: ARIF ADI WIBOWO NIM : D

TUGAS AKHIR

ANALISA LEMBARAN KOMPOSIT BERPENGUAT SERBUK IJUK MESH 40 MENGGUNAKAN MATRIK KARET ALAM DENGAN VARIASI KOMPOSISI SERBUK IJUK 0 PHR, 10 PHR, 20 PHR TERHADAP DAYA SERAP RADIASI SINAR GAMMA

Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun : ARIF ADI WIBOWO NIM : D 200100076

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016 i

ii

iii

iv

v

MOTTO

“Jadikanlah sabar dan shalat sebagai penolongmu. Dan sesungguhnya yang demikian itu sungguh berat, kecuali bagi orang-orang yang khusyu.” (Q.S Al Baqarah:45)

“Musuh yang paling berbahaya di atas dunia ini adalah penakut dan bimbang. Teman yang paling setia, hanyalah keberanian dan keyakinan yang teguh” (Andrew Jackson)

“Sesuatu yang belum dikerjakan,seringkali tampak mustahil,kita baru yakin kalau kita telah berhasil melakukannya dengan baik” (Evelyn Underhill)

“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua” (Aristoteles)

vi

ANALISA LEMBARAN KOMPOSIT BERPENGUAT SERBUK IJUK MESH 40 MENGGUNAKAN MATRIK KARET ALAM DENGAN VARIASI KOMPOSISI SERBUK IJUK 0 PHR, 10 PHR, 20 PHR TERHADAP RADIASI SINAR GAMMA Arif Adi Wibowo, Masyrukan, Tri Widodo Besar. Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta Email : [email protected] ABSTRAKSI Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui berapa besar daya serap radiasi sinar gamma terhadap komposit partikel ijuk mesh 40 dengan matrik karet. Proses pembuatan komposit diawali dengan persiapan bahan yang akan digunakan, yaitu: serat ijuk, lateks I radiasi 60 %, Zno, ZDEC, Ionol, sulfur. Ijuk digunakan sebagai filler, awalnya dari serat, ijuk tersebut dibuat menjadi serbuk tanpa perlakuan (treatment) yang bisa merubah sifat ijuknya sendiri. Kompon yang dibuat ada 3 variasi untuk pembandingnya. Yang membedakan komposisi partikel ijuk, ijuk 0 PHR, ijuk 10 PHR dan ijuk 20 PHR. Pada pembuatan kompon, bahan kimia yang digunakan sebelumnya dilakukan dispersi terlebih dahulu supaya zat-zat kimia tersebut bersifat homogen. Pendispersian dilakukan 24 jam dan untuk sulfur 48 jam. Pencampuran bahan komposit dilakukan pada sebuah gelas dan diaduk selama 15 menit kemudian di tuang pada cetakan dengan dimensi yang sudah ditentukan. Proses selanjutnya vulkanisasi dengan menggunakan oven dan dipanaskan pada suhu 90 o dalam waktu 1 jam. Hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kandungan partikel ijuknya maka akan semakin tinggi juga nilai daya serapnya.

Kata kunci : Serat Ijuk, Lateks I radiasi 60%, Variasi komposisi, sinar gamma

vii

COMPOSITE SHEET ANALYSIS POWDER 40 MESH FIBERS USING A MATRIX OF NATURAL RUBBER WITH A VARIETY OF POWDER COMPOSITION FIBERS 0 PHR, 10 PHR, 20 PHR OF THE GAMMA-RAY RADIATION

Arif Adi Wibowo, Masyrukan, Tri Widodo Besar Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta Email :[email protected] ABSTRACT The purpose of this study is to determine how much gamma ray radiation absorption of the composite particles of 40 mesh fibers with a rubber matrix. Composite manufacturing process begins with the preparation of materials to be used, namely: palm fiber, latex I radiation 60%, ZnO, ZDEC, Ionol, sulfur. Fibers are used as filler, originally from the fibers, the fibers are made into powder without treatment (treatment) that could change the nature ijuknya own. Compound made there are 3 variations for comparison. What distinguishes the particle composition fibers, fibers 0 PHR, fibers 10 PHR and 20 PHR fibers. In the manufacture of compounds, chemicals used previously done dispersion in advance so that the chemicals are homogeneous. Dispersion is carried out 24 hours and 48 hours to sulfur. Mixing of composite materials made on a glass and stirred for 15 minutes then pour in the mold with the dimensions specified. The next process of vulcanization by using an oven and heated at a temperature of 90o within 1 hour. The test results can be concluded that the higher the content of particles fibers, the higher also the value of the power absorbed. Keywords: Fibers, Latex I radiation 60%, variation of composition, gamma rays

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb. Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Tugas

akhir

berjudul

“analisa

lembaran

komposit

berpenguat serbuk ijuk mesh 40 menggunakan matrik karet alam dengan variasi komposisi serbuk ijuk 0 PHR, 10 PHR, 20 PHR terhadap radiasi sinar gamma”, dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada : 1.

Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D,. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2.

Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.

3.

Bapak Ir. Masyrukan, MT, Selaku pembimbing utama yang telah

memberikan

pengarahan,

bimbingan

dan

saran

hingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. 4.

Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D, selaku pembimbing pendamping yang telah banyak memberikan pengarahan,

bimbingan

dan

saran

dalam penyelesaian

Tugas Akhir ini. 5.

Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberi ilmu pengetahuan kepada penulis selama mengikuti kegiatan kuliah.

ix

x

DAFTAR ISI Halaman Judul ...................................................................................

i

Pernyataan Keaslian Skripsi ........................................................... .. ii Halaman Persetujuan ....................................................................... iii Halaman Pengesahan ...................................................................... iv Lembar Soal Tugas Akhir ................................................................. v Lembar Motto ..................................................................................... vi Abstraksi ........................................................................................... vii Kata Pengantar ................................................................................. viii Daftar Isi ........................................................................................... x Daftar Gambar .................................................................................. xiii Daftar Tabel ...................................................................................... xvi Daftar Simbol .................................................................................... xvii BAB I PENDAHULUAN 1.1 .Latar Belakang ................................................................ 1 1.2 .Perumusan masalah ....................................................... 3 1.3 .Pembatasan Masalah ..................................................... 3 1.4 .Tujuan Penelitian ............................................................ 5 1.5 .Manfaat Penelitian .......................................................... 5 1.6 . Sistematika Penulisan .................................................... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 . Kajian Pustaka .............................................................. 7

xi

2.2 . Landasan Teori ............................................................. 12 2.2.1. Komposit ............................................................... 12 2.2.2. Klasifikasi Material Komposit ................................ 13 2.2.3. Sifat Dari Komposit ............................................... 18 2.2.4. Bagian Utama Dari Komposit ................................ 19 2.2.5. Serat ..................................................................... 20 2.2.6. Tipe Komposit Serat ............................................. 22 2.2.7. Lateks Karet Alam ................................................. 24 2.2.8. Serat Ijuk aren ....................................................... 26 2.2.9. Matriks .................................................................. 28 2.2.10. Bahan Kimia........................................................ 29 2.2.11. Radiasi Partikel Bermuatan................................. 30 2.2.12. Radiasi Partikel Tak Bermuatan .......................... 33 2.2.13. Radiasi Gelombang Elektromagnetik .................. 35 2.2.14. Pengujian Radiasi Sinar Gamma ........................ 36 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian ................................................... 41 3.2. Prosedur Penelitian ........................................................ 42 3.2.1. Studi Pustaka ....................................................... 42 3.2.2. Studi Lapangan .................................................... 42 3.2.3. Persiapan Bahan.................................................. 42 3.2.4. Pembelian dan Pencucian Ijuk ............................. 42 3.2.5. Penggilingan dan Penumbukan Ijuk ..................... 43

xii

3.2.6. Pemblenderan dan Penyaringan Serbuk Ijuk ....... 44 3.2.7. Pendispersian Bahan Kimia ................................. 45 3.2.8. Pembuatan Komposit ........................................... 46 3.2.9. Pengujian Radiasi Sinar Gamma ......................... 47

3.3. Bahan dan Alat ............................................................... 49 3.3.1. Bahan ................................................................... 49 3.3.2. Alat ....................................................................... 53 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Spesimen Komposit ...................................... 60 4.1.1.Komposisi Pembuatan Komposit .......................... 60 4.1.2. Pengujian Radiasi Sinar Gamma .......................... 60 4.1.3. Pembahasan Pengujian Radiasi ........................... 66 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ..................................................................... 68 5.2 Saran............................................................................... 68 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Fibrous Composites (Jones, 1975) ................................ 14 Gambar 2.2 Jenis Penataan Serat ..................................................... 15 Gambar 2.3 Laminate Composites (www.scielo.br) ........................... 16 Gambar 2.4 Particulate Composites (Jones, 1975) ........................... 17 Gambar 2.5 Proses Peluruhan Alpha ................................................ 31 Gambar 2.6 Proses Peluruhan Beta ................................................. 32 Gambar 2.7 Peristiwa Tumbukan Elastik ........................................... 33 Gambar 2.8 Peristiwa Tumbukan Tidak Elastik ................................. 34 Gambar 2.9 Proses Peluruhan Gamma ............................................. 35 Gambar 2.10 Produksi Sinar-x Karakteristik ...................................... 36 Gambar 2.11 Rangkaian Pengujian Sinar Gamma ........................... 37 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian................................................... 41 Gambar 3.2 Ijuk Yang Baru Dibeli...................................................... 43 Gambar 3.3 Penjemuran Ijuk ............................................................. 43 Gambar 3.4 Penggilingan Ijuk ........................................................... 44 Gambar 3.5 Penumbukan Ijuk ........................................................... 44 Gambar 3.6 Blender Ijuk .................................................................... 45 Gambar 3.7 Pengemesan Ijuk ........................................................... 45 Gambar 3.8 Mesh 40 ......................................................................... 45 Gambar 3.9 Serbuk Ijuk ..................................................................... 45 Gambar 3.10 Spesimen Pengujian Radiasi Sinar Gamma ................ 47

xiv

Gambar 3.11 Detektor Geiger Muller (GM) ........................................ 49 Gambar 3.12 Sumber Radiasi............................................................ 49 Gambar 3.13 Rangkaian Alat Uji Sinar Gamma................................. 49 Gambar 3.14 Serbuk Ijuk Aren........................................................... 50 Gambar 3.15 Lateks I Radiasi 60% ................................................... 50 Gambar 3.16 Sulfur............................................................................ 51 Gambar 3.17 ZDEC ........................................................................... 51 Gambar 3.18 ZnO .............................................................................. 52 Gambar 3.19 Ionol ............................................................................. 52 Gambar 3.20 Darvan ......................................................................... 53 Gambar 3.21 Air................................................................................. 53 Gambar 3.22 Alat Roll ........................................................................ 54 Gambar 3.23 Palu .............................................................................. 54 Gambar 3.24 Blender......................................................................... 55 Gambar 3.25 Mesh 40 ....................................................................... 55 Gambar 3.26 Timbangan Digital ........................................................ 56 Gambar 3.27 Sendok ......................................................................... 56 Gambar 3.28 Gelas............................................................................ 56 Gambar 3.29 Tabung Pendispersi Bahan Kimia ................................ 57 Gambar 3.30 Butiran Keramik............................................................ 57 Gambar 3.31 Mesin Agitator .............................................................. 58 Gambar 3.32 Oven ............................................................................ 58 Gambar 3.33 Cetakan Komposit ........................................................ 59

xv

Gambar 3.34 Jangka Sorong ............................................................. 59 Gambar 4.1 Grafik Antara Daya Serap Dengan Komposisi Serbuk Ijuk ................................................................................ 65 Gambar 4.2 Histogram Antara Daya Serap Dengan Komposisi Serbuk Ijuk .................................................................... 66

xvi

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Koefisien Serapan Papan Komposit Serat Ijuk Terhadap sinar beta dan sinar gamma (Mimpin Sitepu,dkk.2006) .... 12 Tabel 4.1 Komposisi Pembuatan Komposit ....................................... 60 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Radiasi Sinar Gamma Dengan Variasi Komposisi ......................................................................... 61 Tabel 4.3 Hasil Pengolahan Data Pengujian Radiasi Sinar Gamma Pada Variasi Serbuk ijuk 0 phr ............................ 62 Tabel 4.4 Hasil Pengolahan Data Pengujian Radiasi Sinar Gamma Pada Variasi Serbuk ijuk 10 phr .......................... 62 Tabel 4.5 Hasil Pengolahan Data Pengujian Radiasi Sinar Gamma Pada Variasi Serbuk ijuk 20 phr .......................... 63 Tabel 4.6 Hasil Pengolahan Data Pengujian Radiasi Sinar Gamma Sebelum Melewati Perisai ................................................. 63 Table 4.7 Data Rata-Rata Daya Serap Dari Setiap Variasi Serbuk Ijuk ........................................................................ 64

xvii

DAFTAR SIMBOL Β = Beta γ = Gamma x2 = Nilai chi square xi = Data hasil pencacah ̅ = Rata-rata hasil pencacah Io = Intensitas sebelum melewati perisai I = Intensitas sesudah melewati perisai DS= Daya Serap

xviii