sifat fisikokimia biokomposit uhmwpe/hap...

48
SIFAT FISIKOKIMIA BIOKOMPOSIT UHMWPE/HAp PASCA IRADIASI BERKAS ELEKTRON NURIANTI SINUR ULI SINURAT DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

Upload: hadien

Post on 21-Jun-2018

229 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

SIFAT FISIKOKIMIA BIOKOMPOSIT UHMWPE/HAp

PASCA IRADIASI BERKAS ELEKTRON

NURIANTI SINUR ULI SINURAT

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Sifat Fisikokimia

Biokomposit UHMWPE/HAp Pasca Iradiasi Berkas Elektron adalah benar karya

saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk

apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau

dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir

skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Mei 2015

Nurianti Sinur Uli Sinurat

NIM G44100047

ABSTRAK

NURIANTI SINUR ULI SINURAT. Sifat Fisikokimia Biokomposit

UHMWPE/HAp Pasca Iradiasi Berkas Elektron. Dibimbing oleh IRMA

HERAWATI SUPARTO, BAMBANG SUGENG, dan SULISTIOSO GIAT

SUKARYO.

Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) digunakan sebagai

bantalan tibial pada sendi lutut buatan. Pemilihan UHMWPE daur ulang sebagai

alternatif pembuatan bantalan karena lebih murah dibandingkan UHMWPE murni

produksi Sigma Aldrich. Tujuan penelitian ini adalah membuat biokomposit

UHMWPE-HAp dengan pemaduan mekanis serta memodifikasi sifat fisikokimia

biokomposit menggunakan iradiasi berkas elektron. Film biokomposit diiradiasi

pada dosis 0, 50, 100, dan 150 kGy. Pengaruh tambahan HAp dan iradiasi pada

sifat fisikokimia diamati dengan berbagai metode (uji tarik, uji keras, difraksi

sinar-X, spektroskopi inframerah transformasi Fourier, dan kalorimeter

diferensial). Hasil penelitian menunjukkan bahwa UHMWPE daur ulang memiliki

kemiripan sifat dengan UHMWPE murni. Tambahan HAp dan iradiasi

memperlihatkan kekerasan, kristalinitas, dan titik leleh lebih tinggi, serta

perpanjangan putus dan tegangan maksimum yang lebih rendah dibandingkan

UHMWPE murni. Hasil FTIR menunjukkan terbentuknya ikatan baru.

Kata kunci: biokomposit, HAp, iradiasi berkas elektron, sifat fisikokimia,

UHMWPE

ABSTRACT

NURIANTI SINUR ULI SINURAT. Physicochemical Properties of

UHMWPE/HAp Biocomposites Post Electron Beam Irradiation. Supervised by

IRMA HERAWATI SUPARTO, BAMBANG SUGENG and SULISTIOSO

GIAT SUKARYO.

Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) often used for tibial

tray as part of artificial knee joint. The selection of recycled UHMWPE as

alternative for manufacturing tibial tray is due to its low cost compared to the pure

UHMWPE of Sigma Aldrich. Therefore, the purpose this research is to evaluate

physicochemical properties of UHMWPE-HAp biocomposites post electron beam

irradiation. Biocomposite films were irradiated at doses of 0, 50, 100 and 150

kGy. The effect of additional HAp and irradiation on physicochemical properties

were observed using various methods (tensile test, hardness test, X-ray diffraction,

Fourier transform infrared spectroscopy, and differential calorimeter). The results

showed that the recycled and the pure UHMWPE were similar in their properties.

However, the addition of HAp and irradiation on the recycled UHMWPE,

revealed higher hardness, crystallinity, and melting point, but lower elongation at

break and maximum voltage as compared. FTIR results showed the formation of a

new bond.

Keywords: biocomposites, HAp, electron beam irradiation, physicochemical

properties, UHMWPE

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains

pada

Departemen Kimia

SIFAT FISIKOKIMIA BIOKOMPOSIT UHMWPE/HAp

PASCA IRADIASI BERKAS ELEKTRON

NURIANTI SINUR ULI SINURAT

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2015

Judul Skripsi : Sifat Fisikokimia Biokomposit UHMWPE/HAp Pasca Iradiasi

Berkas Elektron

Nama : Nurianti Sinur Uli Sinurat

NIM : G44100047

Disetujui oleh

Dr dr Irma Herawati Suparto, MS

Pembimbing I

Drs Bambang Sugeng

Pembimbing II

Drs Sulistioso Giat Sukaryo, MT

Pembimbing III

Diketahui oleh

Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS

Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus yang telah

memberikan berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun karya

ilmiah hasil penelitian yang berjudul “Sifat Fisikokimia Biokomposit

UHMWPE/HAp Pasca Iradiasi Berkas Elektron”. Karya ilmiah ini disusun

berdasarkan penelitian yang dilakukan penulis di Pusat Sains dan Teknologi

Bahan Maju (PSTBM) BATAN dalam jangka waktu September 2014 sampai

Februari 2015.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr dr Irma Herawati Suparto MS,

Bapak Drs Bambang Sugeng, dan Bapak Drs Sulistioso Giat Sukaryo MT selaku

pembimbing, yang senantiasa memberikan arahan, dorongan semangat, dan doa

kepada penulis selama melaksanakan penelitian ini. Penulis juga mengucapkan

terima kasih kepada segenap staf PSTBM BATAN, Bapak Muhammad Farid,

Bapak Drs Erijal, serta Ibu Dewi, yang telah membantu dan membimbing selama

penelitian berlangsung. Ungkapan terima kasih kepada rekan kerja (Nanda

Shabrina, Uli, Zahra, dan Sofie) atas bantuan yang diberikan sehingga penelitian

ini dapat diselesaikan dengan baik.

Terima kasih tak terhingga penulis sampaikan kepada ibu, ayah (Alm),

kakak, abang, dan seluruh keluarga, atas doa, dukungan moral maupun materil,

dan kasih sayangnya selama kegiatan penelitian dan tugas akhir. Ucapan terima

kasih juga penulis ucapkan kepada Nanda Andrian, Ayus, serta teman-teman

kimia 47 atas segala doa dan dukungan.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pembaca dan perkembangan ilmu

pengetahuan.

Bogor, Mei 2015

Nurianti Sinur Uli Sinurat

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR LAMPIRAN vii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

BAHAN DAN METODE 3

Alat dan Bahan 3

Metode 3

HASIL DAN PEMBAHASAN 6

Karakteristik UHMWPE Murni dan Daur Ulang 6

Karakteristik Biokomposit UHMWPE-HAp 7

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Kuat Tarik 9

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Kekerasan 11

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Kristalinitas 12

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Sifat Termal 14

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Gugus Fungsi 15

SIMPULAN DAN SARAN 16

Simpulan 16

Saran 17

DAFTAR PUSTAKA 17

LAMPIRAN 19

RIWAYAT HIDUP 34

DAFTAR TABEL

1 Parameter kisi UHMWPE murni dan daur ulang sebelum penambahan

HAp dan iradiasi berkas elektron 7

2 Parameter kisi biokomposit murni dan daur ulang sebelum iradiasi

berkas elektron 8

3 Hasil analisis sifat termal biokomposit murni dan daur ulang 14

4 Hasil analisis gugus fungsi biokomposit murni 15

5 Hasil analisis gugus fungsi biokomposit daur ulang 16

DAFTAR GAMBAR

1 Prostetik sendi lutut total 1

2 Difraktogram UHMWPE murni dan daur ulang sebelum penambahan

HAp dan iradiasi berkas elektron 6

3 Difraktogram biokomposit pada penentuan UHMWPE sebelum iradiasi

berkas elektron 8

4 Pengaruh dosis iradiasi pada tegangan maksimum 9

5 Pengaruh dosis iradiasi pada perpanjangan putus 10

6 Pengaruh dosis iradiasi pada kekerasan 12

7 Pengaruh dosis iradiasi pada kristalinitas dengan pengujian XRD 13

8 Pengaruh dosis iradiasi pada kristalinitas dengan pengujian DSC 13

DAFTAR LAMPIRAN

1 Bagan alir penelitian 19

2 Data JCPDS 20

3 Perhitungan parameter kisi UHMWPE 21

4 Perhitungan ukuran kristalit 25

5 Tabel hasil uji tarik 26

6 Tabel hasil uji keras 28

7 Tabel hasil perhitungan kristalinitas menggunakan XRD 29

8 Termogram DSC 30

9 Spektrum serapan FTIR 32

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Persendian merupakan bagian tubuh yang umum mengalami kerusakan.

Kerusakan dapat disebabkan peradangan sendi lutut (osteoarthritis) serta akibat

benturan mekanik (Fang et al. 2003). Salah satu upaya mengembalikan fungsi

normal sendi melalui operasi penggantian sendi menggunakan prostetik. Prostetik

sendi lutut terdiri atas tiga bagian yaitu, bagian utama prostetik komponen

femoral, bantalan (tibial tray), dan komponen pendukung tibial tray (Musib

2011). Komponen prostetik sendi lutut ditampilkan pada Gambar 1. Biomaterial

yang digunakan sebagai tibial tray harus memiliki kekuatan mekanik yang baik.

Hal ini sesuai dengan fungsi tibial tray sebagai bantalan yang menghubungkan

antara tulang paha dan tulang betis. Pada umumnya, bantalan (tibial tray) yang

digunakan terbuat dari material yang sukar terdegradasi dan memiliki masa pakai

yang lama, yaitu material dari bahan polimer (Aydin 2010).

Gambar 1 Prostetik sendi lutut total (Musib 2011)

Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) merupakan

polimer yang memiliki sifat tahan abrasi, aus, sobek, benturan, dan bahan kimia

(Sui et al. 2009). Berdasarkan sifat tersebut, penggunaan UHMWPE sebagai

bahan bantalan (tibial tray) pada sendi lutut buatan telah lama digunakan, namun

pengaruh tekanan dan gesekan yang terus menerus menyebabkan terjadinya

keausan pada material bantalan (tibial tray). Salah satu upaya yang dilakukan

mengurangi keausan adalah menambahkan material yang bersifat

biokompatibilitas, yaitu hidroksiapatit (HAp). HAp (Ca10(OH)2(PO4)6 termasuk

material keramik bioaktif yang memiliki bioafinitas tinggi, bersifat biokompatibel

karena memiliki kesamaan komposisi dengan tulang yang mampu menggantikan

jaringan tulang yang rusak tanpa merusak jaringan lain. Berdasarkan sifat

tersebut, HAp dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan biokompatibilitas suatu

implan (Sukaryo et al. 2012b). HAp dapat diperoleh dari sisik ikan, tulang-tulang

ikan, cangkang kerang, serta bahan lain yang berbasis kalsium fosfat.

Penelitian yang menggunakan UHMWPE sebagai bantalan tibial dengan

memodifikasi metode untuk meningkatkan ketahanan mekanik telah banyak

dilakukan, diantaranya pemanasan dengan iradiasi sinar gamma, iradiasi berkas

Komponen femoral

Bantalan (tibial tray)

Komponen

pendukung tibial tray

2

elektron (electron beam) (McKellop et al. 1999), metode iradiasi dengan elektron

yang dipercepat (Šlouf et al. 2007), metode kempa panas tanpa iradiasi (Wang

dan Ge 2007), metode kempa panas dengan iradiasi sinar gamma (Sukaryo et al.

2012a), serta pembuatan komposit UHMWPE-alumina dengan teknik pemaduan

mekanis (Elmkharram 2013). Iradiasi sinar gamma dan berkas elektron telah lama

dimanfaatkan sebagai inisiator pada suatu polimer atau polipaduan. Dosis iradiasi

merupakan salah satu variabel yang dapat mempengaruhi sifat mekanik polimer

(Lewis 2001).

Sinar gamma dipancarkan oleh isotop radioaktif (radioisotop) kobalt-60 dan

partikel beta atau elektron energi tinggi yang diproduksi oleh mesin akselerator

elektron atau mesin berkas elektron (MBE). Partikel alpha dan proton dapat

diproduksi melalui akselerator berkas ion (ion beam accelerator). Sinar gamma

maupun berkas elektron termasuk jenis iradiasi pengion. Artinya, interaksi iradiasi

pengion dengan materi akan mengakibatkan pembebasan elektron cepat yang

selanjutnya menginduksi pembentukan ion positif dan negatif (ionisasi) serta

pembentukan molekul interaksi (eksitasi) yang akan menghasilkan radikal bebas.

Secara bersama maupun sendiri-sendiri ion-ion molekul tereksitasi dan radikal

bebas tersebut menginduksi terjadinya reaksi kimia. Pada bahan polimer reaksi

kimia yang terjadi dapat mengakibatkan pembentukan ikatan silang (crosslinking)

dan pemutusan rantai (chain scision). Terjadinya ikatan silang, yaitu terbentuknya

ikatan tiga dimensi pada molekul polimer, sedangkan pemutusan ikatan

mengakibatkan molekul polimer terdegradasi, keduanya akan mempengaruhi sifat

fisik mekanik polimer (Razzak dan Subki 1998). Sukaryo et al. (2012)

melaporkan bahwa kekerasan UHMWPE meningkat seiring dengan bertambahnya

dosis iradiasi (0-150 kGy) dengan kisaran nilai 38 sampai 46 Shore D. Tegangan

tarik maksimum menurun seiring bertambahnya dosis iradiasi. Meskipun

mengalami penurunan nilai tegangan maksimum, nilai tersebut (29-41 MPa)

masih memenuhi syarat produk implan (tegangan maksimum >19 MPa).

Penelitian ini menggunakan UHMWPE daur ulang sebagai bahan dasar

pembuatan biokomposit dengan HAp yang menghasilkan sifat fisik dan mekanik

yang lebih baik. Pemilihan UHMWPE daur ulang didasarkan karena mempunyai

nilai yang lebih praktis dibandingkan UHMWPE murni yang diproduksi dari

Sigma Aldrich. UHMWPE daur ulang mudah diperoleh di Pasar lokal dengan

harga jual yang jauh lebih murah dibandingkan UHMWPE murni yang memiliki

harga jual yang tinggi. Pemilihan polimer jenis termoplastik jenis polietilena

sebagai matriks dalam biokomposit dikarenakan polimer UHMWPE mempunyai

titik leleh 125-138 ºC (Fang et al. 2003). UHMWPE daur ulang digunakan

sebagai alternatif lain pembuatan bantalan (tibial tray) dengan alasan pemilihan

yang didasarkan atas kemiripan sifat fisik dan mekanik dengan UHMWPE murni.

Berdasarkan kemiripan sifat tersebut, memungkinkan UHMWPE daur ulang dapat

digunakan sebagai bahan bantalan. Pembuatan biokomposit UHMWPE daur

ulang dengan HAp sebagai pengisi (filler) melalui teknik pemaduan mekanis

kemudian di kempa panas untuk pembuatan film, lalu diiradiasi berkas elektron

untuk meningkatkan sifat mekanik. Penelitian ini bertujuan menentukan sifat

fisikokimia biokomposit UHMWPE/HAp pasca iradiasi berkas elektron agar

diperoleh bahan dengan sifat yang lebih baik.

3

BAHAN DAN METODE

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah neraca analitik merk Electronic BOSCH SAE

200, vial tahan karat, high energy milling (HEM) tipe PW 700i, alat kempa

hidrolik merk Carver, difraktometer sinar-X (XRD) merk Shimadzu XD 610, alat

kempa panas merk Hydroulics tipe Pj16h, alat kempa dingin, cetakan, pemotong

dumbell, mesin berkas elektron (MBE) dinamitron tipe GJ-2, jangka sorong

digital, alat uji tarik merk Toyoseike, alat uji keras Zwick ISO/R 868 Shore A,

spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) merk Shimadzu

IRPrestige-21, dan DSC merk Perkin Elmer. Bahan yang digunakan adalah

UHMWPE (BM 3 × 106

sampai 6 × 106

gram mol-1

) dari Sigma Aldrich,

UHMWPE daur ulang dari Pasar Glodok Jakarta, dan HAp hasil sintesis dari sisik

ikan (ukuran partikel 10-20 nm) dari PATIR BATAN.

Metode

Prosedur penelitian terdiri atas 7 tahap, yaitu pembuatan biokomposit daur

ulang UHMWPE-HAp dengan teknik pemaduan mekanis, pembuatan film

biokomposit, iradiasi biokomposit dengan berkas elektron, analisis kristalinitas

menggunakan XRD, pengujian kekuatan mekanik, analisis termal, dan analisis

gugus fungsi dengan FTIR. Secara umum bagan alir penelitian dapat dilihat pada

Lampiran 1.

Preparasi Sampel

UHMWPE daur ulang yang berbentuk silinder dikikir atau digergaji

sehingga menjadi serbuk seperti UHMWPE Sigma Aldrich.

Pembuatan Biokomposit UHMWPE-HAp dengan Teknik Pemaduan

Mekanis (Elmkharram 2013 dengan modifikasi)

Biokomposit UHMWPE yang dibuat memiliki komposisi hidroksiapatit

(HAp), yaitu sebesar 15% dengan bobot total 15 g. Serbuk UHMWPE daur ulang

dan HAp ditimbang untuk membuat biokomposit. Serbuk campuran dengan bobot

15 g tersebut dimasukkan ke dalam ball mill. Nisbah antara bobot campuran

dengan bobot bola sebesar 1:8. Serbuk campuran selanjutnya digiling

menggunakan high energy milling (HEM) PW 700i dengan kecepatan 600 rpm

selama 90 menit. Setiap biokomposit yang telah dihasilkan dari proses

penggilingan dimasukkan ke dalam wadah plastik.

Pembuatan Film Biokomposit UHMWPE-HAp (Apriliyanto 2014 dengan

modifikasi)

Serbuk biokomposit hasil pemaduan mekanis dengan bobot 15 g dituangkan

dalam cetakan berbentuk persegi dengan ukuran 15 cm × 15 cm dengan ketebalan

4

0.5 mm. Serbuk diratakan sehingga memenuhi ruang di dalam cetakan. Cetakan

dimasukkan ke dalam alat kempa panas yang telah dipanaskan dengan suhu 180

ºC kemudian ditekan dengan tekanan 140 kg cm-2

selama 8 menit. Setelah itu

sampel dikeluarkan dari alat kempa panas dan dipindahkan ke dalam alat kempa

dingin selama 8 menit.

Iradiasi Biokomposit dengan Berkas Elektron (Natsir 1998 dengan

modifikasi)

Film biokomposit dalam wadah plastik ditempatkan pada konveyor.

Selanjutnya dilakukan iradiasi berkas elektron dengan akselerator spesifikasi

energi menengah 2 MeV, 10 mA model dinamitron tipe GJ-2 dengan kemampuan

penetrasi elektron masing-masing 0.6 mm dan 1.2 mm untuk iradiasi dua sisi

dalam bahan yang kerapatannya 1 g/cm3. Pengaturan frekuensi dan kecepatan

iradiasi berkas elektron sesuai dengan tabel spesifikasi. Kecepatan konveyor pada

dosis 25 kGy sebesar 0.80 m/menit dan frekuensi sebesar 4.61 Hertz dengan arus

2 mA. Iradiasi berkas elektron dilakukan pada dosis 50, 100, dan 150 kGy.

Analisis Kristalinitas Menggunakan XRD (Wulandari 2011 dengan

modifikasi)

Film biokomposit dengan dosis 0, 50, 100, dan 150 kGy dengan ukuran

tertentu ditempelkan pada sampel dalam alat XRD merk Shimadzu XD 610

dengan perekat ganda yang diletakkan pada goniometer. Kemudian di scanning

pada sudut 2θ antara 10º sampai 40º. Penentuan kristalinitas dapat ditentukan dari

difraktogram hasil XRD menggunakan software Grapher 8 melalui persamaan:

Penentuan ukuran kristalit sampel ditentukan dari pola difraksi sampel

melalui persamaan Scherrer:

Keterangan:

t = ukuran rata-rata kristalit

k = konstanta Scherrer (0.9)

λ = panjang gelombang sinar-X

B = lebar puncak pada setengah tinggi maksimum

θ = posisi puncak difraksi

Lebar puncak pada setengah tinggi maksimum (B) sampel dicari

menggunakan software X’pert High Score, serta dilakukan koreksi pelebaran

puncak menggunakan silikon pada sudut 2θ, yaitu sebesar 28.3716 º.

5

Pengujian Kekuatan Mekanik

Uji Tarik dan Perpanjangan Putus (ASTM D 1822-06)

Film biokomposit yang telah dicetak sesuai standar ASTM D 1822-06

diukur ketebalannya kemudian sampel dijepit di antara kedua pendulum alat uji

tarik Toyoseiki. Sampel ditarik dengan kecepatan konstan 50 mm menit -1

sehingga diketahui tegangan maksimum dan perpanjangan putusnya. Pengujian

dilakukan sebanyak 4 kali.

Uji Keras (ASTM D 2240-05)

Film biokomposit diukur ketebalannya dengan tebal lebih atau sama dengan

6 mm, kemudian diletakkan di atas tempat yang rata. Alat uji kekerasan Zwick

ISO/R 868 Shore A diletakkan di atas sampel pada suatu titik kemudian beban

dengan bobot 1 kg ditempatkan di atas alat tersebut. Posisi alat dan beban harus

tegak lurus dengan sampel; setelah 15 detik, dibaca nilai kekerasan yang

ditunjukkan oleh jarum pada alat. Nilai kekerasan berkisar antara 0 dan 100 Shore

A. Pengukuran dilakukan pada 3 titik yang berbeda pada sampel. Pengujian

dilakukan sebanyak 4 kali. Nilai pada satuan Shore A tersebut kemudian

dikonversi dalam satuan Shore D.

Analisis Sifat Termal Menggunakan DSC

Pengaruh iradiasi berkas elektron pada titik leleh biokomposit dapat diamati

menggunakan alat Differential Scanning Calorimeter (DSC). Film biokomposit

dengan kadar HAp 15% dan dosis iradiasi 0 dan 150 kGy diletakkan di atas

wadah yang terbuat dari kuarsa yan terletak di dalam tungku pemanas pada alat

DSC merk Perkin Elmer. Pengukuran dilakukan pada kisaran suhu 25 ºC hingga

200 ºC dengan kecepatan 20 ºC menit-1

dalam hembusan gas nitrogen (20 mL

menit-1

). Data yang dihasilkan dalam bentuk termogram. Titik leleh diperoleh dari

puncak grafik endoterm, sedangkan kristalinitas ditentukan melalui persamaan

berikut:

Analisis Gugus Fungsi Menggunakan FTIR

Pencirian menggunakan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier

(FTIR) Shimadzu IRPrestige-21 dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi

yang terkandung di dalam sampel. Film biokomposit (kadar HAp 15%) dengan

dosis iradiasi 0, 50, 100, dan 150 kGy sebanyak 0.1 g ditambah KBr. Setelah itu

sampel-KBr diletakkan pada wadah sampel FTIR dan dimasukkan ke dalam

kompartemen sampel. Pengukuran spektrum FTIR dilakukan pada daerah IR

tengah (4000-400 cm-1

) dengan melibatkan pengontrol kerja berupa personal

komputer yang dilengkapi perangkat lunak OPUS versi 4.2.

6

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakteristik UHMWPE Murni dan Daur Ulang

UHMWPE merupakan polimer semikristalin yang memiliki fase kristalin

dan amorf. Struktur kristal, ukuran kristalit, dan kristalinitas dari UHMWPE dapat

ditentukan dari difraktogram hasil pengujian menggunakan XRD. Pola difraksi

untuk setiap zat memiliki pola tertentu, sehingga dapat dianalisis secara kualitatif

dengan mencocokkan data difraksi dari pangkalan Joint Committe for Podwer

Diffraction Standard (JCPDS). Difraktogram UHMWPE dapat dilihat pada

Gambar 2. Berdasarkan pengamatan pada difraktogram UHMWPE murni

(Gambar 2 bagian bawah) memperlihatkan bahwa difraktogram UHMWPE daur

ulang (Gambar 2 bagian atas) sebelum penambahan HAp dan iradiasi berkas

elektron mempunyai perbedaan intensitas pada puncak difraksinya, walaupun

tidak terlalu besar. Namun memiliki pola difraksi yang mirip, yaitu dihasilkan

puncak daerah kristalin dan amorf. Puncak daerah kristalin UHMWPE murni dan

daur ulang dihasilkan pada posisi sudut 2θ, yaitu 21.5º.

Gambar 2 Difraktogram UHMWPE murni dan daur ulang sebelum penambahan

HAp dan iradiasi berkas elektron

Setiap puncak memiliki posisi sudut 2θ tertentu yang menjadi dasar untuk

menentukan indeks Miller dan jarak antar bidang kristal, sehingga dapat

menghitung parameter kisi UHMWPE dengan bantuan data difraksi dari

pangkalan JCPDS. Data JCPDS untuk bahan polietilena (PE) ditunjukkan pada

Lampiran 2, sedangkan perhitungan parameter kisi UHMWPE ditampilkan pada

Lampiran 3. Hasil analisis menunjukkan bahwa sampel UHMWPE memiliki

struktur kristal ortorombik dengan mencocokkan pola difraksi JCPDS PE 53-

1859, sehingga diperoleh parameter kisi yang ditunjukkan pada Tabel 1.

7

Tabel 1 Parameter kisi UHMWPE murni dan daur ulang sebelum penambahan

HAp dan iradiasi berkas elektron

Sampel a (Å) b (Å) c (Å) V (Å3)

UHMWPE Murni 7.4176 4.9568 2.6831 98.5316

UHMWPE Daur ulang 7.4226 4.9386 2.6555 97.3250

Keterangan: a, b, dan c: parameter kisi; V: volume unit kisi

Berdasarkan Tabel 1, parameter kisi UHMWPE daur ulang memiliki nilai

yang tidak jauh berbeda dengan UHMWPE murni, yaitu selisih 0.005 sampai 0.03

Å. Dengan selisih parameter kisi yang kecil, dapat diasumsikan bahwa UHMWPE

daur ulang memiliki struktur kristal yang sama dengan UHMWPE murni. Nilai

parameter kisi yang didapatkan disesuaikan dengan data JCPDS PE 53-1859,

menunjukkan bahwa volume unit sel sampel UHMWPE murni dan daur ulang

lebih besar 6.79% dan 5.48% dibandingkan data JCPDS PE.

Penentuan ukuran kristalit UHMWPE murni dan daur ulang melalui

persamaan Scherrer. Ukuran kristalit ditentukan dengan membandingkan panjang

gelombang sinar-X dan konstanta Scherrer dengan lebar puncak pada setengah

tinggi maksimum dan posisi puncak difraksi dari struktur kristal ortorombik.

Berdasarkan Lampiran 4, ukuran kristalit UHMWPE murni dan daur ulang

dihasilkan sebesar 26.9730 nm dan 33.7180 nm. Perbedaan ukuran kristalit

menunjukkan keteraturan rantai polimer antara UHMWPE murni dan daur ulang.

Berdasarkan hasil pegujian menggunakan DSC diperoleh titik leleh UHMWPE

murni dan daur ulang sebesar 133.79 C dan 129.48 C. Titik leleh yang diperoleh

termasuk dalam rentang sifat mekanik titik leleh UHMWPE, yaitu 125-138 C

(Fang et al. 2003). Berdasarkan kemiripan sifat tersebut, dapat diasumsikan

UHMWPE murni dapat diganti dengan UHMWPE daur ulang dengan

memodifikasi metode untuk meningkatkan sifat mekanik UHMWPE daur ulang

dengan mengkorelasikan sifat mekanik UHMWPE murni.

Karakteristik Biokomposit UHMWPE-HAp

Proses pencirian dengan XRD menghasilkan difraktogram yang dapat

digunakan untuk mengevaluasi apakah telah terbentuk biokomposit. Analisis

secara kualitatif pada biokomposit dilakukan dengan melihat pola difraksi

biokomposit tersebut kemudian membandingkannya dengan pola difraksi

senyawa penyusunnya. Jika pola difraksi bahan awal berubah dan terbentuk pola

difraksi yang lain, ada indikasi telah terjadi reaksi kimia yang menghasilkan

bahan baru yang berbeda dari bahan awalnya. Biokomposit UHWMPE-HAp

dicirikan dengan XRD. Difraktogram biokomposit pada penentuan UHMWPE

dapat dilihat pada Gambar 3.

8

Gambar 3 Difraktogram biokomposit pada penentuan UHMWPE sebelum iradiasi

berkas elektron

Berdasarkan difraktogram yang dihasilkan, didapatkan grafik yang terdiri

dari beberapa puncak. Keberadaan UHMWPE di dalam biokomposit diidentifikasi

dengan menganalisis pola difraksi dan membandingkan parameter kisi pada

sampel biokomposit (Tabel 2). Munculnya puncak pada sudut 2 serta pola

difraksi yang hampir sama dapat dilihat pada Gambar 3. Pola difraksi biokomposit

UHMWPE menunjukkan bahwa terdapat senyawa UHMWPE di dalam

biokomposit yang telah dibuat. Hal ini ditunjukkan dengan keberadaan puncak

HAp pada sudut 2 di dalam biokomposit. Terjadi pergeseran sudut 2 sebesar

0.2918 pada puncak difraksi biokomposit daur ulang dari sudut 2 sebesar

21.5276º biokomposit murni, namun intensitas biokomposit murni lebih besar

51.57% dibandingkan intensitas biokomposit daur ulang.

Tabel 2 Parameter kisi biokomposit murni dan daur ulang sebelum iradiasi berkas

elektron

Sampel a (Å) b (Å) c (Å) V (Å3)

Biokomposit Murni 7.4449 4.9537 2.6707 98.4948

Biokomposit Daur ulang 7.3938 4.8795 2.6851 96.8731

Keterangan: a, b, dan c: parameter kisi; V: volume unit kisi

Berdasarkan Tabel 2, parameter kisi UHMWPE pada biokomposit daur

ulang memiliki nilai yang mendekati biokomposit murni, yaitu selisih antara

0.005 sampai 0.07 Å. Nilai volume kisi yang dihasilkan pada biokomposit daur

ulang lebih kecil 1.67% dibandingkan biokomposit murni. Hal ini ditunjukkan

pada pergeseran sudut 2θ pada puncak difraksi biokomposit daur ulang. Pelebaran

setengah puncak tinggi maksimum biokomposit daur ulang diperoleh ukuran

kristalit sebesar 26.9820 nm, sedangkan ukuran kristalit biokomposit murni

sebesar 44.9480 nm. Berdasarkan JCPDS No 86-0740 struktur unit kristal HAp

berbentuk heksagonal dengan parameter kisi a = b = 9.352 Å, c = 6.882 Å, dan V

10 15 20 25 30 35 40

Inte

nsi

tas

2

HAp* UHMWPE Murni + 15 % HAp UHMWPE Daur Ulang + 15 % HAp

* *

*

9

= 521.26 Å. HAp pada biokomposit diidentifikasi dari difraktogram biokomposit

dengan bantuan data JCPDS (Lampiran 2). Berdasarkan difraktogram yang

dihasilkan (Gambar 3), puncak difraksi sampel menunjukkan adanya HAp di

dalam biokomposit dan puncak difraksi HAp memiliki sudut 2θ mirip dengan

puncak difraksi pada biokomposit (ditunjukkan dengan tanda *).

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Kuat Tarik

Berdasarkan hasil pengujian kekuatan tarik UHMWPE tanpa HAp dan

dengan 15% HAp (Lampiran 5) menunjukkan bahwa nilai tegangan maksimum

cenderung menurun dengan peningkatan dosis iradiasi (Gambar 4). Nilai tegangan

maksimum UHMWPE tanpa HAp seiring dengan peningkatan dosis iradiasi

UHMWPE murni dan UHMWPE daur ulang terletak pada kisaran 35.32 sampai

26.23 MPa dan 26.48 sampai 21.09 MPa (Gambar 4a). Nilai tegangan maksimum

yang dihasilkan UHMWPE murni dengan peningkatan dosis iradiasi lebih besar,

yaitu 33.38% hingga 24.37% dibandingkan UHMWPE daur ulang. Berdasarkan

penelitian Apriliyanto (2014), nilai tegangan maksimum UHMWPE murni dengan

iradiasi sinar gamma Co-60 pada dosis 0, 25, 50, dan 75 kGy terletak pada kisaran

29.23 sampai 21.40 MPa. Nilai tegangan maksimum yang diperoleh dengan

iradiasi sinar gamma Co-60 dan berkas elektron memenuhi standar produk implan

sesuai dengan ISO 5834-2 sebesar >19 MPa (Sukaryo et al. 2012).

Gambar 4 Pengaruh dosis iradiasi pada tegangan maksimum: (a) Tanpa HAp; (b)

Dengan 15% HAp

Secara umum, nilai tegangan maksimum menurun seiring dengan

peningkatan pesentase HAp dalam biokomposit yang disebabkan oleh penurunan

persentase UHMWPE yang memberikan sifat lentur dan ulet dalam biokomposit.

Berdasarkan Gambar 4b, nilai tegangan maksimum biokomposit murni seiring

dengan peningkatan dosis iradiasi terletak pada kisaran 22.69 sampai 18.68 MPa,

sedangkan hasil pengujian biokomposit daur ulang menunjukkan nilai tegangan

maksimum cenderung fluktuatif, yaitu terletak pada kisaran 17.24 sampai 16.99

MPa pada dosis iradiasi 0 sampai 150 kGy. Titik minimum dihasilkan oleh

biokomposit daur ulang pada dosis iradiasi 50 kGy ialah 14.89 MPa. Nilai

tegangan maksimum yang dihasilkan biokomposit daur ulang dengan peningkatan

dosis iradiasi menurun sekitar 31.61% hingga 9.94% dibandingkan dengan

0

10

20

30

40

0 50 100 150Teg

angan

Mak

sim

um

(MP

a)

Dosis iradiasi (kGy)

Murni Daur ulang

0

10

20

30

40

0 50 100 150Teg

angan

Mak

sim

um

(MP

a)

Dosis iradiasi (kGy)

Murni+15% HAp Daur ulang+15% HAp

(a) (b)

10

biokomposit murni. Menurut Apriliyanto (2014), nilai tegangan maksimum

biokomposit murni dengan iradiasi sinar gamma Co-60 pada dosis 0 sampai 75

kGy terletak pada kisaran 23.80 sampai 23.61 MPa. Sehingga dapat diasumsikan

bahwa iradiasi sinar gamma Co-60 dan berkas elektron menurunkan nilai

tegangan maksimum bahan seiring dengan peningkatan dosis iradiasi.

Nilai kekuatan tarik yang semakin menurun dengan meningkatnya dosis

iradiasi terjadi karena adanya pemutusan rantai akibat rantai polimer yang

semakin lama semakin pendek. Pemutusan rantai dapat meningkatkan kekerasan

biokomposit karena terbentuk kristal gabungan hasil pemutusan ikatan C-C yang

berikatan dengan oksigen. Penurunan kekuatan tarik terjadi tidak signifikan

karena pemutusan rantai juga terjadi secara perlahan pada kisaran dosis iradiasi

yang digunakan. Persentase berkurangnya nilai tegangan maksimum biokomposit

murni dan daur ulang masing-masing sebesar 55.66% dan 53.59%. Hal ini

disebabkan oleh kandungan HAp yang cukup besar akan meningkatkan pengaruh

sifat HAp (kaku dan mudah patah) dalam biokomposit (Alothman et al. 2013).

Nilai perpanjangan putus juga menunjukkan hal yang sama, yaitu semakin

meningkat dosis iradiasi yang diberikan, maka semakin menurun nilai

perpanjangan putus (Gambar 5). Nilai perpanjangan putus UHMWPE tanpa HAp

seiring dengan peningkatan dosis iradiasi UHMWPE murni dan UHMWPE daur

ulang terletak pada kisaran 259.93 sampai 115.4% dan 590.43 sampai 235%

(Gambar 5). Menurut Apriliyanto (2014), nilai perpanjangan putus UHMWPE

murni dengan iradiasi sinar gamma Co-60 pada dosis 0 sampai 75 kGy terletak

pada kisaran 174 sampai 136.23%. Iradiasi sinar gamma Co-60 dan berkas

elektron menurunkan nilai perpanjangan putus bahan seiring dengan peningkatan

dosis iradiasi. Nilai perpanjangan putus yang dihasilkan UHMWPE daur ulang

dengan peningkatan dosis iradiasi meningkat sebesar 100% dari UHMWPE

murni. Nilai perpanjangan putus yang dihasilkan UHMWPE daur ulang termasuk

dalam rentang sifat mekanik perpanjangan putus UHMWPE, yaitu 350 sampai

525% (Fang et al. 2003).

Gambar 5 Pengaruh dosis iradiasi pada perpanjangan putus untuk UHMWPE

tanpa HAP dan tambahan 15% HAp

0

100

200

300

400

500

600

0 50 100 150

Per

pan

jangan

putu

s (%

)

Dosis iradiasi (kGy)

UHMWPE Murni UHMWPE Daur ulang

Biokomposit Murni Biokomposit Daur ulang

11

Nilai perpanjangan putus pada biokomposit juga mengalami penurunan

yang signifikan. Hasil pengujian biokomposit murni menunjukkan nilai

perpanjangan putus terletak pada kisaran 134.5 sampai 42.43% pada dosis iradiasi

0 sampai 150 kGy (Gambar 5). Titik minimum dengan perpanjangan putus pada

biokomposit murni sebesar 41.3% pada dosis iradiasi 100 kGy. Nilai

perpanjangan putus pada biokomposit daur ulang juga mengalami penurunan yang

fluktuatif dengan peningkatan dosis iradiasi terletak pada kisaran 41.83 sampai

28.2%. Titik minimum dengan perpanjangan putus pada biokomposit daur ulang

terletak pada dosis iradiasi 50 kGy dengan nilai sebesar 5.56%. Namun, nilai

perpanjangan putus biokomposit murni dengan peningkatan dosis iradiasi lebih

besar 100 sampai 50% dibandingkan biokomposit daur ulang. Menurut

Apriliyanto (2014), nilai perpanjangan putus biokomposit murni dengan iradiasi

sinar gamma Co-60 pada dosis 0 sampai 75 kGy terletak pada kisaran 135.20

sampai 105.90%. Iradiasi sinar gamma Co-60 dan berkas elektron menyebabkan

nilai perpanjangan putus biokomposit yang menurun. Hal ini menunjukkan bahwa

biokomposit semakin getas akibat adanya pemutusan rantai dan meningkatnya

jumlah taut silang. Jumlah taut silang yang meningkat mengakibatkan rantai

polimer tidak mudah bergerak satu dengan yang lain ketika ditarik sehingga

menghasilkan perpanjangan putus yang rendah (Alothman et al. 2013).

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Kekerasan

Kekerasan merupakan salah satu sifat bahan yang penting dan digunakan

sebagai indikator untuk ketahanan aus polimer. Pengujian kekerasan menunjukkan

bahwa terjadi peningkatan kekerasan dengan meningkatnya dosis iradiasi (Wang

dan Ge 2007). Sukaryo et al. (2012) melaporkan nilai kekerasan UHMWPE hasil

iradiasi dengan dosis 0 sampai 150 kGy terletak pada kisaran 38 sampai 46 Shore

D. Berdasarkan hasil pengujian kekerasan (Lampiran 6), dapat diketahui

kekerasan UHMWPE murni terletak pada kisaran 39 sampai 42.3 Shore D,

sedangkan untuk UHMWPE daur ulang terletak pada kisaran 38.5 sampai 42

Shore D (Gambar 6a). Titik maksimum dengan kekerasan UHMWPE murni

terletak pada dosis 150 kGy dengan nilai sebesar 42.3 Shore D. Menurut

Apriliyanto (2014), nilai kekerasan UHMWPE murni dengan iradiasi sinar

gamma Co-60 pada dosis 0 sampai 75 kGy terletak pada kisaran 41.57 sampai

43.07 Shore D. Dapat diasumsikan bahwa iradiasi sinar gamma Co-60 dan berkas

elektron akan meningkatkan nilai kekerasan seiring peningkatan dosis iradiasi.

12

Gambar 6 Pengaruh dosis iradiasi pada kekerasan: (a) Tanpa HAp; (b) Dengan

15% HAp

Nilai kekerasan juga meningkat seiring dengan penambahan HAp dalam

biokomposit. Berdasarkan hasil pengujian nilai kekerasan biokomposit murni

terletak pada kisaran 39 sampai 40 Shore D, sedangkan untuk biokomposit daur

ulang terletak pada kisaran 38.6 sampai 41.8 Shore D (Gambar 6b). Nilai

kekerasan biokomposit daur ulang lebih besar daripada biokomposit murni.

Menurut Apriliyanto (2014), nilai kekerasan biokomposit murni dengan iradiasi

sinar gamma Co-60 pada dosis 0 sampai 75 kGy terletak pada kisaran 47.84

sampai 49.60 Shore D. Penambahan HAp pada matriks UHMWPE mampu

meningkatkan nilai kekerasan dan biokompatibilitas suatu implan. HAp

merupakan senyawa mineral apatit yang memiliki kesamaan komposisi kimia

dengan jaringan tulang asli. Semakin tinggi kadar HAp di dalam biokomposit,

semakin tinggi nilai kekerasan biokomposit.

Iradiasi sinar gamma Co-60 dan berkas elektron menyebabkan terbentuknya

ikatan silang dan pemutusan rantai akibatnya nilai kekerasan polimer meningkat.

Ikatan silang menyebabkan susunan rantai acak yang berada di daerah amorf

menjadi teratur sehingga polimer menjadi lebih keras. Pemutusan rantai juga

dapat meningkatkan kekerasan karena oksigen menangkap radikal bebas hasil

iradiasi berkas elektron sehingga polimer mengalami suatu proses oksidasi dan

menghasilkan senyawa hidroperoksida yang dapat menyebabkan putusnya ikatan

C-C dan membentuk kristal baru (Stephens 2009). Kristal-kristal inilah yang

menyebabkan kekerasan semakin meningkat. Nilai kekerasan UHMWPE murni

lebih besar daripada UHMWPE daur ulang dengan peningkatan dosis iradiasi.

Namun, pada penambahan HAp nilai kekerasan biokomposit daur ulang lebih

besar daripada biokomposit murni. Hal ini memungkinkan terbentuknya ikatan

silang lebih banyak sehingga pemutusan rantai yang terjadi lebih banyak seiring

bertambahnya dosis iradiasi.

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Kristalinitas

Kekerasan biokomposit juga dipengaruhi oleh kristalinitas dari biokomposit

tersebut. Bahan dengan kristalinitas yang tinggi akan membuat bahan tahan

terhadap pelarut, menjadi kaku, dan lebih kuat, tetapi mudah getas (Sukaryo et al.

2012). Difraksi sinar-X (XRD) digunakan untuk menentukan kristalinitas polimer.

37.5

38.5

39.5

40.5

41.5

42.5

0 50 100 150Kek

eras

an (

Sho

re D

)

Dosis iradiasi (kGy)

Murni Daur ulang

37.5

38.5

39.5

40.5

41.5

42.5

0 50 100 150Kek

eras

an (

Sho

re D

)

Dosis iradiasi (kGy)

Murni+15% HAp Daur ulang+15% HAp

(a) (b)

13

Penentuan kristalinitas ditentukan dari difraktogram hasil XRD dengan

membandingkan luas fraksi amorf dengan luas fraksi total (Lampiran 7). Selain

dari difraktogram hasil XRD, kristalinitas juga dapat diuji menggunakan hasil

pengujian differential scanning calorimeter (DSC). Kristalinitas ditentukan

dengan membandingkan entalpi peleburan biokomposit dengan entalpi peleburan

polietilena 100% kristalin (292.5 J/g).

Gambar 7 Pengaruh dosis iradiasi pada kristalinitas dengan pengujian XRD: (a)

Murni+15% HAp; (b) Daur ulang+15% HAp

Kristalinitas biokomposit meningkat seiring dengan meningkatnya dosis

iradiasi. Persentase kristalinitas dengan pengujian menggunakan XRD pada

biokomposit murni terletak pada kisaran 39.53 sampai 44.53%, sedangkan pada

biokomposit daur ulang terletak pada kisaran 37.95 sampai 44.06% pada dosis 0

sampai 150 kGy (Gambar 7). Persentase kristalinitas biokomposit murni lebih

besar dari biokomposit daur ulang. Hal ini menunjukkan bahwa biokomposit

murni lebih kaku dari biokomposit daur ulang. Hasil analisis kristalinitas

biokomposit murni dan daur ulang menggunakan DSC ditunjukkan pada Gambar

8.

Gambar 8 Pengaruh dosis iradiasi pada kristalinitas dengan pengujian DSC pada

Murni+15% HAp dan Daur ulang+15% HAp

0

30

60

90

120

150

0 150

Kri

stal

init

as (

%)

Dosis iradiasi (kGy)

Biokomposit Murni Biokomposit Daur ulang

(a) (b)

37

39

41

43

45

0 50 100 150Kri

stal

init

as (

%)

Dosis iradiasi (kGy)

Murni+15% HAp

37

39

41

43

45

0 50 100 150Kri

stal

init

as (

%)

Dosis iradiasi (kGy)

Daur ulang+15% HAp

14

Berdasarkan Gambar 8, persentase kristalinitas dengan pengujian DSC pada

biokomposit murni terletak pada kisaran 30.19% dan 50.64% dengan dosis

iradiasi 0 dan 150 kGy, sedangkan pada biokomposit daur ulang terletak pada

kisaran 32.64% dan 46.94% dengan dosis iradiasi 0 dan 150 kGy. Kristalinitas

biokomposit murni lebih besar 7.88% dibandingkan biokomposit daur ulang. Hal

ini menunjukkan bahwa biokomposit murni lebih keras. Menurut Apriliyanto

(2014), kristalinitas biokomposit murni penambahan 5% HAp dengan iradiasi

sinar gamma Co-60 pada dosis 0, 25, dan 75 kGy diperoleh masing-masing

sebesar 18.57, 39.55, dan 50.43%. Dapat diasumsikan bahwa kristalinitas

meningkat dengan iradiasi sinar gamma Co-60 dan berkas elektron seiring dengan

peningkatan dosis iradiasi.

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Sifat Termal

Analisis termal adalah pengukuran fisika suatu bahan terhadap perubahan

suhu yang digunakan untuk mengetahui ketahanan dan kestabilan polimer

terhadap panas. Pengukuran analisis termal menggunakan DSC (Differential

Scanning Calorimeter). Analisis termal DSC dilakukan untuk mengetahui fase-

fase transisi pada biokomposit murni dan daur ulang. Sampel yang digunakan

untuk pengujian ini adalah UHMWPE dengan HAp dosis 0 kGy dan 150 kGy

(Lampiran 8). Hasil analisis sifat termal biokomposit ditunjukkan pada Tabel 3.

Tabel 3 Hasil analisis sifat termal biokomposit murni dan daur ulang

Sampel Dosis

iradiasi

(kGy

Titik

leleh

(°C)

Entalpi

peleburan

(J/g)

Kristalinitas

(%)

Biokomposit Murni 0 133,18 88,3091 30,19

150 137,49 148,1480 50,64

Biokomposit Daur ulang 0 128,78 95,4487 32,63

150 129,98 143,1645 46,94

Dosis iradiasi juga mempengaruhi titik leleh dan entalpi peleburan pada

biokomposit. Titik leleh dan entalpi peleburan biokomposit meningkat seiring

peningkatan dosis iradiasi. Titik leleh yang dihasilkan pada biokomposit murni

lebih besar 3.41 sampai 5.77% dibandingkan biokomposit daur ulang pada dosis 0

dan 150 kGy. Peningkatan titik leleh tersebut, disebabkan oleh peningkatan taut

silang dan kristalinitas. Tingkat taut silang yang tinggi akan menurunkan derajat

kebebasan antar rantai, sehingga energi yang diperlukan untuk mengubah fase

padatan menjadi fase cairan akan semakin besar. Alothman et al. (2013)

menyatakan bahwa energi yang dibutuhkan untuk meleburkan susunan kristalin

lebih tinggi daripada partikel amorf.

15

Pengaruh Dosis Iradiasi pada Gugus Fungsi

Analisis gugus fungsi dapat ditentukan melalui instrumen FTIR dengan

memanfaatkan absorbansi dari biokomposit terhadap gelombang inframerah yang

dipancarkan. Analisis ini bertujuan mengetahui interaksi yang terjadi pada gugus

fungsi yang disebabkan oleh dosis iradiasi yang semakin besar pada penyusun

film biokomposit UHMWPE daur ulang-HAp. Menurut Janaki et al. (2008)

spektrum FTIR HAp menunjukkan adanya pita serapan daerah 1450 cm-1

(regang

gugus CO3-2

), serta 866 cm-1

, 604 cm-1

, dan 565 cm-1

(gugus PO4-). Berdasarkan

hasil spektrum FTIR (Lampiran 9) berikut merupakan gugus fungsi yang ada pada

biokomposit murni dan daur ulang (Tabel 4 dan Tabel 5).

Tabel 4 Analisis gugus fungsi biokomposit murni

Sampel Dosis iradiasi (kGy) Bilangan

gelombang (cm-1

)

Gugus fungsi

UHMWPE

Murni+15% HAp

0

3755.1339

3574.1623 Regang O-H

2913.3417

2850.2758 Regang C-H

1468.3108 Regang CO3-2

1032.3338

733.4564 Regang C-O

961.0419 C=C

845.8782

637.4867 Regang PO4

-3

150

2919.6381

2856.1051 Regang C-H

1726.3223 C=O

1466.6656 Regang CO3-2

1251.2059

1035.7461 Regang C-O

961.1638 C=C

712.5564 Regang PO4-3

Keterangan: C: Carbon; O:Oxygen; H: Hydrogen; PO4-3

: phosphat; CO3-2

:

carbonate. Sumber: Field et al. 2008

16

Tabel 5 Analisis gugus fungsi biokomposit daur ulang

Sampel Dosis iradiasi (kGy) Bilangan

gelombang (cm-1

)

Gugus fungsi

UHMWPE Daur

ulang+15% HAp

0

3371.2547 Regang O-H

1638.3145 C=O

1029.5918 Regang C-O

150

3757.8759

3571.4203 Regang O-H

2921.5677

2839.3079 Regang C-H

1462.8269 Regang CO3-2

1035.0758

719.7465

Regang C-O

958.3000 C=C

837.6522

637.4867 Regang PO4

-3

Keterangan: C: Carbon; O:Oxygen; H: Hydrogen; PO4-3

: phosphat; CO3-2

:

carbonate. Sumber: Field et al. 2008

Berdasarkan Tabel 4 dan Tabel 5, hasil analisis gugus fungsi biokomposit

murni pada dosis iradiasi 0 dan 150 kGy menunjukkan bahwa terjadi degradasi

yang ditandai dengan adanya interaksi dengan oksigen pada bilangan gelombang

3755, 3574, dan 1032 cm-1

. Selain itu, terjadi peristiwa ikatan silang yang ditandai

dengan munculnya serapan gugus vinilena pada bilangan gelombang 961 cm-1

.

Pada hasil analisis gugus fungsi biokomposit daur ulang pada dosis iradiasi 0 kGy

terjadi degradasi yang menghasilkan radikal sehingga berinteraksi dengan

oksigen, namun tidak muncul serapan gugus fungsi untuk HAp. Pada dosis

iradiasi 150 kGy, biokomposit daur ulang mengalami degradasi dan terjadi ikatan

silang dengan munculnya serapan gugus vinilena. Tingginya oksidasi dapat

diamati dari perubahan warna komposit yang semakin kuning dengan

meningkatnya dosis iradiasi.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa UHMWPE daur

ulang memiliki kemiripan sifat dengan UHMWPE murni. Kekuatan tarik

UHMWPE daur ulang memenuhi standar produk implan berdasarkan ISO 5834-2

(>19 MPa). Penambahan HAp dan iradiasi berkas elektron pada UHMWPE daur

ulang meningkatkan kekerasan sebesar 8.2%, kristalinitas sebesar 43.8%, dan titik

leleh sebesar 0.9%. Namun, UHMWPE daur ulang dengan penambahan HAp

belum dapat meningkatkan kekuatan mekanik yang baik untuk bantalan tibial,

dapat dilihat dari menurunnya nilai tegangan maksimum dan persentase

perpanjangan putus pada dosis 0 sampai 150 kGy.

17

Saran

Perlu dilakukan analisis morfologi UHMWPE daur ulang setelah

ditambahkan HAp sebagai bahan bantalan untuk mengetahui homogenitas. Perlu

dilakukan uji ESR untuk mengetahui jenis radikal dan jumlah radikal yang tersisa

pada bahan. Perlu dilakukan penentuan densitas dan bobot molekul dari

UHMWPE daur ulang untuk mengetahui berat molekul. Selain itu, diduga HAp

akan lebih biokompatibel bila dilapiskan pada permukaan UHMWPE sesuai sifat

HAp, yaitu meningkatkan biokompatibilitas sekitarnya.

DAFTAR PUSTAKA

Alothman OY, Almajhdi FN, Fouad H. 2013. Effect of gamma radiation and

acceerated aging on the mechanical and thermal behavior of HDPE/HA

nano-composites for bone tissue regeneration. Bio Med Eng. 12(95):1-15.

Apriliyanto YB. 2014. Pengaruh iradiasi gamma pada sifat mekanik dan termal

komposit UHMWPE-HAp untuk tibial tray [skripsi]. Bogor (ID): Institut

Pertanian Bogor.

[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2010. Tensile-Impact

Energy to Break Plastics and Electrical Insulating Materials. Philadelphia:

ASTM; (ASTM Standard: D1822-06).

[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2010. Rubber Property-

Durometer Hardness. Philadelphia: ASTM; (ASTM Standard: D2240-05).

Aydin E. 2010. Biodegradable polymer-hydroxyapatite nanocomposites for bone

plate applications [tesis]. Ankara (TR): Middle East Technical University.

Elmkharram HMA. 2013. Mechanically processed alumina reinforced ultrahigh

molecular weight polyethylene (UHMWPE) matrix composites [tesis].

Blacksburg (US): Virginia Polytechnic Institute and State University.

Fang HW, Hsu SM, Sengers JV. 2003. Ultra high molecular weight polyethylene

wear particle effects on bioactivity. Mater Sci Eng. 1002: 1-279.

Field LD, Sternhel S. 2008. Organic Structures from Spectra 4th

Edition.

Chechester (GB): John Wiley&Sons.

Janaki K, Elamathi S, Sangeetha D. 2008. Development and characterization of

polymer ceramic composites for orthopedic applications. Trends Biomater:

Artif Organs. 22(3): 169-178.

Lednický F, Šlouf M, Kratochvil I, Baldrian J, Novotná D. 2007. Crystalline

character and microhardness of gamma-irradiated and thermally treated

UHMWPE. Macromol Sci, Part B: Phys. 46: 521-531.

Lewis G. 2001. Properties of crosslinked ultra high molecular weight

polyethylene. Biomaterials. 22: 371-401.

Mc Kellop H, Shen FW, Lu B, Campbell P, Salovey R. 1999. Development of an

extremely wear resistant ultra high molecular polyethylene for total hip

replacement. J Orthop Res. 17(2):157-167.

Musib MK. 2011. A review of the history and role of UHMWPE as a component

in total joint replacements. Inter Bio Eng. 1(1):6-

10.doi:10.5923/j.ijbe.20110101.02.

18

Natsir M. 1998. Teknologi dan aplikasi pemercepat elektron. Di dalam: Sahadi F,

editor. Risalah Pertemuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan Aplikasi

Isotop dan Radiasi; 18-19 Februari 1998, Jakarta, Indonesia. Jakarta (ID):

Badan Tenaga Atom Nasional, Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi. (2): 37-

45.

Šlouf M, Synkova H, Baldrian J, Marek A, Kovarova J, Schmidt P, Dorschner H,

Stephen M, Gohs U. 2007. Structural changes of uhmwpe after e-beam

irradiation and thermal treatment. Biomed Mater Res: Appl Biomat. 85:240-

251.doi:10.1002/ jbm.b.30942.

Sui G, Zhong WH, Ren X, Wang XQ, Yang XP. 2009. Structure, mechanical

properties and friction behavior of UHMWPE/HDPE/carbon nanofibers.

Mat Chem Phys. 115(1):404-412.doi:10.1016/j.matchemphys.2008.12.016.

Sukaryo SG, Kusumawati DR, P Maria C, Marnada N. 2012a. Pengaruh iradiasi

gamma terhadap sifat HDPE untuk tibial tray. J Ilmiah Aplikasi Isotop

Iradiasi. 8(2):73-82.

Sukaryo SG, Nurchamid J, Sugeng B, Sitompul A, Yuswono. 2012b. Pembuatan

prototip prostetik sendi lutut. Di dalam: Karmiadji DW, Notosudjono D,

Nurzal ER, Syafarudin, Djarot I, Wicaksono H, Saufi A, editor. Membangun

Sinergi Riset Nasional untuk Kemandirian Teknologi. Prosiding Seminar

Insentif Riset SINas [Internet]; 2012 Nov 29-30; Bandung, Indonesia.

Jakarta (ID): Asdep Relevansi Program Riptek, Kemenristek.

Sukaryo SG, Arifin NL, Sudaryo, Sudirman. 2012. Pengaruh iradiasi gamma

terhadap sifat mekanik UHMWPE untuk tibial tray. J Kimia Kemasan.

34(2):271-280.

Stepens CP. 2009. Morphological characterization of irradiated ultrahigh

molecular weight polyethylene (UHMWPE) [disertasi]. Knoxville (US):

University of Tennessee.

Wang S, Ge S. 2007. The mechanical property and tribological behavior of

UHMWPE: effect of molding pressure. Wear. 263(7-12):949-956.

Wulandari R. 2011. Modifikasi polimer UHMWPE dan HDPE dengan iradiasi

gamma untuk meningkatkan kekuatan mekanik tibial tray [skripsi]. Bogor

(ID): Institut Pertanian Bogor.

19

LAMPIRAN

Lampiran 1 Bagan alir penelitian

Serbuk Campuran UHMWPE +

HAp

Milling

Biokomposit

Film biokomposit Difraktogram

biokomposit

Pencirian dengan XRD

XRD Uji Tarik Uji Keras DSC FTIR

Difraktogram

Kekuatan Tarik

Shore D

Titik leleh dan Entalpi Peleburan

Spektrum Gugus Fungsi

Iradiasi Tanpa iradiasi

20

Lampiran 2 Data JCPDS

21

Lampiran 3 Perhitungan parameter kisi UHMWPE

Ortorombik:

a) UHMWPE Murni

2θ (deg) θ (deg) θ (rad) h k l d (Å) d2 (Å

2) 1/d

2 (Å

-2)

10.8759 5.4379 0.0949 0 1 0 8.1283 66.0695 0.0151

21.5476 10.5485 0.1841 1 1 0 4.1207 16.9805 0.0588

23.9411 11.9705 0.2089 2 0 0 3.7139 13.7931 0.0725

30.1340 15.067 0.2629 2 1 0 2.9632 8.7809 0.1138

36.2374 18.1187 0.3162 0 2 0 2.4769 6.1352 0.1629

38.1157 19.0578 0.3326 0 1 1 2.3591 5.5653 0.1796

Hkl 1/d2

(Å-2

) A B C a (Å) b (Å) c (Å)

200 0.0725 4/a2

0 0 7.4278

110 0.0588 0.0181

1/b2 0 7.4278 4.9568

210 0.1138 4/a2 0.0407 0 7.3972 4.9568

011 0.1796 0 0.0407 1/c2

4.9568 2.6831

Rerata 7.4176 4.9568 2.6831

Volume unit sel

3

22

Lanjutan Lampiran 3 Perhitungan parameter kisi UHMWPE

b) UHMWPE Daur ulang

2θ (deg) θ (deg) θ (rad) h k l d (Å) d2 (Å

2) 1/d

2 (Å

-2)

10.8833 5.4416 0.0949 0 1 0 8.1227 66.9792 0.0151

21.5991 10.7995 0.1884 1 1 0 4.1110 16.9005 0.0591

23.9467 11.9783 0.2090 2 0 0 3.7130 13.7868 0.0725

30.1328 15.0664 0.2629 2 1 0 2.9633 8.7816 0.1138

36.4332 18.2166 0.3179 0 2 0 2.4640 6.0717 0.1646

38.4644 19.2332 0.3356 0 1 1 2.3384 5.4681 0.1828

Hkl 1/d2

(Å-2

) A B C a (Å) b (Å) c (Å)

200 0.0725 4/a2

0 0 7.4278

110 0.0591 0.0181

1/b2 0 7.4278 4.9386

210 0.1138 4/a2 0.0401 0 7.4124 4.9386

011 0.1828 0 0.0401 1/c2

4.9386 2.6555

Rerata 7.4226 4.9386 2.6555

Volume unit sel

3

23

Lanjutan Lampiran 3 Perhitungan parameter kisi UHMWPE

c) UHMWPE Murni + 15% HAp

2θ (deg) θ (deg) θ (rad) h k l d (Å) d2 (Å

2) 1/d

2

(Å-2

)

11.0660 5.5330 0.0965 0 1 0 7.9891 63.8257 0.0156

21.5276 10.7638 0.1878 1 1 0 4.1245 17.0115 0.0587

23.9050 11.9525 0.2086 2 0 0 3.7194 13.8339 0.0722

29.9997 14.9998 0.2617 2 1 0 2.9764 8.8577 0.1128

31.6823 15.3411 0.2764 2 1 0 2.8219 7.9631 0.1255

33.9899 16.9949 0.2966 3 0 0 2.6354 6.9453 0.1439

36.2871 18.1435 0.3166 0 2 0 2.4736 6.1186 0.1634

38.2563 19.1281 0.3338 0 1 1 2.3507 5.5257 0.1809

Hkl 1/d2

(Å-2

) A B C a (Å) b (Å) c (Å)

200 0.0722 4/a2

0 0 7.4432

110 0.0587 0.0180

1/b2 0 7.4432 4.9568

210 0.1128 4/a2 0.0407 0 7.4483 4.9568

011 0.1809 0 0.0407 1/c2

4.9568 2.6707

Rerata 7.4449 4.9537 2.6707

Volume unit sel

3

24

Lanjutan Lampiran 3 Perhitungan parameter kisi UHMWPE

d) UHMWPE Daur ulang + 15% HAp

2θ (deg) θ (deg) θ (rad) h k l d (Å) d2 (Å

2) 1/d

2

(Å-2

)

11.0553 5.5276 0.0964 0 1 0 7.9967 63.9472 0.0156

21.8194 10.9097 0.1904 1 1 0 4.0700 16.5649 0.0603

24.0840 12.0420 0.2101 2 0 0 3.6922 13.6323 0.0733

261398 13.0699 0.2281 0 0 2 3.4063 11.6028 0.0861

30.2795 15.1397 0.2642 2 1 0 2.9493 8.6983 0.1149

32.0109 16.0054 0.2793 1 1 2 2.7936 7.8042 0.1281

34.2479 17.1239 0.2988 2 0 2 2.6161 6.8439 0.1401

36.5238 18.2619 0.3187 0 2 0 2.4581 6.0426 0.1654

38.2840 19.1420 0.3340 0 1 1 2.3521 5.5323 0.1807

Hkl 1/d2

(Å-2

) A B C a (Å) b (Å) c (Å)

200 0.0733 4/a2

0 0 7.3871

110 0.0603 0.0183

1/b2 0 7.3871 4.8795

210 0.1149 4/a2 0.0420 0 7.4074 4.8795

011 0.18087 0 0.0420 1/c2

4.8795 2.6851

Rerata 7.3938 4.8795 2.6851

Volume unit sel

3

25

Lampiran 4 Perhitungan ukuran kristalit

Sampel Dosis

iradiasi

(kGy)

(deg)

θ (deg) Cos θ

(rad)

FWHM B t (nm)

UHMW

PE

Murni

0 21.5476 10.7738 0.9823 0.3000 5.2333

10-3

26.9730

50 21.5032 10.7516 0.9824 0.3000 5.2332

10-3

26.9690

100 21.5918 10.7959 0.9823 0.2400 4.1866

10-3

33.7150

150 21.5558 10.7779 0.9823 0.3000 5.2333

10-3

26.9710

UHMW

PE Daur

ulang

0 21.5991 10.7995 0.98222 0.2400 4.1866

10-3

33.7180

50 21.5654 10.7827 0.9823 0.3000 5.2333

10-3

26.9710

100 21.4778 10.7389 0.9824 0.3000 5.2333

10-3

26.9690

150 21.5519 10.7759 0.9823 0.3000 5.2333

10-3

26.7100

UHMW

PE

Murni +

15%

HAp

0 21.5276 10.7638 0.9824 0.1800 3.14

10-3

44.9480

50 21.5243 10.7621 0.9824 0.1800 3.14

10-3

44.9480

100 21.6722 10.8361 0.9821 0.1800 3.14

10-3

44.9620

150 21.6828 10.8414 0.9821 0.1200 2.0933

10-3

67.4440

UHMW

PE Daur

ulang +

15%

HAp

0 21.8194 10.9097 0.9819 0.3000 5.2333

10-3

26.9820

50 21.8125 10.9062 0.9819 0.4200 7.3266

10-3

19.2730

100 21.7327 10.8663 0.9820 0.1800 3.14

10-3

44.9660

150 21.5935 10.7967 0.9822 0.3000 5.2333

10-3

26.9740

Keterangan: FWHM: full width at half maximum; t: ukuran kristalit

Contoh perhitungan UHMWPE Murni pada dosis iradiasi 0 kGy:

26

Lampiran 5 Tabel hasil uji tarik

Sampel Parameter Rerata SD

UHMWPE Murni; 0

kGy

Ketebalan (mm) 0.72 0.005

Tegangan Maks (MPa) 35.32 1.96

Perpanjangan Putus (%) 259.93 22.12

UHMWPE Daur ulang;

0 kGy

Ketebalan (mm) 0.53 0.01

Tegangan Maks (MPa) 26.48 0.76

Perpanjangan Putus (%) 590.43 5.53

UHMWPE Murni + 15%

HAp; 0 kGy

Ketebalan (mm) 0.67 0.01

Tegangan Maks (MPa) 22.69 1.49

Perpanjangan Putus (%) 134.50 6.84

UHMWPE Daur ulang +

15% HAp; 0 kGy

Ketebalan (mm) 0.53 0.03

Tegangan Maks (MPa) 17.24 0.70

Perpanjangan Putus (%) 41.38 12.83

UHMWPE Murni; 50

kGy

Ketebalan (mm) 0.66 0.01

Tegangan Maks (MPa) 31.20 5.19

Perpanjangan Putus (%) 179.26 55.28

UHMWPE Daur ulang;

50 kGy

Ketebalan (mm) 0.43 0.05

Tegangan Maks (MPa) 23.74 4.00

Perpanjangan Putus (%) 371.03 230.62

UHMWPE Murni + 15%

HAp; 50 kGy

Ketebalan (mm) 0.68 0.01

Tegangan Maks (MPa) 19.54 0.77

Perpanjangan Putus (%) 72.36 8.58

UHMWPE Daur ulang +

15% HAp; 50 kGy

Ketebalan (mm) 0.54 0.03

Tegangan Maks (MPa) 14.89 0.98

Perpanjangan Putus (%) 5.56 0.80

UHMWPE Murni; 100

kGy

Ketebalan (mm) 0.70 0.01

Tegangan Maks (MPa) 33.08 1.32

Perpanjangan Putus (%) 163.83 55.28

UHMWPE Daur ulang;

100 kGy

Ketebalan (mm) 0.51 0.005

Tegangan Maks (MPa) 23.17 2.25

Perpanjangan Putus (%) 324.16 146.05

UHMWPE Murni + 15%

HAp; 100 kGy

Ketebalan (mm) 0.64 0.02

Tegangan Maks (MPa) 19.14 1.19

Perpanjangan Putus (%) 41.30 8.56

UHMWPE Daur ulang +

15% HAp; 100 kGy

Ketebalan (mm) 0.59 0.01

Tegangan Maks (MPa) 16.43 1.64

Perpanjangan Putus (%) 19.03 2.04

27

Lanjutan Lampiran 5 Tabel hasil uji tarik

Sampel Parameter Rerata SD

UHMWPE Murni; 150

kGy

Ketebalan (mm) 0.75 0.01

Tegangan Maks (MPa) 26.43 0.55

Perpanjangan Putus (%) 115.4 1.75

UHMWPE Daur ulang;

150 kGy

Ketebalan (mm) 0.56 0.01

Tegangan Maks (MPa) 21.09 1.17

Perpanjangan Putus (%) 235 81.52

UHMWPE Murni + 15%

HAp; 150 kGy

Ketebalan (mm) 0.62 0.009

Tegangan Maks (MPa) 18.68 0.37

Perpanjangan Putus (%) 42.43 6.46

UHMWPE Daur ulang +

15% HAp; 150 kGy

Ketebalan (mm) 0.63 0.008

Tegangan Maks (MPa) 16.99 0.32

Perpanjangan Putus (%) 28.20 8.40

28

Lampiran 6 Tabel hasil uji keras

Sampel Rerata

(Shore A)

Rerata

(Shore D)

UHMWPE Murni; 0 kGy 90,33 39,46

UHMWPE Murni; 50 kGy 91,00 40,14

UHMWPE Murni; 100 kGy 91,67 41,33

UHMWPE Murni; 150 kGy 92,33 42,26

UHMWPE Daur ulang; 0 kGy 89,67 38,60

UHMWPE Daur ulang; 50 kGy 90,00 39,13

UHMWPE Daur ulang; 100 kGy 92,00 41,80

UHMWPE Daur ulang; 150 kGy 92,00 41,80

UHMWPE Murni + 15% HAp; 0 kGy 90,00 39,00

UHMWPE Murni + 15% HAp; 50 kGy 90,00 39,00

UHMWPE Murni + 15% HAp; 100 kGy 90,33 39,46

UHMWPE Murni + 15% HAp; 150 kGy 90,67 39,93

UHMWPE Daur ulang + 15% HAp; 0 kGy 89,67 38,60

UHMWPE Daur ulang + 15% HAp; 50 kGy 90,33 39,46

UHMWPE Daur ulang + 15% HAp; 100 kGy 91,67 41,67

UHMWPE Daur ulang + 15% HAp; 150 kGy 92,00 41,80

29

Lampiran 7 Tabel hasil perhitungan kristalinitas menggunakan XRD

Sampel Dosis

iradiasi

(kGy)

Luas fraksi total

(cm2)

Luas fraksi

amorf (cm2)

Kristalinitas

(%)

UHMWPE

Murni

0 310336 177792 42.70

50 314579 172290 45.23

100 302641 164159 45.75

150 305886 165308 45.95

UHMWPE

Daur ulang

0 281385 179753 36.11

50 269896 165465 39.69

100 289721 176465 39.22

150 275572 176087 43.04

UHMWPE

Murni + 15%

HAp

0 68061 41154 39.53

50 61130 35331 42.20

100 62087 35225 43.26

150 65883 36670 44.34

UHMWPE

Daur ulang +

15% HAp

0 33090 20530 37.95

50 41157 24378 40.76

100 13401 7678 42.70

150 21386 11962 44.06

Contoh perhitungan UHMWPE murni pada dosis iradiasi 0 kGy:

Kristalinitas (%)

30

Lampiran 8 Termogram DSC

UHMWPE Murni + 15% HAp; 0 kGy

UHMWPE Murni + 15% HAp; 150 kGy

Contoh perhitungan kristalinitas biokomposit murni pada dosis iradiasi 0 kGy:

31

Lanjutan Lampiran 8 Termogram DSC

UHMWPE Daur ulang + 15% HAp; 0 kGy

UHMWPE Daur ulang + 15% HAp; 150 kGy

32

Lampiran 9 Spektrum serapan FTIR

UHMWPE Murni + 15% HAp; 0 kGy

UHMWPE Murni + 15% HAp; 150 kGy

C:\Program Files\OPUS_65\MEAS\V15 HAp 0 KGy.0 V15 HAp 0 KGy Instrument type and / or accessory 04/12/2014

637.4867

733.4564

845.8782961.0419

1032.3338

1468.3108

2315.58702373.1689

2850.2758

2913.3417

3755.1339

3574.1623

100015002000250030003500

Wavenumber cm-1

93

94

95

96

97

98

99

10

0

Tra

nsm

itta

nce

[%

]

Page 1/1

C:\Program Files\OPUS_65\MEAS\V15 HAp 150 KGy.1 V15 HAp 150 KGy Instrument type and / or accessory 04/12/2014

2856.1051

2919.6381

1466.6656

1590.9694

1251.2059

1035.7461

712.5564

961.1638

1726.3223

100015002000250030003500

Wavenumber cm-1

97

.09

7.5

98

.09

8.5

99

.09

9.5

10

0.0

Tra

nsm

itta

nce

[%

]

Page 1/1

33

Lanjutan Lampiran 9 Spektrum serapan FTIR

UHMWPE Daur ulang + 15% HAp; 0 kGy

UHMWPE Daur ulang + 15% HAp; 150 kGy

C:\Program Files\OPUS_65\MEAS\R 15 HAp 0 KGy.0 R 15 HAp 0 KGy Instrument type and / or accessory 04/12/2014

1638.3145

3371.2547

1029.5918

100015002000250030003500

Wavenumber cm-1

85

90

95

10

0

Tra

nsm

itta

nce

[%

]

Page 1/1

C:\Program Files\OPUS_65\MEAS\R 15 HAp 150 KGy.0 R 15 HAp 150 KGy Instrument type and / or accessory 04/12/2014

637.4867

719.7465

837.6522

1035.0758

958.3000

1462.8269

2307.3610

2386.8788

2839.3079

2921.5677

3757.8759

3571.4203

100015002000250030003500

Wavenumber cm-1

93

94

95

96

97

98

99

10

0

Tra

nsm

itta

nce

[%

]

Page 1/1

34

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Lumban Lobu pada tanggal 11 Oktober 1992 dari

pasangan Marisi Tua Sinurat dan Linceria br Hutahaean. Penulis adalah anak

keenam dari enam bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari Sekolah Menengah

Atas Swasta Bintang Timur I (SMA BTB) Balige. Pada tahun yang sama penulis

lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi

Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum

Kimia TPB pada tahun ajaran 2014-2015. Penulis aktif sebagai anggota dari Unit

Kegiatan Mahasiswa Persekutuan Mahasiswa Kristen Komisi Pelayanan Siswa

pada tahun 2011-2015. Penulis juga pernah menjadi koordinator dan pengajar

Agama Kristen di Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) PGRI 3 Bogor pada tahun

2011-2012. Selain itu, penulis juga pernah mendapatkan beasiswa ASTAGA pada

tahun 2010 dan beasiswa IPB pada tahun 2013-2014.

Selama melaksanakan penelitian di Pusat Studi Teknologi Bahan Maju

Badan Tenaga Nuklir Nasional (PSTBM BATAN), pada bulan Oktober 2014

penulis berkesempatan mengikuti kegiatan “International Conference on Material

Science and Technology (ICMST) 2014 in Conjuction with International School

on Solid State Ionics (International Collaboration on Batteray Research)”, yang

diselenggarakan oleh Badan Tenaga Nuklir Nasional, Serpong, Indonesia. Pada

bulan Maret 2015, penulis juga mengikuti kegiatan “Pelatihan Instrumen”, yang

diselenggarakan oleh Kepala bagian PSTBM BATAN. Penulis juga

berkesempatan mengikuti kegiatan “Workshop tentang Biomaterial”, yang

diselenggarakan oleh Kelompok Riset Biomaterial BATAN-IPB. Penulis juga

pernah mengikuti kegiatan Praktik Lapangan di Pusat Penelitian dan

Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” Kebayoran Lama,

Jakarta Selatan pada bulan Juli sampai Agustus 2014 dengan judul laporan

Analisis Sifat Fisika Kimia Minyak Lumas Motor Bensin pada Kendaraan

Bermotor.