BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Eksperimental Laboratoris
3.2 Sampel dan Besar Sampel Penelitian 3.2.1 Sampel Penelitian
Sampel pada penelitian ini adalah nilon termoplastik yang terdiri dari : 1.
Nilon murni 2.
Nilon daur ulang 3.
Kombinasi 60 nilon murni dengan 40 nilon daur ulang Pengukuran nilai penyerapan air menggunakan sampel yang berasal dari
model induk yang terbuat dari logam berbentuk silindris dengan ukuran diameter 15 ± 1 mm dan ketebalan 0,5 + 0,1 mmInternational Organization For
Standardization4049.
28
Gambar 5
Gambar 5. Bentuk dan ukuran sampel untuk mengukur nilai penyerapan air
15 mm 0.5 mm
Universitas Sumatera Utara
3.2.2 Besar Sampel Penelitian
Penentuan besar sampel minimal adalah berdasarkan rumus berikut : t-1 r-1
≥ 15 Keterangan :
t = jumlah perlakuan r = jumlah ulangan
Dalam penelitian ini akan digunakan t = 3 karena jumlah perlakuan sebanyak tiga perlakuan yaitu nilon murni, nilon daur ulang dan kombinasi 60 nilon murni
dengan 40 nilondaur ulang. Jumlah r tiap kelompok sampel dapat ditentukan sebagai berikut:
t – 1 r – 1 ≥ 15
3 – 1 r – 1 ≥ 15
2 r – 1 ≥ 15
2r – 2 ≥ 15
2r ≥ 15 + 2
r ≥ 17 2
r ≥ 8,5
Dari hasil di atas, jumlah sampel minimal untuk tiap kelompok adalah sebanyak 8,5 sampel, maka jumlah sampel untuk tiap kelompok adalah 9 sampel dan
total jumlah sampel untuk tiga kelompok adalah sebanyak 27 sampel.
Universitas Sumatera Utara
3.3 Variabel Penelitian dan Definisi Operasional 3.3.1 Identifikasi Variabel Penelitian
m
3.3.2 Definisi Operasional
Tabel 1. Definisi operasional variabel bebas Variabel Bebas:
Bahan basis gigi tiruan Nilon Termoplastik Bioplast, Japan, yang berasal dari :
1. Nilon murni
2. Nilon daur ulang
3. Kombinasi 60 nilon murni dengan
40 nilon daur ulang Variabel Terikat:
Penyerapan air
Variabel Terkendali: 1.
Ukuran sampel 2.
Jenis dan berat nilon termoplastik yang digunakan 3.
Perbandingan adonan gips dengan air 4.
Waktu pengadukan gips keras 5.
Suhu pemanasan nilon murni 6.
Suhu pemanasan kombinasi 60 nilon murni dengan 40 nilon daur ulang dan nilon daur
ulang 7.
Lama pemanasan nilon termoplastik 8.
Teknik pemolesan 9.
Suhu perendaman air 10.
Lama perendaman air 11.
Ratio perbandingan campuran nilon murni dengannilon daur ulang
12. Proses pembersihan nilon sisa
13. Lama dan suhu pengeringan nilon sisa
Variabel TidakTerkendali : Proses pemotongan dan
ukuran nilon sisa
Universitas Sumatera Utara
3.3.2 Definisi Operasional
Tabel 1. Definisi operasional variabel bebas No
Variabel Bebas Definisi Operasional
Skala Ukur
Alat ukur
1 Nilon murni
Bahan termoplastik golongan poliamida yang
melunak bila dipanaskan dan diproses menjadi
basis gigi tiruan dengan sistem
injection moulding.
- -
2 Nilon daur ulang
Nilon sisa hasil dari injection moulding yang
telah diproses melalui tahapan daur ulang
secara mekanis -
-
3 Kombinasi 60 nilon
murni dan 40 nilon daur ulang
Persentase nilon murni adalah 60 dengan berat
7,2 gr, sementara nilon daur ulang adalah 40
dengan berat 4,8 gr. -
-
Tabel 2. Definisi operasional variabel terikat No
Variabel Terikat Definisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur 1
Penyerapan air Proses masuknya molekul
air secara difusi di antara rantai polimer yang akan
mempengaruhi struktur kimia suatu bahan
Ratio Timbangan
digital
Tabel 3. Definisi operasional variabel terkendali No
Variabel Terkendali Definisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur 1
Ukuran sampel Sampel dengan ukuran
diameter 15 + 1 mm dan ketebalan 0,5 + 0,1 mm
berbentuk silindris -
Travelling microscope
2 Jenis dan berat
nilon termoplastik
yang digunakan
Bioplast poliamida 6
dengan berat 1,5 gr untuk 1 sampel
- Timbangan
digital
Universitas Sumatera Utara
No Variabel Terkendali
Definisi Operasional Skala
Ukur Alat Ukur
3 Perbandingan adonan gips
dengan air Perbandingan adonan
gips keras dengan air untuk menanam sampel
dalam kuvet yaitu 100 gram gips keras : 30 ml
air -
Gelas ukur dan
Timbangan
4 Waktu pengadukan gips
keras Waktu yang diperlukan
untuk mengaduk gips keras adalah sekitar 1
menit hingga homogen -
Stopwatch
5 Suhu pemanasan nilon
murni Suhu pemanasan untuk
melunakkan nilon murni yaitu 220
o
C -
-
6 Suhu pemanasan
kombinasi 60
nilon murni dengan 40 nilon
daur ulang dan nilon daur ulang
Suhu pemanasan untuk melunakkan kombinasi 60
nilon murni dengan 40 nilon daur ulang dan nilon
daur ulang yaitu 215
o
C -
-
7 Lama pemanasan nilon
termoplastik Lamanya pemanasan nilon
pada furnace adalah 11 menit
- Stopwatch
8 Teknik pemolesan
Cara pemolesan sampel yaitu dihaluskan dengan
kertas pasir waterproof ukuran 120, 240, 400 dan
600 yang dipasangkan pada rotary grinder dengan air
mengalir masing-masing selama 3 menit dengan
kecepatan 500rpm kemudian dilanjutkan dengan Sotch-
Brite brush yang dipasangkan pada polishing
motor dengan kecepatan 500 rpm dan menggunakan
coarse pumice
hingga mengkilat
- -
9 Suhu perendaman air
Suhu perendaman untuk sampel adalah 37
o
C -
Termometer
10 Lama perendaman
air Sampel direndam selama 7
hari dalam aquades -
-
Universitas Sumatera Utara
No Variabel Terkendali
Definisi Operasional Skala
Ukur Alat Ukur
11 Ratio perbandingan nilon
murni dengan nilon daur ulang
Persentase nilon murni adalah 60 dengan berat
7,2 gr , sementara nilon daur ulang adalah 40
dengan berat 4,8 gr. -
Timbangan digital
12 Proses pembersihan nilon
sisa Nilon sisa dibersihkan dari
bekas gips yang menempel menggunakan lekron, bur
fraser dan air dingin -
-
13 Lama dan suhu
pengeringan nilon sisa Nilon sisa yang telah
dicuci dikeringkan dalam desikator pada suhu 37
o
C selama 1 hari
- -
Tabel 4. Definisi operasional variabel tidak terkendali No
Variabel Tidak Terkendali Definisi Operasional
Skala Ukur
Alat Ukur 1
Proses pemotongan ukuran nilon sisa
Nilon sisa dipotong dengan cara dipotong menggunakan
pisau cutter atau gunting sesuai dengan ukuran butiran
nilon murni -
-
3.4 Tempat dan Waktu Penelitian 3.4.1 Tempat Penelitian
3.4.1.1 Tempat Pembuatan Sampel
1. Unit UJI Laboratorium Dental FKG USU
2. Laboratorium Mesin Politeknik Medan
3.4.1.2 Tempat Pengujian Sampel
1. Laboratorium Fitokimia Farmasi USU
2. Laboratorium Biokimia MIPA USU
3.4.2 Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret2016
Universitas Sumatera Utara
3.5 Alat dan Bahan Penelitian 3.5.1 Alat Penelitian
a Injection flaskGambar 6
Gambar 6. Injection flask
b Timbangan digital KrisChef EK9150, China
c Lekron Scheizer, Germany
d Oven pemanas
e Rubber bowl dan spatula
f Vibrator Pulsar 2 Filli Manfredi, Italy
g FurnaceGambar 7
Gambar 7. Furnace
h Cartridge
i Plugger
Universitas Sumatera Utara
j InjectorGambar 8
Gambar 8. Injector
k Rotary grinderMetaserv, England
l Polishing Motor
m ScotchBrite Brush
n PortableDental Engine Olympia, Japan
o Mata bur fraser
p Disc pemotong
q Stopwatch
r Gunting pisau cutter
s Desikator Duran, Germany
3.5.2 Bahan Penelitian
a Nilon termoplastik Bioplast, Japan
b Malam spru
c Gips keras Moldano, Germany
d Aquades
e Vaseline untuk bahan separasi
f Aluminium foil
g Cincin plastik
Universitas Sumatera Utara
h Kertas pasir waterproof ukuran 120, 240, 400 dan 600 Atlas
i Coarse pumice
3.6 Cara Penelitian 3.6.1 Pembuatan Model Induk
Model induk dibuat dari logam stainless steel dengan diameter 15 + 1 mm dan ketebalan 0,5 + 0,1 mmuntuk pembuatan mold sampel nilon termoplastik.
3.6.2 Pembuatan Sampel
Sampel yang dibuat terdiri dari tiga kelompok, yaitu 1.
Nilon murni kelompok A Gambar 9 2.
Nilon daur ulang kelompok B 3.
Kombinasi 60 nilon murni dengan 40 nilon daur ulang kelompok C
Gambar 9. Nilon murni
3.6.2.1 Pembuatan Sampel Kelompok A A. Penanaman Model Induk pada Kuvet Bawah
Universitas Sumatera Utara
1. Penanaman model dengan teknik injection moulding dilakukan dengan
menggunakan kuvet khusus untuk injeksi 2.
Kuvet diolesi dengan bahan separasi vaselin 3.
Adonan gips keras dibuat dengan perbandingan 100 gram gips keras : 30 ml air
4. Adonan gips keras diaduk hingga homogen kemudian dituang ke dalam
kuvet bawah yang telahdisiapkan di atas vibrator 5.
Model induk dari logam dengan diameter 15 + 1 mm dan ketebalan 0,5 + 0,1 mmdibenamkan sampai setinggi permukaan adonan gips keras dalam kuvet, satu
kuvet berisi delapan model induk Gambar 10 6.
Gips keras dibiarkan selama 20 menit hingga mengeras
Gambar 10. Penanaman model induk pada kuvet bawah
B. Pemasangan Spru dan Pengisian Kuvet Atas
1. Spru terbuat dari malam yang digunakkan sebagai jalan masuk nilon
diletakkan pada tepi model induk Gambar 11
Universitas Sumatera Utara
Gambar 11. Pemasangan malam spru
2. Olesi seluruh permukaan gips keras dengan vaselin
3. Kuvet atas dipasangkan di atas kuvet bawah dan dikunci hingga rapat
4. Membuat adonan gips keras dengan perbandingan 100 gram gips keras :
30 ml air 5.
Adonan gips diaduk hingga homogen dan dituang ke dalam kuvet melalui salah satu lubang pengisian pada kuvet di atas vibratorGambar 12
6. Tunggu gips mengeras selama 60 menit
Gambar 12. Gips dituang ke dalam kuvet di atas vibrator
Universitas Sumatera Utara
C. Pengangkatan Model Induk dan Pembuangan Spru
1. Setelah gips mengeras, kuvet atas dan kuvet bawah dibuka dan model
induk dikeluarkan Gambar 13 2.
Setelah itu kuvet atas dan bawah dipasang kembali 3.
Spru dibuang dengan cara dipanaskan dengan air mendidih hingga tidak ada lagi sisa spru pada gips
Gambar 13. Pengangkatan model induk
D. Pengisian Nilon Murni pada Mold
1. Kuvet bawah dan atas dipasang kembali
2. Siapkan cartridge untuk pengisian butiran nilon termoplastik kemudian
potong aluminium foil membentuk lingkaran dan diletakkan pada dasar cartridge 3.
Timbang nilon termoplastik sebanyak 1,5 gr x 8 sampel = 12 gr 4.
Butiran nilon murni lalu dimasukkan ke dalam cartridge 5.
Sebelum cartridge dimasukkan ke furnace, furnace dipanaskan terlebih dahulu selama 20 menit
6. Kemudian cartridge yang berisi butiran nilon termoplastik dipanaskan
dalamalat furnace pada suhu 220
o
C selama 11 menit
Universitas Sumatera Utara
7. Setelah nilon termoplastik meleleh, bagian dasar cartridge dilekatkan
cincin plastik dan dipasangkan pada alat injector 8.
Cartridge diletakkan pada posisi vertikal di atas lubang spru pada kuvet dan nilon diinjeksikan ke dalam mold kemudian dibiarkan di bawah tekanan selama 3
menit dan biarkan selama 30 menit hingga mengeras
3.6.2.2 Pembuatan Sampel Kelompok B dan C
Penanaman model induk pada kuvet bawah, pemasangan spru, pengisian kuvet atas, pengangkatan model induk kelompok B dan C sama seperti pada
kelompok A.
A. Pengolahan Nilon Sisa pada Kelompok B dan C
Gambar 14. Nilon sisa hasil injection moulding
Tahapan pengelolaan nilon sisayaitu : 1.
Tahap pemisahan dengan bahan terkontaminasi contaminant separation Bersihkan sisa gips yang melekat pada nilon menggunakan lekron, bur frasser dan
dapat dibantu dengan air dingin Gambar 14 2.
Tahap pemotongan cuttingshredding
Universitas Sumatera Utara
Nilon sisa spru dari pembuatan nilon murni dipotong dari sampel menggunakan bur disc. Nilon sisa dipotong dengan cara dipotong menggunakan
pisau cutter atau gunting sesuai dengan ukuran butiran nilon murni 3.
Proses pencucian washing Proses pencucian dilakukan menggunakan air
4. Proses pemanasan drying
Nilon sisa yang sudah dicuci dikeringkan di dalam desikator selama satu hari dengan suhu 37
o
C.Gambar 15
Gambar 15. Sampel dikeringkan dalam desikator
B. Pengisian Nilon Daur Ulang pada Mold
Universitas Sumatera Utara
Gambar 16. Nilon sisa yang telah di daur ulang
1. Kuvet bawah dan atas dipasang kembali
2. Siapkan cartridge untuk pengisian butiran nilon termoplastik kemudian
potong aluminium foil membentuk lingkaran dan diletakkan pada dasar cartridge 3.
Timbang nilon daur ulang sebanyak 1,5 gr x 8 sampel= 12 gr Gambar 16 4.
Butiran nilon daur ulang lalu dimasukkan ke dalam cartridgeGambar 17 5.
Sebelum cartridge dimasukkan ke furnace, furnace dipanaskan terlebih dahulu selama 20 menit
6. Kemudian cartridge yang berisi butiran nilon daur ulang dipanaskan
dalam alat furnace pada suhu215
o
C selama 11 menit 7.
Setelah nilon termoplastik meleleh, bagian dasar cartridge dilekatkan cincin plastik dan dipasangkan pada alat injector
8. Cartridge diletakkan pada posisi vertikal di atas lubang spru pada kuvet
dan nilon diinjeksikan ke dalam mold panas kemudian dibiarkan di bawah tekanan selama 3 menit dan biarkan selama 30 menit hingga mengeras Gambar 18
Universitas Sumatera Utara
Gambar 17.Cartridgeyang berisi butiran nilon
daur ulang
C. Pengisian Nilon dengan Kombinasi 60 Nilon Murni dengan 40 Nilon Daur Ulang pada Mold
1. Kuvet bawah dan atas dipasang kembali
2. Siapkan cartridge untuk pengisian butiran nilon termoplastik kemudian
potong aluminium foil membentuk lingkaran dan diletakkan pada dasar cartridge
3. Timbang kombinasi 60 nilon murni yaitu dengan berat 7,2 gr dan 40
nilon daur ulangdengan berat 4,8 gr 4.
Butiran kombinasi nilon murni dengan nilon daur ulang dimasukkan ke dalam cartridge kemudian dicampur hingga merata
5. Sebelum cartridge dimasukkan ke furnace, furnace dipanaskan terlebih
dahulu selama 20 menit 6.
Kemudian cartridge yang berisi butirannilon dengan berat 7,2 gr pada nilon murni dan 4,8 gr nilon daur ulang dipanaskan dalam alat furnace pada suhu
215
o
C selama 11 menit 7.
Setelah nilon termoplastik meleleh, bagian dasar cartridge dilekatkan cincin plastik dan dipasangkan pada alat injector
Universitas Sumatera Utara
8. Cartridge diletakkan pada posisi vertikal di atas lubang spru pada kuvet
dan nilon diinjeksikan ke dalam mold kemudian dibiarkan di bawah tekanan selama 3 menit dan biarkan selama 30 menit hingga mengeras Gambar 19
Gambar 18. Hasil injectionmouldingkelompok B
Gambar 19. Hasil injection mouldingkelompok C
3.6.2.3 Penyelesaian Sampel Kelompok A, B dan C
1. Sampel dikeluarkan dari kuvet dan dirapikan dengan bur fraser untuk
menghilangkan bagian yang tajam
Universitas Sumatera Utara
2. Permukaan sampel dihaluskan dengan kertas pasir waterproofukuran 120,
240, 400 dan 600 yang dipasangkan pada rotary grinder dengan air mengalir masing- masing selama 5 menit dengan kecepatan 500 rpm. Untuk mencegah terlepasnya
sampel pada saat pemolesan maka sampel diletakkan pada pemegang sampel yang terbuat dari stainless steelGambar 20
3. Pemolesan dilanjutkan dengan Scotch-Brite brush yang dipasangkan pada
polishing motor dengan kecepatan 500 rpm dan menggunakan coarse pumice hingga mengkilat
Gambar 20. Sampel nilon termoplastik setelah penyelesaian akhir dan pemolesan
3.6.3 Pengukuran Penyerapan Air
1. Sampel A,B, dan C yang telah dipoles dikeringkan dalam desikator yang
mengandung silika gel pada suhu 37 ºC ± 2ºC selama 24 jam
2. Proses desikasi diulang hingga sampel mengalami penurunan berat tidak
melebihi 0,5 mg dalam periode 24 jam 3.
Sampel kemudian ditimbang atau ini dikenal sebagai conditioned mass M1
Universitas Sumatera Utara
Penyerapan air= M2-M3
��
2
x tmm
3
4. Sampel kemudian direndam dalam inkubator yang berisi aquadespada suhu
37 ºC±1ºC selama 7 hari Gambar 21
Gambar 21. Sampel direndam dalam inkubator
5. Setelah direndam selama 7 hari, sampel dikeluarkan, dilap dengan kain
bersih dan dibiarkan di udara terbuka selama 15 detik 6.
Setelah 1 menit, sampel ditimbang kembali dan dikenal sebagai immersed mass M2
7. Sampel dimasukkan kembali ke dalam desikator sampai berat yang
konstan. Setelah berat sampel konstan maka sampel ditimbang kembali dan dikenal sebagai reconditioned mass M3 Gambar 22
Nilai penyerapan air dihitung untuk setiap sampel adalah dalam µgmm
3
dan dihitung berdasarkan rumus berikut :
Keterangan : •
Water sorption Wsp = nilai penyerapan air µg mm
3
• Dry mass M1 = berat sampel sebelum perendaman µg
Universitas Sumatera Utara
• Wet mass M2 = berat sampel setelah perendaman µg
• Final dry mass M3 = besar sampel setelah perendaman dan
dikeringkan dengan desikator µg •
Surface area = volume sampel mm
3
Gambar 22. Pengukuran penyerapan air dengan menggunakan
timbangan digital
Universitas Sumatera Utara
3.7 Analisis Data
Analisis data yang digunakan untuk penelitian ini adalah 1.
Analisis Univarian untuk mengetahui nilai rata-rata dan standar deviasi nilai penyerapan air masing-masing kelompok.
2. Uji ANOVA satu arah untuk mengetahui perbedaan nilaipenyerapan air
antara nilon murni, nilon daur ulang, dan kombinasi 60 nilon murni dengan 40 nilon daur ulang.
3. Uji LSD Least Significant Differentuntuk mengetahui pasangan perlakuan
mana yang bermakna antar kelompok yang diberi perlakuan.
Universitas Sumatera Utara
3.8 Kerangka Operasional Penelitian
Kategori