PLASTIK

Plastik 

        Plastik merupakan bahan polimer kimia yang banyak digunakan dalam kehidupan manusia. Hampir setiap produk menggunakan plastik sebagai kemasan atau bahan dasar karena plastik mempunyai keunggulan seperti ringan tetapi kuat, transparan, tahan air serta harganya relatif murah dan terjangkau oleh semua kalangan masyarakat. 

        Plastik yang digunakan saat ini merupakan polimer sintetik dari bahan baku minyak bumi yang terbatas jumlahnya dan tidak dapat diperbaharui. Penggunaan plastik berakibat terciptanya sampah plastik yang merupakan salah satu jenis sampah yang sulit penanganannya sehingga dapat menyebabkan masalah lingkungan. Jenis plastik seperti polipropilen (PP), polietilen (PE), polivinil klorida (PVC), polistiren (PS), dan polietilen tereftalat (PET) merupakan plastik sintetik yang tidak dapat terdegradasi oleh mikroorganisme di lingkungan karena mikroorganisme tidak mampu mengubah dan mensintesa enzim yang khusus untuk mendegradasi polimer petrokimia (Yuliana, 1996 dalam Anggara, 2001). Akibatnya plastik yang tertimbun dalam tanah akan mempengaruhi kualitas air tanah serta dapat memusnahkan kandungan humus yang menyebabkan tanah menjadi tidak subur. 

       Berbagai usaha telah banyak dilakukan untuk menangani masalah pencemaran yang diakibatkan oleh sampah plastik yaitu pembakaran, daur ulang dan penimbunan. Pembakaran sampah plastik dalam jumlah besar dapat menimbulkan gas yang bersifat korosif dan beracun, seperti HCl, HCN, NH3, dan SO2. Disamping itu bahan plastik dari kelompok poliolefin bila dibakar tidak akan mengalami degradasi melainkan hanya meleleh dan setelah dingin memadat kembali. Proses daur ulang memerlukan biaya sangat besar dan kurang efektif karena harus memisahkan sampah plastik yang dapat didaur ulang dan yang tidak dapat didaur ulang. 

       Penimbunan sampah plastik sangat mengganggu sirkulasi udara dari dan ke dalam tanah karena bahan plastik umumnya memiliki sifat perintang yang cukup tinggi terhadap permeabilitas O2 dan CO2 (Ani Sutiani, 2001). Untuk itulah diperlukan usaha lain dalam mengatasi sampah plastik yaitu dengan membuat plastik yang dapat terurai secara biologis (plastik biodegradable). Bioplastik merupakan plastik yang terbuat dari sumber yang dapat diperbarui yaitu dari senyawa – senyawa dalam tanaman misalnya pati, selulosa, dan lignin serta pada hewan seperti kasein, protein dan lipid (Averous, 2002). Penggunaan pati sebagai bahan utama pembuatan plastik memiliki potensi yang besar karena di Indonesia terdapat berbagai tanaman penghasil pati seperti singkong, jagung, beras dan tanaman lainnya. Apalagi harga umbi – umbian seperti singkong relatif rendah sehingga dengan memanfaatkannya sebagai bahan plastik akan memberi nilai tambah ekonomi yang tinggi. 

         Bioplastik mempunyai keunggulan karena sifatnya yang dapat terurai secara biologis (biodegradable), sehingga tidak menjadi beban. Ada dua kekurangan yang terdapat pada plastik berbahan pati yaitu rendahnya kekuatan mekanik serta bersifat hidrofilik. Untuk mengatasi kekurangan ini ada beberapa cara yang dapat dilakukan, salah satunya adalah pencampuran pati dengan polimer sintesis atau polimer lain seperti polietilen. Penelitian ini bertujuan memanfaatkan pati pisang dan gelatin sebagai bahan pembuat bioplastik pengganti plastik sintetis, mengetahui pengaruh temperatur gelatinisasi serta kandungan gelatin terhadap sifat mekanik dan ketahanan air bahan bioplastik, dan menentukan temperatur gelatinisasi serta formulasi pati - gelatin terbaik yang dilihat dari sifat mekanik dan ketahanan air bioplastik. 

        Penelitian tentang Plastik biodegradable berbahan pati (plasticized starch) pertama kali dipatenkan pada akhir tahun 80-an. Saat ini penelitian terhadap bioplastik terus dikembangkan pada jenis biopolimer yang dapat digunakan sebagai blending atau campuran pati, jenis plasticizer baru dan variasi sumber pati baru (Jan van Beilen, 2006). Penelitian terhadap bioplastik dilakukan oleh Pongchayont Sirikhajornnam dan Panu Danwanichakul (2006) dengan menggunakan dua jenis pati yang berbeda yaitu pati jagung dan tapioka. Penelitian ini menggunakan temperatur gelatinisasi pada suhu 80 – 85oC dan dikeringkan pada 100oC selama 24 jam dengan variasi perbandingan massa antara pati dengan gliserol yaitu 6:4, 7:3 dan 8:2. Hasil penelitian ini diperoleh bahwa penggunaan jagung sebagai bahan bioplastik mempunyai sifat mekanik yang lebih baik daripada tapioka karena disebabkan kandungan amilosa jagung yang lebih tinggi. Selain itu peningkatan kandungan gliserol akan menurunkan kekuatan tarik dan absorbsi air, sedangkan fleksibilitas dan permeabilitas uap air akan mengalami peningkatan. 

        Penggunaan biopolimer seperti khitosan sebagai campuran pati singkong pernah dilakukan oleh Feris Firdaus (2006). Khitosan yang disintesa dari kulit udang ini digunakan karena biopolimer ini bersifat hidrofobik dan dimaksudkan untuk memodifikasi sifat hidrofilik dari pati. Penambahan khitosan juga dapat memperbaiki sifat mekanik dari plastik berbahan pati. Mekanisme penelitiannya dimulai dengan ekstraksi pati singkong dengan aquades, disaring, diendapkan dan dikeringkan. Lalu perlakuan terhadap pati menggunakan pentanol. 

      Selain khitosan jenis biopolimer lain yang dapat digunakan adalah gelatin hasil ekstrak tulang dan kulit berbagai jenis binatang. Penggabungan biopolimer seperti gelatin dengan pati dapat memodifikasi sifat fisik dan kimia plastik berbahan pati. Penelitian ini dilakukan oleh Weiping Ban pada tahun 2005 yaitu dengan menggunakan campuran pati jagung dan biopolimer seperti gelatin, khitosan dan selulosa serta menggunakan gliserol sebagai plasticizer dalam pembuatan bioplastik. 

        Temperatur gelatinisasi yang digunakan pada penelitian ini adalah 80oC dan komposit pati dengan biopolimer dicampur selama 25 menit kemudian dikeringkan pada suhu 60oC. Dari hasil penelitian penggunaan gelatin sebagai campuran pati berhasil meningkatkan ketahanan air bioplastik yaitu terlihat dari absorbsi air yang cenderung menurun sebanding dengan peningkatan kandungan gelatin. 

Plastik dan Penggolongannya 

         Bahan pembuat plastik dari minyak dan gas sebagai sumber alami, dalam perkembangannya digantikan oleh bahan-bahan sintetis sehingga dapat diperoleh sifat-sifat plastik yang diinginkan dengan cara kopolimerisasi, laminasi, dan ekstruksi (Syarief, et al., 1989). Komponen utama plastik sebelum membentuk polimer adalah monomer, yakni rantai yang paling pendek. Polimer merupakan gabungan dari beberapa monomer yang akan membentuk rantai yang sangat panjang. Bila rantai tersebut dikelompokkan bersama-sama dalam suatu pola acak, menyerupai tumpukan jerami maka disebut amorp, jika teratur hampir sejajar disebut kristalin dengan sifat yang lebih keras dan tegar (Syarief, et al., 1988). 

         Menurut Eden dalam Davidson (1970), klasifikasi plastik menurut struktur kimianya terbagi atas dua macam yaitu: 

1. Linear, bila monomer membentuk rantai polimer yang lurus (linear) maka akan terbentuk plastik thermoplastik yang mempunyai sifat meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu dan sifatnya dapat balik (reversible) kepada sifatnya yakni kembali mengeras bila didinginkan. 

2. Jaringan tiga dimensi, bila monomer berbentuk tiga dimensi akibat polimerisasi berantai, akan terbentuk plastik thermosetting dengan sifat tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversible). 

         Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Proses polimerisasi yang menghasilkan polimer berantai lurus mempunyai tingkat polimerisasi yang rendah dan kerangka dasar yang mengikat antar atom karbon dan ikatan antar rantai lebih besar daripada rantai hidrogen. Bahan yang dihasilkan dengan tingkat polimerisasi rendah bersifat kaku dan keras (Flinn dan Trojan, 1975) Bahan kemasan plastik dibuat dan disusun melalui proses yang disebabkan polimerisasi dengan menggunakan bahan mentah monomer, yang tersusun sambung-menyambung menjadi satu dalam bentuk polimer. 

        Plastik memiliki beberapa keunggulan yaitu sifatnya kuat tapi ringan, inert, tidak karatan dan bersifat termoplastis (heat seal) serta dapat diberi warna. Kelemahan bahan ini adalah adanya zat-zat monomer dan molekul kecil lain yang terkandung dalam plastik yang dapat melakukan migrasi ke dalam bahan makanan yang dikemas. Berbagai jenis bahan kemasan lemas seperti misalnya polietilen, polipropilen, nilon poliester dan film vinil dapat digunakan secara tunggal untuk membungkus makanan atau dalam bentuk lapisan dengan bahan lain yang direkatkan bersama. Kombinasi ini disebut laminasi. Sifat-sifat yang dihasilkan oleh kemasan laminasi dari dua atau lebih film dapat memiliki sifat yang unik. Contohnya kemasan yang terdiri dari lapisan kertas/polietilen/aluminium foil/polipropilen baik sekali untuk kemasan makanan kering. Lapisan luar yang terdiri dari kertas berfungsi untuk cetakan permukaan yang ekonomis dan murah. Polietilen berfungsi sebagai perekat antara aluminium foil dengan kertas. Sedangkan polietilen bagian dalam mampu memberikan kekuatan dan kemampuan untuk direkat atau ditutupi dengan panas. 

       Dengan konsep laminasi, masing-masing lapisan saling menutupi kekurangannya menghasilkan lembar kemasan yang bermutu tinggi (Winarno, 1994). Plastik berisi beberapa aditif yang diperlukan untuk memperbaiki sifat-sifat fisiko kimia plastik itu sendiri. Bahan aditif yang sengaja ditambahkan itu disebut komponen non plastik, diantaranya berfungsi sebagai pewarna, antioksidan, penyerap cahaya ultraviolet, penstabil panas, penurun viskositas, penyerap asam, pengurai peroksida, pelumas, peliat, dan lain-lain (Crompton, 1979). Plastik masih sering sulit dibedakan dengan resin karena tidak jelas benar bedanya. Secara alami, resin dapat berasal dari tanaman, misalnya balsam, damar, terpentin, oleoresin dan sebagainya. Tapi kini resin tiruan sudah dapat diproduksi dan dikenal sebagi resin sintetik, contohnya selofan, akrilik seluloid, formika, nylon, fenol formaldehida dan sebagainya (Winarno, 1994).Bahan kemasan plastik dibuat dan disusun melalui proses yang disebut polimerisasi dengan menggunakan bahan mentah monomer, yang tersusun sambung-menyambung menjadi satu dalam bentuk polimer. 

         Dalam plastik juga terkandung beberapa aditif yang diperlukan untuk memperbaiki sifat-sifat fisiko kimia plastik itu sendiri. Bahan aditif yang ditambahkan tersebut disebut komponen nonplastik yang berupa senyawa anorganik atau organik yang memiliki berat molekul rendah. Bahan aditif dapat berfungsi sebagai pewarna, antioksidan, penyerap sinar UV, anti lekat dan masih banyak lagi (Winarno, 1994). Sifat terpenting bahan kemasan yang digunakan meliputi permeabilitas gas dan uap air, bentuk dan permukaannya. Permeabilitas uap air dan gas, serta luas permukaan kemasan mempengaruhi jumlah gas yang baik dan luas permukaan yang kecil menyebabkan masa simpan produk lebih lama. 

KLASIFIKASI PLASTIK 

        Menurut Erliza dan Sutedja (1987) plastik dapat dikelompokkan atas dua tipe, yaitu thermoplastik dan termoset. Thermoplastik adalah plastik yang dapat dilunakkan berulangkali dengan menggunakan panas, antara lain polietilen, polipropilen, polistiren dan polivinilklorida. Sedangkan termoset adalah plastic yang tidak dapat dilunakkan oleh pemanasan, antara lain phenol formaldehid dan urea formaldehid. Syarief et al., (1989) membagi plastic menjadi dua berdasarkan sifat- sifatnya terhadap perubahan suhu, yaitu: 

• Termoplastik: meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat balik (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan, 

•Termoset: tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. 

        

         Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Plastik jenis termoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10%) dari volume jenis plastik yang bersifat termoplastik (Moavenzadeh dan Taylor, 1995). Pada kemasan plastik, perubahan fisiko kimia pada wadah dan makanannya sebenarnya tidak mungkin dapat dihindari. Industri pangan hanya mampu menekan laju perubahan itu hingga tingkat minimum sehingga masih memenuhi syarat konsumen. Banyak ragam kemasan plastik untuk makanan dan minuman, beberapa contoh misalnya: polietilen, polipropilen, polistiren, poliamida, polisulfon, poliester, poliuretan, polikarbonat, polivinilklorida, polifenilinoksida, polivinilasetat, poliakrilonitril dan melamin formaldehid. Plastik diatas dapat digunakan dalam bentuk lapis tunggal, ganda maupun komposit, dengan demikian kombinasi dari berbagai ragam plastik dapat menghasilkan ratusan jenis kemasan (Crompton, 1979). 

            Penggunaan plastik sebagai bahan pengemas mempunyai keunggulandibanding bahan pengemas lain karena sifatnya yang ringan, transparan, kuat, termoplatis dan selektif dalam permeabilitasnya terhadap uap air, O2, CO2. Sifat permeabilitas plastik terhadap uap air dan udara menyebabkan plastik mampu berperan memodifikasi ruang kemas selama penyimpanan (Winarno, 1987). Ryall dan Lipton (1972) menambahkan bahwa plastik juga merupakan jenis kemasan yang dapat menarik selera konsumen.

CONTOH JENIS-JENIS  PLASTIK

POLYETHYLEN

Polietilen merupakan film yang lunak, transparan dan fleksibel,mempunyai kekuatan benturan serta kekuatan sobek yang baik. Denganpemanasan akan menjadi lunak dan mencair pada suhu 110OC. Berdasarkan sifat permeabilitasnya yang rendah serta sifat-sifat mekaniknya yang baik, polietilenmempunyai ketebalan 0.001 sampai 0.01 inchi, yang banyak digunakan sebagai  pengemas makanan, karena sifatnya yang thermoplastik, polietilen mudah dibuat kantung dengan derajat kerapatan yang baik (Sacharow dan Griffin, 1970). Konversi etilen menjadi polietilen (PE) secara komersial semula dilakukan dengan tekanan tinggi, namun ditemukan cara tanpa tekanan tinggi. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

n(CH2= CH2) (-CH2-CH2-)n

Etilen polimerisasi Polietilen

Polietilen dibuat dengan proses polimerisasi adisi dari gas etilen yang diperoleh dari hasil samping dari industri minyak dan batubara. Proses polimerisasi yang dilakukan ada dua macam, yakni pertama dengan polimerisasi yang dijalankan dalam bejana bertekanan tinggi (1000-3000 atm) menghasilkan molekul makro dengan banyak percabangan yakni campuran dari rantai lurus dan bercabang. Cara kedua, polimerisasi dalam bejana bertekanan rendah (10-40 atm) menghasilkan molekul makro berantai lurus dan tersusun paralel.

LOW DENSITY POLYETHYLEN (LDPE)

 Sifat mekanis jenis plastik LDPE adalah kuat, agak tembus cahaya, fleksibel dan permukaan agak berlemak. Pada suhu di bawah 60OC sangat resisten terhadap senyawa kimia, daya proteksi terhadap uap air tergolong baik, akan tetapi kurang baik bagi gas-gas yang lain seperti oksigen, sedangkan jenis plastik HDPE mempunyai sifat lebih kaku, lebih keras, kurang tembus cahaya dan kurang terasa berlemak.

2.3.3        HIGH DENSITY POLYETHYLEN (HDPE)

Pada polietilen jenis low density terdapat sedikit cabang pada rantai antara molekulnya yang menyebabkan plastik ini memiliki densitas yang rendah, sedangkan high density mempunyai jumlah rantai cabang yang lebih sedikit dibanding jenis low density. Dengan demikian, high density memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. Ikatan hidrogen antar molekul juga berperan dalam menentukan titik leleh plastic (Harper, 1975).

POLYPROPILENA

 Polipropilen sangat mirip dengan polietilen dan sifat-sifat penggunaannya juga serupa (Brody, 1972). Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap (Winarno dan Jenie, 1983). Monomer polypropilen diperoleh dengan pemecahan secara thermal naphtha (distalasi minyak kasar) etilen, propylene dan homologues yang lebih tinggi dipisahkan dengan distilasi pada temperatur rendah. Dengan menggunakan katalis Natta- Ziegler polypropilen dapat diperoleh dari propilen (Birley, et al., 1988).

komposit

Pengertian Komposit

        Material komposit didefinisikan sebagai campuran makroskopik antara serat dan matriks yang bertujuan untuk menghasilkan suatu material baru yang memiliki sifat dan arakteristik yang berbeda dari unsur penyusunnya. Dengan perbedaan material penyusun komposit, maka antara matriks dan penguat harus saling berinteraksi antarmuka (interface), sehingga perlu ada penambahan material katalis berupa wetting agent. Pada material komposit serat berfungsi untuk memperkuat matriks karena pada umumnya serat jauh lebih kuat dibandingkan dengan matriks, sedangkan matriks berfungsi untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan (impact). 

            Beberapa defenisi dasar dari komposit sebagai berikut: 

• Sub-Mikro (nano): Pada molekul tunggal dan kisi kristal, bila material yang disusun dari dua atom atau lebih disebut komposit (contoh: senyawa, paduan (alloy), polimer, dan keramik).

• Mikrostruktur: Pada kristal, fase, dan senyawa, bila material disusun dari dua fase atau senyawa atau lebih disebut komposit (contoh: paduan Fe dan C). 

• Makrostruktur: Material yang disusun dari campuran dua atau lebih penyusun makro yang berbeda dalam bentuk dan/atau komposisi dan tidak larut satu dengan yang lain disebut material komposit (definisi secara makro ini yang biasa dipakai dalam mendefinisikan komposit).

          Secara umum, penyusun komposit terdiri dari dua atau lebih material yang menimbulkan beberapa istilah dalam komposit, seperti: matriks (penyusun dengan fraksi volume terbesar), penguat (penahan beban utama), interphase (pelekat antara matrik dan penguat), dan interface (permukaan fase yang berbatasan dengan fase lain). 

Sifat dan Karakteristik Komposit Sifat maupun Karakteristik dari komposit ditentukan oleh beberapa faktor: a. Material yang menjadi penyusun komposit. Karakteristik komposit ditentukan berdasarkan karakteristik material penyusun dan dapat ditentukan secara teoretis dengan pendekatan metode rule of mixture (ROM), sehingga akan berbanding secara proporsional.

b. Bentuk dan struktur penyusun dari komposit. Bentuk (dimensi) dan struktur (ikatan) penyusunan komposit akan mempengaruhi karakteristik komposit. 

c. Interaksi antar penyusun. Bila terjadi interaksi antar penyusun akan meningkatkan sifat dari komposit. 

Klasifikasi Komposit Pada umumnya komposit dapat dibagi menjadi tiga kategori, antara lain: 

1. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC). Bahan ini merupakan bahan yang paling sering digunakan atau sering disebut dengan Polimer Berpenguatan Serat (Fibre Rainforced Polymers or Plastics – FRP). Komposit ini menggunakan suatu polimer berbasis resin sebagai matriksnya, dan jenis serat tertentu sebagai penguat, seperti: serat kaca, karbon, dan aramid (kevlar). 

2. Kompsit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC). Material komposit ini biasanya digunakan pada lingkungan bertemperatur sangat tinggi, bahan ini menggunakan keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat pendek, atau serabut-serabut (whiskers) yang terbuat dari silikon karbida atau boron nitrida. 

3. Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC). Ditemukan berkembang pada industri otomotif, bahan ini pada umumnya menggunakan suatu logam seperti aluminium (Al) sebagai matrik dan penguatnya dengan serat silikon karbida (SiC). 

        Komposit berdasakan jenis penguat yang digunakan dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu:

a. Particulate composite, penguatnya berbentuk partikel. 

b. Fibre composite, penguatnya berbentuk serat.

c. Structural composite, cara penggabungan material komposit berbentuk laminat (panel). 

Komposit Matrik Logam 

            Komposit Matrik Logam (KML) adalah kombinasi rekayasa material yang terdiri dari dua atau lebih bahan material (salah satunya logam), dengan berbagai bentuk dan sifat yang dilakukan secara kombinasi dan sistematik pada kandungan-kandungan yang berbeda pada material tersebut sehingga menghasilkan suatu material baru yang memiliki sifat dan karakteristik yang lebih baik dari bahan dasar penyusunnya. 

            Penelitian dan pengembangan mengenai komposit matrik logam (KML) sudah mulai dilakukan pada tahun 1960-an, akan tetapi masih banyak mengalami kendala karena pembuatan komposit matrik logam memerlukan biaya yang relatif tinggi, minimya pengembangan tentang pengetahuan tentang komposit matrik logam dan lain-lain. Namun dewasa ini, karena kebutuhan akan suatu material yang memiliki karakteristik yang lebih baik dari bahan konvensional serta perkembangan teknologi rekayasa material yang berkembang sangat pesat, sehingga kendala-kendala yang selama ini ditemukan dalam proses pembuatan komposit matrik logam dapat diatasi terlebih karena didukung oleh tersedian bahan baku seperti: serat karbon dan boron, kristal whisker dan secara tak langsung oleh keberhasilan komposit matrik polimer. Industri ruang angkasa (aerospace) dan teknologi pertahanan tertarik dengan prospek material konstruksi jenis komposit matrik logam tersebut, karena memiliki kekuatan, kekakuan, dan spesifik yang tinggi. 

             Berbeda dengan material matriks tanpa penguat dan bahan konvensional, komposit matrik logam diharapkan menjadi suatu material yang tahan terhadap temperatur yang relatif tinggi. Selain itu, dalam konsep pembuatan komposit matriks logam mempunyai prospek yang lebih menjanjikan karena karakterisrik bahan yang tahan terhadap suhu tinggi, memiliki batas kelelahan yang baik (fatigue), sifat redaman, daya hantar listrik, kondiktivitas termal, ketahanan terhadap korosi, kekerasan yang cukup baik, memiliki bobot yang ringan, ketahanan aus (wear resistance), dan koefesien muai termal (CTE) yang lebih baik. 

            Dewasa ini, pembuatan komposit matriks logam telah dikembangkan dengan menggunakan penguat partikel, dan yang dapat diaplikasikan untuk berbagai industri karena penguat partikel merupakan komposit jenis Discontinous Metal Matrix Composite’s (DMMC), dan komposit jenis ini sering disebut dengan komposit isotropik yang artinya semua arah penguat memiliki nilai yang sama dan komposit dengan penguat jenis partikel juga mudah diproses. Matrik berbasis logam dengan kerapatan (densitas) yang rendah secara bertahap telah banyak dikembangkan. Material utama matriks yang umum dikembangkan adalah aluminium, titanium, dan magnesium. Dalam pembuatan komposit matriks logam, yang paling banyak dikembangkan adalah komposit matrik logam berbasis aluminium, dan penguat yang digunakan adalah partikel SiC karena disamping harga bahan baku yang relatif murah juga mudah didapat, sehingga partikel SiC banyak digunakan untuk penguat dalam pembuatan komposit matriks logam. Disamping itu, pembuatan komposit matriks logam juga sering menggunakan penguat alumina. 

            

           Dibandingkan dengan logam monolitik, komposit matrik aluminium berpenguat partikel SiC memiliki sifat-sifat, sebagai berikut:

a) Memiliki kekuatan yang lebih tinggi. 

b) Memiliki sifat kekakuan yang lebih tinggi.

c) Memiliki ketahanan lelah yang baik. 

d) Lebih tahan terhadap suhu yang relatif tinggi. 

e) Memiliki koefesien ekspansi termal dan konduktivitas termal yang baik.

f) Umur pemakain lebih lama karena tahan terhadap korosi. 

         

           Kelebihan komposit matriks aluminium berpenguat partikel SiC dibandingkan dengan komposit matriks polimer: 

 a) Ketahanan terhadap suhu yang tinggi. 

 b) Tahan terhadap api. 

 c) Memiliki tingkat kekakuan dan kekuatan yang lebih tinggi. 

 d) Tahan terhadap suhu yang lembab. 

 e) Memiliki sifat listrik dan sifat termal yang baik.

 f) Ketahanan terhadap radiasi.

 g) Pembuatan komposit matrik logam yang menggunakan penguat whisker maupun partikel dapat dibuat dengan cara konvensional. 

            Dalam proses pembuatan komposit matrik logam dengan menggunakan matriks Al dan penguat SiCp, telah dilakukan dan dikembangkan dengan beragam metode, baik untuk komponen siap pakai maupun setengah jadi untuk pemerosesan lebih lanjut (seperti bilet untuk ekstrusi, pengerolan, dan pengempaan) berbagai metode proses pembuatan (manufacturing) komposit matriks logam masih terus dilakukan dalam tahap penelitian di laboratorium atau skala pengembangan industri. 

          Secara umum, metode proses pembuatan komposit matriks logam, meliputi: peleburan logam matriks (proses liquid), pencampuran serbuk (metalurgi serbuk atau solid), atau deposisi uap (vapor deposition). Komposit matrik aluminium berpenguat keramik SiC umumnya diproses dengan metode metalurgi serbuk (Powder Metallurgy), proses pembuatan komposit dengan metode serbuk memiliki tiga tahapan yaitu pencampuran (mixing), penekanan (compaction), dan proses pensinteran (akan dibahas secara rinci pada sub berikutnya, pada proses pabrikasi. komposit logam Al/SiCp). Campuran serbuk matriks logam aluminium dan partikel penguat SiC juga dapat dilakukan dengan cara: pencampuran mekanik (mechanical alloying), pencampuran partikel dengan logam cair (pengadukan lelehan), pencoran kempa (compachasting), rheocasting, dan spray deposition (Smallman, 1995). 

             Pada era 1980-an, komposit matriks aluminium dengan menggunakan penguat tak kontinu telah dikembangakan dan diaplikasikan dibidang transportasi. Komposit matriks logam dengan menggunakan penguat tak kontinu merupakan jenis komposit yang isotropik dan memiliki sifat mekanik yang lebih baik (dibandingkan dengan logam tanpa penguat) dan memiliki harga yang relatif murah (proses pembuatan murah karena penguat tak kontiniu banyak tersedia di alam seperti partikel SiC dan Al2O3). 

  

Aluminium  

            Aluminium merupakan material mineral yang melimpah di permukaan bumi, yaitu sekitar 7,6 %. Dengan jumlah sebesar itu, aluminium merupakan unsur ketiga terbanyak setelah oksigen dan silikon, serta merupakan unsur logam yang paling melimpah. Namun, Aluminium tetap merupakan logam yang mahal karena pengolahannya sukar. Mineral aluminium yang bernilai ekonomis adalah bauksit yang merupakan satu-satunya sumber aluminium. Kriloit digunakan pada peleburan aluminium, sedangkan tanah liat banyak digunakan untuk membuat batu bata dan keramik. 

            Beberapa penggunaan aluminium, antara lain: 

 a. Sektor industri otomotif, untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor.

 b. Untuk membuat badan pesawat terbang.

 c. Sektor pembangunan perumahan; untuk kusen pintu dan jendela. 

 d. Sektor industri makanan, untuk kemasan berbagai jenis produk. 

 e. Sektor lain, misal untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga dan barang kerajinan. 

 f. Membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida, digunakan untuk mengelas baja in-situ, misalnya untuk menyambung rel kereta api.

        

           Logam aluminium tergolong logam yang ringan dan memiliki massa jenis 2,78 gr/cm3. Sifat-sifat fisis yang dimilki aluminium, antara lain :

 a. Ringan, tahan korosi dan tidak beracun maka banyak digunakan untuk alat rumah tangga seperti panci, wajan dan lain-lain.  

 b. Reflektif, dalam bentuk aluminium foil digunakan sebagai pembungkus makanan, obat, dan rokok. 

 c. Daya hantar listrik dua kali lebih besar dari Cu, maka Al digunakan sebagai kabel tiang listrik. 

 d. Paduan Al dengan logam lainnya menghasilkan logam yang kuat seperti Duralium (campuran Al, Cu, Mg) untuk pembuatan badan peswat.

 e. Al sebagai zat reduktor untuk oksida MnO2 dan Cr2O3.

Silicon Carbida (SiC) 

            Silicon Carbida (SiC) adalah material keramik non oksida yang dibuat dengan memanaskan karbon dengan silika di dalam tungku listrik. Politipe silicon karbida yang paling sederhana adalah struktur intan. Dikenal beberapa fase dalam dari SiC, antara lain: fase kristalin yang terdiri dari α-SiC dengan truktur heksagonal dan β-SiC dengan struktur kubus.

         Dalam β-SiC atom Si dan C teletak pada posisi berselang-seling dari tipe intan kubus, sedangkan α-SiC mempunyai susunan heksagonal dan rhombohedral dan mempunyai tetrahedral. Pada suhu 2700 oC SiC terdekomposisi menjadi gas Si dan grafit. Pada temperatur oksidatif SiC senderung membentuk lapisan oksida SiO2, sehingga pada atmosfer oksidatif SiC tahan hingga suhu 1500-1699 oC, serta tahan hingga suhu 2200 oC pada temperatur inert. Sifat SiC yang istimewa, antara lain: memiliki densitas 3,22 g.cm-3, memiliki hantaran panas yang tinggi, tahan pada temperatur yang tinggi, nilai kekerasan yang tinggi, tahan kejutan termal yang baik karena merupakan kombinasi dari hantaran panas yang tinggi dan koefesien muai panas yang rendah, serta tahan koros.

Sejarah Pohon Natal

MORTAR

Mortar

        Mortar merupakan salah satu bahan bangunan yang banyak digunakan dalam bidang konstruksi. Mortar sangat diperlukan pada masa sekarang dan masa yang akan datang. Dewasa ini mortar sudah banyak dikembangkan dalam bentuk paving block, tegel, buis beton dan lain lain. untuk itu dengan perkembangan teknologi beton sekarang ini khususnya mortar memnjadi lebih efektif dan efisien dengan membuat struktur mortar yang baik. 

        Mortar adalah bahan bangunan berbahan dasar semen yang digunakan sebagai perekat untuk membuat struktur bangunan. Yang membedakan mortar dengan semen, mortar adalah semen siap pakai yang komponen pembentuknya umumnya adalah semen itu sendiri, filler, dan berbagai jenis additif yang sesuai. dalam proses penggunaan semen, biasanya kita melihat semen dicampur dengan pasir ayak, kapur (lime), bata merah halus (opsional), dan air. Pencampuran ini tentunya selalu tidak pernah seragam.Yang membedakan mortar dengan beton adalah, bila agregat hanya terdiri dari agregat halus saja, disebut mortar semen atau mortar saja, dan bila mengandung agregat yang kasar, maka disebut beton. 

        Kekuatan beton ditaksir dengan mengukur kekuatan hancur dari kubus atau silinder uji yang dibuat dari adukan. Benda uji ini biasanya dirawat, dan diuji setelah 28 hari menurut prosedur standard. Beton dengan kekuatan yang diberikan diidentifikasikan dengan ‘mutu’nya – suatu beton mutu 25 mempunyai kekuatan hancur karakteristik sebesar 25 N/mm2. Kekuatan tarik beton besarnya hanya kira-kira 10 % dari kekuatan tekan. Oleh karena itu hampir semua konstruksi beton bertulang direncanakan dengan anggapan bahwa beton sama sekali tidak memikul gaya tarik. (W.H Mosley, 1984) Faktor-faktor yang membuat beton sebagai material bangunan yang umum tampak nyata sekali, sehingga beton telah dipakai , dengan cara dan jenis yang lebih primitif dari pada keadaan sekarang ini. Salah satu dari factor tersebut ialah kemudahan pengolahannya, yaitu dalam keadaan plastis, beton dapat diendapkan dan diisi ke dalam cetakan atau bekisting yang hampir mempunyai semua bentuk yang praktis. Daya tahannya yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan butki dari kelbihannya. Sebagian besar dari material-material pembentuknya, kecuali semen biasanya tersedia di lokasi dengan harga murah atau pada tempat yang tidak terlalu jauh dari lokasi konstruksi. (George Winter, 1993) 

         Mortar untuk sambungan digunakan untuk menyambung bata, batu dan blok beton. Perbandingan semen dan pasir adalah 1 : 2 atau 1 : 3 dan banyaknya kapur mati ekuivalen dengan 20% dari semen yang ditambahkan. Mortar tembok yang digunakan dalam berbagai perbandingan campuran untuk memenuhi keperluan pekerjaan. Pekerjaan dengan mortar tembok berlangsung menurut urutan berikut ini : Pelapisan dasar, penghalusan, pelapisan kedua dan penyelesaian. Dalam setiap tahap perbandingan pencampuran mortar disesuaikan menurut jenis dasar dan tempat pelapisan.
         Penggunaan mortar tentunya akan berakibat membuat biaya bahan bangunan menjadi bengkak, tetapi karena penggunaannya yang relatif sangat mudah, maka man-hours tukang kita akan berkurang drastis sehingga ongkos tukang akan berkurang. Untuk jangka panjangnya, penggunaan mortar ini juga akan bisa menghindarkan problem yang mungkin terjadi jika dibandingkan dengan penggunaan campuran semen biasa (misal seperti disebut diatas, dinding retak dan lantai terangkat).
        Perlu diketahui juga, untuk bangunan-bangunan tinggi (high rise) dan juga ruko-ruko terbaru, umumnya sekarang mereka sudah menggunakan mortar dan AAC untuk bahan baku pembuatan dinding, dan juga merekatkan keramik (vertikal dan horisontal) dengan mortar, sedangkan untuk struktur menggunakan beton ready mix. Ini bertujuan untuk menjaga konsistensi bahan baku yang digunakan dan juga efisiensi tenaga kerja, sehingga diharapkan bisa memperpanjang usia bangunan dengan menghindari problem-problem yang mungkin terjadi di kemudian hari. Untuk menghitung efisiensi pemakaian mortar, kita bisa bandingkan pada aplikasi pembuatan tembok. Bisa kita lihat bahwa kalau tukang kita menggunakan bata merah sebagai bahan baku tembok, maka campuran semen yang dia buat akan relatif banyak karena bata merah berdimensi kecil, sehingga untuk merekatkan satu sama lain, dibutuhkan waktu yang tidak sedikit dan material campuran semen yang banyak.
         Karena mortar sangat beragam jenisnya (dari jenis diatas, bisa dibagi lagi menjadi beberapa sub-jenis, misal tile grout wide, narrow, dll), maka pembahasannya hanya pada beberapa bahan baku penting saja, yaitu antara lain :
a. Semen Umumnya yang dipakai jenis Portland.
b. Sand / Pasir Umumnya dengan kehalusan seragam, antara 0.1-0.4 mm
c. Calcium Carbonate Adalah jenis filler khusus berwarna putih dengan kehalusan seragam. Harap diperhatikan jika menggunakan filler ini karena memiliki oil absorption tinggi, sehingga pemakaian filler ini dapat "mengentalkan" campuran yang dibuat. Biasanya dipakai pada mortar berwarna (menonjolkan warna) seperti tile grout.
d. Lime / Kapur Dipakai pada beberapa jenis mortar khusus
e. Asam Tartaric Dipakai pada beberapa jenis mortar khusus
f. Additif Air Release Untuk menghilangkan adanya udara yang terperangkap di dalam mortar saat diaplikasi. Dipakai pada beberapa jenis mortar khusus.
g. Additif Anti Foam Untuk menghilangkan foam / busa pada saat mortar dicampur air dan diaplikasi. Dipakai pada beberapa jenis mortar khusus.
h. Beberapa jenis binder lain Untuk meningkatkan sifat flexible dan/atau memperkuat ketahanan tekanan, umumnya untuk aplikasi horizontal tile yang berat seperti granit / marmer. Pemilihan tipe beton sering kali di tentukan oleh kekuatan yang diperlukan,di mana berturut-turut tergantung kepada intensitas pembebanan dan bentuk serta ukuran dari bagian konstruksi

Semen
         Semen adalah bahan anorganik yang mengeras pada pencampuran dengan air atau larutan garam. Contoh khas adalah semen Portland. Material semen adalah material yang mempunyai sifat adhesive dan kohesif yang diperlukan untuk mengikat agregat-agregat menjadi suatu massa yang padat yang mempunyai kekuatan yang cukup. Kategori terpenting hasil teknologi material ini, mencakup tidak hanyabahan semen yang seperti kita kenal, tetapi juga bahan kapur, aspal dan minyak ter seperti yang digunakan dalam pembuatan jalan, dan lain-lainnya. Untuk membuat struktur beton, terutama sekali dipakai bahan yang disebut sebagai semen hidrolis. Dari berbagai jenis semen hidrolis yang telah dikembangkan, Semen Portland yang untuk pertama kalinya dipatenkan di Inggris pada tahun 1824. Merupakan semen yang paling banyak dipakai. (George Winter, 1993).
        Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika ditarnbah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar yang jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (concrete). Semen yang digunakan untuk pekerjaan beton harus disesuaikan dengan rencana kekuatan dan spesifikasi teknik yang diberikan. Semen juga merupakan bahan campuran yang secara kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air. Agregat tidak memainkan peranan yang penting dalam reaksi kimia tersebut, tetapi berfungsi sebagai bahan pengisi mineral yang dapat mencegah perubahan-perubahan volume beton setelah pengadukan selesai dan memperbaiki keawetan beton yang dihasilkan.
        Semen dipercaya pertama kali ditemukan dizaman Kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli, dekat teluk Napoli, Italia. Bubuk itu lantas dinamai pozzuolana. Sedangkan kata semen sendiri berasal dari caementum (bahasa Latin), yang artinya kira-kira "memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan". Namun “resep” dari campuran ini akhirnya hilang ditelan jaman siring hancurnya Romawi. Baru pada abad ke-18, John Smeaton - insinyur asal Inggris menemukan kembali ramuan kuno berkhasiat luar biasa ini. Dia membuat adonan dengan memanfaatkan campuran batukapur dan tanah liat saat membangun menara suar Eddystone di lepas pantai Cornwall, Inggris.Ironisnya, bukan Smeaton yang akhirnya mematenkan proses pembuatan cikal bakal semen ini. Adalah Joseph Aspdin, juga insinyur berkebangsaan Inggris, pada 1824 mengurus hak paten ramuan yang kemudiandisebutsemenportland.Dinamaibegitu karena warna hasil akhir olahannya mirip tanah liat Pulau Portland, Inggris. Hasil rekayasa Aspdin inilah yang sekarang banyak dipajang ditoko-toko bangunan. (Wikipedia, 2010)
      Untuk mendapatkan kekuatan yang baik, sifat dan karakteristik dari masing-masing bahan penyusun tersebut perlu dipelajari. Persentasi dari oksida – oksida yang terkandung didalam semen Portland adalah sebagai berikut :
1) Kapur ( CaO) : 60 – 66 %
2) Silika (SiO2) : 16 – 25 %
3) Alumina (Al203) : 3 – 8 %
4) Besi : 1 - 5 %.
     
       Semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran dan susunan yang berbeda-beda. Semen dapat dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu:
a.semen non-hidrolik semen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non-hidrolik adalah kapur.
b.Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras dalam air. Contoh semen hidrolik adalah semen pozollan, semen terak, semen alam, semen protland, semen portland-pozollan, dll.
       Beberapa jenis dari semen portland dibuat dengan mengadakan variasi baik dalam perbandingan unsur-unsur utamanya maupun dalam derajat kehalusannya. Senyawa -senyawa tersebut diatas saling bereaksi di dalam tungku dan membentuk senyawa - senyawa kompleks dan biasanya masih terdapat kapur sisa karena tidak cukup bereaksi sampai keseimbangan reaksi tercapai. Pada waktu pendinginan terjadi proses pengkristalan dan yang tidak terkristal berbentuk amorf.

Adapun komponen – komponen tersebut berbentuk sebagai berikut :
1) Trikalsium Silikat CaOSiO2 (C3S)
2) Dikalsium Silikat CaOSiO2 (C2S)
3) Trikalsiun Aluminat CaOAi203 (C3A)
4) Tetra Kalsium Alumino Ferit CaOA203Fe203 (C4AF)
5) Air . ( Joko Prakoso, 2006)

Pasir
         Pasir adalah contoh bahan material butiran. Butiran pasir umumnya berukuran antara 0,0625 sampai 2 milimeter. Materi pembentuk pasir adalah silikon dioksida, tetapi di beberapa pantai tropis dan subtropis umumnya dibentuk dari batu kapur.
         Pasir yang digunakan dalam adukan beton harus memenuhi syarat sebagai berikut:
1.Pasir harus terdiri dari butir-butir keras dan kasar, jika digosok tidak menjadi halus, Hal ini dikarenakan dengan adanya bentuk pasir yang tajam, maka kaitan antar agregat akan lebih baik, sedangkan sifat keras untuk menghasilkan beton yang keras pula.
2.Butirnya harus bersifat kekal. Sifat kekal ini berarti pasir tidak mudah hancur oleh pengaruh cuaca, sehingga beton yang dihasilkan juga tahan terhadap pengaruh cuaca.
3.Pasir tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 4% dari berat kering pasir, lumpur yang ada akan menghalangi ikatan antara pasir dan pasta semen, jika konsentrasi lumpur tinggi maka beton yang dihasilkan akan berkualitas rendah. Bila terdapat lumpur terlalu banyak, maka pasir tersebut harus diuji terlebih dahulu. 4.Pasir tidak boleh mengandung bahan organik terlalu banyak.
5.Untuk mendapatkan hasil kualitas beton yang baik, maka biasanya harus diusahakan mendapatkan campuran pasir sbb : Campuran pasir harus terletak diantara garis ayakan A dan C (lihat gambar 2.
6). Pasir ini harus terdiri dari pasir halus sekurang-kurangnya 20% dan sebanyak-banyaknya 70%. Untuk beton berkualitas tinggi, haruslah diusahakan mendapatkan pasir yang baik yaitu persentase beratnya terletak diantara garis-garis ayakan A dan B. (Ir. Sutami, 1971)

Desain Penelitian

DESAIN PENELITIAN

Pengertian Penelitian

       Sebelum kita memahami tentang hakekat rancangan penelitian secara khusus, maka harus benar – benar memahami terlebih dahulu tentang pola umum penelitian yang berkaitan dengan : pengertian penelitian, tipologi penelitian, identifikasi & perumusan masalah penelitian, tujuan & manfaat penelitian, variable penelitian, hipotesis, definisi operasional, subyek penelitian, instrumentasi & pengukurannya, dan sebagainya). Namun demikian, dengan mengetahui atau memahami pola umum penelitian saja, maka penelitian itu masih belum bisa dilakukan tanpa mengetahui bagaimana rancangan / desain penelitiannya. Ibarat membangun sebuah rumah, pengetahuan tentang pola umum penelitian itu dapat diumpamakan sebagai cara untuk membuat pondasi, bagaiamana cara membuat kolom, bagaimana merangkai rangka-rangka dari besi, bagaimana cara menyusun batu bata, bagaimana cara membuat dan memasang jendela, pintu, plafon dan sebagainya. Sedangkan untuk membangun sebuah rumah, disamping kemampuan akan hal – hal tersebut di atas, masih diperlukan hal yang lain yaitu gambar rumah yang akan dibangun. dan rancangan penelitian dapat diumpamakan sebagai gambar bangunan rumah tersebut Pokok Bahasan Perencanaan penelitian secara definitif dapat diartikan sebagai gambaran secara mendalam tentang proses penelitian yang hendak dilakukan peneliti guna memecahkan permasalahan. Penelitian adalah suatu proses mencari sesuatu secara sistematik dalam waktu yang lama dengan menggunakan metode ilmiah serta aturan-aturan yang berlaku. Untuk dapat menghasilkan suatu penelitian yang baik, maka si peneliti bukan saja harus mengetahui aturan permainan, tetapi juga harus mempunyai keterampilan-keterampilan dalam melaksanakan penelitian. Untuk menerapkan metode ilmiah dalam praktik penelitian, maka diperlukan suatu desain penelitian, yang sesuai dengan kondisi, seimbang dengan dalam dangkalnya penelitian yang akan dikerjakan. Desain penelitian harus mengikuti metode penelitian. 

Definisi Desain Penelitian 

Desain dari penelitian adalah semua proses yang diperlukan dalam perencanaan dan pelaksanaan penelitian. Dalam pengertian yang lebih sempit, desain penelitian hanya mengenai pengumpulan dan analisis data saja. Dimana desain penelitian merupakan bagian dari perencanaan penelitian yang menunjukkan usaha peneliti dalam melihat apakah penelitian yang direncanakan telah memiliki validitas internal dan validitas eksternal yang komprehensif Dalam pengertian yang lebih luas, desain penelitian mencakup proses-proses berikut: a.Identifikasi dan pemilihan masalah penelitian. 

b.Pemilihan kerangka konsepsual untuk masalah penelitian serta hubungan-hubungan dengan penelitian  sebelumnya. 

c.Memformulasikan masalah penelitian termasuk membuat spesifikasi dari tujuan, luasa jangkau (scope), dan hipotesis untuk diuji. 

d.Membangun penyelidikan atau percobaan.

e.Memilih serta member definisi terhadap pengukuran variabel-variabel. 

f.Memilih prosedur dan teknik sampling yang digunakan. 

g.Menyusun alat serta teknik untuk mengupulkan data. 

h.Membuat coding, serta mengadakan editing dan prosessing data. 

i.Menganalisa data serta pemilihan prosedur statistik untuk mengadakan generalisasi serta inferensi statistic. 

      Pelaporan hasil penelitian, termasuk proses penelitian, diskusi serta interprets data, generalisasi, kekurangan-kekurangan dalam penemuan, serta menganjurkan beberapa saran-saran dan kerja penelitian yang akan dating. Dari proses diatas, jelas terlihat bahwa proses tersebut terdiri atas dua bagian, yaitu: 1.Perencanana penelitian 

2.Pelaksanaan penelitian atau proses operasional penelitian. 

 

     Proses perencanaan penelitian dimulai dari identifikasi, pemilihan serta rumusan masalah, sampai dengan perumusan hipotesis serta kaitannya dengan teori dan kepustakaan yang ada. Proses selebihnya merupakan tahap operasional dari penelitian. 

Beberapa Ciri Desain Penelitian 

       Desain penelitian tidak pernah dilihat sebagai ilmiah atau tidak ilmiah, tetapi dilihat dari segi baik atau tidak baik saja. Karena desain juga mencakup rencana studi, maka didalamnya selalu ada trade off antara kontrol atau tanpa kontrol, antara objektivitas dengan subjektivitas. Desain tergantung dari derajat akurasi yang dinginkan, level pembuktian dari tingkat perkembangan dari bidang ilmu yang bersangkutan. Desain yang tepat sekali tidak pernah ada. Hipotesis dirumuskan bisa dalam bentuk alternatif, karena itu desain juga, dapat berbentuk alternative-alternatif. Desain yang dipilih biasanya merupakan kompromi, yang banyak ditentukan oleh pertimbangan-pertimbangan praktis. 

Ciri- ciri desain penelitian, jika di tinjau dari segi : 

• Desain Dalam Merencanakan Penelitian 

Dalam merencanakan penelitian, desain dimulai dengan mengadakan penyelidikan dan evaluasi terhadap penelitian yang sudah dikerjakan akan diketahui, dalam memecahkan masalah. Dari penyelidikan itu, akan terjawab bagaimana hipotesis dirumuskan dan diuji dengan data yang diperoleh untuk memecahkan suatu masalah. Dari sisni pula dapat dicari beberapa petunjuk tentang desain yang akan dibuat untuk penelitian yang akan dikembangkan. Pemilihan desain biasanya dimulai ketika seseorang peneliti sudah mulai merumuskan hipotesis-hipotesisnya. Akan tetapi, aspek yang paling penting adalah berkenan denagan apakah suatu hipotesis yang khas diterjemahkan kedalam fenomena-fenomena yang diamati dan apakah metode penelitian yang akan dipilih akan dapat menjamin diperolehnya data yang perlu untuk menguji hipotesi tersebut. Sampai pada taraf ini, si peneliti dihadapkan kepada pilihan metode yang akan dipakai dalam penelitian. Apakah akan digunakan metode survei, metode eksperimen, ataukah metode kualitatif yang tidak berstruktur. Juga telah dapat dipertimbangkan apakah dengan biaya yang tersedia serta keterampilan dari orang-orang yang akan dilibatkan dalam penelitian sudah cukup tersedia untuk melaksanakan penelitian. Desain untuk perencanaan penelitian bertujuan untuk melaksanakan penelitian, sehingga dapat diperoleh suatu logika, baik dalam pengujian hipotesis, maupun dalam membuat kesimpulan. Desain rencana penelitian yang baik akan dapat menterjemahkan model-model ilmiah kedalam operasional penelitian secara praktis. Tiap langkah dari desain perencanaan penelitian memerlukan pengambilan keputusan yang tepat oleh si peneliti. Keputusan yang diambil harus merupakan kompromi antara penggunaan metode ilmiah yang sangat sukaar dan kondisi sumber yang tersedia. Kompromi-kompromi ini dapat menghasilkan rencana penelitian yang cocok dengan masyarakat ilmiah setempat serta taraf pengembangan ilmu itu sendiri. 

• Desain Pelaksanaan penelitian 

Desain pelaksanaan penelitian melipiuti proses membuat percobaan ataupun pengamatan serta memilih pengukuran-pengukuran variabel, memilih prosedur dan teknik sampling, alat-alat untuk mengumpulkan data kemudian membuat coding, editing, dan memproses data yang dikumpulkan. Dalam pelaksanaan penelitan termasuk juga proses analisis data serta membuat pelaporan. Oleh Suchman (1967) desaian dalam pelaksanaan penelitian dibagi atas : 

1.Desain sampel 

2.Desain alat (instrumen)

3.Desaian administrasi 

4.Desaian analisis 

Desain Sampel Desain sampel yang akan digunakan dalam operasional penelitian amat tergantung pandangan efisiensi. Dalam desain sampling ini termasuk :

a) Mendefinisikan populasi 

b) Menentukan besarnya sampel 

c) Menentukan sampel yang representatif 

          Definisi dari sampling sangat bergantung dari hipotesis. Dalam menentukan besar sampel, pemilihannya perlu dihubungkan deangan tujuan penelitian serta banyaknya variabel yang ingin dikumpulkan. Dalam merencanakan desain dari sampling diperlukan teknik-teknik untuk memperoleh sampling yang representative. Memang tedapat perbedaan pendapat apakah sampling yang diambil harus probability sampling, atau judgemental sampling, tetapi perbedaan diatas baru perlu dipertimbangkan untuk disesuaikan dengan kesimpulan yang akan diambil serta inferensi statistic yang akan dibuat. Kombinasi dari kedua teknik sampling diatas dapat juga dilaksanakan. 

         Jika metode penelitian yang dipilih adalah metode eksperimental, maka dalam masalah desain sampling, penekanan lebih diarahkan, kepada pemilihan desain percobaan yang cocok. Dalam penelitian desain percobaan ini si penelitian selalu dituntun oleh derajat akurasi yang ingin dicapai, validititas yang ingin diperoleh serta error yang ingin diminimisasikan. Kondisi homogenitas dari media percobaan juga menentukan desain percobaan mana yang lebih baik dan lebih efisien untuk digunakan. 

Desain dari Instrument atau Alat Yang dimaksudkan dengan alat disini adalah alat untuk mengumpulkan data. Walau metode penelitian apa saja yang digunakan, masalah desaian terhadap alat untuk mengumpulkan data yang sangat menentukan sekali dalam pengujian hipotesis. Alat yang digunakan dapat saja sangat berstruktur (seperti check list dari questionair atau schedule), kurang berstruktur seperti interview guide ataupun suatu outline biasa didalam mencatat pengamatan langsung. Pemilihan alat harus dievaluasikan sebaik mungkin sehingga alat tersebut cocok dengan informasi yang diinginkan untuk memperoleh data yang sangat cukup reliable. Keculai dalam penelitian percobaan, maka alat yang digunakan dalam penlitian social sukar menjamin terdapatnya validitas mutlak dari obseravasi data. Satu alat bisa saja untuk satu kegunaan , tetapi menjadi tidak valid untuk tujuan yang lain. Secara umum desain alat haruslah dievaluasikan sebelum digunakan untuk dapat menjamin efisiensi dalam mengumpulkan keterangan- keterangan yang diperlukan untk menguji hipotesis.  

Desain analisis Secara ideal desain analisis sudah dikerjakan lebih dahulu sebelum pengumpulan data dimulai. Jika desain dalam memformulasikan hipotesis sudah cukup baik, maka desain analisis secara paralel dapat dikembangkan dari desain merumuskan hipotesis tersebut. Hipotesis tersebut dianggap baik jika konsisten dengan analisis yang akan dibuat. Dalam desain hipotesis, juga harus sudah dispesifikasikan hubungan-hubungan dasar yang akan dianalisis. Dalam analisis hubungan-hubungan antara variabel bebas dan variabel dependent, maka variabel lain yang mempengaruhi kedua variabel diatas perlu juga dianalisis. Hipotesis merupakan titik tolak analisis, tetapi pemikiran imaginative serta pikiran-pikiran asli akan muncul dalam analisis dan disesuiakan dengan data yang tersedia. Dalam analisis, si peneliti akan mencocokkan hipotesis dengan data, menambah yang kurang, mengurangi yang lebih. Walaupun demikian, lukisan akhir yang dihasilkan oleh analisis harus menyerupai gambaran yang dilukiskan oleh hipotesis. Dalam desain analisis, maka diperlukan sekali alat-alat yang digunakan untuk membantu analisis. Penggunaan statistic yang tepat yang sesuai dengan keperluan analisis harus dipilih sebaik-baiknya. Penggunaan statistic sebagai alat analisis sangat berkembang, tetapi dalam analisis yang dilakukan, jangan dilupakan asumsi-asumsi dasar yang ditempelkan pada penggunaan statistic tersebut, serta kearah mana inferensi tersebut akan dibuat. 

Jenis-jenis desain penelitian 

        Pengelompokkan desain penelitian yang menyeluruh belum dapat dibuat dewasa ini, karena masing-masing ahli mengelompokkan jenis desain penelitian sesuai dengan kondisi dari ilmuwan sendiri. 

Pengelompokan jenis-jenis desain penelitian menurut beberapa ahli 

• Misalnya, Mc Grath (1970) membagi desain penelitian atas lima, yaitu : percobaan dengan kontrol, studi, survey, investigasi, dan penelitian tindakan. 

• Sedangkan Barnes (1964) membagi desain penelitian atas : 

1) Studi” Sebelum-Sesudah” dengan kelompok kontrol, 

2) Studi” Sesudah Saja” dengan kelompok kontrol, 

3) Studi” Sebelum-Sesudah” dengan satu kelompok, 

4) Studi”Sesudah Saja” tanpa kontrol dan, 

5) Percobaan ex post facto. 

• Sedangkan Selltiz, et.al.,(1964) membagi desai penelitian dengan tiga bagian: 

1) Desain untuk studi eksploratif dan formulatif 

2) Desain untuk studi deskriptif 

3) Desain untuk menguji hipotesis kausal 

• Shah (1972) mencoba membgi desain penelitian menjadi enam jenis: 

1) Desain untuk penelitian yang ada control 

2) Desain untuk studi deskriptif dan analitis 

3) Desain untuk studi lapangan 

4) Desain untuk studi dengan dimensi waktu 

5) Desain untuk studi evaluative-non evaluative 

6) Desain dengan menggunakan data primer atau sumber data sekunder