pengaruh jenis kertas, komposisi sekam dan … · 2.1.6 fraksi berat komposit 2.1.7 pengujian impak...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

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 2010


commit to user

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 2010


commit to user

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN

LEMBAR VALIDASI

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH

SURAT PERNYATAAN PUBLISITAS KARYA ILMIAH

KATA PENGANTAR

ABSTRAK

ABSTRACT

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

I

ii

iii

iv

v

vi

viii

ix

x

xv

xvii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

1.2 PERUMUSAN MASALAH

1.3 TUJUAN PENELITIAN

1.4 MANFAAT PENELITIAN

1.5 BATASAN MASALAH

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 DASAR TEORI

2.1.1 Komposit

2.1.2 Komposit Sandwich

2.1.3 Komponen Penyusun Komposit

2.1.4 Ikatan Komposit

2.1.5 Kualitas Komposit

2.1.6 Fraksi Berat Komposit

2.1.7 Pengujian Impak

2.1.8 Pengujian Serap Bunyi

I-1

I-3

I-4

I-4

I-4

I-4

II-1

II-1

II-4

II-6

II-8

II-9

II-10

II-11

II-14


commit to user

xi

2.1.9 Desain Eksperimen

2.2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN

3.2 TAHAP PERENCANAAN DAN PERANCANGAN

PENELITIAN

3.2.1 Orientasi Penelitian

3.2.2 Perancangan Eksperimen

3.3 TAHAP PEMBUATAN SPESIMEN

3.3.1 Alat dan Bahan

3.3.2 Langkah pembuatan spesimen uji impak charpy dan

serap bunyi

3.4 PENGUMPULAN DATA

3.4.1 Uji Impak

3.4.2 Uji Serap Bunyi

3.5 PENGOLAHAN DATA

3.5.1 Uji Asumsi

3.5.2 Uji Anova Factorial Experiment

3.5.3 Uji Pembanding Ganda menggunakan Student

Newman-Keuls(SNK)

3.6 ANALISIS

3.7 KESIMPULAN DAN SARAN

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA


4.2 PENGOLAHAN DATA

4.2.1 Uji Asumsi Dasar

4.2.2 Uji Anova

4.2.3 Uji Pembanding Ganda

4.3 PEMILIHAN SPESIMEN BERDASARKAN NILAI

KEKUATAN IMPAK

II-17

II-30

III-3

III-3

III-3

III-3

III-8

III-8

III-11

III-13

III-13

III-13

III-14

III-14

III-18

III-21

III-22

III-22

IV-1

IV-2

IV-4

IV-16

IV-23

IV-27


commit to user

xii

4.4 PENGUJIAN SERAP BUNYI

BAB V ANALISIS HASIL

5.1 ANALISIS SPESIMEN KOMPOSIT KERTAS-SEKAM

5.1.1 Analisis Bahan Komposit Kertas-Sekam

5.1.2 Analisa Proses Pembuatan Komposit Kertas-Sekam

5.2 ANALISIS HASIL PENGUJIAN IMPAK

5.2.1 Analisa Nilai Kekuatan Impak

5.2.2 Pengaruh Faktor Jenis Kertas Terhadap Nilai

Kekuatan Impak Komposit Kertas-Sekam

5.2.3 Pengaruh Faktor Komposisi Sekam Terhadap Nilai

Kekuatan Impak Komposit Kertas-Sekam

5.2.4 Pengaruh Faktor Jumlah Perekat Terhadap Nilai

Kekuatan Impak Komposit

5.2.5 Interaksi Faktor Jenis Kertas dengan Komposisi

Sekam

5.2.6 Interaksi Faktor Jenis Kertas dengan Jumlah Perekat

5.2.7 Interaksi Faktor Komposisi Sekam dengan Jumlah

Perekat

5.2.8 Interaksi Faktor Jenis Kertas, Komposisi Sekam dan

Jumlah Perekat

5.3 ANALISIS HASIL PENGUJIAN SERAP BUNYI

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 KESIMPULAN

6.2 SARAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

IV-27

V-1

V-1

V-3

V-5

V-5

V-10

V-11

V-12

V-13

V-14

V-14

V-15

V-17

VI-1

VI-2


commit to user

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.

Tabel 2.2.

Tabel 2.3.

Tabel 2.4.

Tabel 2.5.

Tabel 2.6.

Tabel 2.7.

Tabel 3.1.

Tabel 3.2.

Tabel 3.3.

Tabel 3.4.

Tabel 3.5.

Tabel 4.1.

Tabel 4.2.

Tabel 4.3.

Tabel 4.4.

Tabel 4.5.

Tabel 4.6.

Tabel 4.7.

Tabel 4.8.

Kandungan kimia sekam padi dan partikel kayu

Kelas koefisien absorpsi

Material Akustik Komersial

Skema umum daftar analisis ragam uji homogenitas

Skema umum data sampel eksperimen faktorial

menggunakan 3 faktor dan dengan n observasi tiap sel

Anova eksperimen faktorial 3 faktor desain acak

sempurna

Riset yang sedang dilakukan

Factorial experiment completely randomized design

2x3x3

Urutan eksperimen factorial experiment completely

randomized design 2x3x3

Skema daftar analisis ragam uji homogenitas

Skema data sampel eksperimen faktorial 2x3x3 dengan 5

observasi tiap sel

Anova eksperimen faktorial 2x3x3 desain acak sempurna

Data luas penampang spesimen (mm2)

Data uji impak sudut pendulum setelah mengenai

spesimen (β)

Data nilai kekuatan impak spesimen (J/mm2)

Perhitungan manual uji normalitas untuk perlakuan

a1b1c1

Perhitungan uji normalitas dengan SPSS

Rekapitulasi hasil uji normalitas dengan uji lilliefors

Nilai kekuatan impak dikelompokkan berdasarkan

komposisi sekam

Selisih absolut data nilai kekuatan impak dengan

rata-ratanya dikelompokkan berdasarkan komposisi

II-8

II-15

II-17

II-22

II-25

II-27

II-32

III-6

III-7

III-16

III-19

III-21

IV-1

IV-2

IV-4

IV-5

IV-6

IV-8

IV-9


commit to user

xvi

Tabel 4.9.

Tabel 4.10.

Tabel 4.11.

Tabel 4.12.

Tabel 4.13.

Tabel 4.14.

Tabel 4.15.

Tabel 4.16.

Tabel 4.17.

Tabel 4.18.

Tabel 4.19.

Tabel 4.20.

sekam

Kuadrat selisih absolut data nilai kekuatan impak

dengan rata-ratanya dikelompokkan berdasarkan

komposisi sekam

Hasil uji homogenitas data nilai kekuatan impak,

dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam

Perhitungan uji homogenitas dengan SPSS


dikelompokkan berdasarkan jenis kertas


dikelompokkan berdasarkan jumlah perekat

Residual data nilai kekuatan impak

Anova untuk nilai kekuatan impak

Hasil perhitungan anova nilai kekuatan impak

Hasil perhitungan SPSS anova nilai kekuatan impak

Rata-rata nilai kekuatan impak eksperimen

dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam

Rata-rata nilai kekuatan impak eksperimen

dikelompokkan berdasarkan jumlah perekat

Nilai serap bunyi

IV-10

IV-11

IV-12

IV-12

IV-13

IV-13

IV-14

IV-18

IV-21

IV-21

IV-24

IV-25

IV-27


commit to user

xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pembagian kelas material

Gambar 2.2. Komposit serat

Gambar 2.3. Komposit laminat

Gambar 2.4. Komposit partikel

Gambar 2.5. Struktur komposit sandwich

Gambar 2.6. Komposit sandwich berbentuk honeycomb

Gambar 2.7. Ikatan pada komposit

Gambar 2.8. Dimensi spesimen uji impak, peletakan spesimen uji

impak dan mekanisme pengujian impak

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

Gambar 2.10. Mekanisme pengujian serap bunyi

Gambar 3.1. Metode penelitian

Gambar 3.2. Cetakan

Gambar 3.3. Timbangan digital

Gambar 3.4. Mesin crushing

Gambar 3.5. Alat press

Gambar 3.6. Moisture analyzer

Gambar 3.7. Alat uji impak charpy

Gambar 3.8. Seperangkat alat uji serap bunyi

Gambar 3.9. Dimensi spesimen uji impak (mm)

Gambar 3.10. Dimensi spesimen uji serap bunyi (mm)

Gambar 4.1 Normal probability plot

Gambar 4.2 Plot residual data nilai kekuatan impak

Gambar 5.1 Penampang patahan uji impak

Gambar 5.2 Perbandingan kekuatan impak komposit kertas-sekam

dengan komposit lain

Gambar 5.3 Perbandingan kekuatan impak komposit kertas-sekam

dengan produk papan serat di pasaran

Gambar 5.4 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jenis kertas

Gambar 5.5 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam

II-2

II-3

II-4

II-4

II-5

II-6

II-9

II-12

II-13

II-16

III-2

III-9

III-9

III-9

III-10

III-10

III-10

III-11

III-12

III-13

IV-7

IV-15

V-6

V-8

V-9

V-10

V-11


commit to user

xviii

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 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jenis kertas dan

jumlah perekat


sekam dan jumlah perekat



Gambar 5.11 Grafik nilai koefisien serap bunyi komposit kertas-sekam

dibandingkan beberapa material akustik komersial

lainnya

V-12

V-13

V-14

V-15

V-16

V-18


commit to user

I-1

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-2

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

mengetahui pengaruhnya terhadap nilai kekuatan komposit seperti jenis bahan,


commit to user

I-3

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 kertas-

sekam serta bagaimana pengaruh interaksi faktor-faktor tersebut terhadap

kekuatan impak komposit core serap bunyi ini.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini, yaitu:

1. Mengkaji pengaruh jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat PVAc


commit to user

I-4

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 kertas-

sekam.

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

Menguraikan berbagai hal mengenai latar belakang penelitian, identifikasi


commit to user

I-5

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 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 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 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

II-1

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 tiap-

tiap komponen yang bertindak sendiri-sendiri.


commit to user

II-2

POLYMERS

ELASTOMERS GLASSES

METALS

CERAMICS

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

dapat dilakukan secara kimiawi. Contoh : logam paduan, besi, dan baja.

COMPOSITES


commit to user

II-3

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-4

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-5

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-6

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-7

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-8

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 Moisture Lignin Cellulose Fat Ash 1 Rice husk flour

particle size 30 µm 5,8 16,9 58,7 0,3 18,3

2 Rice husk flour particle size 300 µm 6 21 60 0,2 12,8

3 Wood flour Particle size 163 µm

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 diantara dua fase yang berbeda ditentukan oleh derajat


commit to user

II-9

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.

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

komponen yang berbeda, baik dalam hal bahannya maupun bentuknya, maka sifat

Matrik

Interface

Serat

( Agent) Interphase (Bonding Agent)


commit to user

II-10

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 諈票平票品 .................................... 2.1

Keterangan : wi = fraksi berat, i. material penyusun. Wi = berat, i. material penyusun, gr We = berat komposit, gr


commit to user

II-11

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-12

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


commit to user

II-13

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)(畘嫩脐畘嫩畘′

)] ........................ 2.2

Keterangan :

E = energi serap/energi yang diperlukan pendulum untuk mematahkan


commit to user

II-14

spesirnen, Joule W = berat pendulum, N R = jarak antara pusat gravitasi dan sumbu pendulum, m α = sudut pendulum sebelurn diayunkan β = sudut ayunan pendulum setelah mematahkan spesimen α' = 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 = 琵霹 ........................ 2.3

Keterangan :

E = energi serap, Joule A = 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 纵α邹諈祰锅桂a�闺 ྠ柜ྠĖ龟됃 �柜龟捸됃ྠĖ�ਆ棍跪棍�a ྠ柜ྠĖ龟됃 锅�Ė� 捸�棍�柜龟 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

(Mediastika, 2005):


commit to user

II-15

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

Not Classified 0,10 ; 0,05 ; 0,00 Sumber : ISO 11654. 1997


commit to user

II-16

b. 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-17

Tabel 2.3. Material Akustik Komersial

Material Koefisien Serap Bunyi (α)

125 Hz

250 Hz

500 Hz

1000 Hz

2000 Hz

Plywood, tebal 0,25 inchi 1 0,600 0,300 0,100 0,090 0,090 Acoustical Plaster 1 0,070 0,170 0,500 0,600 0,680 Gypsum Board, tebal 0,5 inchi 1 0,290 0,100 0,050 0,040 0,070 Ceiling E 400 P.E.P.P, tebal 1 inchi 2 0,460 0,590 0,420 0,490 0,760

Sumber : Doelle, 1993 1; www.acousticalsurfaces.com 2

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

dalam sebuah penelitian terdapat faktor-faktor :


commit to user

II-18

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

Tahapan dalam planning phase adalah :


commit to user

II-19

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

probability –plot.


commit to user

II-20

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.

n

x

x

n

ii ÷ø

öçè

æ

=å=1

…............................... 2.4

( )

1

2

2

-

-=

åån

n

XX

s …................................ 2.5

3) Transformasikan data tersebut menjadi nilai baku ( z ).

( ) sxxz ii /-= …............................... 2.6

Keterangan: xi = nilai pengamatan ke-i x = rata-rata s = standar deviasi


commit to user

II-21

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 :

nixP i /)( = …........................................... 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 :

1) Kelompokkan data berdasarkan faktor yang akan diuji.


commit to user

II-22

2) Hitung selisih absolut nilai pengamatan terhadap rata-ratanya pada

tiap level.

3) Hitung nilai-nilai berikut ini :

a) Faktor Koreksi (FK) = ( ) nxi

2å .................................... 2.8

Keterangan: xi = data hasil pengamatan

i = 1, 2, . . ., n (n banyaknya data)

b) JK-Faktor = FKkxi -÷÷ø

öççè

æ÷øöç

èæå 2

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

Keterangan: k = banyaknya data pada tiap level

c) JK-Total (JKT) = ( ) FKyi -å 2 .................................... 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 JK KT F

Faktor f JK(Faktor) JK(Faktor) / db )()(

errorKTfaktorKT

Error n-1-f JKE JKE / db

Total n-1 JKT

4) Hipotesis yang diajukan adalah :

H0 : 26

25

24

23

22

21 ssssss =====

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-23

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 Durbin-

Watson, yaitu untuk mengetahui apakah pengambilan data 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:

d<dL tolak Ho

d>dU: terima ho

dL ≤ d ≤ dU pengujian tidak meyakinkan

3) Hitung nilai durbin Watson sebagai berikut

捸諈顺∑纵 ྠ됃 石ྠ됃 石1邹2∑ྠ됃2

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

atau tidak. Berdasarkan hasil perhitungan, terlihat bahwa nilai d (1,933) >


commit to user

II-24

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-25

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

Faktor C Faktor B Faktor A

Jumlah 1 2 … a

1

1

Y1111 Y2111 … Ya111

Y1112 Y2112 … Ya112

… … … …

Y111n Y211n … Ya11n

… …

… … … … … … … …

… …

b

Y1b11 Y2b11 Y3b11 Y4b11

Y1b12 Y2b12 Y3b12 Y4b12

… … … …

Y1b1n Y2b1n Y3b1n Y4b1n

… …

… …

… … … … … … … …

… …

c

1

Y1111 Y2111 … Ya111

Y1112 Y2112 … Ya112

… … … … Y111n Y211n … Ya11n

…

…

… … … …

… … … …

…

…

b

Y1bc1 Y2bc1 … Yabc1

Y1bc2 Y2bc2 … Yabc2

… … … … Y1bcn Y2bcn … Yabcn

Total T…1 T...2 T...3 T…a Sumber : Sudjana, 1985

Berdasarkan model persamaan (2.5), maka untuk keperluan ANOVA

dihitung harga-harga (Hicks, 1993) sebagai berikut :

a. Jumlah kuadrat total (SStotal) :

nabc

TY

....a

i

b

j

c

k

n

lijkm

22

totalSS -= åååå .…………..…..…….. 2.12

b. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-i faktor A

(SSA):


commit to user

II-26

å=

-=a

i

.......iA

nabc

T

nbc

T

1

22

SS ……..………………. 2.13

c. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-j faktor B

(SSB):

å=

-=b

j

......j.B

nabc

T

nac

T

1

22

SS ……………............... 2.14

d. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-k faktor C

(SSC) :

å=

-=b

j

......k.C

nabcd

T

nabd

T

1

22

SS …………................... 2.15

e. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ij

antara faktor A dan faktor B (SSAxB) :

nabc

T

nac

T

nbc

T

n

T ....b

j

..j.a

i

b

j

n

m

a

i

...iij.mBA

22

1 1 1

22

xSS +--= åååå å= = =

………................. 2.16

f. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ik

antara faktor A dan faktor C (SSAxC) :

nabc

T

nab

T

nbc

T

n

T ....c

j

..k.a

i

c

k

n

m

a

i

...iik.mA

22

1 1 1

22

xCSS +--= åååå å= = =

………….............. 2.17

g. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-jk

antara faktor B dan faktor C (SSBxC) :

nabc

T

nab

T

nac

T

n

T ....c

k

...b

j

c

k

n

m

b

j

...jij.mBxC

22

1 1 1

22

SS +--= åååå å= = =

k …………............... 2.18

h. Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ijk

antara faktor A, faktor B, dan faktor C (SSAxBxC)

ååå ååå= = ==

--=b

j

c

k

n

m

b

j

...ja

i

...iijk.mAxBxC

nac

T

nbc

T

n

T

1 1 1

222

SSa

i 1

nabc

T

nab

T ....c

k

...22

+-å k ………….…….............. 2.19

i. Jumlah kuadrat error (SSE) :

SSE = SStotal - SSA - SSB – SSC - SSAB – SSAC – SSBC - SSABC …........... 2.20


commit to user

II-27

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

Sumber Variansi

Derajat Bebas (df)

Jumlah Kuadrat

(SS)

Kuadrat Tengah (MS)

F

Faktor A

Faktor B

Faktor C

Interaksi AxB

Interaksi AxC

Interaksi BxC

Interaksi AxBxC

Error

a –1

b – 1

c –1

(a – 1)(b – 1)

(a – 1)(c – 1)

(b – 1)(c – 1)

(a–1)(b–1)(c–1)

abc(n - 1)

SSA

SSB

SSC

SSAxB

SSAXC

SSBXC

SSAXBXC

SSE

SSA/dfA

SSB/dfB

SSC/dfC

SSAxB/dfAxB

SSAxC/dfAxC

SSBxC/dfBxC

SSAXBXC/dfAxBxC

SSE/dfE

MSA/MSE

MSB/MSE

MSC/MSE

MSAxB/MSE

MSAxC/MSE

MSBxC/MSE

MSAxBxC/MSE

Total abcn-1 SSTotal

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-28

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-29

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

4) Hitung error standar :

................................... 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 :

kS error

.jY

MS= .................................... 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 .jY

S .................................... 2.24

6) Hitung beda (selisih) mean antar dua level (akan terbentuk kK2 = k(k –

1)/2 pasang), dimulai dari mean terbesar dengan sampai dengan mean

å= jmjjerrorcm cnMSS 2

FkA )1( -=


commit to user

II-30

terkecil. Bandingkan kembali beda second largest dan next smallest

dengan LSR untuk p = k – 1, demikian seterusnya sampai diperoleh kK2 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 polypropylene-

serbuk 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%,

25% dan 30 % dari berat komposit.Hasil penelitian menunjukkan bahwa seiring


commit to user

II-31

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%

dan 10%) tidak menghasilkan perubahan yang signifikan pada kekuatan


commit to user

II-32

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. Nama Peneliti

Jurusan Judul Bahan Faktor Hasil

1 Maryani Teknik Industri UNS

Pengaruh Faktor JenisKertas, Perekat dan Kerapatan Terhadap Kekuatan Impak Komposit Panel Serap Bising Berbahan Dasar Limbah Kertas

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)

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.

2 Asmaa Askarotillah

Teknik Industri UNS

Pengaruh Komposit Core Berbasis Limbah Kertas, dengan Pencampur Sekam Padi dan Serabut Kelapa Terhadap Kekuatan Bending Panel Serap Bising.

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

Persen HVS (80%,85%, 90%)` Campuran bahan(sekam, serabut kelapa) Jenis perekat (tanpa, lem kanji, PVAc)

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.

3 Natalia Maharani

Teknik Industri UNS

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, lem PVAc

Jenis kertas :HVS, koran Kerapatan: 3:1, 4:1, 5:1 Persen perekat :2.5%, 5%, 7.5%

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%

4 Muhamad Rafi

Teknik Mesin UNS

Pengaruh Kandungan Kanji Terhadap Kekuatan Bending dan KetangguhanImpak Bahan Komposit Kertas Koran Bekas.

Serat:kertas koran; Matriks:lem kanji.

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

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.

5 Danang Suto Hapsoro

Teknik Mesin UNS

Pengaruh Kandungan Lem Kanji Terhadap Sifat Tarik dan Densitas Komposit Koran Bekas.

Serat:kertas koran; Matriks:lem kanji.

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

Kekuatan tarik, regangan tarik dan densitas komposit meningkat seiring dengan penambahan lem kanji, namun nilai modulus tarik menurun.


commit to user

III-1


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-2

Gambar 3.1. Metode penelitian


commit to user

III-3

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-4

a. 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 adalah trial pembuatan spesimen yang meliputi:


commit to user

III-5

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-6

(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

% Perekat

Jenis Kertas HVS (a1) Koran (a2)

10% sekam

(b1)

15% sekam

(b2)

20% sekam

(b3)

10% sekam

(b1)

15% sekam

(b2)

20% sekam (b3)

6% PVAc (c1) A1B1C1 A1B2C1 A1B3C1 A2B1C1 A2B2C1 A2B3C1 9% PVAc (c2) A1B1C2 A1B2C2 A1B3C2 A2B1C2 A2B2C2 A2B3C2 12% PVAc (c3) A1B1C3 A1B2C3 A1B3C3 A2B1C3 A2B2C3 A2B3C3

c. Tahap Desain (Design Phase)

1) Menentukan jumlah observasi atau jumlah replikasi, masing-masing

kombinasi dilakukan lima kali pengukuran.

2) Urutan eksperimen : secara random.


commit to user

III-7

Urutan 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.

Tabel 3.2. Urutan eksperimen factorial experiment completely randomized design 2x3x3

% Perekat


10% sekam

15% sekam

20% sekam

10% sekam

15% sekam

20% sekam

(b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3)

6% PVAc (c1)

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

9% PVAc (c2)

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

12% PVAc (c3)

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 kertas-

sekam, 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 : 閸挐挠 = 0


commit to user

III-8

Perbedaan jenis kertas tidak menimbulkan pengaruh yang

signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak .

2) H02 : 閸4挠 = 0

Perbedaan komposisi sekam tidak menimbulkan pengaruh

yang signifikan terhadap nilai kekuatan impak .

3) H03 : 閸5挠 = 0

Perbedaan jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang

signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak .

b) Interaksi Dua Faktor

1) H04 :閸挐4挠 = 0

Perbedaan interaksi desain jenis kertas dan komposisi sekam

tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap

besarnya nilai kekuatan impak.

2) H05 : 閸挐5挠 = 0

Perbedaan interaksi jenis kertas dan jumlah perekat tidak

menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya

kekuatan impak.

3) H06 : 閸45挠 = 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挠 = 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.

a. Alat yang digunakan dalam penelitian, adalah:


commit to user

1) Cetakan besi bentuk balok

impak), bentuk lingkaran dengan diameter 10 cm tinggi 5 cm

serap bunyi).

2) Baskom

3) Jangka sorong dengan tingkat ketelitian 0,05 mm dan panjang 150 mm.

4) Timbangan digital

150mm x 150mm dan kapasitas 500gr, sumber energi berupa baterai

AA.

Sumber:

5) Mesin crushing, digunakan untuk membuat lembaran kertas menjadi

serbuk.

6) Mixer, untuk mencampur semua komposisi bahan.

7) Alat press dengan tingkat kemampuan pres hingga 12000 psi.

III-9

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

Gambar 3.2. Cetakan Sumber: Lab. Material Teknik Mesin

UNS Surakarta, 2010

dengan tingkat ketelitian 0,05 mm dan panjang 150 mm.

digital dengan tingkat akurasi sebesar 1/5000, ukuran


Gambar 3.3. Timbangan digital

Sumber: Lab. Sistem Kualitas Teknik Industri UNS Surakarta, 2010

crushing, digunakan untuk membuat lembaran kertas menjadi

Gambar 3.4. Mesin crushing

Sumber: Lab. Material Teknik Mesin UNS Surakarta, 2010

, untuk mencampur semua komposisi bahan.

dengan tingkat kemampuan pres hingga 12000 psi.

cm (untuk uji

(untuk uji

dengan tingkat ketelitian 0,05 mm dan panjang 150 mm.

ukuran pan


, digunakan untuk membuat lembaran kertas menjadi


commit to user

III-10

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 Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, 2010


commit to user

III-11

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, sekam padi dan air dengan air lem yang


commit to user

III-12

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.

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.

80

10 10

10


commit to user

III-13

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.

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


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.

100 10


commit to user

III-14

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.

n

x

x

n

ii ÷ø

öçè

æ

=å=1

….............................. 3.2

( )

1

2

2

-

-=

åån

n

XX

s .................................. 3.3

3) Transformasikan data tersebut menjadi nilai baku ( z ).

( ) sxxz ii /-= ….............................. 3.4


commit to user

III-15

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 :

nixP i /)( = ….............................. 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-16

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) = ( ) nxi2å .…............................. 3.6

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

b) JK-Faktor = FKkxi -÷÷ø

öççè

æ÷øöç

èæå 2

.….............................. 3.7

keterangan k = banyaknya data pada tiap level

c) JK-Total (JKT) = ( ) FKyi -å 2 .….............................. 3.8

keterangan yi = selisih absolut data hasil pengamatan dengan rata- ratanya 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 JK KT F

Faktor f JK(Faktor) JK(Faktor) / db )()(

errorKTfaktorKT

Error n-1-f JKE JKE / db

Total n-1 JKT

4) Hipotesis yang diajukan adalah :

H0 : 26

25

24

23

22

21 ssssss =====

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-17

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 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



Tingkat kepercayaan yang digunakan dalam pengujian independensi

ini adalah= 0,05. Hipotesis yang diajukan dalam uji independensi pada

nilai kekuatan impak, yaitu:




d<dL tolak Ho

d>dU: terima ho

dL ≤ d ≤ dU pengujian tidak meyakinkan

3) Hitung nilai Durbin-Watson sebagai berikut

侠实顺∑纵硅Ƽ石硅Ƽ石1邹2∑硅Ƽ2

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-18

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-19

Tabel 3.4. Skema data sampel eksperimen faktorial 2x3x3 dengan 5 observasi tiap sel

% Perekat

Jenis Kertas HVS(a1) Koran(a2)

10% sekam

15% sekam

20% sekam

10% sekam

15% sekam

20% sekam

(b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3)

6% PVAc (c1)

Y1111 Y1211 Y1311 Y2111 Y2111 Y2111 Y1112 Y1212 Y1312 Y2112 Y2112 Y2112 Y1113 Y1213 Y1313 Y2113 Y2113 Y2113 Y1114 Y1211 Y1314 Y2114 Y2114 Y2114 Y1115 Y1215 Y1315 Y2115 Y2115 Y2115

9% PVAc (c2)


12% PVAc (c3)


Berdasarkan model persamaan (3.10), maka untuk keperluan ANOVA

dihitung harga-harga (Hicks, 1993) sebagai berikut :

1) Jumlah kuadrat total (SStotal) :

nabc

TY

....2

i

3

j

3

k

n

lijkm

22

totalSS -= åååå .….............................. 3.11

2) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-i faktor A

(SSA):

å=

-=2

i

.......iA

nabc

T

nbc

T

1

22

SS .….............................. 3.12

3) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-j faktor B

(SSB):

å=

-=3

j

......j.B

nabc

T

nac

T

1

22

SS .….............................. 3.13


commit to user

III-20

4) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam taraf ke-k faktor C

(SSC) :

å=

-=3

k

......k.C

nabcd

T

nabd

T

1

22

SS .….............................. 3.14

5) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ij

antara faktor A dan faktor B (SSAxB) :

nabc

T

nac

T

nbc

T

n

T ....3

j

..j.2

i

3

j

n

m

3

i

...iij.mBA

22

1 1 1

22


…...... 3.15

6) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ik

antara faktor A dan faktor C (SSAxC) :

nabc

T

nab

T

nbc

T

n

T ....3

j

..k.2

i

3

k

n

m

2

i

...iik.mA

22

1 1 1

22

xCSS +--= åååå å= = =

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

7) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-jk

antara faktor B dan faktor C (SSBxC) :

nabc

T

nab

T

nac

T

n

T ....3

k

...3

j

3

k

n

m

3

j

...jij.mBxC

22

1 1 1

22

SS +--= åååå å= = =

k

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

8) Jumlah kuadrat nilai pengamatan yang terdapat dalam interaksi taraf ke-ijk

antara faktor A, faktor B, dan faktor C (SSAxBxC)

ååå ååå= = ==

--=3

j

3

k

n

m

3

j

...j2

i

...iijk.mAxBxC

nac

T

nbc

T

n

T

1 1 1

222

SS2

1i

nabc

T

nab

T ....3

k

...22

+-å k .….............................. 3.18

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-21

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

Sumber Variansi Derajat Bebas (df)

Jumlah Kuadrat

(SS)

Kuadrat Tengah (MS)

F

Faktor A

Faktor B

Faktor C

Interaksi AxB

Interaksi AxC

Interaksi BxC

Interaksi AxBxC

Error

a –1

b – 1

c –1

(a – 1)(b – 1)

(a – 1)(c – 1)

(b – 1)(c – 1)

(a–1)(b–1)(c–1)

abc(n - 1)

SSA

SSB

SSC

SSAxB

SSAXC

SSBXC

SSAXBXC

SSE

SSA/dfA

SSB/dfB

SSC/dfC

SSAxB/dfAxB

SSAxC/dfAxC

SSBxC/dfBxC

SSAXBXC/dfAxBxC

SSE/dfE

MSA/MSE

MSB/MSE

MSC/MSE

MSAxB/MSE

MSAxC/MSE

MSBxC/MSE

MSAxBxC/MSE

Total abcn SSTotal

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 :

kS error

.jY

MS= .….............................. 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 .jY

S .….............................. 3.21


commit to user

III-22

f. 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

IV-1


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).


Berikut ini adalah data yang diperoleh dalam pelaksanaan eksperimen:

Tabel 4.1. Data luas penampang spesimen (mm2)

% Perekat


10% sekam

15% sekam

20% sekam

10% sekam

15% sekam

20% sekam

(b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3)

6% PVAc

(c1)

120,75 110,00 110,00 149,50 120,75 126,00 121,00 120,00 138,00 132,25 115,50 120,75 120,75 121,00 132,00 138,00 115,00 132,25 115,00 110,25 126,50 126,50 126,50 110,00 105,00 143,00 110,00 126,50 120,00 131,25

9% PVAc

(c2)

110,00 121,00 150,00 121,00 120,75 115,50 120,00 115,50 132,00 121,00 126,50 120,75 120,00 115,50 115,00 121,00 115,50 137,50 110,00 132,00 132,00 132,25 132,00 126,50 110,00 120,00 121,00 110,25 126,50 126,50

12% PVAc

(c3)

144,00 130,00 126,50 138,00 121,00 143,75 121,00 132,00 143,00 115,50 110,00 126,00 115,50 110,00 121,00 126,00 121,00 143,75 121,00 110,00 121,00 131,25 120,75 126,50 115,50 110,00 121,00 132,00 120,75 110,25


commit to user

IV-2

Tabel 4.2. Data uji impak sudut pendulum setelah mengenai spesimen (β)

% Perekat


10% sekam

15% sekam

20% sekam

10% sekam

15% sekam

20% sekam

(b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3)

6% PVAc (c1)

118 125 130 117 125 129 117 120 130 116 126 131 115 123 129 119 123 127 120 127 125 120 123 129 122 122 132 115 124 130

9% PVAc (c2)

118 119 123 115 119 124 115 120 126 117 122 123 114 122 125 114 120 122 119 121 125 116 121 126 118 122 128 120 120 124

12% PVAc (c3)

105 117 121 111 114 121 111 114 118 112 116 124 113 120 122 110 116 120 109 118 118 111 118 115 112 115 120 108 117 119

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)(閸司脐閸司閸′)]

keterangan :

E : energi serap/energi yang diperlukan pendulum untuk mematahkan spesirnen, Joule W : berat pendulum, Newton R : jarak antara pusat gravitasi dan sumbu pendulum, meter


commit to user

IV-3

A : sudut pendulum sebelurn diayunkan Β : sudut ayunan pendulum setelah mematahkan spesimen α' : sudut ayunan pendulum tanpa spesimen

Setelah diketahui besarnya energi yang diperlukan pendulum untuk

mematahkan spesimen, maka besarnya kekuatan/energi impak dapat dihitung.

Kekuatan lmpak = 琵霹

keterangan:

E : energi serap, Joule A : luas penampang spesimen uji impak, mm2

W : 13,2986 N R : 0,3948 m

Contoh perhitungan:

Untuk perlakuan a1b1c1 replikasi ke-1,

E = 13,2986 x 0,3948 [ (cos 1180 – cos 1500) – (cos 1450- cos 1500)(ੰmǴ司ੰੰ馁ੰmǴ司ੰ恼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-4

Tabel 4.3. Data nilai kekuatan impak spesimen (J/mm2)

% Perekat


10% sekam

15% sekam

20% sekam

10% sekam

15% sekam

20% sekam

(b1) (b2) (b3) (b1) (b2) (b3)

6% PVAc (c1)

0,015 0,012 0,009 0,013 0,011 0,008 0,016 0,014 0,007 0,015 0,011 0,007 0,017 0,012 0,008 0,013 0,013 0,009 0,015 0,010 0,010 0,013 0,012 0,009 0,015 0,011 0,007 0,017 0,012 0,007

9% PVAc (c2)

0,017 0,015 0,010 0,017 0,015 0,012 0,018 0,015 0,009 0,016 0,012 0,012 0,018 0,013 0,011 0,018 0,015 0,011 0,016 0,012 0,010 0,015 0,012 0,010 0,017 0,013 0,009 0,015 0,013 0,011

12% PVAc (c3)

0,021 0,015 0,013 0,018 0,018 0,011 0,020 0,017 0,013 0,020 0,018 0,011 0,020 0,015 0,013 0,020 0,017 0,012 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, di-

akar-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 uji normalitas sampel data observasi


commit to user

IV-5

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. 果侧实纵∑ 果骄坡平妮Ǵ 邹柜

果侧实0,015+0,016+…+0,0155

实15,974

滚实舜∑果弥石纵∑果邹弥柜柜石1

滚实顺纵0,015弥十0,016弥十赋十0,015弥邹石纵0,078邹弥55石1

= 0,001

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).

sxxz ii )/( -=

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

normal baku, sebagai probabilitas pengamatan. Gunakan tabel standar luas


commit to user

IV-6

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-7

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-8

Tabel 4.6. Rekapitulasi hasil uji normalitas dengan uji lilliefors Perlakuan L hitung L tabel Ho Kesimpulan

a1b1c1 0,191 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


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



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 = s2

2 = 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 rata-

ratanya dan mengkuadratkan nilai selisihnya sebagaimana diperoleh tabel 4.8

dan table 4.9.


commit to user

IV-9

Tabel 4.7. Nilai kekuatan impak dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam

%Perekat %Sekam

10% (b1)

15% (b2)

20% (b3)

6% PVAc (c1)

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 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

9% PVAc (c2)

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 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

12% PVAc (c3)

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 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

Rata-rata 0,017 0,014 0,011


commit to user

IV-10

Tabel 4.8. Selisih absolut data nilai kekuatan impak dengan rata-ratanya dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam

%Perekat %Sekam

10% (b1)

15% (b2)

20% (b3)

6% PVAc (c1)

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 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

9% PVAc (c2)

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 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

12% PVAc (c3)

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 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

Jumlah 0,065 0,062 0,064


commit to user

IV-11

Tabel 4.9. Kuadrat selisih absolut data nilai kekuatan impak dengan rata-ratanya dikelompokkan berdasarkan komposisi sekam

%Perekat %Sekam

10% (b1) 15% (b2) 20% (b3)

6% PVAc (c1)

0,000003479 0,000004410 0,000004652 0,000001485 0,000000027 0,000015115 0,000000037 0,000003648 0,000009222 0,000006270 0,000012159 0,000000133 0,000006817 0,000010366 0,000011760 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

9% PVAc (c2)

0,000000130 0,000000509 0,000000917 0,000000091 0,000000512 0,000001865 0,000001007 0,000000435 0,000000447 0,000001212 0,000002977 0,000000631 0,000000130 0,000001342 0,000003033 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

12% PVAc (c3)

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 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

Jumlah 0,00021621 0,00017452 0,0002017

Selanjutnya dihitung nilai-nilai berikut :

a) Faktor koreksi (FK) = (0,060 + 0,062 + 0,064)2/90

= 0,000384

b) JK-komposisi sekam = (0,0602 + 0,0622 + 0,0642)/30 – FK


commit to user

IV-12

= 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 Keragaman Df JK KT Fhitung Ftabel

% Sekam 2 0,0000002 0,00000004 0,022 3,101 Error 87 0,0001679 0,000002 Total 89 0,0001681

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:

Tabel 4.11. Perhitungan uji homogenitas dengan SPSS Lavene

Statistic df1 df2 Sig.

B 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,


H0 : s12 = s2

2

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-13

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


Jenis Kertas 1 0,00000026 0,00000026 0,066 3,949

Error 88 0,000351 0,000004

Total 89 0,000351



antar level jenis kertas memiliki ragam yang sama (homogen).

c. Uji homogenitas antar level jumlah perekat


H0 : s12 = s2

2

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


% Sekam 2 0,0000003 0,0000002 0,068 3,101

Error 87 0,000222 0,000003

Total 89 0,000223



antar level jumlah perekat memiliki ragam yang sama (homogen).


commit to user

IV-14

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

% Perekat

Jenis Kertas

HVS (a1) Koran (a2) 10%

Sekam (b1)

15% Sekam

(b2)

20% Sekam

(b3)

10% Sekam

(b1)

15% Sekam

(b2)

20% Sekam

(b3)

6% PVAc (c1)

-0,0003 0,0000 0,0004 -0,0013 -0,0006 0,0000

0,0004 0,0023 -0,0013 -0,0021 -0,0008 -0,0009

0,0018 0,0002 -0,0005 -0,0032 0,0012 0,0007

-0,0009 -0,0014 0,0022 -0,0047 0,0001 0,0011

-0,0010 -0,0011 -0,0009 0,0014 0,0001 -0,0009

9% PVAc (c2)

-0,0003 0,0011 -0,0001 0,0010 0,0013 0,0008

0,0004 0,0011 -0,0005 -0,0004 -0,0013 0,0009

0,0011 -0,0002 0,0015 0,0017 0,0012 0,0000

-0,0010 -0,0013 0,0000 -0,0011 -0,0012 -0,0015

-0,0003 -0,0007 -0,0009 -0,0011 0,0000 -0,0003

12% PVAc (c3)

0,0001 -0,0017 -0,0008 -0,0018 0,0012 -0,0021

-0,0003 0,0000 -0,0006 0,0010 0,0015 -0,0024

-0,0008 -0,0012 -0,0009 0,0006 -0,0002 -0,0016

0,0011 0,0003 0,0018 -0,0008 -0,0015 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-15

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



Tingkat kepercayaan yang digunakan dalam pengujian independensi ini

adalah 0,05. Hipotesis yang diajukan dalam uji independensi pada nilai

kekuatan impak, yaitu:




d<dL: tolak Ho

d>dU: terima ho

dL ≤ d ≤ dU: pengujian tidak meyakinkan

3) Hitung nilai Durbin Watson sebagai berikut

-0,006

-0,005

-0,004

-0,003

-0,002

-0,001

0,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0 20 40 60 80 100

residual

residual


commit to user

IV-16

圭实顺∑纵 6 石6 石1邹2∑62

圭实 0,0003010,00015k = 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 : 䣸㔨弥 = 0

Perbedaan jenis kertas tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan

terhadap besarnya nilai kekuatan impak.


commit to user

IV-17

H02 : 䣸弥 = 0

Perbedaan komposisi sekam tidak menimbulkan pengaruh yang

signifikan terhadap nilai kekuatan impak.

H03 : 䣸键弥 = 0

Perbedaan jumlah perekat tidak menimbulkan pengaruh yang signifikan

terhadap besarnya nilai kekuatan impak.

H04 : 䣸㔨弥 = 0

Perbedaan interaksi jenis kertas dan komposisi sekam tidak

menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan

impak.

H05 : 䣸㔨键弥 = 0

Perbedaan interaksi jenis kertas dan jumlah perekat tidak menimbulkan

pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan impak.

H06 : 䣸键弥 = 0

Perbedaan interaksi komposisi sekam dan jumlah perekat tidak

menimbulkan pengaruh yang signifikan terhadap besarnya nilai kekuatan

impak.

H07 : 䣸㔨键弥 = 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-18

Tabel 4.15. ANOVA untuk nilai kekuatan impak

% Perekat

Jenis Kertas

Total HVS (a1) Koran (a2)

10% Sekam

(b1)

15% Sekam

(b2)

20% Sekam

(b3)

10% Sekam

(b1)

15% Sekam

(b2)

20% Sekam

(b3)

6% PVAc (c1)

0,015 0,012 0,009 0,013 0,011 0,008 0,016 0,014 0,007 0,015 0,011 0,007 0,017 0,012 0,008 0,013 0,013 0,009 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

9% PVAc (c2)

0,017 0,015 0,010 0,017 0,015 0,012 0,018 0,015 0,009 0,016 0,012 0,012 0,018 0,013 0,011 0,018 0,015 0,011 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

12% PVAc (c3)

0,021 0,015 0,013 0,018 0,018 0,011 0,020 0,017 0,013 0,020 0,018 0,011 0,020 0,015 0,013 0,020 0,017 0,012 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) :

nabc

TY

....a

i

b

j

c

k

n

lijkm

22

totalSS -= åååå

섘섘麀V麀al 实纵0,0015邹弥十纵0,01k邹弥十 … 十纵0,01k邹弥 –纵1,258邹弥90 实0,001

b. Jumlah kuadrat faktor jenis kertas (SSA) :

å=

-=a

i

.......iA

nabc

T

nbc

T

1

22

SS

섘섘霹实纵0,k34邹弥十纵0,k24邹弥45 石纵1,258邹弥90 实0,0000014k


commit to user

IV-19

c. Jumlah kuadrat faktor komposisi sekam (SSB) :

å=

-=b

j

......j.B

nabc

T

nac

T

1

22

SS 섘섘b 实纵0,523邹弥十纵0,419邹弥十纵0,322邹弥30 石纵1,258邹弥90 实0,000k47

d. Jumlah kuadrat factor jumlah perekat (SSC) :

å=

-=b

j

......k.C

nabcd

T

nabd

T

1

22

SS 섘섘c 实纵0,348邹弥十纵0,408邹弥十纵0,508邹弥30 石纵1,258邹弥90 实 0,00041

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

nabc

T

nac

T

nbc

T

n

T ....b

j

..j.a

i

b

j

n

m

a

i

...iij.mBA

22

1 1 1

22


섘섘霹b实纵0,2k7邹弥十纵0,210邹弥十纵0,158邹弥十赋十纵0,1k4邹弥15 石纵1,258邹弥90 石0,00000114 石0,000k38 = 0,00000783

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

nabc

T

nab

T

nbc

T

n

T ....c

j

..k.a

i

c

k

n

m

a

i

...iik.mA

22

1 1 1

22

xCSS +--= åååå å= = = 섘섘霹c实纵0,178邹弥十纵0,203邹弥十纵0,254邹弥十赋十纵0,254邹弥15 石纵1,258邹弥90石0,00000114 石0,000403

= 0,00000244

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

nabc

T

nab

T

nac

T

n

T ....c

k

...b

j

c

k

n

m

b

j

...jij.mBxC

22

1 1 1

22

SS +--= åååå å= = =

k

섘섘bc 实纵0,149邹弥十纵0,117邹弥十纵0,082邹弥十赋十纵0,135邹弥10 石纵1,258邹弥90 石0,000k38石0,000403

= 0,00000114


commit to user

IV-20

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

nabc

T

nab

T

nac

T

nbc

T

n

T ....c

k

...b

j

c

k

n

m

b

j

...ja

i

...iijk.mAxBxC

22

1 1 1

222

SS +---= åååå ååå= = ==

ka

i 1 섘섘霹bc实纵0,078邹弥十纵0,08k邹弥十纵0,103邹弥十赋十纵0,0k7邹弥5 石纵1,258邹弥90石0,00000114 石0,000k38石0,000403

= 0,00000755

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: 怪섘㔨实 섘섘㔨纵荒石1邹实0,0000014k纵2石1邹实0,0000014k

Besarnya Fhitung didapat dari pembagian antara MS faktor yang ada dengan

MSerror dari eksperimen. Contoh perhitungannya adalah sebagai berikut : 瓜萍平麀粕坡苹实怪섘㔨怪섘件实0,0000014k0,00000198 实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-21

Tabel 4.16. Hasil perhitungan ANOVA nilai kekuatan impak Sumber variansi df SS MS F hitung F tabel Ho

Jenis kertas (A) 1 0,00000146 0,00000146 0,859 3,974 terima Komposisi bahan (B) 2 0,00064703 0,00032352 190,720 4,913 tolak Jumlah perekat (C) 2 0,00040984 0,00020492 120,806 3,124 tolak Interaksi AxB 2 0,00000783 0,00000391 0,064 4,913 terima Interaksi AxC 2 0,00000244 0,00000122 0,720 3,124 terima Interaksi BxC 4 0,00000114 0,00000029 0,168 3,591 terima Interaksi AxBxC 4 0,00000755 0,00000189 1,113 2,499 terima Error 72 0,00012213 0,00000170 Total 89 0,001

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

Sum of Squares

df Mean Square

F Sig.

Corrected Model 0,001042 17 6,1294E-05 31,523 0,00 Intercept 0,01764 1 0,01764 9072,000 0,00 jenis_kertas 1,11111E-06 1 1,1111E-06 0,571 0,45 komposisi_bahan 0,000627267 2 0,00031363 161,297 0,00 jumlah_kandungan_perekat 0,0003986 2 0,0001993 102,497 0,00 jenis_kertas * komposisi_bahan 1,01556E-05 2 5,0778E-06 2,611 0,08 jenis_kertas * jumlah_kandungan_perekat 9,55556E-07 2 4,7778E-07 0,246 0,78 komposisi_bahan * jumlah_kandungan_perekat 9,33333E-07 4 2,3333E-07 0,120 0,97 jenis_kertas * komposisi_bahan * jumlah_kandungan_perekat 2,97778E-06 4 7,4444E-07 0,383 0,82 Error 0,00014 72 1,9444E-06 Total 0,018822 90 Corrected Total 0,001182 89

a. R Squared = .882 (Adjusted R Squared = .854)

Berdasarkan Tabel 4.17, untuk memutuskan diterima atau ditolaknya H0

adalah dengan melihat nilai-nilai pada kolom sig (signifikansi). Diketahui bahwa


commit to user

IV-22

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

dari pada signifikansi yang ditetapkan 疥 = 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

tidak berbeda secara signifikan.


commit to user

IV-23

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

nilai kekuatan impak berbeda secara signifikan untuk setiap nilai kekuatan impak


commit to user

IV-24

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

Rata-rata 0,01069 0,01397 0,01726

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酱.伸娇实顺怪섘呈AAVA诡实顺0,00000173 实0,00000057

k = jumlah level

c. Untuk a = 0.05 dan n2 = 72 diperoleh significant range (dari tabel SNK)

Significant Range P 2 3

Range 3,76 4,28

d. Nilai Least Significant Range (LSR) diperoleh dengan mengalikan significant

range dengan error standar.

Least Significant Range P 2 3

Range 0,00283 0,00322

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 b3 b2 b1 Rata-rata 0,01069 0,01397 0,01726

¡ b1 versus b3 0,00669 > 0,00322

¡ b1 versus b2 0,00345 > 0,00283


commit to user

IV-25

¡ 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酱.伸娇实顺怪섘胶角角侥角诡实顺0,00000173 实0,00000057

k = jumlah level

c. Untuk a = 0.05 dan n2 = 72 diperoleh significant range (dari tabel SNK)

Significant Range P 2 3

Range 3,76 4,28

d. Nilai Least Significant Range (LSR) diperoleh dengan mengalikan significant

range dengan error standar.


commit to user

IV-26

Least Significant Range P 2 3

Range 0,00283 0,00322

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 c1 c2 c3 Rata-rata 0,012 0,014 0,017

¡ c1 versus c3 0,00531 > 0,00322

¡ c1 versus c2 0,00200 < 0,00283

¡ c2 versus c3 0,00331 > 0,00283

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-27

Tabel 4.20. Nilai serap bunyi Frekuensi

(Hz) Koefisien serap

bunyi (α) 125 0 250 0,08 500 0,012 1000 0,234 2000 0,69


commit to user

V-1

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

grammatur jenis kertas yang sama bisa berbeda-beda misalkan kertas HVS sama-


commit to user

V-2

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 atau basah akan berpengaruh pada kekuatan


commit to user

V-3

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-4

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 kadar air kurang dari 14 sesuai


commit to user

V-5

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-6

(a) (b)

(c) (d)

(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, d ,e dan f. Debonding ialah terlepasnya ikatan

10 mm

debonding

10 mm

10 mm 10 mm

10 mm 10 mm

debonding

debonding debonding

debonding debonding


commit to user

V-7

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-8

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 kertas-

sekam 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

memberikan nilai kekuatan impak minimal dari komposit kertas-sekam yang

0

10

20

30

40

50

60

70

kertas-sekam enceng gondok kacang tanah karung goni-fiberglass-kayu

sengon laut

Widyantara, 2009

Purboputro, 2006

Febrianto, 2004

haryono, 2008

NILAI KEKUATAN IMPAKJ/mm2


commit to user

V-9

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.

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.

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

Komposit kertas-sekam

Produk Papan Serat di Pasaran (Bahan Berupa Melamine Chipboard)



commit to user

V-10

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 kertas-

sekam. 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 kertas-

sekam seperti terlihat pada grafik di bawah ini.

(a) (b)

(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

13,5 x 10-3 J/mm2 sedangkan untuk kertas buram bernilai 13,7 x 10-3 J/mm2. Pada

0,01000,01100,01200,01300,01400,01500,01600,01700,01800,01900,0200

HVS

Buram

NILAI KEKUATAN IMPAK

PVAc 6 %

J/mm2

0,01000,01100,01200,01300,01400,01500,01600,01700,01800,01900,0200

HVS

Buram


PVAc 9 %

J/mm2

0,01000,01100,01200,01300,01400,01500,01600,01700,01800,01900,0200

HVS

Buram


PVAc 12 %

J/mm2


commit to user

PVAc 12% rata-rata kekuatan impak

sedangkan untuk kertas buram bernilai

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

Komposit Kertas-Sekam

Faktor berikutnya yang diduga mempengaruhi kekuatan impak kompos

kertas–sekam adalah komposisi sekam penyusun

15%, 20%. Dari data nilai kekuatan impak, dilakukan uji

membuktikan dugaan tersebut.

menunjukkan bahwa faktor k

impak. Berdasarkan hasil uji pembanding ganda, diketahui bahwa

perpindahan level menunjukkan terdapat penurunan kekuatan yang signifikan

ini dapat ditunjukkan pada grafik di bawah ini.

Gambar 5.5 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam

Gambar 5.5 menunjukkan bahwa rata

komposisi 10% sekam bernilai

bernilai 14 x 10-3 J/mm2

yang mempunyai nilai 11

semakin banyak komposisi sekam, maka akan menurunkan nilai kekuatan impak

komposit kertas-sekam.

0,01

0,012

0,014

0,016

0,018

0,02

Sekam 10 %


V-11

kekuatan impak untuk kertas HVS bernilai 13,5 x 10

k kertas buram bernilai 13,7 x 10-3 J/mm2. Dari gambar tersebut


sebaliknya. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa jenis kertas tidak

mempengaruhi kekuatan impak komposit.

Komposisi Sekam Terhadap Nilai Kekuatan Impak

Sekam

Faktor berikutnya yang diduga mempengaruhi kekuatan impak kompos

sekam adalah komposisi sekam penyusun komposit yang terdiri level 10%,

%. Dari data nilai kekuatan impak, dilakukan uji ANOVA

membuktikan dugaan tersebut. Hasil uji ANOVA untuk faktor komposisi sekam

menunjukkan bahwa faktor komposisi sekam berpengaruh terhadap kekuatan

erdasarkan hasil uji pembanding ganda, diketahui bahwa

menunjukkan terdapat penurunan kekuatan yang signifikan

ini dapat ditunjukkan pada grafik di bawah ini.

nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam

menunjukkan bahwa rata-rata nilai kekuatan impak pada

komposisi 10% sekam bernilai 17 x 10-3 J/mm2, pada komposisi 15% sekam

. Nilai terendah terdapat pada komposisi 20% sekam

11 x 10-3 J/mm2. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa


Sekam 10 % Sekam 15 % Sekam 20 %

Sekam 10 %

Sekam 15 %

Sekam 20 %


x 10-3 J/mm2

Dari gambar tersebut


sebaliknya. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa jenis kertas tidak

Terhadap Nilai Kekuatan Impak

Faktor berikutnya yang diduga mempengaruhi kekuatan impak komposit

komposit yang terdiri level 10%,

ANOVA untuk

untuk faktor komposisi sekam

berpengaruh terhadap kekuatan

erdasarkan hasil uji pembanding ganda, diketahui bahwa tiap

menunjukkan terdapat penurunan kekuatan yang signifikan. Hal

nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam

ta nilai kekuatan impak pada

, pada komposisi 15% sekam

pada komposisi 20% sekam

karena itu dapat dikatakan bahwa



commit to user

Dari penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Witanto,

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.

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

5.2.4 Pengaruh Faktor Jumlah Perekat

Komposit

Faktor terakhir yang diduga mempengaruhi kekuatan impak komposit

kertas–sekam adalah jumlah perekat pada

9% PVAc dan 12% PVAc. Dari data nilai kekuatan impak, dilakukan uji

untuk membuktikan dugaan tersebut. Hasil uji

perekat menunjukkan bahwa faktor

kekuatan impak. Berdasarkan hasil uji pembanding ganda,

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.

dapat ditunjukkan pada grafik di bawah ini.

Gambar 5.6 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan Gambar 5.6 menunjukkan bahwa rata

kertas-sekam dengan 6% PVAc bernilai

0,01

0,012

0,014

0,016

0,018

0,02

PVAc 6 %


V-12

Dari penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Witanto, 2009 menunjukkan




air dan abu dalam sekam. Bisa disebabkan pada jenis sekam


Mungkin juga karena perekat yang digunakan pada penelitian Witanto

sebesar 25% sehingga ikatan sekam pada material komposit menjadi lebih kuat.

Jumlah Perekat Terhadap Nilai Kekuatan Impak

yang diduga mempengaruhi kekuatan impak komposit

jumlah perekat pada komposit yang terdiri level 6%

. Dari data nilai kekuatan impak, dilakukan uji ANOVA

untuk membuktikan dugaan tersebut. Hasil uji ANOVA untuk faktor

menunjukkan bahwa faktor jumlah perekat berpengaruh terhadap

kekuatan impak. Berdasarkan hasil uji pembanding ganda, diketahui bahwa



selang perekat 6% agar perbedaan nilai kekuatan impak dapat terlihat.

ditunjukkan pada grafik di bawah ini.

Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jumlah perekat

menunjukkan bahwa rata-rata nilai kekuatan impak komposit

sekam dengan 6% PVAc bernilai 12 x 10-3 J/mm2, dengan 9% PVAc

PVAc 6 % PVAc 9 % PVAc 12 %

PVAc 6 %

PVAc 9 %

PVAc 12 %


2009 menunjukkan




disebabkan pada jenis sekam


Mungkin juga karena perekat yang digunakan pada penelitian Witanto

posit menjadi lebih kuat.

Terhadap Nilai Kekuatan Impak

yang diduga mempengaruhi kekuatan impak komposit

% PVAc,

ANOVA

untuk faktor jumlah

berpengaruh terhadap

iketahui bahwa



selang perekat 6% agar perbedaan nilai kekuatan impak dapat terlihat.. Hal ini

jumlah perekat

rata nilai kekuatan impak komposit

dengan 9% PVAc


commit to user

bernilai 14 x 10-3 J/mm2 . Nilai tertinggi terdapat pada komposisi 12% PVAc yang

mempunyai nilai 17 x 10-3

banyak jumlah perekat, maka akan menaikkan nilai kekuatan impak komposit

kertas-sekam. Hal ini disebabkan

antar material dalam komposit semakin kuat.

5.2.5 Interaksi Faktor Jenis Kertas

Selain faktor jenis kertas

yang diuji, maka diuji pula apakah

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 t

1993).Salah satu interaksi antar faktor tersebut ialah faktor jenis kertas dan

komposisi sekam. Hasil uji

antara faktor jenis kertas dengan komposisi sekam. Hubungan antara faktor jenis

kertas dan komposisi sekam dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 5.7 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan 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

impak sebesar 18 x 10-3 J/mm

J/mm2. Apabila komposisi sekam di

maka nilai kekuatan impak akan terus

0,010

0,012

0,014

0,016

0,018

0,020

Sekam 10%

J/mm2

V-13

. Nilai tertinggi terdapat pada komposisi 12% PVAc yang

J/mm2. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa semakin


Hal ini disebabkan semakin banyak jumlah perekat maka ikatan

antar material dalam komposit semakin kuat.

Jenis Kertas dengan Komposisi Sekam

jenis kertas, komposisi sekam dan jumlah perekat

ula apakah ada interaksi yang terjadi antara faktor

Jika perubahan dalam satu faktor menghasilkan perubahan variabel


dapat disimpulkan tidak ada interaksi antara kedua faktor tersebut (Hicks,

Salah satu interaksi antar faktor tersebut ialah faktor jenis kertas dan

Hasil uji ANOVA menunjukkan bahwa tidak terjadi interkasi


dan komposisi sekam dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan komposisi sekam dan jenis kertas

terlihat bahwa semakin tinggi komposisi sekam baik


Pada saat komposisi sekam 10% dengan kertas HVS rata-rata nilai kekuatan

J/mm2, sedangkan pada komposisi 20% bernilai 11

. Apabila komposisi sekam dinaikkan dengan memakai jenis kertas apa pun

maka nilai kekuatan impak akan terus turun sehingga dapat dikatakan tidak terjadi

Sekam 10% Sekam 15% Sekam 20%

HVS

Buram


. Nilai tertinggi terdapat pada komposisi 12% PVAc yang

. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa semakin


semakin banyak jumlah perekat maka ikatan

jumlah perekat tersebut

antara faktor-faktor

Jika perubahan dalam satu faktor menghasilkan perubahan variabel


ersebut (Hicks,

Salah satu interaksi antar faktor tersebut ialah faktor jenis kertas dan

menunjukkan bahwa tidak terjadi interkasi


komposisi sekam dan

terlihat bahwa semakin tinggi komposisi sekam baik


nilai kekuatan

11 x 10-3

naikkan dengan memakai jenis kertas apa pun,

sehingga dapat dikatakan tidak terjadi


commit to user

interkasi antara jenis kertas

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

Interaksi yang kedua ialah interaksi antara factor jenis kert

perekat. Hubungan antara faktor jenis kertas dan komposisi sekam dapat dilihat

pada gambar berikut ini.

Gambar 5.8 Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jumlah perekat

Dari Gambar 5.8 terlihat bahwa semakin

kertas HVS maupun kertas buram, maka kekuatan impak akan

jumlah perekat 6% dengan kertas HVS rata

10-3 J/mm2. Apabila jumlah perekat

pun, maka nilai kekuatan impak akan terus naik

terjadi interkasi antara faktor

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 dapat dilihat pada gambar berikut ini.

0,010

0,012

0,014

0,016

0,018

0,020

PVAc 6%

J/mm2

V-14

jenis kertas dan komposisi sekam. Tidak terjadinya


komposisi sekam yang bisa menyebabkan keanehan data.

Jenis Kertas dengan Jumlah Perekat

Interaksi yang kedua ialah interaksi antara factor jenis kertas dan jumlah

. Hubungan antara faktor jenis kertas dan komposisi sekam dapat dilihat

Grafik nilai kekuatan impak berdasarkan jenis kertas jumlah perekat

terlihat bahwa semakin besar jumlah perekat baik memakai

kertas HVS maupun kertas buram, maka kekuatan impak akan naik. Pada saat

dengan kertas HVS rata-rata nilai kekuatan impak sebesar

jumlah perekat dinaikkan dengan memakai jenis kertas a

kekuatan impak akan terus naik sehingga dapat dikatakan tidak

terjadi interkasi antara faktor jenis kerta dan jumlah perekat. Tidak terjadinya


jumlah perekat yang bisa menyebabkan keanehan data.

Komposisi Sekam dengan Jumlah Perekat


dan jumlah perekat. Hubungan antara faktor jenis kertas dan komposisi

sekam dapat dilihat pada gambar berikut ini.

PVAc 6% PVAc 9% PVAc 12%

HVS

Buram


Tidak terjadinya interaksi


as dan jumlah

. Hubungan antara faktor jenis kertas dan komposisi sekam dapat dilihat

jenis kertas dan

baik memakai

. Pada saat

lai kekuatan impak sebesar 12 x

dinaikkan dengan memakai jenis kertas apa

sehingga dapat dikatakan tidak

Tidak terjadinya



. Hubungan antara faktor jenis kertas dan komposisi


commit to user

V-15

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.

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025


Sekam 10 %

Sekam 15 %

Sekam 20 %

J/mm2 NILAI KEKUATAN IMPAK


commit to user

V-16

(a)

(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

0,0000

0,0050

0,0100

0,0150

0,0200

0,0250

PVAc 6% PVAc 9%PVAc 12%

Sekam 10%

Sekam 15%

Sekam 20%


0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025


Sekam 10%

Sekam 15%

Sekam 20%



commit to user

V-17

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-18

Gambar 5.11 Grafik nilai koefisien serap bunyi komposit kertas-sekam

dibandingkan beberapa material akustik komersial lainnya

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Komposit kertas-sekam

Plywood Acoustical Plaster

Gypsum Board

Ceiling E 400 P.E.P.P

125 Hz

250 Hz

500 Hz

1000 Hz

2000 Hz

Koe

fisi

en S

erap

Bun

yi


commit to user

VI-1


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-2

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.

pengaruh jenis kertas, komposisi sekam dan … · 2.1.6 fraksi berat komposit 2.1.7 pengujian impak...

Documents