dalam volume material tertentu dan memiliki tiga buah bidang simetri yang juga saling tegak.lurus, sehingga merupakan fungsi dari orientasi. c. Anisotrop, sifatnya pada suatu titik tertentu berbeda dalam semua arah. Tidak ada lagi bidang simetri. Dengan demikian sifat-sifat yang ada merupakan fungsi dari orientasi suatu titik dalam suatu volume material tertentu. Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang digunakannya (Kaw, 2007) yaitu: a. Fibrous Composites (Komposit Serat), Merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat/fiber. Fiber yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers (poly aramide), dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman.

Gambar 2.2. Komposit serat Sumber : Kaw, 2007

b. Laminated Composites (Komposit Laminat), Merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki karakteristik sifat sendiri. commit to user

II-3


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.3. Komposit laminat Sumber : Kaw, 2007

c. Particulalate Composites (Komposit Partikel), Merupakan

komposit

yang

menggunakan

partikel/serbuk

sebagai

penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya.

Gambar 2.4. Komposit partikel Sumber : Kaw, 2007

2.1.2 Komposit Sandwich Komposit Sandwich dianggap sebagai jenis bentuk komposit yang dirancang untuk mendapatkan sebuah panel yang ringan dan memiliki kekakuan yang relatif tinggi. Komposit sandwich terdiri dari dua lembar di bagian luar atau skin, yang dipisahkan oleh dan perekat yang terikat pada inti yang tebal (core) (Gambar 2.5). Lembaran luar terbuat dari bahan yang relatif kaku dan kuat, seperti paduan aluminium, plastik yang diperkuat serat, titanium, baja, atau kayu lapis, mereka memberi kekakuan yang tinggi dan kekuatan untuk struktur, dan harus cukup kuat untuk menahan gaya tarik dan tekan dari hasil pembebanan. Material Core mempunyai berat yang ringan dan biasanya memiliki modulus elastisitas yang rendah. Material Core biasanya dibagi dalam tiga kategori: busa polimer kaku (yakni phenolic, epoxy, poliuretan), kayu (yaitu kayu balsa), dan honeycomb (sarang lebah). commit to user

II-4


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.5. Struktur komposit sandwich Sumber : Callister, 2007

Secara struktural, core mempunyai beberapa fungsi. Pertama-tama, terus menerus menyediakan dukungan untuk skin. Selain itu, ia harus memiliki kekuatan geser yang cukup untuk menahan tegangan geser melintang, dan juga cukup kuat untuk memberikan kekakuan geser tinggi (Untuk menahan tekukan panel). Core populer yang lain ialah struktur honeycomb (lembaran tipis yang telah dibentuk menjadi sel heksagonal, dengan orientasi tegak lurus pada sisi skin). Gambar 2.6 menunjukkan pandangan potongan dari sebuah komposit sandwich core sarang lebah. Bahan honeycomb biasanya paduan aluminium atau polimer aramid. Kekuatan dan kekakuan struktur sarang lebah tergantung pada ukuran sel, tebal dinding sel, dan bahan dimana honeycomb dibuat. Sandwich panel

digunakan

dalam

berbagai

aplikasi

termasuk

atap,

lantai,

dan dinding bangunan, dan, di kedirgantaraan dan pesawat terbang (misalnya, untuk sayap dan ekor pesawat) (Callister, 2007).

commit to user

II-5


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.6. Komposit sandwich berbentuk honeycomb Sumber : Callister, 2007

2.1.3 Komponen Penyusun Komposit a.

Matrik Polimer, logam, dan keramik digunakan sebagai material matrik dalam

komposit tergantung pada kebutuhan tertentu. Matrik didalam komposit mengikat serat secara bersama-sama dalam suatu unit struktural dan melindungi serat dari kerusakan eksternal, mentransfer dan mendistribusikan beban ke serat, dan pada beberapa kasus memberikan sifat yang diinginkan seperti keuletan, ketangguhan, atau isolasi listrik (Gibson, 1994). Sebagai komponen utama pembentuk komposit, dalam melakukan pemilihan terhadap matrik harus memperhatikan elongasi/batas mulur. Matrik yang digunakan sebaiknya mempunyai elongasi yang lebih besar daripada elongasi serat. Sebagai contoh, jika elongasi yang dimiliki oleh serat 3%, maka matrik harus mempunyai elongasi lebih dari 3%. lkatan antarmuka yang kuat antara matrik dan serat sangat diperlukan, oleh karena itu matrik harus mampu menghasilkan ikatan mekanis atau kimia dengan serat. Matrik ini juga harus cocok secara kimia dengan serat, sehingga reaksi yang tidak diinginkan tidak terjadi pada interface. Matrik dan serat sebaiknya juga mempunyai sifat-sifat mekanis yang saling melengkapi dia.ntara keduanya(Gibson, 1994). commit to user

II-6


digilib.uns.ac.id

Polivinil asetat (PVAc) atau dapat disebut juga lem putih yang digunakan sebagai lem kayu dan kertas merupakan salah satu produk jenis polimer emulsi.Polimer emulsi adalah Polimerisasi emulsi adalah polimerisasi adisi terinisiasi radikal bebas dimana suatu monomer atau campuran monomer dipolimerisasikan di dalam air dengan perubahan surfaktan untuk membentuk suatu produk polimer emulsi yang bisa disebut lateks. Lateks didefinisikan sebagai dispersi koloidal dari partikel polimer dalam medium air. Bahan utama di dalam polimerisasi emulsi selain dari monomer dan air adalah surfaktan , inisiator dan zat pengalih rantai. Produk-produk polimer emulsi ini merupakan bahan yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan dalam berbagai jenis sektor industri. Dalam industri tekstil berbagai macam emulsi digunakan dalam proses pengkanjian (sizing), pencapan (printing), dan penyempurnaan (finishing). Dalam industri cat tembok berbagai macam polimer emulsi digunakan sebagai pengikat dan pengental. Polimer emulsi digunakan sebagai perekat dalam industri kayu lapis dan pengerjaan furniture selain itu sifat khusus dari beberapa kopolimer emulsi yang lengket terhadap aksi tekanan merupakan suatu sarana bagi penggunaan material tersebut sebagai lem striker dan lem celorape yang dikenal dengan lem peka tekanan (Hamzah, 2004). Polivinil asetat adalah suatu polimer karet sintesis. Polivinil asetat dibuat dari monomernya, vinil asetat (vinyl acetate monomer, VAM). Senyawa ini ditemukan di Jerman oleh Dr. Flitz Klatte pada 1912. Hidrolisis sempurna atau sebagian dari senyawa ini akan menghasilkan polivinil alkohol (PVOH). Rasio hasil hidrolisis ini berkisar antara 87% - 99%. PVAc dijual dalam bentuk emulsi di air, sebagai bahan perekat untuk bahan-bahan berpori, khususnya kayu. PVAc adalah lem kayu yang paling sering digunakan, baik sebagai "lem putih" atau "lem tukang kayu" (lem kuning). "Lem kuning" tersebut juga digunakan secara luas untuk mengelem bahan-bahan lain seperti kertas, kain, dan rokok. PVA juga umum dipakai dalam percetakan buku karena fleksibilitasnya dan tidak bersifat asam seperti banyak polimer lain. commit to user

II-7


digilib.uns.ac.id

b. Material Pengisi (Filler) Karakteristik mekanik maupun fisik material komposit sangat dipengaruhi material penyusunnya. Perbandingan komposisi antara matriks dan material pengisinya merupakan faktor yang sangat menentukan dalam memberikan karakteristik mekanik maupun fisik produk komposit yang dihasilkan. Ukuran serta bentuk material pengisi juga mempunyai peranan penting dalam menentukan kekuatan komposit (Gibson, 1994). Secara umum struktur sel serat tumbuhan hampir sama atau mirip dimana tersusun dari tiga komponen utama, yaitu selulosa, hemiselulosa, lignin ditambah bahan-bahan lain (Rowell, dkk, 2000). Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya adalah alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa. Material pengisi (filler) sampah pertanian sekarn padi adalah filler alam yang berasal dari ekstraksi kelopak padi (Oryza sativa Sp). Tabel 2.1. Kandungan kimia sekam padi dan partikel kayu No. Code 1 Rice husk flour particle size 30 µm 2 Rice husk flour particle size 300 µm 3 Wood flour Particle size 163 µm

Moisture

Lignin

Cellulose

Fat

Ash

5,8

16,9

58,7

0,3

18,3

6

21

60

0,2

12,8

10,3

26,2

62,5

0,6

0,4

Sumber : Lee,dkk (2003)

2.1.4 Ikatan Komposit Material komposit merupakan gabungan dari unsur-unsur yang berbeda. Hal itu menyebabkan munculnya daerah perbatasan antara serat dan matrik seperti ditampilkan pada gambar 2.2. Daerah pencampuran antara serat dan matrik disebut dengan daerah interphase (bonding agent), sedangkan batas pencampuran antara serat dan matrik disebut interface. Ikatan antarmuka (interface bonding) yang optimal antara matrik dan serat merupakan aspek yang penting dalam penunjukan sifat-sifat mekanik komposit. Transfer beban/tegangan diantaracommit dua fase yang berbeda ditentukan oleh derajat to user

II-8


digilib.uns.ac.id

adhesi. George, dkk (1995) mengungkapkan bahwa adhesi yang kuat diantara permukaan antara matrik dan serat diperlukan untuk efektifnya perpindahan dan distribusi beban melalui ikatan perrnukaan. Matrik Interface

Serat Interphase ( Agent) (Bonding Agent)

Gambar 2.7. Ikatan pada komposit Sumber : Kaw, 2007

2.1.5 Kualitas Komposit Ada tiga faktor yang sangat menentukan sifat-sifat komposit (Kaw, 2007), yaitu: a.

Material pembentuk Sifat-sifat yang dimiliki oleh material pembentuk memegang peranan yang

sangat penting karena sangat besar pengaruhnya dalam menentukan sifat kompositnya. Sifat dari komposit itu merupakan gabungan dari sifat-sifat komponennya. b.

Bentuk atau susunan struktural komponen. Karakteristik struktural dan geometri komponen juga memberikan andil

yang besar bagi sifat-sifat komposit. Bentuk dan ukuran tiap-tiap komponen penyusun, struktur dan distribusinya, serta jumlah relatif masing-masing merupakan faktor penting yang memberi kontribusi dalam penampilan komposit secara keseluruhan. c.

Hubungan antar komponen.

Karena komposit merupakan campuran atau kombinasi komponen commit to user komponen yang berbeda, baik dalam hal bahannya maupun bentuknya, maka sifat II-9


digilib.uns.ac.id

kombinasi yang diperoleh pasti akan berbeda. Prinsip yang mendasari rancangan, pengembangan dan penggunaan dari komposit adalah pemakaian komponen yang berlainan untuk mendapatkan kombinasi sifat-sifat dan atau nilai-nilai sifat yang berbeda dengan sifat masing-masing komponen. Dari faktor utama diatas, secara nyata terlihat bahwa sifat individu yang dimiliki oleh material penyusun sangatlah penting. Sifat ini sebagian besar akan menentukan sifat-sifat dari produk komposit. Meskipun, seperti yang sudah kita ketahui, hubungan dari material penyusun akan menghasilkan sifat-sifat baru, dan sifat-sifat gabungan dari komposit ini berasal dari sifat-sifat individu material penyusun itu sendiri. Karakteristik struktural dan geometrikal dari material penyusun juga memberikan kontribusi yang penting pada sifat komposit. Bentuk dan ukuran, susunan struktur dan distribusi, dan jumlah relatif dari material penyusun merupakan faktor utama yang memberikan kontribusi pada kualitas komposit secara keseluruhan.

2.1.6 Fraksi Berat Komposit Jumlah kandungan serat atau material pengisi (filler) dalam komposit yang biasa disebut fraksi volume atau fraksi berat merupakan hal yang menjadi perhatian khusus pada komposit penguatan serat maupun komposit dengan material pengisi. Salah satu elemen kunci dalam analisa mikromekanik komposit adalah karakteristikisasi dari volume atau berat relatif dari material penyusun. Persamaan mikromekanik meliputi fraksi volume dari material penyusun, tapi pengukuran secara aktual sering berdasarkan pada fraksi berat (Gibson, 1994). Fraksi berat adalah perbandingan antara berat material penyusun dengan berat komposit. Fraksi berat material penyusun dapat dihitung dengan persamaan 2.1. 獨됃 諈

.................................... 2.1

Keterangan : wi = fraksi berat, i. material penyusun. Wi = berat, i. material penyusun, gr to user commit We = berat komposit, gr II-10


digilib.uns.ac.id

2.1.7 Pengujian Impak a. Teknik Pengujian Kekuatan Impak Terdapat Dua buah standar tes pengujian untuk uji impak yaitu Charpy dan Izod. Teknik Pengujian Impak Charpy ialah teknik yang paling sering digunakan di Amerika Serikat. Ukuran dan bentuk spesimen untuk uji impak charpy dan izod ialah sama dan ditunjukkan oleh gambar 2.6a. Prosedur pengujian kekuatan impak dan posisi peletakan spesimen ditunjukkan oleh gambar 2.6b. Pengujian dilakukan dengan melepaskan beban pendulum dari ketinggian h dari pengunci yang ada pada alat penguji sehingga terjadi ayunan dari beban yang akan mematahkan spesimen. Pendulum akan berayun sehingga mencapai h’ dimana nilainya lebih kecil dari h, nilai inilah yang diserap benda uji yang merupakan nilai kekuatan impak spesimen. Perbedaan uji impak charpy dan impak izod hanyalah terletak pada peletakan spesimen seperti yang ditunjukkan gambar a. Variabel seperti ukuran dan bentuk spesimen, bentuk dan kedalaman takik akan mempengaruhi nilai dari kekuatan impak.

commit to user

II-11


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.8. a) Dimensi spesimen uji impak b) Peletakan spesimen uji impak dan mekanisme pengujian impak Sumber : Callister, 2007

commit to user

II-12


digilib.uns.ac.id

b. Patahan Pengujian Kekuatan Impak Terdapat dua jenis patahan pada suatu benda yaitu ductile (ulet) dan brittle (rapuh). Klasifikasi ini berdasarkan kemampuan material dalam menerima deformasi plastik. Bila digambarkan maka patahan tersebut dapat dilihat sebagai berikut

(a)

(b)

(c)

Gambar 2.9. a) Patahan ulet dengan patahan berada di tengah pusat b) Patahan cukup ulet c) Patahan rapuh Sumber : Callister., 2007

c. Kekuatan Impak Kekuatan material komposit terhadap beban kejut dapat diketahui dengan melakukan uji impak pada material komposit tersebut. Dengan uji impak ini dapat diketahui tingkat kegetasan atau ketangguhan dari material. Kekuatan impak 'material komposit rata-rata masih dibawah kekuatan impak logam. Kekuatan impak komposit sangat bergantung pada ikatan antar penyusun material komposit tersebut. Semakin kuat ikatan tersebut maka akan semakin tinggi pula kekuatan impaknya. Besarnya energi yang diperlukan pendulum untuk mematahkan spesimen material komposit dihitung dengan persamaan 2.2. (Shackleford, 1992) E =W.R.[(cosβ-cosα) - (cos α'-cosα)( Keterangan : E

畘

)]

畘畘′

........................ 2.2

to user = energi serap/energi yangcommit diperlukan pendulum untuk mematahkan

II-13


W R α β α'

digilib.uns.ac.id

spesirnen, Joule = berat pendulum, N = jarak antara pusat gravitasi dan sumbu pendulum, m = sudut pendulum sebelurn diayunkan = sudut ayunan pendulum setelah mematahkan spesimen = sudut ayunan pendulum tanpa spesimen Setelah diketahui besarnya energi yang diperlukan pendulum untuk

mematahkan spesimen, maka besamya kekuatan/energi impak dapat dihitung dengan persamaan 2.4.(Shackleford, 1992) Kekuatan lmpak =

........................ 2.3

Keterangan : E A

= energi serap, Joule = luas penampang spesimen uji impak, mm2

2.1.8 Pengujian Serap Bunyi a.

Absorpsi Sesuai dengan karakteristik materialnya, sebuah bidang batas selain dapat

memantulkan kembali gelombang bunyi yang datang, juga dapat menyerap gelombang bunyi. Tingkat penyerapan suatu material ditentukan oleh koefisien serap/koefisien absorpsi material tersebut. Meskipun karakteristik material tidak berubah, koefisien absorpsi material dapat berubah, menyesuaikan dengan frekuensi bunyi yang datang. Adapun koefisien absorpsi adalah angka yang menunjukkan jumlah/proporsi dari keseluruhan energy bunyi yang datang yang mampu diserap oleh material tersebut. (Mediastika, 2005) Koerisien absorpsi α 諈

祰

a� ྠ ྠĖ � 됃 捸됃ྠĖ�ਆ ྠ �a ྠĖ 됃 �Ė�捸� �

Nilai maksimum α adalah 1 untuk permukaan yang menyerap (mengabsorpsi) sempurna, dan minimum adalah 0 untuk permukaan yang memantulkan (merefleksi) sempurna. Oleh karena kemampuan absorpsi suatu material berubah-ubah sesuai frekuensi yang ada, maka ada beberapa jenis absorber yang sengaja diciptakan untuk bekerja efektif pada frekuensi tertentu.Adapun jenis-jenis absorber yang umumnya dijumpai adalah commit to user (Mediastika, 2005):

II-14


digilib.uns.ac.id

a. Material berpori Penyerap yang terbuat dari material berpori bermanfaat untuk menyerap bunyi yang berfrekuensi tinggi, sebab pori-porinya yang kecil sesuai dengan besaran panjang gelombang bunyi yang datang. Material berpori efektif untuk menyerap bunyi berfrekuensi di atas 1000 Hz. Material berpori yang banyak digunakan adalah: soft-board, selimut akustik, dan acoustic tiles. b. Panel penyerap Penyerap ini terbuat dari lembaran-lembaran atau papan yang mungkin saja tidak memiliki permukaan bepori. Panel semacam ini cocok untuk menyerap bunyi yang berfrekuensi rendah. c. Rongga penyerap Penyerap semaca ini disebut juga Helholtz resonator, sesuai dengan nama penemunya. Rongga penyerap bermanfaat untuk menyerap bunyi pada frekuensi khusus yang telah diketahui sebelumnya. Rongga penyerap terdiri dari sebuah lubang sempit yang diikuti dengan ruang tertutup di belakangnya. Penyerap semacam ini sangat efektif bekerja pada frekuensi yang telah ditentukan dengan jalan menyerap atau ‘menangkap’ bunyi yang datang masuk ke dalam rongga tersebut. Nilai Koefisien Serap bunyi biasanya disajikan dalam bentuk oktaf band dengan frekuensi 125 Hz, 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz dan 2000 Hz .Jika pengkuran nilai koefisien absorpsi dilakukan pada Frekuensi 250 Hz) diberikan notasi L, Frekuensi 500 Hz atau 1000 Hz diberikan notasi M, frekuensi 2000 Hz atau 4000 Hz diberikan notasi L. Nilai koefisien serap bunyi digolongkan menjadi beberapa kelas (ISO 11654, 1997): Tabel 2.2. Kelas koefisien absorpsi Sound Absorption Class α A 0,90 ; 0,95 ; 1,00 B 0,80 ; 0,85 C 0,60 ; 0,65 ; 0,70 ; 0,75 D 0,30 ; 0,35 ; 0,40 ; 0,45 ; 0,50 ; 0,55 E 0,25 ; 0,20 ; 0,15 commit to user0,10 ; 0,05 ; 0,00 Not Classified Sumber : ISO 11654. 1997

II-15


b.

digilib.uns.ac.id

Prosedur Pengujian Pengujian

menggunakan tabung impedansi dengan sumber bunyi

terhubung pada salah satu ujung dan sampel uji dipasang di ujung lain. Dalam metode pengujian, gelombang bunyi dihasilkan dalam tabung dengan menggunakan sinyal pita lebar dari sumber bunyi daripada sinusoida diskrit dari osilator. Perhitungan koefisien penyerapan untuk material akustik dilakukan dengan memproses berbagai data yang kompleks melalui computer (ASTM E 1050, 1998).

Gambar 2.10. Mekanisme pengujian serap bunyi Sumber : ASTM E 1050, 1998

c.

Material Akustik Komersial Material

akustik

komersial

ialah

material

yang

mempunyai

kemampuan untuk menyerap bunyi dan diperdagangkan di pasaran. Berikut ni akan diberikan contoh jenis-jenis material akustik komersial yang ada.

commit to user

II-16


digilib.uns.ac.id

Tabel 2.3. Material Akustik Komersial Koefisien Serap Bunyi (α) Material 125 250 500 1000 2000 Hz Hz Hz Hz Hz 1 Plywood, tebal 0,25 inchi 0,600 0,300 0,100 0,090 0,090 1 Acoustical Plaster 0,070 0,170 0,500 0,600 0,680 1 Gypsum Board, tebal 0,5 inchi 0,290 0,100 0,050 0,040 0,070 2 Ceiling E 400 P.E.P.P, tebal 1 inchi 0,460 0,590 0,420 0,490 0,760 1 2 Sumber : Doelle, 1993 ; www.acousticalsurfaces.com

2.1.9 Desain Eksperimen Desain eksperimen merupakan langkah-langkah lengkap yang perlu diambil jauh sebelum eksperimen dilakukan agar supaya data yang semestinya diperlukan dapat diperoleh sehingga akan membawa kepada analisis objektif dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan yang sedang dibahas. (Sudjana, 1995). An experiment is a test of tests in wihch purposeful changes are made to the input variables of a process or system so that we may observe and identify the reasons for changes that may be observed in the output response. (Montgomery, 1997). Beberapa istilah atau pengertian yang perlu diketahui dalam desain eksperimen (Sudjana, 1985 ; Montgomery, 1997): a. Experimental unit (unit eksperimen) Objek eksperimen dimana nilai-nilai variabel respon diukur. b. Variabel respon (effect) Disebut juga dependent variable atau ukuran performansi, yaitu output yang ingin diukur dalam eksperimen. c. Faktor Disebut juga independent variable atau variabel bebas, yaitu input yang nilainya akan diubah-ubah dalam eksperimen. d. Level (taraf) Merupakan nilai-nilai atau klasifikasi-klasifikasi dari sebuah faktor. Taraf (levels) faktor dinyatakan dengan bilangan 1, 2, 3 dan seterusnya. Misalkan commit to user : dalam sebuah penelitian terdapat faktor-faktor

II-17


digilib.uns.ac.id

a = jenis kelamin b = cara mengajar Selanjutnya taraf untuk faktor a adalah 1 menyatakan laki-laki, 2 menyatakan perempuan (a1, a2). Bila cara mengajar ada tiga, maka dituliskan dengan b1, b2, dan b3. e. Treatment (perlakuan) Sekumpulan kondisi eksperimen yang akan digunakan terhadap unit eksperimen dalam ruang lingkup desain yang dipilih. Perlakuan merupakan kombinasi level-level dari seluruh faktor yang ingin diuji dalam eksperimen. f. Replikasi Pengulangan eksperimen dasar yang bertujuan untuk menghasilkan taksiran yang lebih akurat terhadap efek rata-rata suatu faktor ataupun terhadap kekeliruan eksperimen. g. Faktor Pembatas/ Blok (Restrictions) Sering disebut juga sebagai variabel kontrol (dalam Statistik Multivariat). Yaitu faktor-faktor yang mungkin ikut mempengaruhi variabel respon tetapi tidak ingin diuji pengaruhnya oleh eksperimenter karena tidak termasuk ke dalam tujuan studi. h. Randomisasi Yaitu cara mengacak unit-unit eksperimen untuk dialokasikan pada eksperimen. Metode randomisasi yang dipakai dan cara mengkombinasikan level-level dari fakor yan berbeda menentukan jenis disain eksperimen yang akan terbentuk. i. Kekeliruan eksperimen Merupakan kegagalan daripada dua unit eksperimen identik yang dikenai perlakuan untuk memberi hasil yang sama. Langkah-langkah dalam setiap proyek eksperimen secara garis besar terdiri atas tiga tahapan, yaitu planning phase, design phase dan analysis phase. (Hicks, 1993). a. Planning Phase commit Tahapan dalam planning phase adalahto: user

II-18


digilib.uns.ac.id

1) Membuat problem statement sejelas-jelasnya. 2) Menentukan variabel bebas (dependent variables), yaitu efek yang ingin diukur, sering disebut sebagai kriteria atau ukuran performansi. 3) Menentukan independent variables. 4) Menentukan level-level yang akan diuji, tentukan sifatnya, yaitu : a) Kualitatif atau kuantitatif ? b) Fixed atau random ? 5) Tentukan cara bagaimana level-level dari beberapa faktor akan dikombinasikan (khusus untuk eksperimen dua faktor atau lebih). b. Design Phase Tahapan dalam design phase adalah : 1) Menentukan jumlah observasi yang diambil. 2) Menentukan urutan eksperimen (urutan pengambilan data). 3) Menentukan metode randomisasi. 4) Menentukan model matematik yang menjelaskan variabel respon. 5) Menentukan hipotesis yang akan diuji. c. Analysis Phase Tahapan dalam analysis phase adalah : 1) Pengumpulan dan pemrosesan data. 2) Menghitung nilai statistik-statistik uji yang dipakai. 3) Menginterpretasikan hasil eksperimen. a. Uji Asumsi Apabila menggunakan analisis variansi sebagai alat analisa data eksperimen, maka seharusnya sebelum data diolah, terlebih dahulu dilakukan uji asumsi-asumsi ANOVA berupa uji homogenitas variansi, dan independensi, terhadap data hasil eksperimen. 1) Uji Normalitas Untuk memeriksa apakah populasi berdistribusi normal atau tidak, dapat ditempuh uji normalitas dengan menggunakan metode lilliefors (kolmogorov-smirnov yang dimodifikasi), atau dengan normal commit to user probability –plot.

II-19


digilib.uns.ac.id

Pemilihan uji lilliefors sebagai alat uji normalitas didasarkan oleh (Wijaya, 2000) : 1) Uji lilliefors adalah uji kolmogorov-smirnov yang telah dimodifikasi dan secara khusus berguna untuk melakukan uji normalitas bilamana mean dan variansi tidak diketahui, tetapi merupakan estimasi dari data (sampel). Uji kolmogorov-smirnov masih bersifat umum karena berguna untuk membandingkan fungsi distribusi kumulatif data observasi dari sebuah variabel dengan sebuah distribusi teoritis, yang mungkin bersifat normal, seragam, poisson, atau exponential. 2) Uji lilliefors sangat tepat digunakan untuk data kontinu, jumlahnya kurang dari 50 data, dan data tidak disusun dalam bentuk interval (bentuk frekuensi). Apabila data tidak bersifat seperti di atas maka uji yang tepat untuk digunakan adalah khi-kuadrat. 3) Uji lilliefors terdapat di software SPSS yang akan membantu mempermudah proses pengujian data sekaligus bisa mengecek hasil perhitungan secara manual. Langkah-langkah perhitungan uji lilliefors (Wijaya, 2000) sebagai berikut: 1) Urutkan data dari yang terkecil sampai terbesar. 2) Hitung rata-rata ( x ) dan standar deviasi ( s ) data tersebut. æ n ö ç å xi ÷ i =1 ø x=è n

…............................... 2.4

(å X ) åX - n

2

2

s=

…................................ 2.5

n -1

3) Transformasikan data tersebut menjadi nilai baku ( z ). z i = (xi - x ) / s

…............................... 2.6

Keterangan: xi = nilai pengamatan ke-i x = rata-rata s = standar deviasicommit to user

II-20


digilib.uns.ac.id

4) Dari nilai baku ( z ), tentukan nilai probabilitasnya P( z ) berdasarkan sebaran normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel standar luas wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms. Excel dengan function NORMSDIST. 5) Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan rumus sebagai berikut : P( xi ) = i / n

…........................................... 2.7

6) Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P( z ) dan P( x ) yaitu maks | P( z ) - P( x )| , sebagai nilai L hitung. 7) Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(xi-1) dan P( z ) yaitu maks | P(xi-1) - P( z ) | Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data observasi dalam beberapa kali replikasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan : H0 : data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal H1 : data observasi berasal dari populasi yang tidak berdistribusi normal Taraf nyata yang dipilih a = 0.05, dengan wilayah kritik Lhitung > La(k-1) . Apabila nilai Lhitung < Ltabel , maka terima H0 dan simpulkan bahwa data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal.

2) Uji homogenitas Uji homogenitas bertujuan menguji apakah variansi error dari tiap level atau perlakuan bernilai sama. Alat uji yang sering dipakai adalah uji bartlett. Namun uji

bartlett dapat dilakukan setelah uji normalitas

terlampaui. Untuk menghindari adanya kesulitan dalam urutan proses pengolahan, maka alat uji yang dipilih adalah uji levene test. Uji levene dilakukan dengan menggunakan analisis ragam terhadap selisih absolut dari setiap nilai pengamatan dalam sampel dengan rata-rata sampel yang bersangkutan. Prosedur uji homogenitas levene (Wijaya, 2000) sebagai berikut : commit to user 1) Kelompokkan data berdasarkan faktor yang akan diuji. II-21


digilib.uns.ac.id

2) Hitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya pada tiap level. 3) Hitung nilai-nilai berikut ini : a) Faktor Koreksi (FK) =

(å x )

2

i

.................................... 2.8

n

Keterangan: xi = data hasil pengamatan i = 1, 2, . . ., n

(n banyaknya data)

æ ö 2 b) JK-Faktor = çç æç å xi ö÷ k ÷÷ - FK è ø è

.................................... 2.9

ø

Keterangan: k = banyaknya data pada tiap level c) JK-Total (JKT) =

(å y )- FK 2 i

.................................... 2.10

Keterangan: yi = selisih absolut data hasil pengamatan dengan rata-ratanya untuk tiap level d) JK-Error (JKE) = JKT – JK(Faktor).................................... 2.11 Nilai-nilai hasil perhitungan di atas dapat dirangkum dalam sebuah daftar analisis ragam sebagaimana tabel 2.4 di bawah ini. Tabel 2.4. Skema umum daftar analisis ragam uji homogenitas Sumber Keragaman

Db

Faktor

f

Error

n-1-f

JKE

Total

n-1

JKT

JK

KT

JK(Faktor) JK(Faktor) / db

F

KT ( faktor ) KT (error )

JKE / db

4) Hipotesis yang diajukan adalah : H0

: s 12 = s 22 = s 32 = s 42 = s 52 = s 62

H1

:

Ragam seluruh level faktor tidak semuanya sama

5) Taraf nyata yang dipilih adalah α = 0.05 6) Wilayah kritik : F > F α (v1 ; v2) atau F > F0.05 (5 ; 90)

commit to user

II-22


digilib.uns.ac.id

3) Uji independensi Salah satu upaya mencapai sifat independen adalah dengan melakukan pengacakan terhadap observasi. Namun demikian, jika masalah acak ini diragukan maka dapat dilakukan pengujian dengan cara memplot residual versus urutan pengambilan observasinya. Hasil plot tersebut akan memperlihatkan ada tidaknya pola tertentu. Jika ada pola tertentu, berarti ada korelasi antar residual atau error tidak independen. Apabila hal tersebut terjadi, berarti pengacakan urutan eksperimen tidak benar (eksperimen tidak terurut secara acak). Pengujian independensi juga dapat dilakukan dengan uji DurbinWatson, yaitu untuk mengetahui apakah pengambilan data hasil eksperimen yang telah dilakukan bersifat acak atau tidak. Langkahlangkah pengujian Durbin-Watson ialah sebagai berikut 1) Menentukan nilai residual ei 2) Menentukan tingkat kepercayaan dan hipotesis pengujian Tingkat kepercayaan yang digunakan dalam pengujian independensi ini adalah= 0,05. Hipotesis yang diajukan dalam uji independensi pada nilai kekuatan impak, yaitu: Ho : data observasi bersifat acak H1 : data observasi tidak bersifat acak atau mempunyai pola tertentu Nilai kritis untuk hipotesis diatas yaitu: d
dU: terima ho dL ≤ d ≤ dU pengujian tidak meyakinkan 3) Hitung nilai durbin Watson sebagai berikut 捸諈

∑ ྠ됃 ྠ됃 ∑ྠ됃2

1 2

4) Untuk ukuran sampel tertentu dan banyak variabel tertentu, dapatkan nilai kritis dL dan dU lihat table statistik d dari Durbin-Watson). Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data bersifat acak commit to user atau tidak. Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai d (1,933) > II-23


digilib.uns.ac.id

nilai dU (1,72), maka Ho diterima, dari hasil tersebut menyatakan bahwa data bersifat acak dan tidak membentuk pola tertentu.

b. Factorial Experiment Eksperimen faktorial digunakan bilamana jumlah faktor yang akan diuji lebih dari satu. Eksperimen faktorial adalah eksperimen dimana semua (hampir semua) taraf (levels) sebuah faktor tertentu dikombinasikan dengan semua hampir semua) taraf (levels) faktor lainnya yang terdapat dalam eksperimen. (Sudjana, 1985). Di dalam eksperimen faktorial, bisa terjadi hasilnya dipengaruhi oleh lebih dari satu faktor, atau dikatakan terjadi interaksi antar faktor. Secara umum interaksi didefinisikan sebagai ‘perubahan dalam sebuah faktor mengakibatkan perubahan nilai respon, yang berbeda pada tiap taraf untuk faktor lainnya, maka antara kedua faktor itu terdapat interaksi’ (Sudjana, 1985). Skema umum data sampel untuk desain eksperimen dapat dilihat pada Tabel 2.5 berikut ini:

commit to user

II-24


digilib.uns.ac.id

Tabel 2.5. Skema umum data sampel eksperimen faktorial menggunakan 3 faktor dan dengan n observasi tiap sel Faktor C

Faktor B

1

1

… …

1

b

… …

1

a

Y1111

Y2111

…

Ya111

Y1112

Y2112

…

Ya112

…

…

…

…

Y111n

Y211n

…

Ya11n

… …

… …

Y1b11

Y2b11

Y3b11

Y4b11

Y1b12

Y2b12

Y3b12

Y4b12

…

…

…

…

Y1b1n

Y2b1n

Y3b1n

Y4b1n

… …

… …

… …

c

Faktor A 2 …

… …

… …

… …

… …

Y1111

Y2111

…

Ya111

Y1112

Y2112

…

Ya112

… Y111n

… Y211n

… …

… Ya11n

Jumlah

… …

… …

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

…

Y1bc1

Y2bc1

…

Yabc1

Y1bc2

Y2bc2

…

Yabc2

… Y1bcn

… Y2bcn

… …

… Yabcn

b

Total Sumber : Sudjana, 1985

T…1

T...2 T...3

T…a

Berdasarkan model persamaan (2.5), maka untuk keperluan ANOVA dihitung harga-harga (Hicks, 1993) sebagai berikut : a. Jumlah kuadrat total (SStotal) : SS total =

a

b

c

n

i

j

k

l

åååå

2

2 Yijkm

-

T. . . .

.…………..…..…….. 2.12

nabc

b. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-i faktor A (SSA):

commit to user

II-25


SS A =

digilib.uns.ac.id

2

2

Ti . . .

a

T . .. .

å nbc - nabc

……..………………. 2.13

i =1

c. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-j faktor B (SSB): SS B =

2

2

T. j . .

b

T ....

å nac - nabc

……………............... 2.14

j =1

d. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-k faktor C (SSC) : SS C =

2

2

T. k . .

b

å nabd

-

j =1

T ....

…………................... 2.15

nabcd

e. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ij antara faktor A dan faktor B (SSAxB) : SS AxB =

a

b

2

n

ååå

Tij.m

Ti . . .

i

nbc

-å

n

i =1 j =1 m=1

2

a

2

b

T. j . .

j

nac

-å

2

+

T .... nabc

………................. 2.16

f. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ik antara faktor A dan faktor C (SSAxC) : SS AxC =

a

c

2

n

ååå

Tik.m n

i =1 k =1 m=1

2

a

Ti . . .

i

nbc

-å

2

2

c

T. k . .

j

nab

-å

+

T . . .. nabc

………….............. 2.17

g. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-jk antara faktor B dan faktor C (SSBxC) : SS BxC =

b

c

n

ååå

2

Tij.m n

j =1 k =1 m=1

2

b

Tj . . .

j

nac

-å

2

c

T. k . .

k

nab

-å

2

+

T .. . . nabc

…………............... 2.18

h. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ijk antara faktor A, faktor B, dan faktor C (SSAxBxC) SS AxBxC =

b

a

c

n

å ååå i =1

j =1 k =1 m =1

2

c

T.k ..

k

nab

-å

2

Tijk.m n

2

a

Ti . . .

i

nbc

-å

2

b

Tj ...

j

nac

-å

2

+

T ....

………….……..............

nabc

2.19

i. Jumlah kuadrat error (SSE) : commit to user SSE = SStotal - SSA - SSB – SSC - SSAB – SSAC – SSBC - SSABC …........... 2.20

II-26


digilib.uns.ac.id

Tabel ANOVA untuk eksperimen faktorial dengan tiga faktor (a, b, dan c), dengan nilai-nilai perhitungan dalam bentuk diatas adalah sebagaimana tabel 2.6. Pada kolom terakhir tabel 2.5, untuk menghitung harga F yang digunakan sebagai alat pengujian statistik, maka perlu diketahui model mana yang diambil. Model yang dimaksud ditentukan oleh sifat tiap faktor, apakah tetap atau acak. Model tetap menunjukkan di dalam eksperimen terdapat hanya m buah perlakuan, sedangkan model acak menunjukkan bahwa dilakukan pengambilan m buah perlakuan secara acak dari populasi yang ada. Tabel 2.6. ANOVA eksperimen faktorial 3 faktor desain acak sempurna

Faktor A

a –1

Jumlah Kuadrat (SS) SSA

Faktor B

b–1

SSB

SSB/dfB

MSB/MSE

Faktor C

c –1

SSC

SSC/dfC

MSC/MSE

Interaksi AxB

(a – 1)(b – 1)

SSAxB

SSAxB/dfAxB

MSAxB/MSE

Interaksi AxC

(a – 1)(c – 1)

SSAXC

SSAxC/dfAxC

MSAxC/MSE

Interaksi BxC

(b – 1)(c – 1)

SSBXC

SSBxC/dfBxC

MSBxC/MSE

(a–1)(b–1)(c–1)

SSAXBXC

Error

abc(n - 1)

SSE

Total

abcn-1

SSTotal

Sumber Variansi

Interaksi AxBxC

Derajat Bebas (df)

Kuadrat Tengah (MS)

F

SSA/dfA

MSA/MSE

SSAXBXC/dfAxBxC MSAxBxC/MSE SSE/dfE

Sumber : Hicks, 1993

c. Uji Pembanding Ganda Uji Pembanding Ganda dilakukan apabila ada hipotesis nol (H0) yang ditolak atau terdapat perbedaan yang signifikan antar level faktor, blok, atau interaksi faktor-faktor. Uji Pembanding Ganda bertujuan untuk menjawab manakah dari rata-rata taraf perlakuan yang berbeda. Alat uji yang biasa digunakan adalah contras orthogonal, uji rentang Student Newman-Keuls, uji Dunnett dan uji Scheffe. Apabila ingin menggunakan uji contras orthogonal, maka pemakaian alat uji ini sudah harus ditentukan sejak awal (sebelum eksperimen dilakukan), termasuk model commit to user

II-27


digilib.uns.ac.id

perbandingan rata-rata perlakuan. Adapun tiga alat uji lainnya dapat digunakan apabila perlu setelah hasil pengolahan data menunjukkan adanya perbedaan yang berarti antar perlakuan. Uji Student Newman-Keuls (SNK) lebih tepat digunakan dibandingkan uji dunnett ataupun scheffe, untuk melihat pada level mana terdapat perbedaan dari suatu faktor yang dinyatakan berpengaruh signifikan oleh uji ANOVA. Pemilihan uji dunnett atau scheffe tidak tepat untuk melihat pada level mana terdapat perbedaan terhadap suatu faktor, karena uji dunnett hanya digunakan untuk membandingkan suatu kontrol dengan perlakuan lainnya, sedangkan uji scheffe lebih ditujukan untuk membandingkan antara dua kelompok perlakuan (bukan level tunggal). 1) Metode Orthogonal Contrast Ditetapkan sebelum eksperimen. Syarat : 1) Jumlah contrast tidak melebihi df treatment. 2) Jika ukuran sampel dari setiap level yang dibandingkan sama, yang akan dibandingkan adalah T.j. misal level 1 dibandingkan dengan level 2, contrastnya : T.1 – T.2 3) Jika gabungan dua level dibandingkan dengan satu level, maka bobot yang satu level harus digandakan (syarat : jml replikasi sama) ex : T.1+T.2 – 2T.3 4) Jumlah koefisien setiap contrast harus = 0 (u/ kasus replikasi sama). 5) Orthogonal contrast : himpunan contrast dimana masing-masing contrast adalah independent. Setiap contrast bukan proyeksi dari contrast yang lain & komponen yang dibandingkan dalam satu contrast hanya boleh muncul satu kali. 2) Scheffe’s Test Bisa menguji mean yang merupakan kombinasi dari beberapa level tanpa harus berpasangan. Tidak harus orthogonal dan bersifat lebih general. (Hicks, 1993) Langkah-langkah :

commit to user

II-28


digilib.uns.ac.id

1) Tentukan contrast, hitung nilainya. 2) Tentukan alpha, hitung statistik F dari tabel. 3) Hitung A menggunakan F dari langkah 2. Dengan rumus : ................................... 2.21

A = (k - 1) F 4) Hitung error standar : S cm = MS error å j n j c 2 jm

................................... 2.22

Keterangan : Scm = error standar, nj = jumlah observasi/replikasi pd level j, cjm = koefisien contrast ke-m untuk level j (besarnya 0 atau 1). 5) Jika nilai mutlak contrast Cm >AxScm, maka contrast dikatakan signifikan. Artinya tolak Ho bila Ho = nilai contrast antar mean adalah nol. 3) Student Newman-Keuls (SNK) Prosedur uji Student Newman-Keuls (SNK) (Hicks, 1993) terhadap suatu level yang pengaruhnya dinyatakan cukup signifikan adalah sebagai berikut : 1) Susun rata-rata tiap level yang diuji dari kecil ke besar. 2) Ambil nilai mean squareerror dan dferror dari tabel ANOVA. 3) Hitung nilai error standar untuk mean level dengan rumus berikut : S Y .j =

MS error k

.................................... 2.23

Keterangan : k = jumlah level 4) Tetapkan nilai a dan ambil nilai-nilai significant ranges dari Tabel Stundentized range dengan n2 = dferror dan p = 2, 3, … ,k sehingga diperoleh significant range (SR). 5) Kalikan tiap nilai significant range (SR) yang diperoleh dengan error standar sehingga diperoleh least significant range (LSR). LSR = SR x SY .j

.................................... 2.24

6) Hitung beda (selisih) mean antar dua level (akan terbentuk kK2 = k(k – commit to user 1)/2 pasang), dimulai dari mean terbesar dengan sampai dengan mean II-29


digilib.uns.ac.id

terkecil. Bandingkan kembali beda second largest dan next smallest dengan LSR untuk p = k – 1, demikian seterusnya sampai diperoleh k

K2 perbandingan.

2.2. KAJIAN PUSTAKA Grigoriu (2003) melakukan penelitian tentang papan panel yang terbuat dari tiga buah jenis kertas berupa kertas koran, kertas kantor dan kertas majalah . Penelitian ini juga memakai resin polymeric methyl diisocyanate (PMDI) yang dibagi menjadi 3 level yaitu 5%, 8% dan 10%. Hasil terbaik penelitian ini ialah papan panel dari kertas koran dengan campuran resin 10% dan yang terburuk ialah papan panel dari kertas majalah dengan campuran resin 5%. Yang dkk (2004), melakukan penelitian tentang komposit polypropyleneserbuk sekam padi dengan fraksi berat serat 10%, 20%, 30% dan 40%, temperatur pengujian -300C, 00C, 200C, 500C, 800C dan 110

C dan kecepatan pengadukan 2

mm/min, 10 mm/min, 100 mm/min, 500 mm/min dan 1500 mm/min. Hasil penelitian ini adalah kekuatan tarik dan impak komposit menurun seiring dengan pertambahan serbuk sekam padi, menjadi rapuh saat diaduk dengan kecepatan tinggi dan menunjukkan deformasi plastic seiring peningkatan temperature pengujian. Ganguly (2009) melakukan penelitian tentang komposit dari batang rumput alang-alang dengan menggunakan perekat berupa PVAc dengan variasi jumlah PVAc 6%, 9%, dan 12 %. Penelitian ini juga mempertimbangkan kandungan minyak dalam rumput alang-alang dengan variasi

1%, 0,7% dan

0,54%. Hasil penelitian ini adalah dengan hasil seiring pertambahan perekat PVAc kekuatan lentur dan kekuatan tarik komposit juga ikut meningkat, sedangkan semakin banyak kandungan minyak pada rumput alang- alang kekuatan lentur dan kekuatan tarik komposit turun. Prianto (2004) melakukan penelitian tentang komposit yang terdiri dari serbuk sekam padi dengan menggunakan perekat berupa resin unsaturated polyester Yukalac 157 BQTN-EX. Komposisi serbuk sekam ialah 0%, 5%, 15%, commit to user 25% dan 30 % dari berat komposit.Hasil penelitian menunjukkan bahwa seiring II-30


digilib.uns.ac.id

bertambahnya fraksi berat sekam maka kekuatan tarik, kekuatan bending dan kekuatan impak komposit menurun. Material komposit dalam bentuk komposit panel telah banyak digunakan untuk berbagai aplikasi struktural maupun non struktural, seperti untuk furniture dan struktur pendukung pada gedung (Youngquist, 1997). Serat alam sebagai filler komposit polimer mulai banyak digunakan sebagai pengganti filler sintetik dalam kehidupan sehari-hari,mengingat serat alam ini memiliki banyak kelebihan dibanding serat buatan. Kelebihan utama penggunaan serat alam sebagai filler pada plastik yaitu densitasnya rendah, non abrasif, mudah didaur ulang, mampu hancur sendiri di alam (biodegradable), mampu sebagai bahan pengisi dengan level tinggi sehingga menghasilkan sifat kekakuan yang tinggi, tidak mudah patah, jenis dan variasinya banyak, hemat energi, dan murah (Rowell, 1997). Muehl dkk (2004) menyimpulkan bahwa panel komposit yang terbuat dari sampah kertas memiliki sifat mekanik yang rendah ketika dipadukan dengan phenollic resin 5% dan 10% polyprophylene dibandingkan dengan panel komposit dari serat kenaf. Meskipun demikian, panel komposit dari sampah kertas lebih tahan terhadap kelembaban daripada panel komposit dari kenaf. Menurut Strak dkk (1997), serbuk kayu memiliki kelebihan sebagai filler bila dibanding dengan filler mineral seperti mika, kasium karbonat dan mika, yaitu: temperatur proses lebih rendah (kurang dari 400 F) dengan demikian mengurangi biaya energi, dapat terdegradasi secara alami, berat jenisnya jauh lebih rendah, gaya gesek rendah sehingga tidak merusak peralatan pada proses pembuatan serta berasal dari sumber yang dapat diperbaharui. Sekam padi mempunyai banyak keunggulan dibanding serat alam lainnya, seperti kemampuan menahan kelembaban, tidak mudah terbakar, tidak mudah berjamur, tidak berbau, tidak menimbulkan emisi dan tidak berkarat seperti logam (Oliver, 2002). Lee, dkk (2003), menyatakan bahwa komposit yang dibuat dari serbuk sekam padi memiliki kekuatan yang lebih rendah bila dibandingkan dari serbuk kayu, dan dengan penambahan fraksi berat serbuk sekam dalam komposit (5% to useryang signifikan pada kekuatan dan 10%) tidak menghasilkancommit perubahan

II-31


digilib.uns.ac.id

impaknya. Bentuk dan ukuran filler juga berpengaruh besar terhadap komposit yang dihasilkan. Filler dengan bentuk yang tidak beraturan (irregular), kekuatan kompositnya menurun disebabkan oleh ketidakmarnpuan filler mendukung tegangan yang disalurkan dari matrik polimer (Ismail, dkk, 2002). Berikut adalah tabel rekapitulasi riset yang sedang berjalan terhitung mulai bulan Februari 2010 hingga September 2010 mengenai penggunaan limbah kertas sebagai bahan komposit. Tabel 2.7. Riset yang sedang dilakukan No. 1

Nama Peneliti Maryani

Jurusan Teknik Industri UNS

2

Asmaa Askarotillah

Teknik Industri UNS

3

Natalia Maharani

Teknik Industri UNS

4

Muhamad Rafi

Teknik Mesin UNS

5

Danang Suto Hapsoro

Teknik Mesin UNS

Judul

Bahan

Faktor

Hasil

Pengaruh Faktor JenisKertas, Perekat dan Kerapatan Terhadap Kekuatan Impak Komposit Panel Serap Bising Berbahan Dasar Limbah Kertas Pengaruh Komposit Core Berbasis Limbah Kertas, dengan Pencampur Sekam Padi dan Serabut Kelapa Terhadap Kekuatan Bending Panel Serap Bising.

Serat:limbah kertas; Matriks:lem kanji, PVAc

Jenis kertas (HVS dan koran) Jenis perekat (tanpa, lem kanji, PVAc) Kerapatan (2:1, 3:1, 4:1)

Serat:kertas HVS, sekam, serabut kelapa; Matriks:lem kanji, PVAc

pengaruh faktor jenis kertas, kerapatan dan persentase perekat terhadap kekuatan bending komposit panel serap bunyi berbahan dasar limbah kertas dan serabut kelapa

limbah kertas, serabut kelapa, PVAc

Persen HVS (80%,85%, 90%)` Campuran bahan(sekam, serabut kelapa) Jenis perekat (tanpa, lem kanji, PVAc) Jenis kertas :HVS, koran Kerapatan: 3:1, 4:1, 5:1 Persen perekat :2.5%, 5%, 7.5%

Faktor jenis perekat dan kerapatan serta interaksi factor jenis perekat dan kerapatan berpengaruh terhadap nilai impak; nilai impak terbesar diperoleh dari komposit berbahan dasar kertas HVS, lem kanji dengan rasio kerapatan 4:1. Faktor yang berpengaruh terhadap nilai bending adalah persentase HVS, jenis perekat, interaksi persentase HVS dan campuran bahan, interaksi campuran bahan dan jenis perekat; semakin rendah persen HVS, nilai bending semakin meningkat.

Pengaruh Kandungan Kanji Terhadap Kekuatan Bending dan KetangguhanImpak Bahan Komposit Kertas Koran Bekas. Pengaruh Kandungan Lem Kanji Terhadap Sifat Tarik dan Densitas Komposit Koran Bekas.

Serat:kertas koran; Matriks:lem kanji.

Persen perekat (5%, 10%, 15%, 20%)

Serat:kertas koran; Matriks:lem kanji.

Persen perekat (0%, 5%, 10%, 15%, 20%)

lem

commit to user

II-32

kenaikan persen perekat maupun kenaikan kerapatan meningkatkan kekuatan bending. penggunaan kertas HVS menghasilkan kekuatan bending lebih besar dibanding koran. kekuatan bending tertinggi pada : kertas HVS, kerapatan 5:1, perekat 7.5% Kekuatan bending dan ketangguhan impak meningkat seiring dengan penambahan lem kanji; Nilai kekuatanbending tertinggi sebesar 6,25 Mpa; Nilai kekuatan impak tertinggi sebesar 0,01455 J/mm2. Kekuatan tarik, regangan tarik dan densitas komposit meningkat seiring dengan penambahan lem kanji, namun nilai modulus tarik menurun.


digilib.uns.ac.id

BAB III METODE PENELITIAN Metode penelitian menggambarkan langkah-langkah penelitian yang dilakukan dalam pemecahan masalah. Adapun langkah-langkah penyelesaian masalah adalah seperti dalam gambar 3.1.

commit to user

III-1


digilib.uns.ac.id

commit to user Gambar 3.1. Metode penelitian III-2


digilib.uns.ac.id

3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN Waktu Penelitian ini dilaksanakan selama 8 bulan mulai dari tanggal 25 Februari 2010. Tempat Penelitian terdiri dari tiga tempat yaitu tempat pembuatan spesimen, tempat uji impak spesimen dan tempat uji serap bunyi spesimen. Tempat-tempat tersebut ialah sebagai berikut: a. Tempat pembuatan spesimen : Laboratorium Material Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta b. Tempat uji impak spesimen : Laboratorium Ilmu Logam Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta c. Tempat uji serap bunyi spesimen : Laboratorium Akustik Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta

3.2

TAHAP PERENCANAAN DAN PERANCANGAN PENELITIAN

3.2.1 Orientasi Penelitian Orientasi penelitian berfungsi sebagai pengenalan terhadap penelitian yang akan dilakukan, penunjang data berupa data sekunder apabila memang diperlukan, serta dapat sebagai asumsi sebuah penelitian. Berikut ini adalah orientasi penelitian pada penelitian ini: a. Sebaran serat pada komposit merata pada seluruh bagian karena telah dilakukan pencampuran dengan memakai mixer selama 5 menit. b. Selama proses penekanan, distribusi gaya-gaya tekan yang mengenai permukaan bidang tekan spesimen sama karena pengepresan dilakukan dengan sebuah bidang datar untuk pendistribusian tegangan.

3.2.2 Perancangan Eksperimen Perancangan eksperimen terdiri dari tiga tahapan yaitu tahap pra eksperimen, tahap perencanaan (planning phase) dan tahap perancangan (design phase. commit to user

III-3


a.

digilib.uns.ac.id

Tahap pra eksperimen Tahap pra eksperimen diperlukan untuk menentukan faktor dan level

eksperimen serta metode pembuatan spesimen. Faktor dan level dari penelitian ini didasarkan pada jurnal penelitian terdahulu serta disesuaikan dengan kondisi lapangan setelah terlebih dahulu melakukan metode trial dalam pembuatan spesimen. Berikut adalah proses penentuan faktor dan level dalam penelitian ini: 1) Penentuan level-level faktor jenis kertas berdasar penelitian yang dilakukan oleh A.H. Grigoriou (2003) yang memvariasikan jenis kertas, yaitu kertas koran, HVS dan majalah. Pada akhir penelitiannya disimpulkan bahwa kertas majalah merupakan bahan yang paling kecil kekuatannya karena kemampuan rekat antar seratnya rendah. Berdasar penelitian tersebut, maka hanya jenis kertas koran dan HVS yang akan diteliti. 2) Penentuan level-level faktor komposisi sekam berdasar penelitian yang dilakukan oleh Yang dkk (2004), melakukan penelitian tentang komposit polypropylene-serbuk sekam padi dengan fraksi berat serat 10%, 20%, 30% dan 40%. Sekam padi dalam penelitian ini tetap dibiarkan dalam bentuk butiran tanpad dibuat menjadi serbuk, untuk tetap menjaga kemampuan meredam bunyi, karena sekam dalam bentuk butiran tetap mempunyai rongga udara. Level yang dipakai adalah 10%, 15% dan 20%. Level 30% dan 40% tidak dipakai karena pada saat trial, komposit terlalu mudah patah. Level 15% dipakai untuk melihat kenaikan dan penurunan nilai kekuatan impak dengan lebih jelas. 3) Penentuan level-level faktor jumlah perekat berdasar penelitian yang dilakukan oleh Ganguly (2009) yang melakukan penelitian tentang komposit dari batang rumput alang-alang dengan menggunakan perekat berupa PVAc dengan variasi jumlah PVAc 6%, 9%, dan 12 %. Setelah mendapatkan faktor dan level dari penelitian, maka dilakukan trial pembuatan spesimen untuk mendapatkan metode yang paling baik yang meliputi penentuan berat komposit, lama pengadukan dan jumlah air (sebagai media pencampur). Berikut ini commit adalah trial pembuatan spesimen yang meliputi: to user

III-4


digilib.uns.ac.id

1) Berat komposit ditentukan dari berat kertas-sekam sebesar 90 gr, sedangkan jumlah perekat ialah di luar dari fraksi berat kertas-sekam 90 gr. Berat kertas sekam dipilih 90 gr karena pada trial 100 gr, dongkrak sudah tidak mampu mengepres komposit menjadi setebal 1 cm (standar ASTM D 5942). 2) Penentuan jumlah air dilakukan dengan percobaan perbandingan massa air dan kertas sebanyak 1:1, 2:1, 3:1, 4:1 dan 5:1. Kondisi optimal didapat dari perbandingan air dan kertas sebanyak 4:1. Pada perbandingan tersebut, posisi air tepat membasahi seluruh kertas. Perbandingan 5:1 tidak digunakan dikarenakan pada kondisi tersebut jumlah air terlalu banyak, sehingga dikhawatirkan semakin banyak kandungan perekat alami kertas yang ikut terbuang saat proses pengepresan. 3) Lama pengadukan ditentukan dalam waktu 5 menit karena dipandang telah mampu mencampur kertas, sekam dan PVAc.

b. Tahap Perencanaan (Planning Phase) 1) Membuat problem statement : Problem statement dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh jenis kertas, komposisi sekam dan perekat terhadap kekuatan impak komposit dalam menghasilkan nilai kekuatan komposit core kertas-sekam. 2) Menentukan variabel respon atau kriteria atau ukuran performansi. a) Variabel respon : Kekuatan impak, yaitu besarnya gaya yang serap benda ketika mengalami tumbukan yang tiba-tiba. b) Unit eksperimen : 90 spesimen komposit core kertas-sekam. 3) Menentukan faktor-faktor yang ingin diuji pengaruhnya dalam eksperimen. a) Faktor yang ingin diuji: (1) faktor jenis kertas (A), (2) faktor komposisi sekam (B), (3) faktor jumlah perekat (C). b) Sifat faktor : (1) Jenis kertas bersifat kualitatif. commit to user

III-5


digilib.uns.ac.id

(2) Komposisi sekam dan jumlah perekat bersifat kuantitatif 4) Menentukan banyaknya level (nilai) dari setiap faktor yang diuji. a) Banyaknya level yang diuji dari setiap faktor : (1) Faktor jenis kertas (A) terdiri dari dua level, yaitu kertas HVS (A1), dan kertas koran (A2). (2) Faktor komposisi sekam (B) terdiri dari tiga level, yaitu 10% sekam, 15% sekam, dan 20% sekam. (3) Faktor jumlah perekat (C) terdiri dari tiga level, yaitu 6% PVAc, 9% PVAc, 12% PVAc. b) Level-level dari semua faktor dipilih secara fixed. 5) Menentukan jenis desain eksperimen yang dipakai. Dalam tahap ini dilakukan penentuan teknik desain eksperimen yang digunakan. Teknik desain eksperimen yang dipilih yaitu Factorial Experiment Completely Randomized Design. Desain ini digunakan karena eksperimen ini terdiri dari tiga faktor, yaitu faktor jenis kertas (A), faktor komposisi sekam (B), dan faktor jumlah perekat (C). a) Desain eksperimen yang dipakai adalah Factorial Experiment Completely Randomized Design b) Tabulasi Factorial Experiment Completely Randomized Design adalah seperti tabel 3.1. Tabel 3.1. Factorial experiment completely randomized design 2x3x3 Jenis Kertas HVS (a1) Koran (a2) % Perekat 10% 15% 20% 10% 15% 20% sekam sekam sekam sekam sekam sekam (b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3) 6% PVAc (c1) A1B1C1 A1B2C1 A1B3C1 A2B1C1 A2B2C1 A2B3C1 9% PVAc (c2) A1B1C2 A1B2C2 A1B3C2 A2B1C2 A2B2C2 A2B3C2 12% PVAc (c3) c.

A1B1C3

A1B2C3

A1B3C3

A2B1C3

A2B2C3

A2B3C3

Tahap Desain (Design Phase) 1) Menentukan jumlah observasi atau jumlah replikasi, masing-masing kombinasi dilakukan lima kali pengukuran. 2) Urutan eksperimen :commit secara random. to user

III-6


Urutan

digilib.uns.ac.id

eksperimen

ditentukan

secara

random

(complete

randomization) seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.2. misal eksperimen ke-1 dilakukan pada komposit dengan bahan kertas koran, komposisi sekam 15% dan menggunakan 9% PVAc.

% Perekat

6% PVAc (c1)

9% PVAc (c2)

12% PVAc (c3)

Tabel 3.2. Urutan eksperimen factorial experiment completely randomized design 2x3x3 Jenis Kertas HVS (a1) Koran (a2) 10% 15% 20% 10% 15% 20% sekam sekam sekam sekam sekam sekam (b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3) 90 84 35 65 44 25 69 15 43 59 22 1 31 46 87 9 29 76 20 11 24 81 27 6 49 56 2 75 61 38 72 74 67 89 13 5 80 4 48 73 66 30 28 40 88 82 86 23 83 19 70 21 57 42 54 47 41 71 53 37 77 68 63 33 78 50 64 58 32 26 3 7 52 34 36 12 17 62 51 8 18 55 60 10 39 14 16 45 79 85

3) Menentukan Hipotesis yang diuji Hipotesis umum yang diajukan dalam eksperimen ini adalah faktor yang berpengaruh terhadap gaya kekuatan impak komposit kertassekam, dimana faktor tersebut mungkin berdiri sendiri ataupun berinteraksi dengan faktor yang lain. Hipotesis umum ini disebut sebagai hipotesis satu (H1). Adapun hipotesis nol dari eksperimen dalam penelitian ini adalah: a) Faktor Utama 1) H01 : 閸挐 = 0

commit to user

III-7


digilib.uns.ac.id

Perbedaan jenis kertas tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak . 2) H02 : 閸4 = 0

Perbedaan komposisi sekam tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap nilai kekuatan impak .

3) H03 : 閸5 = 0

Perbedaan jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak .

b) Interaksi Dua Faktor 1) H04 :閸挐4 = 0

Perbedaan interaksi desain jenis kertas dan komposisi sekam tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak.

2) H05 : 閸挐5 = 0

Perbedaan interaksi jenis kertas dan jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya kekuatan impak.

3) H06 : 閸45 = 0

Perbedaan interaksi komposisi sekam dan jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya kekuatan impak.

c) Interaksi Tiga Faktor 4) H07 : 閸挐45 = 0

Perbedaan interaksi desain jenis kertas , komposisi sekam dan

jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang

signifikan terhadap besarnya kekuatan impak.

3.3 TAHAP PEMBUATAN SPESIMEN 3.3.1 Alat dan Bahan Berikut adalah alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan unit eksperimen tersebut. to user a. Alat yang digunakan dalamcommit penelitian, adalah:

III-8


digilib.uns.ac.id

1) Cetakan besi bentuk balok dengan ukuran 20 cm x 5 cm x 1 cm (untuk uji impak), bentuk lingkaran dengan diameter 10 cm tinggi 5 cm (untuk uji serap bunyi).

Gambar 3.2. Cetakan Sumber: Lab. Material Teknik Mesin UNS Surakarta, 2010

2) Baskom 3) Jangka sorong dengan tingkat ketelitian 0,05 mm dan panjang 150 mm. 4) Timbangan digital dengan tingkat akurasi sebesar 1/5000, ukuran pan 150mm x 150mm dan kapasitas 500gr, sumber energi berupa baterai AA.

Gambar 3.3. Timbangan digital Sumber: Lab. Sistem Kualitas Teknik Industri UNS Surakarta, 2010

5) Mesin crushing,, digunakan untuk membuat lembaran kertas menjadi serbuk.

Gambar 3.4. Mesin crushing Sumber: Lab. Material Teknik Mesin UNS Surakarta, 2010

6) Mixer,, untuk mencampur semua komposisi bahan. commit to user 7) Alat press dengan tingkat kemampuan pres hingga 12000 psi. III-9


digilib.uns.ac.id

Gambar 3.5. Alat press Sumber: Lab. Material Teknik Mesin UNS Surakarta, 2010

8) Moisture analyzer Digunakan untuk mengukur kadar air dalam suatu benda, skala alat ini antara 0% sampai 25%.

Gambar 3.6. Moisture analyzer Sumber: Lab. Material Teknik Mesin UNS Surakarta, 2010

9) Gerinda, untuk memotong spesimen. 10) Alat uji impak charpy dengan sudut ayunan(α) 1500, jarak pusat gravitasi dengan sumbu pendulum 39,48 cm dan berat pendulum 1,357 kg.

Gambar 3.7. Alat uji impak charpy Sumber: Lab. Ilmu Logam Teknik Mesin commit to user Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, 2010

III-10


digilib.uns.ac.id

11) Alat uji serap bunyi

(a) (b) (c) Gambar 3.8. Seperangkat alat uji serap bunyi yaitu (a) Amplifier (b) Tabung impedansi (c) Komputer Sumber: Lab. Akustik MIPA UNS Surakarta, 2010

b. Bahan yang digunakan untuk membuat spesimen, sebagai berikut: 1) Kertas bekas 2) Sekam padi 3) Lem PVAc 4) Air

3.3.2

Langkah pembuatan spesimen uji impak charpy dan serap bunyi a. Langkah-langkah pembuatan spesimen uji impak: 1) Memotong kertas bekas. 2) Menghancurkan potongan kertas bekas dengan mesin crushing. 3) Menimbang kertas yang telah di crushing, sekam padi, lem PVAc. dan air sesuai dengan komposisinya masing-masing (jumlah PVAc berdasar berat campuran kertas dan sekam seberat 90 gram). Ketentuan massa tiap bahan adalah sebagai berikut, misalkan ditentukan 10 % sekam , 6 % PVAc maka massa sekam = 9 gr (10% x 90), kertas = 81 gr (90-9), PVAc = 5,4 gr (6 % x 90) dan berat air = 360 gr ( 90 x 4, karena perbandingan massa air = 4:1). 4) Mencampur air dengan lem PVAc, massa air yang digunakan sebesar 90 gr, 270 gr air digunakan pada pencampuran kertas dan sekam. 5) Mencampur bubuk kertas, padi dan air dengan air lem yang commitsekam to user

III-11


digilib.uns.ac.id

telah ditimbang dengan mixer selama 5 menit agar tercampur secara merata. 6) Memasukkan bahan tersebut ke dalam cetakan besi berbentuk balok berukuran 10 x 5 x 5 cm. 7) Melakukan pengepresan bahan-bahan yang telah dicampur dengan menggunakan alat press sampai mendapatkan ketebalan 1 cm selama 30 menit. 8) Menjemur spesimen sampai kadar air <14. 9) Menguji kadar air spesimen dengan moisture analyzer. 10) Memotong spesimen dengan ukuran 10 x 1 x 1 cm (berdasarkan ASTM D-5942) untuk uji impak komposit kertas sekam. 11) Mengulangi langkah 1-9 untuk ke 54 spesimen. 80

10 10

10

Gambar 3.9. Dimensi spesimen uji impak (mm) Sumber: ASTM D-5942

b. Langkah-langkah pembuatan spesimen uji serap bunyi: 1) Memotong kertas bekas. 2) Menghancurkan potongan kertas bekas dengan mesin crushing. 3) Menimbang bubuk kertas, sekam padi, lem PVAc dan air sesuai dengan komposisinya masing-masing sesuai dengan level yang terpilih pada uji impak, dengan menyesuaikan terhadap karakteristik dari spesimen uji impak. 4) Mencampur air dengan lem PVAc. 5) Mencampur bubuk kertas, sekam padi dan air dengan air lem yang telah ditimbang dengan mixer selama 5 menit agar tercampur secara merata. 6) Memasukkan bahan tersebut ke dalam cetakan berbentuk lingkaran dengan diameter 10 cm dan tinggi 5 cm. commit to user

III-12


digilib.uns.ac.id

7) Melakukan pengepresan bahan-bahan yang telah dicampur dengan menggunakan mesin press sampai mendapatkan ketebalan 1 cm selama 30 menit. 8) Menjemur spesimen sampai kadar air <14. 9) Menguji kadar air spesimen dengan moisture analyzer.

100

10

Gambar 3.10. Dimensi spesimen uji serap bunyi (mm) Sumber: ASTM E-1050

3.4 PENGUMPULAN DATA 3.4.1 Uji Impak Langkah pengambilan data untuk uji impak: 1) Meletakkan pendulum pada titik awal. 2) Mencatat sudut awal pendulum sebelum mengenai spesimen. 3) Meletakkan spesimen uji pada tempat pengujian. 4) Melepaskan pendulum sehingga mengenai spesimen. 5) Mencatat nilai sudut pendulum setelah mengenai spesimen. 6) Meletakkan pendulum pada titik awal lagi untuk pengujian yang selanjutnya. Setelah mendapat data untuk kekuatan impak, spesimen juga akan diuji nilai serap bunyinya. 3.4.2 Uji Serap Bunyi Langkah pengambilan data untuk uji serap bunyi: 1) Mempersiapkan spesimen yang akan diuji. 2) Melakukan set up alat pengujian. 3) Melepaskan tabung impedansi. 4) Memasukkan spesimen ke dalam tabung impedansi. 5) Menyambung kembali tabung impedansi yang telah berisi spesimen. 6) Menjalankan program pulse shop dalam komputer dengan variasi rentang frekuensi antara 0-3200 Hz. commit to user

III-13


digilib.uns.ac.id

3.5 PENGOLAHAN DATA 3.5.1

Uji Asumsi a. Uji Normalitas Untuk memeriksa apakah populasi berdistribusi normal atau tidak, dapat ditempuh uji normalitas dengan menggunakan metode lilliefors (kolmogorov-smirnov yang dimodifikasi), atau dengan normal probability –plot. Pemilihan uji lilliefors sebagai alat uji normalitas didasarkan oleh : 1) Uji lilliefors adalah uji kolmogorov-smirnov yang telah dimodifikasi dan secara khusus berguna untuk melakukan uji normalitas bilamana mean dan variansi tidak diketahui, tetapi merupakan estimasi dari data (sampel). Uji kolmogorov-smirnov masih bersifat umum karena berguna untuk membandingkan fungsi distribusi kumulatif data observasi dari sebuah variabel dengan sebuah distribusi teoritis, yang mungkin bersifat normal, seragam, poisson, atau exponential. 2) Uji lilliefors sangat tepat digunakan untuk data kontinu, jumlahnya kurang dari 50 data, dan data tidak disusun dalam bentuk interval (bentuk frekuensi). Apabila data tidak bersifat seperti di atas maka uji yang tepat untuk digunakan adalah khi-kuadrat. (Miller, 1991). 3) Uji lilliefors terdapat di software SPSS yang akan membantu mempermudah proses pengujian data sekaligus bisa mengecek hasil perhitungan secara manual. Langkah-langkah perhitungan uji lilliefors (Wijaya, 2000) sebagai berikut: 1) Urutkan data dari yang terkecil sampai terbesar. 2) Hitung rata-rata ( x ) dan standar deviasi ( s ) data tersebut. æ n ö ç å xi ÷ i =1 ø x=è n

….............................. 3.2

(å X ) åX - n

2

2

s=

.................................. 3.3

n -1

3) Transformasikan data tersebut menjadi nilai baku ( z ). commit to user z i = (xi - x ) / s ….............................. 3.4 III-14


digilib.uns.ac.id

keterangan: xi = nilai pengamatan ke-i x = rata-rata s = standar deviasi 4) Dari nilai baku ( z ), tentukan nilai probabilitasnya P( z ) berdasarkan sebaran normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel standar luas wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms. Excel dengan function NORMSDIST. 5) Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif

P(x) dengan rumus

sebagai berikut : P( xi ) = i / n

….............................. 3.5

6) Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P( z ) dan P( x ) yaitu maks | P( z ) - P( x )| , sebagai nilai L hitung. 7) Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(xi-1) dan P( z ) yaitu maks | P(xi-1) - P( z ) |. 8) Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data observasi dalam beberapa kali replikasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan adalah : H0 : data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal H1 : data observasi berasal dari populasi yang tidak berdistribusi normal Taraf nyata yang dipilih a = 0.05, dengan wilayah kritik Lhitung > La(k-1) .

Apabila nilai Lhitung < Ltabel , maka terima H0 dan simpulkan bahwa data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal.

b. Uji homogenitas Uji homogenitas bertujuan menguji apakah variansi error dari tiap level atau perlakuan bernilai sama. Alat uji yang sering dipakai adalah uji bartlett. Namun uji

bartlett dapat dilakukan setelah uji normalitas

terlampaui. Untuk menghindari adanya kesulitan dalam urutan proses pengolahan, maka alat uji yang dipilih adalah uji levene test. Uji levene dilakukan dengan menggunakan analisis ragam terhadap selisih absolut dari setiap nilai pengamatan dalam sampel dengan rata-rata sampel yang bersangkutan.

commit to user

III-15


digilib.uns.ac.id

Prosedur uji homogenitas levene (Wijaya, 2000) sebagai berikut : 1) Kelompokkan data berdasarkan faktor yang akan diuji. 2) Hitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya pada tiap level. 3) Hitung nilai-nilai berikut ini : a) Faktor Koreksi (FK) = keterangan

(å x )

2

i

.…............................. 3.6

n

xi = data hasil pengamatan i = 1, 2, . . ., n (n banyaknya data) æ

ö

è

ø

2 b) JK-Faktor = çç æç å xi ö÷ k ÷÷ - FK è ø

.….............................. 3.7

keterangan k = banyaknya data pada tiap level c) JK-Total (JKT) =

(å y )- FK 2 i

.….............................. 3.8

keterangan yi = selisih absolut data hasil pengamatan dengan rataratanya untuk tiap level d) JK-Error (JKE) = JKT – JK(Faktor) .….............................. 3.9 Nilai-nilai hasil perhitungan di atas dapat dirangkum dalam sebuah daftar analisis ragam sebagaimana tabel 3.3 di bawah ini. Tabel 3.3. Skema daftar analisis ragam uji homogenitas Sumber Keragaman

Db

Faktor

f

Error

n-1-f

JKE

Total

n-1

JKT

JK

KT

JK(Faktor) JK(Faktor) / db

F

KT ( faktor ) KT (error )

JKE / db

4) Hipotesis yang diajukan adalah : H0 : s 12 = s 22 = s 32 = s 42 = s 52 = s 62 H1 :

Ragam seluruh level faktor tidak semuanya sama

5) Taraf nyata yang dipilih adalah α = 0.05 6) Wilayah kritik : F > F α (v1 ; v2) atau F > F0.05 (5 ; 90)

commit to user

III-16


digilib.uns.ac.id

c. Uji independensi Salah satu upaya mencapai sifat independen adalah dengan melakukan pengacakan terhadap observasi. Namun demikian, jika masalah acak ini diragukan maka dapat dilakukan pengujian dengan cara memplot residual versus urutan pengambilan observasinya. Hasil plot tersebut akan memperlihatkan ada tidaknya pola tertentu. Jika ada pola tertentu, berarti ada korelasi antar residual atau error tidak independen. Apabila hal tersebut terjadi, berarti pengacakan urutan eksperimen tidak benar (eksperimen tidak terurut secara acak). Pengujian independensi juga dapat dilakukan dengan uji DurbinWatson, yaitu untuk mengetahui apakah pengambilan daa hasil eksperimen yang telah dilakukan bersifat acak atau tidak. Langkahlangkah pengujian Durbin-Watson ialah sebagai berikut 1) Menentukan nilai residual ei 2) Menentukan tingkat kepercayaan dan hipotesis pengujian Tingkat kepercayaan yang digunakan dalam pengujian independensi ini adalah= 0,05. Hipotesis yang diajukan dalam uji independensi pada nilai kekuatan impak, yaitu: Ho : data observasi bersifat acak H1 : data observasi tidak bersifat acak atau mempunyai pola tertentu Nilai kritis untuk hipotesis diatas yaitu: d
dU: terima ho dL ≤ d ≤ dU pengujian tidak meyakinkan 3) Hitung nilai Durbin-Watson sebagai berikut 侠

∑

Ƽ Ƽ 1 2 ∑ 2Ƽ

4) Untuk ukuran sampel tertentu dan banyak variabel tertentu, dapatkan nilai kritis dL dan dU lihat table statistik d dari Durbin-Watson). 5) Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data bersifat acak atau tidak. Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai d (1,933) > commit to user

III-17


digilib.uns.ac.id

nilai dU (1,72), maka Ho diterima, dari hasil tersebut menyatakan bahwa data bersifat acak dan tidak membentuk pola tertentu.

3.5.2

Uji ANOVA Factorial Experiment Eksperimen faktorial digunakan bilamana jumlah faktor yang akan diuji

lebih dari satu. Eksperimen faktorial adalah eksperimen dimana semua (hampir semua) taraf (levels) sebuah faktor tertentu dikombinasikan dengan semua (hampir semua) taraf (levels) faktor lainnya yang terdapat dalam eksperimen. (Sudjana, 1985). Di dalam eksperimen faktorial, bisa terjadi hasilnya dipengaruhi oleh lebih dari satu faktor, atau dikatakan terjadi interaksi antar faktor. Secara umum interaksi didefinisikan sebagai ‘perubahan dalam sebuah faktor mengakibatkan perubahan nilai respon, yang berbeda pada tiap taraf untuk faktor lainnya, maka antara kedua faktor itu terdapat interaksi’ (Sudjana, 1985). Skema data sampel untuk desain eksperimen dapat dilihat pada Tabel 3.4 berikut ini.

commit to user

III-18


digilib.uns.ac.id

Tabel 3.4. Skema data sampel eksperimen faktorial 2x3x3 dengan 5 observasi tiap sel Jenis Kertas HVS(a1) Koran(a2) % Perekat 10% 15% 20% 10% 15% 20% sekam sekam sekam sekam sekam sekam (b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3) Y1111 Y1211 Y1311 Y2111 Y2111 Y2111 Y1112 Y1212 Y1312 Y2112 Y2112 Y2112 6% PVAc Y1113 Y1213 Y1313 Y2113 Y2113 Y2113 (c1) Y1114 Y1211 Y1314 Y2114 Y2114 Y2114 Y1115 Y1215 Y1315 Y2115 Y2115 Y2115 Y1121 Y1221 Y1321 Y2121 Y2121 Y2121 Y1122 Y1222 Y1322 Y2122 Y2122 Y2122 9% PVAc Y1123 Y1223 Y1323 Y2123 Y2123 Y2123 (c2) Y1124 Y1221 Y1324 Y2124 Y2124 Y2124 Y1125 Y1225 Y1325 Y2125 Y2125 Y2125 Y1131 Y1231 Y1331 Y2131 Y2131 Y2131 Y1132 Y1232 Y1332 Y2132 Y2132 Y2132 12% Y1133 Y1233 Y1333 Y2133 Y2133 Y2133 PVAc (c3) Y1134 Y1231 Y1334 Y2134 Y2134 Y2134 Y1135 Y1235 Y1335 Y2135 Y2135 Y2135 Berdasarkan model persamaan (3.10), maka untuk keperluan ANOVA dihitung harga-harga (Hicks, 1993) sebagai berikut : 1) Jumlah kuadrat total (SStotal) : SS total =

2

3

3

n

i

j

k

l

åååå

2

2 Yijkm

-

T. . . . nabc

.….............................. 3.11

2) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-i faktor A (SSA): SS A =

2

2

2

Ti . . .

T . .. .

å nbc - nabc

.….............................. 3.12

i =1

3) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-j faktor B (SSB): SS B =

3

2

T. j . .

å nac j =1

2

-

T ....

.….............................. 3.13

nabc

commit to user

III-19


digilib.uns.ac.id

4) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-k faktor C (SSC) : SS C =

2

2

T. k . .

3

T ....

å nabd - nabcd

.….............................. 3.14

k =1

5) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ij antara faktor A dan faktor B (SSAxB) : SS AxB =

2

3

2

n

ååå

Tij.m

Ti . . .

i

nbc

-å

n

i =1 j =1 m=1

2

3

2

3

T. j . .

j

nac

-å

2

T . .. .

+

nabc

…...... 3.15

6) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ik antara faktor A dan faktor C (SSAxC) : SS AxC =

2

3

2

n

ååå

Tik.m

Ti . . .

i

nbc

-å

n

i =1 k =1 m=1

2

2

2

2

3

T. k . .

j

nab

-å

+

T . . .. nabc

........................ 3.16

7) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-jk antara faktor B dan faktor C (SSBxC) : SS BxC =

3

3

n

ååå

2

Tij.m n

j =1 k =1 m=1

2

3

Tj . . .

j

nac

-å

2

3

T. k . .

k

nab

-å

2

+

T . .. . nabc

........................ 3.17

8) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ijk antara faktor A, faktor B, dan faktor C (SSAxBxC) SS AxBxC =

3

2

3

n

å ååå i =1

j =1 k =1 m=1

2

3

T. k . .

k

nab

-å

2

Tijk.m n

2

2

Ti . . .

i

nbc

-å

2

3

Tj . . .

j

nac

-å

2

+

T ....

.….............................. 3.18

nabc

9) Jumlah kuadrat error (SSE) : SSE = SStotal - SSA - SSB – SSC - SSAB – SSAC – SSBC - SSABC …........ 3.19 Tabel ANOVA untuk eksperimen faktorial dengan tiga faktor (a, b, dan c), dengan nilai-nilai perhitungan dalam bentuk diatas adalah sebagaimana tabel 3.5. Pada kolom terakhir tabel 3.5., untuk menghitung harga F yang digunakan sebagai alat pengujian statistik, maka perlu diketahui model mana yang diambil. Model yang dimaksud ditentukan oleh sifat tiap faktor, apakah tetap atau acak. Model tetap menunjukkan di dalam eksperimen terdapat hanya m buah perlakuan, commit to user

III-20


digilib.uns.ac.id

sedangkan model acak menunjukkan bahwa dilakukan pengambilan m buah perlakuan secara acak dari populasi yang ada. Tabel 3.5 ANOVA eksperimen faktorial 2x3x3 desain acak sempurna Jumlah Derajat Bebas Kuadrat Sumber Variansi Kuadrat F (df) Tengah (MS) (SS) Faktor A a –1 SSA SSA/dfA MSA/MSE Faktor B

b–1

SSB

SSB/dfB

MSB/MSE

Faktor C

c –1

SSC

SSC/dfC

MSC/MSE

Interaksi AxB

(a – 1)(b – 1)

SSAxB

SSAxB/dfAxB

MSAxB/MSE

Interaksi AxC

(a – 1)(c – 1)

SSAXC

SSAxC/dfAxC

MSAxC/MSE

Interaksi BxC

(b – 1)(c – 1)

SSBXC

SSBxC/dfBxC

MSBxC/MSE

(a–1)(b–1)(c–1)

SSAXBXC

SSAXBXC/dfAxBxC

MSAxBxC/MSE

Error

abc(n - 1)

SSE

SSE/dfE

Total

abcn

SSTotal

Interaksi AxBxC

Sumber : Sudjana, 1985

3.5.3

Uji Pembanding Ganda menggunakan Student Newman-Keuls (SNK) Prosedur uji Student Newman-Keuls (SNK) (Hicks, 1993) terhadap suatu

level yang pengaruhnya dinyatakan cukup signifikan adalah sebagai berikut : a.

Susun rata-rata tiap level yang diuji dari kecil ke besar.

b.

Ambil nilai mean squareerror dan dferror dari tabel ANOVA.

c.

Hitung nilai error standar untuk mean level dengan rumus berikut : S Y .j =

MS error k

.….............................. 3.20

keterangan k = jumlah level d.

Tetapkan nilai a dan ambil nilai-nilai significant ranges dari Tabel Stundentized range dengan n2 = dferror dan p = 2, 3, … ,k sehingga diperoleh significant range (SR).

e.

Kalikan tiap nilai significant range (SR) yang diperoleh dengan error standar sehingga diperoleh least significant range (LSR). LSR = SR x SY .j

commit to user

III-21

.….............................. 3.21


f.

digilib.uns.ac.id

Hitung beda (selisih) mean antar dua level (akan terbentuk kK2 = k(k – 1)/2 pasang), dimulai dari mean terbesar dengan sampai dengan mean terkecil. Bandingkan kembali beda second largest dan next smallest dengan LSR untuk p = k – 1, demikian seterusnya sampai diperoleh kK2 perbandingan.

3.6 ANALISIS Pada tahap ini dilakukan analisis dan interpretasi hasil penelitian untuk memberikan gambaran secara menyeluruh sebagai bahan pertimbangan dalam rekomendasi setting level optimal komposit kertas-sekam.

3.7 KESIMPULAN DAN SARAN Tahap ini merupakan bagian akhir dari penelitian yang membahas kesimpulan dari hasil yang diperoleh serta usulan atau rekomendasi untuk implementasi lebih lanjut dan bagi penelitian selanjutnya.

commit to user

III-22


digilib.uns.ac.id

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Pada bab ini diuraikan proses pengambilan data yang dilanjutkan dengan pengolahan data sesuai dengan rumusan masalah dan tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini. Pada bagian awal akan dibahas karakteristik eksperimen dan proses pengumpulan data eksperimen. Bagian selanjutnya tentang proses pengolahan data yang meliputi pengujian data, perhitungan pengaruh faktor dengan pengujian ANOVA dan penentuan level terbaik dari faktor-faktor yang berpengaruh signifikan terhadap variabel respon dengan menggunakan pengujian Student-Newman-Keuls (SNK). 4.1

PENGUMPULAN DATA Berikut ini adalah data yang diperoleh dalam pelaksanaan eksperimen:

% Perekat

6% PVAc (c1)

9% PVAc (c2)

12% PVAc (c3)

Tabel 4.1. Data luas penampang spesimen (mm2) Jenis Kertas HVS (a1) Koran (a2) 10% 15% 20% 10% 15% sekam sekam sekam sekam sekam (b1) (b2) (b3) (b1) (b2) 120,75 110,00 110,00 149,50 120,75 121,00 120,00 138,00 132,25 115,50 120,75 121,00 132,00 138,00 115,00 115,00 110,25 126,50 126,50 126,50 105,00 143,00 110,00 126,50 120,00 110,00 121,00 150,00 121,00 120,75 120,00 115,50 132,00 121,00 126,50 120,00 115,50 115,00 121,00 115,50 110,00 132,00 132,00 132,25 132,00 110,00 120,00 121,00 110,25 126,50 144,00 130,00 126,50 138,00 121,00 121,00 132,00 143,00 115,50 110,00 115,50 110,00 121,00 126,00 121,00 121,00 110,00 121,00 131,25 120,75 115,50 110,00 121,00 132,00 120,75

commit to user

IV-1

20% sekam (b3) 126,00 120,75 132,25 110,00 131,25 115,50 120,75 137,50 126,50 126,50 143,75 126,00 143,75 126,50 110,25


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.2. Data uji impak sudut pendulum setelah mengenai spesimen (β) Jenis Kertas HVS (a1) Koran (a2) % 10% 15% 20% 10% 15% 20% Perekat sekam sekam sekam sekam sekam sekam (b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3) 118 125 130 117 125 129 117 120 130 116 126 131 6% PVAc 115 123 129 119 123 127 (c1) 120 127 125 120 123 129 122 122 132 115 124 130 118 119 123 115 119 124 115 120 126 117 122 123 9% PVAc 114 122 125 114 120 122 (c2) 119 121 125 116 121 126 118 122 128 120 120 124 105 117 121 111 114 121 111 114 118 112 116 124 12% 113 120 122 110 116 120 PVAc (c3) 109 118 118 111 118 115 112 115 120 108 117 119 Tabel di atas bukanlah data yang akan diolah dalam perancangan eksperimen, karena yang menjadi variable respon adalah nilai kekuatan impak.

4.2

PENGOLAHAN DATA Sebelum dilakukan pengolahan data perlu dilakukan perhitungan nilai

kekuatan impak yang dihitung dari nilai β spesimen. Pada tahap pengolahan data dilakukan uji asumsi dasar, uji ANOVA, dan uji pembanding ganda untuk mengetahui tingkat signifikansi variabel respon. Setelah itu dilakukan pemilihan komposit kertas-sekam berdasarkan nilai kekuatan impak komposit kertas-sekam. Berikut ini adalah contoh perhitungan nilai kekuatan impak spesimen: E =W.R.[(cosβ-cosα) - (cos α'-cosα)( keterangan : E W R

閸司

閸司閸′

)]

: energi serap/energi yang diperlukan pendulum untuk mematahkan spesirnen, Joule : berat pendulum, Newton commit to user : jarak antara pusat gravitasi dan sumbu pendulum, meter

IV-2


A Β α'

digilib.uns.ac.id

: sudut pendulum sebelurn diayunkan : sudut ayunan pendulum setelah mematahkan spesimen : sudut ayunan pendulum tanpa spesimen Setelah diketahui besarnya energi yang diperlukan pendulum untuk

mematahkan spesimen, maka besarnya kekuatan/energi impak dapat dihitung. Kekuatan lmpak = keterangan: E A W R

: energi serap, Joule : luas penampang spesimen uji impak, mm2 : 13,2986 N : 0,3948 m

Contoh perhitungan: Untuk perlakuan a1b1c1 replikasi ke-1, ੰmǴ司ੰੰ

E = 13,2986 x 0,3948 [ (cos 1180 – cos 1500) – (cos 1450- cos 1500)(ੰmǴ司ੰ m)] = 13,2986 x 0,3948 [ 0,397 – 0,047 ( 0,098 )] = 1,858 Joule Kekuatan impak = 1,858 J/ 120,75 mm2 = 0,015 J/mm2 Contoh perhitungan nilai kekuatan impak pada perlakuan a1b1c1 replikasi ke-1 cukup memberikan gambaran mengenai cara memperoleh nilai kekuatan impak. Selanjutnya rekapitulasi hasil nilai kekuatan impak untuk 54 buah spesimen dapat dilihat pada tabel 4.3. .

commit to user

IV-3


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.3. Data nilai kekuatan impak spesimen (J/mm2) Jenis Kertas HVS (a1) Koran (a2) % 10% 15% 20% 10% 15% 20% Perekat sekam sekam sekam sekam sekam sekam (b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3) 0,015 0,012 0,009 0,013 0,011 0,008 0,016 0,014 0,007 0,015 0,011 0,007 6% PVAc 0,017 0,012 0,008 0,013 0,013 0,009 (c1) 0,015 0,010 0,010 0,013 0,012 0,009 0,015 0,011 0,007 0,017 0,012 0,007 0,017 0,015 0,010 0,017 0,015 0,012 0,018 0,015 0,009 0,016 0,012 0,012 9% PVAc 0,018 0,013 0,011 0,018 0,015 0,011 (c2) 0,016 0,012 0,010 0,015 0,012 0,010 0,017 0,013 0,009 0,015 0,013 0,011 0,021 0,015 0,013 0,018 0,018 0,011 0,020 0,017 0,013 0,020 0,018 0,011 12% 0,020 0,015 0,013 0,020 0,017 0,012 PVAc (c3) 0,022 0,017 0,015 0,019 0,015 0,017 0,020 0,019 0,014 0,021 0,016 0,016 4.2.1 Uji Asumsi Dasar Uji asumsi dasar merupakan langkah awal dalam pengolahan data, yang meliputi uji normalitas, uji homogenitas, dan uji independensi. Apabila seluruh hasil pengujian asumsi dasar tidak terpenuhi, maka data hasil eksperimen harus ditransformasi ke bentuk lain sehingga data hasil transformasi memenuhi asumsi dasar. Beberapa metode transformasi data adalah dengan cara dikuadratkan, diakar-kan, di-log-kan, dan lainnya. Proses pengujian asumsi dasar dilakukan terhadap data nilai kekuatan impak komposit kertas-sekam pada masing-masing perlakuan.

a. Uji Normalitas Uji normalitas dilakukan terhadap data observasi di tiap perlakuan dengan tujuan untuk mengetahui apakah data observasi dari lima kali pengambilan (replikasi), berdistrbusi normal. Jumlah perlakuan yang terdapat pada eksperimen adalah 18 perlakuan. Cara perhitungan normalitas sampel data observasi commit touji user

IV-4


digilib.uns.ac.id

dilakukan dengan metode Lilliefors. Berikut ini adalah contoh perhitungan uji normalitas pada perlakuan a1b1c1. Langkah-langkah perhitungan uji lilliefors, sebagai berikut : 1) Urutkan data observasi dari yang terkecil sampai terbesar sebagaimana pada kolom x tabel 4.4. 2) Hitung rata-rata ( x ) dan standar deviasi (s) data tersebut. ∑

Ǵ

0,015+0,016+…+0,015 5 ∑

∑

1

0,015 = 0,001

15,974

0,016

0,015 5

1

0,078 5

Tabel 4.4. Perhitungan manual uji normalitas untuk perlakuan a1b1c1 No. x z P(z) P(x) |P(z)-P(x)| |P(x-1)-P(z)| 1 0,015 -0,880 0,189 0,200 0,011 0,189 2 0,015 -0,787 0,216 0,400 0,184 0,016 3 0,015 -0,230 0,409 0,600 0,191 0,009 4 0,016 0,334 0,631 0,800 0,169 0,031 5 0,017 1,563 0,941 1,000 0,059 0,141 3) Transformasikan data (x) tersebut menjadi nilai baku (z). z i = (x i - x)/s

Keterangan : xi = nilai pengamatan ke-i x = rata-rata s = standar deviasi misal : z1 = (0,015-0,016)/ (0,001) = -0,880 dengan cara yang sama diperoleh seluruh nilai baku sebagaimana pada kolom z Tabel 4.4 di atas. 4) Dari nilai baku (z), tentukan nilai probabilitasnya P(z) berdasarkan sebaran commit to user normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel standar luas

IV-5


digilib.uns.ac.id

wilayah di bawah kurva normal, atau dengan bantuan Ms. Excel dengan function NORMSDIST. 5) Tentukan nilai probabilitas harapan kumulatif P(x) dengan cara, yaitu: P(xi) = i/n misal : P(x1) = 1/ 5 = 0,2 Dengan cara yang sama akan diperoleh seluruh nilai P(x) sebagaimana pada kolom P(x) tabel 4.4 di atas. 6) Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(z) dan P(x), yaitu Maks |P(z) – P(x)|, sebagai nilai Lhitung Maks |P(z) – P(x)| = 0,191 7) Tentukan nilai maksimum dari selisih absolut P(xi-1) dan P(z), yaitu Maks |P(xi-1) – P(z)| = 0,189 Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah ke-5 sampel data observasi berdistribusi normal. Hipotesis yang diajukan, adalah: H0 : Ke-5 sampel data observasi berasal dari populasi yang berdistribusi normal H1 : Ke-5 sampel data observasi berasal dari populasi yang tidak berdistribusi normal Taraf nyata yang dipilih a = 0,05, dengan wilayah kritik Lhitung > La(n). Nilai Ltabel dari distribusi L yaitu La(n) = L0.05(5)= 0,337. Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai Lhitung (0,191) < Ltabel (0,337), maka terima H0 dan simpulkan bahwa ke-5 sampel data observasi dari nilai kekuatan impak perlakuan a1b1c1 berasal dari populasi yang berdistribusi normal. Perhitungan uji normalitas juga dapat dilakukan dengan SPSS, Berikut ini contoh perhitungan dengan menggunakan SPSS: Tabel 4.5. Perhitungan uji normalitas dengan SPSS Level Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk Statistic df Sig. Statistic df Sig nilai_impak A1B1C1 0,191 5 0,200 0,897 5 0,392 a. Liliefors Signifcance Correction commit to user

IV-6


digilib.uns.ac.id

Nilai Sig = 0,200 > nilai α 0,05 maka Ho diterima atau berdistribusi normal. Bentuk sebaran normal pada perlakuan diperkuat oleh normal probability plot (P-P) dan histogram yang ditunjukkan dalam gambar 4.1

Gambar 4.1. Normal probability plot Contoh perhitungan uji normalitas pada perlakuan a1b1c1 cukup memberikan gambaran mengenai cara melakukan uji normalitas dengan uji Lilliefors. Selanjutnya rekapitulasi hasil uji normalitas pada 18 perlakuan dapat dilihat pada tabel 4.6.

commit to user

IV-7


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.6. Rekapitulasi hasil uji normalitas dengan uji lilliefors Perlakuan L hitung L tabel Ho Kesimpulan a1b1c1 0,191 0,337 terima normal a1b1c2 0,227 0,337 terima normal a1b1c3 0,234 0,337 terima normal a1b2c1 0,245 0,337 terima normal a1b2c2 0,248 0,337 terima normal a1b2c3 0,229 0,337 terima normal a1b3c1 0,230 0,337 terima normal a1b3c2 0,281 0,337 terima normal a1b3c3 0,295 0,337 terima normal a2b1c1 0,292 0,337 terima normal a2b1c2 0,229 0,337 terima normal a2b1c3 0,291 0,337 terima normal a2b2c1 0,253 0,337 terima normal a2b2c2 0,240 0,337 terima normal a2b2c3 0,218 0,337 terima normal a2b3c1 0,230 0,337 terima normal a2b3c2 0,197 0,337 terima normal a2b3c3 0,312 0,337 terima normal b. Uji Homogenitas Pengujian homogenitas dilakukan dengan metode levene test, yakni menguji kesamaan ragam data observasi antar level faktornya. Uji homogenitas dilakukan terhadap data yang dikelompokkan berdasarkan faktor jenis kertas, faktor komposisi sekam, dan jumlah perekat. a) Uji homogenitas antar level komposisi sekam Hipotesis yang diajukan, adalah: H0 : s12 = s22 = s32 H1 : Data antar level komposisi sekam memiliki ragam yang tidak sama Taraf nyata a = 0.05 dan wilayah kritik F > F0.05 (5 ; 90) Prosedur pengujian adalah dengan mengelompokkan data berdasarkan komposisi sekam dan dicari rata-rata tiap level komposisi sekam sebagaimana tabel 4.7, kemudian dihitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rataratanya dan mengkuadratkan nilai selisihnya sebagaimana diperoleh tabel 4.8 commit to user dan table 4.9.

IV-8


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.7. Nilai kekuatan impak dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam %Sekam %Perekat 10% 15% 20% (b1) (b2) (b3) 0,015 0,012 0,009 0,016 0,014 0,007 0,017 0,012 0,008 0,015 0,010 0,010 0,015 0,011 0,007 6% PVAc (c1) 0,013 0,011 0,008 0,015 0,011 0,007 0,013 0,013 0,009 0,013 0,012 0,009 0,017 0,012 0,007 0,017 0,015 0,010 0,018 0,015 0,009 0,018 0,013 0,011 0,016 0,012 0,010 0,017 0,013 0,009 9% PVAc (c2) 0,017 0,015 0,012 0,016 0,012 0,012 0,018 0,015 0,011 0,015 0,012 0,010 0,015 0,013 0,011 0,021 0,015 0,013 0,020 0,017 0,013 0,020 0,015 0,013 0,022 0,017 0,015 0,020 0,019 0,014 12% PVAc (c3) 0,018 0,018 0,011 0,020 0,018 0,011 0,020 0,017 0,012 0,019 0,015 0,017 0,021 0,016 0,016 0,017 0,014 0,011 Rata-rata

commit to user

IV-9


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.8. Selisih absolut data nilai kekuatan impak dengan rata-ratanya dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam %Sekam %Perekat 10% 15% 20% (b1) (b2) (b3) 0,002 0,002 0,002 0,001 0,000 0,004 0,000 0,002 0,003 0,003 0,003 0,000 0,003 0,003 0,003 6% PVAc (c1) 0,004 0,003 0,003 0,002 0,003 0,004 0,005 0,001 0,002 0,004 0,002 0,002 0,001 0,002 0,004 0,001 0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002 0,001 0,001 0,001 0,002 9% PVAc (c2) 0,000 0,001 0,001 0,001 0,002 0,001 0,001 0,001 0,000 0,002 0,002 0,001 0,002 0,001 0,000 0,003 0,001 0,002 0,003 0,003 0,002 0,002 0,001 0,002 0,004 0,003 0,005 0,003 0,005 0,003 12% PVAc (c3) 0,000 0,004 0,001 0,003 0,004 0,000 0,003 0,003 0,001 0,001 0,001 0,006 0,003 0,002 0,005 0,065 0,062 0,064 Jumlah

commit to user

IV-10


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.9. Kuadrat selisih absolut data nilai kekuatan impak dengan rata-ratanya dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam %Sekam %Perekat 10% (b1) 15% (b2) 20% (b3) 0,000003479 0,000004410 0,000004652 0,000001485 0,000000027 0,000015115 0,000000037 0,000003648 0,000009222 0,000006270 0,000012159 0,000000133 6% PVAc 0,000006817 0,000010366 0,000011760 (c1) 0,000018282 0,000009967 0,000007142 0,000003827 0,000011013 0,000012252 0,000019173 0,000001640 0,000003789 0,000014785 0,000005927 0,000002269 0,000000361 0,000006018 0,000012518 0,000000130 0,000000509 0,000000917 0,000000091 0,000000512 0,000001865 0,000001007 0,000000435 0,000000447 0,000001212 0,000002977 0,000000631 9% PVAc 0,000000130 0,000001342 0,000003033 (c2) 0,000000025 0,000000554 0,000001639 0,000001485 0,000003301 0,000001959 0,000000727 0,000000512 0,000000245 0,000003827 0,000002977 0,000000922 0,000003491 0,000000316 0,000000057 0,000011598 0,000000911 0,000004376 0,000008833 0,000006899 0,000005326 0,000006001 0,000002101 0,000004081 0,000019440 0,000008538 0,000021815 0,000010176 0,000026842 0,000011104 12% PVAc (c3) 0,000000231 0,000017104 0,000000312 0,000010176 0,000019550 0,000000080 0,000008163 0,000007559 0,000001239 0,000001939 0,000002010 0,000035609 0,000010682 0,000004401 0,000029488 0,00021621 0,00017452 0,0002017 Jumlah Selanjutnya dihitung nilai-nilai berikut : a) Faktor koreksi (FK)

= (0,060 + 0,062 + 0,064)2/90 = 0,000384

2 b) JK-komposisi sekam = (0,060 + 0,0622 + 0,0642)/30 – FK commit to user

IV-11


digilib.uns.ac.id

= 0,0000002 c) JK-Total (JKT)

= (0,0002162 + 0,0001752 + 0,0002022) – FK = 0,0001681

d) JK-Error (JKE)

= JKT – JK(% sekam) = 0,0001679

Tabel 4.10. Hasil uji homogenitas data nilai kekuatan impak, dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam Sumber Df JK KT Fhitung Ftabel Keragaman 2 0,0000002 0,00000004 0,022 3,101 % Sekam 87 0,0001679 0,000002 Error 89 0,0001681 Total Berdasarkan Tabel 4.10, nilai Fhitung sebesar 0,022 lebih kecil dari Ftabel (3,101), sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa data nilai kekuatan impak antar level komposisi sekam memiliki ragam yang sama ( homogen). Perhitungan uji normalitas juga dapat dilakukan dengan SPSS, Berikut ini contoh perhitungan dengan menggunakan SPSS:

B

Tabel 4.11. Perhitungan uji homogenitas dengan SPSS Lavene df1 df2 Sig. Statistic Based On Mean 1,675 2 87 0,193 Based on Median 1,394 2 87 0,253 Based on Median and with adjusted df 1,394 2 76,879 0,254 Based on trimmed mean 1,497 2 87 0,230 Ho diterima bila nilai sig > nilai α. Ternyata dari pengujian SPSS dengan

statistik Based on Mean seperti table 4.11 diperoleh signifikansi 0,193 melebihi 0,05. Dengan demikian data penelitian di atas homogen.

b. Uji homogenitas antar level jenis kertas, Hipotesis yang diajukan, adalah: H0 : s12 = s22 H1 : Data antar level jenis kertas, memiliki ragam yang tidak sama Taraf nyata a = 0,05 dan wilayah kritik F > F0,05 (1 ; 88) commit to user

IV-12


digilib.uns.ac.id

Prosedur perhitungan uji homogenitas antar level arah jenis kertas, sama dengan pembahasan sebelumnya. Tabel 4.12 merupakan rekapitulasi hasil perhitungan uji homogenitas antar level jenis kertas. Tabel 4.12. Hasil uji homogenitas data nilai kekuatan impak, dikelompokkan berdasarkan jenis kertas Sumber Keragaman

Df

JK

KT

Fhitung

Ftabel

Jenis Kertas

1

0,00000026

0,00000026

0,066

3,949

Error

88

0,000351

0,000004

Total

89

0,000351

Berdasarkan Tabel 4.10, nilai Fhitung sebesar 0,066 lebih kecil dari Ftabel (3,949), sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa data nilai kekuatan impak antar level jenis kertas memiliki ragam yang sama (homogen).

c. Uji homogenitas antar level jumlah perekat Hipotesis yang diajukan, adalah: H0 : s12 = s22 H1 : Data antar level jumlah perekat memiliki ragam yang tidak sama Taraf nyata a = 0,05 dan wilayah kritik F > F0,05 (2 ; 87) Prosedur perhitungan uji homogenitas antar level jumlah perekat, sama dengan pembahasan sebelumnya. Tabel 4.13 merupakan rekapitulasi hasil perhitungan uji homogenitas antar level jumlah perekat. Tabel 4.13. Hasil uji homogenitas data nilai kekuatan impak, dikelompokkan berdasarkan jumlah perekat Sumber Keragaman

Df

JK

KT

Fhitung

Ftabel

% Sekam

2

0,0000003

0,0000002

0,068

3,101

Error

87

0,000222

0,000003

Total

89

0,000223

Berdasarkan Tabel 4.13, nilai Fhitung sebesar 0,068 lebih kecil dari Ftabel (3,101), sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa data nilai kekuatan impak antar level jumlah perekat memiliki ragam yang sama (homogen).

commit to user

IV-13


digilib.uns.ac.id

c. Uji Independensi Pengujian independensi dilakukan dengan membuat plot residual data untuk setiap perlakuan berdasarkan urutan pengambilan data pada eksperimen yang telah diacak. Nilai residual tersebut merupakan selisih data observasi dengan rata-rata tiap perlakuan. Hasil perhitungan nilai rata-rata untuk tiap perlakuan dapat dilihat pada tabel 4.14 dan hasil perhitungan nilai residual untuk tiap perlakuan dapat dilihat pada tabel 4.14. Tabel 4.14. Residual data nilai kekuatan impak Jenis Kertas % Perekat

6% PVAc (c1)

9% PVAc (c2)

12% PVAc (c3)

HVS (a1) 10% 15% Sekam Sekam (b1) (b2) -0,0003 0,0000 0,0004 0,0023 0,0018 0,0002 -0,0009 -0,0014

10% Sekam (b1) -0,0013 -0,0021 -0,0032 -0,0047

Koran (a2) 15% Sekam (b2) -0,0006 -0,0008 0,0012 0,0001

20% Sekam (b3) 0,0004 -0,0013 -0,0005 0,0022

20% Sekam (b3) 0,0000 -0,0009 0,0007 0,0011

-0,0010 -0,0003 0,0004 0,0011 -0,0010

-0,0011 0,0011 0,0011 -0,0002 -0,0013

-0,0009 -0,0001 -0,0005 0,0015 0,0000

0,0014 0,0010 -0,0004 0,0017 -0,0011

0,0001 0,0013 -0,0013 0,0012 -0,0012

-0,0009 0,0008 0,0009 0,0000 -0,0015

-0,0003 0,0001 -0,0003 -0,0008 0,0011

-0,0007 -0,0017 0,0000 -0,0012 0,0003

-0,0009 -0,0008 -0,0006 -0,0009 0,0018

-0,0011 -0,0018 0,0010 0,0006 -0,0008

0,0000 0,0012 0,0015 -0,0002 -0,0015

-0,0003 -0,0021 -0,0024 -0,0016 0,0033

-0,0001

0,0026

0,0004

0,0010

-0,0009

0,0028

Data residual kemudian diplotkan berdasarkan urutan pengambilan data eksperimen seperti gambar 4.2.

commit to user

IV-14


digilib.uns.ac.id

residual 0,004 0,003 0,002 0,001 0,000 -0,001 0

20

40

60

80

100

residual

-0,002 -0,003 -0,004 -0,005 -0,006

Gambar 4.2. Plot residual data nilai kekuatan impak Berdasarkan Gambar 4.2 terlihat bahwa nilai residual tersebar di sekitar garis nol dan tidak membentuk pola khusus, sehingga dapat disimpulkan bahwa data hasil eksperimen memenuhi syarat independensi. Pengujian independensi juga dapat dilakukan dengan uji Durbin-Watson, yaitu untuk mengetahui apakah pengambilan daa hasil eksperimen yang telah dilakukan bersifat acak atau tidak. Langkah-langkah pengujian Durbin-Watson ialah sebagai berikut 1) Menentukan nilai residual ei 2) Menentukan tingkat kepercayaan dan hipotesis pengujian Tingkat kepercayaan yang digunakan dalam pengujian independensi ini adalah 0,05. Hipotesis yang diajukan dalam uji independensi pada nilai kekuatan impak, yaitu: Ho : data observasi bersifat acak H1 : data observasi tidak bersifat acak atau mempunyai pola tertentu Nilai kritis untuk hipotesis diatas yaitu: ddU: terima ho dL ≤ d ≤ dU: pengujian tidak meyakinkan 3) Hitung nilai Durbin Watson sebagai commit to berikut user

IV-15


∑ 6 6 ∑62

digilib.uns.ac.id

1 2

0,000301 0,00015 = 1,93 4) Untuk ukuran sampel tertentu dan banyak variabel tertentu, dapatkan nilai kritis dL dan dU lihat table statistik d dari Durbin-Watson). Nilai dL dan dU pada table statistik d untuk jumlah faktor sama dengan 3 dan jumlah pengamatan 90 yaitu: dL(0,05) : 1,56 dU(0,05) : 1,72 5) Tahap berikutnya adalah menganalisis apakah data bersifat acak atau tidak. Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai d (1,965) > nilai dU (1,72), maka Ho diterima, dari hasil tersebut menyatakan bahwa data bersifat acak dan tidak membentuk pola tertentu Hasil uji asumsi yang dibahas di atas, diketahui bahwa data observasi yang dilakukan memenuhi asumsi normalitas, homogenitas dan independensi. Oleh karena itu, data observasi tersebut dapat digunakan untuk pengolahan analisis variansi (ANOVA).

4.2.2 Uji ANOVA Pengujian analisis variansi (ANOVA) dilakukan terhadap nilai kekuatan impak untuk mengetahui apakah faktor-faktor yang diteliti berpengaruh signifikan terhadap variabel respon tersebut. Hipotesis umum yang diajukan adalah ada perbedaan yang signifikan antar faktor maupun level dalam setiap faktor yang diteliti. Hipotesis umum ini disebut sebagai hipotesis satu (H1). Hipotesis nol yang diajukan dalam analisis variansi, adalah: H01 :

䣸㔨 = 0

Perbedaan jenis kertas tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan commit impak. to user

IV-16


H02 :

digilib.uns.ac.id

䣸 =0

Perbedaan komposisi sekam tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap nilai kekuatan impak. H03 :

䣸 =0

Perbedaan jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak. H04 :

䣸㔨 = 0

Perbedaan

interaksi

jenis

kertas

dan

komposisi

sekam

tidak

menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak. H05 :

䣸㔨 = 0

Perbedaan interaksi jenis kertas dan jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak. H06 :

䣸

=0

Perbedaan interaksi komposisi sekam dan jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak. H07 :

䣸㔨

=0

Perbedaan interaksi jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak. Selanjutnya dilakukan perhitungan nilai-nilai yang dibutuhkan untuk perhitungan ANOVA. Prosedur perhitungan nilai-nilai tersebut dijelaskan oleh pembahasan di bawah ini. Adapun data yang digunakan adalah data eksperimen nilai kekuatan impak yang dapat dilihat pada tabel 4.3. Sedangkan pengolahan data seperti pada tabel 4.15.

commit to user

IV-17


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.15. ANOVA untuk nilai kekuatan impak Jenis Kertas HVS (a1) Koran (a2) % 10% 15% 20% 10% 15% 20% Total Perekat Sekam Sekam Sekam Sekam Sekam Sekam (b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3) 0,015 0,012 0,009 0,013 0,011 0,008 0,016 0,014 0,007 0,015 0,011 0,007 6% PVAc 0,017 0,012 0,008 0,013 0,013 0,009 (c1) 0,015 0,010 0,010 0,013 0,012 0,009 0,015 0,011 0,007 0,017 0,012 0,007 Jumlah 0,078 0,059 0,041 0,071 0,057 0,040 0,347 0,017 0,015 0,010 0,017 0,015 0,012 0,018 0,015 0,009 0,016 0,012 0,012 9% PVAc 0,018 0,013 0,011 0,018 0,015 0,011 (c2) 0,016 0,012 0,010 0,015 0,012 0,010 0,017 0,013 0,009 0,015 0,013 0,011 Jumlah 0,086 0,068 0,049 0,082 0,067 0,056 0,408 0,021 0,015 0,013 0,018 0,018 0,011 0,020 0,017 0,013 0,020 0,018 0,011 12% 0,020 0,015 0,013 0,020 0,017 0,012 PVAc (c3) 0,022 0,017 0,015 0,019 0,015 0,017 0,020 0,019 0,014 0,021 0,016 0,016 Jumlah 0,103 0,083 0,068 0,097 0,085 0,067 0,503 Total 1,258 Kemudian dilakukan perhitungan jumlah kuadrat/ sum of square (SS) dari masing-masing faktor dan interaksinya. Proses perhitungan SS dan hasilnya, adalah: a. Jumlah kuadrat total (SStotal) : a

b

c

i

j

섘섘麀V麀al

k

2

n

åååå

SS total =

T. . . .

2

Yijkm -

l

nabc

0,0015

0,01

…

b. Jumlah kuadrat faktor jenis kertas (SSA) : SS A =

섘섘

a

2

Ti . . .

0,01

–

2

T . .. .

å nbc - nabc i =1

0,

34

45

0,

24

1,258 0,0000014 90 commit to user IV-18

1,258 90

0,001


digilib.uns.ac.id

c. Jumlah kuadrat faktor komposisi sekam (SSB) : SS B =

2

2

T. j . .

b

T ....

å nac - nabc j =1

0,523

섘섘b

0,419

30

0,322

1,258 90

0,000 47

0,508

1,258 90

0,00041

d. Jumlah kuadrat factor jumlah perekat (SSC) : SS C =

2

2

T. k . .

b

T ....

å nabd - nabcd j =1

0,348

섘섘c

0,408

30

e. Jumlah kuadrat interaksi antara faktor A dan B (SSAxB) : SS AxB =

섘섘

b

a

b

2

n

Tij.m

ååå

i =1 j =1 m=1

0,2

n

7

2

a

Ti . . .

i

nbc

-å

0,210

2

b

T. j . .

j

nac

-å

2

+

T .... nabc

0,158

0,1 4

15

0,00000114

0,000 38

= 0,00000783

1,258 90

f. Jumlah kuadrat interaksi antara faktor A dan C (SSAxC) : SS AxC =

섘섘

c

a

c

n

ååå

2

Tik.m n

i =1 k =1 m=1

0,178

2

a

Ti . . .

i

nbc

-å

0,203

2

c

T. k . .

j

nab

-å

2

+

T . . .. nabc

0,254

0,254

15

0,00000114

0,000403

= 0,00000244

1,258 90

g. Jumlah kuadrat interaksi antara faktor B dan C (SSBxC) : SS BxC =

섘섘bc

b

c

n

ååå

2

Tij.m

j =1 k =1 m=1

0,149

n

2

b

Tj . . .

j

nac

-å

0,117

2

c

T. k . .

k

nab

-å

2

+

T .. . . nabc

0,082 10

0,000 38 0,000403

= 0,00000114

commit to user

IV-19

0,135

1,258 90


digilib.uns.ac.id

h. Jumlah kuadrat interaksi antara faktor A, B, dan C (SSAxBxC) : SS AxBxC =

섘섘

bc

a

b

c

n

å ååå i =1

j =1 k =1 m=1

0,078

2

Tijk.m n

0,08

0,00000114

= 0,00000755

2

a

Ti . . .

i

nbc

-å

2

b

Tj . . .

j

nac

-å

0,103 5

2

c

T. k . .

k

nab

-å

2

+

0,0 7

0,000 38 0,000403

T .. . . nabc

1,258 90

i. Jumlah kuadrat error (SSE) : SSE = SStotal - SSA–SSB – SSC–SSAB – SSAC – SSBC – SSABC = 0,001199 – 0,00000146 – 0,000647 – 0,00041 – 0,00000783 – 0,00000244 – 0,00000114 – 0,00000755 = 0,000143 Mean of square (MS) atau disebut juga kuadrat tengah (KT), dihitung dengan membagi antara jumlah kuadrat (SS) yang diperoleh dengan derajat bebasnya (df). Contoh perhitungan MS, sebagai berikut: 섘㔨

섘섘㔨 1

0,0000014 2 1

0,0000014

Besarnya Fhitung didapat dari pembagian antara MS faktor yang ada dengan

MSerror dari eksperimen. Contoh perhitungannya adalah sebagai berikut : 섘㔨 섘

麀

0,0000014 0,00000198

0,859

Berpedoman pada contoh di atas, maka didapat MS dan Fhitung semua

faktor selengkapnya yang dapat dilihat pada Tabel 4.16. Keputusan terhadap hipotesis nol didasarkan pada nilai Fhitung, yakni hipotesis nol (H0) ditolak jika Fhitung > Ftabel dan diterima jika Fhitung < Ftabel. Ftabel diperoleh dari tabel distribusi F kumulatif, dengan df1 = df yang bersangkutan dan df2 = dferror. Perhitungan Ftabel dengan menggunakan Microsoft excel dengan rumus: = FINV(probability, df1, df2) Contoh perhitungan Ftabel adalah Ftabel untuk jenis kertas, df1 = 1 dan df2 = 144. Berdasarkan hasil perhitungan Microsoft excel diperoleh Ftabel = FINV (0.05, 1, 72) = 3,974.

commit to user

IV-20


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.16. Hasil perhitungan ANOVA nilai kekuatan impak Sumber variansi df SS MS F hitung F tabel Jenis kertas (A) 1 0,00000146 0,00000146 0,859 3,974 Komposisi bahan (B) 2 0,00064703 0,00032352 190,720 4,913 Jumlah perekat (C) 2 0,00040984 0,00020492 120,806 3,124 Interaksi AxB 2 0,00000783 0,00000391 0,064 4,913 Interaksi AxC 2 0,00000244 0,00000122 0,720 3,124 Interaksi BxC 4 0,00000114 0,00000029 0,168 3,591 Interaksi AxBxC 4 0,00000755 0,00000189 1,113 2,499 Error 72 0,00012213 0,00000170 89 0,001 Total

Ho terima tolak tolak terima terima terima terima

Hasil perhitungan ANOVA nilai kekuatan impak dengan menggunakan SPSS, dapat dilihat pada tabel 4.17. Tabel 4.17. Hasil perhitungan SPSS ANOVA nilai kekuatan impak Source Type III df Mean F Sum of Square Squares Corrected Model 0,001042 17 6,1294E-05 31,523 Intercept 0,01764 1 0,01764 9072,000 jenis_kertas 1,11111E-06 1 1,1111E-06 0,571 komposisi_bahan 0,000627267 2 0,00031363 161,297 jumlah_kandungan_perekat 0,0003986 2 0,0001993 102,497 jenis_kertas * komposisi_bahan 1,01556E-05 2 5,0778E-06 2,611 jenis_kertas * jumlah_kandungan_perekat 9,55556E-07 2 4,7778E-07 0,246 komposisi_bahan * jumlah_kandungan_perekat 9,33333E-07 4 2,3333E-07 0,120 jenis_kertas * komposisi_bahan * jumlah_kandungan_perekat 2,97778E-06 4 7,4444E-07 0,383 Error 0,00014 72 1,9444E-06 Total 0,018822 90 Corrected Total 0,001182 89 a. R Squared = .882 (Adjusted R Squared = .854)

Sig.

0,00 0,00 0,45 0,00 0,00 0,08 0,78 0,97

0,82

Berdasarkan Tabel 4.17, untuk memutuskan diterima atau ditolaknya H0 adalah dengan melihat nilai-nilai commit pada kolom sig (signifikansi). Diketahui bahwa to user

IV-21


digilib.uns.ac.id

nilai signifikansi komposisi bahan dan jumlah perekat pada tabel 4.17 lebih kecil dari pada signifikansi yang ditetapkan

= 0,05, maka tolak H0 dan berarti bahwa

variabel faktor komposisi bahan dan jumlah perekat berpengaruh signifikan pada variable respon. Penggunaan Fhitung memberikan kesimpulan tentang hasil uji hipotesis analisis variansi. Keputusan yang diambil terhadap hasil analisis variansi data eksperimen untuk nilai kekuatan impak, yaitu: a. Faktor Utama 1) Ditinjau dari faktor jenis kertas (faktor A), nilai Fhitung < Ftabel, sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa pengaruh jenis kertas terhadap nilai kekuatan impak yang dihasilkan tidak berbeda secara signifikan. 2) Ditinjau dari faktor komposisi sekam (faktor B), nilai Fhitung > Ftabel, sehingga tolak H0 dan simpulkan bahwa pengaruh komposisi sekam terhadap nilai kekuatan impak yang dihasilkan berbeda secara signifikan. 3) Ditinjau dari faktor jumlah perekat (faktor C), nilai Fhitung > Ftabel, sehingga tolak H0 dan simpulkan bahwa pengaruh jumlah perekat terhadap nilai kekuatan impak yang dihasilkan berbeda secara signifikan. b. Interaksi Dua Faktor 1) Ditinjau dari interaksi antara faktor jenis kertas (faktor A) dan komposisi sekam (faktor B), nilai Fhitung < Ftabel, sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa pengaruh interaksi antara faktor jenis kertas (faktor A) dan komposisi sekam (faktor B) terhadap nilai kekuatan impak yang dihasilkan tidak berbeda secara signifikan. 2) Ditinjau dari interaksi antara faktor jenis kertas (faktor A) dan jumlah perekat (faktor C), nilai Fhitung < Ftabel, sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa pengaruh interaksi antara faktor jenis kertas (faktor A) dan komposisi sekam (faktor B) terhadap nilai kekuatan impak yang dihasilkan tidak berbeda secara signifikan. 3) Ditinjau dari interaksi antara faktor komposisi sekam (faktor B) dan jumlah perekat (faktor C), nilai Fhitung < Ftabel, sehingga terima H0 dan simpulkan bahwa pengaruh interaksi antara faktor komposisi sekam (faktor B) dan jumlah perekat (faktor C) terhadap nilai kekuatan impak yang dihasilkan commit to user tidak berbeda secara signifikan. IV-22


digilib.uns.ac.id

c. Interaksi Tiga Faktor 1) Ditinjau dari interaksi antara faktor jenis kertas (faktor A), komposisi sekam (faktor B), dan jumlah perekat (faktor C), nilai Fhitung < Ftabel, sehingga tolak H0 dan simpulkan bahwa pengaruh interaksi antara faktor jenis kertas (faktor A), komposisi sekam (faktor B) dan jumlah perekat

(C) terhadap nilai

kekuatan impak yang dihasilkan tidak berbeda secara signifikan.

4.2.3 Uji Pembanding Ganda Uji ANOVA yang dilakukan hanya menjelaskan apakah ada perbedaan yang signifikan antar level-level atau treatment yang diuji dalam eksperimen atau menjelaskan apakah variasi antar treatment itu signifikan atau tidak. Namun demikian, bilamana terdapat faktor yang dinyatakan berpengaruh signifikan terhadap variabel respon, maka ANOVA belum memberikan informasi tentang level mana saja dari faktor tersebut yang memberikan perbedaan, atau ANOVA belum bisa menggambarkan model matematis akibat pengaruh suatu faktor terhadap variabel respon. Informasi yang belum diberikan ANOVA, diberikan oleh uji Pembanding Ganda. Uji Pembanding Ganda banyak jenisnya. Penggunaan salah satu jenis uji Pembanding Ganda disesuaikan dengan tujuan yang ingin dicapai atau informasi yang ingin diperoleh lebih jauh. Misalnya ingin diketahui bentuk pengaruh suatu faktor (variabel bebas/ independent) terhadap variabel respon (dependent), maka model regresi bisa menjadi pilihan tepat. Sesuai hasil perhitungan ANOVA sebelumnya, maka tujuan atau informasi utama yang dicari lebih jauh dari hasil ANOVA adalah pada komposisi sekam dan jumlah perekat. Uji Student Newman-Keuls (SNK) dilakukan untuk mengetahui pada level mana dari faktor atau interaksi faktor yang memberikan perbedaan nilai kekuatan impak dan juga menentukan level yang terbaik dari faktor atau interaksi faktor yang memberikan perbedaan nilai kekuatan impak.

a. Uji SNK Faktor Komposisi Sekam Uji student Newman-Keuls (SNK) dilakukan terhadap Komposisi Sekam, karena hasil eksperimen menunjukkan bahwa pengaruh komposisi sekam terhadap commit to user nilai kekuatan impak berbeda secara signifikan untuk setiap nilai kekuatan impak IV-23


digilib.uns.ac.id

level yang diuji. Prosedur uji SNK dibahas pada pembahasan selanjutnya. Tabel 4.18 adalah rata-rata variabel respon yang dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam, kemudian diurutkan dari nilai terkecil hingga terbesar. Tabel 4.18 Rata-rata nilai kekuatan impak eksperimen dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam Komposisi Sekam b3 b2 b1 0,01069 0,01397 0,01726 Rata-rata Selanjutnya dihitung beberapa nilai untuk keperluan perbandingan SNK : a.

Mean Squareerror = 0,0000017 dengan dferror = 72, diperoleh dari proses perhitungan uji ANOVA.

b.

Nilai error standar untuk mean level : 섘

.

섘呈AAVA

0,0000017 3

k = jumlah level c.

0,00000057

Untuk a = 0.05 dan n2 = 72 diperoleh significant range (dari tabel SNK) Significant Range P 2 3 3,76 4,28 Range

d.

Nilai Least Significant Range (LSR) diperoleh dengan mengalikan significant range dengan error standar. Least Significant Range P 2 3 0,00283 0,00322 Range

e.

Menghitung

beda

(selisih)

antar-level

secara

berpasangan

dan

membandingkannya dengan nilai LSR. Jika nilai selisih > LSR menyatakan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara rata-rata interaksi tersebut. Proses perhitungan beda antar level adalah sebagai berikut : Komposisi Sekam Rata-rata ¡

b1 versus b3

¡

b1 versus b2

b3 b2 b1 0,01069 0,01397 0,01726

0,00669 > 0,00322 commit to user 0,00345 > 0,00283 IV-24

perpustakaan.uns.ac.id ¡

digilib.uns.ac.id

b2 versus b3

0,00324 > 0,00283

Hasil uji SNK di atas menunjukkan bahwa ada tiga kelompok data yang berbeda dari hasil uji SNK tersebut, yaitu : b1

b2

b3

Ketiga level dari komposisi sekam berbeda.

b. Uji SNK Jumlah Perekat Uji student Newman-Keuls (SNK) dilakukan terhadap jumlah perekat, karena hasil eksperimen menunjukkan bahwa pengaruh jumlah perekat terhadap nilai kekuatan impak berbeda secara signifikan untuk setiap nilai kekuatan impak level yang diuji. Prosedur uji SNK dibahas pada pembahasan selanjutnya. Tabel 4.19 adalah rata-rata variabel respon yang dikelompokkan berdasarkan jumlah perekat, kemudian diurutkan dari nilai terkecil hingga terbesar.. Tabel 4.19 Rata-rata nilai kekuatan impak eksperimen dikelompokkan berdasarkan jumlah perekat Jumlah Perekat c1 c2 c3 Rata-rata 0,01156 0,.01360 0,01675 Selanjutnya dihitung beberapa nilai untuk keperluan perbandingan SNK : a. Mean Squareerror = 0,00000177 dengan dferror = 72, diperoleh dari proses perhitungan uji ANOVA. b. Nilai error standar untuk mean level : 섘

.

섘

k = jumlah level

0,0000017 3

0,00000057

c. Untuk a = 0.05 dan n2 = 72 diperoleh significant range (dari tabel SNK) Significant Range P 2 3 3,76 4,28 Range d. Nilai Least Significant Range (LSR) diperoleh dengan mengalikan significant range dengan error standar. commit to user

IV-25


digilib.uns.ac.id

Least Significant Range P 2 3 0,00283 0,00322 Range e. Menghitung

beda

(selisih)

antar-level

secara

berpasangan

dan

membandingkannya dengan nilai LSR. Jika nilai selisih > LSR menyatakan bahwa terdapat perbedaan yang signifikan antara rata-rata interaksi tersebut. Proses perhitungan beda antar level adalah: Jumlah Perekat Rata-rata

c1 0,012

c2 0,014

¡ c1 versus c3

0,00531 > 0,00322

¡ c1 versus c2

0,00200 < 0,00283

¡ c2 versus c3

0,00331 > 0,00283

c3 0,017

Hasil uji SNK di atas menunjukkan bahwa ada dua kelompok data yang berbeda dari hasil uji SNK tersebut, yaitu : c1

c2

c3

Level c1 (jumlah perekat 6% sama dengan Level c2 (jumlah perekat 9%) sehingga berada dalam satu kelompok. Sedangkan level c3 (jumlah perekat 12%), berada pada kelompok yang lain. 4.3

PEMILIHAN SPESIMEN BERDASARKAN NILAI KEKUATAN IMPAK Pemilihan spesimen didasarkan pada nilai kekuatan impak yang tertinggi,

maka spesimen yang terpilih ialah spesimen dengan perlakuan a1b1c3 atau spesimen dengan jenis kertas HVS, komposisi sekam 10% dan jumlah perekat 12% .Spesimen yang terbuat dari kertas HVS, komposisi sekam 10% dan jumlah perekat 12% inilah yang kemudian akan diuji kemampuan serap bunyinya.

4.4

PENGUJIAN SERAP BUNYI Pengujian serap bunyi dilakukan untuk mengetahui nilai serap bunyi dari

spesimen yang memiliki kekuatan impak tertinggi. Dari pengujian serap bunyi yang telah dilakukan didapatkan nilai serap bunyi yang terdapat pada tabel 4.20 commit to user

IV-26


digilib.uns.ac.id

Tabel 4.20. Nilai serap bunyi Frekuensi Koefisien serap (Hz) bunyi (α) 125 0 250 0,08 500 0,012 1000 0,234 2000 0,69

commit to user

IV-27


digilib.uns.ac.id

BAB V ANALISIS HASIL Pada bab ini membahas tentang analisis dari hasil penelitian yang telah dikumpulkan dan diolah pada bab sebelumnya. Pembahasan diawali dengan analisis proses pembuatan spesimen komposit, analisis hasil pengujian impak, serta analisis hasil uji serap bunyi. Analisis hasil tersebut diuraikan dalam sub bab, dibawah ini. 5.1 ANALISIS SPESIMEN KOMPOSIT KERTAS-SEKAM 5.1.1 Analisis Bahan Komposit Kertas-Sekam Hasil penelitian menunjukkan hasil data yang baik dengan dipenuhinya syarat kenormalan kehomogenitasan dan independensi data. Meskipun ketiga syarat data tersebut terpenuhi, tetap terdapat variansi data dalam tiap perlakuan (perbedaan nilai kekuatan impak tiap spesimen walaupun berada dalam perlakuan yang sama). Hal tersebut bisa diakibatkan dari bahan penyusun komposit. a. Kertas Limbah kertas yang dipakai pada penelitian ini ialah kertas HVS dan kertas Koran. Kertas HVS berasal dari limbah tempat fotokopi, juga berasal dari limbah rumah tangga yang merupakan kertas HVS yang tidak digunakan, biasanya kertas HVS bekas tersebut masih dalam kondisi baik dan terdapat tinta di dalamnya baik tinta dari printer maupun tinta pulpen. Limbah kertas koran didapat dari limbah rumah tangga, pada penelitian ini kertas koran berasal dari berbagai macam jenis merk. Kertas HVS dan kertas Koran walaupun merupakan limbah yang telah dibuang akan tetapi tetap dipilih kertas yang masih dalam keadaan bagus, kering, tidak kotor dan tidak bercampur dengan minyak. Variansi kekuatan impak komposit yang mungkin disebabkan oleh kertas bekas ialah spesifikasi yang tidak tentu sama karena berasal dari berbagai jenis produsen kertas. Spesifikasi yang berbeda tersebut adalah densitas kertas (grammatur), kandungan utama kertas yaitu selulosa, daya serap air (kemampuan kertas untuk menyerap cairan) dan zat tambahan dalam kertas (tinta, zat pelapis permukaan). Grammatur tentunya mempengaruhi kekuatan komposit, padahal to user grammatur jenis kertas yang samacommit bisa berbeda-beda misalkan kertas HVS sama-

V-1


digilib.uns.ac.id

sama berukuran A4 tetapi ada yang bermassa 70 gr dan 80 gr. Selulosa ialah komponen utama pada kertas, semakin tinggi selulosa dalam kertas maka akan semakin tinggi pula nilai kekuatan impak komposit. Daya serap air sangat berkaitan dengan zat tambahan dalam kertas seperti tinta karena pemakaian konsumen dan sizer yang merupakan tambahan untuk meningkatkan ketahaan kertas terhadap cairan. Permukaan sizer umumnya selaput tipis tepung, getah, dan polimer sintetis.Tinta pada kertas bekas jumlahnya tentu tidak sama karena tergantung pada pemakaian penggunanya. Hal tersebut yang memungkinkan terjadinya perbedaan nilai kekuatan impak komposit walaupun pada perlakuan yang sama (Casey, 1998). b. Sekam Sekam padi didapat dari penggilingan padi yang berada di wilayah Surakarta dimana sekam padi tersebut berasal dari berbagai macam jenis padi. Semua tempat penggilingan padi tidak pernah menggolongkan sampah sekam berdasarkan jenis padinya dan dibiarkan begitu saja bahwa sekam dari jenis padi yang berbeda bercampur menjadi satu. Sekam padi dari jenis yang berbeda tentu akan mempengaruhi kekuatan impak dari komposit. Sekam padi langsung digunakan sebagai bahan pembuat komposit tanpa mengalami proses pencucian dengan air dan tanpa proses pengeringan. Sekam padi yang tidak dicuci dan dikeringkan akan mengandung abu yang bisa menyebabkan perbedaan kekuatan impak komposit karena jumlah abu yang berbeda-beda pada tiap gramnya. Sekam padi juga tidak dilakukan proses penyamaan bentuk dan ukuran, padahal ukuran serat mempengaruhi kekuatan komposit (Callister, 2007). c. PVAc Perekat PVAc merupakan matrik yang digunakan pada penelitian ini untuk mengikat kertas dan sekam. Perekat PVAc diperoleh dari toko sehingga masih dalam keadaan yang bagus (basah), tidak dalam kondisi kering. Kekuatan perekat PVAc yang dalam kondisi baru (basah) tentu akan berbeda dengan perekat PVAc dalam kondisi kering. Lem PVAc ialah lem yang terbentuk dari monomer vinil asetat dan dijual dalam bentuk emulsi dengan air. Kekuatan mengikat PVAc sangat dipengaruhi dari jumlah kandungan monomer vinil asetat dalam air sehingga kondisi PVAc yang kering atautobasah commit user akan berpengaruh pada kekuatan

V-2


digilib.uns.ac.id

impak komposit. PVAc yang dipakai pada kondisi awal pembuatan komposit akan mempunyai tingkat konsentrasi yang berbeda dengan PVAc yang dipakai pada pembuatan komposit selanjutnya karena bersinggungan dengan udara luar dapat mengurangi kadar air dalam PVAc.

5.1.2 Analisa Proses Pembuatan Komposit Kertas-Sekam Nilai kekuatan komposit yang beraneka ragam walaupun mendapat perlakuan yang sama selain bisa disebabkan oleh bahan penyusun komposit juga bisa disebabkan oleh proses pembuatan komposit itu sendiri. Oleh karena itu analisa terhadap proses pembuatan komposit akan dilakukan satu per satu seperti berikut ini. a. Pencampuran PVAc dengan Air Pencampuran PVAc dengan air bertujuan untuk dapat meratakan seluruh bahan-bahan penyusun komposit. Pencampuran PVAc dengan air dilakukan dengan mixer dengan perbandingan volume 4:1. Pada saat proses pencampuran terdapat sedikit kendala yaitu ada sedikit sisa PVAc yang menempel pada bagian besi pengaduk mixer serta terdapat air keluar dari wadah tempat pengadukan karena berukuran kecil. Pada proses pencampuran PVAc yang selanjutnya wadah yang digunakan dicuci dengan air sehingga sisa kadar PVAc di dalamnya menghilang. Tingkat pemerataan konsentrasi PVAc dalam air sangat berpengaruh pada daya ikat antar material dalam komposit. Pada saat pencampuran konsentrasi PVAc, semuanya merata dengan baik karena semua PVAc telah terlarut di air. b. Pencampuran Kertas, Sekam dan Larutan PVAc Proses pencampuran ini dimulai dari pencampuran kertas dengan larutan PVAc karena kertas yang lebih bersifat menyerap air daripada sekam padi serta merupakan bahan yang lebih dominan. Proses pencampuran kertas dengan air PVAc dilakukan selam 3 menit kemudian sekam dimasukkan dan dicampur selama 2 menit. Proses pengadukan dengan mixer dilakukan secara memutar pada seluruh bagian baskom. Pada saat proses pencampuran ketiga bahan ini tidak ada kendala yang dapat menyebabkan variansi data . Pencampuran ketiga bahan ini sangat berpengaruh pada nilai kekuatan impak komposit, karena pencampuran ini menentukan terjadinya ikatan antara matriks dan filler. Ikatan yang semakin kuat commit to user

V-3


digilib.uns.ac.id

antara matriks dan filler berbanding lurus dengan kenikan niali kekuatan impak komposit. c. Pemindahan Campuran Kertas, Sekam dan Larutan PVAc Pemindahan campuran kertas, sekam dan larutan PVAc dilakukan dari baskom menuju cetakan besi berukuran 20 x 5x 1 cm. Pada saat pemindahan campuran bahan-bahan tersebut ke dalam cetakan, tidak bisa dipastikan meratanya distribusi bahan pada tiap volume cetakan, hal ini dikarenakan proses pemindahan dilakukan secara manual dengan tangan. Jumlah distribusi bahan yang sama pada pada tiap volume dalam cetakan tidak bisa dipastikan karena tidak adanya alat pengukur yang bisa digunakan, sehingga pada saat pemindahan hanya dilakukan dengan cara memperkirakan dan proses perataan permukaan dilakukan secara manual dengan tangan dan penggaris saja. Penyusunan/orientasi serat, konsentrasi serat, dan distribusi serat berpengaruh signifikan terhadap kekuatan komposit berpenguat serat. Keseluruhan sifat mekanis komposit akan lebih baik ketika distribusi serat homogen/merata (Callister, 2007). d. Penekanan dengan Alat Press Penekanan dimulai dengan menutup cetakan yang telah terisi campuran bahan-bahan penyusun komposit dengan plat besi untuk menyalurkan tekanan dari dongkrak. Penekanan dengan alat press dilakukan untuk mendapatkan ketebalan yang diinginkan berdasarkan standar ASTM D 5942 sebesar 1 cm. Untuk mendapatkan ketebalan yang sama bernilai 1 cm pada seluruh bagian merupakan hal yang sangat sulit dilakukan. Hal ini disebabkan tangkai alat press yang tidak langsung berukuran 20 x 5 x 1 cm akan tetapi berbentuk bulat dengan diameter kurang lebih 3 cm.

Walaupun sudah diminimasi dengan adanya proses

pengontrolan posisi penutup cetakan yang harus sama pada sisi kanan dan kiri saat awal penekanan. Dimensi ukuran yang sama yaitu 1 cm pada seluruh bagian merupakan hal yang sulit dilakukan. Hal ini dapat berpengaruh pada kekutan impak komposit karena berhubungan erat dengan kerapatan komposit. e. Pengeringan Komposit Kertas-Sekam Pengeringan komposit dilakukan di bawah terik sinar matahari saat siang hari dengan treatment selama 4 jam. Pengeringan komposit bertujuan menurunkan kadar air dalam komposit sampai didapatkan commit to user kadar air kurang dari 14 sesuai

V-4


digilib.uns.ac.id

dengan SNI papan serat. Setelah dikeringkan selama 4 jam , komposit diukur kadar airnya menggunakan moisture analyzer ternyata kadar air sudah memenuhi standar yaitu kurang dari 14. Pengeringan dengan menjemur di bawah sinar matahari mengakibatkan pengeringan pada spesimen tidak terjadi pada semua bagian komposit terjadi secara bersamaan. Pengeringan yang tidak homogen mempengaruhi struktur komposit yang ditandai proses pelengkungan komposit. f. Pemotongan Komposit Kertas-Sekam Komposit yang masih berukuran 20 x 5 x 1 cm belum sesuai dengan standar untuk pengujian impak komposit yang berukuran 8 x 1 x 1 cm (ASTM D 5942). Pemotongan komposit diperlukan untuk mendapatkan ukuran yang distandarkan tersebut. Pemotongan komposit dilakukan dengan menggunakan gerinda potong. Pada proses pemotongan komposit timbul getaran kuat dari gerinda karena komposit sudah dalam keadaan kering sehingga sedikit banyak berpengaruh pada struktur komposit. Selain getaran, kalor yang terjadi akibat gesekan mata gerinda juga berpengaruh pada struktur komposit.

5.2 ANALISIS HASIL PENGUJIAN IMPAK Analisis hasil pengujian impak meliputi analisis mengenai kekuatan impak komposit, analisis pengaruh faktor jenis kertas, kerapatan, persentase perekat serta interaksi dua faktor maupun ketiga faktor terhadap kekuatan impak dan analisis patahan spesimen. 5.2.1 Analisa Nilai Kekuatan Impak Dari hasil penelitian yang dilakukan telah diperoleh bahwa nilai kekuatan impak komposit kertas-sekam yang paling tinggi ialah pada perlakuan a1b1c3. Perlakuan a1b1c3 merupakan komposit kertas-sekam yang tersusun dari kertas HVS, komposisi sekam 10% dan perekat PVAc 12%. Nilai rata-rata kekuatan impak komposit kertas-sekam perlakuan a1b1c3 dari 5 buah replikasi adalah 20,54 x 10-3 J/mm2. Sedangkan nilai kekuatan impak terendah terdapat pada perlakuan a2b3c1, yaitu komposit kertas sekam dengan komposisi kertas buram, komposisi sekam 20% dan perekat PVAc 6% dengan nilai rata-rata sebesar 8 x 10-3 J/mm2. Nilai kekuatan impak juga bisa dilihat dari analisa patahan uji impak seperti dapat dilihat pada gambar di bawah ini. commit to user

V-5


digilib.uns.ac.id

10 mm

10 mm

debonding

debonding

(a)

10 mm

(b)

10 mm

debonding

debonding

(c)

(d)

10 mm

10 mm

debonding

debonding

(e) (f) Gambar 5.1 Penampang patahan uji impak (a) kertas HVS (b) Kertas Koran (c) PVAc 6% (d) PVAc 12% (e) komposisi sekam 10% (f) komposisi sekam 20% Pada gambar 5.8 terlihat terdapat 6 buah gambar yang terdiri dari perbedaan level pada tiap faktor dengan level yang lain sama, misalkan pada gambar a dan b ialah kertas HVS dan koran dengan komposisi sekam dan perekat yang sama, begitu juga gambar c,commit d ,e dan f. Debonding ialah terlepasnya ikatan to user

V-6


digilib.uns.ac.id

material karena matrik tidak mampu mengikat serat lebih kuat. Pada gambar a dan b terlihat bahwa penampang patahan spesimen hampir sama, hal ini sesuai dengan nilai kekuatan impak yang nilainya hampir sama. Pada gambar c dan d terlihat terdapat perbedaan yang terjadi pada ikatan-ikatan material, pada gambar d patahan terlihat lebih berserat yang menandakan ikatan antar material lebih kuat dengan jumlah debonding yang lebih sedikit daripada gambar c. Pada komposit dengan jumlah PVAc 6 % terlihat bahwa patahan terlihat merata dengan sedikit serat yang tampak menonjol, sehingga nilai kekuatan impak lebih tinggi pada komposit dengan jumlah PVAc 12%. Pada gambar e dan f , semakin menurunnya nilai kekuatan impak komposit disebabkan karena lepasnya ikatan material (debonding) sekam pada bagian komposit. Gambar f lebih banyak terjadi debonding daripada gambar e karena bertambahnya jumlah sekam mengurangi ikatan serat dan matriks pada komposit. Lepasnya ikatan material disebabkan karena ketidak mampuan matrik, dalam hal ini PVAc untuk menjadikan sebuah ikatan yang kuat antara sekam dan kertas. Pada komposit dengan komposisi sekam 20% terjadinya pelepasan ikatan material lebih banyak dibandingkan dengan komposit dengan komposisi 10%. Hal inilah yang menyebabkan penurunan nilai kekuatan impak. Untuk mengetahui posisi nilai kekuatan impak komposit kertas-sekam, maka akan dilakukan perbandingan dengan beberapa penelitian tentang nilai kekuatan impak daru jenis komposit yang lain. Perbandingan tersebut dapat digambarkan pada gambar di bawah ini.

commit to user

V-7


digilib.uns.ac.id

NILAI KEKUATAN IMPAK

J/mm2 70

Febrianto, 2004

60 50 40 30

Widyantara, 2009 20

haryono, 2008

10

Purboputro, 2006

0 kertas-sekam

enceng gondok

kacang tanah

karung gonifiberglass-kayu sengon laut

Gambar 5.2 Perbandingan kekuatan impak komposit kertas-sekam dengan komposit lain Pada gambar 5.2 terlihat bahwa kekuatan komposit kertas-sekam lebih tinggi daripada komposit yang terbuat dari serat enceng gondok dan serbuk kacang tanah, akan tetapi masih dibawah komposit karung goni-fiber glass-kayu sengon laut. Perbedaan nilai kekuatan impak komposit tersebut bisa disebabkan oleh perekat yang digunakan, tekanan yang diberikan, bentuk susunan komposit, , kerapatan, perbandingan komposisi filler dan matriks dan sebagainya. Pada komposit enceng gondok penelitian purboputro, 2006 dan komposit kacang tanah penelitian Haryono, 2008, matrik yang digunakan berupa resin polyester yang mempunyai daya ikat lebih tinggi dari PVAc sehingga bisa dikatakan kertassekam lebih baik digunakan sebagai filler daripada serat enceng gondok dan kacang tanah. Pada komposit karung goni-fiber glass-kayu sengon nilainya lebih tinggi dari komposit kertas sekam disebabkan karena komposit tersebut sudah dalam bentuk sandwich, apabila hanya core nya yaitu kayu sengon laut maka nilai kekuatan impaknya sebesar 1,1 x 10-3 J/mm2. Analisis mengenai kekuatan impak komposit kertas-sekam ini dilakukan terkait dengan layak atau tidaknya untuk dapat diaplikasikan secara nyata. Untuk mengetahui kelayakan pada pengaplikasian, seharusnya terdapat standar yang commit to user memberikan nilai kekuatan impak minimal dari komposit kertas-sekam yang

V-8


digilib.uns.ac.id

berbentuk papan serat ini. Akan tetapi karena dalam SNI, JIS maupun ISO tidak terdapat nilai standar minimal untuk kekuatan impak papan serat maka akan digunakan produk yang berada di pasaran sebagai pembanding kelayakan. Pengujian produk papan serat yang ada di pasaran menghasilkan nilai kekuatan impak sebesar 8 x 10-3 J/mm2.Dari perbandingan antara nilai kekuatan impak produk di pasaran sebesar 8 x 10-3 J/mm2 dengan rata-rata nilai kekuatan impak tertinggi dari komposit yang sebesar 20,54 x 10-3 J/mm2 maka komposit ini layak untuk bisa diaplikasikan. Seperti yang terlihat pada grafik di bawah ini. J/mm2


0,025 0,02

Komposit kertas-sekam

0,015 Produk Papan Serat di Pasaran (Bahan Berupa Melamine Chipboard)

0,01 0,005 0

Gambar 5.3 Perbandingan kekuatan impak komposit kertas-sekam dengan Produk papan serat di pasaran Melihat dari segi biaya pembuatan material komposit kertas-sekam yang berupa kertas sekam dan perekat PVAc tergolong murah bila dibandingkan dengan komposit yang terbuat dari bahan berupa berupa resin dan dengan serat sintetis. Limbah sekam dan kertas bisa didapatkan secara gratis, harga perekat PVAc adalah Rp. 15.000,00/kg sedangkan harga resin misalkan polyester merk yukalac BQTN-ex 157 berharga Rp. 26.000,00/kg katalis yang berfungsi sebagai mempercepat proses pengerasan resin misalkan MEKPO (metal metal keton peroxida) berharga Rp. 6.000,00/ons dan serat misalkan serat kaca berharga Rp. 30.000,00/kg Maka dari segi nilai ekonomis pun komposit ini layak untuk dapat diaplikasikan pada kehidupan sehari-hari.

commit to user

V-9


digilib.uns.ac.id

5.2.2 Pengaruh Faktor Jenis Kertas Terhadap Nilai Kekuatan Impak Komposit Kertas-Sekam Faktor yang diduga mempengaruhi kekuatan impak komposit kertas –sekam adalah jenis kertas penyusun komposit yang terdiri kertas koran dan kertas HVS. Dari data nilai kekuatan impak, dilakukan uji ANOVA untuk membuktikan dugaan tersebut. Hasil uji ANOVA untuk faktor jenis kertas menunjukkan bahwa faktor jenis kertas tidak berpengaruh terhadap kekuatan impak komposit kertassekam. Komposit kertas sekam baik pada saat menggunakan jenis kertas koran maupun HVS memiliki nilai yang relatif sama dengan kenaikan atau penurunan nilai kekuatan impak yang tidak terlalu jelas terlihat polanya sehingga dapat dikatakan jenis kertas tidak berpengaruh pada nilai kekuatan komposit kertassekam seperti terlihat pada grafik di bawah ini. J/mm2 NILAI KEKUATAN IMPAK 0,0200 0,0190 0,0180 0,0170 HVS 0,0160 0,0150 Buram 0,0140 0,0130 0,0120 0,0110 0,0100 PVAc 6 %

J/mm2 NILAI KEKUATAN IMPAK 0,0200 0,0190 0,0180 0,0170 HVS 0,0160 0,0150 Buram 0,0140 0,0130 0,0120 0,0110 0,0100 PVAc 9 %

(a)

(b) J/mm2 NILAI KEKUATAN IMPAK 0,0200 0,0190 0,0180 0,0170 HVS 0,0160 0,0150 Buram 0,0140 0,0130 0,0120 0,0110 0,0100 PVAc 12 %

(c) Gambar 5.4 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jenis kertas dengan (a) PVAc 6% (b) PVAc 9% (c) PVAc 12% Dari Gambar 5.4 pada PVAc 6% diketahui rata-rata kekuatan impak untuk kertas HVS bernilai 11,9 x 10-3 J/mm2 sedangkan untuk kertas buram bernilai 11,2 x 10-3 J/mm2. Pada PVAc 9% rata-rata kekuatan impak untuk kertas HVS bernilai commit to user 13,5 x 10-3 J/mm2 sedangkan untuk kertas buram bernilai 13,7 x 10-3 J/mm2. Pada V-10


digilib.uns.ac.id

PVAc 12% rata-rata kekuatan impak untuk kertas HVS bernilai 13,5 x 10-3 J/mm2 sedangkan untukk kertas buram bernilai 13,7 x 10-3 J/mm2. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa kertas HVS belum tentu lebih baik daripada kertas buram, begitu pula sebaliknya. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa jenis kertas tidak mempengaruhi kekuatan impak komposit.

5.2.3 Pengaruh Faktor Komposisi Sekam Terhadap Nilai Kekuatan Impak Komposit Kertas-Sekam Sekam Faktor berikutnya yang diduga mempengaruhi kekuatan impak kompos komposit kertas–sekam sekam adalah komposisi sekam penyusun komposit yang terdiri level 10%, 15%, 20%. %. Dari data nilai kekuatan impak, dilakukan uji ANOVA untuk membuktikan dugaan tersebut. Hasil uji ANOVA untuk faktor komposisi sekam menunjukkan bahwa faktor kkomposisi sekam berpengaruh terhadap kekuatan impak. Berdasarkan erdasarkan hasil uji pembanding ganda, diketahui bahwa tiap perpindahan level menunjukkan terdapat penurunan kekuatan yang signifikan signifikan. Hal ini dapat ditunjukkan pada grafik di bawah ini. J/mm2


0,02 0,018 Sekam 10 %

0,016

Sekam 15 %

0,014

Sekam 20 %

0,012 0,01 Sekam 10 % Sekam 15 % Sekam 20 %

Gambar 5.5 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam

Gambar 5.5 menunjukkan bahwa rata rata-rata ta nilai kekuatan impak pada komposisi 10% sekam bernilai 17 x 10-3 J/mm2, pada komposisi 15% sekam bernilai 14 x 10-3 J/mm2 . Nilai terendah terdapat pada komposisi 20% sekam yang mempunyai nilai 11 x 10-3 J/mm2. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa semakin banyak komposisi sekam, maka akan menurunkan nilai kekuatan impak komposit kertas-sekam.

commit to user

V-11


digilib.uns.ac.id

Dari penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Witanto, 2009 menunjukkan bahwa penurunan kekuatan impak yang signifikan terjadi apabila perbedaan komposisi sekam berbeda 10%. Hal ini mungkin disebabkan bahwa sekam padi yang digunakan telah mengalami proses pengeringan terlebih dahulu sehingga mengurangi kadar air dan abu dalam sekam. Bisa disebabkan pada jenis sekam yang berbeda karena sekam yang diperoleh belum tentu mempunyai jenis yang sama. Mungkin juga karena perekat yang digunakan pada penelitian Witanto sebesar 25% sehingga ikatan sekam pada material kom komposit posit menjadi lebih kuat.

5.2.4 Pengaruh Faktor Jumlah Perekat Terhadap Nilai Kekuatan Impak Komposit Faktor terakhir yang diduga mempengaruhi kekuatan impak komposit kertas–sekam adalah jumlah perekat pada komposit yang terdiri level 6% % PVAc, 9% PVAc dan 12% PVAc.. Dari data nilai kekuatan impak, dilakukan uji ANOVA untuk membuktikan dugaan tersebut. Hasil uji ANOVA untuk faktor jumlah perekat menunjukkan bahwa faktor jumlah perekat berpengaruh terhadap kekuatan impak. Berdasarkan hasil uji pembanding ganda, diketahui iketahui bahwa peningkatan yang signifikan terjadi saat perpindahan dari level 6% PVAc menuju ke level 12% PVAc sehingga untuk penelitian berikutnya sebaiknya menggunakan selang perekat 6% agar perbedaan nilai kekuatan impak dapat terlihat. terlihat.. Hal ini dapat ditunjukkan pada grafik di bawah ini. J/mm2


0,02 0,018 PVAc 6 %

0,016

PVAc 9 %

0,014

PVAc 12 %

0,012 0,01 PVAc 6 % PVAc 9 % PVAc 12 %

Gambar 5.6 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jumlah perekat Gambar 5.6 menunjukkan bahwa rata rata-rata rata nilai kekuatan impak komposit -3 2 kertas-sekam sekam dengan 6% PVAc commit bernilaito 12 userx 10 J/mm , dengan 9% PVAc

V-12


digilib.uns.ac.id

bernilai 14 x 10-3 J/mm2 . Nilai tertinggi terdapat pada komposisi 12% PVAc yang mempunyai nilai 17 x 10-3 J/mm2. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa semakin banyak jumlah perekat, maka akan menaikkan nilai kekuatan impak komposit kertas-sekam. Hal ini disebabkan semakin banyak jumlah perekat maka ikatan antar material dalam komposit semakin kuat.

5.2.5 Interaksi Faktor Jenis Kertas dengan Komposisi Sekam Selain faktor jenis kertas kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat tersebut yang diuji, maka diuji pula ula apakah ada interaksi yang terjadi antara faktor-faktor faktor tersebut. Jika perubahan dalam satu faktor menghasilkan perubahan variabel respon yang sama pada satu level dengan level lainnya pada faktor lain, maka dapat disimpulkan tidak ada interaksi antara kedua faktor ttersebut ersebut (Hicks, 1993).Salah Salah satu interaksi antar faktor tersebut ialah faktor jenis kertas dan komposisi sekam. Hasil uji ANOVA menunjukkan bahwa tidak terjadi interkasi antara faktor jenis kertas dengan komposisi sekam. Hubungan antara faktor jenis kertas dan komposisi sekam dapat dilihat pada gambar berikut ini. J/mm2 0,020


0,018 0,016

HVS

0,014

Buram

0,012 0,010 Sekam 10% Sekam 15% Sekam 20%

Gambar 5.7 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam dan jenis kertas Dari Gambar 5.7 terlihat bahwa semakin tinggi komposisi sekam baik memakai kertas HVS maupun kertas buram, maka kekuatan impak akan turun. Pada saat komposisi sekam 10% dengan kertas HVS rata rata-rata nilai kekuatan impak sebesar 18 x 10-3 J/mm2, sedangkan pada komposisi 20% bernilai 11 x 10-3 J/mm2. Apabila komposisi sekam di dinaikkan naikkan dengan memakai jenis kertas apa pun, pun maka nilai kekuatan impak akan terus turun sehingga dapat dikatakan tidak terjadi commit to user

V-13


digilib.uns.ac.id

interkasi antara jenis kertas dan komposisi sekam. Tidak terjadinya interaksi disebabkan oleh tidak adanya reaksi kimia yang terjadi antara jenis kertas dan komposisi sekam yang bisa menyebabkan keanehan data. 5.2.6 Interaksi Faktor Jenis Kertas dengan Jumlah Perekat Interaksi yang kedua ialah interaksi antara factor jenis kert kertas as dan jumlah perekat.. Hubungan antara faktor jenis kertas dan komposisi sekam dapat dilihat pada gambar berikut ini. J/mm2 0,020


0,018 0,016

HVS

0,014

Buram

0,012 0,010 PVAc 6%

PVAc 9% PVAc 12%

Gambar 5.8 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jenis kertas dan jumlah perekat Dari Gambar 5.8 terlihat bahwa semakin besar jumlah perekat baik memakai kertas HVS maupun kertas buram, maka kekuatan impak akan naik.. Pada saat jumlah perekat 6% dengan kertas HVS rata rata-rata nilai lai kekuatan impak sebesar 12 x 10-3 J/mm2. Apabila jumlah perekat dinaikkan dengan memakai jenis kertas apa a pun, maka nilai kekuatan impak akan terus naik sehingga dapat dikatakan tidak terjadi interkasi antara faktor jenis kerta dan jumlah perekat. Tidak terjadinya interaksi disebabkan oleh tidak adanya reaksi kimia yang terjadi antara jenis kertas dan jumlah perekat yang bisa menyebabkan keanehan data.

5.2.7 Interaksi Faktor Komposisi Sekam dengan Jumlah Perekat Interaksi dua buah factor yang terakhir ialah interaksi antara komposisi sekam dan jumlah perekat perekat.. Hubungan antara faktor jenis kertas dan komposisi sekam dapat dilihat pada gambar berikut ini.

commit to user

V-14


digilib.uns.ac.id

J/mm2


0,025 0,02 Sekam 10 %

0,015

Sekam 15 %

0,01

Sekam 20 %

0,005 0 PVAc 6% PVAc 9% PVAc 12%

Gambar 5.9 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam dan jumlah perekat Dari Gambar 5.9 terlihat bahwa semakin tinggi jumlah perekat, maka kekuatan impak akan turun baik saat komposisi sekam 10%, 15% maupun 20%. Pada saat jumlah PVAc 6% dengan komposisi sekam 20% rata-rata nilai kekuatan impak sebesar 0,008 J/mm2, rata-rata nilai kekuatan impak dengan jumlah PVAc 12% dengan komposisi sekam 20% sebesar 13 x 10-3 J/mm2. Pada saat jumlah PVAc 6% dengan komposisi sekam 10% rata-rata nilai kekuatan impak sebesar 15 x 10-3 J/mm2, rata-rata nilai kekuatan impak dengan jumlah PVAc 12% dengan komposisi sekam 10% sebesar 20 x 10-3 J/mm2. Apabila jumlah perekat dinaikkan dengan komposisi sekam berapa pun, maka nilai kekuatan impak akan terus naik sehingga dapat dikatakan tidak terjadi interkasi antara faktor kerapatan dan komposisi sekam. Dengan kata lain tidak terjadi pola perubahan nilai kekuatan impak pada komposit. Tidak terjadinya interaksi disebabkan oleh tidak adanya reaksi kimia yang terjadi antara komposisi sekam dan jumlah perekat yang bisa menyebabkan keanehan data.

5.2.8 Interaksi Faktor Jenis Kertas, Komposisi Sekam dan Jumlah Perekat Dalam pengujian ANOVA, selain Interaksi dua buah faktor terdapat pula interaksi tiga buah factor yang diteliti yaitu interaksi antara jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat. Hubungan antara faktor jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat dapat dilihat pada gambar berikut ini. commit to user

V-15


digilib.uns.ac.id

J/mm2 0,0250


0,0200 Sekam 10%

0,0150

Sekam 15%

0,0100

Sekam 20%

0,0050 0,0000 PVAc 6% PVAc 9% PVAc 12%

(a) J/mm2


0,025 0,02 Sekam 10%

0,015

Sekam 15%

0,01

Sekam 20%

0,005 0 PVAc 6% PVAc 9% PVAc 12%

(b) Gambar 5.10 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam dan jumlah perekat (a) jenis kertas HVS (b) jenis kertas buram Dari gambar 5.10a terlihat bahwa dengan jenis kertas HVS, semakin tinggi jumlah perekat, maka kekuatan impak akan naik baik saat komposisi sekam 10%, 15% maupun 20%. Pada saat jumlah PVAc 6% dengan komposisi sekam 20% rata-rata nilai kekuatan impak sebesar 8 x 10-3 J/mm2, rata-rata nilai kekuatan impak dengan jumlah PVAc 12% dengan komposisi sekam 20% sebesar 14 x 10-3 J/mm2. Pada saat jumlah PVAc 6% dengan komposisi sekam 10% rata-rata nilai kekuatan impak sebesar 14 x 10-3 J/mm2, rata-rata nilai kekuatan impak dengan jumlah PVAc 12% dengan komposisi sekam 10% sebesar 20 x 10-3 J/mm2. Begitu juga pada gambar 5.10b terlihat bahwa dengan jenis kertas buram, semakin tinggi jumlah perekat, maka kekuatan impak akan naik baik saat komposisi sekam 10%, 15% maupun 20%. Dengan kata lain tidak terjadi pola perubahan nilai kekuatan impak pada komposit. Tidak terjadinya interaksi disebabkan oleh tidak adanya commit to user

V-16


digilib.uns.ac.id

reaksi kimia yang terjadi antara jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat yang bisa menyebabkan keanehan data.

5.3 ANALISIS HASIL PENGUJIAN SERAP BUNYI Pengujian serap bunyi merupakan pengujian yang dilakukan setelah mendapatkan kriteria komposit kertas-sekam dengan nilai kekuatan impak yang tertinggi. Pengujian serap bunyi dilakukan sebagai klarifikasi untuk menguji dugaan bahwa bahan-bahan penyusun komposit mempunyai kemampuan serap bunyi. Pengujian dilakukan di Laboratorium Akustik Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta dengan menggunakan peralatan berupa seperangkat komputer, amplifier dan tabung impedansi. Pengujian serap bunyi hanya dilakukan 1 kali karena adanya keterbatasan alat saat pembuatan spesimen uji serap bunyi. Alat untuk membuat spesimen uji serap bunyi yang berupa dongkrak mengalami kebocoran, sehingga spesimen yang diuji hanya berjumlah 1 buah. Pengujian serap bunyi bernilai 0,08 pada frekuensi 250 Hz, bernilai 0,012 pada frekuensi 500 Hz, bernilai 0,234 pada frekuensi 1000 Hz dan bernilai 0,69 pada frekuensi 2000 Hz. Dari nilai koefisien tersebut di atas, dapat dikatakan bahwa komposit ini telah memenuhi standar serap bunyi dari ISO 11654 yang minimal memiliki nilai koefisien serap bunyi sebesar 0,15 yaitu pada frekuensi 1000 Hz dan 2000 Hz. Dalam

dunia

industri

dikenal

beberapa

material

akustik

yang

diperdagangkan atau dikomersialkan misalnya Plywood, Acoustical Plaster, Gypsum Board dan Ceiling E 400 P.E.P.P. Komposit kertas-sekam bila dibandingkan dengan beberapa material akustik komersial memiliki nilai koefisien serap bunyi yang dapat bersaing pada frekuensi bunyi 1000 Hz dan 2000 Hz. Akan tetapi nilai koefisien serap bunyi pada frekuensi 125 Hz, 250 Hz dan 500 Hz masih kalah jauh dibandingkan dengan nilai koefisien serap bunyi pada material akustik komersial lainnya seperti terlihat pada grafik di bawah ini.

commit to user

V-17


digilib.uns.ac.id

0,8

Koefisien Serap Bunyi

0,7 0,6 0,5

125 Hz

0,4

250 Hz

0,3

500 Hz 1000 Hz

0,2

2000 Hz

0,1 0 Komposit kertas-sekam

Plywood

Acoustical Plaster

Gypsum Board

Ceiling E 400 P.E.P.P

Gambar 5.11 Grafik nilai koefisien serap bunyi komposit kertas-sekam dibandingkan beberapa material akustik komersial lainnya

commit to user

V-18


digilib.uns.ac.id

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan bagian terakhir yang membahas tentang kesimpulan yang diperoleh serta usulan atau saran untuk pengembangan penelitian lebih lanjut. Penjelasan dari kesimpulan dan saran tersebut diuraikan pada sub bab di bawah ini.

6.1 KESIMPULAN Bagian kesimpulan ini merupakan jawaban atas tujuan penelitian yang telah ditetapkan sebelumnya. Berdasarkan hasil pengumpulan dan pengolahan data yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan, sebagai berikut: 1. Faktor jenis kertas tidak berpengaruh terhadap nilai kekuatan impak komposit kertas-sekam, penambahan komposisi sekam sebesar 5% menurunkan kekuatan impak komposit secara signifikan, peningkatan jumlah perekat PVAc meningkatkan kekuatan impak komposit dengan perubahan yang signifikan terjadi saat peningkatan jumlah perekat PVAc sebesar 6%. 2. Tidak ada interaksi yang terjadi antara faktor jenis kertas dengan faktor komposisi sekam, faktor jenis kertas dengan faktor jumlah perekat dan faktor komposisi sekam dengan faktor jumlah perekat. 3. Tidak ada interaksi yang terjadi antara faktor jenis kertas, komposisi sekam dengan faktor jumlah perekat. 4. Niali kekuatan impak tertinggi sebesar 20,54 x 10-3 J/mm2 terdapat pada perlakuan dengan jenis kertas HVS, komposisi sekam 10% dan jumlah perekat PVAc 12% dengan nilai koefisien serap bunyi sebesar 0 (frekuensi 125 Hz) 0,08 (frekuensi 250 Hz) 0,012 (frekuensi 500 Hz) 0,234 (frekuensi 100 Hz) 0,69 (frekuensi 2000 Hz).

commit to user VI-1


digilib.uns.ac.id

6.2 SARAN Saran yang dapat diberikan berdasarkan hasil penelitian untuk langkah pengembangan atau penelitian selanjutnya, sebagai berikut: 1. Proses pembuatan komposit yang lebih baik sehingga dihasilkan spesimen komposit yang lebih berkualitas yaitu dengan cara penyamaan ukuran sekam, pencucian sekam untuk menghilangkan abu, pengontrolan zat yang terlarut dalam air saat proses pengepresan dan cetakan yang sesuai dengan standar ASTM D5942 (8x1x1 cm) sehingga tidak diperlukan proses pemotongan dan distribusi serat dapat lebih merata. 2. Penelitian lebih lanjut mengenai komposit core kertas-sekam sebagai sebuah komposit sandwich dengan skin bagian depan mempunyai pori untuk menjaga kemampuan serap bunyinya. 3. Pengujian serap bunyi tidak hanya dilakukan 1 kali untuk meningkatkan akurasi hasil pengujian data.

commit to user VI-2

PENGARUH JENIS KERTAS, KOMPOSISI SEKAM DAN

Recommend Documents