TUGAS AKHIR Analisa Lembaran Komposit Berpenguat Serbuk Ijuk Mesh 60 Menggunakan Matrik Karet Alam Dengan Variasi Komposisi Serbuk Ijuk (0, 10, 20) Phr Terhadap Radiasi Sinar Gamma.

TUGAS AKHIR

ANALISA LEMBARAN KOMPOSIT BERPENGUAT SERBUK
IJUK MESH 60 MENGGUNAKAN MATRIK KARET ALAM
DENGAN VARIASI KOMPOSISI SERBUK IJUK (0, 10, 20)
PHR TERHADAP RADIASI SINAR GAMMA

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

Disusun oleh :
ANIM NUR FAID
NIM : D 200.10.0051

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016

i

ii

iii

iv

v

MOTTO

“ Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila
engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk
urusan yang lain), dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap ”
(QS. Al-Insyirah: 6-8)
“ Harga kebaikan manusia adalah diukur menurut apa yang telah
dilaksanakan/diperbuatnya ”
(Ali Bin Abi Thalib)
“ Sebaik-baik obat menghadapi kekhawatiranmu tentang masa depanmu
adalah engkau memperbaiki kondisimu yang sekarang ”
(Khalid al-Mosleh)

vi

ANALISA LEMBARAN KOMPOSIT BERPENGUAT SERBUK IJUK
MESH 60 MENGGUNAKAN MATRIK KARET ALAM DENGAN VARIASI
KOMPOSISI SERBUK IJUK (0, 10, 20) PHR TERHADAP RADIASI
SINAR GAMMA
Anim Nur Faid, Masyrukan, Joko Sedyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email : animnurf@gmail.com
ABSTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh
komposit berpenguat serbuk ijuk mesh 60 menggunakan matrik karet alam
terhadap radiasi sinar gamma. Komposisi serbuk ijuk yang digunakan
dalam penelitian ini adalah variasi (0, 10, 20) phr. Pembuatan komposit
diawali dengan persiapan bahan serat ijuk, lateks I radiasi 60% dan bahan
kimia seperti darvan, Zno, ZDEC, ionol, sulfur untuk bahan penunjang
dalam pembuatan komposit.
Proses awal pembuatan serat menjadi serbuk dilakukan dengan

pencucian serat ijuk menggunakan air bersih. Kemudian dilakukan
penjemuran dibawah sinar matahari sampai kering dan dilanjutkan proses
penggilingan, penumbukan dan pemotongan menggunakan blender agar
cepat terurai menjadi serbuk. Pada pembuatan komposit, bahan kimia
yang digunakan sebagai bahan penunjang dilakukan proses dispersi
terlebih dahulu. Proses dispersi bahan kimia seperti ZnO, ZDEC dan ionol
dilakukan selama 24 jam, sedangkan sulfur selama 48 jam. Pencampuran
bahan komposit dilakukan pada sebuah gelas dan diaduk selama 15
menit kemudian di tuang kedalam cetakan dengan dimensi yang sudah
ditentukan. Selanjutnya, dilakukan proses vulkanisasi dengan
menggunakan oven dengan suhu 900C selama 1 jam.
Hasil pengujian menunjukkan, Semakin tinggi komposisi serbuk ijuk
yang digunakan pada material komposit, semakin tinggi pula nilai daya
serap radiasi yang dihasilkan. Nilai daya serap komposit terhadap radiasi
sinar gamma tanpa partikel ijuk (0 phr) diperoleh nilai daya serap sebesar
26,58%, komposit dengan fraksi berat serbuk ijuk 10 phr diperoleh nilai
daya serap sebesar 31,44% dan komposit dengan fraksi berat serbuk ijuk
20 phr diperoleh nilai daya serap sebesar 32,46%. Hal ini menunjukkan
bahwa besar komposisi serbuk ijuk mempengaruhi daya serap terhadap
radiasi sinar gamma.

Kata kunci: Komposit, Serbuk Ijuk aren, Lateks, Proteksi radiasi,
Radiasi Sinar Gamma

vii

ANALYSIS SHEETS COMPOSITE POWDER 60 MESH FIBERS USING
A MATRIX OF NATURAL RUBBER WITH POWDER COMPOSITION
VARIATION FIBERS (0, 10, 20) PHR AGAINST GAMMA RADIATION
Anim Nur Faid, Masyrukan, Joko Sedyono
Mechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Surakarta
Email: animnurf@gmail.com
ABSTRACTION
This study aims to determine how much influence Composite
powder 60 mesh fibers using a matrix of natural rubber against gamma
radiation. Powder composition fibers used in this study was the variation
(0, 10, 20) phr. Manufacture of composite fiber material begins with the
preparation of fibers, latex I 60% radiation and chemicals such as darvan,
ZnO, ZDEC, ionol, sulfur for support in the manufacture of composite

materials.
The initial process of manufacturing fiber into powder made with
palm fiber laundering using clean water. Then do the drying in the sun until
dry and continue the process of milling, comminution and cutting using a
blender to quickly break down into powder. In the manufacture of
composite, a chemical used as supporting material dispersion process is
carried out beforehand. The dispersion process chemicals such as ZnO,
ZDEC and ionol carried out for 24 hours, while sulfur for 48 hours. Mixing
of composite materials made on a glass and stirred for 15 minutes and
then is poured into a mold with the dimensions specified. Furthermore, the
vulcanization process by using an oven with a temperature of 90 0C for 1
hour.
The higher the powder composition of the fibers used in composite
materials, the higher the value the absorption of radiation produced.
Values composite absorption of the gamma radiation without particle fibers
(0 phr) absorption values obtained by 26.58%, with the weight fraction
powder composite fibers 10 phr obtained absorption values of 31.44% and
composite powders with a weight fraction of fibers 20 phr absorption
values obtained by 32.46%. This indicates that a large roofed powder
composition affects absorption of gamma radiation.

Keywords: Composites, Powder Ijuk palm, Latex, Radiation protection,
Radiation Gamma Rays

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

“ANALISA

LEMBARAN

KOMPOSIT

BERPENGUAT SERBUK IJUK MESH 60 MENGGUNAKAN MATRIK
KARET ALAM DENGAN VARIASI KOMPOSISI SERBUK IJUK (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 sebesar-besarnya 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 Masyrukan, ST, MT. Selaku dosen pembimbing utama
yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam
penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar
dan ramah.

viii

4. Bapak Joko Sedyono, Ph.D. Selaku dosen pendamping kedua
yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam

penyusunan Tugas Akhir ini dengan sangat perhatian, baik, sabar
dan ramah.
5. Dosen

Jurusan

teknik

mesin

Universitas

Muhammadiyah

surakarta yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada
penulis selama mengikuti kegiatan kuliah.
6. Bapak dan Ibu tercinta yang setiap waktu selalu mendoakan,
memberikan semangat 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. Semua pihak Balai Besar Kulit, Karet dan Plastik Jogjakarta yang
tidak bisa saya sebutkan satu persatu yang telah membantu saya
dan

memberikan

ijin

penelitian

untuk

menggunakan

alat

laboratrium.
8. Sahabat terbaik Rudi Rukayadi, Faisal R, semua sedulur ijuk,

team, keluarga kost pandawa 2 dan teman-teman seperjuangan
lainnya terima kasih atas bantuannya dan atas segala suka dan
duka selama penyelesaian Tugas Akhir ini, semoga persaudaraan
tetap terjaga sampai kapanpun.

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
Abstrak .............................................................................................. vii
Kata Pengantar .................................................................................. viii
Daftar Isi ........................................................................................... xi
Daftar Gambar .................................................................................. xiv

Daftar Tabel ...................................................................................... xvii
Daftar Simbol .................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 .Latar Belakang ................................................................ 1
1.2 .Perumusan masalah ....................................................... 3
1.3 .Pembatasan Masalah ..................................................... 3
1.4 .Tujuan Penelitian ............................................................ 4
1.5 .Manfaat Penelitian .......................................................... 5
1.6 . Sistematika Penulisan .................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 . Kajian Pustaka .............................................................. 7

xi

2.2 Landasan Teori ............................................................. 9
2.2.1 Pengertian Komposit ............................................. 9
2.2.2 Klasifikasi Komposit .............................................. 10
2.2.3 Sifat Dari Komposit ............................................... 16
2.2.4 Bagian Utama Komposit ....................................... 17
2.2.5 Serat ..................................................................... 17
2.2.6 Serat Ijuk Aren ...................................................... 19
2.2.7 Matrik .................................................................... 22
2.2.8 Bahan Kimia Pembuatan Komposit ...................... 23
2.2.9 Jenis Radiasi dan Interaksinya dengan Materi...... 27
2.2.10 Pengujian Radiasi Sinar Gamma ......................... 39
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................... 43
3.2 Prosedur Penelitian ......................................................... 44
3.2.1 Studi Pustaka ......................................................... 44
3.2.2 Studi Lapangan ...................................................... 44
3.2.3 Persiapan Bahan ................................................... 44
3.2.4 Pencucian dan Pengeringan Serat Ijuk .................. 44
3.2.5 Penggilingan dan Penumbukan Serat Ijuk ............. 45
3.2.6 Pemblenderan dan Penyaringan Serbuk IJuk ........ 46
3.2.7 Dispersi Bahan kimia ............................................. 47
3.2.8 Pembuatan Komposit ............................................. 48
3.2.9 Pengujian Radiasi sinar Gamma ............................ 49

xii

3.3 Alat dan Bahan ................................................................ 51
3.3.1 Bahan..................................................................... 51
3.3.2 Alat ......................................................................... 55
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Perhitungan Fraksi Berat Komposit ................................. 61
4.2 Perhitungan Daya Serap Komposit ................................. 62
4.3 Pembahasan Pegujian Radiasi Sinar Gamma ................ 66
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ..................................................................... 69
5.2 Saran............................................................................... 69

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Fibrous Composites ..................................................... 11
Gambar 2.2 Jenis Penataan Serat ................................................... 12
Gambar 2.3 Laminate Composites .................................................. 14
Gambar 2.4 Particuate Composites ................................................. 15
Gambar 2.5 Proses Peluluhan Alpha ............................................... 28
Gambar 2.6 Proses Peluluhan Beta................................................. 29
Gambar 2.7 Proses Ionisas.............................................................. 31
Gambar 2.8 Peristiwa Eksitasi ......................................................... 31
Gambar 2.9 Peristiwa Brehmsstrahlung .......................................... 32
Gambar 2.10 Peristiwa Tumbukan Elastik ......................................... 33
Gambar 2.11 Peristiwa Tumbukan Tidak Elastik ............................... 34
Gambar 2.12 Proses Peluruhan Gamma ........................................... 36
Gambar 2.13 Produksi Sinar-X Karakteristik ..................................... 36
Gambar 2.14 Peristiwa Efek Foto Listrik ............................................ 37
Gambar 2.15 Peristiwa Peristiwa Efek Compton ............................... 38
Gambar 2.16 Peristiwa Produksi Pasangan ...................................... 38
Gambar 2.17 Tata Letak Pengujian ................................................... 41
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian................................................... 43
Gambar 3.2 Serat Ijuk ........................................................................ 45
Gambar 3.3 Pengeringan Serat Ijuk................................................... 45
Gambar 3.4 Penggilingan Serat Ijuk .................................................. 46

xiv

Gambar 3.5 Penumbukan Serat Ijuk .................................................. 46
Gambar 3.6 Pemblenderan Ijuk ......................................................... 47
Gambar 3.7 Mesh .............................................................................. 47
Gambar 3.8 Penyaringan Serbuk....................................................... 47
Gambar 3.9 Serbuk Ijuk ..................................................................... 47
Gambar 3.10 Spesimen Pengujian .................................................... 49
Gambar 3.11 Detektor Geiger Muller ................................................. 50
Gambar 3.12 Sumber Radiasi............................................................ 50
Gambar 3.13 Rangkaian Alat Ui Sinar Gamma ................................. 50
Gambar 3.14 Lateks I Radiasi 60% ................................................... 51
Gambar 3.15 Serbuk Ijuk Aren........................................................... 51
Gambar 3.16 Air................................................................................. 52
Gambar 3.17 Darvan ......................................................................... 52
Gambar 3.18 Ionol ............................................................................. 53
Gambar 3.19 Sulfur............................................................................ 53
Gambar 3.20 ZDEC ........................................................................... 54
Gambar 3.21 ZnO .............................................................................. 54
Gambar 3.22 Alat Roll ........................................................................ 55
Gambar 3.23 Palu .............................................................................. 55
Gambar 3.24 Blender......................................................................... 56
Gambar 3.25 Mesh 60 ....................................................................... 56
Gambar 3.26 Tabung Dispersi ........................................................... 57
Gambar 3.27 Butiran Keramik............................................................ 57

xv

Gambar 3.28 Mesin agiator ............................................................... 58
Gambar 3.29 Timbangan digital ......................................................... 58
Gambar 3.30 Sendok ......................................................................... 59
Gambar 3.31 Gelas............................................................................ 59
Gambar 3.32 Cetakan........................................................................ 59
Gambar 3.33 Oven ............................................................................ 60
Gambar 3.34 Jangka Sorong ............................................................. 60
Gambar 4.1. Grafik Antara Daya Serap Dengan Variasi Komposit .... 68

xvi

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Daya serap pelat timbal (Pb) dengan berbagai ketebalan,
pada tegangan operasi pesawatsinar-X 100 KeV, 5 mA ... 8
Tabel 2.2 Daya serap komposit dengan ketebalan 0,18 cm, pada
tegangan operasi pesawat sinar-X 100 KeV, 5 mA .......... 8
Tabel 2.3 Koefisien Serapan Papan Komposit Serat Ijuk terhadap
Sinar- β dan Sinar- ......................................................... 9
Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Phr ke Gram ......................................... 62
Table 4.2 Geometri Pengujian Radiasi Sinar Gamma ....................... 62
Table 4.3 Hasil Pengujian Intensitas Radiasi Sinar Gamma Dengan
Variasi Fraksi Berat Serbuk Ijuk 0 phr, 10 phr, 20 phr....... 63
Table 4.4 Hasil Pengolahan Data Chi Square Test Variasi Tanpa
Serbuk Ijuk 0 phr Seteleh Melewati Perisai Radiasi (I)...... 64
Table 4.5 Hasil Pengolahan Data Chi Square Test Variasi Serbuk
Ijuk 10 phrSetelah Melewati Perisai Radiasi (I) ................. 64
Table 4.6 Hasil Pengolahan Data Chi Square Test Variasi Serbuk
Ijuk 20 phr Setelah Melewati Perisai Radiasi (I) ................ 65
Table 4.7 Hasil Pengolahan Data Chi Square Test Tanpa Perisai
Radiasi (I0) ........................................................................ 65
Table 4.8 Daya Serap Pada Masing-masing Sempel ........................ 67
Table 4.9 Daya Serap Rata-rata Pada Setiap Fraksi Berat
Komposit ........................................................................... 68

xvii

DAFTAR SIMBOL
= Gamma
x2

= Nilai chi square

Xi

= Data hasil pencacah

̅

= Nilai rata-rata hasil pencacah

Io

= Intensitas sebelum melewati perisai

I

= Intensitas sesudah melewati perisai

DS = Daya Serap

xviii