jurusan teknik mesin fakultas teknik universitas ... · dosen jurusan teknik mesin universitas...
TRANSCRIPT
i
TUGAS AKHIR
KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 50DENGAN MATRIK KARET TERHADAP DAYA SERAP
RADIASI SINAR GAMMA
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
FERI IRAWANNIM : D 200100052
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
TUGAS AKHIR
KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 50DENGAN MATRIK KARET TERHADAP DAYA SERAP
RADIASI SINAR GAMMA
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
FERI IRAWANNIM : D 200100052
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
i
TUGAS AKHIR
KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 50DENGAN MATRIK KARET TERHADAP DAYA SERAP
RADIASI SINAR GAMMA
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun :
FERI IRAWANNIM : D 200100052
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
ii
Yang menyatakan
"..
Surakarta,SOMei 2016
Feri Irawan
sebagaimana mestinya.
instansi manapun, kecuali yang sumber informasinya saya cantumkan
kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah 5urakarta atau
dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar
bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah
Teknik Universitas Muhammadiyah 5urakarta, sejauh yang saya ketahui
memperoleh derajat sarjana 51 pada jurusan Teknik Mesin Fakultas
SINAR GAMMA" yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat
"KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 50
DENGAN MATRIK KARET TERHADAP CAVA SERAP RADIASI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
iii
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
~f1L1~
Oisetujui pada :
Hari :.~~ .
Tanggal : .1...~ ..~.~
NIM : 0200100052
Nama : Fen lrawan
Oipersiapkan oleh :
Ir. Agus Hariyanto. MT.Masyrukan. ST. MT.
Muhammadiyah Surakarta.
sariana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat
SERAP RADIASI SINAR GAMMA", Telah disetujui oleh Pembimbing
IJUK MESH 50 DENGAN MATRIK KARET TERHADAP DAYA
Tugas Akhir beriudul "KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL
HALAMAN PERSETUJUAN
iv
Ketua Jurusan
Tri Widodo B. R. ST, Msc, Ph.D.
: Muh. Alfatih Hendrawan, ST, MAnggota 2
: Ir. Agus Hariyanto, MT.Anggota 1
: Masyrukan, ST, MT.
Tim Penguji
Ketua
Tanggal
. S~Hn................................
: J? ..jwnt.~~Hari
Disahkan pada :
NIM 0200100052
Nama FER.JRAWAN
Dipersiapkan oleh :
Tugas Akhir berjudul "KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEl 'J~K
MESH 50 DENGAN MATRIK KARET TERHADAP OAYA SERAP
RA01ASl SINAR GAMMA", 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.
HALAMAN PENGESAHAN
-
v
vi
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)
“Sebaik-baik manusia adalah yang paling bermanfaat
bagi manusia lainnya”
(Al Hadits)
“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua”
(Aristoteles)
vii
KARAKTERISTIK KOMPOSIT PARTIKEL IJUK MESH 50 DENGANMATRIK KARET TERHADAP DAYA SERAP RADIASI SINAR GAMMA
Feri Irawan, Masyrukan, Agus Hariyanto.Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, SurakartaEmail : [email protected]
ABSTRAKSI
Penelitian ini bertujuan untuk mendiskripsikan pembuatan kompositpartikel ijuk bermatrik karet dan menghitung jumlah komposisi kimiapendukungnya serta mengetahui berapa besar daya serap komposittersebut terhadap radiasi sinar gamma.
Proses pembuatan komposit diawali dengan persiapan bahan yangakan digunakan, yaitu: serat ijuk, lateks pekat dengan kadar karet kering60 %, Zno, ZDEC, Ionol, sulfur. Ijuk yang digunakan awalnya dari serat,lalu ijuk tersebut dibuat menjadi partikel serbuk tanpa perlakuan(treatment) yang bisa merubah sifat ijuknya sendiri. Proses penyerbukanijuk dilakukan dengan cara digiling, ditumbuk dan diblender hinggamenjadi partikel serbuk. Partikel ijuk tersebut kemudian di saring denganmesh 50. Selanjutnya bahan kimia yang akan digunakan, dilakukandispersi terlebih dahulu dengan komposisi yang telah ditentukan selama24 jam. Setelah itu proses pencampuran bahan komposit dilakukan padasebuah gelas dan diaduk selama 15 menit kemudian di tuang padacetakan dengan dimensi yang sudah ditentukan. Proses selanjutnyavulkanisasi dengan menggunakan oven dan dipanaskan pada suhu 90o
dalam waktu 1 jam. Pengujian radiasi sinar gamma mengacu pada SNI18-6478-2000.
Hasil pengujian menunjukkan nilai daya serap komposit terhadapradiasi sinar gamma tertinggi yaitu pada komposit partikel ijuk yangkomposisi ijuknya sebesar 20 PHR dengan daya serap sebesar 36,88 %yang kedua yaitu komposisi ijuknya 10 PHR dengan daya serap sebesar34,03 % Sedangkan nilai daya serap terendah yaitu pada komposit tanpapartikel ijuk, dengan daya serap sebesar 28,49 %. Komposit karet dengankomposisi ijuk yang lebih besar mampu menyerap radiasi sinar gammalebih besar pula daripada komposit karet dengan komposisi ijuk yangsedikit ataupun yang tanpa ijuk.
Kata kunci : Serat Ijuk, Lateks KKK 60%, Bahan Kimia, Sinar Gamma
viii
CHARACTERISTICS OF PARTICLE COMPOSITE 50 FIBERS MESHWITH RUBBER MATRIX OF POWERABSORBENCY
GAMMA RADIATION
Feri Irawan, Masyrukan, Agus HariyantoMechanical Engineering University of Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, SurakartaEmail: [email protected]
ABSTRACTION
This study aimed to describe the manufacture of composite fibersbermatrik rubber particles and calculate the amount of the chemicalcomposition of its supporters as well as find out how much absorption ofthe composite against gamma radiation.
Composite manufacturing process begins with the preparation ofmaterials to be used, namely: palm fiber, latex soupy with dry rubbercontent of 60%, ZnO, ZDEC, Ionol, sulfur. Fibers used originally from thefibers, then the fibers are made into powder particles without treatment(treatment) that could change the nature ijuknya own. Ijuk pollinationprocess is done by milled, pulverized and blended up into powderparticles. Particle fibers are then filtered by the mesh 50. Furthermore, thechemicals to be used, do dispersion first with a predetermined compositionfor 24 hours. After the mixing process of composite materials made on aglass and stirred for 15 minutes then pour in the mold with the dimensionsspecified. The next process of vulcanization by using an oven and heatedat a temperature of 90o within 1 hour. Testing gamma refers to the SNI 18-6478-2000.
The results show the value of the absorption of the composite tothe highest gamma-ray radiation to the composite particles whosecomposition ijuknya fibers by 20 phr with absorption of 36.88% the secondis the composition ijuknya 10 phr with absorption of 34.03%, while thevalue of absorption the lowest is without particle composite fibers, theabsorption of 28.49%. Composite rubber composition larger fibers capableof absorbing radiation of gamma rays is greater than the composite rubbercomposition which fibers that little or no fibers.
Keywords: Fibers, Latex KKK 60%, Chemicals, Gamma Rays
ix
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 “Karakteristik Komposit Partikel Ijuk Mesh
50 Dengan Matrik Karet Terhadap Daya Serap 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 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 Masyrukan, ST, MT, Selaku pembimbing utama yang telah
memberikan pengarahan, bimbingan dan saran hingga Tugas
Akhir ini dapat terselesaikan.
4. Bapak Ir. Agus Hariyanto, MT, 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.
6. 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 bisa
xi
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 ................................................................................. ix
Daftar Isi ........................................................................................... xi
Daftar Gambar .................................................................................. xiv
Daftar Tabel ...................................................................................... xvi
Daftar Simbol .................................................................................... xvii
Daftar Lampiran ................................................................................. xviii
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
xii
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 . Kajian Pustaka.............................................................. 5
2.2 . Landasan Teori ............................................................. 7
2.2.1. Komposit ............................................................... 7
2.2.1.1 Komposisi Komposit ..................................... 7
2.2.1.2 Klasifikasi Material Komposit ........................ 8
2.2.2. Karet Alam ............................................................ 11
2.2.3. Serat Ijuk............................................................... 13
2.2.4. Mesh 50 ................................................................ 15
2.2.5. Bahan Kimia Karet ...............................................17
2.2.6. Radiasi Nuklir .......................................................20
2.2.6.1. Radiasi Partikel Bermuatan ......................... 21
2.2.6.2. Gelombang Elektromagnetik .......................23
2.2.6.3. Radiasi Gelombang Elektromagnetik...........26
2.2.7. Efek Radiasi Terhadap Manusia ........................... 28
2.2.8. Statistik Pencacah Radiasi....................................30
2.2.9. Penghitungan Daya Serap (DS)............................ 34
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Diagram Alir Penelitian...................................................35
3.2. Studi Literature dan Survey Lapangan ........................... 36
3.3. Alat-Alat Penelitian ......................................................... 36
3.3.1. Peralatan Penelitian..............................................36
3.3.2. Peralatan Pengujian..............................................42
xiii
3.4 Bahan Penenlitian ........................................................... 45
3.5. Lokasi Penelitian ............................................................ 48
3.6. Prosedur Penelitian ........................................................ 48
3.6.1. Tahap pembuatan serat menjadi serbuk Ijuk ........48
3.6.2. Tahap proses dispersi...........................................49
3.6.3. Tahap proses komponding....................................50
3.6.4. Tahap pengujian radiasi sinar gamma (γ) .............53
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Nilai Intensitas Radiasi Sinar Gamma ............................ 55
4.1.1. Pembahasan Hasil Pengujian Radiasi
Sinar Gamma .......................................................56
4.2. Hasil Daya Serap (DS) Radiasi Sinar Gamma ...............56
4.2.2. Pembahasan Nilai Daya Serap (DS).....................57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .....................................................................58
5.2 Saran...............................................................................59
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Fibrous Composites (Jones, 1975) ................................ 9
Gambar 2.2 Laminate Composites (Jones, 1975).............................. 10
Gambar 2.3 Particulate Composites (Jones, 1975) ........................... 11
Gambar 2.4 Saringan Mesh ................................................................ 15
Gambar 2.5 Pengayakan Manual ..................................................... 17
Gambar 2.6 Proses Peluruhan Alpha ............................................... 22
Gambar 2.7 Proses Peluruhan Beta .................................................. 22
Gambar 2.8 Gambar Gelombang Spectrum Elektromagnetik........... 24
Gambar 2.9 Proses Peluruhan Gamma............................................. 27
Gambar 2.10 Sinar X Karakteristik..................................................... 28
Gambar 2.11 Distribusi Gauss................................................................ 31
Gambar 2.12 Intensitas Radiasi Dari Sumber Radiasi......................... 31
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian................................................... 35
Gambar 3.2 Alat Roll.......................................................................... 36
Gambar 3.3 Palu................................................................................ 37
Gambar 3.4 Blender........................................................................... 37
Gambar 3.5 Saringan Mesh............................................................... 38
Gambar 3.6 Timbangan Digital .......................................................... 38
Gambar 3.7 Tabung Dispersi ............................................................. 39
Gambar 3.8 Bola-bola Pengaduk....................................................... 39
Gambar 3.9 Mesin Agitator ................................................................ 40
xv
Gambar 3.10 Gelas............................................................................ 40
Gambar 3.11 Cetakan........................................................................ 41
Gambar 3.12 Jangka Sorong............................................................. 41
Gambar 3.13 Oven ............................................................................ 41
Gambar 3.14 Detector GM (Geiger Muller) ........................................ 42
Gambar 3.15 Sumber Energi Cs-137................................................. 42
Gambar 3.16 Survei meter................................................................. 43
Gambar 3.17 Serat Ijuk Menjadi Serbuk ............................................ 44
Gambar 3.18 Lateks Pekat ................................................................ 45
Gambar 3.19 Sulfur............................................................................ 45
Gambar 3.20 ZnO (Zinc Oxide).......................................................... 46
Gambar 3.21 ZDEC (Zinc Dietyl dithio Carbamate) ........................... 46
Gambar 3.22 Ionol ............................................................................. 47
Gambar 3.23 Darvan ......................................................................... 47
Gambar 3.24 Spesimen Komposit Karet............................................ 52
Gambar 3.25 Tata Letak Pengujian ................................................... 53
Gambar 4.1. Grafik Hubungan Intensitas Radiasi dan Komposisi Ijuk
(PHR)............................................................................ 55
Gambar 4.2. Grafik Hubungan Intensitas Radiasi, Daya Serap dan
Komposisi Ijuk (PHR).................................................... 57
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel Nomor Ayakan Dan Lubang Ayakan ........................ 16
Tabel 2.2 Tabel Chi Square ............................................................... 33
Tabel 3.1 Tabel Formulasi Kompon ................................................... 51
Tabel 4.1 Tabel Nilai Intensitas Radiasi Sinar Gamma...................... 55
Table 4.2 Tabel Hasil Daya Serap (DS) Radiasi Sinar Gamma......... 56
xvii
DAFTAR SIMBOL
Β = Beta
γ = Gamma
x2 = Nilai chi square
xi = Data hasil pencacahx = Rata-rata hasil pencacah
Io = Intensitas sebelum melewati perisai
I = Intensitas sesudah melewati perisai
DS= Daya Serap
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Perhitungan Komposisi Komposit
Hasil Nilai Chi Square
Standard Operasional Pengujian Radiasi
Standard Nasional Indonesia 06-6041-1999
Standard Nasional Indonesia 18-6478-2000