i
TUGAS AKHIR
PENGARUH KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 100
MENGGUNAKAN KARET TERHADAP RADIASI SINAR
GAMMA DENGAN KOMPOSISI SERBUK IJUK 0 PHR, 15
PHR, 25 PHR
Diajukan Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh : SUTRISNO NIM : D 200.100.014
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul : “PENGARUH KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 100 MENGGUNAKAN KARET TERHADAP RADIASI SINAR GAMMA DENGAN KOMPOSISI SERBUK IJUK 0 PHR, 15 PHR, 25 PHR” yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 2016
Yang menyatakan
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 100 MENGGUNAKAN KARET TERHADAP RADIASI
SINAR GAMMA DENGAN KOMPOSISI SERBUK IJUK 0 PHR, 15
PHR, 25 PHR”, Telah disetujui oleh Pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama : Sutrisno
NIM : D200100014
Disetujui pada : Hari : Tanggal :
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 100 MENGGUNAKAN KARET TERHADAP RADIASI
SINAR GAMMA DENGAN KOMPOSISI SERBUK IJUK 0 PHR, 15
PHR, 25 PHR”, telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama : Sutrisno NIM : D200100014 Disahkan pada
Hari : Tanggal :
Tim Penguji :
Ketua : Masyrukan, ST, MT. ………...
Anggota 1 : Agus Yulianto, ST, MT. .……….. Anggota 2 : Ir. Pramuko IP, MT ………...
Dekan Ketua Jurusan
HALAMAN MOTTO
“Barang siapa yang bertaqwa kepada Allah, maka Allah akan memberikan jalan keluar kepadanya, memberi rezeki dari arah yang tidak disangka-sangka, jadikan segala urusannya menjadi mudah, dihapuskan segala
dosa-dosanya dan mendapatkan pahala yang agung” (Q.S Ath-Thalaq: 2, 3, 4)
“Siapapun yang menempuh suatu jalan untuk mendapatkan ilmu, maka Allah akan memberikan kemudahan jalannya menuju surga.”
(H.R Muslim)
“Lebih baik merasakan sulitnya pendidikan sekarang daripada rasa pahitnya kebodohan kelak”
(Rofi Yansyah)
“Apabila anda berbuat kebaikan kepada orang lain, maka anda telah berbuat baik terhadap diri sendiri”
vii
PENGARUH KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 100 MENGGUNAKAN MATRIK KARET TERHADAP RADIASI SINAR GAMMA DENGAN
KOMPOSISI IJUK 0 PHR, 15 PHR, 25 PHR Sutrisno, Masyrukan, Agus Yulianto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email :sutris22@yahoo.com
ABSTRAKSI
Penelitian komposit partikel ijuk ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar daya serap radiasi sinar gamma terhadap komposit partikel ijuk mesh 100 yang menggunakan matrik karet dengan variasi komposisi 0 phr, 15 phr, 25 phr.
Proses awal pembuatan komposit dengan menyiapkan bahan seperti :serat ijuk, lateks pekat dengan kadar karet kering 60 %, Zno, ZDEC, Ionol, sulfur. Ijuk digunakan sebagai filler. Serat ijuk dilakukan pencucian, penjemuran kemudian dilanjutkan dengan pengepresan, dipukul, blender dan disaring menggunakan mesh 100 hingga menjadi serbuk ijuk. Proses dispersi bahan kimia dilakukan selama 24 jam dan untuk sulfurnya selama 48 jam. Pencampuran bahan komposit dengan sebuah gelas, diaduk selama 15 menit lalu dituangkan didalam cetakan. Vulkanisasi menggunakan oven yang dipanskan pada suhu 900 selama 1 jam.
Hasil pengujian disimpulkan bahwa nilai daya serap komposit terhadap radiasi sinar gamma terendah yaitu pada komposit partikel ijuk yang komposisi ijuknya sebesar 0 phr dengan daya serap sebesar 29,66%. Sedangkan nilai daya serap komposit terhadap radiasi sinar gamma tertinggi yaitu pada komposisi 25 phr, dengan daya serap sebesar 40,94%. Komposit karet dengan komposisi ijuk dengan angka yang lebih kecilitulah yang paling banyak menyerap radiasi sinar gamma.
INFLUENCE OF PARTICLE COMPOSITE FIBERS 100 MESH USING A RUBBER MATRIX AGAINST GAMMA RADIATION TO THE
COMPOSITION OF THE FIBERS 0 PHR, 15 PHR, 25 PHR
Sutrisno, Masyrukan, Agus Yulianto
Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email :sutris22@yahoo.com
ABSTRACTION
Particle composite fibers research aims to find out how much gamma ray radiation absorbtion of the composite particles of 100 mesh fibers that used a rubber matrix by variation composition 0 phr, 15 phr, 25 phr.
The initial process of making composite by preparing materials such as : palm fiber, latex soupy with dry rubber content of 60%, Zno, ZDEC, lonol, sulphur. Fiber are used as filter. Fiber roofed washing, drying tehn followed by pressing, beaten, blender and filtered using a 100 mesh powder to be roofed. The dispersion process chemicals for 24 hours and for the sulphur for 48 hours. The Mixing of composite materials using a glass, stired for 15 minutes and then poured in the mold. Vulcanization using a preheated oven at 900 for 1 hour.
The test results concluded that the absorption of the composite to the lowest gamma radiation located in the particles composite fiber by composite fiber content 0 phr with absorption of 29,66%. While the value of the absorption of the composite to the highest gamma- ray radiation is the composit of the 25 phr, by absorption of 40,94%.Composite rubber by composition of fibers with a smaller number is the most absorbs gamma radiation.
ix
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan rasa syukur atas kehadirat Allah SWT, Beserta Rasullnya, Bangga haru, Serta rasa bahagia yang mendalam setelah melewati berbagai cobaan dan rintangan dalam perjuangan yang panjang, Ku persembahkan Tugas Akhir ini kepada :
Bapak dan Ibuku yang paling aku cintai, kusayangi yang selalu mendukung dan mendoakan aku selama ini sehingga terwujudlah impian yang selama ini di inginkan, setelah selesai ini saya berjanji akan membicarakan sesuatu hal yang penting saya pendam selama ini, bertahun-tahun saya sembunyikan dari kalian tentang penyakit yang saya derita selama ini.
Mbah Kakung, Mbah Putri dan Mbok Tuo yang selalu memberikan nasehat.
Kakakku Kandung Sri Lestari, Suami Kakak ku Supardi, Kakak-kakakku Ponakan dan Adik Ponakanku, yang selalu memberiku semangat dan mendoakan ku.
Ayu Nur Cholifah yang selalu memberiku arti kehidupan ini, karena engkaulah semangat ku, sahabatku, teman hidupku semoga kelak kita bisa hidup bersama sepasang suami dan istri.
Serta Keluarga besar Ku terimakasih atas dukungan dan kepercayaan.
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 “Pengaruh Komposit Partikel Ijuk Mesh 100 Menggunakan Karet Terhadap Radiasi Sinar Gamma Dengan Komposisi Ijuk 0 phr, 15 phr, 25 phr” 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 sebesar-besarnya 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 Agus Yulianto, ST, MT Selaku pembimbing kedua yang telah memberikan bimbingan,pengarahan dan saran dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Bapak Ir. Pramuko IP, MT Selaku dosen penguji yang telah memberikan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
xi
7. Bapak dan Ibu tercinta yang setiap waktu selalu mendo’akan, memberi semangat dan dorongan, serta terimakasih atas semua nasehat, bimbingan dan pengorbananmu selama ini sehingga penulis semangat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Semua do’a dan kasih sayang yang tulus darimu akan selalu mengiringi langkahku.
8. Team pasukan ijuk yang selalu memberi semangat, terima kasih atas segala suka dan duka selama penyelesaian Tugas Akhir ini, semoga persaudaraan tetap terjaga sampai kapanpun.
9. Ibu Novi selalu kepala Laboratorium Riset Karet BBKKP Yogyakarta. Terimakasih telah banyak membantu dalam proses penengerjaan spesimen dalam Tugas Akhir ini. Semoga ilmu ini bermanfaat kedepannya.
10. Bapak Sigit selaku kepala laboratorium STTN yang selalu membantu proses pengujian spesimen dalam Tugas Akhir ini. 11. Team rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin angkatan
2010, yang telah ikut memberi saran dan motivasi.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan orang lain.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 2016
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... .. ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... v
HALAMAN MOTTO ... vi
ABSTRAKSI ... vii
ABSTACTION ... viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... ix
KATA PENGANTAR ... x
DAFTAR ISI ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR TABEL ... xviii
DAFTAR SIMBOL ... xix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 . Latar Belakang ... 1
1.2 . Perumusan masalah ... 3
1.3 . Pembatasan Masalah ... 3
1.4 . Tujuan Penelitian ... 3
1.5 . Manfaat Penelitian ... 4
xiii BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 . Kajian Pustaka ... 6
2.2 . Landasan Teori ... 10
2.2.1. Komposit ... 10
2.2.2. Klasifikasi Material Komposit ... 11
2.2.3. Sifat Dari Komposit ... 16
2.2.4. Bagian Utama Dari Komposit ... 17
2.2.5. Serat ... 19
2.2.6. Tipe Komposit ... 21
2.2.7. Serat Ijuk Aren ... 22
2.2.8. Matrik ... 23
2.2.9. Bahan Kimia ... 24
2.2.10. Radiasi Partikel Bermuatan ... 26
2.2.11. Radiasi Partikel Tak Bermuatan ... 28
2.2.12. Radiasi Gelombang Elektromagnetik (foton) ... 30
2.2.13. Pengujian Radiasi Sinar Gamma ... 32
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian ... 36
3.2. Prosedur Penelitia ... 37
3.2.1. Studi Pustaka ... 37
3.2.2. Persiapan Bahan ... 37
3.2.4. Pencucian, Perendaman, dan Penjemuran... 37
3.2.5. Pembuatan Serbuk Ijuk ... 38
3.2.6. Pembelian Bahan Kimia ... 40
3.2.7. Pendispersian Bahan Kimia ... 41
3.2.8. Pembuatan Komposit ... 41
3.2.9. Pengujian Radiasi Sinar Gamma ... 43
3.3 Bahan Dan Alat ... 45
3.3.1. Bahan... 45
3.3.2. Alat ... 49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Spesimen Komposit ... 56
4.1.1. Pengujian Radiasi Sinar Gamma ... 56
4.1.2. Pembahasan Hasil Radiasi Sinar Gamma ... 61
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 63
5.2 Saran ... 64
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Fibrous Composites (Jones, 1975) ... 11
Gambar 2.2 Jenis Penataan Serat ... 12
Gambar 2.3 Laminate Composites (www.scielo.br) ... 14
Gambar 2.4 Particulate Composites (Jones, 1975) ... 15
Gambar 2.5 Proses Peluruhan Alpha ... 26
Gambar 2.6 Proses Peluruhan Beta ... 27
Gambar 2.7 Peristiwa Tumbukan Elastic ... 29
Gambar 2.8 Peristiwa Tumbukan Tidak Elastic ... 30
Gambar 2.9 Proses Peluruhan Gamma ... 31
Gambar 2.10 Produksi Sinar X Karakteristik ... 32
Gambar 3.1Diagram Alir Penelitian ... 36
Gambar 3.2 Ijuk Yang Baru Dibeli ... 38
Gambar 3.3Ijuk Aren ... 38
Gambar 3.4 Penggilingan Ijuk Aren ... 39
Gambar 3.5 Pemaluan Ijuk Aren ... 39
Gambar 3.6 Pemblenderan Ijuk Aren ... 40
Gambar 3.7 Pengemesan Serbuk ... 40
Gambar 3.8 Mesh 100 ... 40
Gambar 3.9 Serbuk Ijuk ... 40
Gambar 3.10 Spesimen Pengujian Radiasi Sinar Gamma ... 43
Gambar 3.11 Detektor Geigei Muller ... 44
Gambar 3.13 Rangkaian Alat Uji Sinar Gamma... 45
Gambar 3.14 Serbuk Ijuk Aren... 45
Gambar 3.15 Latek I Radiasi ... 46
Gambar 3.16 Sulfur ... 46
Gambar 3.17 ZDEC (Zinc Oxide) ... 47
Gambar 3.18 ZNO (Zinc Dietyl dithio Carbamate) ... 47
Gambar 3.19 Ionol ... 48
Gambar 3.29 Tabung Dispersi Bahan Kimia ... 52
Gambar 3.30 Butiran Keramik... 53
Gambar 3.31 Mesin Agrigator ... 53
Gambar 3.32 Oven ... 54
Gambar 3.33 Cetakan ... 54
Gambar 3.34 Jangka Sorong ... 55
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1Hasil Pengujian Radiasi Sinar Gamma Dengan Variasi
Komposisi Serbuk Ijuk 0 phr, 15 phr, dan 25 phr ... 57 Table 4.2Hasil Pengolahan Data Pengujian Radiasi Sinar Gamma Pada
Variasi Serbuk ijuk 0 phr ... 57 Table 4.3Hasil Pengolahan Data Pengujian Radiasi Sinar Gamma Pada
Variasi Serbuk ijuk 15 phr ... 58 Table 4.4Hasil Pengolahan Data Pengujian Radiasi Sinar Gamma Pada
Variasi Serbuk ijuk 25 phr ... 58 Table 4.5Hasil Pengolahan Data Pengujian Radiasi Sinar Gamma
xix
DAFTAR SIMBOL
x2 = Nilai chi square xi = Data hasil pencacah
̅ = Rata-rata hasil pencacah
