Perpustakaan Digital ITB

Rompi anti peluru merupakan perlengkapan pertahanan yang umumnya digunakan untuk melindungi prajurit, pemimpin negara ataupun masyarakat sipil dari ancaman senjata tajam maupun tembakan. Kemampuan rompi anti peluru untuk melindungi penggunanya sangat dipengaruhi oleh jenis material penyusun rompi anti peluru tersebut. Salah satu material yang berperan penting dalam proses pembuatan rompi anti peluru adalah serat tahan balistik. Serat kevlar dan ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) merupakan serat tahan balistik yang paling banyak digunakan dalam proses pembuatan rompi anti peluru. Terdapat beberapa kriteria yang harus dipenuhi oleh serat agar dapat digolongkan sebagai serat tahan balistik, antara lain yaitu memiliki kekuatan dan kekakuan yang tinggi, densitas yang rendah, serta ketahanan yang baik terhadap bahan kimia, terutama terhadap pelarut atau lubrikan yang umum digunakan dalam industri otomotif dan dirgantara. Dalam proses pembuatannya, proses produksi serat kevlar dan UHMWPE melibatkan berbagai peralatan canggih serta bahan-bahan kimia yang tidak diproduksi di Indonesia. Nanokristalin selulosa atau NCC merupakan hasil ekstraksi bagian kristalin dari suatu rantai selulosa. NCC diperoleh melalui proses hidrolisis dari alfa selulosa, dimana dalam proses tersebut terjadi proses pemotongan bagian amorf rantai selulosa dan hanya menyisakan bagian kristalin dari selulosa tersebut. Nanokristalin selulosa memiliki kristalinitas yang berkisar antara 80% – 99%, memiliki kekuatan teoritis sebesar 10 GPa, modulus elastisitas teoritis sebesar 150 GPa, tidak bisa dilelehkan, serta memiliki ketahanan kimia yang sangat baik sehingga sangat potensial untuk dimanfaatkan menjadi bahan baku alternatif dalam proses pembuatan serat tahan balistik. Kekuatan dan kekakuan nanokristalin selulosa yang sangat tinggi serta ketahanan kimia yang baik mendorong peneliti untuk mengembangkan NCC menjadi serat tahan balistik alternatif yang dapat digunakan dalam proses pembuatan rompi anti peluru. Didalam penelitian ini, dilakukan kajian terkait pembuatan dan karakterisasi serat tahan balistik berbahan dasar nano kristalin selulosa alga Cladophora sp. Diharapkan dari hasil penelitian ini, Indonesia mampu membuat serat tahan balistik yang dapat diaplikasikan dalam proses pembuatan rompi anti peluru dengan bahan baku dan peralatan yang berasal Secara umum, penelitian ini dapat dibagi menjadi tujuh tahapan kerja yang meliputi, identifikasi awal komponen-komponen penyusun; sifat fisik dan mekanik alga Cladophora sp.; proses ekstraksi, pengujian, dan karakterisasi selulosa dari alga Cladophora sp.; proses sintesis, karakterisasi, dan pengujian nanokristalin selulosa dari selulosa alga Cladophora sp.; proses pembuatan dan pengujian serat tahan balistik berbahan dasar nanokristalin selulosa alga Cladophora sp.; proses pembuatan dan pengujian matriks karet alam; proses pembuatan dan pengujian material hybrid filamen NCC/PVA-karet alam; serta proses simulasi ketahanan balistik dari material hybrid filamen NCC/PVA-karet alam. Berdasarkan hasil pengujian, dapat disimpulkan bahwa komponen penyusun alga Cladophora sp. meliputi selulosa, hemiselulosa, lignin, zat ekstraktif, lipid, protein dan abu. Kekuatan tarik dan modulus elastisitas dari alga Cladophora sp. tanpa perlakuan masih jauh lebih rendah dibandingkan dengan serat kevlar dan UHMWPE. Proses ekstraksi selulosa dari alga Cladophora sp. dilakukan melalui tiga tahapan yaitu alkalisasi, perlakuan asam dan bleaching. Kemurnian selulosa tertinggi yang dihasilkan pada penelitian ini adalah sebesar 96,27%. Proses sintesis nano kristalin selulosa dilakukan dengan menggunakan perlakuan hidrolisis asam. Berdasarkan hasil pengukuran, sampel yang dapat dikategorikan sebagai nano kristalin selulosa adalah 2M15J, 3M15J, 5M5J, 5M10J, dan 5M15J. Proses pembuatan serat NCC/PVA dilakukan dengan menggunakan metode wet spinning. Kekuatan dan modulus elastisitas serat NCC/PVA tertinggi dihasilkan oleh serat 2M15J, 3M15J dan 5M5J dengan konsentrasi NCC sebesar 20%. Untuk meningkatkan sifat tarik dari serat NCC/PVA lebih lanjut dilakukan proses peregangan dope. Setelah diberikan perlakuan peregangan dope 150%, serat 2M15J20150 memiliki kekuatan dan modulus elastisitas yang setara dengan serat tahan balistik komersial. Kekuatan dan modulus elastisitas tertinggi dari serat NCC/PVA yang dihasilkan adalah sebesar 3,085 GPa dan 63,20 GPa. Pembuatan material hybrid NCC/PVA-karet alam didasarkan pada keterbatasan teknologi untuk membuat kain NCC/PVA dengan kerapatan tinggi. Dalam proses pembuatan material hybrid, karet alam digunakan sebagai material pengikat. Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, karet alam yang digunakan dalam pembuatan material hybrid adalah karet alam ditambahkan dengan accelerator dan carbon black dengan konsentrasi 0,4 phr dan 30 phr. Kekuatan tarik dan modulus elastisitas material hybrid tertinggi dihasilkan oleh material hybrid dengan fraksi volume filamen 44,63%, yaitu sebesar 145,89 MPa dan 12,08 GPa. Berdasarkan hasil simulasi balistik, rompi anti peluru standar NIJ IIIA dapat dibuat dengan menggunakan material hybrid dengan ketebalan 15 mm dengan berat total sebesar 4391,72 gr. Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa bahan alam dan teknologi yang tersedia dapat dimanfaatkan dalam proses pembuatan rompi anti peluru.