TUGAS AKHIR Fabrikasi dan karakterisasi ftir biomaterial hidroksiapatit dari gipsum alam kulon progo yang disinter pada temperatur 1400 oc.

TUGAS AKHIR
FABRIKASI DAN KARAKTERISASI FTIR BIOMATERIAL
HIDROKSIAPATIT DARI GIPSUM ALAM KULON PROGO
YANG DISINTER PADA TEMPERATUR 1400OC

Diajukan untuk memenuhi tugas dan syarat guna memperoleh gelar Sarjana
Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :
SYAHRUL HUDA
D 200 020 212

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2007

HALAMAN PERSETUJUAN

Nama


: Syahrul Huda

NIM/NIRM : D 200 020 212
Judul/Topik

:Fabrikasi

dan

Karakterisasi

FTIR

Biomaterial

Hidroksiapatit Dari Gipsum Alam Kulon Progo yang
Disinter Pada Temperatur 1400OC.
Tugas ini telah diperiksa dan diteliti oleh Dosen Pembimbing Utama dan
Dosen Pembimbing Pendamping untuk dipertahankan dihadapan Dosen Penguji
Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Surakarta pada :
Hari

:

Tanggal

:

Mengetahui,

Pembimbing Utama

Pembimbing Pendamping

(Ir. Agus Hariyanto, MT)

(Joko Sedyono, ST)

ii


LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Akhir dengan judul : “ Fabrikasi dan Karakterisasi FTIR Biomaterial
Hidroksiapatit Dari Gipsum Alam Kulon Progo yang Disinter Pada
Temperatur 1400OC. ”
Disusun oleh :
Nama : Syahrul Huda
NIM

: D 200 020 212

telah dipertahankan dihadapan Dewan Penguji untuk memenuhi sebagian
persyaratan mencapai derajat Sarjana Strata Satu (S-1) Teknik Mesin di Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta pada :
Hari

:

Tanggal


:

Dewan Penguji :
Dewan Penguji I

: Ir. Agus Hariyanto, MT.

(

)

Dewan Penguji II

: Joko Sedyono, ST.

(

)


Dewan Penguji III

: Dr.Ir. Supriyono, M.T.

(

)

Mengetahui,
a.n. Dekan Fakultas Teknik
Wakil Dekan I
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Ketua Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta

(Ir. Subroto, MT)

(Marwan Effendy, ST., MT)


iii

MOTTO

E Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan,
maka apabila kamu telah selesai dari sesuatu urusan, kerjakanlah
dengan sungguh-sungguh urusan yang lain. Dan hanya kepada
Tuhanmulah hendaknya kamu berharap.
(Q.S. Alam Nasyrah : 6-8).
E Barang siapa merintis jalan untuk menuntut ilmu, maka Allah SWT
akan memudahkan baginya jalan ke surga.
(H.R. Muslim) .

E Hadapilah semua yang harus dihadapi dengan usaha keras,
optimisme dan do’a untuk sebuah keberhasilan.

E Sesungguhnya Allah mencintai orang – orang yang bersabar.

iv


PERSANTUNAN

Tugas Akhir ini kuperuntukkan kepada :

i) Pahlawan yang selalu memapahku dalam
ketiadaan, jasamu tak terukur nilainya
dibanding

pengabdianku,

aku

selalu

mencintaimu
“Bapak dan Ibuku”
ii. Teman sejati yang takkan pernah hilang meski
zaman telah usang, harta yang berharga dalam
keluargaku
“Kakak dan Adikku Tercinta

dan adik Kecilku
”BINTANG”

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’ alaikum Wr. Wb.
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, karena atas
rahmat dan karunia yang dilimpahkan kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat serta salam kepada Nabi Muhammad
SAW yang membawa risalah Islam. Penulis menyadari bahwa dalam menyusun
Tugas Akhir ini memerlukan bantuan dan dorongan dari berbagai pihak.pada
kesempatan ini dengan segala kerendahan hati dan penghargaan yang tulus,
penulis mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga kepada :
1. Bapak Ir. H. Sri Widodo, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Marwan Effendy ST, MT., Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak : Ir. Agus Hariyanto, MT., selaku pembimbing utama yang

ditengah kesibukannya berkenan meluangkan waktu untuk memberikan
bimbingan, petunjuk dan petuah yang sangat berharga sehingga Tugas
Akhir ini terselesaikan.
4. Bapak Joko Sedyono, ST., selaku pembimbing pendamping atas
kesediaannya memberikan bimbingan, petunjuk, petuah dan saran
dengan penuh keihklasan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

vi

5. Bapak dan Ibuku yang amat aku sayangi dan kakak-kakakku yang telah
memberikan segalanya termasuk dukungan moral dan material sampai
Tugas Akhir ini terselesaikan.
6. Pakde Yadi dan bude Dewi yang telah memberikan banyak dorongan
semangat serta dukungan yang tiada bosan – bosannya.
7. Teman-teman kelompokku, Kusuma Wijaya, Cahyadi, Susilo Cahyo
Wibowo, Yogi dan Indra atas kekompakannya walau sering juga terjadi
perselisihan antara kita.
8. Teman–teman TM’02, atas kerjasama dan kekompakannya.
Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak
kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran dari semua pihak

Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb.

Surakarta, November 2007

Penulis

vii

ABSTRAKSI

Tujuan dari penelitian ini adalah membuat material hidroksiapatit dari
bahan gipsum alam Kulon Progo selanjutnya mengkarakterisasi dengan
pengujian FTIR (Fourier Transform Infrared).
Bahan penelitian ini adalah serbuk hidroksiapatit dari gipsum alam
kulon Progo. Variabel yang digunakan adalah sintering pada temperatur 1400ºC
selama 3 jam. Alat yang digunakan dalam membuat hidroksiapatit adalah
microwave melalui proses hydro thermal microwave, dan untuk sintering
menggunakan furnace, sedangkan karakterisasi material uji menggunakan mesin
FTIR (Fourier Transform Infrared). Sintesa HA dilakukan dengan teknik hydro
thermal microwave dengan mereaksikan antara gipsum alam Kulon Progo

(CaSO4.2H2O) dengan diammonium hydrogen phosphate [(NH4)2HPO4]
kemudian hasil reaksinya dianalisa dengan pengujian FTIR dan dibandingkan
dengan HA 200 Jepang sebagai pembanding, kemudian disinter pada suhu
1400°C dan dianalisa dengan pengujian FTIR lagi.
Hasil sintesa HA dengan teknik hydro thermal microwave menunjukkan
bahwa peak-peak FTIR gipsum Kulon Progo menyerupai gipsum asli yang
ditunjukkan pada panjang gelombang3406,1cm1, 2237cm1, dan 601,7cm1. Dan
hidroksiapatit sebelum disinter 1400°C menunjukkan pola peak-peak sama
dengan Hidroksiapatit komersil HA 200, yang ditunjukkan dalam panjang
gelombang 3431,1 cm1 , 3855,4 cm1 , 3735,9 cm1 dan 962,4 cm1 .Dan
hidroksiapatit sesudah sintering mengalami perubahan yang menunjukkan pola
peak-peak pada panjang gelombang 601,7 cm1, 547,7cm1, dan 3452,3cm1
perubahan menjadi calcium iron phosphate [Ca19Fe2(PO4)14] yang dibuktikan
dalam hasil XRD. Hal ini terjadi karena, dalam dapur pemanas (furnace) saat
sintering terjadi pencampuran unsur lain, dan yang mengakibatkan hidroksiapatt
menjadi berubah. Hal ini dapat ditunjukkan dengan adanya serbuk alumina yang
dipakai sebagai landasan waktu sintering dalam dapur pemanas (terdapat unsur
Fe).

Kata kunci : gipsum alam kulon progo, hidroksiapatit, Sintering,
FTIR

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................

i

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................

ii

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................

iii

HALAMAN SOAL .....................................................................................

iv

HALAMAN MOTTO ................................................................................

v

HALAMAN PERSANTUNAN .................................................................

vi

KATA PENGANTAR ................................................................................

vii

ABSTRAKSI ...............................................................................................

ix

DAFTAR ISI ...............................................................................................

x

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................

xii

DAFTAR GRAFIK...................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................

xiv

BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................

1

1.1. Latar Belakang .............................................................................

1

1.2. Perumusan Masalah .....................................................................

2

1.3. Pembatasan Masalah ....................................................................

2

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................

3

1.5. Sistematika Penulisan ..................................................................

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................

5

2.1. Tinjauan Pustaka ..........................................................................

5

ix

2.2. Dasar Teori ...................................................................................

6

2.2.1. Gipsum ( Ca SO4.2H2O) ...................................................

6

2.2.2. Hidroksiapatit (HA) ..........................................................

8

2.2.3. Proses Sintering.................................................................

9

2.2.4. FTIR (Fourier Transform Infrared)..................................

10

BAB III METODE PENELITIAN ..........................................................

14

3.1. Diagram Alir Penelitian ...............................................................

14

3.2. Bahan Penelitian ...........................................................................

15

3.3. Alat Penelitian ..............................................................................

17

3.4. Pembuatan Serbuk Uji ..................................................................

22

3.5. Proses Pemanasan (Sintering) .......................................................

24

3.6. Metode Penyiapan Spesimen ........................................................

25

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .........................

27

4.1. Hasil Karakterisasi ........................................................................

27

4.1.1. Analisis Gugus Fungsi Serbuk Gipsum Kulon Progo............

29

4.1.2. Analisis Gugus Fungsi Serbuk Hidroksiapatit (HA) sebelum
Sintering ................................................................................

31

4.1.3. Analisis Gugus Fungsi Serbuk Hidroksiapatit (HA) sesudah
Sintering ................................................................................

31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................

34

5.1.Kesimpulan ....................................................................................

34

5.2. Saran..............................................................................................

35

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.2.1. Gipsum Murni .......................................................................

7

Gambar 2.2.2 Serbuk Hidroksiapatit.............................................................

9

Gambar 2.2.3. Tahap Sintering .....................................................................

10

Gambar 2.2.4a.Skema alat Spektrofotometer ..............................................

12

Gambar 2.2.4b. Skema Spektrofotometer .....................................................

13

Gambar 3.2.1. Serbuk Gipsum......................................................................

15

Gambar 3.2.2. Diamonium Hidrogen Phosphat ............................................

16

Gambar 3.3.1. Alat Blender ..........................................................................

17

Gambar 3.3.2. Alat Sieving...........................................................................

17

Gambar 3.3.3. Timbangan Mekanik .............................................................

18

Gambar 3.3.4. Gelas......................................................................................

18

Gambar 3.3.5. Microwave.............................................................................

19

Gambar 3.3.6. Kertas Saring .........................................................................

20

Gambar 3.3.7. Kertas pH...............................................................................

20

Gambar 3.3.8. Mesin Furnace .......................................................................

21

Gambar 3.3.9. FTIR Spektrofotometer .........................................................

21

Gambar 3.3.9a. Pompa ..................................................................................

22

Gambar 3.3.9b. Alat Pengepres.....................................................................

24

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1.1. Grafik Spektra Inframerah KPNG dan Gipsum Murni...........

27

Grafik 4.1.2. Grafik Spektra Inframerah serbuk Hidroksiapatit dan HA 200
Jepang sebelum Sintering.......................................................

29

Grafik 4.1.3. Grafik Spektra Inframerah serbuk Hidroksiapatit dan HA 200
Jepang sesudah Sintering .......................................................

31

Grafik 4.1.4 Pola hasil XRD .........................................................................

32

xii

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 − Hasil Scan Uji FTIR gipsum murni, gipsum alam Kulon Progo,
KPHA, KPHA setelah sintering 1400ºC...............................

1

Lampiran 2 − Hydroxyapatite data sheet.......................................................

6

Lampiran 3 − Jurnal hidroksiapatit................................................................

8

Lampiran 4 − Temperatur sintering............................................................... 16
Lampiran 5

− ASTM………………………………………………………. 17

Lampiran 6

− Gypsum data sheet………………………………………….. 29

xiii