TUGAS AKHIR
KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 100 MENGGUNAKAN MATRIK KARET DENGAN KOMPOSISI 0PHR, 10PHR, 20PHR TERHADAP RADIASI SINAR GAMMA
Diajukan Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh : SIGIT WAHYUDI NIM : D 200100064
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016
i
PERNYATAAN KEASLIAN TOPIK TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 100 MENGGUNAKAN MATRIK KARET DENGAN KOMPOSISI 0PHR, 10PHR, 20PHR TERHADAP RADIASI SINAR GAMMA” yang dibuat untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dari penelitian atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar sarjana di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta,
mei 2016
Yang Menyatakan
Sigit Wahyudi
ii
iii
.
iv
v
MOTTO “sesuatu yang belum dikerjakan, seringkali tampak mustahil. Kita baru yakin kalau kita telah berhasil melakukanya dengan baik” (Evelyn Underhill) Orang – orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa lalu, dan orang – orang yang masih terus belajar akan menjadi pemilik masa depan (Mario Teguh) “Wisuda setelah 12 semster adalah kesuksesan yang tertunda, lebih baik terlambat wisuda dari pada tidak wisuda sama sekali”
vi
KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 100 MENGGUNAKAN METRIK KARET DENGAN KOMPOSISI (0,10,20)PHR TERHADAP RADIASI SINAR GAMMA
Sigit Wahyudi, Masyrukan, Agus Hariyanto 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 100 dengan matrik karet. Proses pembuatan komposit diawali dengan persiapan bahan yang akan digunakan, yaitu: serat ijuk, lateks pekat dengan kadar karet kering 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, tanpa ijuk, 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 100 dalam waktu 1 jam. Hasil pengujian dapat disimpulkan nilai daya serap komposit terhadap radiasi sinar gamma tertinggi yaitu pada komposit partikel ijuk yang komposisi ijuknya sebesar 20 phr dengan daya serap sebesar 45,19 %. Sedangkan nilai daya serap komposit terhadap radiasi sinar gamma terendah yaitu pada komposit tanpa partikel ijuk, dengan daya serap sebesar 29,66 %. Komposit karet dengan komposisi ijuk yang lebih besar mampu menyerap radiasi sinar gamma lebih besar pula daripada komposit karet dengan komposisi ijuk yang sedikit ataupun yang tanpa ijuk.
Kata kunci : Serat Pohon aren (partikel ijuk), karet alam (Iradiasi 60%),apron radiasi.
vii
CHARACTERISTICS OF PARTICLE COMPOSITE 100 FIBERS MESH WITH COMPOSITION RUBBER MATRIX 0PHR, 10PHR, 20PHR OF POWERABSORBENCY GAMMA RADIATION Sigit Wahyudi, Masyrukan, Agus Hariyanto Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta Email:
[email protected] ABSTRACTION The purpose of this study is to determine how much gamma ray radiation absorption of the composite particles 100 mesh fibers with a rubber matrix. Composite manufacturing process begins with the preparation of materials to be used, namely: palm fiber, latex soupy with dry rubber content of 60%, ZnO, ZDEC, Ionol, sulfur. Fibers are used as filler, originally from the fibers, the fibers are made into a powder without heat treatment (treatment) that could change the nature ijuknya own. Compound made there are 3 variations for comparison, including the compound without fibers, compound with 10 phr fibers and fibers compound with 20 phr. 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 90 ° C within 1 hour. The test results can be concluded composite absorption value of the highest gamma-ray radiation to the composite particles whose composition ijuknya fibers by 20 phr with absorption of 39.71%. While the value of the composite absorption capacity against gamma radiation lowest is in no particle composite fibers, the absorption of 29.27%. Composite rubber composition larger fibers capable of absorbing radiation of gamma rays is greater than the composite rubber composition which fibers that little or no fibers. It can be concluded that the amount of the composition of the fibers is directly proportional to the absorption of gamma ray radiation tehadap, The bigger the composition of the fibers, the greater the absorbency. Conversely the smaller the composition of the fibers getting lower absorbency. Keywords: Composites, Powder Ijuk palm, Latex, Radiation protection, Radiation Gamma Rays
i
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Warahmatullah Hiwabarakatu. Syukur alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir berjudul “KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL IJUK
MESH
100
MENGGUNAKAN
METRIK
KARET
DENGAN
KOMPOSISI (0,10,20)PHR TERHADAP RADIASI SINAR GAMMA” dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati 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 R., ST., MSc., Ph.D. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Bapak Ir. Masyrukan, MT. Selaku dosen pembimbing utama yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah.
i
4. Bapak, Ir Agus Hariyanto, MT. Selaku dosen pendamping kedua yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar dan ramah. 5. Bapak
dan
Ibu
Muhammadiyah
dosen
Jurusan
surakarta
yang
teknik
mesin
Universitas
telah
memberikan
ilmu
pengetahuan kepada penulis selama mengikuti kegiatan kuliah. 6. Bapak dan Ibu ku tercinta yang setiap waktu selalu mendoakan, memberikan semangat memberikan materi dan dorongan, serta terimakasih
atas
semua
nasehat,
bimbingan
dan
pengorbananmu selama ini sehingga semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Semua doa dan kasih sayang yang tulus darimu akan selalu mengiringi langkahku. 7. Teman – teman seperjuangan yang mengambil bahan Tugas Akhir ini,(hari prasetya,anim nur faid, ferry irawan, sutrisno, kukuh, dan arip ) semoga masih bisa saling bekerja sama diluar lingkup universitas,tetap semangat dan sukses selalu 8. Teman – teman seangkatan teknik mesin 2010 yang senantiasa hadir mendukung dan mensuport tugas akhir ini.. 9. Kakak-kakak ku ( Indri Dan Anis ) tersayang yang selalu mendukungku dan memberi semangat untuk kuliah. 10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah banyak membantu kelancaran.
ii
iii
DAFTAR ISI
Halaman judul ................................................................................... i Pernyataan Keaslian Skripsi ............................................................. ii Halaman Persetujuan .......................................................................
iii
Halaman Pengesahan ......................................................................
iv
Lembar Tugas Akhir .......................................................................... v Motto ................................................................................................. vi Abstraksi ...........................................................................................
vii
Kata Pegantar ................................................................................... viii Daftar Isi ...........................................................................................
xi
Daftar Gambar .................................................................................. xiv Daftar Tabel ...................................................................................... xvii Daftar Lampiran ................................................................................
xviii
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah ................................................................ 3 1.3 Pembatasan Masalah .............................................................. 3 1.4 Tujuan Penelitian ..................................................................... 4 1.5 Manfaat Penelitian ................................................................... 4 1.6 Sistematika Penulisan .............................................................. 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. 7 2.1 Kajian Pustaka .......................................................................... 7 2.2 Landasan Teori ......................................................................... 9 2.2.1 Komposit ......................................................................... 9 2.2.1.1 Komposisi Komposit ................................................. 10 2.2.1.2 Klasifikasi Material Komposit …………………………. 11 2.2.2 Karet Alam …………………............................................ 14 2.2.3 Serat Ijuk ……………………............................................ 15 2.2.4 Mesh 100 ........................................................................ 17
iv
2.2.5 Bahan Kimia Karet………………….................................. 20 2.2.6 Vulkanisasi …………………........................................... 22 2.2.7 Radiasi Nuklir ………………………………………………. 24 2.2.7.1 Sinar Gamma ………...……..………………………….. 25 2.2.7.2 Sinar-x …………………………………………………… 26 2.2.7.3 Efek Radiasi Terhadap Manusia …………………….. 27 2.2.8 Statistik Pencacah Radiasi ………………………………… 28 2.2.9 Penghitungan Daya Serap …………………………………. 32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN................................................. 33 3.1 Diagram Alir Penelitian ............................................................. 33 3.2 Studi Literature dan Survey Lapangan....................................... 34 3.3 Alat – alat Penelitian ……………………………………………….. 34 3.3.1 Peralatan Penelitian ....................................................... 34 3.3.2 Peralatan Pengujian ......................................................
40
3.4 Bahan Penelitian .....................................................................
41
3.5 Lokasi Penelitian ………………………………………………….. 46 3.6 Prosedur Penelitian ………………………………………………. 46 3.6.1 Tahap Pembuatan Serat Ijuk Menjadi Serbuk Ijuk.........
46
3.6.2 Tahap Dalam Proses Dispersi ....………………………... 47 3.6.3 Tahap Proses Komponding……………………………….. 48 3.6.4 Tahap Pengujian Radiasi Sinar Gamma ………............
51
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ........................... 54 4.1 Nilai Intensitas Radiasi Sinar Gamma ....................................... 54 4.1.1 Pembahasan Hasil Pengujian Radiasi Sinar Gamma……. 54 4.2 Hasil Daya Serap radiasi Sinar Gamma…...……………………. 55 4.2.1 Pembahasan Nilai Daya Serap….…………………………. 56
BAB V PENUTUP .............................................................................. 57 5.1 Kesimpulan .......................................................................... 57
v
5.2 Saran ................................................................................... 57 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Lampiran 1. Komposisi bahan penyusun kompon karet Lampiran 2. Hasil Pengujian dan Pengolahan Data Lampiran 3. SOP Pengukuran Penahan Radiasi Lampiran 4. StandartNasional Indonesia 18-6478-2000
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Fibrous Composites .................................................... 12
Gambar 2.2
Laminate Composites.................................................. 13
Gambar 2.3
Particulate Composites …........................................... 14
Gambar 2.4
Saringan Mesh ……………………………................... 18
Gambar 2.5 Pengayakan Manual …………..……………………….… 19 Gambar 2.6 Proses vulkanisasi …………………………………….….. 23 Gambar 2.7 Proses Peluruhan Gamma ………...……………………. 25 Gambar 2.8 Sinar X Karakteristik ……………………………………… 26 Gambar 2.9 Distribusi Gauss ……………………………………………. 29 Gambar 2.10 intensitas radiasi dari sumber radiasi…………………. 30 Gambar 3.2. Palu …………………………………………...………….. 34 Gambar 3.3
Blender ……………………………………...…………... 35
Gambar 3.4
Alat Roll ………………................................................. 35
Gambar 3.5
Saringan Mesh……………........................................... 36
Gambar 3.6
Timbangan Digitl …………………………..................... 36
Gambar 3.7
Tabung Dispersi ……................................................... 37
Gambar 3.8
Bola – bola Pengaduk ………….…............................. 37
Gambar 3.9
Mesin Agrigator …………………….….......................... 38
Gambar 3.10 Gelas ………………………………............................... 38 Gambar 3.11 Cetakan ……………………………................................ 39 Gambar 3.12 Jangka Sorong ............................................................ 39 Gambar 3.13 oven ………….............................................................. 39
vii
Gambar 3.14 Detector ...................................................................... 40 Gambar 3.15 Sumber Energi ..........................................................
40
Gambar 3.16 Surveimeter / Sistem Pencacah GM .........................
41
Gambar 3.17 Serat Ijuk menjadi Serbuk ijuk ..................................... 42 Gambar 3.18 Lateks Pekat……………............................................... 43 Gambar 3.19 Sulfur…………………………........................................ 43 Gambar 3.20 Zno……....................................................................... 44 Gambar 3.21 ZDEC ……………………….…….…............................. 45 Gambar 3.22 Ionol ………………………………….….......................... 45 Gambar 3.23 Darvan ……………….……………............................... 46 Gambar 3.24 Kompon Komposit Karet………................................... 39 Gambar 3.25 Tata letak pengujian..................................................... 39 Gambar 4.1
Grafik Hubungan Intensitas Radiasi dan Komposisi Ijuk............................................................................... 44
Gambar 4.2
histogram hubungan intensitas radiasi……................ 45
Gambar 4.2
Daya Serap Partikel Ijuk ............................................. 45
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Koefisien Serapan Papan Komposit Serat Ijuk……........ 9 Tabel 2.2. Tabel Nomor Ayakan Dan Lubang Ayakan.................... 18 Tabel 2.3 Tabel Chi Square........................................................... 31 Tabel 3.1 Diagram Alir penelitian .................................................. 33 Tabel 3.2 Tabel Formulasi Kompon............................................... 37 Tabel 4.1 Nilai Intensitas Radiasi Sinar Gamma………………….... 54 Tabel 4.2. Hasil Daya Serap Radiasi Sinar Gamma………………… 39
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Komposisi bahan penyusun kompon karet Lempiran 2. Hasil Pengujian dan Pengolahan Data Lampiran 3. SOP pengukuran Penahan Radiasi Lampiran 4. Standart Pengujian
x
